EP1037310A2 - Hülsenförmiges Klemmelement zum abisolierfreien Anschluss elektrischer Leiter - Google Patents

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EP1037310A2 EP00101409A EP00101409A EP1037310A2 EP 1037310 A2 EP1037310 A2 EP 1037310A2 EP 00101409 A EP00101409 A EP 00101409A EP 00101409 A EP00101409 A EP 00101409A EP 1037310 A2 EP1037310 A2 EP 1037310A2
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/24—Connections using contact members penetrating or cutting insulation or cable strands
    • H01R4/2416—Connections using contact members penetrating or cutting insulation or cable strands the contact members having insulation-cutting edges, e.g. of tuning fork type
    • H01R4/2445—Connections using contact members penetrating or cutting insulation or cable strands the contact members having insulation-cutting edges, e.g. of tuning fork type the contact members having additional means acting on the insulation or the wire, e.g. additional insulation penetrating means, strain relief means or wire cutting knives
    • H01R4/2458—Connections using contact members penetrating or cutting insulation or cable strands the contact members having insulation-cutting edges, e.g. of tuning fork type the contact members having additional means acting on the insulation or the wire, e.g. additional insulation penetrating means, strain relief means or wire cutting knives the contact members being in a slotted tubular configuration, e.g. slotted tube-end

Definitions

  • the invention relates to a sleeve-shaped clamping element the specified in the preamble of claim 1 Art.
  • Such clamping elements are from DE-Ausschschrift 23 39th 800 and known from DE Patent 32 39 708.
  • the in trained in its entirety as a metal clamping spring Sleeve body of such clamping elements has over its entire Cross-section a constant thickness, which is the case with both Contact, namely when cutting into the insulating jacket of the head concerned, as well as regarding the Space requirement of the clamping element in the associated terminal housing is disadvantageous.
  • It is with respect to the mechanical stress curve with applied clamping forces of the flared sleeve body does not require him to the same thickness up to the clamping slot. Rather, it should be based on the elastically deformable area, in which the stresses when the sleeve body is jammed according to the length of the lever arm from the clamping point seen increase with constant material thickness, which is by no means cheap.
  • the invention is therefore based on the object, a sleeve-shaped Clamping element of the generic type create its design taking into account the bending stress curve is optimized in the clamped state.
  • the material rejuvenation has an effect of the clamping leg on the clamping slot itself due to a lower material thickness in the cutting area of the Clamping leg out, which means that when the non-stripped electrical conductor into the clamping slot the cutting of the insulating jacket of the conductor favors becomes.
  • the constant miniaturization of the building blocks for the terminal technology in cross-section tapered clamping leg space advantages because it is given the available space further away from the clamping slot can expand or when space is limited Head can contact unchanged cross section without that the cutting and clamping forces are impaired.
  • the sleeve-shaped clamping element according to the invention the usual has a symmetrical design with two clamping legs, both of them are designed with a tapering cross-section. You get there so a uniform course of the mechanical tension in the clamping legs, the bending range of which is extended can be, whereby higher restoring forces are possible.
  • terminal housing 1 shows a terminal housing 1, in which there is a terminal space 2, which is perpendicular to the plane of representation extends. In it there is one with his Arranged in the same direction extending sleeve body 3, that of a metal with suitable spring properties exists and at least electrically with a busbar 7 is connected.
  • the sleeve body 3 represents a clamping element, which a clamping slot 4 along its upper apex region having. Through this clamping slot 4 one goes through one dash-dotted line indicated plane through to the entire sleeve body 3 is mirror-symmetrical is.
  • the sleeve body 3 has seen in cross section a box profile or a U-profile, the U-legs form two opposing clamping legs 5, which are integrally connected to one another via the lower U-web 6 are.
  • the U-web 6 is fixed, in particular electrically conductively connected to the busbar 7.
  • the U-web 6 goes over rounded arches 8 in the spring legs 5 over that run up to bends 9, of which from them converging towards each other, sloping roof extending leg ends 10, which end with Cut 11 limit the clamping slot 4.
  • the peculiarity of the sleeve body 3 is that the Clamp leg 5 upwards, that is towards the clamping slot 4 taper in cross-section.
  • the tapered area extends between the rounded arches 8 at the transition to the U-bridge 6 and the upper bends 9 so that the leg ends 10 from the bends 9 to the clamping slot 4 or their cutting edges 11 a substantially constant Cross section.
  • the electrical conductor is inserted 12 the sleeve body 3 expanded, i.e. its elastic Clamping legs 5 now have outer sides lying parallel to one another, up to their position on the clamping slot 4 between the blades 11 have a larger spring or clamping path of the two clamping legs 5 is available. Also recognizes here that the ends 10 the clamping leg 5 more easily into the insulation material 13 of the conductor 12 can penetrate.

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  • Clamps And Clips (AREA)
  • Suspension Of Electric Lines Or Cables (AREA)
  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)

Abstract

Ein solches Klemmelement hat einen Hülsenkörper, der einen in seiner Längsrichtung verlaufenden Klemmschlitz aufweist und im Querschnitt gesehen zwei miteinander einstückige, einander gegenüberliegende sowie im Bereich zum Klemmschlitz hin konvergierende Federschenkel mit den Klemmschlitz begrenzenden Schneiden hat. Um die Gestaltung des Hülsenkörpers unter Berücksichtigung des Biegespannungsverlaufs im Klemmzustand zu optimieren, verjüngt sich zumindest einer der beiden Federschenkel in seinem elastisch verformbaren Bereich in Richtung zum Klemmschlitz hin in seinem Querschnitt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein hülsenförmiges Klemmelement der im Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1 näher bezeichneten Art.
Solche Klemmelemente sind aus der DE-Auslegeschrift 23 39 800 und aus der DE-Patentschrift 32 39 708 bekannt. Der in seiner Gesamtheit als metallene Klemmfeder ausgebildete Hülsenkörper solcher Klemmelemente hat über seinen gesamten Querschnitt hinweg eine konstante Dicke, was sowohl beim Kontaktieren, nämlich beim Einschneiden in den Isoliermantel des betreffenden Leiters, als auch hinsichtlich des Platzbedarfs des Klemmelementes in dem zugehörigen Klemmengehäuse nachteilig ist. Dabei ist es mit Rücksicht auf den mechanischen Spannungsverlauf bei aufgebrachten Klemmkräften des aufgeweiteten Hülsenkörpers nicht erforderlich, ihn bis zum Klemmschlitz hin in gleicher Dicke auszuführen. Vielmehr ist auf den elastisch verformbaren Bereich abzustellen, in welchem bei klemmendem Hülsenkörper die Spannungen entsprechend der Länge des Hebelarms von der Klemmstelle aus gesehen bei konstanter Materialdicke zunehmen, was keineswegs günstig ist.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein hülsenförmiges Klemmelernent der gattungsbildenden Art zu schaffen, dessen Gestaltung unter Berücksichtung des Biegespannungsverlaufs im Klemmzustand optimiert ist.
Diese Aufgabe wird bei einem hülsenförmigen Klemmelement der gattungsgemäßen Art nach der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Für die Erfindung ist wesentlich, daß durch die Querschnittsverjüngung zumindest eines der Klemmschenkel des Klemmelementes bis zur Klemmstelle hin zwei unterschiedliche Vorteile erzielt werden. Zum einen wirkt sich die Materialverjüngung des Klemmschenkels am Klemmschlitz selbst durch eine geringere Materialstärke im Schneidenbereich des Klemmschenkels aus, wodurch beim Einschieben des nicht abisolierten elektrischen Leiters in den Klemmschlitz hinein das Durchtrennen des Isoliermantels des Leiters begünstigt wird. Zum zweiten bringt bei der ständigen Miniaturisierung der Bausteine für die Klemmentechnik der im Querschnitt sich verjüngende Klemmschenkel Platzvorteile, weil er sich bei gegebenen Platzverhältnissen vorn Klemmschlitz weg weiter aufweiten kann oder bei verringerten Platzverhältnissen Leiter unveränderten Querschnitts kontaktieren kann, ohne daß die Schneid- und Klemmkräfte beeinträchtigt sind. Diese Vorteile wirken sich besonders dann gravierend aus, wenn das erfindungsgemäße hülsenförmige Klemmelement die übliche symmetrische Bauform mit zwei Klemmschenkeln hat, die beide mit verjüngendem Querschnitt ausgeführt sind. Man erreicht so einen gleichmäßigen Verlauf der mechanischen Spannung in den Klemmschenkeln, deren Biegebereich dadurch verlängert werden kann, wodurch höhere Rückstellkräfte möglich sind.
Vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel noch näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1
den Querschnitt durch eine Klemme mit einem hülsenförmigen Klemmelement entsprechend der Erfindung und
Fig. 2
eine der Figur 1 entsprechende Darstellung, jedoch mit in die Klemme eingeführtem, elektrischem Leiter.
Im einzelnen zeigt Figur 1 ein Klemmengehäuse 1, in welchem sich ein Klemmraum 2 befindet, der sich senkrecht zur Darstellungsebene erstreckt. Darin ist ein sich mit seiner Länge in gleicher Richtung erstreckender Hülsenkörper 3 angeordnet, der aus einem Metall mit geeigneten Federeigenschaften besteht und zumindest elektrisch mit einer Stromschiene 7 verbunden ist.
Der Hülsenkörper 3 stellt ein Klemmelement dar, welches entlang seinem oberen Scheitelbereich einen Klemmschlitz 4 aufweist. Durch diesen Klemmschlitz 4 geht eine durch eine strichpunktierte Linie angedeutete Ebene hindurch, zu der der gesamte Hülsenkörper 3 spiegelsymmetrisch ausgebildet ist. Insgesamt hat der Hülsenkörper 3 im Querschnitt gesehen ein Kastenprofil oder ein U-Profil, wobei die U-Schenkel zwei einander gegenüberliegende Klemmschenkel 5 bilden, die einstückig über den unteren U-Steg 6 miteinander verbunden sind. Der U-Steg 6 ist fest, insbesondere elektrisch leitend mit der Stromschiene 7 verbunden. Zu beiden Seiten geht der U-Steg 6 über gerundete Bögen 8 in die Federschenkel 5 über, die bis zu Abwinklungen 9 hochlaufen, von denen ab sie in gegeneinander konvergierende, dachschrägenförmig verlaufende Schenkelenden 10 übergehen, welche mit endseitigen Schneiden 11 den Klemmschlitz 4 begrenzen.
Die Besonderheit des Hülsenkörpers 3 liegt darin, daß die Klemmschenkel 5 sich nach oben, also zum Klemmschlitz 4 hin im Querschnitt verjüngen. Der Verjüngungsbereich erstreckt sich zwischen den gerundeten Bögen 8 am Übergang zum U-Steg 6 und den oberen Abwinklungen 9, so daß die Schenkelenden 10 von den Abwinklungen 9 bis zum Klemmschlitz 4 bzw. zu ihren Schneiden 11 hin einen im wesentlichen konstanten Querschnitt haben.
In nicht klemmender, also nicht aufgeweiteter Position verjüngt sich der gesamte Hülsenkörper 3 in seiner Breite nach oben hin etwas, was man in Figur 1 an dem Abstand erkennt, den die Abwinklungen 9 der Klemmschenkel 5 zu den seitlichen Abgrenzungen des Aufnahmeraums 2 lassen. Die erwähnte Verjüngung des Hülsenkörpers 3 betrifft dessen Außenkontur.
Wie Figur 2 zeigt, ist bei eingeführtem elektrischen Leiter 12 der Hülsenkörper 3 aufgeweitet, d.h. seine elastischen Klemmschenkel 5 haben jetzt parallel zueinanderliegende Außenseiten, bis zu deren Position hin am Klemmschlitz 4 zwischen den Schneiden 11 ein größerer Feder- oder Klemmweg der beiden Klemmschenkel 5 zur Verfügung steht. Zudem erkennt man hier, daß die im Querschnitt dünneren Enden 10 der Klemmschenkel 5 leichter in das Isolationsmaterial 13 des Leiters 12 eindringen können.
In der kontaktierenden, aufgeweiteten Lage entspricht die sich in Richtung zur Kontaktstelle hin verjüngende Ausbildung der Klemmschenkel einem Träger gleicher Biegespannung, was bedeutet, daß durch den immer größer werdenden Querschnitt der Federschenkel 5 zu dem eingespannten U-Steg 6 hin das Metallmaterial des Hülsenkörpers 3 einen zunehmend größeren Biegewiderstand hat und entsprechend zunehmend größere Rückstellkräfte entgegen der Aufweitung aufbringt.

Claims (7)

  1. Hülsenförmiges Klemmelement mit einem dem abisolierfreien Anschluß eines elektrischen Leiters dienenden und in Längsrichtung des Hülsenkörpers verlaufenden Klemmschlitz, wobei der Hülsenkörper im Querschnitt gesehen zwei miteinander einstückige, einander gegenüberliegende sowie im Bereich zum Klemmschlitz hin konvergierende Federschenkel mit den Klemmschlitz begrenzenden Schneiden aufweist,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß sich zumindest einer der beiden Federschenkel (5) in seinem elastisch verformbaren Bereich in Richtung zum Klemmschlitz (4) hin in seinem Querschnitt verjüngt.
  2. Klemmelement nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der verjüngte Querschnitt bis zur Schneide (11) des Federschenkels (5) reicht.
  3. Klemmelement nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Querschnittsabnahme des Federschenkles (5) stetig ist.
  4. Klemmelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß beide Federschenkel (5) bezogen auf eine durch den Klemmschlitz (4) hindurchgehende Ebene spiegelsymmetrich und beide mit der Querschnittsverjüngung ausgebildet sind.
  5. Klemmelement nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Hülsenkörper (3) im Querschnitt U-förmig ist, wobei die U-Schenkel die Federschenkel (5) bilden und gegeneinander abgewinkelte Enden (10) haben.
  6. Klemmelement nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die abgewinkelten Enden (10) der Federschenkel (5) bezogen auf den Gesamtquerschnitt des Hülsenkörpers (3) dachschrägenförmig angeordnet sind.
  7. Klemmelement nach Anspruch 5 oder 6,
    dadurch gekennzeichnet, daß der U-Steg (6) des Hülsenkörpers (3) eine konstante Dicke hat und mittels gerundeter Bögen (8) in die Federschenkel (5) übergeht, die sich von dem jeweils zugehörigen Bogen (8) bis hin zur Abwinklung (9) ihrer Enden (10) verjüngen.
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