WO1998048483A1 - Zugfederklemme mit einer aus einem federblatt gebogenen klemmfeder - Google Patents

Zugfederklemme mit einer aus einem federblatt gebogenen klemmfeder Download PDF

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WO1998048483A1
WO1998048483A1 PCT/EP1998/002232 EP9802232W WO9848483A1 WO 1998048483 A1 WO1998048483 A1 WO 1998048483A1 EP 9802232 W EP9802232 W EP 9802232W WO 9848483 A1 WO9848483 A1 WO 9848483A1
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tension
clamping
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PCT/EP1998/002232
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Ralf Geske
Dirk Heydt
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Phoenix Contact Gmbh & Co.
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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
    • H01R4/48455—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 invention relates to a tension spring with egg ⁇ ner conductor rail and a bent from a spring leaf spring clamp, by means of an electrical conductor against the conductor rail while contacting can be clamped and by a support or fixing point up to a power derivation point where at the clamping spring a clamping piece, which braces the electrical conductor against the conductor rail, is arranged with continuous curvatures.
  • the clamping spring bent from a spring leaf made of steel has the same width and the same thickness over the entire bending area. The consequence of this is that there is an uneven stress curve in the spring leaf forming the clamping spring along the bending region. This is related to the lever arm that the clamping spring itself forms between its support or fastening point and its force-transmitting point.
  • the areas of the clamping spring that are close to the support or fastening point are subjected to greater stress than the areas located to the force dissipation point, which is why the areas subject to higher stress with a correspondingly higher spring tension mainly contribute to the application of the spring force, while the areas lower Spring tension is not involved in the generation of the clamping force or only to a small extent. Consequently, in the known tension spring clamps, the clamp springs do not have an optimal spring capacity in relation to their size, which means that the clamp springs are dimensioned larger than they should be, which means that a larger space is required within the housing of the tension spring clamps, which reduces the size Overall size of the tension spring clamp opposes. In addition, there is a greater deflection in the areas of the clamping spring that are subject to high stress, which can result in partial material fatigue.
  • the invention is therefore based on the basic idea of optimizing the clamping spring of tension spring clamps of the type in question by weakening or strengthening the spring leaf forming the clamping spring, which is primarily made of steel, in certain areas or by using both of the aforementioned measures to be designed so that a more even distribution of the spring tension is achieved in the material of the clamping spring. It is therefore a question of partially increasing or decreasing the spring stiffness in the spring leaf forming the clamping spring, with which different goals can be pursued, on the one hand the installation space for the clamping spring can be made smaller, and on the other hand the bending range of the clamping spring can be extended without having to change its dimension.
  • the invention is based on the object To create a tension spring clamp of the type mentioned, in which the most uniform, mechanical stress curve between the fastening or support point and the force dissipation point is achieved in the spring leaf forming the spring clip.
  • increasing the spring tension means increasing the stiffness of the spring leaf material in partial areas
  • weakening the spring tension means partially reducing the spring stiffness.
  • a clamping spring which has areas with lower spring tension without the weakening according to the invention, has a higher spring tension with the weakening according to the invention in these areas, so that these areas now also make a greater contribution to the provision of the spring force. In this way, the stress distribution across the entire length of the clamping spring becomes more even.
  • the design of a tension spring clamp according to the invention can be based on the calculation of a bending beam clamped at one end, which is acted upon at its free end by a force acting transversely to its longitudinal direction. If you want to realize a certain force with a given deflection, you can depending on the beam length, the modulus of elasticity Material, the bar width and the bar thickness vary. With regard to the clamping spring of a tension spring clamp, this means, if the spring stiffness is to be increased, to shorten the spring leg in accordance with a shortening of the bar length, to increase the elastic modulus of the spring leaf material or to increase the width and / or the thickness of the spring leaf material. This applies to those areas of the clamping spring which have a lower spring tension in relation to the other areas without the measures according to the invention.
  • a targeted weakening of the clamping spring for a tension spring clamp of the type according to the invention can be achieved by the respectively reversed measures, in particular a cross-sectional weakening of the spring leaf material, which can be done not only by reducing the width or the thickness but also by punching out a window can be achieved, for example.
  • the elastic modulus of the spring leaf material can also be reduced in part, for which purpose special treatment methods for the strips, which form the clamping spring, can be considered.
  • FIG. 1 is a perspective view of a portion of a spring band for producing a clamping spring for a tension spring clamp
  • FIG. 2 shows a representation of a spring band section corresponding to FIG. 1 in another embodiment
  • FIGS. 1 or 2 shows the side view of a clamping spring for a tension spring clamp as it is formed from a spring band according to FIGS. 1 or 2,
  • FIG. 4 shows a perspective view of a section of a spring band for producing a clamping spring in a further embodiment
  • FIG. 5 is a side view of a clamping spring, which is formed from a spring band according to FIG. 4,
  • FIG. 6 is a perspective view of a clamp spring placed on a current bar for a tension spring clamp in a further modified embodiment
  • FIG. 7 shows a clamping spring in a similar representation as in FIG. 6 in a further variant
  • FIG. 9 shows a longitudinal section corresponding to FIG. 3 through a tension spring clamp with a clamp spring in a last variant.
  • the spring band which, seen over its length, has regions lying one behind the other in which the material has different moduli E1 or E2. Accordingly, the spring band consists of sections of different starting steels lined up, which are welded together along their butt seams N, for which purpose laser beam welding is particularly suitable. In this way, a spring band is obtained which has the same width and the same thickness over its length.
  • FIGS. 1 and 2 show how a clamping spring is formed from the spring bands according to FIGS. 1 and 2, which has adjoining bending areas with continuous curvatures.
  • the spring band section with the higher modulus of elasticity El forms the more curved area of the clamping spring, and accordingly the material with the lower modulus of elasticity E2 forms the other areas of the clamping spring.
  • Fig. 4 illustrates a spring band, which can also be referred to as a profile band and has successive sections in the longitudinal direction of different thicknesses T1 and T2. It is understood that in the area with the greater thickness T1 the spring band has a higher spring stiffness than in the thinner areas with the thickness T2.
  • a punching tool can be used which, starting from the area with the original thickness T1, knocks down the adjacent areas with the smaller thickness T2.
  • a clamping spring formed in this way results from FIG. 5, here too the area with the increased spring stiffness is found due to the greater thickness T1 in the more curved area of the clamping spring.
  • the clamping spring regardless of whether it is in the pretensioned rest position or in the tensioned position, has a uniform stress distribution, which has the particular purpose that between the support or fastening point and the force dissipation point only tensile stresses occur.
  • the overall bending range of the clamping spring is extended without having to change the dimension of the clamping spring.
  • the size of the spring can be reduced. This is of considerable importance for tension spring clamps because the clamping spring occupies a large part of the interior in the housing of a tension spring clamp. This also results from the exemplary embodiments described below.
  • FIG. 6 shows a current bar 1 as it is inserted into the housing of a conventional spring-loaded terminal in order to make contact with an insertable electrical conductor therein under spring force.
  • a clamping spring 2 is placed on the current bar 1, which is bent from a flat spring leaf. Over the curved area, the clamping spring 2 is divided into different areas with a support or fastening point 3, with which the clamping spring 2 is seated on the current bar 1. This is followed by a first bending area 4, in which the clamping spring 2 has the initial width "B", as shown in FIG. 6. The bending area 4 is followed by a second bending area 5, over which the clamping spring 2 tapers in width up to a force dissipation point ⁇ .
  • the clamping spring 2 Shortly before the transition into the area of the force-deriving point 6, the clamping spring 2 has the width "b" which is reduced compared to the starting width B and which is caused by side constrictions or indentations 11. The decrease in the width over the second bending area 5 takes place continuously, which is why the indentations 11 provided on one or both sides run in a continuous arc from the first bending area 4 of the clamping spring 2 to the force-deriving point 6.
  • the spring leaf forming the clamping spring 2 is from the support or fastening point 3 to the force dissipation point 6 Continuously bent, in another version, the clamping spring 2 can also have straight areas or areas with alternating bending, but to avoid stress peaks, it is advisable to avoid kinks in the entire bending area 4, 6 of the clamping spring 2.
  • the clamping spring 2 merges in one piece into a clamping piece 7, which is not or only negligibly involved in the application of the clamping force.
  • the clamping piece 7 has a window 8 with a clamping edge 9 lying here between the and the downwardly bulging clamping side 10 of the current bar 1, the relevant electrical conductor is clamped. This is done by pressing on the clamping spring 2 from above, so that the window 8 of the clamping piece 7 below the current bar 1 opens for the insertion of the electrical conductor, after which the clamping spring 2 springs back into its clamping position after being released, and here by means of the Clamping edge 9 in the area of the window 8 of the clamping piece 7 clamps the electrical conductor against the side 10 of the current bar 1.
  • the spring applies tensile stress over the entire bending area 4, 5, that is to say the clamping spring 2 is deformed elastically uniformly over this entire area. This involves not only the bending area 4 located near the support or fastening point 3, as in the known springs, but also the bending area 5 arranged towards the force dissipation point. This is due to the taper of the clamping spring 2 due to the reduction in its width up to the force dissipation point 6.
  • Fig. 7 shows a clamping spring 2 for a spring force lemme in a different design, but in a similar function.
  • the bending area 4, 5 of the clamping spring 2 describes approximately a quarter circle from the supporting or fastening point 3 to the force-conducting point 6, over which, in turn, a uniform stress distribution in the clamping spring 2 is achieved.
  • the width of the clamping spring is also continuously reduced from the initial width B to the width b at the force derivation point 6, so that here too the second bending region 5, which has a constant cross-sectional weakening up to the force derivation point 6 due to the described reduction in width, is actively applied the spring force is involved.
  • the clamping spring 2 has a clamping piece 7 integrally formed thereon with a window 8, the clamp edge 9 of which can be moved away from the clamping side 10 of the current bar 1 by pressure on the free end of the clamping piece 7.
  • the clamping spring 2 of the spring clamp according to FIG. 8 is actuated.
  • a guide 16 is arranged in the housing 14 of the spring-loaded terminal, in which a slide 15 is guided with an actuating button 17 which can be reached from the outside.
  • the conductor to be clamped is introduced into the housing 14 through a housing opening 19 on the upper side, which opens with the window 8 of the clamping piece 7 the clamping spring 2 is in alignment when the clamping piece 7 is shifted to the left according to the selected drawing by pressing the actuating button 17.
  • the projection 12 is arranged on that side of the clamping piece 7 which lies away from the support or fastening point 3 of the clamping spring 2.
  • the length of the clamping spring 2 can thus be increased, which at the same time extends the active bending range of the clamping spring 2.
  • the clamping spring 2 engages at the end of the projection 2 of the clamping piece 7, so that there is the force dissipation point 6 of the clamping spring 2, up to which the width of the spring leaf forming the clamping spring 2 is also continuously reduced in this embodiment. Due to the special design of the clamping spring 2, the interior 13 available for this purpose within the housing 14 can be optimally used in order to apply the highest possible spring force with the clamping spring 2, which describes approximately a quarter circle.
  • the force application point of the clamping spring 2 on the clamping piece 7 is moved away from the supporting or fastening point 3; 3 remote side on the clamping piece 7 as a front jump 12 a tab 21 bent out.
  • the clamping piece 7 is not in one piece with the clamping spring 2, correspondingly a free end 22 of the clamping spring 2 is supported on the tab 21, so that there is an articulated connection at the force transmission point 6 between the clamping piece 7 and the clamping spring 2.
  • the lever arm of the clamping spring 2 is lengthened due to the point of attack of the end 22 of the clamping spring 2 which is shifted outward on the tab 21 or the projection 12, this alone, as in the exemplary embodiment according to FIG. 8, also increases the spring force.
  • the exemplary embodiment according to FIG. 9 offers the advantage that, due to the articulated support of the clamping spring on the clamping piece 7, no additional tensions are introduced into the end 22 of the spring and in particular into the spring webs 20 running towards the end of the clamping spring 2. Overall, a particularly favorable tension curve can be achieved, which is ultimately reflected in a further increased spring force with the same size.
  • the clamping spring 2 according to the embodiment of FIG. 9 illustrates that the cross-sectional weakening carried out over the second bending region 5 can be achieved by a recess 18 delimited on both sides by webs of the clamping spring 2.
  • the recess 18 widens towards the end of the clamping spring 2, with the result that the spring webs 20 running on both sides of the recess 18 extend in the direction over the second bending region 5 of the clamping spring 2 taper to the force dissipation point 6 or become narrower.
  • the initial width of the clamping spring 2 can be maintained up to the force dissipation point 6.
  • the clamping spring 2 does not have to extend in an arc shape over its second bending region 5, in which the cross-sectional weakening is carried out.
  • Both the clamping spring of the exemplary embodiment according to FIG. 9 and that of FIG. 8 show the clamping spring 2 with an approximately rectilinear course toward the force dissipation point 6, but in the installed position this is the tensioned state of the clamping spring 2.

Landscapes

  • Clamps And Clips (AREA)
  • Sheet Holders (AREA)
  • Supports Or Holders For Household Use (AREA)
  • Springs (AREA)

Abstract

Bei einer solchen Zugfederklemme dient die aus einem Federblatt gebogene Klemmfeder (2) zum Verspannen eines elektrischen Leiters gegen eine Stromschiene (1). Die Klemmfeder (2) verläuft von einer Stütz- oder Befestigungsstelle (3) bis zu einer Kraftableitungsstelle (6), an der sie ein den elektrischen Leiter gegen die Stromschiene (1) verspannendes Klemmstück (7) hat, mit stetigen Krümmungen. Um über die Gesamtlänge der Klemmfeder (2) hinweg für eine gleichmäßigere Verteilung der Federspannung zu sorgen, ist die Klemmfeder (2) in ihren Bereichen mit höherer Federspannung verstärkt und/oder in ihren Bereichen mit niedrigerer Federspannung geschwächt.

Description

ZUGFEDERKLEMME MIT EINER AUS EINEM FEDERBLATT GEBOGENEN KLEMMFEDER
TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung bezieht sich auf eine Zugfederklemme mit ei¬ ner Stromschiene und einer aus einem Federblatt gebogenen Klemmfeder, mittels der ein elektrischer Leiter gegen die Stromschiene unter Kontaktierung verspannbar ist und die von einer Stütz- oder Befestigungsstelle bis zu einer Kraftableitungsstelle, an der an der Klemmfeder ein den elektrischen Leiter gegen die Stromschiene verspannendes Klemmstück angeordnet ist, mit stetigen Krümmungen verläuft.
STAND DER TECHNIK
Bei solchen Zugfederklemmen bekannter Art ist die aus einem Federblatt aus Stahl gebogene Klemmfeder über den gesamten Biegebereich hinweg gleich breit und gleich dick. Die Folge hiervon ist, daß sich entlang dem Biegebereich ein ungleichmäßiger Spannungsverlauf in dem die Klemmfeder bildenden Federblatt ergibt. Das hängt mit dem Hebelarm zusammen, den die Klemmfeder selbst zwischen ihrer Stütz- oder Befestigungsstelle und ihrer Kraftableitungsstelle bildet. Vornehmlich werden die nahe der Stütz- oder Befestigungsstelle liegenden Bereich der Klemmfeder stärker beansprucht als die zur Kraftableitungsstelle hin liegenden Bereiche, weswegen die Bereiche höherer Beanspruchung mit entspre- chend höherer Federspannung hauptsächlich zur Aufbringung der Federkraft beitragen, während die Bereiche geringerer Federspannung an der Erzeugung der Klemmkraft gar nicht oder nur in einem geringen Umfange beteiligt sind. Folglich haben bei den bekannten Zugfederklemmen die Klemmfedern be- zogen auf ihre Baugröße keine optimale Federkapazität, was dazu führt, daß die Klemmfedern größer dimensioniert sind als sie es sein müßten, womit innerhalb des Gehäuses der Zugfederklemmen ein größerer Platz beansprucht wird, was einer Verkleinerung der Baugröße der Zugfederklemme insge- samt entgegensteht. Außerdem ergibt sich in den stark beanspruchten Bereichen der Klemmfeder eine größere Auslenkung, durch die sich partielle Materialermüdungen ergeben können.
DARSTELLUNG DER Erfindung
Die Erfindung geht deshalb von dem Grundgedanken aus, die Klemmfeder von Zugfederklemmen der in Rede stehenden Art zu optimieren, indem das die Klemmfeder bildende Federblatt, welches vornehmlich aus Stahl besteht, in bestimmten Berei- chen zu schwächen oder zu verstärken oder durch Anwendung beider vorgenannten Maßnahmen so zu gestalten, daß im Material der Klemmfeder eine gleichmäßigere Verteilung der Federspannung erreicht wird. So geht es darum, die Federstei- figkeit partiell in dem die Klemmfeder bildenden Federblatt zu erhöhen oder zu verkleinern, womit unterschiedliche Ziele verfolgt werden können, zum einen kann der Einbauraum für die Klemmfeder kleiner gemacht werden, zum anderen kann der Biegebereich der Klemmfeder verlängert werden, ohne daß ihre Dimension geändert werden muß.
Insgesamt liegt damit der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Zugfederklemme der eingangsgenannten Art zu schaffen, bei der in dem die Klemmfeder bildenden Federblatt ein möglichst gleichmäßiger, mechanischer Spannungsverlauf zwi- sehen der Befestigungs- bzw. Stützstelle und der Kraftableitungsstelle erreicht ist.
Gelöst wird diese Aufgabe bei einer Zugfederklemme der gattungsbildenden Art dadurch, daß die Klemmfeder in ihren Be- reichen mit höherer Federspannung verstärkt und/oder in ihren Bereichen mit niedrigerer Federspannung geschwächt ist.
Eine Verstärkung der Federspannung in diesem Sinne bedeutet, die Steifigkeit des Federblattmaterials in partiellen Bereichen zu erhöhen, während umgekehrt eine Schwächung der Federspannung eine Verringerung der Federsteifigkeit partiell bedeutet. So hat beispielsweise eine Klemmfeder, die ohne die erfindungsgemäße Schwächung Bereiche mit niedrigerer Federspannung aufweist, mit der erfindungsgemäßen Schwächung in diesen Bereichen eine höhere Federspannung, so daß auch diese Bereiche nunmehr zur Erbringung der Federkraft stärker beitragen. So wird die Spannungsverteilung auf die Gesamtlänge der Klemmfeder gesehen gleichmäßiger.
Die Ausbildung einer erfindungsgemäßen Zugfederklemme kann sich hinsichtlich der Klemmfeder an der Berechnung eines einendig eingespannten Biegebalkens orientieren, der an seinem freien Ende mit einer quer zu seiner Längsrichtung wirkenden Kraft beaufschlagt wird. Will man eine bestimmte Kraft bei vorgegebener Auslenkung realisieren, kann man in Abhängigkeit voneinander die Balkenlänge, den E-Modul des Materials, die Balkenbreite und die Balkendicke variieren. Bezüglich der Klemmfeder einer Zugfederklemme bedeutet dies, sofern es um eine Erhöhung der Federsteifigkeit geht, entsprechend einer Verkürzung der Balkenlänge den Federschenkel zu verkürzen, den E-Modul des Federblattmaterials zu erhöhen oder die Breite und/oder die Dicke des Federblattmaterials zu vergrößern. Dies gilt für diejenigen Bereiche der Klemmfeder, die in Relation zu den übrigen Be- reichen ohne die erfindungsgemäßen Maßnahmen eine niedrigere Federspannung aufweisen.
Eine gezielte Schwächung der Klemmfeder für eine Zugfederklemme der erfindungsgemäßen Art kann durch die jeweils um- gekehrten Maßnahmen erreicht werden, hier geht es insbesondere um eine Querschnittsschwächung des Federblattmaterials, was nicht nur durch eine Verringerung der Breite oder der Dicke vorgenommen werden kann sondern auch durch Ausstanzung eines Fensters beispielsweise erzielbar ist. Eben- so kann partiell der E-Modul des Federblattmaterials reduziert sein, wozu besondere Behandlungsmethoden der Bänder, welche die Klemmfeder bilden, in Betracht kommen.
Selbstverständlich können sowohl bezüglich der partiellen Erhöhung wie auch Schwächung der Federsteifigkeit des Federblattmaterials Kombinationen der vorgenannten Maßnahmen zur Anwendung kommen. Im einzelnen ergibt sich dies aus den Merkmalen der Unteransprüche und anhand der konkreten Ausführungsbeispiele, die nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert werden. KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 die perspektivische Darstellung eines Abschnittes eines Federbandes zur Herstellung einer Klemmfeder für eine Zugfederklemme,
Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung eines Federband-Abschnittes in anderer Ausführung,
Fig. 3 die Seitansicht einer Klemmfeder für eine Zugfederklemme, wie sie aus einem Federband nach den Figuren 1 oder 2 gebildet ist,
Fig. 4 in perspektivischer Darstellung einen Abschnitt eines Federbandes zur Herstellung einer Klemmfeder in einer weiteren Ausführung,
Fig. 5 die Seitansicht einer Klemmfeder, die aus einem Federband gemäß Fig. 4 gebildet ist,
Fig. 6 in perspektivischer Darstellung eine auf einen Strombalken aufgesetzte Klemmfeder für eine Zugfederklemme in weiter abgewandelter Ausführung,
Fig. 7 eine Klemmfeder in ähnlicher Darstellung wie in Fig. 6 in einer weiteren Variante,
Fig. 8 einen Längsschnitt durch eine Zugfederklemme mit einer Klemmfeder in einer nochmals abgewandelten Ausführung und
Fig. 9 einen der Fig. 3 entsprechenden Längsschnitt durch eine Zugfederklemme mit einer Klemmfeder in einer letzten Variante.
WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Fig. 1 zeigt im einzelnen ein Federband, welches über seine Länge hinweg gesehen hintereinanderliegende Bereiche hat, in denen das Material unterschiedliche E-Module El bzw. E2 hat. Entsprechend besteht das Federband aus aneinandergereihten Abschnitten unterschiedlicher Ausgangsstähle, die entlang ihrer Stoßnähte N aneinandergeschweißt sind, wozu insbesondere eine Laserstrahlschweißung in Betracht kommt. Man erreicht auf diese Weise ein Federband, welches über seine Länge hinweg eine gleiche Breite und eine gleiche Dicke hat.
Dasselbe liegt auch bei dem Federband nach Fig. 2 vor, nur handelt es sich hier um ein von vornherein einstückiges Fe- derband. Die Bereiche mit den unterschiedlichen E-Modulen El und E2 sind hier durch eine selektive Wärmebehandlung erzeugt.
Wie aus den Federbändern nach den Figuren 1 und 2 eine Klemmfeder gebildet ist, die aneinander anschließende Biegebereiche mit stetigen Krümmungen aufweist, zeigt Fig. 3. Der Federbandabschnitt mit dem höheren E-Modul El bildet den stärker gekrümmten Bereich der Klemmfeder, entsprechend bildet das Material mit dem niedrigeren E-Modul E2 die üb- rigen Bereiche der Klemmfeder.
Fig. 4 veranschaulicht ein Federband, das auch als Profilband bezeichnet werden kann und hintereinanderliegende Abschnitte in Längsrichtung unterschiedlicher Dicken Tl und T2 aufweist. Es versteht sich, daß in dem Bereich mit der größeren Dicke Tl das Federband eine höhere Federsteifigkeit als in den dünneren Bereichen mit der Dicke T2 hat. Für die Herstellung eines solchen Federbandes kann ein Stanzwerkzeug zum Einsatz kommen, welches ausgehend von dem Bereich mit der ursprünglichen Dicke Tl die benachbarten Bereiche mit der geringeren Dicke T2 herabschlägt. Eine hiermit gebildete Klemmfeder ergibt sich aus Fig. 5, auch hier findet sich der Bereich mit der erhöhten Federsteifig- keit aufgrund der größeren Dicke Tl im stärker gekrümmten Bereich der Klemmfeder.
Immer geht es bei den dargestellten Ausführungen darum, daß die Klemmfeder unabhängig davon, ob sie sich in vorgespannter Ruhelage oder in der Spannlage befindet, eine gleichmä- ßige Spannungsverteilung aufweist, was insbesondere den Zweck hat, daß zwischen der Stütz- oder Befestigungsstelle und der Kraftableitungsstelle nur Zugspannungen auftreten. Dadurch wird der Biegebereich der Klemmfeder insgesamt verlängert, ohne die Dimension der Klemmfeder verändern zu müssen. Bei gleicher Baugröße ergibt sich hierdurch eine größere Federkraft, andererseits kann für eine geforderte Federkraft die Baugröße der Feder verkleinert werden. Dies hat für Zugfederklemmen eine erhebliche Bedeutung, weil die Klemmfeder einen großen Teil des Innenraums im Gehäuse ei- ner Zugfederklemme beansprucht. Dies ergibt sich weiter anhand der nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele.
So zeigt Fig. 6 einen Strombalken 1, wie er in das Gehäuse einer üblichen Federkraftklemme eingeführt ist, um darin unter Federkraft einen einsteckbaren elektrischen Leiter zu kontaktieren. Dazu ist auf den Strombalken 1 eine Klemmfeder 2 aufgesetzt, die aus einem flachen Federblatt gebogen ist. Über den gebogenen Bereich hinweg gliedert sich die Klemmfeder 2 in verschiedene Bereiche mit einer Stütz- oder Befestigungsstelle 3, mit der die Klemmfeder 2 auf dem Strombalken 1 aufsitzt. Daran schließt sich ein erster Biegebereich 4 an, in welchem die Klemmfeder 2 die Ausgangsbreite "B" hat, wie in Fig. 6 eingezeichnet ist. An den Biegebereich 4 schließt sich ein zweiter Biegebereich 5 an, über den hinweg sich die Klemmfeder 2 in ihrer Breite bis hin zu einer Kraftableitungsstelle β verjüngt. Kurz vor dem Übergang in den Bereich der Kraftableitungsstelle 6 hat die Klemmfeder 2 die gegenüber der Ausgangsbreite B verringerte Breite "b", die durch seitliche Einschnürungen oder Ein- buchtungen 11 bedingt ist. Die Abnahme der Breite über den zweiten Biegebereich 5 hinweg erfolgt stetig, weshalb die ein- oder beidseitig vorgesehenen Einbuchtungen 11 vom ersten Biegebereich 4 der Klemmfeder 2 bis zur Kraftableitungsstelle 6 in einem stetigen Bogen verlaufen. Im übrigen ist das die Klemmfeder 2 bildende Federblatt von der Stützoder Befestigungsstelle 3 bis zur Kraftableitungsstelle 6 hin stetig gebogen, in anderer Ausführung kann die Klemmfeder 2 auch gerade Bereiche oder Bereiche mit wechselnder Biegung aufweisen, zur Vermeidung von Spannungsspitzen ist es allerdings zweckmäßig, Knickstellen im gesamten Biegebereich 4, 6 der Klemmfeder 2 zu vermeiden.
An der Kraftableitungsstelle 6 geht die Klemmfeder 2 beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 einstückig in ein Klemm- stück 7 über, welches nicht oder nur in vernachlässigbarer Weise an der Aufbringung der Klemmkraft beteiligt ist. Das Klemmstück 7 hat ein Fenster 8 mit einer hier untenliegenden Klemmkante 9 zwischen der und der nach unten ausgebuchteten Klemmseite 10 des Strombalkens 1 der betreffende elektrische Leiter eingeklemmt wird. Dies geschieht, indem von oben her auf die Klemmfeder 2 gedrückt wird, damit sich das Fenster 8 des Klemmstücks 7 unterhalb des Strombalkens 1 zum Einführen des elektrischen Leiters öffnet, wonach nach dem Loslassen die Klemmfeder 2 in ihre Klemmlage zu- rückfedert und hierbei mittels der Klemmkante 9 im Bereich des Fensters 8 des Klemmstücks 7 den elektrischen Leiter gegen die Seite 10 des Strombalkens 1 verspannt.
Wichtig ist, daß über den gesamten Biegebereich 4, 5 hinweg die Feder eine Zugspannung aufbringt, die Klemmfeder 2 sich also über diesen gesamten Bereich hinweg gleichmäßig elastisch verformt. Daran ist nicht nur wie bei den bekannten Federn der nahe der Stütz- oder Befestigungsstelle 3 gelegene Biegebereich 4 sondern auch der zur Kraftableitungs- stelle hin angeordnete Biegebereich 5 beteiligt. Dies ist auf die Verjüngung der Klemmfeder 2 infolge der Verringerung ihrer Breite bis zur Kraftableitungsstelle 6 hin bedingt .
Fig. 7 zeigt eine Klemmfeder 2 für eine Federkraft lemme in anderer Bauform, jedoch in ähnlicher Funktion. Hier beschreibt der Biegebereich 4, 5 der Klemmfeder 2 von der Stütz- oder Befestigungsstelle 3 bis hin zu der Kraftablei- tungsstelle 6 etwa einen Viertelkreis, über den hinweg wiederum eine gleichmäßige Spannungsverteilung in der Klemmfeder 2 erreicht ist. Dazu ist auch hier die Breite der Klemmfeder von der Ausgangsbreite B bis zu der Breite b an der Kraftableitungsstelle 6 stetig verringert, womit auch hier der zweite Biegebereich 5 der aufgrund der beschriebenen Breitenverringerung eine stetige Querschnittsschwächung bis hin zur Kraftableitungsstelle 6 aufweist, aktiv an der Aufbringung der Federkraft beteiligt ist. Auch bei der Ausführung nach Fig. 7 weist die Klemmfeder 2 ein einstückig daran angeformtes Klemmstück 7 mit einem Fenster 8 auf, dessen Klammkante 9 von der Klemmseite 10 des Strombalkens 1 durch Druck auf das freie Ende des Klemmstücks 7 wegbewegt werden kann.
In gleicher Weise wird die Klemmfeder 2 der Federkraftklemme nach Fig. 8 betätigt. Dazu ist in dem Gehäuse 14 der Fe- derkraftklemme eine Führung 16 angeordnet, in dem ein Schieber 15 mit einem von außen erreichbaren Betätigungsknopf 17 geführt ist. Die Einführung des zu klemmenden Lei- ters in das Gehäuse 14 erfolgt durch eine oberseitige Gehäuseöffnung 19, die mit dem Fenster 8 des Klemmstücks 7 an der Klemmfeder 2 dann fluchtet, wenn durch Druck auf den Betätigungsknopf 17 das Klemmstück 7 gemäß der gewählten zeichnerischen Darstellung nach links verschoben ist.
Die Besonderheit der auch hier über den gesamten Biegebereich 4, 5 hinweg etwa entlang eines Viertelkreises verlaufenden Klemmfeder 2 liegt in einem Vorsprung 12, der sich an der Kraftableitungsstelle 6 im Übergangsbereich zum Klemmstück 7 hin findet. Der Vorsprung 12 ist an derjenigen Seite des Klemmstücks 7 angeordnet, der von der Stütz- oder Befestigungsstelle 3 der Klemmfeder 2 weg liegt. Trotz der vorgegebenen Lage des Klemmstücks 7 kann damit die Länge der Klemmfeder 2 vergrößert werden, womit sich zugleich der aktive Biegebereich der Klemmfeder 2 verlängert. Entsprechend greift die Klemmfeder 2 am Ende des Vorsprungs 2 des Klemmstücks 7 an, dort liegt also die Kraftableitungsstelle 6 der Klemmfeder 2, bis zu der hin auch bei dieser Ausführung die Breite des die Klemmfeder 2 bildenden Federblattes stetig verringert ist. Aufgrund der besonderen Ausführung der Klemmfeder 2 kann der hierfür innerhalb des Gehäuses 14 zur Verfügung stehende Innenraum 13 optimal genutzt werden, um mit der etwa einen Viertelkreis beschreibenden Klemmfeder 2 eine höchstmögliche Federkraft aufzubringen.
Dasselbe gilt bezüglich der Federkraftklemme mit der zugehörigen Klemmfeder 2 nach dem Ausführungsbeispiel von Fig. 9. Auch hier ist der Kraftangriffspunkt der Klemmfeder 2 am Klemmstück 7 von der Stütz- oder Befestigungsstelle 3 weg- verlegt, dazu ist auf der von dieser Stütz- oder Befestigungsstelle 3 abliegenden Seite am Klemmstück 7 als Vor sprung 12 eine Lasche 21 herausgebogen. Das Klemmstück 7 ist hier nicht einstückig mit der Klemmfeder 2, entsprechend stützt sich ein freies Ende 22 der Klemmfeder 2 an der Lasche 21 ab, womit an der Kraftableitungsstelle 6 zwischen dem Klemmstück 7 und der Klemmfeder 2 eine gelenkige Verbindung besteht. Aufgrund des an der Lasche 21 bzw. dem Vorsprung 12 nach außenverlegten Angriffspunktes des Endes 22 der Klemmfeder 2 wird der Hebelarm der Klemmfeder 2 ver- längert, allein hierdurch wird, wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 ebenfalls, die Federkraft vergrößert. Zudem bietet hier das Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 den Vorteil, daß infolge der gelenkartigen Abstützung der Klemmfeder an dem Klemmstück 7 keine zusätzlichen Spannun- gen in das Ende 22 der Feder und insbesondere in die zum Ende der Klemmfeder 2 hin verlaufenden Federstege 20 eingeleitet werden. Insgesamt läßt sich damit ein besonders günstiger Spannungsverlauf erzielen, was sich letztlich in einer weiter erhöhten Federkraft bei gleicher Baugröße nie- derschlägt.
Weiter veranschaulicht die Klemmfeder 2 nach dem Ausführungsbeispiel von Fig. 9, daß die über den zweiten Biegebereich 5 hinweg vorgenommene Querschnittsschwächung durch eine beiderseits von Stegen der Klemmfeder 2 begrenzte Aussparung 18 erzielt werden kann. Entsprechend der gewünschten stetigen Querschnittsschwächung der Klemmfeder zur Kraftableitungsstelle 6 hin verbreitert sich die Aussparung 18 zum Ende der Klemmfeder 2 hin, womit die beidseits der Aussparung 18 verlaufenden Federstege 20 sich über den zweiten Biegebereich 5 der Klemmfeder 2 hinweg in Richtung zur Kraftableitungsstelle 6 verjüngen bzw. schmaler werden. Bei dieser Ausführung kann die Ausgangsbreite der Klemmfeder 2 bis zur Kraftableitungsstelle 6 hin beibehalten wer- den. Im gespannten oder vorgespannten Zustand muß die Klemmfeder 2 über ihren zweiten Biegebereich 5 hinweg, in welchem die Querschnittsschwächung vorgenommen ist, nicht bogenförmig verlaufen. Sowohl die Klemmfeder des Ausführungsbeispiels nach der Fig. 9 als auch die des nach Fig. 8 zeigen die Klemmfeder 2 mit einem annähernd geradlinigen Verlauf zur Kraftableitungsstelle 6 hin, allerdings handelt es sich hier in der Einbaulage um den gespannten Zustand der Klemmfeder 2.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:
1. Zugfederklemme mit einer Stromschiene (1) und einer aus einem Federblatt gebogenen Klemmfeder (2), mittels der ein elektrischer Leiter gegen die Stromschiene (1) unter Kontaktierung verspannbar ist und die von einer Stützoder Befestigungsstelle (3) bis zu einer Kraftableitungsstelle (6), an der an der Klemmfeder (2) ein den elektrischen Leiter gegen die Stromschiene (1) ver- spannendes Klemmstück (7) angeordnet ist, mit stetigen Krümmungen verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmfeder (2) in ihren Bereichen mit höherer Federspannung verstärkt und/oder in ihren Bereichen mit niedrigerer Federspannung ge- schwächt ist.
2. Zugfederklemme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkellänge der Klemmfeder (2) in ihren Berei- chen mit höherer Federspannung gegenüber den Bereichen mit niedrigerer Federspannung verkürzt ist.
3. Zugfederklemme nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmfeder (2) in ihren Bereichen mit höherer Federspannung gegenüber ihren Bereichen mit niedrigerer Federspannung dicker ausgeführt ist.
4. Zugfederklemme nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Klemmfeder (2) in ihren Bereichen mit höherer Federspannung gegenüber denjenigen Bereichen mit niedrigerer Federspannung vergrößert ist.
5. Zugfederklemme nach einem der Ansprüche 2 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zur Verstärkung der Klemmfeder (2) der E- Modul des Federblattmaterials erhöht ist.
6. Zugfederklemme nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Bereich der Klemmfeder (2) mit niedrigerer Federspannung der E-Modul des Federblattmaterials partiell erniedrigt ist.
7. Zugfederklemme nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der E-Modul des Federblattmaterials der Klemmfeder (2) in deren geschwächtem Bereich durch Wärme- oder Strahlenbehandlung erniedrigt ist.
8. Zugfederklemme nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Federblattmaterial für die Klemmfeder (2) Bän- der verwendet sind, die aus aneinander angereihten, miteinander verschweißten Abschnitten von unterschiedlicher Fersteifigkeit bestehen.
9. Zugfederklemme nach einem der Ansprüche 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmfeder (2) in ihren Bereichen mit niedrige rer Federspannung im Querschnitt relativ zu ihren übrigen Bereichen geschwächt ist.
10. Zugfederklemme nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Querschnittschwächung der Klemmfeder (2) aus dem Federblattmaterial fensterartige Aussparun- gen (18) ausgestanzt sind.
11. Zugfederklemme nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsschwächung des Federblattmaterials der Klemmfeder (2) zu den Bereichen mit höherer Federspannung hin kontinuierlich abnimmt
12. Zugfederklemme nach einem der Ansprüche 9 - 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmfeder (2) lediglich in ihrem zur Kraftableitungsstelle (6) hin liegenden Biegebereich (5) im Querschnitt relativ zu ihrem übrigen Bereich geschwächt ist .
13. Federkraftklemme nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsschwächung der Klemmfeder (2) zur Kraftableitungsstelle (6) hin zunimmt.
14. Feder raftklemme nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmfeder (2) im Biegebereich (5) mit der Querschnittsschwächung eine gegenüber ihrer Ausgangs- breite (B) im übrigen Biegebereich (4) durch eine ein- oder beidseitige Einbuchtung (11) verringerte Breite (b) hat.
15. Federkraftklemme nach einem der Ansprüche 11 - 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmfeder (2) über ihren gesamten Biegebereich (4, 5) hinweg etwa die Form eines Viertelkreises hat.
16. Zugfederklemme nach einem der Ansprüche 1 - 15, dadurch gekennzeichnet, daß als Federblattmaterial für die Klemmfeder (2) ein Profilband ( ) mit miteinander abwechselnden Bereichen von geringerer und größerer Dicke verwendet ist.
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