DE102005045596B3 - Feder-Steckklemme - Google Patents

Abstract

Um eine Feder-Steckklemme (1) zu schaffen, die vielseitig und somit für verschiedene Klemmzwecke eingesetzt werden kann, ist vorgesehen, neben einem ersten Teil (2.2; 3.2) eines geteilten Federendes einer Klemmfeder (2; 3), welches eine Klemmkante (15) zur Verhakungs-Kontaktierung eines Leiters (11) aufweist, einen weiteren Teil (2.1; 3.1) des Federendes mit einer Klemmfläche (16) zur Gleit-Kontaktierung eines weiteren Leiters (12) auszuführen.

Description

• Feder-Steckklemme
• Die Erfindung betrifft im allgemeinen Feder-Steckklemmen.
• Feder-Steckklemmen sind aus den DE 202 10 105 U1 , DE 202 06 763 U1 , DE 203 13 041 U1 , EP 0 908 965 A1 , DE 81 36 054 U1 , DE 203 12 861 U1 bekannt, sowie aus der DE 12 61 923 B .
• Zum Einsatz kommen Feder-Steckklemmen beispielsweise in einem Schaltgerät, Schutzschaltgerät oder auch in Reihenklemmen. In einer solchen Feder-Steckklemme können Einzelleiter mit verschiedenen Querschnitten und Profilen, die mit und ohne Aufsätze, wie z.B. Kabelschuh oder Aderendhülse, versehen sind, geklemmt werden.
• Die aus der DE 202 10 105 U1 bekannten Feder-Steckklemmen weisen eine U-förmige Feder auf, die zwei getrennte Federschenkel und somit zwei Federenden aufweist, und einen Klemmrahmen, der Vierkantausnehmungen und aus der Ebene des Klemmrahmens abgewinkelte Klemmstücke aufweist. Die Feder ist mit einem Festende in der Ausnehmung lagefixiert angeordnet und die beiden Federenden der Federschenkel bilden mit den Klemmstücken des Klemmrahmens eine Klemmzone zur verhakenden Kontaktierung für zwei anzuschließende Leiterseelen. Die Federenden sind dabei als durchgehende Klemmkanten ausgebildet.
• Aus der DE 202 06 763 U1 sind ähnliche Feder-Steckklemmen bekannt.
• Die aus der DE 12 61 923 B bekannten Feder-Stecklemmen weisen ein V-förmiges Steckklemmen-Federelement auf. Die Feder-Stecklemmen weisen ferner einheitlich einen als Grundplatte ausgebildeten ersten Schenkel und einen in der Schenkellängsrichtung mittig geteilten zweiten Schenkel auf. Beide Teile des zweiten Schenkels sind endseitig zum einen mit Schneidkanten zur Klemmung eines Leiters und zum anderen mit einem abgekröpften Steg versehen, der zur Druckbeaufschlagung durch ein Werkzeug oder auch Betätigungsmittel bestimmt ist und so zur Lösung eines geklemmten Leiters dient.
• Wünschenswert sind jedoch Feder-Steckklemmen mit herkömmlichen Klemmeigenschaften zum zuverlässigen Klemmen von elektrischen Leitern, die darüber hinaus einerseits zu Prüf- und Testzwecken einsetzbar und andererseits besonders geeignet sind, mehrpolige Kontakte komfortabel zu kontaktieren und zu trennen.
• Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, eine Feder-Steckklemme zu schaffen, die vielseitig und somit für verschiedene Klemmzwecke einsetzbar ist.
• Die Lösung der Aufgabe ist ausgehend von einer Feder-Steckklemme gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gegeben.
• Vorteilhafte Ausgestaltungen sind jeweils Gegenstand von weiteren Ansprüchen.
• Neben dem als Teil der Feder-Steckklemme ausgeführten und mit einer Klemmkante ausgebildeten ersten Teil des Federendes zur arretierenden Kontaktieren eines Leiters in der Feder-Steckklemme, bei welcher der Leiter nur durch ein Betätigungsmittel entfernt werden kann, ist es aufgrund der Ausbildung des zweiten Teils des Federendes mit einer Klemmfläche möglich, den anzuschließenden Leiter druckfest, jedoch nicht arretierend, nicht verhakend bzw. nicht klemmend zu kontaktieren, so dass eine gewünschte Entfernung des Leiters aus der Feder-Steckklemme löse- oder betätigungsmittelfrei, also lediglich durch eine auf den Leiter ausgeübte Zugkraft erfolgen kann. Im Ergebnis wird folglich eine Feder-Steckklemme bereitgestellt, mit der zum einen eine sichere und zum anderen eine einfach lösbare Klemmverbindung mit dem Leiter oder den Leitern erzielbar ist.
• Im Gegensatz zu den aus den zitierten Druckschriften vorbekannten Feder-Steckklemmen ist somit zum Beispiel für einen temporär anzuschließenden Leiter kein Werkzeug oder Betätigungsmittel zum Lösen des geklemmten Leiters erforderlich. Diese Eigenschaft der Feder-Steckklemme dient insbesondere dazu, mehrpolige Schalt- oder Schutzschaltgeräte in Kombination mit einem weiteren Gerät komfortabel koppeln und entkoppeln zu können, und erlaubt darüber hinaus zu Prüfzwecken, wie beispielsweise zur Spannungsmessung und dergleichen, sowohl eine einfache Leiterklemmung als auch eine leichte Leiterlösung. Zudem lassen sich zusätzliche Klemmstellen für Geräteanschlüsse vermeiden, die in Ergänzung zu den ausziehsicheren Klemmstellen vorgesehen werden müssten, da mit der erfindungsgemäßen Feder-Steckklemme beide Funktionen auf Platz sparende Weise erfüllt sind.
• Mit Vorteil ist das Federende mit einem dritten Teil ausgerüstet, welches eine Klemmfläche zur Druck-Kontaktierung eines Leiters aufweist. Das dritte Federend-Teil ist ebenso wie das erste Federend-Teil im Bereich der Außenlängskante des Federendes angeordnet, so dass sich zwischen dem ersten und dem dritten Federend-Teil das zweite Federend-Teil befindet. Ein beispielsweise zu Testzwecken anzuschließender Leiter ist hierbei insbesondere mit einer flachen Form, das heißt mit einem Rechteck-Querschnitt, und mit einer Leiterbreite versehen, die in etwa dem Abstand des ersten und dritten Federend-Teils entspricht, und somit mit diesem eine leitende Verbindung eingehen kann. Das zweite Federend-Teil oder auch Mittelteil ist im Vergleich zu den beiden sich gegenüberliegenden Federend-Teilen zurückversetzt und eignet sich insofern besonders für einen zwischen den beiden außenstehenden Federend-Teilen einzuführenden Rundleiter zum dauerhaften und fixierten Anschluss.
• Vorteilhafterweise besitzt das Federende ein viertes Teil als Betätigungs-Fortsatz für ein Betätigungsmittel, beispielsweise einen Schraubendreher, einer Exzenterhebel oder auch einen Drucktaster, so dass unter Einhaltung von Berührungsschutz-Vorschriften eine komfortable Leiterauslösung erfolgen kann.
• In einer vorteilhaften Ausführung weist der erste Teil des Federendes und zumindest einer der weiteren Teile des Federendes einen gemeinsamen Grundkörper auf, wodurch sich separate Federanlenkungsteile einsparen lassen oder eine kompakte Bauform erzielbar ist.
• Mit Vorteil ist der Grundkörper in Form eines Klemmrahmens ausgebildet, so dass mit nur einem Bauteil eine Federanlenkung und ein dieser gegenüberliegendes Druck- oder auch Kontaktstück gegeben ist.
• Vorteilhafterweise ist die Feder an einer Seite des Klemmrahmens fest und an der der einen Seite gegenüberliegenden anderen Seite des Klemmrahmens mit ihren Federend-Teilen beweg lich im Bereich eines Kontaktstücks angeordnet, wobei das Kontaktstück Teil des Klemmrahmens ist; der Klemmrahmen bietet somit in einer sehr kompakten Bauform alle für die Klemmung eines Leiters notwendigen Komponenten.
• In einer vorteilhaften Weiterbildung ist das Kontaktstück quer zur Längsrichtung des Klemmrahmens zur Bildung einer Leiter-Auflagefläche abgewinkelt, wodurch eine Leiterführung gegeben ist, die auch eine gegebenenfalls auftretende Knickneigung des Leiters unterbindet.
• Mit Vorteil weist der Klemmrahmen eine Doppelfeder auf, welche eine erste und eine zweite Feder jeweils mit getrennten Federenden bereitstellt; hierbei lassen sich mit der einen Klemmfeder beispielsweise ein verhakend zu klemmender Rundleiter und mit der anderen Klemmfeder beispielsweise ein nur druckkontaktierter Flach-Teststecker oder auch Flach-Gerätestecker anschließen.
• Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
• Darin zeigen:
• 1, 2 eine anspruchsgemäße Feder-Steckklemme in unterschiedlichen perspektivischen Darstellungen mit einem geklemmten Rundleiter und mit einem geklemmten Flachleiter;
• 3 die in einem Gehäuseteil angeordnete Feder-Steckklemme nach 1 ohne geklemmte Leiter in einer Seitenansicht;
• 4 die Feder-Steckklemme nach 2 mit einem geklemmten Rundleiter in einer Seitenansicht; und 5 die Feder-Steckklemme nach 2 mit einem geklemmten Flachleiter in einer Seitenansicht.
• 1 und 2 ist eine Feder-Steckklemme 1 gezeigt, die mit einem ersten und einem davon separierten zweiten Federelement 2; 3 versehen ist. Die beiden Federelemente 2; 3 weisen jeweils eine annähernd U- bzw. Ω-Form auf und sind festendseitig in einem rechteckigen und als Klemmrahmen 4 ausgeführten Grundkörper mit einer Vierkant-Aussparung 5 angeordnet und durch ein Gehäuseteil 6 gemäß 3 lagefixiert. Die Festenden der Federelemente 7; 8 können jedoch auch in einem Spaltausschnitt des Klemmrahmens 4 eingeführt sein, wobei eine Fixierung mittels eines Löt-, Schweiß- oder auch Fügeverfahrens erfolgt. Gegenüber der Befestigungsstelle der Federelemente 2; 3 ist ein aus dem Klemmrahmen 4 gewonnenes Klemmstück 9 durch eine Abwinkelung gegeben, welches als Leiterauflage und somit als Gegendruckstück zur Kontaktierung eines Leiters dient. Der Klemmrahmen 4 besteht im Allgemeinen aus einem Stahlblech, wohingegen die Federelemente 2; 3 aus einem Federstahl geformt sind.
• Freiendseitig, also im Bereich des Klemmstücks 9 und damit in der Klemmzone 10 der Feder-Steckklemme 1 sind die beiden Federelemente 2; 3 in mehrere Teile 2.1, 2.2, 2.3; 3.1, 3.2, 3.3 untergliedert. Das jeweilige Federende der beiden Federelemente 2; 3 weist hierbei in der Verlängerung zu seinen beiden Längskanten je einen gebogenen Fortsatz 2.1, 2.3; 3.1, 3.3 auf, die mit einer Gleitfläche versehen sind. Die beiden Fortsätze 2.1, 2.3; 3.1, 3.3 sind mit ihrer konvexen Seite bzw. mit ihrem Außenradius zu dem Kontaktstück 9 hin ausgerichtet. Zwischen den beiden Fortsätzen 2.1, 2.3; 3.1, 3.3 weist das jeweilige Federende ein Mittelteil 2.2; 3.2 auf, das gegenüber den außenliegenden Fortsätzen 2.1, 2.3; 3.1, 3.3 in der Längsachse des freien Federschenkels zurückversetzt ist. Das Mittelteil 2.2; 3.2 ist im Gegensatz zu den Fortsätzen 2.1, 2.3; 3.1, 3.3 mit einer ausgeprägten Kerbkante versehen und mittels eines Schneid- oder Stanzverfahrens stellbar. In einer vorteilhaften Weiterbildung kann das Federende ein viertes, von den anderen Teilen abgesetztes, Teil als Betätigungs-Fortsatz für ein Betätigungsmittel, beispielsweise Schraubendreher, aufweisen. Bei Zug- oder Druck beaufschlagung des vierten Teiles durch das Betätigungsmittel können die Kontaktzonen, insbesondere die des Mittelteils 2.2; 3.2, zum leichteren Lösen zumindest eines angeschlossenen Leiters erweitert werden. Die verschiedenen Teile 2.1 bis 2.3 und 3.1 bis 3.3 des Federendes können somit zueinander abgesetzt, abgehoben bzw. abgekröpft sein, um unterschiedliche Leiter, insbesondere mit unterschiedlichen Leiterformen und Leiterquerschnitten, zu kontaktieren.
• Im Fall des ersten Federelements 2 ist die Leiterseele 11 des dargestellten Rundleiters zwischen dem Klemmstück 9 und dem Federende zur Kontaktierung an der Klemmkante des Mittelteils 2.2 eingeschoben und verhakt; hierbei weist die Leiterseele 11 einen Druckmesser auf, der kleiner ist als die lichte Innenweite der beiden beabstandeten Federend-Teile 2.1, 2.3. In dem benachbarten Fall ist als Flachstecker 12 zwischen dem Klemmstück 9 und dem Federende eingeführt, der eine Breite aufweist, die in etwa dem Abstand der beiden Fortsätze 3.1, 3.3 zueinander entspricht, so dass der Flachstecker 12 über die beiden abgerundeten Kontaktflächen des Federendes eine elektrisch leitende Druckverbindung mit dem Klemmrahmen 4 eingeht. Der Klemmrahmen 4 kann in beiden Fällen über Verbindungsmittel im Sinne von Stromleitbahnen mit Gerätekomponenten verbunden werden.
• In 3 ist die Feder-Steckklemme 1 in einer Schnittdarstellung gezeigt, wobei sich die Federelemente 2; 3 in dem Gehäuseteil 6 befinden und von diesem in ihre Lage gehaltert sind. Die Kraft und die Bewegungswinkel der Schenkelfedern 2; 3 ist dabei so groß, dass das jeweilige bewegliche Federende ohne eingeführtem Leiter an dem Kontaktstück 9 zum Anliegen kommt. Oberhalb, das heißt in Richtung der Biegestelle 13 der Feder 2; 3 verläuft in etwa parallel zu dem längeren der beiden Schenkel eine Leitereinführöffnung 14 in dem Gehäuseteil 6, welche in der Klemmzone 10 mündet.
• In 4 ist die Komponentenanordnung gemäß 3 dargestellt, jedoch mit einem eingeschobenen Rundleiter, dessen Leiterseele 11 gegen eine Zugkraft in Richtung der Leitereinführöffnung 14 durch die Klemmkante 15 des Federelements 2; 3 sicher fixiert ist. Der Stellwinkel von etwa 30° bis 60° des langen Schenkels der Feder 2; 3 gegenüber der geklemmten Leiterseele 11 wirkt sich günstig auf eine dabei eintretende Sperrwirkung aus. Hierbei wird deutlich, dass die Fortsätze 2.1, 2.3; 3.1, 3.3 samt Federende seitlich an der Leiterseele 11 vorbeischwenken, bis die Sperr-Kontaktkante 15 an der Leiterseele 11 zum Anliegen kommt.
• In 5 ist nun die Komponentenanordnung gemäß 3 mit einem Flachleiter oder auch Flachstecker 12 gezeigt. Der Flachstecker 12 kann hierbei unter den mit Radien versehenen Fortsätzen 2.1, 2.3; 3.1, 3.3 durchgeschoben werden, bis die gewünschte Kontaktstellung an der Kontaktfläche 16 erreicht ist. Aufgrund der Geometrie des Kontaktendes der Feder 2; 3 kann eine unerwünschte Sperrwirkung gegenüber dem Flachstecker 12 nicht eintreten, so dass dieser entgegen seiner Einsteckrichtung wieder mühelos abgezogen werden kann. Der Kontaktdruck lässt sich selbstverständlich durch die Wahl des Federmaterials und der Federdimension bestimmen.
• Bei mehrpoligen Geräten, insbesondere Schaltgeräten, wie Schütz, Leistungsschalter oder auch Überlastrelais, die beispielsweise mit drei Messerkontakten je Anschlussseite ausgestattet sind, von denen jeder einzelne mit einer Kontaktaufnahme eines mit dem Gerät zu koppelnden Anbaugerätes zusammenzuführen ist, kann durch einfaches Ineinanderstecken der Kontakte in die Kontaktaufnahmen auf komfortable Weise eine elektrische Verbindung zwischen den Geräten herbeigeführt werden. Die Geräte sind im Anschluss daran gegebenenfalls noch mechanisch sicherbar, beispielsweise durch Rufrasten auf geeignete Hutschienen. Zum elektrischen Entkoppeln genügt es somit die miteinander verbundenen Geräte auseinanderzuziehen und zwar ohne den Einsatz von auf die Kontaktfedern wirkenden Betätigungs- oder Lösemitteln, welche mit einem hohen Aufwand gleichzeitig bedient werden müssten, um die vorgesehene Demontage zu erzielen. Selbstverständlich können auch Einzelleiter angeschlossen werden, welche in der Regel bei Einzelgeräten oder auch bei Gerätegruppen abgangsseitig Verwendung finden. Dabei gilt, dass Rundleiter mit einem Werkzeug gelöst werden müssen, wohingegen Flachleiter bzw. - stecker werkzeugfrei abziehbar sind.
• Die zuvor erläuterte Erfindung kann wie folgt zusammengefasst werden:
  Um eine Feder-Steckklemme 2; 3 zu schaffen, die vielseitig und somit für verschiedene Klemmzwecke eingesetzt werden kann, ist vorgesehen, neben dem einen Teil 2.2; 3.2 des geteilten Federendes der Klemmfeder 2; 3, welches eine Klemmkante 15 zur Verhakungs-Kontaktierung eines starren bzw. eines aufsatzbestückten Leiters 11 aufweist, den weiteren Teil 2.1; 2.3 des Federendes 2; 3 mit einer Klemmfläche 16 zur Gleit-Kontaktierung eines weiteren Leiters 12 auszuführen.

Claims (6)

1. Feder-Steckklemme (1) mit einer U- oder Ω-förmigen Feder, die zwei getrennte Federschenkel (2, 3) und somit zwei Federenden aufweist, und einem rechteckigen Klemmrahmen (4), der eine Vierkantenausnehmung (5) und ein aus der Ebene des Klemmrahmens (4) abgewinkeltes Klemmstück (9) aufweist, wobei die Feder mit einem Festende (7, 8) in der Ausnehmung (5) lagefixiert angeordnet ist und die beiden Federenden der Federschenkel (2, 3) mit dem Klemmstück (9) des Klemmrahmens (4) eine Klemmzone (10) für zwei anzuschließende Leiterseelen (11) und/oder Flachstecker (12) bilden, wobei jedes Federende einen zentralen, geraden, als Klemmkante (15) ausgebildeten, ersten Abschnitt (2.2, 3.2) zur verhakenden Kontaktierung einer Leiterseele (11) aufweist, und wobei jedes Federende einen randseitigen, gebogenen, eine Klemmfläche (16) bildenden, zweiten Abschnitt (2.1, 3.1) aufweist, dessen Klemmfläche (16) in Klemmrichtung über die Klemmkante (15) hervorsteht, so dass ein Flachstecker (12) lediglich druckbeaufschlagt kontaktierbar ist.
2. Feder-Steckklemme nach Anspruch 1, wobei die Feder (2, 3) an einer Seite des Klemmrahmens (4) fest und an der der einen Seite gegenüberliegenden anderen Seite des Klemmrahmens (4) mit ihren Federend-Teilen (2.1, 2.2, 2.3; 3.1, 3.2, 3.3) beweglich im Bereich (10) eines Kontaktstücks (9) angeordnet ist.
3. Feder-Steckklemme nach Anspruch 2, wobei das Kontaktstück (9) Teil des Klemmrahmens (4) ist.
4. Feder-Steckklemme nach Anspruch 2 oder 3, wobei das Kontaktstück (9) quer zur Längsrichtung des Klemmrahmens (4) zur Bildung einer Leiter-Auflagefläche abgewinkelt ist.
5. Feder-Steckklemme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Klemmrahmen (4) mit einer Doppelfeder ausge rüstet ist, welche zweifach Federn (2, 3) mit getrennten Federenden (2.1, 2.2, 2.3; 3.1, 3.2, 3.3) aufweist.
6. Gehäuse,(6) insbesondere Gerätegehäuse, mit mindestens einer Feder-Steckklemme (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.