EP4311028B1 - Anordnung aus zumindest einer klemmfeder und eine haltefeder und eine federkraftklemme für leiter - Google Patents

Anordnung aus zumindest einer klemmfeder und eine haltefeder und eine federkraftklemme für leiter Download PDF

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EP4311028B1
EP4311028B1 EP23170753.0A EP23170753A EP4311028B1 EP 4311028 B1 EP4311028 B1 EP 4311028B1 EP 23170753 A EP23170753 A EP 23170753A EP 4311028 B1 EP4311028 B1 EP 4311028B1
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EP
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spring
clamping
leg
retaining
pivoting
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Stephan Fehling
Michael Lenschen
Marcel Mainka
Volker Schröder
Karlo Stjepanovic
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Weidmueller Interface GmbH and Co KG
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Weidmueller Interface GmbH and Co KG
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Definitions

  • the present invention relates to an arrangement comprising a clamping spring and a retaining spring, as well as a spring-loaded terminal as an arrangement comprising the clamping spring with a busbar, which is provided for contacting an electrical conductor, in particular a stranded conductor.
  • Spring-loaded terminals in a design as direct plug-in terminals (push-in) with a compression spring which presses the conductor against the busbar are known in a wide variety of designs.
  • the object of the present invention is to achieve an adaptation of the generic spring-loaded terminals to higher clamping forces without hindering/impairing the (triggering) mechanism of the spring-loaded terminal.
  • An arrangement according to the invention comprises a clamping spring acting as a compression spring for fixing an electrical conductor in a spring-loaded terminal.
  • the spring-loaded clamp does not have to be part of the arrangement according to the invention, but serves to describe the function of the clamping spring.
  • the arrangement according to the invention comprises a retaining spring for locking the clamping spring in an open position, so that the conductor can be inserted into a contact area of the spring-loaded terminal in a sliding direction.
  • the clamping spring and the retaining spring touch each other along a contact surface in the locked state and during movement from the locking state R to an unlocking state E.
  • the contact surface has a coating containing a lubricant.
  • a contact terminal usually does not require such coatings, especially since the electrical contact between the conductor and the spring terminal is made more difficult by a lubricant.
  • the lubricant-containing coating specifically achieves a reduction in the coefficient of friction in the area of the locking mechanism, which advantageously counteracts the triggering of the clamping effect even after starting and the associated undesirable increase in the coefficient of friction due to thermal treatment to increase the spring force.
  • the contact surface can comprise both a stop surface between the retaining spring and the clamping spring, as well as the adjacent area of the retaining spring over which the contact spring slides during the unlocking movement.
  • the lubricant-containing coating can advantageously contain a perfluoropolyether, also known as PFPE.
  • PFPE perfluoropolyether
  • the lubricant-containing coating contains more than 75% by weight, preferably more than 85% by weight, of a PFPE, preferably a hexafluoropropene.
  • the lubricant-containing coating can also contain a solvent, preferably a base oil, particularly preferably less than 20% by weight. This can be used to set a preferred viscosity and/or density.
  • the applied lubricant can advantageously have a density between 1.55-1.75 g/cm 3 (at 20°C) for surface distribution.
  • the arrangement can have an uncoated surface adjacent to the contact surface with a higher, preferably on average at least 50% higher, friction coefficient than the contact surface.
  • the area provided with the lubricant-containing coating can preferably be less than 300% of the contact surface, preferably less than 150% of the contact surface.
  • a contact surface with the electrical conductor can be designed without a coating.
  • the arrangement is designed as a one-piece component.
  • the assembly can be heat-treated so that the spring constants of the individual elements of the assembly are increased. This is visible through surface coloration by tempering colors.
  • the spring-loaded clamp further comprises a return means for pivoting back the clamping leg, with which the clamping leg can be pivoted back from the clamping state into the locking state by moving the return means against the pivoting direction.
  • the return means or a surface for guiding the return means can also have the lubricant-containing coating.
  • a spring-loaded terminal for connecting a conductor, in particular for connecting a stranded conductor which has a busbar for contacting an electrical conductor and a clamping spring acting as a compression spring for fixing the electrical conductor in the spring-loaded terminal, and a retaining spring for locking the clamping spring in an open position so that the conductor can be inserted into a contact area in a sliding direction.
  • the clamping spring has a clamping leg with a clamping edge that can be pivoted about a first pivot axis in a pivoting direction and the retaining spring has a pivoting leg that can be pivoted about a second pivot axis, wherein the pivoting leg has at least one holding means.
  • the clamping spring and the Retaining springs can be designed as one piece, which is particularly cost-effective, but can also be manufactured separately and then connected to each other, whereby the spacing of the locking mechanism from the clamping edge has an advantageous effect in each case.
  • the pivoting leg has at least one holding means in the sense of a first latching means and the clamping leg has a (counter) latching means which interacts with the holding means of the pivoting leg in the latching state R of the clamping leg, wherein the clamping leg can be adjusted from a latching state R, in which it is latched to the pivoting leg by the holding means of the latter and is held in the open position or conductor insertion position, by moving the electrical conductor into a clamping state K, in which the clamping leg is unlatched from the holding means and presses the electrical conductor with the clamping edge of the clamping leg against the busbar, so that the conductor contacts the busbar.
  • the locking means of the clamping leg is designed to be spaced apart from the clamping edge of the clamping leg.
  • This design thus creates a spring-loaded terminal which divides the locking mechanism of the clamping spring in an advantageous functional separation on the clamping spring - in particular on its clamping leg - into a separate locking means and a clamping edge which is geometrically and functionally separate from this function for clamping the conductor against a busbar and which also advantageously reduces wear on the clamping edge of the clamping spring by the functional separation of the contact edge and the locking means.
  • the holding device cannot rub against the clamping edge when it is released from the clamping edge.
  • the clamping edge is thus easily protected from excessive wear caused by a wiring process.
  • this can be implemented, for example, by the locking means of the clamping leg being formed on the clamping leg at a distance of more than 1 mm, in particular more than 3 mm, from the clamping edge of the clamping leg.
  • the spring-loaded clamp also comprises a return means for pivoting the clamping leg back, with which the clamping leg can be pivoted back from the clamping state into the locking state R by moving the return means against the pivoting direction,
  • the clamping spring can be formed in one piece with the retaining spring. This results in a simple assembly process for the clamping spring and a cost-effective production of the clamping spring.
  • the spring-loaded terminal has a separate retaining spring in addition to the clamping spring, whereby the clamping spring and the retaining spring can, however, be connected to one another by a connection.
  • the clamping spring can have a support leg with which it is supported on a corresponding abutment.
  • the abutment can be an abutment leg of the busbar. However, it can also be provided that the abutment is the terminal housing.
  • the retaining spring can have a pressure surface that is arranged transversely to the sliding direction, a simple and effective and therefore advantageous way of unlocking the clamping spring through the conductor end is created. It is also advantageous if the retaining means is formed in one piece onto the swivel leg. This results in a simple structural implementation of the retaining means on the swivel leg.
  • the pivoting leg can be angular. It is also advantageous if the pressure surface is connected to a first, downwardly bent leg of the pivoting leg. This makes the connecting device even more structurally simple. It can also be advantageous for the clamping leg to form a kind of angular shape, as this increases the design options in geometric terms.
  • the holding means of the swivel leg in one variant is formed by a locking edge arranged at the end of a second, upwardly bent leg of the angled swivel leg. This results in a simple structural implementation of the holding means on the swivel leg.
  • the holding means of the swivel arm can also be designed as a flared tab on the swivel arm. This type of design results in a simple and therefore advantageous structural implementation of the holding means on the swivel arm.
  • the holding means of the pivoting leg can be designed as at least one hook or at least one web and can be formed in one piece with the pivoting leg. This again results in an advantageously simple structural design of the holding means.
  • first, downwardly bent leg and the second, upwardly bent leg can be integrally connected to one another by a bend, the rigidity of the pivoting leg of the retaining spring is advantageously increased by simple structural means.
  • the pivoting leg of the retaining spring can have an opening in the area of the second, upwardly bent leg of the bend and the first downwardly bent leg, into which the clamping leg engages in the locking state R of the clamping leg.
  • the opening in the area of the holding means and the bend of the pivoting leg of the holding spring has a constriction. This allows a locking means on the clamping leg of the clamping spring to be designed in an advantageously simple manner.
  • the clamping leg has a waist that geometrically corresponds to the constriction, so that the clamping leg can move freely through the opening in the swivel leg, for example. This results in an advantageous space-saving design of the retaining spring.
  • the locking means of the clamping leg can be integrally formed on the clamping leg or formed with it. This results in a simple structural implementation of the locking means on the clamping leg.
  • This locking means of the clamping leg protrudes from the clamping leg and is connected to it in one piece.
  • This locking means can be designed, for example, as a section of a hole or a recess, as a web or hook.
  • the locking means of the clamping leg is designed as a tab that is formed by the waist of the clamping leg and is therefore not flared. This also results in a simple structural design of the locking means.
  • the locking means of the clamping leg is designed as a curved tab and is integrally formed on the outside of the clamping leg.
  • the support leg of the clamping spring can have a slot-like opening that is arranged on both sides along a line of symmetry of the support leg. Due to the length and width of the slot, the rigidity of the support leg can be advantageously easily adjusted to the respective requirement using simple structural design means.
  • the pivoting leg has a cutout which is delimited by the holding means of the pivoting leg.
  • the return means can be arranged in the latching state between the clamping spring and the electrical conductor and can be displaced in and against the sliding direction. This results in an advantageously simple return of the clamping spring from the latching state.
  • the return means is clamped between the clamping leg and a terminal housing in the clamped state. This results in a self-reinforcing clamping effect of the return means in the clamped state of the spring-loaded terminal using simple means and thus in an advantageous manner.
  • the return means can be moved in the sliding direction according to a variant for returning the clamping leg. This results in an easy-to-use and safe return process for the clamping leg.
  • a stop element can be attached to the retaining spring, on which the pressure surface is formed.
  • the stop element - possibly with the bead - has the advantage that it can be designed more optimally with the desired geometry through the injection process than if it were incorporated directly into the pressure surface of the spring, because the spring material only allows a limited 'forming process'.
  • the pressure surface can have a bead-like depression.
  • the bead-like depression easily bundles/centers the strands during wiring in order to minimize the strands from splicing.
  • the force at which the strands splice can be increased.
  • the pressure surface has a self-centering effect due to the bead-like recess for the conductor or its core. This ensures that the pressure surface functions reliably thanks to an advantageously simple structural design.
  • the invention also relates to a terminal block or connector with one or more spring-loaded terminals according to one or more of the claims related thereto.
  • Fig. 1 shows a spring-loaded terminal 1 as a connection device for electrical conductors.
  • the conductors to be connected, in particular in the plug-in direction 7, are designed in particular as stripped conductor ends. These conductor ends can also be designed as fine-wire conductors or stranded conductors.
  • the spring-loaded terminal is also suitable for single-wire conductors.
  • the spring-loaded terminal can be used in various ways, for example as a connection device for a series terminal or as a spring-loaded terminal for connectors or the like.
  • the spring-loaded terminal 1 has a busbar 2 for contacting an electrical conductor 6.
  • the busbar 2 can be L-shaped. However, it can also be part of a multi-walled clamping cage.
  • the clamping cage can be U-shaped in plan view so that a conductor end can be inserted into the cross-section of the U and can also have a lower transverse wall.
  • the spring-loaded terminal 1 then has a clamping spring 3 which acts as a compression spring and is provided for clamping the electrical conductor 6 in the spring-loaded terminal 1, whereby the electrical conductor 6 permanently contacts the busbar 2 in an electrically conductive manner.
  • the clamping spring 3 therefore serves to press the conductor 6 against the busbar 2.
  • a retaining spring 4 is provided. This serves to lock a part of the clamping spring 3, namely a clamping leg 32, in an open position, so that the conductor 6 can be inserted into an insertion opening 11 of the spring-loaded terminal 1 up to a contact area when the clamping spring is open and tensioned.
  • the clamping spring 3 can be designed as one piece with the retaining spring 4.
  • the retaining spring 4 can also be manufactured separately from the clamping spring 3.
  • the retaining spring 4 can then be connected to the clamping spring 3.
  • the "clamping spring arrangement" according to Fig. 1 a component is created that combines the function of the clamping spring 3 and the function of the retaining spring 4 in one component - i.e. in one piece - integrated. This functionally integrated design of the clamping spring 3 with the integrally formed retaining spring 4 is advantageous, but not mandatory.
  • the busbar 2 and the clamping spring 3 are arranged in the terminal housing 12, which is preferably made of an electrically insulating material, in particular of a plastic.
  • An insertion opening 11 for inserting the electrical conductor 6 is provided in the terminal housing 12.
  • the electrical conductor 6 shown has an electrically insulating sheath 62, which is stripped above an open end 63 of the electrical conductor 6, so that a wire 61 of the electrical conductor 6 is visible.
  • the clamping spring 3 has a clamping leg 32 that can be pivoted about a pivot axis 8 in and against a pivot direction 81, and a support leg 31 with which it is supported in a simple and safe manner on a corresponding abutment, in particular when the clamping leg 32 is pivoted.
  • This abutment can be designed as a support leg 21. This can be formed in one piece on the busbar 2 or be bent out of it. However, in other embodiments, the support leg 31 can also be supported in another way, for example directly in the terminal housing 12.
  • the support leg 31 here has a centrally arranged retaining tab 311. This can be bent out of the retaining leg 31.
  • the retaining tab 311 is supported here on the abutment, here on a corresponding support means, here an abutment leg 21.
  • the support leg 31 and the clamping leg 32 of the clamping spring 3 are preferably connected to one another via a bend 30.
  • An advantageous support contour 14 of the terminal housing 12 can engage in this bend 30, which is penetrated here by the axis of rotation 8 and which can also serve as a movement limiter for the clamping leg 32.
  • the clamping spring 3 is designed to be approximately V-shaped overall.
  • Two connecting legs 312a, 312b extend to the side of the retaining tab 311 and serve as a connecting means to the retaining spring 4, which is here connected in one piece with the clamping spring 3.
  • the retaining spring 4 could also be attached to the clamping spring, for example to the support leg 31 as a separately manufactured component, and thus attached to the support leg 31.
  • the connecting legs 312a, 312b form an angled, in particular approximately right-angled, bend to the retaining spring 4.
  • the retaining spring 4 then has a pivoting leg 41.
  • This pivoting leg 41 is bent for structural reasons and has at the end have a pressure surface 42 onto which the conductor end strikes when it is inserted so that it can move the pivoting leg 41.
  • the pivoting leg 41 is designed to be resiliently pivotable relative to the clamping spring 3, in particular relative to its support leg 31.
  • the pivoting leg 31 can be connected to/formed onto the two connecting legs 312a, 312b, or is integrally formed onto them here.
  • the retaining spring 4 or its pivoting leg 41 can be pivoted about a second pivot axis 9 in and against a second pivoting direction 91.
  • the retaining spring 4 has the pressure surface 42 with which the pivoting leg can be pivoted.
  • the pressure surface 42 can be arranged transversely to the sliding direction 7. By exerting pressure on the pressure surface 42, the retaining spring 4 can be pivoted in the second pivoting direction 91.
  • the pressure surface 42 is connected to a first, downwardly bent leg 411 of the pivoting leg 41.
  • One or more holding means 412 are formed on the pivoting leg 41, preferably integrally formed on the pivoting leg 41.
  • the holding means 412 are here two locking edges arranged approximately at the end of a second, upwardly bent leg 413 of the angled pivot leg 41.
  • the first, downwardly bent leg 411 and the second, upwardly bent leg 413 are integrally connected to one another by a bend 414.
  • the clamping leg 32 of the clamping spring 3 has at least one or more locking means 322.
  • This one or more locking means - here two - is/are spaced apart from a clamping edge 321 - here approximately halfway along the longitudinal extension of the clamping leg.
  • the one or more locking means are designed to be locked onto the holding means 412 of the pivoting leg 41 of the retaining spring 4, which in turn allows the clamping leg to be locked in an open position (called the locking state).
  • the locking means 322 are preferably more than 1 mm, in particular more than 2 mm, away from the clamping edge 321, so that it cannot be damaged when the terminal is connected and disconnected with a conductor.
  • the locking means 322 are not operatively connected to the clamping edge 3121, i.e. they cannot be locked onto it, so that they cannot damage the clamping edge during use. Rather, the locking means 322 are operatively connected to the holding means 412, so that the clamping edge is not locked.
  • the locking means 322 can be formed in one piece on the clamping leg 32. They can be protruded from the clamping leg 32 or can be formed in it as a recess or step. They form a locking connection with the holding means 412 of the pivoting leg 41 of the retaining spring 4 when the clamping leg 32 is in the locking state. In this way, the clamping spring 3 can be locked in an open position from which it is released when the conductor is inserted.
  • the pivoting leg 41 has an opening 415 in the area of the second, upwardly bent leg 413 - i.e. in extension of the connecting legs 31a, 31b -, the bend 414 and the first downwardly bent leg 411, into which the clamping leg 32 can slide in the locking state R of the clamping leg 32.
  • the opening 415 has a constriction 416 in the area of the holding means 412 and the bend 414. This ensures a compact design.
  • the clamping leg 32 accordingly has a geometrically corresponding waist 323, which here directly adjoins the locking means/locking edges 322, so that the clamping leg 32 can move freely through the opening 415.
  • the retaining means 412 are pivoted against the restoring force of the pivoting leg 41. This changes the position of the retaining means 412 until the clamping leg 32 of the clamping spring 3 is released.
  • the locking and/or unlocking can be made possible by a locking aid which is in Fig. 1 is mounted so that it can move linearly.
  • a free space 13 is formed, in which the electrical conductor 6 can be freely inserted in and against the sliding direction 7 in the locking state R of the clamping leg 32.
  • the conductor 6 presses on the pressure surface 42.
  • This causes the pivoting leg 41 to pivot in the second pivoting direction 91.
  • the clamping leg 32 is thereby released from the holding means 412 and pivoted in the pivoting direction 81 into a clamping state K, as shown in Fig. 2a and Fig. 2b.
  • the pressure surface 42 is in the sliding direction 7 below the Holding means 412 are arranged so that the clamping leg 32 can be easily and safely pivoted freely in and against the pivoting direction 81.
  • the spring-loaded clamp 1 can also have a return means 5.
  • the return means 5 can be moved in and against the sliding direction 7. It is intended for pivoting the clamping leg 32 of the clamping spring 3 back against the pivoting direction 81.
  • the clamping leg 32 can be pivoted back from the clamping state K to the locking state R by moving the return means 5 against the pivoting direction 7, so that the locking means 322 of the clamping leg 32 of the clamping spring 3 is re-engaged with the holding means 412 of the pivoting leg 41 of the holding spring 4.
  • An electrical conductor 6 previously clamped in the spring-loaded clamp 1 in the clamping state K can then be removed from the spring-loaded clamp 1 in the locking state R.
  • the return means 5 is in the locking position R (see Fig. 1 ) and in the clamping state K (see Fig. 2a and Fig. 2b) above the locking means 322 formed integrally on the clamping leg 32. Therefore, when the clamping leg 32 is in the clamping state K, the return means 5 acts directly on the clamping leg 32 when it is moved in the sliding direction 7, so that the required displacement path for pivoting the clamping leg 32 back is small.
  • the return means is also formed essentially between the clamping spring and the conductor.
  • the return means 5 can have an actuation groove which simplifies actuation with a tool such as a screwdriver.
  • the return means 5 is clamped in the clamping state K between the clamping leg 32 and the terminal housing 12 so that it does not come loose from the terminal housing 12.
  • the Fig. 1 shows the clamping spring 3 and the retaining spring 4 in the locking position R of the clamping leg 32 of the clamping spring 3. It can be seen that the clamping leg 32 is locked to the holding means 412 of the pivoting leg 41 of the retaining spring 4 via its locking means 322, which are formed approximately halfway along the longitudinal extension of the clamping leg 32. Clearly in Fig. 1 The free space 13 between the busbar 2 and the clamping leg 32 is also visible.
  • Fig. 1 explains the operating principle of a clamping mechanism, which also applies to the variant of the Fig. 2 can be applied.
  • Fig. 2 shows a opposite Fig. 1 modified variant of a further arrangement 501 according to the invention comprising a clamping spring 503 and a retaining spring 504, which are designed as a one-piece electrically conductive component 501.
  • the clamping spring 503 and the retaining spring 504 can also be used as an alternative to Fig. 2 be designed separately from one another and, for example, held in a housing and operatively connected via this.
  • the clamping spring 503 of the component 501 or the arrangement according to the invention has a bend 530 analogous to the variant of the Fig. 1 which merges into a support leg 531.
  • the clamping spring 503 can be pivoted in a pivoting direction 581 about a pivot axis 508 relative to the support leg 531 and can be locked to the holding spring 504 via return means 505.
  • the support leg 531 then merges into a pivoting leg 541.
  • the support leg 531 is arranged so as to be pivotable in the pivoting direction 571 about the pivot axis 509 relative to the pivoting leg 541.
  • the pivoting leg 541 then merges into a holding means 612 and, in a region of a bend 614, into another leg 611.
  • This leg 611 has an angled pressure surface 542 at the end for stopping a conductor end analogous to Fig. 1
  • the leg 611 can be pivoted in the pivoting direction about a further pivot axis 591.
  • the holding means 612 arranged on the leg 541 is designed in the shape of a hook, wherein the hook is arranged so as to be pivotable about a pivot axis 506 in the pivot direction 561, preferably by a few degrees. This allows a locking with an end stop surface 150 of the return means 505 of the clamping spring 503 with the said holding means 612 of the retaining spring 504.
  • the clamping spring 503 In extension of the area with the return means 505, the clamping spring 503 has a clamping leg 532 which extends beyond the latching area. This has a waist 523 and an adjoining abutment leg 521 for guiding past the holding means 612, which are preferably arranged on both sides of the clamping spring 503.
  • the function of the previously described sub-areas of the arrangement 501 according to the invention is immediately apparent when considering the spring force clamp 1 of the Fig. 1 .
  • the locking mechanism is essentially based on the support of the respective clamping spring 3, 503 on the holding means 612 of the respective holding spring.
  • the clamping spring can be tensioned by the return means 5.
  • the conductor 6 releases the clamping mechanism by pressing on the pressure surface 42, 542, whereby the release force depends, among other things, on the locking geometry, the force level of the construction and the surface quality of the locking.
  • the elasticity of the metal depends on several factors, including the nature of the metal lattice and the associated distance between the metal atoms in the lattice, the size of the metal atoms and other deposits in the metal lattice.
  • a single or multi-stage targeted heating of the metal while maintaining its basic dimensional stability can, to a certain extent, lead to a reorientation of the metal lattice and, associated with this, to a change in the elasticity of the metal and thus also of the metallic component. In particular, this leads to a reorientation of the metal due to lattice defects and the like.
  • alloys During this heating step, surface oxidation tendencies can occur and so-called tarnishing colors can form on the surface of the metallic component. Undesirable amounts of residual austenite as deposits in the metallic structure also decompose to ferrite and cementite at more than 300°C under diffusion control. In summary, the metallic structure of a component changes during heating.
  • the normal force of the respective spring component and thus the spring constant can be advantageously increased due to the changes in the metal structure.
  • this change and possibly surface oxidation lead to a change in the surface quality of the metal.
  • the coefficient of friction is increased, which is an undesirable change.
  • the coefficient of friction ⁇ is a decisive factor in triggering the mechanism for clamping the conductor and locking the clamping spring with the retaining spring. It was observed in several tests that triggering the mechanism with the same amount of force after starting became less reliable due to a higher dispersion of the friction coefficient.
  • the lubricant may be a PFPE-containing lubricant.
  • the lubricant can preferably also contain a solvent, preferably a base oil, to adjust the viscosity.
  • a solvent preferably a base oil
  • the proportion of solvent is advantageously less than 20% by weight.
  • the proportion of PFPE, in particular hexafluoropropene, in the lubricant is more than 75% by weight, preferably more than 85% by weight.
  • the applied lubricant particularly preferably has a density of between 1.55-1.75 g/cm 3 (at 20°C), so that application is particularly easy.
  • the boiling point is preferably between 50-60°C. It is therefore recommended to apply the lubricant after tempering the metal components.
  • the lubricant is only applied to the component in sections, in particular in the contact area between the contact spring and the retaining spring.
  • the coated application area can particularly preferably be less than 300% of the contact area, preferably less than 150% of the contact area.
  • the contact area 152 in the sense of the present application is the contact area in the locked state and the contact area in which the two springs slide over each other during the unlocking movement.
  • the contact surface 152 is thus related to Fig. 2 as the stop surface 150 and the adjacent surface 151 up to the edge of the holding means 612.
  • Fig. 3 shows the results of friction coefficients determined in laboratory tests. These were determined using an optical method as part of a microscopy or laser scanning process.
  • the curve marked with a) shows friction coefficient measurements of a tool-falling component with the design of the Fig. 2 . Conventional punching oil is present on the surface of the component.
  • the curve marked b) shows the friction coefficient measurement of a component with punching oil, which was tempered at 300°C for 1h.
  • the shortcut marked with c) shows the friction coefficient measurement of a component with punching oil, which was tempered at 300°C for 1h and which was additionally coated with a PFPE-containing lubricant, according to the previous description.
  • the preferred layer thickness of the lubricant coating is at least 3 ⁇ m, particularly preferably 5-100 ⁇ m.
  • the coating can be carried out by vapor-depositing the arrangement according to the invention or individual springs of the arrangement with the coating material, so that a full-surface coating is formed at least on one spring or over the entire arrangement.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung aus einer Klemmfeder und einer Haltefeder, sowie eine Federkraftklemme als eine Anordnung aus der Klemmfeder mit einer Stromschiene, die zum Kontaktieren eines elektrischen Leiters, insbesondere eines Litzenleiters, vorgesehen ist.
  • Federkraftklemmen in einer Ausgestaltung als Direktsteckklemmen (Push-In) mit einer Druckfeder, welche den Leiter gegen die Stromschiene presst, sind in vielfältigen Ausführungsformen bekannt.
  • So ist es bekannt, die Klemmfedern - Druckfedern - in einer Offenstellung zu verrasten, damit ein Leiter leicht in einen Kontaktbereich führbar ist. Dieses Verrasten der Klemmfeder in einer Offenstellung erfolgt nach einem bekannten Stand der Technik durch ein Betätigungsmittel wie einen Drücker, der am Klemmengehäuse verrastbar ist, wobei der Drücker den Klemmschenkel in einer Offenstellung hält. Durch Lösen des Betätigungsmittels nach dem Einführen des Leiters kann sich der Klemmschenkel entspannen und den Leiter gegen die Stromschiene pressen. Nachteilig ist, dass das Betätigungsmittel manuell gelöst werden muss, um den Leiter zu kontaktieren.
  • Aus der DE 10 2019 132 316 A1 ist eine gattungsgemäße Federkraftklemme bekannt, bei welcher der Verschleiß der Klemmkante der Klemmfeder verringert ist und ein Fehlstecken bzw. verfrühtes Auslösen der Klemmfeder gut verhindert wird.
  • Es besteht allerdings der Bedarf einer Adaptierung der Federkonstante der vorgenannten Klemmfeder hin zu einer stärkeren Klemmkraft für bestimmte Anwendungen. Praktische Versuche haben allerdings überraschend ergeben, dass mit einer Erhöhung der Federkonstante durch thermische Behandlung eine deutliche Erhöhung der Reibwerte einhergeht, welche das Auslösen des Klemmmechanismus erschwert.
  • Ausgehend von dem vorgenannten Stand der Technik ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Adaptierung der gattungsgemäßen Federkraftklemmen hin zu höheren Klemmkräften zu erreichen, ohne dass hierdurch der (Auslöse-)Mechanismus der Federkraftklemme behindert/beeinträchtigt wird.
  • Eine erfindungsgemäße Anordnung umfasst eine als Druckfeder wirkende Klemmfeder zum Fixieren eines elektrischen Leiters in einer Federkraftklemme. Die Federkraftklemme muss dabei nicht Teil der erfindungsgemäßen Anordnung sein, sondern dient der Beschreibung der Funktion der Klemmfeder.
  • Weiter umfasst die erfindungsgemäße Anordnung eine Haltefeder zum Verrasten der Klemmfeder in einer Offenstellung, so dass der Leiter in einer Schieberichtung in einen Kontaktbereich der Federkraftklemme einführbar ist.
  • Die Klemmfeder und die Haltefeder berühren einander entlang einer Kontaktfläche im verrasteten Zustand und bei der Bewegung vom Rastzustand R in einen Entrastzustand E.
  • Die Kontaktfläche weist erfindungsgemäß eine schmierstoffhaltige Beschichtung auf. Üblicherweise bedarf eine Kontaktklemme keiner solcher Beschichtungen, zumal die elektrische Kontaktierung zwischen Leiter und Federklemme durch ein Schmiermittel erschwert wird.
  • Durch die schmierstoffhaltige Beschichtung wird allerdings gezielt eine Verringerung des Reibwerts im Bereich des Rastmechanismus erreicht, wodurch das Auslösen der Klemmwirkung auch nach einem erfolgten Anlassen und damit verbunden einer unerwünschten Reibwerterhöhung durch thermische Behandlung zur Erhöhung der Federkraft vorteilhaft entgegengewirkt wird.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche und der nachfolgenden Beschreibung.
  • Vorteilhaft kann die Kontaktfläche sowohl eine Anschlagfläche zwischen der Haltefeder und der Klemmfeder umfassen, als auch den benachbarten Bereich der Haltefeder, über welchen die Kontaktfeder während der Entrastbewegung gleitet.
  • Die schmierstoffhaltige Beschichtung kann vorteilhaft einen Perfluorpolyether, auch PFPE genannt, aufweisen. Dieser Stoff ist im Dauergebrauch langzeitbeständig und ändert seine Viskosität und seine Anhaftung im Dauergebrauch nur marginal.
  • Vorzugsweise enthält die schmierstoffhaltige Beschichtung zu mehr als 75 Gew.%, vorzugsweise mehr als 85 Gew.%, ein PFPE, vorzugsweise ein Hexafluorpropen.
  • Die schmierstoffhaltige Beschichtung kann zudem ein Lösungsmittel, vorzugsweise ein Grundöl, besonders bevorzugt zu weniger als 20 Gew.% aufweisen. Dieses kann zur Einstellung einer bevorzugten Viskosität und/oder Dichte eingesetzt werden.
  • Das aufgetragene Schmiermittel kann vorteilhaft für eine flächige Verteilung eine Dichte zwischen 1,55-1,75 g/cm3 (bei 20°C) aufweisen.
  • Die Anordnung kann in einer Ausführungsvariante der Erfindung benachbart zur Kontaktfläche eine unbeschichtete Fläche mit einem höheren, vorzugsweise im Mittelwert zumindest 50% höheren Reibwert aufweisen als die Kontaktfläche. Der mit der schmiermittelhaltigen Beschichtung versehene Bereich kann vorzugsweise weniger als 300% der Kontaktfläche, vorzugsweise weniger als 150% der Kontaktfläche, betragen. Insbesondere kann eine Kontaktfläche mit dem elektrischen Leiter beschichtungsfrei ausgebildet sein.
  • Bevorzugt ist die Anordnung als einstückiges Bauteil ausgebildet.
  • Überdies kann die Anordnung wärmevorbehandelt sein, sodass die Federkonstanten der einzelnen Elemente der Anordnung erhöht sind. Dies ist durch eine Oberflächenfärbung durch Anlassfarben sichtbar.
  • Weiterhin erfindungsgemäß ist eine als Direktsteckklemme ausgebildete Federkraftklemme zum Anschluss eines Leiters, insbesondere eines Litzenleiters, die eine erfindungsgemäße Anordnung aufweist und die zumindest Folgendes aufweist:
    1. a. eine Stromschiene zum Kontaktieren eines elektrischen Leiters;
    2. b. die als Druckfeder wirkende Klemmfeder der Anordnung zum Fixieren des elektrischen Leiters in der Federkraftklemme,
    3. c. die Haltefeder zum Verrasten der Klemmfeder in einer Offenstellung, so dass der Leiter in einer Schieberichtung in einen Kontaktbereich einführbar ist,
    4. d. wobei die Klemmfeder einen in eine Schwenkrichtung verschwenkbaren Klemmschenkel mit einer Klemmkante aufweist und die Haltefeder einen verschwenkbaren Schwenkschenkel aufweist,
    5. e. wobei der Schwenkschenkel wenigstens ein Haltemittel aufweist und der Klemmschenkel ein mit dem Haltemittel des Schwenkschenkels in dem Rastzustand R des Klemmschenkels zusammenwirkendes Rastmittel aufweist,
    6. f. wobei der Klemmschenkel von einem Rastzustand R, in dem er durch das Haltemittel des Schwenkschenkels in der Offenstellung verrastet ist, durch Verschieben des elektrischen Leiters in einen Klemmzustand K verstellbar ist, in dem der Klemmschenkel vom Haltemittel entrastet ist und den elektrischen Leiter mit der Klemmkante des Klemmschenkels gegen die Stromschiene drückt, wobei
    7. g. das Rastmittel des Klemmschenkels von der Klemmkante des Klemmschenkels beabstandet ausgebildet ist.
  • Es ist von Vorteil, wenn die Federkraftklemme ferner ein Rückstellmittel zum Zurückschwenken des Klemmschenkels umfasst, mit dem der Klemmschenkel durch Verschieben des Rückstellmittels gegen die Schwenkrichtung vom Klemmzustand in den Rastzustand zurückschwenkbar ist.
  • Das Rückstellmittel oder eine Fläche zur Führung des Rückstellmittels kann ebenfalls die schmiermittelhaltige Beschichtung aufweisen.
  • Weiterhin vorteilhaft sind eine Reihenklemme oder ein Steckverbinder mit einer oder mehreren erfindungsgemäßen Federkraftklemmen.
  • Ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen weist die folgenden Schritte auf:
    1. a) Formgebung der Anordnung oder zumindest einzelner Bauteile, insbesondere zumindest der Haltefeder der Anordnung;
    2. b) Thermisches Anlassen des Bauteils, vorzugsweise bei Temperaturen von mehr als 250°C;
    3. c) Zumindest bereichsweises Beschichten des Bauteils mit der schmierstoffhaltigen Beschichtung.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen, konkretere Beschreibungen und Vorteile der erfindungsgemäßen Federkraftklemme sind nachfolgend erläutert.
  • Es wird eine Federkraftklemme zum Anschluss eines Leiters, insbesondere zum Anschluss eines Litzenleiters, geschaffen, die eine Stromschiene zum Kontaktieren eines elektrischen Leiters aufweist und eine als Druckfeder wirkende Klemmfeder zum Fixieren des elektrischen Leiters in der Federkraftklemme, und eine Haltefeder zum Verrasten der Klemmfeder in einer Offenstellung, so dass der Leiter in einer Schieberichtung in einen Kontaktbereich einführbar ist.
  • Dabei weist die Klemmfeder einen um eine erste Schwenkachse in eine Schwenkrichtung verschwenkbaren Klemmschenkel mit einer Klemmkante und die Haltefeder einen um eine zweite Schwenkachse verschwenkbaren Schwenkschenkel auf, wobei der Schwenkschenkel wenigstens ein Haltemittel aufweist. Die Klemmfeder und die Haltefeder können dabei einstückig miteinander ausgestaltet sein, was besonders kostengünstig ist, aber auch getrennt hergestellt und dann miteinander verbunden worden sein, wobei sich die Beabstandung der Verrastung von der Klemmkante jeweils vorteilhaft auswirkt.
  • Es ist weiter vorgesehen, dass der Schwenkschenkel wenigstens ein Haltemittel im Sinne eines ersten Rastmittels aufweist und der Klemmschenkel ein mit dem Haltemittel des Schwenkschenkels in dem Rastzustand R des Klemmschenkels zusammenwirkendes (Gegen-)Rastmittel aufweist, wobei der Klemmschenkel von einem Rastzustand R, in dem er durch das Haltemittel des Schwenkschenkels mit diesem verrastet ist und in der Offenstellung bzw. Leitereinführstellung gehalten ist, durch Verschieben des elektrischen Leiters in einen Klemmzustand K verstellbar ist, in dem der Klemmschenkel vom Haltemittel entrastet ist und den elektrischen Leiter mit der Klemmkante des Klemmschenkels gegen die Stromschiene drückt, so dass der Leiter die Stromschiene kontaktiert.
  • Dabei ist ferner das Rastmittel des Klemmschenkels von der Klemmkante des Klemmschenkels beabstandet ausgebildet.
  • Durch diese Ausgestaltung wird somit eine Federkraftklemme geschaffen, die den Verrastmechanismus der Klemmfeder in vorteilhafter Funktionstrennung an der Klemmfeder -insbesondere an deren Klemmschenkel - in ein separates Rastmittel und eine von dieser Funktion geometrisch und funktional getrennte Klemmkante zum Klemmen des Leiters gegen eine Stromschiene unterteilt und einen Verschleiß der Klemmkante der Klemmfeder ebenfalls durch die Funktionsseparation der Kontaktkante und dem Rastmittel vorteilhaft verringert.
  • Es ist somit vorteilhaft vorgesehen, dass das Haltemittel des Schwenkschenkels nicht direkt an der Klemmkante des Klemmschenkels verrastet ist.
  • Das Haltemittel kann derart nicht an der Klemmkante schleifen, wenn es von der Klemmkante gelöst wird. Die Klemmkante wird derart auf einfache Weise vor einem übermäßigen Verschleiß durch einen Beschaltungsvorgang geschützt.
  • Es kann sich zudem auch vorteilhaft auswirken, dass ein Fehlstecken bzw. verfrühtes Auslösen der Klemmfeder verhindert wird, da der Verrastmechanismus nicht im Leitereinführbereich liegt.
  • Konstruktiv lässt sich dies beispielsweise dadurch umsetzen, dass das Rastmittel des Klemmschenkels mehr als 1 mm, insbesondere mehr als 3 mm, von der Klemmkante des Klemmschenkels beabstandet an dem Klemmschenkel ausgebildet ist.
  • Es kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Federkraftklemme zudem ein Rückstellmittel zum Zurückschwenken des Klemmschenkels umfasst, mit dem der Klemmschenkel durch Verschieben des Rückstellmittels gegen die Schwenkrichtung vom Klemmzustand in den Rastzustand R zurückschwenkbar ist,
  • Um zu einem vorteilhaft einfachen konstruktiven Aufbau der Klemmfeder zu gelangen, kann die Klemmfeder einstückig mit der Haltefeder ausgebildet sein. Dadurch ergeben sich ein einfacher Montagevorgang der Klemmfeder sowie eine kostengünstige Herstellung der Klemmfeder.
  • Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die Federkraftklemme neben der Klemmfeder eine separate Haltefeder aufweist, wobei die Klemmfeder und die Haltefeder aber durch eine Verbindung miteinander verbunden sein können.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung kann die Klemmfeder einen Stützschenkel aufweisen, mit dem sie sich an einem korrespondierenden Widerlager abstützt.
  • Das Widerlager kann ein Widerlagerschenkel der Stromschiene sein. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass das Widerlager das Klemmengehäuse ist.
  • Dadurch, dass die Haltefeder eine Druckfläche aufweisen kann, die quer zur Schieberichtung angeordnet ist, wird eine einfache und wirkungsvolle und damit vorteilhafte Möglichkeit zur Entrastung der Klemmfeder durch das Leiterende geschaffen. Ebenfalls vorteilhaft ist, wenn das Haltemittel einstückig an den Schwenkschenkel angeformt ist. Dadurch ergibt sich eine einfache konstruktive Umsetzung des Haltemittels am Schwenkschenkel.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung kann der Schwenkschenkel winkelförmig ausgebildet sein. Vorteilhaft ist auch, wenn sich an einem ersten, abwärts gebogenen Schenkel des Schwenkschenkels die Druckfläche anschließt. Dadurch wird die Anschlussvorrichtung weiter baulich einfach ausgestaltet. Vorteilhaft kann auch sein, dass der Klemmschenkel in sich eine Art winkelform ausbildet, da dies die Ausgestaltungsmöglichkeiten in geometrischer Hinsicht erhöht.
  • Es ist ebenfalls von Vorteil, wenn das Haltemittel des Schwenkschenkels bei einer Variante durch eine am Ende eines zweiten, aufwärts gebogenen Schenkels des winkelförmigen Schwenkschenkels angeordnete Rastkante gebildet ist. Dadurch ergibt sich eine einfache konstruktive Umsetzung des Haltemittels am Schwenkschenkel.
  • Das Haltemittel des Schwenkschenkels kann bei einer weiteren Variante auch als ausgestellte Lasche des Schwenkschenkels ausgebildet sein. Durch eine solche konstruktive Gestaltung ergibt sich eine einfache und damit vorteilhafte konstruktive Umsetzung des Haltemittels am Schwenkschenkel.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung kann das Haltemittel des Schwenkschenkels als wenigstens ein Haken oder wenigstens ein Steg ausgebildet und einstückig mit dem Schwenkschenkel ausgebildet sein. Dadurch ergibt sich wiederum eine vorteilhaft einfache konstruktive Gestaltung des Haltemittels.
  • Besonders vorteilhaft - da kompakt und ohne großen Verschnitt zu realisieren - sind Varianten, bei denen der jeweilige Haken seitlich oder mittig aus dem Material des Schwenkschenkels ausgeschnitten ist und aus diesem herausgebogen ist und zum Hintergreifen einer korrespondierenden Kante oder Lasche oder dergleichen am Klemmschenkel dient, die von der Klemmkante beabstandet in einer Aussparung oder einem Loch des Klemmschenkels liegt.
  • Dadurch, dass der erste, abwärts gebogene Schenkel und der zweite, aufwärts gebogene Schenkel durch eine Biegung einstückig miteinander verbunden sein können, wird die Steifigkeit des Schwenkschenkels der Haltefeder mit einfachen konstruktiven Mitteln vorteilhaft erhöht.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung kann der Schwenkschenkel der Haltefeder im Bereich des zweiten, aufwärts gebogenen Schenkels der Biegung und des ersten abwärts gebogenen Schenkels einen Durchbruch aufweisen, in den der Klemmschenkel im Rastzustand R des Klemmschenkels eingreift. Dadurch ergibt sich eine vorteilhaft bauraumsparende Konstruktion der Haltefeder, ferner ergibt sich eine vorteilhaft erhöhte Klemmkraft der Klemmfeder.
  • Vorteilhaft ist ebenfalls, wenn der Durchbruch im Bereich des Haltemittels und der Biegung des Schwenkschenkels der Haltefeder eine Verengung aufweist. Dadurch kann ein Rastmittel an dem Klemmschenkel der Klemmfeder vorteilhaft einfach gestaltet werden.
  • Vorteilhaft ist auch, wenn der Klemmschenkel eine mit der Verengung geometrisch korrespondierende Taillierung aufweist, sodass sich der Klemmschenkel beispielsweise frei durch den Durchbruch des Schwenkschenkels bewegen kann. Dadurch ergibt sich eine vorteilhaft bauraumsparende Konstruktion der Haltefeder.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung kann das Rastmittel des Klemmschenkels einstückig an den Klemmschenkel angeformt sein bzw. mit diesem ausgebildet sein. Dadurch ergibt sich eine einfache konstruktive Umsetzung des Rastmittels am Klemmschenkel.
  • Es ist ebenfalls vorteilhaft, wenn das Rastmittel des Klemmschenkels aus dem Klemmschenkel ausgestellt ist und mit diesem einstückig verbunden sein. Dieses Rastmittel kann beispielsweise als Abschnitt eines Loches oder eine Aussparung, als Steg oder Haken ausgebildet sein.
  • Dabei kann weiter vorgesehen sein, dass das Rastmittel des Klemmschenkels als Lasche gestaltet ist, die durch die Taillierung des Klemmschenkels gebildet ist und deshalb nicht ausgestellt ist. Auch dadurch ergibt sich eine einfache konstruktive Gestaltung des Rastmittels.
  • Ferner ist vorteilhaft, wenn das Rastmittel des Klemmschenkels als gebogene Lasche gestaltet und einstückig außen an den Klemmschenkel angeformt ist.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung kann der Stützschenkel der Klemmfeder einen langlochartigen Durchbruch aufweisen, der beidseitig, entlang einer Symmetrielinie des Stützschenkels angeordnet ist. Durch die Länge und Breite des Langlochs kann die Steifigkeit des Stützschenkels durch konstruktiv einfache Gestaltungsmittel auf die jeweilige Anforderung hin vorteilhaft einfach eingestellt werden.
  • Vorteilhaft ist ebenfalls, wenn der Schwenkschenkel nach einer Variante einen Ausschnitt aufweist, der von dem Haltemittel des Schwenkschenkels begrenzt ist.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung kann das Rückstellmittel im Rastzustand zwischen der Klemmfeder und dem elektrischen Leiter angeordnet und in und gegen die Schieberichtung verschiebbar sein. Dadurch ergibt sich eine vorteilhaft einfache Rückstellung der Klemmfeder aus dem Rastzustand.
  • Vorteilhaft ist ferner, wenn das Rückstellmittel nach einer Variante im Klemmzustand zwischen dem Klemmschenkel und einem Klemmengehäuse in diesem verklemmt ist. Dadurch ergibt sich mit einfachen Mitteln und damit vorteilhaft eine selbstverstärkende Klemmwirkung des Rückstellmittels im Klemmzustand der Federkraftklemme.
  • Vorteilhaft ist weiterhin, wenn das Rückstellmittel nach einer Variante zum Zurückstellen des Klemmschenkels in die Schieberichtung verschiebbar ist. Dadurch ergibt sich ein einfach zu handhabender und sicherer Rückstellvorgang des Klemmschenkels.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Variante kann ein Anschlagelement auf die Haltefeder aufgebracht sein, an dem die Druckfläche ausgebildet ist. Das Anschlagelement - ggf. mit der Sicke - hat den Vorteil, dass dieses durch den Spritzprozess optimaler mit der gewünschten Geometrie ausgestaltet werden kann, als wenn man es direkt in die Druckfläche der Feder mit einbringt, denn das Federmaterial lässt nur einen begrenzten 'Umformprozess' zu.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung kann die Druckfläche eine sickenartige Vertiefung aufweisen. Die sickenartige Vertiefung realisiert auf einfache Weise beim Beschalten eine Bündelung/Zentrierung der Litzen, um ein Aufspleißen der Litzen zu minimieren. Zusätzlich kann auch die Kraft, bei dem die Litzen aufspleißen, erhöht werden.
  • Vorteilhaft ist daher, wenn die Druckfläche nach einer Variante durch die sickenartige Vertiefung für den Leiter bzw. deren Ader selbstzentrierend wirkt. Dadurch ist eine sichere Funktion der Druckfläche durch eine vorteilhaft einfache konstruktive Gestaltung gewährleistet.
  • Die Erfindung betrifft auch eine Reihenklemme oder Steckverbinder mit einer oder mehreren Federkraftklemmen nach einem oder mehreren der darauf bezogenen Ansprüche.
  • Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezug auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
    • Figur 1:
    eine räumliche Ansicht im Schnitt einer erfindungsgemäßen Federkraftklemme mit einem Klemmschenkel im Rastzustand, der zum Verklemmen eines in die Federkraftklemme eingeführten elektrischen Leiters vorgesehen ist;
    Figur 2:
    eine räumliche Ansicht einer Klemmfeder zum Einsatz in einer alternativen erfindungsgemäßen Federkraftklemme in Abwandlung zu Figur 1 in einem Zustand vor der Montage; und
    Figur 3:
    ein Diagramm zu Untersuchungsergebnissen zur Verbesserung des Reibungskoeffizienten nach dem Anlassen.
  • Fig. 1 zeigt eine Federkraftklemme 1 als Anschlussvorrichtung für elektrische Leiter. Die, insbesondere in Steckrichtung 7, anzuschließenden Leiter sind insbesondere als abisolierte Leiterenden ausgebildet. Diese Leiterenden können auch als feindrähtige Leiter bzw. Litzenleiter ausgestaltet sein. Die Federkraftklemme ist aber auch für eindrähtige Leiter geeignet.
  • Die Federkraftklemme kann in verschiedener Weise verwendet werden, so beispielsweise als Anschlussvorrichtung einer Reihenklemme als auch als Federkraftklemme für Steckverbinder oder dergleichen.
  • Die Federkraftklemme 1 weist eine Stromschiene 2 zum Kontaktieren eines elektrischen Leiters 6 auf. Die Stromschiene 2 kann L-förmig ausgestaltet sein. Sie kann aber auch ein Teil eines mehrwandigen Klemmkäfigs sein. Der Klemmkäfig kann in Draufsicht u-förmig ausgestaltet sein, so dass in den Querschnitt des U ein Leiterende einführbar ist und kann auch eine untere Querwand aufweisen. Die Federkraftklemme 1 weist sodann eine als Druckfeder wirkende Klemmfeder 3 auf, die zum Verklemmen des elektrischen Leiters 6 in der Federkraftklemme 1 vorgesehen ist, wodurch der elektrische Leiter 6 dauerhaft die Stromschiene 2 elektrisch leitend kontaktiert. Die Klemmfeder 3 dient also dazu, den Leiter 6 gegen die Stromschiene 2 zu pressen.
  • Neben der Klemmfeder ist eine Haltefeder 4 vorgesehen. Diese dient dazu, einen Teil der Klemmfeder 3, nämlich einen Klemmschenkel 32, in einer Offenstellung verrasten zu können, so dass der Leiter 6 im geöffneten sowie gespannten Zustand der Klemmfeder in eine Einführöffnung 11 der Federkraftklemme 1 bis in einen Kontaktierungsbereich einführbar ist. Die Klemmfeder 3 kann einstückig mit der Haltefeder 4 ausgestaltet sein. Die Haltefeder 4 kann aber auch separat zur Klemmfeder 3 hergestellt sein. Die Haltefeder 4 kann dann mit der Klemmfeder 3 verbunden sein. Vorzugsweise wird mit der "Klemmfederanordnung" nach Fig. 1 ein Bauteil geschaffen, dass die Funktion der Klemmfeder 3 und die Funktion der Haltefeder 4 in einem Bauteil -also einstückig - integriert. Diese funktionsintegrierte Gestaltung der Klemmfeder 3 mit der einstückig angeformten Haltefeder 4 ist vorteilhaft, jedoch nicht zwingend.
  • Die Stromschiene 2 und die Klemmfeder 3 sind in dem Klemmengehäuse 12 angeordnet, das bevorzugt aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff, insbesondere aus einem Kunststoff hergestellt ist. Im Klemmengehäuse 12 ist eine Einführöffnung 11 zum Einführen des elektrischen Leiters 6 vorgesehen. Der dargestellte elektrische Leiter 6 weist eine elektrisch isolierende Ummantelung 62 auf, die oberhalb eines offenen Endes 63 des elektrischen Leiters 6 abisoliert ist, so dass eine Ader 61 des elektrischen Leiters 6 sichtbar ist. Die Klemmfeder 3 weist einen um eine Schwenkachse 8 in und gegen eine Schwenkrichtung 81 verschwenkbaren Klemmschenkel 32 auf, sowie einen Stützschenkel 31, mit dem sie sich insbesondere beim Verschwenken des Klemmschenkels 32 auf einfache und sichere Weise an einem korrespondierenden Widerlager abstützt. Dieses Widerlager kann als ein Stützschenkel 21 ausgebildet sein. Dieser kann einstückig an der Stromschiene 2 angeformt sein bzw. aus dieser herausgebogen sein. Der Stützschenkel 31 kann aber bei anderen Ausführungsformen auch auf andere Weise, so direkt im Klemmengehäuse 12, abgestützt sein.
  • Der Stützschenkel 31 weist hier eine mittig angeordnete Haltelasche 311 auf. Diese kann aus dem Halteschenkel 31 herausgebogen sein. Die Haltelasche 311 ist hier an dem Widerlager, hier an einem korrespondierenden Stützmittel, hier einem Widerlagerschenkel 21 abgestützt. Vorzugsweise sind der Stützschenkel 31 und der Klemmschenkel 32 der Klemmfeder 3 über eine Biegung 30 miteinander verbunden. In diese Biegung 30 kann eine vorteilhafte Stützkontur 14 des Klemmengehäuses 12 eingreifen, welche hier von der Drehachse 8 durchsetzt ist und welche auch als Bewegungsbegrenzung für den Klemmschenkel 32 dienen kann. Die Klemmfeder 3 ist insgesamt in etwa V-förmig ausgestaltet.
  • Seitlich der Haltelasche 311 erstrecken sich hier zwei Verbindungsschenkel 312a, 312b, die als Verbindungsmittel zu der hier einstückig mit der Klemmfeder 3 verbundenen Haltefeder 4 dienen. Die Haltefeder 4 könnte aber auch an der Klemmfeder, beispielsweise an dem Stützschenkel 31 als separat hergestelltes Bauteil angebracht sein, so an den Stützschenkel 31 angeheftet sein. Die Verbindungsschenkel 312a, 312b bilden hier eine winklige, insbesondere in etwa rechtwinklige, Biegung zur Haltefeder 4 aus.
  • Die Haltefeder 4 weist sodann einen Schwenkschenkel 41 auf. Dieser Schwenkschenkel 41 ist aus konstruktiven Gründen in sich gebogen ausgestaltet und weist am Ende eine Druckfläche 42 aufweisen, auf welche bei seinem Einführen das Leiterende trifft, so dass es den Schwenkschenkel 41 bewegen kann.
  • Der Schwenkschenkel 41 ist insofern relativ zur Klemmfeder 3, insbesondere relativ zu deren Stützschenkel 31, federnd schwenkbar ausgebildet. Der Schwenkschenkel 31 kann sich an die beiden Verbindungsschenkel 312a, 312b anschließen/anformen, bzw. ist an diese hier einstückig angeformt.
  • Die Haltefeder 4 bzw. deren Schwenkschenkel 41 ist/sind um eine zweite Schwenkachse 9 in und gegen eine zweite Schwenkrichtung 91 verschwenkbar. Um den Klemmschenkel 32 in die zweite Schwenkrichtung 91 verschwenken zu können, weist die Haltefeder 4 die Druckfläche 42 auf, mit welcher der Schwenkschenkel verschwenkbar ist. Die Druckfläche 42 kann quer zur Schieberichtung 7 angeordnet sein. Durch das Ausüben von Druck auf die Druckfläche 42 ist die Haltefeder 4 in die zweite Schwenkrichtung 91 verschwenkbar. An einem ersten, abwärts gebogenen Schenkel 411 des Schwenkschenkels 41 schließt sich die Druckfläche 42 an. Am Schwenkschenkel 41 ist eines oder es sind mehrere vorzugsweise einstückig an den Schwenkschenkel 41 angeformte Haltemittel 412 ausgebildet. Die Haltemittel 412 sind hier zwei etwa am Ende eines zweiten, aufwärts gebogenen Schenkels 413 des winkelförmigen Schwenkschenkels 41 angeordnete Rastkanten. Der erste, abwärts gebogenen Schenkel 411 und der zweite, aufwärts gebogenen Schenkel 413 sind durch eine Biegung 414 einstückig miteinander verbunden.
  • Der Klemmschenkel 32 der Klemmfeder 3 weist wenigstens eines oder mehrere Rastmittel 322 auf. Dieses eine oder die mehreren -hier zwei- Rastmittel ist/sind beabstandet von einer Klemmkante 321 - hier etwa auf der Hälfte der Längserstreckung des Klemmschenkels ausgebildet. Das eine oder die mehreren Rastmittel sind dazu ausgebildet, an dem oder den Haltemitteln 412 des Schwenkschenkels 41 der Haltefeder 4 verrastet zu werden, wodurch wiederum der Klemmschenkel in einer Offenstellung verrastbar ist (Rastzustand genannt). Die Rastmittel 322 sind von der Klemmkante 321 vorzugsweise mehr als 1 mm, insbesondere mehr als 2mm beabstandet ausgebildet, so dass diese nicht beim Be- und Entschalten der Klemme mit einem Leiter beschädigt werden kann. Die Rastmittel 322 stehen nicht in einem Wirkzusammenhang mit der Klemmkante 3121, d.h., sie sind nicht an dieser verrastbar, so dass sie die Klemmkante im Gebrauch auch nicht beschädigen können. Die Rastmittel 322 stehen vielmehr im Wirkzusammenhang mit den Haltemitteln 412, sodass die Klemmkante nicht verrastet wird.
  • Die Rastmittel 322 können einstückig an den Klemmschenkel 32 angeformt sein. Sie können aus dem Klemmschenkel 32 ausgestellt sein oder in diesem als Ausnehmung oder Stufung ausgebildet sein. Sie bilden mit den Haltemitteln 412 des Schwenkschenkels 41 der Haltefeder 4 im Rastzustand des Klemmschenkels 32 eine Rastverbindung. Derart ist die Klemmfeder 3 in einer Offenstellung verrastbar, aus der sie beim Einführen des Leiters gelöst wird.
  • Der Schwenkschenkel 41 weist hier im Bereich des zweiten, aufwärts gebogenen Schenkels 413 -also in Verlängerung der Verbindungsschenkel 31a, 31 b-, der Biegung 414 und dem ersten abwärts gebogenen Schenkels 411 einen Durchbruch 415 auf, in den der Klemmschenkel 32 im Rastzustand R des Klemmschenkels 32 eintauschen kann. Der Durchbruch 415 weist im Bereich der Haltemittel 412 und der Biegung 414 eine Verengung 416 auf. Derart wird eine kompakte Bauform gesichert.
  • Der Klemmschenkel 32 weist dementsprechend eine geometrisch korrespondierende Taillierung 323 auf, die sich hier an die Rastmittel/Rastkanten 322 unmittelbar anschließt, so dass sich der Klemmschenkel 32 frei durch den Durchbruch 415 bewegen kann.
  • Beim Verschwenken der Haltefeder 4 um die zweite Schwenkachse 9 werden mit ihr die Haltemittel 412 gegen die Rückstellkraft des Schwenkschenkels 41 verschwenkt. Dadurch verändert sich die Position der Haltemittel 412 bis der Klemmschenkel 32 der Klemmfeder 3 entrastet wird. Das Verrasten und/oder Entrasten kann durch eine Rasthilfe ermöglicht werden, welche in Fig. 1 linear verfahrbar gelagert ist.
  • Zwischen der Klemmfeder 3 und der Stromschiene 2 ist ein Freiraum 13 ausgebildet, in dem der elektrische Leiter 6 im Rastzustand R des Klemmschenkels 32 in und gegen die Schieberichtung 7 frei verschieblich einführbar ist.
  • Beim Verschieben des in die Federkraftklemme 1 eingeführten elektrischen Leiters 6 in die Schieberichtung 7 gerät das offene Ende 63 des elektrischen Leiters 6 in Kontakt mit der Druckfläche 42.
  • Beim Weiterschieben in die Schieberichtung 7 drückt der Leiter 6 auf die Druckfläche 42. Dadurch wird der Schwenkschenkel 41 in die zweite Schwenkrichtung 91 verschwenkt. Dabei wird der Klemmschenkel 32 von den Haltemitteln 412 entrastet und in die Schwenkrichtung 81 in einen Klemmzustand K verschwenkt, wie dies in Fig. 2a und Fig. 2b dargestellt ist. Die Druckfläche 42 ist in Schieberichtung 7 unterhalb des Haltemittels 412 angeordnet, so dass auf einfache Weise sicher ein freies Verschwenken des Klemmschenkels 32 in und gegen die Schwenkrichtung 81 möglich ist.
  • Die Federkraftklemme 1 kann zudem ein Rückstellmittel 5 aufweisen. Das Rückstellmittel 5 ist in und gegen die Schieberichtung 7 verschieblich. Es ist zum Zurückschwenken des Klemmschenkels 32 der Klemmfeder 3 gegen die Schwenkrichtung 81 vorgesehen. Dabei ist der Klemmschenkel 32 durch Verschieben des Rückstellmittels 5 gegen die Schwenkrichtung 7 vom Klemmzustand K in den Rastzustand R zurückschwenkbar, so dass die Rastmittel 322 des Klemmschenkels 32 der Klemmfeder 3 mit den Haltemitteln 412 des Schwenkschenkels 41 der Haltefeder 4 wieder verrastet. Dann lässt sich ein in der Federkraftklemme 1 vormals im Klemmzustand K verklemmter elektrischer Leiter 6 der Federkraftklemme 1 im Rastzustand R wieder entnehmen.
  • In der hier gezeigten Ausführungsform ist das Rückstellmittel 5 im Rastzustand R (siehe Fig. 1) und im Klemmzustand K (siehe Fig. 2a und Fig. 2b) oberhalb der einstückig an den Klemmschenkel 32 angeformten Rastmittel 322 angeordnet. Daher wirkt das Rückstellmittel 5 bei im Klemmzustand K befindlichem Klemmschenkel 32 beim Verschieben in die Schieberichtung 7 unmittelbar auf den Klemmschenkel 32, so dass der erforderliche Verschiebeweg zum Zurückschwenken des Klemmschenkels 32 klein ist. Das Rückstellmittel ist zudem im Wesentlichen zwischen der Klemmfeder und dem Leiter ausgebildet.
  • Zum Betätigen des Rückstellmittels 5 kann dieses eine Betätigungsnut aufweisen, die ein Betätigen mit einem Werkzeug wie beispielsweise einem Schraubendreher vereinfacht. Zudem ist das Rückstellmittel 5 im Klemmzustand K zwischen dem Klemmschenkel 32 und dem Klemmengehäuse 12 in diesem verklemmt, so dass es sich nicht aus dem Klemmengehäuse 12 löst.
  • Die Fig. 1 zeigt die Klemmfeder 3 und die Haltefeder 4 im Rastzustand R des Klemmschenkels 32 der Klemmfeder 3. Zu erkennen ist, dass der Klemmschenkels 32 über seine Rastmittel 322, die etwa auf der Hälfte der Längserstreckung des Klemmschenkels 32 ausgebildet sind, an den Haltemitteln 412 des Schwenkschenkels 41 der Haltefeder 4 verrastet ist. Deutlich in Fig. 1 erkennbar ist auch der Freiraum 13 zwischen der Stromschiene 2 und dem Klemmschenkel 32.
  • Fig. 1 macht das Wirkprinzip eines Klemmmechanismus klar, welcher auch auf die Variante der nachfolgend beschriebenen Fig. 2 angewandt werden kann.
  • Fig. 2 zeigt eine gegenüber Fig. 1 abgewandelte Variante einer weiteren erfindungsgemäßen Anordnung 501 aus einer Klemmfeder 503 und einer Haltefeder 504, welche als einstückiges elektrisch-leitendes Bauteil 501 ausgebildet sind. Wie schon in Fig. 1 können auch die Klemmfeder 503 und die Haltefeder 504 auch alternativ zu Fig. 2 getrennt voneinander ausgebildet und beispielsweise in einem Gehäuse gehalten und über dieses wirkverbunden sein.
  • Die Klemmfeder 503 des Bauteils 501 bzw. der erfindungsgemäßen Anordnung weist eine Biegung 530 analog zur Variante der Fig. 1 auf, welche in einen Stützschenkel 531 übergeht. Die Klemmfeder 503 ist in einer Schwenkrichtung 581 um eine Schwenkachse 508 gegenüber dem Stützschenkel 531 verschwenkbar und kann über Rückstellmittel 505 mit der Haltefeder 504 verrastet werden. Der Stützschenkel 531 geht sodann in einen Schwenkschenkel 541 übergeht. Der Stützschenkel 531 ist in Schwenkrichtung 571 verschwenkbar um die Schwenkachse 509 gegenüber den Schwenkschenkel 541 angeordnet. Der Schwenkschenkel 541 geht sodann in einen Haltemittel 612 und in einem Bereich einer Biegung 614 in einen weiteren Schenkel 611 über.
  • Dieser Schenkel 611 weist eine endständig abgewinkelte Druckfläche 542 zum Anschlag eines Leiterendes analog zu Fig. 1 auf. Der Schenkel 611 ist dabei in Schwenkrichtung um eine weitere Schwenkachse 591 verschwenkbar.
  • Das am Schenkel 541 angeordnete Haltemittel 612 ist hakenförmig ausgeführt, wobei das Haken um ein Schwenkachse 506 in Schwenkrichtung 561, vorzugsweise um wenige Grad, verschwenkbar angeordnet ist. Dies erlaubt eine Verrastung mit einer endständigen Anschlagfläche 150 des Rückstellmittels 505 der Klemmfeder 503 mit dem besagten Haltemittel 612 der Haltefeder 504.
  • In Verlängerung des Bereichs mit dem Rückstellmittel 505 weist die Klemmfeder 503 einen Klemmschenkel 532 auf, welcher über den Rastbereich hinaus verläuft. Dieser weist zur Vorbeiführung an den vorzugsweise beidseitig der Klemmfeder 503 angeordneten Haltemitteln 612 eine Taillierung 523 auf und eine daran anschließende Widerlagerschenkel 521 auf. Die Funktion der vorbeschriebenen Teilbereiche der erfindungsgemäßen Anordnung 501 ergibt sich unmittelbar bei Betrachtung der Federkraftklemme 1 der Fig. 1.
  • Sowohl die in Fig. 1 als auch Fig. 2 dargestellte Kombination aus Klemmfeder 3, 503 und Haltefeder 4, 504 weisen im Bereich der Verrastung korrespondierende Anschlagflächen 150 auf, welche im Rahmen der vorliegenden Erfindung modifiziert wurden.
  • Der Verrastmechanismus basiert im Wesentlich auf der Abstützung der jeweiligen Klemmfeder 3, 503 an Haltemitteln 612 der jeweiligen Haltefeder. Durch die Rückstellmittel 5 kann die Klemmfeder gespannt werden. Der Leiter 6 löst durch Druck auf die Druckfläche 42, 542 den Klemmmechanismus auf, wobei die Auslösekraft u.a. von der Verrastgeometrie, dem Kraftniveau der Konstruktion und der Oberflächenbeschaffenheit der Verrastung abhängt.
  • Zur Modifizierung und Einstellung der Klemmkräfte auf unterschiedliche Einsatzbereich ist es von Interesse die Federkonstante der Klemmfeder, der Haltefeder und/oder der Anordnung insgesamt zu modifizieren. Bekanntermaßen sind Metalle in einem gewissen Umfang elastisch verformbar, bevor sie bei höherer Kraftanwendung eine Umformung erfahren. Letzterer Effekt entspricht der Eigenschaft der Duktilität eines Metalls.
  • Die Elastizität des Metalls hängt von mehreren Faktoren, so u.a. von der Beschaffenheit des Metallgitters und damit verbunden von dem Abstand der Metallatome im Gitter, von der Größe der Metallatome und von weiteren Einlagerungen im Metallgitter ab. Eine ein- oder mehrstufige gezielte Erwärmung des Metalls unter Beibehaltung seiner grundsätzlichen Formstabilität kann in gewissem Umfang zu einer Neuorientierung des Metallgitters und damit verbunden einer Änderung der Elastizität des Metalls und damit auch des metallischen Bauteils führen. Dabei kommt es insbesondere zu einer Neuorientierung des Metalls aufgrund von Gitterfehlern und dergleichen. Gleiches gilt auch für Legierungen. Bei diesem Schritt der Erwärmung kann es zu oberflächlichen Oxidationstendenzen kommen und der Ausbildung sogenannter Anlauffarben auf der Oberfläche des metallischen Bauteils. Unerwünschte Anteile an Restaustenit als Einlagerungen im metallischen Gefüge zersetzen sich überdies diffusionsgesteuert bei mehr als 300°C zu Ferrit und Zementit. Zusammengefasst ändert sich das metallische Gefüge eines Bauteils während des Erwärmens.
  • Durch eine entsprechende Wärmebehandlung einer werkzeugfallenden Feder kann somit die Normalkraft des jeweiligen Federbauteils und damit die Federkonstante aufgrund der Änderungen im Metallgefüge vorteilhaft erhöht werden. Gleichzeitig kommt es durch diese Änderung und ggf. durch oberflächliche Oxidation zu einer Änderung der Oberflächenbeschaffenheit des Metalls. Es wird der Reibbeiwert erhöht, was eine unerwünschte Änderung ist. Der Reibbeiwert µ ist ein entscheidender Faktor beim Auslösen des Mechanismus zur Verklemmung des Leiters und zur Verrastung der Klemmfeder mit der Haltefeder. Es wurde in mehreren Versuchen beobachtet, dass ein Auslösen des Mechanismus bei gleicher Kraftaufwendung nach dem Anlassen aufgrund einer höheren Streuung des Reibbeiwertes unsicherer wurde.
  • Dieser durch das Anlassen bedingte Nachteil einer veränderten Oberflächenbeschaffenheit wird durch eine Oberflächenbehandlung, insbesondere durch den Auftrag einer Schmiermittelschicht auf den Kontaktflächen 152 zwischen der Klemmfeder 3, 503 und der Haltefeder 4, 504, verringert.
  • Vorzugsweise kann das Schmiermittel ein PFPE-haltiges Schmiermittel sein.
  • Vorzugsweise kann das Schmiermittel zur Einstellung der Viskosität zudem ein Lösungsmittel, vorzugsweise ein Grundöl, aufweisen. Der Anteil des Lösungsmittels beträgt dabei vorteilhaft weniger als 20 Gew.%.
  • Vorzugsweise beträgt der Anteil an PFPE, insbesondere von Hexafluorpropen, in dem Schmiermittel mehr als 75 Gew.%, vorzugsweise mehr als 85 Gew.%.
  • Besonders bevorzugt weist das aufgetragene Schmiermittel eine Dichte zwischen 1,55-1,75 g/cm3 (bei 20°C) auf, so dass der Auftrag besonders vereinfacht ist. Der Siedepunkt beträgt vorzugsweise zwischen 50-60°C. Daher ist ein nachträglicher Auftrag des Schmiermittels nach dem Anlassen der metallischen Bauteile zu empfehlen.
  • Der Auftrag des Schmiermittels auf das Bauteil erfolgt lediglich abschnittsweise, insbesondere im Kontaktbereich zwischen der Kontaktfeder und der Haltefeder. Die beschichtete Auftragsfläche kann besonders bevorzugt weniger als 300% der Kontaktfläche, vorzugsweise weniger als 150% der Kontaktfläche, betragen.
  • Als Kontaktfläche 152 im Sinne der vorliegenden Anmeldung wird der Kontaktbereich im verrasteten Zustand und der Kontaktbereich bezeichnet, in welchem die beiden Federn während der Entrastungsbewegung übereinander gleiten.
  • Die Kontaktfläche 152 ist somit bezogen auf Fig. 2 als die Anschlagfläche 150 und die benachbarte Fläche 151 bis zur Kante des Haltemittels 612 zu verstehen.
  • Fig. 3 zeigt die Ergebnisse von bei Laboruntersuchungen ermittelten Reibkoeffizienten. Diese wurden durch ein optisches Verfahren im Rahmen eines Mikroskopie- bzw. Laserscanningverfahrens bestimmt.
  • Die mit a) bezeichnete Kurve zeigt Reibwertmessungen eines werkzeugfallenden Bauteils mit der Ausgestaltung der Fig. 2. Auf der Oberfläche des Bauteils befindet sich herkömmliches Stanzöl.
  • Die mit b) bezeichnete Kurve zeigt die Reibwertmessung eines Bauteils mit Stanzöl, welches angelassen wurde bei 300°C über 1h.
  • Die mit c) bezeichnete Kurze zeigt die Reibwertmessung eines Bauteils mit Stanzöl, welches angelassen wurde bei 300°C über 1h welche zusätzlich mit einem PFPE-haltigen Schmiermittel, gemäß der vorhergehenden Beschreibung, beschichtet wurde.
  • Man erkennt aus den Untersuchungen sowohl die vorhergehend diskutierte Reibwerterhöhung durch das Anlassen als auch die Reibwertverminderung durch den Schmiermittelauftrag.
  • Die bevorzugte Schichtdicke der Schmiermittelbeschichtung beträgt zumindest 3 µm, besonders bevorzugt 5-100 µm.
  • Alternativ zum bereichsweise begrenzten Auftrag des Beschichtungsmaterials auf die erfindungsgemäße Anordnung kann das Beschichten durch Bedampfen der erfindungsgemäßen Anordnung oder einzelner Federn der Anordnung mit dem Beschichtungsmaterial erfolgen, so dass sich zumindest auf einer Feder oder über die gesamte Anordnung eine vollflächige Beschichtung ausbildet.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Federkraftklemme
    11
    Einführöffnung
    12
    Klemmengehäuse
    13
    Freiraum
    14
    Stützkontur
    2
    Stromschiene
    20
    Klemmengehäuse
    21
    Widerlagerschenkel
    3
    Klemmfeder
    30
    Biegung
    31
    Stützschenkel
    311
    Haltelasche
    312a, b
    Verbindungsschenkel
    32
    Klemmschenkel
    321
    Klemmkante
    322
    Rastmittel
    323
    Taillierung
    324
    Langloch
    4
    Haltefeder
    41
    Schwenkschenkel
    411
    Schenkel
    412
    Haltemittel
    413
    Schenkel
    414
    Biegung
    415
    Durchbruch
    416
    Verengung
    418
    Aussparung
    42
    Druckfläche
    43
    Blattfeder
    44
    Vertiefung
    45
    Anschlagelement
    5
    Rückstellmittel
    51
    Betätigungsnut
    6
    Elektrischer Leiter
    61
    Ummantelung
    62
    Ader
    7
    Schieberichtung
    8
    Schwenkachse
    81
    Schwenkrichtung
    9
    Schwenkachse
    91
    Schwenkrichtung
    100
    Reihenklemme
    101
    Tragschiene
    102
    Stromschiene
    150
    Anschlagfläche
    151
    benachbarte Fläche
    152
    Kontaktfläche
    501
    Anordnung
    503
    Klemmfeder
    504
    Haltefeder
    505
    Rückstellmittel
    506
    Schwenkachse
    509
    Schwenkachse
    521
    Widerlagerschenkel
    523
    Taillierung
    530
    Biegung
    531
    Stützschenkel
    532
    Klemmschenkel
    541
    Schwenkschenkel
    561
    Schwenkrichtung
    571
    Schwenkrichtung
    581
    Schwenkrichtung
    591
    Schwenkachse
    611
    Schenkel
    612
    Haltemittel
    614
    Biegung
    542
    Druckfläche
    508
    Schwenkachse
    K
    Klemmzustand
    R
    Rastzustand

Claims (15)

  1. Anordnung (501) umfassend eine als Druckfeder wirkende Klemmfeder (3, 503) zum Fixieren eines elektrischen Leiters (6) in einer Federkraftklemme (1),
    und eine Haltefeder (4, 504) zum Verrasten der Klemmfeder (3, 503) in einer Offenstellung, so dass der Leiter (6) in einer Schieberichtung (7) in einen Kontaktbereich einführbar ist, wobei die Klemmfeder (3, 503) die Haltefeder (4, 504) entlang einer Kontaktfläche (152) im verrasteten Zustand und bei der Bewegung vom Rastzustand R in einen Entrastzustand E berührt,
    dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Kontaktfläche (152) eine schmierstoffhaltige Beschichtung aufweist.
  2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfläche sowohl eine Anschlagfläche (150) zwischen der Haltefeder (4, 504) und der Klemmfeder (3, 503) umfasst, als auch den benachbarten Bereich (151) der Haltefeder (4, 504), über welchen die Kontaktfeder (3, 503) während der Entrastbewegung gleitet.
  3. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die schmierstoffhaltige Beschichtung einen Perfluorpolyether-PFPE - aufweist.
  4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die schmierstoffhaltige Beschichtung zu mehr als 75 Gew.%, vorzugsweise mehr als 85 Gew.% ein PFPE, vorzugsweise ein Hexafluorpropen, enthält.
  5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die schmierstoffhaltige Beschichtung ein Lösungsmittel, vorzugsweise ein Grundöl, besonders bevorzugt zu weniger als 20 Gew.% aufweist.
  6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das aufgetragene Schmiermittel eine Dichte zwischen 1,55-1,75 g/cm3 (bei 20°C) aufweist.
  7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung (501) benachbart zur Kontaktfläche (150) eine unbeschichtete Fläche mit einem höheren, vorzugsweise im Mittelwert zumindest 50% höheren Reibwert aufweist als die Kontaktfläche.
  8. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung (501) als einstückiges Bauteil ausgebildet ist.
  9. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung (501) durch Anlassfarben gefärbt ist.
  10. Als Direktsteckklemme ausgebildete Federkraftklemme (1) zum Anschluss eines Leiters, insbesondere eines Litzenleiters, die eine Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist und die zumindest Folgendes aufweist:
    a. eine Stromschiene (2) zum Kontaktieren eines elektrischen Leiters (6);
    b. die als Druckfeder wirkende Klemmfeder (3, 503) der Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, zum Fixieren des elektrischen Leiters (6) in der Federkraftklemme (1),
    c. die Haltefeder (4, 504) der Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, zum Verrasten der Klemmfeder (3, 503) in einer Offenstellung, so dass der Leiter (6) in einer Schieberichtung (7) in einen Kontaktbereich einführbar ist,
    d. wobei die Klemmfeder (3, 503) einen in eine Schwenkrichtung (81, 581) verschwenkbaren Klemmschenkel (32, 532) mit einer Klemmkante (321) aufweist und die Haltefeder (4, 504) einen verschwenkbaren Schwenkschenkel (41, 541) aufweist,
    e. wobei der Schwenkschenkel (41, 541) wenigstens ein Haltemittel (412, 612) aufweist und der Klemmschenkel (32, 532) ein mit dem Haltemittel (412, 612) des Schwenkschenkels (41, 541) in dem Rastzustand R des Klemmschenkels (32, 532) zusammenwirkendes Rastmittel (322, 522) aufweist,
    f. wobei der Klemmschenkel (32, 532) von einem Rastzustand R, in dem er durch das Haltemittel (412, 612) des Schwenkschenkels (41, 541) in der Offenstellung verrastet ist, durch Verschieben des elektrischen Leiters (6) in einen Klemmzustand K verstellbar ist, in dem der Klemmschenkel (32, 532) vom Haltemittel (412, 612) entrastet ist und den elektrischen Leiter (6) mit der Klemmkante (321) des Klemmschenkels (32, 532) gegen die Stromschiene (2) drückt,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    g. das Rastmittel (322) des Klemmschenkels (32, 532) von der Klemmkante (321) des Klemmschenkels (32, 532) beabstandet ausgebildet ist.
  11. Federkraftklemme (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner ein Rückstellmittel (5, 505) zum Zurückschwenken des Klemmschenkels (32) umfasst, mit dem der Klemmschenkel (32, 532) durch Verschieben des Rückstellmittels (5, 505) gegen die Schwenkrichtung (81, 581) vom Klemmzustand (K) in den Rastzustand (R) zurückschwenkbar ist.
  12. Federkraftklemme (1) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückstellmittel (5, 505) oder eine Fläche zur Führung des Rückstellmittels (5, 505) eine schmiermittelhaltige Beschichtung aufweist.
  13. Reihenklemme oder Steckverbinder mit einer oder mehreren Federkraftklemmen nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche.
  14. Verfahren zur Herstellung einer Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet, durch die folgenden Schritte:
    a) Formgebung der Anordnung (501) oder zumindest eines Elements der Anordnung (501), insbesondere zumindest der Haltefeder (4, 504) der Anordnung;
    b) Thermisches Anlassen des Elements, vorzugsweise bei Temperaturen von mehr als 250°C;
    c) Zumindest bereichsweises Beschichten des Elements mit der schmierstoffhaltigen Beschichtung.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschichten durch Bedampfen der erfindungsgemäßen Anordnung oder eines Elements der erfindungsgemäßen Anordnung mit dem Beschichtungsmaterial erfolgt.
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