EP0707745A1 - Schraubklemme mit u-förmigem klemmkörper - Google Patents

Description

Patentanmeldung

Schraubklemme mit u-fδrmiσem Klemmkörper

Die Erfindung betrifft eine Schraubklemme gemäß dem Oberbegriff des An¬ spruches 1. eine derartige Schraubklemme zum Anschließen elektrischer Leiter ist durch das europäische Patent 0 023 234 bekannt und dort beispielsweise in Verbindung mit einer einstückig angeformten Steckbuchse als Kontaktele¬ ment für einen Kabelsteckverbinder eingesetzt. In das für solche Schraub- kleramen erforderliche dünne Federblech lassen sich keine Gewindezüge ein¬ bringen und mit einer einfachen Bohrung zur Aufnahme der Klemmschraube läßt sich das geforderte JVnzugsdrehmoment nicht erreichen. Deshalb ist zwischen den Schenkeln eine ausreichend dicke Mutter (Kreuzmutter) vorge¬ sehen, die mit seitlichen Schultern in Ausnehmungen der beiden Schenkel gehalten ist. Dadurch kann der lichte Schenkelabstand auf den Durchmesser der Gewindebohrung reduziert und somit eine minimale Breite der Schraub¬ klemme erzielt werden, wobei zweckmäßigerweise der Durchmesser des Schraubenkopfes höchstens dieser Breite entspricht.

Bei dieser Ausführung ist allerdings eine relativ große Schenkellänge er¬ forderlich, damit der Schenkelteil zwischen den Ausnehmungen und der freien Oberkante stark genug ist, um die durch das geforderte Anzugsdreh¬ moment der Klemmschraube erzeugten Klemmkräfte aufnehmen zu können. Die Klemmenhöhe, d.h. die Abmessung in Richtung der Schraubenachse, ist aus diesem Grunde für viele Anwendungen, insbesondere den Einsatz in Minia¬ tursteckverbindern zu groß.

Außerdem können bei dieser bekannten Schraubklemme unter der Einwirkung hoher Klemmkräfte die Schenkel um mehr als die Materialstärke des Ble¬ ches, also soweit auseinandergedrückt werden, daß die Kreuzmutter zumin¬ dest aus einer Ausnehmung herausgezogen wird und damit keine sichere Klemmkontaktierung mehr gewährleistet ist. Häufig wird die Schraubklemme bei diesem Vorgang sogar so deformiert, daß sie unbrauchbar ist. Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Schraubklemme der eingangs ge¬ nannten Art auf möglichst einfache und kostensparende Weise derart wei¬ terzubilden, daß bei zumindest gleicher Stabilität in Richtung der Schraubenachse die Klemmenhöhe verringert und das Aufspreizen der Klem¬ menschenkel auch bei hohen Klemmkräften sicher verhindert ist.

Diese Aufgabe ist durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 ge¬ löst.

Durch diesen mit minimalem Mehraufwand (lediglich ein zusätzlicher Biege¬ vorgang) realisierten Aufbau ist es möglich, die Innenfläche des Endtei¬ les des zweiten Schenkels direkt auf der Kreuzmutter aufliegend anzuord¬ nen, sodaß der zur Aufnahme der Klemmkräfte erforderliche Höhenbereich auf die doppelte Materialstärke des Blechteils reduziert ist. Damit sind die Klemmenabmessungen nicht nur in der Breite sondern auch in der Höhe auf ein absolutes Mindestmaß verringert, wodurch der Anwendungsbereich der Schraubklemme wesentlich vergrößert ist und nunmehr z.B. auch den Einsatz in Miniatursteckverbindern erlaubt, deren Konaktträger im Quer¬ schnitt sehr kleine Kontaktkammern zur Aufnahme einstückiger Kontaktele¬ mente mit Schraubklemmanschluß aufweisen.

Außerdem ist durch die fluchtenden Schraubendurchführungen des inneren und äußeren Endteils der beiden Schenkel, die zweckmäßigerweise im Außen¬ durchmesser des Gewindeschaftes der Klemmschraube entsprechen oder nur geringfügig größer sind, ein seitliches Ausweichen der Schenkel zumindest im Bereich der den Endteilen benachbarten Ausnehmungen auf ebenso einfa¬ che wie wirksame Weise unterbunden, sodaß auch bei sehr großen Klemmkräf¬ ten die mechanische Stabilität der Schraubklemme dauerhaft sicher gewähr¬ leistet ist.

Vorteilhafte Ausführungen beziehungsweise Ausgestaltungen des Gegenstan¬ des nach dem Anspruch 1 sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Durch eine Ausbildung gemäß Anspruch 2 ist auf einfache Weise verhindert, daß die Schenkel vor dem Einstecken- und Schrauben der Klemmschraube nach außen auffedern können. Damit ist eine wesentliche Montageerleichterung erzielt. Außerdem bewirken die in die Aussparungen eingebogenen Fort¬ sätze, daß die beiden Endteile der Schenkel quer zur Schraubenachse in Soll-Lage aneinanderliegen und zusammengehalten werden und dadurch ohne Schwierigkeiten in die der Soll-Querschnittskontur angepaßten Ausneh un- gen von Geräteteilen, z.B. in die Kontaktkammern eines Steckverbinder- Kontaktträgers eingeführt werden können, was ebenfalls zu einer problem¬ losen Montage beiträgt. Eine solche Schraubklemme ist damit besonders gut für die maschinelle Serienfertigung von Massenprodukten wie Steckverbin¬ dern geeignet.

Durch das feste Zusammenhalten der Endteile ist weiterhin vermieden, daß bei hohen geforderten Anzugsdrehmomenten das äußere Endteil aufklappt. Die Fortsätze könnten prinzipiell auch am inneren Endteil angeformt und zum Einbringen in Aussparungen des äußeren Endteils vorgesehen sein. Bei einer solchen Ausführung würden allerdings die über das äußere Endteil hinausragenden Nasen die Klemmenhöhe wieder vergrößern. Die anspruchsge¬ mäße Anordnung, bei der die Nasen in den freien Raum zwischen den beiden Schenkeln an deren Längsenden hineinragen, hat demgegenüber den Vorteil, daß die minimale Klemmenhöhe erhalten bleibt.

Für viele Fälle reicht eine an jedem Fortsatz seitlich abragende Nase be¬ reits aus. Eine besonders hohe Haltekraft und exakt parallele Lage der beiden Endteile zueinander ist mit äußerst geringem Material-Mehraufwand durch sich beidseitig an den Hals anschließende Nasen (Doppelnase) er¬ reicht.

Bei minimaler Breite des u-förmigen Klemmkörpers entspricht - wie ausge¬ führt - der lichte Abstand der Schenkel dem Außendurchmesser des Gewinde¬ schaftes der Klemmschraube. Nachdem zusätzlich bei minimaler Klemmenhδhe die Kreuzmutter an der Innenfläche des inneren Endteils des zweiten Schenkels anliegt, verbleibt an der Biegekante des zweiten Schenkels zwi¬ schen der ihr zugewandten Randkante der Ausnehmung und der z.B. kreisför¬ migen Durchführung nur ein sehr schmaler Biegesteg und am stirnseitigen freien Ende des inneren Endteils, wo die Durchführung tangential zur Stirnkante verläuft, praktisch gar kein Steg. Die Gefahr ist daher groß, daß die Schraubklemme den Belastungen an diesen Stellen bei hohen Anzugs¬ drehmomenten nicht standhält und die schmalen Stege reißen. Die Stelle am stinseitigen freien Ende des inneren Endteils ist überdies aus dem ge¬ nannten Grund fertigungstechnisch nicht sicher zu beherrschen. Zur Vermeidung dieser Gefahren sind in den Ansprüchen 3 bis 5 vorteil¬ hafte Maßnahmen angegeben.

Durch eine Ausbildung der Durchführung des inneren Endteils gemäß An¬ spruch 3 ist eine wesentliche Verbreiterung der Biegestegs um die Höhe des verbliebenen Kreissegments, welche der Differenz von Außenradius des Gewindeschafts und seinem Kernradius entspricht, erzielt. Auf diese Weise ist die gewonnene Verbreiterung ein Maximum und zusätzlich greift das verbliebene Kreissegment als Schraubenbremse und damit Schraubensicherung in das Schraubengewinde ein.

Eine weitere Verbesserung der Stabilität des Biegestegs durch Verbreite¬ rung ist in Anspruch 4 angegeben. Durch die .Anordnung und Bemessung der Einbuchtung biegt sich diese flächengleich mit dem inneren Endteil ab und verbreitert somit den Biegesteg um die Materialstärke des Blechteils ohne über den zweiten Schenkel seitlich hinauszuragen, sodaß die minimale Breite des u-förmigen Klemmkörpers erhalten bleibt.

Der so auf äußerst einfache und kostengünste Weise verbreiterte Biegesteg hält auch den bei stärksten Klemmkräften auftretenden mechanischen Bela¬ stungen stand.

Durch eine zusätzliche Ausbildung der Durchführung des inneren Endteils gemäß -Anspruch 5 ist das Blechteil ohne Mehrkosten zur Serienfertigung z.B. im Stanzverfahren geeignet, weil keine Undefinierten dünnen Stege oder Spitzen entstehen können. Die dabei durch geringes Verkürzen des in¬ neren Endteils gebildeten, den Schraubenschaft umfassenden sichelförmigen Krallen sind relativ robust und insbesondere bei einer Klemmenausführung nach Anspruch 2 auch sicher gegen ein öffnen unter Einwirkung hoher Klemmkräfte geschützt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines als Klemmbuchse für einen Kabelsteckverbinder ausgebildeten Ausführungsbeispieles in den Figuren noch näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 - eine Abwicklung des Blechteils der Schraubklemme,

Figuren 2a-c - je eine stirnseitige und seitliche Ansicht sowie eine

Draufsicht der Klemmbuchse, in Figur 2c ohne Klemm¬ schraube,

Figur 3 - eine Draufsicht auf die nicht montierte Kreuzmutter,

Figur 4 - eine anschlußseitige Stirnansicht des Steckverbinder- Kontaktträgers mit eingesetzten Klemmbuchsen und

Figur 5 - eine teilweise aufgebrochene seitliche Ansicht des

Kontaktträgers mit eingesetzten Klemmbuchsen. Die Klemmbuchse 1 besteht aus einer erfindungsgemäßen Schraubklemme 2 und zwei daran einstückig angeformten, einen Steckbuchsenkontakt bildenden Gabelfedern 3. Die Schraubklemme 2 weist ein im Stanz-Biegeverfahren her¬ gestelltes u-förmiges Blechteil 4 aus Federblech mit zwei Schenkeln 5, 6 auf, in denen jeweils eine Ausnehmung 7 vorgesehen ist, in die einander gegenüberliegende Schultern 8 einer Kreuzmutter 9 mit zentraler Gewinde¬ bohrung 10 zur Aufnahme einer Klemmschraube 11 soweit eingreifen, daß sie mit der Außenwand der Schenkel 5, 6 bündig sind. Dadurch ist nicht nur eine stabile Halterung der Kreuzmutter gewährleistet, sondern auch die Möglichkeit gegeben, den lichten Abstand zwischen den Schenkeln 5, 6 dem Schraubendurchmesser anzupassen und damit die Klemmenbreite zu minimie¬ ren.

Ein Endteil 12 des ersten Schenkels 5 ist um 90 ° um eine erste Biege¬ kante 13 zum zweiten Schenkel 6 hin abgebogen, seine Stirnkante 14 ist bündig mit der Außenwand des zweiten Schenkels 6. Ein Endteil 15 des zweiten Schenkels 6 ist zum ersten Schenkel 5 hin um eine zweite Biege¬ kante 16 ebenfalls um 90 ° abgebogen und zwischen dem äußeren Endteil 12 und der Kreuzmutter 9 angeordnet. Das äußere Endteil 12 liegt auf dem in¬ neren Endteil 15 und dieses wiederum auf der Kreuzmutter 9 auf, sodaß bei hoher Stabilität eine geringe Klemmenhöhe erreicht ist. Beide Endteile 12, 15 tragen jeweils eine zentrale Durchführung 17, 18 für die Klemmschraube 11. Die Durchführung 17 des äußeren Endteils 12 des ersten Schenkels 15 ist kreisförmig, wobei der Kreisdurchmesser dem Außendurchmesser des Gewindeschafts 19 der Klemmschraube 11 entspricht. Die Durchführung 18 des inneren Endteils 15 des zweiten Schenkels 6 ist in einem zentralen Bereich ebenfalls kreisförmig mit dem genannten Durch¬ messer; auf dem der Biegekante 16 zugewandten Bereich ist der Kreis um ein Segment verkleinert, dessen zur Biegekante -16 parallele Sehne 20 vom Kreismittelpunkt M einen dem Kernradius des Gewindeschafts 19 entspre¬ chenden Abstand hat. Außerdem weist die der Biegekante 16 zugewandte Randkante 21 der Ausnehmung 7 eine der Materialstärke des Blechteils 4 entsprechende Einbuchtung 22 auf, sodaß zwischen der Ausnehmung 7 und der Durchführung 18 ein relativ breiter und damit stabiler Steg 23 gebildet ist, der auch bei hohen Klemmkräften ein Reißen des Blechteils 4 an die¬ ser Stelle wirksam verhindert. Außerdem greift der Steg 23 durch die an¬ gegebene Bemessung in das Gewinde der Klemmschraube 11 ein und bildet da¬ durch zugleich eine Schraubensicherung. Die mechanische Festigkeit der Schraubklemme 2 ist noch weiter durch ein¬ stückig vom äußeren Endteil 12 des Schenkels 5 abragende Fortsätze 24, 25 erhöht, die - um etwa 90 ° abgebogen - jeweils mit ihrem Halsteil 26 eine korrespondierende Aussparung 27 des inneren Endteils 15 durchsetzen und mit einer quer zum Halsteil 26 verlaufenden Einfachnase 28 bzw. Doppel¬ nase 29 die inneren Randbereiche der Aussparungen 27 hintergreifen ohne über die Schraubklemme 2 hinauszuragen.

Der Durchmesser des Schraubenkopfes 30 ist mit einer der Klemmenbreite entsprechenden Größe so bemessen, daß er die Klemmenabmessungen nicht vergrößert und trotzdem das volle Anzugsmoment in Klemmkraft umwandeln kann.

Der Abstand des Mittelpunkts M der Durchführung 18 des inneren Endteils 15 von seiner freien Stirnkante 31 ist kleiner als der Kreisdurchmesser, sodaß eine Kreisöffnung von ca. 2/3 des Kreisdurchmessers entsteht, durch die zwei sichelförmige Krallen 32 gebildet sind, welche die Schraube um¬ fassen. Diese Ausführung ist überdies fertigungstechnisch sehr viel bes¬ ser beherrschbar als eine Durchführung, welche die Stirnkante tangiert, wenn der Durchmesser des Gewindeschafts 19 dem lichten Schenkelabstand gleich ist.

Vier der vorstehend beschriebenen Klemmbuchsen 1 sind in Kontaktkammern 33 eines Kontaktträgers 34 einer Miniatursteckkupplung angeordnet. Die abisolierten Aderenden 35 der zugehörigen Litzen 36 sind jeweils zwischen Kreuzmutter 9 und gewölbtem Bodenteil 37 des u-förmigen Blechteils 4 ein¬ geführt und durch die quer zur Steckrichtung eingedrehte Klemmschraube 11 klemmkontaktiert. Der Schraubenkopf 30 liegt dabei in einer angepaßten Bohrung einer an der Außenfläche des Endteils 12 des ersten Schenkels 5 anliegenden Wand 38 des Kontaktträgers 34, wodurch zugleich die Klemm¬ buchse 1 in der Kontaktkammer 33 gehalten ist. Zur Einführung der Kon¬ taktstifte eines nicht dargestellten Gegensteckverbinders sind in Verlän¬ gerung der Kontaktkammern 33 Schlitze 39 vorgesehen, die sich zur Stirn¬ seite 40 des Kontaktträgers 34 hin erstrecken. Zur Befestigung des Kon¬ taktträgers in einem nicht dargestellten Gehäuse der Miniatursteck¬ kupplung mittels einer Zentralschraube weist der Kontaktträger 34 eine zentrale Bohrung 41 auf. Insgesamt ist durch die beschriebenen Merkmale mit äußerst geringem Auf¬ wand eine z.B. bei einer Klemmbuchse angewendete Schraubklemme geschaf¬ fen, die trotz minimaler Abmessungen eine hohe Stabilität aufweist.

Claims

Patentansprüche

1. Schraubklemme zum Klemmkontaktieren elektrischer Leiter, mit einem aus einem u-förmigen Blechteil bestehenden Klemmkörper, zwischen dessen Schenkeln eine quer dazu angeordnete, mit seitlichen Schul¬ tern in Ausnehmungen der Schenkel gehaltene Mutter (Kreuzmutter) zur Aufnahme und Führung des Gewindeschafts einer Klemmschraube vorgese¬ hen ist, wobei ein Endteil eines (ersten) Schenkels des u-förmigen Blechteils um 90 ° zum zweiten Schenkel hin abgebogen ist, als äußeres Endteil auf diesem aufliegt und eine zentrale Bohrung zum Durchführen des Gewindeschaftes der Klemmschraube aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Endteil (15) des zweiten Schenkels (6) um 90 ° zum ersten Schenkel (5) hin um eine Biegekante (16) ab¬ gewinkelt ist, als inneres Endteil (15) flächig am äußeren Endteil (12) anliegt und eine mit der Bohrung (17) des äußeren Endteils (12) fluchtende Durchführung (18) für den Gewindeschaft (19) der Klemm¬ schraube (11) aufweist.

2. Schraubklemme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Endteil (12) des ersten Schenkels (5) auf den zwischen den Schenkeln (5, 6) verlaufenden Seiten jeweils einen vorzugsweise ein¬ stückigen Fortsatz (24, 25) mit einem Hals (26) und wenigstens einer davon seitlich abragenden Nase (28, 29) trägt und daß die bei mon¬ tierter Schraubklemme (2) um 90 ° abgebogenen Fortsätze (24, 25) korrespondierende Aussparungen (27) des inneren Endteiles (15) mit ihrem Hals (26) durchsetzen und mit den Nasen (28, 29) innere Rand¬ teile der Aussparungen (27) hintergreifen.

3. Schraubklemme nach einem der .Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Durchführung (18) des inneren Endteils (15) im Querschnitt ein Kreisflächensegment ist, dessen Sehne (20) parallel zur Biegekante (16) verläuft und vom Kreismittelpunkt (M) einen etwa dem Kernradius des Gewindeschafts (19) zumindest annähernd entspre¬ chenden Abstand hat.

4. Schraubklemme nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich net, daß die der Biegekante (16) zugewandte Randkante (21) der Aus¬ nehmung (7) des zweiten Schenkels (6) eine Einbuchtung (22) auf¬ weist, deren Tiefe dem Abstand zur Biegekante (16) und der Material stärke des Blechteils (4) entspricht.

5. Schraubklemme nach einem der Ansprüche 1 bis ., dadurch gekennzeich net, daß die Durchführung (18) des inneren Endteils (15) im Quer¬ schnitt ein nicht geschlossener Kreis ist, bei dem der .Abstand des Mittelpunkts (M) von der zur Schenkelwand parallelen Stirnkante (31 des inneren Endteils (15) geringer ist als sein dem Außendurchmesse des Gewindeschafts (19) der Klemmschraube (11) entsprechender Ra¬ dius.