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