DE102005014075B3

DE102005014075B3 - Federkraftklemme mit wenigstens einer in einem Gehäuse angeordneten Klemmfeder

Info

Publication number: DE102005014075B3
Application number: DE102005014075A
Authority: DE
Inventors: Andreas Dipl.-Ing. Schrader
Original assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Current assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Priority date: 2005-03-23
Filing date: 2005-03-23
Publication date: 2006-10-26
Anticipated expiration: 2025-03-24

Abstract

Eine solche Federkraftklemme hat eine Klemmfeder mit einem Anlageschenkel und einem gegenüberliegenden Klemmschenkel, der mit zumindest einem Endabschnitt unter einem spitzen Winkel zum Anlageschenkel steht. Zum Spreizen des Klemmschenkels vom Anlageschenkel weg ist ein verschieblicher Drücker vorgesehen, der eine Leiterdurchführung aufweist. Um eine sehr kleine Baugröße einer derartigen Federkraftklemme mit ausreichender Federkraft zu realisieren, hat die Klemmfeder eine Schlaufenform mit einem den Anlageschenkel und den Klemmschenkel verbindenden Rückensteg. Dieser Rückensteg ist zu einer Leitereinführöffnung im Gehäuse hin angeordnet und weist eine damit fluchtende Leiterdurchtrittsöffnung auf. Der Drücker ist im Inneren der Schlaufenform der Klemmfeder angeordnet und seine Leiterdurchführöffnung fluchtet mit der Leiterdurchtrittsöffnung im Rückensteg der Klemmfeder.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Federkraftklemme gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.

In bekannter Ausführung weisen solche Federkraftklemmen eine Klemmfeder in Gestalt einer Kastenfeder auf, bei der aus der einen Wandung der Klemmschenkel herausgestellt ist und die dem Klemmschenkel gegenüberliegende Kastenwandung das Klemmwiderlager bildet, zu dem hin der Klemmschenkel vorgespannt ist; vergleiche hierzu DE 201 20 269 U1 , DE 41 02 784 C2 , DE 198 38 008 B4 und DE 197 36 739 A1 .

Bei Kastenfedern der genannten Art ist für Aufbringung der Federkraft des Klemmschenkels zum einen dessen Länge und zum anderen der zur Verfügung stehende Weg für die Auslenkung des Klemmschenkels beim Klemmen eines Leiters maßgebend. Beide Kriterien hängen von den Dimensionen der jeweiligen Kastenfeder ab, wobei vor allem die Länge bzw. Breite derjenigen Kastenwandung, aus der der Federschenkel herausgestellt ist, dessen Länge begrenzt. Andererseits bietet die Kastenfeder den Vorzug, darin einen Drücker zum Spreizen des Klemmschenkels vom gegenüberliegenden Klemmwiderlager weg gut unterbringen zu können. Dadurch sind der Miniaturisierung der mit Kastenfedern ausgestatteten Federkraftklemmen insbesondere dann Grenzen gesetzt, wenn es um die Aufrechterhaltung einer ausreichenden Federkraft zum Klemmen der Leiter geht.

Weiterhin sind Klemmfedern für Federkraftklemmen bekannt, die eine Schlaufenform aufweisen, bei welcher der Klemmschenkel zum Anlageschenkel hin zurückgebogen ist; vergleiche JP 07-022084 A, DE 43 27 282 A1 , GB 294 817 A , DE 196 08 356 A1 und DE 198 30 484 C1 .

Der zwischen dem Klemmschenkel und dem Anlageschenkel liegende Rückenbereich der schlaufenfördmigen Klemmfedern bietet bezogen auf die Dimension der jeweiligen Klemmfeder einen längeren Weg, über den hinweg sich der Biegebereich erstreckt und sich die Federspannung aufbaut. Dies führt zu einer günstigeren Verteilung der mechanischen Spannungen, woraus eine dementsprechend höhere Federkraft resultiert. Jedoch weisen die mit den schlaufenförmigen Klemmfedern ausgestatteten Federkraftklemmen Drücker zum Aufheben der Klemmkraft nicht auf, schon gar nicht ist bei diesen Federkraftklemmen an die Anordnung eines Drückers innerhalb der Schlaufenform der Klemmfeder gedacht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde; eine Federkraftklemme der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der im Zuge der Miniaturisierung elektrischer oder elektronischer Bauteile sich eine sehr kleine Baugröße mit ausreichender Federkraft der Klemmfeder realisieren läßt.

Diese Aufgabe wird mit einer den Merkmalen des Patentanspruchs 1 entsprechenden Federkraftklemme gelöst.

Für die Erfindung ist wesentlich, zum einen die günstigeren mechanischen Spannungsverhältnisse einer schlaufenförmig gebogenen Klemmfeder nutzen und zum zweiten einen Drücker vorsehen zu können, um den Klemmschenkel vom gegenüberliegenden Klemmwiderlager an der Innenseite des Anlageschenkels wegspreizen zu können. So können bei der miniaturisierten Ausbildung der erfindungsgemäßen Federkraftklemme auch dünne, empfindliche Litzen oder Drähte sicher und beschädigungsfrei geklemmt oder von der Federkraftklemme wieder gelöst werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel noch näher erläutert. Dabei zeigen:
1 in perspektivischer, aufgeschnittener Wiedergabe eine Federkraftklemme mit schlaufenförmiger Klemmfeder,
2 in perspektivischer, gesprengter Wiedergabe die Bauteile der Federkraftklemme nach 1 und
3 in perspektivischer Darstellung die schlaufenförmige Klemmfeder der Federkraftklemme nach den 1 und 2.
Im einzelnen zeigen die 1 und 2 ein Klemmengehäuse 1, welches aus einem Isolierstoff besteht. Das Gehäuse 1 weist eine Gehäuseoberwand 2, eine Gehäusefrontwand 3, einen Gehäuseboden 4 und Seiten- oder hierzu parallele Innenwände 20 auf, deren Anzahl davon abhängt, wieviele Anschlußmöglichkeiten die Federkraftklemme bietet. Dementsprechend sind eine, zwei oder mehrere Klemmfedern 5 im Gehäuse 1 nebeneinander angeordnet. Jede dieser Klemmfedern 5 weist einen Anlageschenkel 6 auf, der mit seiner Außenseite auf dem Gehäuseboden 4 aufliegt und mit seiner Innenseite ein Klemmwiderlager bildet. Dem Anlageschenkel 6 gegenüberliegend weisen die Klemmfedern 5 einen Klemmschenkel 7 auf, dessen Endabschnitt 8 zum Anlageschenkel 6 hin abgewinkelt ist. Dadurch schließt zumindest der Endabschnitt 8 des Klemmschenkels 7 mit dem Anlageschenkel 6 einen spitzen Winkel ein, der sich entgegen der Einführrichtung des zwischen dem Endabschnitt 8 des Klemmschenkels 7 und dem Anlageschenkel 6 jeweils zu klemmenden Leiters 15 öffnet. Zwischen dem Klemmschenkel 7 und dem Anlageschenkel 6 ist ein gerader Rückensteg 9 angeordnet, der vom Anlagesteg 6 rechtwinklig abgebogen ist. Insgesamt weist jede der Klemmfedern 5 eine Schlaufenform auf, die einen Innenraum umschließt. Der elastische Bereich der Klemmfedern 5 erstreckt sich über den gesamten Klemmschenkel 7 bis hinein in den Rückensteg 9, insgesamt über eine beträchtliche Länge, womit eine günstige Verteilung der mechanischen Spannungen zur Aufbringung der Federkraft erreicht wird.
In dem von der einzelnen Klemmfeder 5 umschlossenen Raum ist ein Drücker 10 angeordnet, der an seiner zum abgewinkelten Endabschnitt 8 des Klemmschenkels 7 hin liegenden Seite 11 eine Keilform aufweist. Der Drücker 10 ist parallel zum Anlageschenkel 6 in der Leitereinführrichtung verschieblich. Er dient dazu, mit seiner keilförmigen Seite 11 gegen den abgewinkelten Endabschnitt 8 des Klemmschenkels 7 gedrückt zu werden, um den Klemmschenkel 7 entweder von dem Klemmwiderlager am Anlageschenkel 6 oder von dem geklemmten Leiter 15 abzuheben. Für die Führung des Drückers 10 findet sich an zumindest einer seiner in Verschieberichtung liegenden Längsseiten ein Führungsglied 13 in Gestalt einer Feder, welches mit einem Führungsglied 14 in Form einer Nut in der jeweils benachbarten Seiten- oder Innenwand 20 des Gehäuses 1 zusammenwirkt. Beide Führungsglieder 13, 14 erstrecken sich in der Verschieberichtung des Drückers 10, wobei die Länge des Führungsgliedes 13 am Drücker 10 gegenüber dem längeren Führungsglied 14 an der Seiten- oder Innenwandung 20 des Gehäuses 1 so bemessen ist, daß bei ausreichendem Verschiebeweg beim Verschieben der Drücker 10 nicht kippen kann.
Der in dem von der schlaufenförmigen Klemmfeder 5 umschlossenen Raum angeordnete und dementsprechend innerhalb des Gehäuses 1 befindliche Drücker 10 wird mittels eines Werkzeugs 22, wie einer Schraubendreherklinge, betätigt. Dazu wird das Werkzeug 22 zur Anlage an einer zur Leitereinführseite hin liegenden Betätigungsfläche 12 des Drückers 10 gebracht, wozu sowohl die Klemmfeder 5 als auch das Gehäuse 1 eine spezielle Durchtrittsmög lichkeit für das Werkzeug 22 bieten, worauf nachstehend noch eingegangen werden wird.
Das Gehäuse 1 ist je Klemmstelle mit einer Leitereinführöffnung 17 versehen, die durch die Gehäusefrontwand 3 hindurchgeführt ist. Mit dieser Leitereinführöffnung 17 fluchtet eine Leiterdurchführöffnung 16 im Drücker 10, die entweder als Durchgangsbohrung ausgebildet oder längsseitig offen ausgeführt ist. Beim Ausführungsbeispiel befindet sich die längsseitige Öffnung der Leiterdurchführöffnung 16 an der zum Anlagesteg 6 hin liegenden Schmalseite des Drückers 10. So besteht an der zur Leitereinführseite hin liegenden Stirnseite des Drückers 10 genügend Platz für die Ausbildung der Betätigungsfläche 12, an der das Werkzeug 22 zur Anlage gebracht werden kann.
Die 2 und 3 zeigen die besondere Ausbildung der schlaufenförmigen Klemmfeder 5, die aus einem flachen Metallstreifen gebogen ist. Da die Klemmfeder 5 zugleich als Stromschiene fungiert und die notwendige Klemmkraft aufbringen muß, verwendet man dafür spezielle Legierungen, wie Messing. Aufgrund der Lage der Klemmstelle an der Innenseite des Anlagesteges 6 und dem im Schlaufeninnern angeordneten Drücker 10, der über seine zum Rückensteg 9 der Klemmfeder 5 hin liegenden Betätigungsseite 12 zu beaufschlagen ist, sind der Klemmschenkel 7 und der Rückensteg 9 in besonderer Weise ausgeführt. Beginnend am Anlageschenkel 6 erstreckt sich in Längsrichtung des die Klemmfeder 5 bildenden Metallstreifens durch den Rückensteg 9 und den Klemmschenkel 7 bis in dessen abgewinkelten Endabschnitt 8 hinein ein Schlitz 18, 18.1, 18.2, der im Bereich des Rückensteges 9 nicht nur als Leiterdurchtrittsöffnung 18 sondern auch als Durchstecköffnung 18.1 für das den Drücker 10 betätigende Werkzeug 22 dient. Um hierbei nicht mit dem Klemmschenkel 7 zu kollidieren, setzt sich die schlitzförmige Einstecköffnung 18.1 über den Bogenbereich zwischen dem Rückensteg 9 und dem Klemmschenkel 7 fort, um sich mit dem Schlitzende 18.2 bis in den abgewinkelten Endabschnitt 8 des Klemmschenkels 7 zu erstrecken. Der Schlitz 18, 18.1, 18.2 unterteilt den Rückensteg 9 in zwei miteinander parallele Stegstreifen 9.1 und 9.2, gleiches gilt für den Federschenkel 7.
Bei dem Freischneiden des Schlitzes 18, 18.1, 18.2 fällt ein Materialstreifen 19 an, der mit dem Anlageschenkel 6 verbunden bleibt. Er ist vom ebenen Anlageschenkel 6 in vom Rückensteg 9 wegzeigender Richtung rechtwinklig abgebogen und aus ihm ist ein mit der Klemmfeder 5 einstückiger Lötpin gebildet.
Der Drücker 10 ist mit seinem Umriß an die Innenkontur der Schlaufenform der Klemmfeder 5 angepaßt, so steht die zur Leitereinführöffnung 17 im Gehäuse 1 hin angeordnete Betätigungsfläche 12 des Drückers 10 ebenso wie der gerade Rückensteg 9 der Klemmfeder 5 senkrecht zur Leitereinführrichtung. In der Einbaulage im Gehäuse 1 liegt die Klemmfeder 5 mit ihrem Rückensteg 9 an der Gehäusefrontseite 3 innenseitig an. Hierbei versteht sich, daß in der Einbaulage die Leitereinführöffnung 17 in der Frontseite 3 des Gehäuses 1, die Leiterdurchtrittsöffnung 18 im Rückensteg 9 der Klemmfeder 5 und die Leiterdurchführöffnung 16 im Drücker 10 miteinander in der Leitereinführrichtung fluchten.
Das Gehäuse 1 hat im Frontbereich eine Innenkontur, die an die äußere Form der Klemmfeder 5 im Bereich des Rückensteges 9 und der daran angrenzenden Bereiche angepaßt ist. Für das Ansetzen des Werkzeuges 2 an der Betätigungsfläche 12 des Drückers 10 ist neben der Leitereinführöffnung 17 eine Einstecköffnung 21 vorgesehen, die ebenfalls schlitzförmig ist und sich von der Gehäusefrontseite 3 bis in die Gehäuseoberseite 2 hinein erstreckt. Die Einstecköffnung 21 fluchtet mit den Schlitzbereichen 18.1, 18.2 im Rückensteg 9 und im Federschenkel 7 der Klemmfeder 5. Die Länge der schlitzförmigen Einstecköffnung 21 in Tiefenrichtung des Gehäuses 1 gesehen ist so bemessen, daß über das Werkzeug 22 der Drücker 10 soweit in der Leitereinführrichtung verschoben werden kann, bis der Endabschnitt 8 des Klemmschenkels 7 von dem geklemmten Leiter 15 freigekommen ist, wie es 1 veranschaulicht.
Wie insbesondere aus den 2 und 3 weiter noch hervorgeht, ist einstückig mit der Klemmfeder 5 ein zweiter Lötpin 24, der an einer Abwinklung 23 des Anlagesteges 6 angeformt ist. Die Abwinklung 23 am Anlagesteg 6 liegt dem Rückensteg 9 der Klemmfeder 5 in damit paralleler Ausrichtung gegenüber, ebenso steht der zweite Lötpin 24 parallel zum ersten Lötpin 19 am Anlagesteg 6 vor und hat den gleichen Überstand über den Anlagesteg 6 wie der erste Lötpin 19.

Claims

Federkraftklemme mit wenigstens einer in einem Gehäuse (1) angeordneten Klemmfeder (5) mit einem Anlageschenkel (6) und einem diesem gegenüber befindlichen sowie zu diesem hin vorgespannten Klemmschenkel (7), der zumindest mit einem Endabschnitt (8) unter einem zur Leitereinführseite hin öffnenden, spitzen Winkel steht, wobei zum Spreizen des Klemmschenkels (7) vom Anlageschenkel (6) weg ein zwischen diesen Schenkeln (6, 7) verschieblicher Drücker (10) vorgesehen ist, der eine Leiterdurchführöffnung (16) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmfeder (5) eine Schlaufenform mit einem den Anlageschenkel (6) und den Klemmschenkel (7) verbindenden Rückensteg (9) hat und dieser Rückensteg (9) zu einer Leitereinführöffnung (17) im Gehäuse (1) hin angeordnet sowie mit einer mit dieser Leitereinführöffnung (17) fluchtenden Leiterdurchtrittsöffnung (18) versehen ist, wobei der Drücker (10) im Innern der Schlaufenform der Klemmfeder (5) angeordnet ist und seine Leiterdurchführöffnung (16) mit der Leiterdurchtrittsöffnung (18) im Rückensteg (9) der Klemmfeder (5) fluchtet.
Federkraftklemme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterdurchtrittsöffnung (18) durch einen in Längsrichtung der Klemmfeder (5) sich erstreckenden, mittigen Schlitz im Rückensteg (9) gebildet ist.
Federkraftklemme nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Leiterdurchtrittsöffnung (18) über die gesamte Länge des Rückensteges (9) hinweg bis in den Klemmschenkel (7) der Klemmfeder (5) hinein erstreckt.
Federkraftklemme nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Bildung der Leiterdurchtrittsöffnung (18) im Rückensteg (9) freigeschnittene Materialstreifen (19) vom Anlageschenkel (6) in Richtung vom Rückensteg (9) weg abgebogen und aus ihm ein mit der Klemmfeder (5) einstückiger Lötpin gebildet ist.
Federkraftklemme nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß an einer Seiten- oder Innenwandung (20) des Gehäuses (1) entlang dem Verschiebeweg des Drückers (10) und an der dieser Wandung (20) zugekehrten Seite des Drückers (10) miteinander in Eingriff stehende Führungsglieder (13, 14) für die Führung des Drückers (10) angeordnet sind.
Federkraftklemme nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsglieder (13, 14) an der Wandung (20) des Gehäuses (1) und außenseitig am Drücker (10) in Gestalt von Nut und Feder ausgeführt sind.
Federkraftklemme nach einem der Ansprüche 3-6, dadurch gekennzeichnet, daß der Drücker (10) an seiner vom Rückensteg (9) der Klemmfeder (5) abgewandten Seite (11) eine Keilform hat und an seiner, dem Rückensteg (9) zugekehrten Seite eine Betätigungsfläche (12) für ein Werkzeug (22) aufweist, für dessen Durchtritt das Gehäuse (1) benachbart der Leitereinführöffnung (17) eine Einstecköffnung (21) aufweist, welche die Leiterdurchtrittsöffnung (18) im Rückensteg (9) der Klemmfeder (5) teilweise überdeckt.
Federkraftklemme nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstecköffnung (21) im Gehäuse (1) als mit der Leiterdurchtrittsöffnung (18) im Rückensteg (9) der Klemmfeder (5) fluchtender Schlitz ausgebildet ist, der sich von der Gehäusefrontwand (3) bis in die Gehäuseoberwand (2) hinein erstreckt.