Beschreibung
Schneidklemme
Die Erfindung betrifft eine Schneidklemme zur Kontaktierung des nichtabisolierten Endes eines elektrischen Leiters mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1.
Bei einer aus DE 44 03 278 AI bekannten Schneidklemme aus ei- nem blattförmigen Kontaktmaterial ist ein Klemmschlitz zwischen zwei Kontaktschenkeln gebildet, deren einander zugewandte Schneidkanten parallel zueinander verlaufen. Aufgrund des federnden Kontaktmaterials können zwar für eine Doppel- kontaktierung zwei Leiter mit unterschiedlichen Durchmesser im Kontaktbereich geklemmt werden. Der Durchmesserbereich der zu kontaktierenden Leiter ist jedoch aufgrund der Geometrie des den Kontaktbereich bildenden Klemmschlitzes eingeschränkt .
Aus der EP 0 274 948 AI ist darüber hinaus eine Schneidklemme mit V-förmigem Kontaktbereich bekannt. Der Kontaktbereich ist durch seine Schneidkanten kreisbogenförmig aufgestellt. Die Schneidschenkel sind starr und entfalten keine Klemmwirkung. Beim Einführen des Leiters durch Einpressen in Verjüngungs- richtung des V-förmigen Einführbereiches durchdringen die einander zugewandten Schneidkanten der Schneidschenkel die Leiterisolierung bis zur Leiterader. Die Klemmfixierung des Leiters im Kontaktbereich erfolgt mittels eines Hebelarms. Auch bei dieser bekannten Schneidklemme ist der Eignungsbe- reich für zu kontaktierende Leiter mit unterschiedlichen Durchmessern nur begrenzt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schneidklemme der eingangs genannten Art zu schaffen, die ohne Abisolieren das Kontaktieren von elektrischen Leitern über einen großen
Leiterquerschnittsbereich ermöglicht. Es ist dabei an Leiter- querschnitte zwischen etwa 0,5 und 2,5 mm2 gedacht. Hierbei sollen sowohl massive als auch feindrähtige elektrische Leiter kontaktierbar sein. Desweiteren soll eine hohe Auszugsfe- stigkeit vergleichbar der einer Schraubklemme gewährleistet werden. Schließlich soll die Schneidklemme sowohl bei Montage wie bei Demontage mit einem einfachen Werkzeug, z.B. einem Schraubendreher bedienbar sein.
Diese Aufgabe wird durch Anspruch 1 gelöst. In dem am Leiter wirksamen Schneidbereich wird die Isolierung des Leiters durchdrungen. Dies geschieht in besonders effizienter Weise durch eine Schneide mit einem Wellenschliff, der bei der Kon- taktierungs-Einführung des nicht-abisolierten Leiters ohne übermäßigen Druck auf den Leiterkern ein pulsierendes, dynamisiertes Schneiden bewirkt und ein nachteiliges Einkerben des Leiters vermeidet. Die eigentliche Klemmkontaktierung erfolgt zwischen den beiden im wesentlichen parallelen Fußkanten der Y-Form in dem dort gebildeten Klemmkontaktbereich.
Die Wirksamkeit der Wellenform der Schneide wird durch Anspruch 2 noch verbessert. Das Einführen des Leiters in die Klemme wird durch die Spitzwinkligkeit der Schneiden und durch deren Freiwinkel erleichtert . Diesem Zweck dient auch Anspruch 3. Eine davon abweichende Ausrichtung der Kontaktschenkel im Klemmkontaktbereich ist Gegenstand des Anspruches 4. Dadurch haben die Kontaktschenkel im Klemmkontaktbereich eine widerhakenähnliche Form, die bei Leiterzug nach außen eine Klemmkraftverstärkung bewirkt.
Durch eine Neigung der die Ebene der Einführöffnung aufspannenden Kontaktschenkel gegenüber dem Klemmkontaktschlitz nach Anspruch 5 wird bei der Isolierungsdurchdringung ein Einziehen des Leiters in Richtung auf den Aufnahmeraum der Klemme bewirkt. Diese Wirkung wird durch die Ausgestaltung des Über-
gangsbereiches zwischen Einführöffnung und Klemmkontaktschlitz nach Anspruch 6 und insbesondere nach Anspruch 7 noch unterstützt. Im Zusammenhang mit Anspruch 9 hat das die weitere Wirkung eines Anpressens des durch das Ablängen des Lei- ters ohnehin isolationsfreien Leiterendes an den Kontaktanschlag, der damit eine zusätzliche Kontaktfläche zum Leiter schafft .
Zweckmäßig besteht die Klemme aus Bimetall (Anspruch 9) . Sie resultiert dabei vorteilhaft aus einem einzigen, einstückigen Bimetallzuschnitt. Dadurch wird z.B. die Elastizität von Stahl mit der Leitfähigkeit von Aluminium kombiniert. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Schneidklemme bewirkt bei Erwärmung durch große Stromdichte an der Kontaktstelle bzw. an den Kontaktstellen anstelle eines Nachlassens des Kontaktdruckes und eines damit verbundenen weiteren Anstiegs des Übergangswiderstandes das genaue Gegenteil. Es werden nämlich sinnvoll die unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten der Elemente des Bimetalls, also Bimetallwirkungen ausge- nutzt.
Eine besondere Elastizität der Schneidklemme in sich wird durch Anspruch 11 gewährleistet. Dadurch entsteht eine Art federnde Zange mit der Möglichkeit einer querschnittsabhängi- gen Steuerung der Schneid- und/oder Klemmkräfte. Schließlich steht prinzipiell abhängig vom Außendurchmesser durch den Leiter selbst ein spezifischer Anschlag zur Verfügung, der auf mehrere Arten genutzt werden kann. Dies ist einmal in der Ausführung als „bewegte Schneidklemme" möglich, bei der der Leiter in bzw. auf eine Aufnahme eingeführt bzw. aufgelegt und die Schneidklemme zum Kontaktieren gegenüber dem Leiter verschoben wird. In dieser Ausführung kann eine zweite, nur dem Klemmen dienende Verbindung nach Anspruch 12 zu einem weiterführenden Leiterteil, z.B. zu einem Schaltkontakt eines Befehlgerätes hergestellt werden. Der Schließdruck der fe-
dernden Zangenwirkung läßt sich vom Leiter positionsabhängig steuern. Das ist über die Kontur des Leiterteiles und/oder der Klemmen oder auch des umschließenden Gehäuses möglich.
Es ist aber auch eine Ausführung als „feststehende Schneidklemme" realisierbar, bei welcher der Leiter in einem Führungselement, z.B. einem Kunststoffteil liegt und in der Klemme verschoben wird. Mit dieser Ausführung kann evtl. in Verbindung mit dem Gehäuse die Spannung der Schneidklemme in Abhängigkeit vom Verschiebeweg des Leiters und damit vom Leiteraußendurchmesser verändert werden. Weitere, eine federnde Zangenwirkung begünstigende Merkmale der Schneidklemme sind in den Ansprüchen 13-16 niedergelegt.
Die Erfindung wird anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbespieles näher erläutert. Es zeigen:
FIG 1 eine perspektivische Gesamtansicht einer erfindungsgemäßen Schneidklemme, FIG 2 eine perspektivische Detailansicht des Bereiches des
Schneidklemmspaltes der Schneidklemme nach FIG 1 aus einer anderen Richtung und FIG 3 einen Vertikalschnitt entlang der Mittellängsebene der
Schneidklemme in Blickrichtung III-III von FIG 1.
Die Schneidklemme enthält zur Kontaktierung des nicht abisolierten Endes eines nicht dargestellten elektrischen Leiters zwei mit ihren Seitenkanten 1,2 einander zugewandte Kontaktschenkel 3,4 die zwischen sich einen Schneidklemmspalt 5 mit der Umrißform etwa eines auf dem Kopf stehenden Y einschließen. Dabei bilden die in einer auf dem Kopf stehenden V-Form zueinander stehenden und zwischen sich die Einführöffnung 6 begrenzenden Kopfkanten 7,8 der Y-Form einen die Leiterisolierung durchdringenden Schneidbereich. Die zueinander im e- sentlichen parallelen Fußkanten 9,10 der Y-Form hingegen bil-
den den Klemmkontaktbereich. Die Kopf anten 7,8 der Einführöffnung 6 bzw. der Y-Form sind nach Art der Schneiden eines Haushaltsmessers in ihrer Längsrichtung gewellt.
Die einander zugewandten Stirnflächen 11,12 der Kopfkanten 7,8 sind derart abgeschrägt, daß sie an ihrer dem Aufnah- meraum 13 für das Leiterende zugewandten Innenseite eine spitzwinklige Schneide 14,15 bilden. Jede Schneide 14,15 bildet dadurch einen positiven Freiwinkel mit der angrenzenden und dadurch mit ihrer Außenseite 16 bzw. 17 von der Einführöffnung 6 zurücktretenden Stirnfläche 11 bzw. 12. Die Kontaktschenkel 3,4 liegen im Bereich der Schneiden 14,15 in etwa einer gemeinsamen Ebene. Im Bereich ihrer die Klemmkontakte bildenden Fußkanten sind die Kontaktschenkel 3,4 mit ihren kontaktierenden Stirnflächen 18,19 dem Aufnahmeraum 13 für das Leiterende zugewandt. Sie bilden dadurch mit ihren Außenflächen 20,21 einen sich nach außen öffnenden Winkel 22.
Die von den Kontaktschenkeln 3,4 im Bereich der Schnei- den 14,15 begrenzte, die Einführöffnung 6 enthaltende Ebene ist zu der dem Aufnahmeraum 13 für das Leiterende abgewandten Seite nach außen hin zur Bildung eines stumpfen Winkels 23 mit dem Klemmkontaktbereich 24 geneigt.
Zwischen der Einführöffnung 6 und dem Klemmkontaktbereich 24 liegt in der Ebene der Einführöffnung 6 ein spaltförmiger Übergangsbereich 25. Im Übergangsbereich 25 sind die einander zugewandten Stirnflächen 11,12 bzw. 18,19 der Kontaktschenkel 3 , 4 um eine in etwa ihrer Längsrichtung verlaufende Achse gewunden derart, daß ihre den Übergangsspalt bildenden Übergangskanten einen gratartigen Übergang von den dem Aufnahmeraum 13 für das Leiterende zugewandt innenliegenden Schneidkanten 14,15 des Schneidbereiches zu den vom Aufnahmeraum 13 für das Leiterende abgewandten Außenkanten 26,27 des Klemm- kontaktbereiches 24 herstellen. Dieser Übergang ist nahtlos.
Der Aufnahmeraum 13 für das Leiterende weist an seiner den Kontaktschenkeln 3,4 abgewandten Seite einen Kontaktanschlag für das isolationsfreie Leiterende auf. Dieser Kontaktanschlag ist beim Ausführungsbeispiel durch mindestens eine der beiden zwischen sich einen Klemmkontaktschlitz einschließenden Klemmkontaktbacken 28,29 gebildet.
Die Schneidklemme besteht aus einem einstückigen Bimetallzuschnitt. Sie ist von einem den Aufnahmeraum 13 für das Lei- terende umgebenden U-förmigen Grundkörper gebildet, dessen U- Schenkel 30,31 die Seitenwände des Grundkörpers bilden. An jeweils eine Seitenkante der beiden Seitenwände, im Falle der FIG 1-3 an deren vordere Seitenkante sind die Kontaktschenkel 3,4 angeformt. Die andere, in den FIG rückwärtige Seiten- kante trägt jeweils eine Klemmkontaktbacke 28 bzw. 29. Der Bodensteg 32 als U-Steg bildet gemeinsam mit den U-Schen- keln 30,31 die U-Form des Grundkörpers. Diese U-Form des Grundkörpers ist durch eine dem U-Steg 32 gegenüberliegende Verriegelung 33 der freien Enden der U-Schenkel 30,31 zu ei- nem den Aufnahmeraum 13 für das Leiterende umgebenden Rahmen weitergebildet. Diese Verriegelung 33 ist durch eine in eine Schwenkausnehmung 34 eingreifende Schwenkscheibe 35 gelenkig ausgestaltet derart, daß eine gewisse Beweglichkeit der U- Schenkel 30,31 gegeneinander möglich ist. Diese Beweglichkeit ist weiter durch eine elastische Ausbildung des U-Steges 32 zwischen den beiden U-Schenkeln 30,31 unterstützt.
Zum Abisolieren wird ein nicht-abisolierter Leiter mit seinem abgelängten Ende quer zu dessen Längsrichtung in Pfeilrich- tung der Einführöffnung 6 verschoben. Dabei steht das Leiterende in den Aufnahmeraum 13 hinein und gegen einen Kontaktanschlag in Form z.B. mindestens einer der beiden Klemmkontaktbacken 28,29. Beim Einschieben des Leiterendes in die Einführöffnung 6 (FIG 2) wird das Leiterende in einer etwa parallel zur Längsrichtung der U-Schenkel verlaufenden Rieh-
tung gegen den Schneidklemmspalt 5 beaufschlagt und dadurch in diesen hineingeschoben. Durch die Neigung der die Einführöffnung 6 zwischen sich aufspannenden Kopfkanten 7,8 bzw. der durch die Kopfkanten 7,8 gebildeten Schneiden 14,15 wird die Isolierung des Leiters nicht nur durchschnitten. Der Leiter wird dadurch vielmehr weiterhin in Richtung auf die Klemmkontaktbacken 28,29 beaufschlagt. Bei weiterer Druckausübung federn die Kontaktschenkel 13,4 infolge AufSpreizens elastisch auseinander und ermöglichen dadurch ein Einschieben des abi- solierten Leiters in den Klemmspalt 5 des Klemmkontaktbereiches 24, wo er infolge des elastischen Klemmdruckes und teilweise auch durch leichte Einkerbung seitens der Kontaktschenkel 3,4 sicher gehalten ist. Durch das die Kontaktschenkel 3,4 elastisch auseinanderspreizende Einschieben des abi- solierten Leiters in den Klemmspalt 5 wird infolge auch der Neigung und der bereits beschriebenen gewundenen Form des Übergangsbereiches 25 zwischen Klemmspalt 5 und Einführöffnung 6 ein in Richtung auf die Klemmkontaktbacken 28,29 gerichteter Schub erzeugt, der einen Anpreßdruck auf das durch das Ablängen ohnehin isolationsfreie Leiterende gegen z.B. die Klemmkontaktbacken 28 bzw. 29 oder gegen ein anderweitiges Kontaktstück schafft und dadurch eine zusätzliche Kontaktstelle bildet.