EP1278268A2 - Klemmfeder - Google Patents

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EP1278268A2
EP1278268A2 EP02015751A EP02015751A EP1278268A2 EP 1278268 A2 EP1278268 A2 EP 1278268A2 EP 02015751 A EP02015751 A EP 02015751A EP 02015751 A EP02015751 A EP 02015751A EP 1278268 A2 EP1278268 A2 EP 1278268A2
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EP
European Patent Office
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spring
leg
auxiliary
spring leg
clamp
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EP02015751A
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Christian Süss
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Wieland Electric GmbH
Original Assignee
Wieland Electric GmbH
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Filing date
Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H01R4/28—Clamped connections, spring connections
    • H01R4/48—Clamped connections, spring connections utilising a spring, clip, or other resilient member
    • H01R4/4809—Clamped connections, spring connections utilising a spring, clip, or other resilient member using a leaf spring to bias the conductor toward the busbar
    • H01R4/48185—Clamped connections, spring connections utilising a spring, clip, or other resilient member using a leaf spring to bias the conductor toward the busbar adapted for axial insertion of a wire end
    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H01R4/28—Clamped connections, spring connections
    • H01R4/48—Clamped connections, spring connections utilising a spring, clip, or other resilient member
    • H01R4/4809—Clamped connections, spring connections utilising a spring, clip, or other resilient member using a leaf spring to bias the conductor toward the busbar
    • H01R4/48455—Clamped connections, spring connections utilising a spring, clip, or other resilient member using a leaf spring to bias the conductor toward the busbar insertion of a wire only possible by pressing on the spring

Definitions

  • the present invention relates to a clamping spring according to the preamble of Claim 1.
  • Such clamping springs which are also referred to as “cage springs”, are used in screwless terminals, such as are known from EP-B-0 303 818.
  • the present invention is therefore based on the object of a clamping spring for a spring clip so that even conductors with large conductor cross sections can be clamped in the spring. This task is through the Combination of features of claim 1 solved in an inventive manner.
  • the invention is based on the fundamental consideration of the effective spring force the clamping spring to increase, so the result is a greater clamping force to be able to exercise on the leader.
  • a clamping spring of the same size and the same bending stress a comparatively larger conductor cross-section can be clamped.
  • this saves the size of the clamping spring.
  • Clamping springs therefore have the inventive clamping spring not only one on a fixed leg spring-loaded spring leg, which for Clamping the conductor, but also an additional auxiliary spring leg, which is the sum of the spring forces exerted by the clamping spring increased, ideally almost doubled.
  • the production proposed in claim 2 as a bent part, preferably a spring steel bent part from a single piece, is technically simple and therefore advantageous and helps to reduce production costs.
  • the travel limiter proposed in claim 3 prevents overpressure the clamping spring during the connection process. This is relevant in terms of safety, because an overpressure of the clamping spring is unnoticed by the operator when making contact can stay. In this way, the contact between the conductor and Clamp spring initially seem to be made, but fail later without that the faulty contact can be recognized as a reason for failure from the outside.
  • the invention takes advantage of the fact that in the known clamping springs the fixed leg and the spring leg encloses a spring interior, which in the final assembly state of the clamping spring is actually useless broke.
  • This spring interior, which is actually uselessly lying idle is used according to the invention as an installation space for the auxiliary spring leg.
  • the auxiliary spring leg can be easily accommodated while maintaining exactly the same installation space as for the clamping spring after State of the art.
  • the spring leg on the one hand and the auxiliary spring leg on the other hand molded onto two different free ends of the fixed leg, see above that if one of the two spring legs fails, the other spring leg respectively can still fully maintain its functionality.
  • Claims 6 and 7 relate to a first preferred embodiment of the invention with an auxiliary spring leg with a to the geometry of the clamping spring adapted geometry.
  • Claims 8 and 9 relate to a further embodiment of the invention, which is regarded as expedient in particular with regard to its spring properties becomes.
  • the clamping spring shown in Fig. 1 has a horizontal direction 1 Fixed leg 2 on.
  • the fixed leg 2 opens into the bend 3 which the angular spring leg 4 is resiliently fixed.
  • the spring leg 4 adjoining the bend 3 is somewhat L-shaped angled and to a certain extent is composed of a base part 5 and a connecting part 6 bent from the base part 5.
  • the connecting part 6 is penetrated by the conductor insertion opening schematically indicated in FIG. 1 7th
  • a bulge 9 is bent toward the spring leg 4.
  • the bulge 9 closes on the auxiliary spring leg 10.
  • the auxiliary spring leg 10 consists on the one hand of a clinging to the base part 5 of the spring leg 4 Auxiliary beam 11 and that between the auxiliary beam 11 and the bulge 9 arranged base auxiliary beams 12.
  • the bulge 9 jumps in the vertical direction 8 in the direction of the spring leg 4 opposite the base auxiliary beam 12 and thus forms a travel limiter for the spring leg 4.
  • the spring travel of the clamping spring is shown in FIG. 1 Embodiment limited by the fact that the spring leg 4 on the bulge 9 rests flush in the maximally compressed state. To this The bulge 9 prevents further compression of the spring leg 4 in the vertical direction 8.
  • auxiliary spring leg 10 as it were, the base part 5 of the spring leg 4 and the fixed leg 2 duplicated to increase, preferably doubling the effective spring force of the Clamping spring.
  • auxiliary spring leg 10 can be with the same deflection of the spring leg 4 and thus the same bending stress on the clamping spring, twice the spring force realize.
  • the second exemplary embodiment shown in FIG. 2 also has a horizontal direction 1 running fixed leg 2. Also with regard to the spring leg 4, this exemplary embodiment in FIG. 2 is identical to that in FIG. 1 shown embodiment.
  • the auxiliary spring leg 10 in the embodiment 2 is connected to the fixed leg 2 via one of the bend 3 in the horizontal direction 1 opposite turn 13. At the turn 13 connects to a cantilever 14, which in turn at its free end has a rounding 15. Rounding 15 is followed in the vertical direction 8 projecting extension 16.
  • FIG. 2 shows the synopsis 2 on the one hand and FIG. 3 on the other. If the in 2 compression spring shown in a completely relaxed state, spring both the spring leg 4 and the auxiliary spring leg 10, so that the base part 5 of the spring leg 4 on the one hand and the spring bar 14 of the Auxiliary spring legs 10 on the other hand in an almost horizontal, in the horizontal direction 1 current position. It can be seen here that the point of contact always between the cantilever 14 and the spring leg 4 itself is located approximately in the area of the center of the base part 5 of the spring leg 4. With others Words, this point of contact cannot be in the area of a turn, for example the bend 3, hike.
  • the extension 16 is effective as a travel limiter, in which he rests with his end face on the fixed leg 23 and so one further deflection of the spring leg 4 prevented in the vertical direction 8.
  • the two exemplary embodiments therefore differ in that the Movement of the spring leg 4 and the auxiliary spring leg 10 in the embodiment 1 are parallel, while the directions of movement of the spring leg 4 and the auxiliary spring leg 10 in the case of FIGS. 2 and 3 shown embodiment are opposite.

Abstract

Klemmfeder für eine Federklemme mit einem Festschenkel (2) und mit einem am Festschenkel (2) federnd gelagerten, winkelförmigen Federschenkel (4), wobei ein Hilfsfederschenkel (10) am Festschenkel (4) federnd gelagert ist und mit seiner Federkraft den Federschenkel (4) beaufschlagt- <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Klemmfeder gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Derartige Klemmfedern, die auch als "Käfigfedern" bezeichnet werden, werden in schraubenlosen Anschlussklemmen verwendet, wie sie beispielsweise aus der EP-B-0 303 818 bekannt sind.
Auf dem technischen Gebiet der Anschluss- und Verbindungsklemmen herrscht wie auf vielen technischen Gebieten ein Trend zur Miniaturisierung der Bauteile vor. Dies bedeutet, dass für die Klemmfeder innerhalb einer Klemme stets ein nur begrenzter Einbauraum zur Verfügung steht. Diesem begrenzten Einbauraum steht die Notwendigkeit gegenüber, größere Klemmfedern für die Kontaktierung von Leitern mit großen Leiterquerschnitten vorzusehen. Mit anderen Worten ist der Einbauraum für die Klemmfeder in der Klemme der Engpassfaktor für den maximal anschließbaren Leiterquerschnitt.
Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Klemmfeder für eine Federklemme so zu gestalten, dass auch Leiter mit großen Leiterquerschnitten in der Feder geklemmt werden können. Diese Aufgabe ist durch die Merkmalskombination des Anspruchs 1 in erfinderischer Weise gelöst.
Die Erfindung beruht auf der grundsätzlichen Überlegung, die wirksame Federkraft der Klemmfeder zu vergrößern, um so im Ergebnis eine größere Klemmkraft auf den Leiter ausüben zu können. Infolge dieser größeren Klemmkraft kann bei einer Klemmfeder gleicher Baugröße und gleicher Biegebeanspruchung ein vergleichsweise größerer Leiterquerschnitt geklemmt werden. Im Umkehrschluss bedeutet dies eine Ersparnis der Baugröße der Klemmfeder. Gegenüber herkömmlichen Klemmfedern weist die erfindungsmäßige Klemmfeder deshalb nicht nur einen an einem Festschenkel federnd gelagerten Federschenkel auf, welcher zur Klemmung des Leiters dient, sondern auch noch einen zusätzlichen Hilfsfederschenkel, welcher die Summe der von der Klemmfeder ausgeübten Federkräfte erhöht, im Idealfall nahezu verdoppelt.
Die rückbezogenen Ansprüche betreffen teilweise vorteilhafte und teilweise auch für sich selbst erfinderische Weiterbildungen der Erfindung.
Die im Anspruch 2 vorgeschlagene Fertigung als Biegeteil, vorzugsweise Federstahlbiegeteil aus einem Stück, ist fertigungstechnisch einfach und damit vorteilhaft und trägt zur Senkung der Produktionskosten bei.
Der in Anpruch 3 vorgeschlagene Federwegbegrenzer verhindert ein Überdrücken der Klemmfeder beim Anschlussvorgang. Dies ist sicherheitstechnisch relevant, weil ein Überdrücken der Klemmfeder beim Kontaktieren vom Bediener unbemerkt bleiben kann. Auf diese Weise kann der Kontakt zwischen Leiter und Klemmfeder zunächst scheinbar hergestellt sein, später jedoch ausfallen, ohne dass die fehlerhafte Kontaktierung als Ausfallgrund von außen her erkennbar ist.
Nach der Lehre von Anspruch 4 macht sich die Erfindung die Tatsache zunutze, dass bei den bekannten Klemmfedern der Festschenkel und der Federschenkel einen Federinnenraum umschließt, der im Montageendzustand der Klemmfeder eigentlich nutzlos brach liegt. Dieser eigentlich nutzlos brach liegende Federinnenraum wird nach der Erfindung als Einbauraum für den Hilfsfederschenkel genutzt. Auf diese Weise kann der Hilfsfederschenkel problemlos untergebracht werden bei Beibehaltung exakt desselben Einbauraums wie für die Klemmfeder nach dem Stand der Technik.
Nach Anspruch 5 sind der Federschenkel einerseits und der Hilfsfederschenkel andererseits an zwei verschiedenen Freienden des Festschenkels angeformt, so dass beim Ausfall eines der beiden Federschenkel der jeweils andere Federschenkel seine Funktionsfähigkeit gleichwohl vollständig beibehalten kann.
Die Ansprüche 6 und 7 betreffen eine erste bevorzugte Ausführungsform der Erfindung mit einem Hilfsfederschenkel mit einer an die Geometrie der Klemmfeder angepassten Geometrie.
Die Ansprüche 8 und 9 betreffen eine weitere Ausführungsform der Erfindung, welche insbesondere hinsichtlich ihrer Federeigenschaften als zweckmäßig angesehen wird.
Anhand der in den Zeichnungsfiguren beschriebenen Ausführungsbeispiele ist die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1
eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsmäßigen Klemmfeder,
Fig. 2
ein weiteres, von dem in Fig. 1 abweichendes Ausführungsbeispiel der erfindungsmäßigen Klemmfeder im entspannten Zustand und
Fig. 3
die in Fig. 2 dargestellte Klemmfeder in Seitenansicht in vollständig eingefedertem Zustand.
Die in Fig. 1 dargestellte Klemmfeder weist einen in Horizontalrichtung 1 verlaufenden Festschenkel 2 auf. Der Festschenkel 2 mündet in die Ausbiegung 3, an welcher der winkelförmige Federschenkel 4 federnd fixiert ist.
Der sich an die Ausbiegung 3 anschließende Federschenkel 4 ist etwas L-förmig abgewinkelt und setzt sich gewissermaßen zusammen aus einem Basisteil 5 und einem vom Basisteil 5 abgebogenen Anschlussteil 6. Das Anschlussteil 6 ist durchsetzt von der in Fig. 1 schematisch angedeuteten Leitereinführungsöffnung 7.
In der zur Horizontalrichtung 1 senkrecht verlaufenden Vertikalrichtung 8 ist unterhalb des Festschenkels 2 der Klemmfeder, die in Fig. 1 schematisch angedeutete Stromschiene 20 angeordnet. Der Festschenkel 2 liegt im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 also auf der Stromschiene 20 auf. Zur Betätigung der Klemmfeder, die im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 als Käfigzugfeder ausgestaltet ist, wird der Federschenkel 4 in Vertikalrichtung 8 in Richtung auf den Festschenkel 2 heruntergedrückt. Hierdurch gleitet die Leitereinführungsöffnung 7 am Festschenkel 2 und der Stromschiene 20 in Vertikalrichtung 8 vorbei, so dass ein Leiter 21 in die Leitereinführungsöffnung 7 in Horizontalrichtung 1 so eingeführt werden kann, dass der Leiter 21 die Unterseite der Stromschiene 20 berührt und an der Unterseite der Stromschiene 20 kontaktierend anliegt. Durch das Loslassen und Zurückfedern des Federschenkels 4 wird der Leiter 21 in dieser beschriebenen Stellung fest gegen die Unterseite der Stromschiene 20 gedrückt, wodurch der zur Funktion der Klemmfeder erforderliche Kontaktdruck erreicht wird.
An dem der Ausbiegung 3 abgewandten Freiende des Festschenkels 2 ist in Richtung auf den Federschenkel 4 eine Ausbuchtung 9 ausgebogen. An die Ausbuchtung 9 schließt sich an der Hilfsfederschenkel 10. Der Hilfsfederschenkel 10 besteht zum einen aus einem sich an das Basisteil 5 des Federschenkels 4 anschmiegenden Federhilfsbalken 11 und dem zwischen dem Federhilfsbalken 11 und der Ausbuchtung 9 angeordneten Basishilfsbalken 12. Die Ausbuchtung 9 springt hierbei in Vertikalrichtung 8 in Richtung auf den Federschenkel 4 gegenüber dem Basishilfsbalken 12 hervor und bildet so einen Federwegbegrenzer für den Federschenkel 4. Der Federweg der Klemmfeder wird bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel dadurch begrenzt, dass der Federschenkel 4 auf der Ausbuchtung 9 im maximal eingefederten Zustand bündig aufliegt. Auf diese Weise verhindert die Ausbuchtung 9 ein weiteres Verdrücken des Federschenkels 4 in Vertikalrichtung 8.
Aus der Anschauung der Fig. 1 ist ersichtlich, dass der Hilfsfederschenkel 10 gleichsam das Basisteil 5 des Federschenkels 4 sowie den Festschenkel 2 dupliziert zur Erhöhung, vorzugsweise Verdoppelung der wirksamen Federkraft der Klemmfeder. Im Vergleich zu einer Klemmfeder nach dem Stand der Technik ohne Hilfsfederschenkel 10 lässt sich bei gleicher Auslenkung des Federschenkels 4 und somit gleicher Biegebeanspruchung der Klemmfeder die doppelte Federkraft realisieren. Würde man im Gegensatz dazu eine Klemmfeder doppelter Materialstärke verwenden, würde diese bei gleicher Auslenkung entweder brechen oder zumindest irreversibel verformt werden.
Das in Fig. 2 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel weist ebenfalls einen in Horizontalrichtung 1 verlaufenden Festschenkel 2 auf. Auch hinsichtlich des Federschenkels 4 ist dieses Ausführungsbeispiel in Fig. 2 identisch mit dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel. Der Hilfsfederschenkel 10 beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist mit dem Festschenkel 2 verbunden über eine der Ausbiegung 3 in Horizontalrichtung 1 gegenüberliegenden Abbiegung 13. An die Abbiegung 13 schließt sich an ein Federbalken 14, der an seinem Freiende wiederum eine Abrundung 15 aufweist. An die Abrundung 15 schließt sich ein in Vertikalrichtung 8 vorspringender Fortsatz 16 an.
Die Funktionsweise dieses Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 2 zeigt die Zusammenschau der Fig. 2 einerseits und der Fig. 3 andererseits. Wird nämlich die in Fig. 2 in vollständig entspanntem Zustand dargestellte Klemmfeder eingefedert, federn sowohl der Federschenkel 4 als auch der Hilfsfederschenkel 10 ein, so dass das Basisteil 5 des Federschenkels 4 einerseits und der Federbalken 14 des Hilfsfederschenkels 10 andererseits in eine nahezu waagrechte, in Horizontalrichtung 1 verlaufende Stellung geraten. Hierbei ist erkennbar, dass der Berührungspunkt zwischen dem Federbalken 14 und dem Federschenkel 4 stets, sich etwa im Bereich der Mitte des Basisteils 5 des Federschenkels 4 befindet. Mit anderen Worten kann dieser Berührungspunkt also nicht in den Bereich einer Abbiegung, beispielsweise der Ausbiegung 3, wandern. Da der Berührungspunkt zwischen dem Federschenkel 4 und dem Hilfsfederschenkel 10 somit nahezu konstant ist, ist auch der zwischen dem Federschenkel 4 und dem Hilfsfederschenkel 10 wirksame Hebelarm stets nahezu konstant. Im vollständig eingefederten Zustand gemäß Fig. 3 wird der Fortsatz 16 als Federwegbegrenzer wirksam, in dem er mit seiner Stirnseite auf dem Festschenkel 23 aufliegt und so ein weiteres Einfedern des Federschenkels 4 in Vertikalrichtung 8 verhindert.
Die beiden Ausführungsbeispiele unterscheiden sich folglich dadurch, dass die Bewegung des Federschenkels 4 und des Hilfsfederschenkels 10 beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 gleichläufig sind, während die Bewegungsrichtungen des Federschenkels 4 und des Hilfsfederschenkels 10 bei dem in Fig. 2 und Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel gegenläufig sind.
Bezugszeichenliste
1
Horizontalrichtung
2
Festschenkel
3
Ausbiegung
4
Federschenkel
5
Basisteil
6
Anschlussteil
7
Leitereinführungsöffnung
8
Vertikalrichtung
9
Ausbuchtung
10
Hilfsfederschenkel
11
Federhilfsbalken
12
Basishilfsbalken
13
Abbiegung
14
Federbalken
15
Abrundung
16
Fortsatz
20
Stromschiene
21
Leiter

Claims (8)

  1. Klemmfeder für eine Federklemme
    mit einem Festschenkel (2) und
    mit einem am Festschenkel (2) federnd gelagerten, winkelförmigen Federschenkel (4)
       gekennzeichnet durch
    einen am Festschenkel (2) federnd gelagerten, mit seiner Federkraft den Federschenkel (2) beaufschlagenden Hilfsfederschenkel (10), wobei die Klemmfeder aus einem Stück gebogen ist.
  2. Klemmfeder nach Anspruch 1
       gekennzeichnet durch
    einen am Hilfsfederschenkel (10) angeformten Federwegbegrenzer.
  3. Klemmfeder nach Anspruch 1 oder 2,
       dadurch gekennzeichnet,
    dass der Festschenkel (2) und der Federschenkel (4) einen Federinnenraum umschließen und
    dass der Hilfsfederschenkel (10) im Federinnenraum angeordnet ist.
  4. Klemmfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
       dadurch gekennzeichnet, dass der Federschenkel (4) und der Hilfsfederschenkel (10) an den beiden einander abgewandten Enden des Festschenkels (2) angeformt sind.
  5. Klemmfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
       gekennzeichnet durch
    einen im Wesentlichen V-förmigen Hilfsfederschenkel (10) mit einem sich skelettartig an einem Teilbereich des Federschenkels (2) anschmiegenden Federhilfsbalken (11) und einem am Festschenkel (2) gelagerten Basishilfsbalken (12).
  6. Klemmfeder nach Anspruch 5,
       gekennzeichnet durch
    eine in Richtung auf den Federschenkel (4) ausgebogene Ausbuchtung (9) zwischen dem Festschenkel (2) und dem Basishilfsbalken (12) als Federwegbegrenzer.
  7. Klemmfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
       gekennzeichnet durch
    einen mit seinem dem Festschenkel (2) abgewandten Freiende am Federschenkel (4) anliegenden, zum Federschenkel (4) sich gegenläufig bewegenden Hilfsfederschenkels (10).
  8. Klemmfeder nach Anspruch 7,
       gekennzeichnet durch
    ein gleitführungsartiges am Federschenkel (4) anliegendes Freiende des Hilfsfederschenkels (10) mit einer Abrundung (15) derart, dass der abgebogene, den Fortsatz (16) der Abrundung (15) bildende Bereich des Freiendes als Federwegbegrenzer wirksam ist.
EP02015751A 2001-07-20 2002-07-13 Klemmfeder Withdrawn EP1278268A3 (de)

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