DE19909825C2 - Hülsenförmiges Klemmelement zum abisolierfreien Anschluß elektrischer Leiter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein hülsenförmiges Klemmele­ ment der im Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1 näher be­ zeichneten Art.

Solche Klemmelemente sind aus der DE-AS 23 39 800 und aus den Patentschriften DE 32 39 708 C2 sowie DE 695 02 547 T2 bekannt. Der in seiner Gesamtheit als metallene Klemmfeder ausgebildete Hülsenkörper solcher Klemmelemente hat über seinen gesamten Querschnitt hinweg eine konstante Dicke, was sowohl beim Kontaktieren, nämlich beim Einschneiden in den Isoliermantel des betreffenden Leiters, als auch hin­ sichtlich des Platzbedarfs des Klemmelementes in dem zuge­ hörigen Klemmengehäuse nachteilig ist. Dabei ist es mit Rücksicht auf den mechanischen Spannungsverlauf bei aufge­ brachten Klemmkräften des aufgeweiteten Hülsenkörpers nicht erforderlich, ihn bis zum Klemmschlitz hin in gleicher Dic­ ke auszuführen. Vielmehr ist auf den elastisch verformbaren Bereich abzustellen, in welchem bei klemmendem Hülsenkörper die Spannungen entsprechend der Länge des Hebelarms von der Klemmstelle aus gesehen bei konstanter Materialdicke zuneh­ men, was keineswegs günstig ist.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein hül­ senförmiges Klemmelement der gattungsbildenden Art zu schaffen, dessen Gestaltung unter Berücksichtung des Biege­ spannungsverlaufs im Klemmzustand optimiert ist.

Diese Aufgabe wird bei einem hülsenförmigen Klemmelement der gattungsgemäßen Art nach der Erfindung durch die kenn­ zeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Für die Erfindung ist wesentlich, daß durch die Quer­ schnittsverjüngung zumindest eines der Federschenkel des Klemmelementes bis zur Klemmstelle hin zwei unterschiedli­ che Vorteile erzielt werden. Zum einen wirkt sich die Mate­ rialverjüngung des Federschenkels am Klemmschlitz selbst durch eine geringere Materialstärke im Schneidenbereich des Federschenkels aus, wodurch beim Einschieben des nicht ab­ isolierten elektrischen Leiters in den Klemmschlitz hinein das Durchtrennen des Isoliermantels des Leiters begünstigt wird. Zum zweiten bringt bei der ständigen Miniaturisierung der Bausteine für die Klemmentechnik der im Querschnitt sich verjüngende Federschenkel Platzvorteile, weil er sich bei gegebenen Platzverhältnissen vom Klemmschlitz weg wei­ ter aufweiten kann oder bei verringerten Platzverhältnissen Leiter unveränderten Querschnitts kontaktieren kann, ohne daß die Schneid- und Klemmkräfte beeinträchtigt sind. Diese Vorteile wirken sich besonders dann gravierend aus, wenn das erfindungsgemäße hülsenförmige Klemmelement die übliche symmetrische Bauform mit zwei Federschenkeln hat, die beide mit verjüngendem Querschnitt ausgeführt sind. Man erreicht so einen gleichmäßigen Verlauf der mechanischen Spannung in den Federschenkeln, deren Biegebereich dadurch verlängert werden kann, wodurch höhere Rückstellkräfte möglich sind.

Vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung an ei­ nem Ausführungsbeispiel noch näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 den Querschnitt durch eine Klemme mit einem hülsenförmigen Klemmelement entsprechend der Erfindung und

Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung, jedoch mit in die Klemme eingeführtem, elek­ trischem Leiter.

Im einzelnen zeigt Fig. 1 ein Klemmengehäuse 1, in welchem sich ein Klemmraum 2 befindet, der sich senkrecht zur Dar­ stellungsebene erstreckt. Darin ist ein sich mit seiner Länge in gleicher Richtung erstreckender Hülsenkörper 3 an­ geordnet, der aus einem Metall mit geeigneten Federeigen­ schaften besteht und zumindest elektrisch mit einer Strom­ schiene 7 verbunden ist.

Der Hülsenkörper 3 stellt ein Klemmelement dar, welches entlang seinem oberen Scheitelbereich einen Klemmschlitz 4 aufweist. Durch diesen Klemmschlitz 4 geht eine durch eine strichpunktierte Linie angedeutete Ebene hindurch, zu der der gesamte Hülsenkörper 3 spiegelsymmetrisch ausgebildet ist. Insgesamt hat der Hülsenkörper 3 im Querschnitt gese­ hen ein Kastenprofil oder ein U-Profil, wobei die U-Schen­ kel zwei einander gegenüberliegende Federschenkel 5 bilden, die einstückig über den unteren U-Steg 6 miteinander ver­ bunden sind. Der U-Steg 6 ist fest, insbesondere elektrisch leitend mit der Stromschiene 7 verbunden. Zu beiden Seiten geht der U-Steg 6 über gerundete Bögen 8 in die Federschen­ kel 5 über, die bis zu Abwinklungen 9 hochlaufen, von denen ab sie in gegeneinander konvergierende, dachschrägenförmig verlaufende Schenkelenden 10 übergehen, welche mit endsei­ tigen Schneiden 11 den Klemmschlitz 4 begrenzen.

Die Besonderheit des Hülsenkörpers 3 liegt darin, daß die Federschenkel 5 sich nach oben, also zum Klemmschlitz 4 hin im Querschnitt verjüngen. Der Verjüngungsbereich erstreckt sich zwischen den gerundeten Bögen 8 am Übergang zum U-Steg 6 und den oberen Abwinklungen 9, so daß die Schenkelenden 10 von den Abwinklungen 9 bis zum Klemmschlitz 4 bzw. zu ihren Schneiden 11 hin einen im wesentlichen konstanten Querschnitt haben.

In nicht klemmender, also nicht aufgeweiteter Position ver­ jüngt sich der gesamte Hülsenkörper 3 in seiner Breite nach oben hin etwas, was man in Fig. 1 an dem Abstand erkennt, den die Abwinklungen 9 der Federschenkel 5 zu den seitli­ chen Abgrenzungen des Aufnahmeraums 2 lassen. Die erwähnte Verjüngung des Hülsenkörpers 3 betrifft dessen Außenkontur.

Wie Fig. 2 zeigt, ist bei eingeführtem elektrischen Leiter 12 der Hülsenkörper 3 aufgeweitet, d. h. seine elastischen Federschenkel 5 haben jetzt parallel zueinanderliegende Au­ ßenseiten, bis zu deren Position hin am Klemmschlitz 4 zwi­ schen den Schneiden 11 ein größerer Feder- oder Klemmweg der beiden Federschenkel 5 zur Verfügung steht. Zudem er­ kennt man hier, daß die im Querschnitt dünneren Enden 10 der Federschenkel 5 leichter in das Isolationsmaterial 13 des Leiters 12 eindringen können.

In der kontaktierenden, aufgeweiteten Lage entspricht die sich in Richtung zur Kontaktstelle hin verjüngende Ausbil­ dung der Federschenkel einem Träger gleicher Biegespannung, was bedeutet, daß durch den immer größer werdenden Quer­ schnitt der Federschenkel 5 zu dem eingespannten U-Steg 6 hin das Metallmaterial des Hülsenkörpers 3 einen zunehmend größeren Biegewiderstand hat und entsprechend zunehmend größere Rückstellkräfte entgegen der Aufweitung aufbringt.

Claims (7)

1. Hülsenförmiges Klemmelement mit einem dem abisolierfrei­ en Anschluß eines elektrischen Leiters (12) dienenden und in Längsrichtung des Hülsenkörpers (3) verlaufenden Klemmschlitz (4), wobei der Hülsenkörper (3) im Quer­ schnitt gesehen zwei miteinander einstückige, einander gegenüberliegende sowie im Bereich zum Klemmschlitz (4) hin konvergierende Federschenkel (5) mit den Klemm­ schlitz begrenzenden Schneiden aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß sich zumindest einer der beiden Federschenkel (5) in seinem elastisch verformbaren Bereich in Richtung zum Klemmschlitz (4) hin in seinem Querschnitt verjüngt.

2. Klemmelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der verjüngte Querschnitt bis zur Schneide (11) des Federschenkels (5) reicht.

3. Klemmelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsabnahme des Federschenkles (5) ste­ tig ist.

4. Klemmelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß beide Federschenkel (5) bezogen auf eine durch den Klemmschlitz (4) hindurchgehende Ebene spiegelsymmetrisch und beide mit der Querschnittsverjüngung ausgebildet sind.

5. Klemmelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hülsenkörper (3) im Querschnitt U-förmig ist, wobei die U-Schenkel die Federschenkel (5) bilden und gegeneinander abgewinkelte Enden (10) haben.

6. Klemmelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die abgewinkelten Enden (10) der Federschenkel (5) bezogen auf den Gesamtquerschnitt des Hülsenkörpers (3) dachschrägenförmig angeordnet sind.

7. Klemmelement nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der U-Steg (6) des Hülsenkörpers (3) eine konstante Dicke hat und mittels gerundeter Bögen (8) in die Feder­ schenkel (5) übergeht, die sich von dem jeweils zugehö­ rigen Bogen (8) bis hin zur Abwinklung (9) ihrer Enden (10) verjüngen.