DE4323286C2 - Schneidklemm-Kontaktelement und Verfahren zur Herstellung eines Schneidklemm-Kontaktelements - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Schneidklemm-Kontaktelement gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Kontaktelements.

Derartige Schneidklemm-Kontaktelemente werden insbesondere in der Fernmelde- und Datenübertragungstechnik verwendet. Beim Eindrücken eines isolierten elektrischen Leiters in den Kontaktschlitz des Schneidklemm-Kontaktelements wird die Isolation durchschnitten und ein leitender Kontakt zwischen dem Leiter und dem Schneidklemm-Kontaktelement hergestellt.

Aus der DE 86 08 363 U1 ist ein gattungsgemäßes Schneidklemm-Kontaktelement bekannt, das zwei flache Kontaktschenkel aufweist, die in einer gemeinsamen Ebene liegen und die durch einen Kontaktschlitz getrennt sind, dessen Kontaktierungsflächen senkrecht zu dieser gemeinsamen Ebene verlaufen.

Ein weiteres, ähnliches Schneidklemm-Kontaktelement wird in der Regel in seinem Gehäuse so angeordnet, daß es um seine Längsachse um 45° verkippt ist und der zu kontaktierende elektrische Leiter mit seiner Ader-Längsachse in einem 45°-Winkel in bezug auf die Kontaktschenkelebene in den Kontaktschlitz eingeführt wird. Wie in Fig. 8 schematisch illustriert, kommt es bei dem bekannten Schneidklemm-Kontaktelement 1′ zu einer Scherbelastung auf den angeschlossenen Leiter 12, was zu einer Einkerbung des Leiters und damit zu einer Gefahr des Abscherens, insbesondere bei dünnen Drähten oder Litzen, führt.

Aus der DE 41 26 068 C1 ist ein Schneidklemm-Kontaktelement bekannt, bei dem zwei Kontaktschenkel durch Scherung voneinander entlang eines Kontaktschlitzes getrennt werden und bei dem die Kontaktschenkel in Querrichtung zur Kontaktschenkelebene gegeneinander um den Betrag der Dicke der Kontaktschenkel versetzt werden, um eine Kontaktschlitzbreite im Bereich von 0 mm bis 0.05 mm zu erzielen. Bei einer zweiten in dieser Druckschrift offenbarten Variante werden die Kontaktschenkel nach ihrer Trennung gegeneinander verdreht. Diese Schneidklemm-Kontaktelemente werden vorzugsweise schräg angeordnet, so daß das Schneidklemm-Kontaktelement mit der Längsachse des angeschlossenen Leiters einen Winkel z. B. im Bereich von 30° bis 60° einschließt. Auch bei diesem herkömmlichen Schneidklemm-Kontaktelement tritt das oben beschriebene Problem auf, daß die Kontaktkanten des Kontaktschlitzes den angeschlossenen Leiter auf Scherung beanspruchen und eine Kerbwirkung verursachen.

Ferner ist aus der DE 88 04 388 U1 eine Schneidklemme bekannt, bei der die einander gegenüberliegenden Kontaktflächen jedes Kontaktschlitzes in bezug auf die Kontaktschenkelebene in einem Winkel schräg verlaufen. Diese Schrägstellung wird hierbei dadurch erreicht, daß Abschnitte der Kontaktschenkel aus der ursprünglichen Kontaktschenkelebene herausgebogen werden.

Aus der US 4,153,324 ist ein Kontaktelement bekannt, bei dem die Kontaktierung eines Leiters zwischen zwei - in Verlaufsrichtung der entstehenden Kontaktschlitze gesehen - weitgehend halbkreisförmigen Kontaktschenkel kontaktiert wird. Die Kontaktflächen verlaufen hierbei weitgehend parallel zur Richtung eines anzuschließenden Leiters und schräg zur Richtung des jeweiligen Abschnitts der beiden halbkreisförmigen Kontaktschenkel, der den Kontaktschlitz begrenzt.

Aus der DE-GM 70 30 836 ist ein Klemmelement bekannt, bei dem die den Kontaktschlitz begrenzenden Kontaktschenkel unter einem derartigen Winkel zum Verlauf eines zu kontaktierenden Leiters angeordnet sind, daß die Kontaktflächen an den Enden der Kontaktschenkel unter einem Winkel von etwa 45° zum Verlauf des Leiters angeordnet sind und weitgehend senkrecht zur Ebene des jeweiligen Kontaktschenkels ausgerichtet sind.

Schließlich ist aus der DE-GM 19 90 398 eine Klemmvorrichtung bekannt, bei der die Backen einer Klemme als Ansätze eines gemeinsamen Stanzteiles ausgeformt werden und dann durch Verbiegen in eine voneinander beabstandete Anordnung gebracht werden.

Das Problem einer Scherbeanspruchung und Einkerbung eines angeschlossenen Leiters tritt auch bei einem weiteren bekannten Schneidklemm-Kontaktelement auf, bei dem zwei Kontaktschenkel gleichsinnig aus der Kontaktschenkelebene um ca. 15° herausgedreht sind, um die Kontaktschlitzbreite zu verkleinern.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Schneidklemm-Kontaktelement zu schaffen, bei dem ein angeschlossener Leiter nicht auf Scherung beansprucht wird, und es zu keiner Einkerbung des Leiters kommt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Schneidklemm-Kontaktelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Durch die Schräganordnung der Kontaktflächen ergibt sich beim erfindungsgemäßen Schneidklemm-Kontaktelement eine flächige Kontaktierung zwischen dem angeschlossenen Leiter und den Kontaktschenkeln. Dadurch, daß der Leiter mit den Kontaktflächen kontaktiert wird und sich nicht die scharfen Kanten zwischen den Kontaktflächen und den angrenzenden Oberflächen der Kontaktschenkel in den Leiter einschneiden, kommt es zu keiner Einkerbung und es besteht nicht die Gefahr des Abscherens insbesondere dünner angeschlossener Leiter. Der angeschlossene Leiter erzeugt in den Kontaktschenkeln eine Torsionsspannung und wird so sicher von den verwundenen Kontaktschenkeln gehalten.

Vorzugsweise schließen die Kontaktflächen mit der Kontaktschenkelebene einen Winkel im Bereich von 35° bis 85° ein. Insbesondere ist eine Ausführungsform vorteilhaft, bei der die Kontaktflächen mit der Kontaktschenkelebene einen Winkel von 45° einschließen. Bei der 45°-Schrägorientierung der Kontaktflächen bezüglich der Kontaktschenkelebene kann das Schneidklemm-Kontaktelement senkrecht zur Längsachse des anzuschließenden Leiters angeordnet werden.

Das erfindungsgemäße Schneidklemm-Kontaktelement kann mit einem einzigen Folgewerkzeug gefertigt werden, da sich an die Herstellung des Einschnitts mit den schrägorientierten Kontaktflächen keine weiteren Verformungs- oder Biegevorgänge anschließen. Zweckmäßigerweise sind die Kontaktflächen aus dem metallischen, elektrisch leitenden Material, aus dem das Schneidklemm-Kontaktelement hergestellt wird, ausgestanzt.

Nachdem stanztechnisch nur eine Kontaktschlitzweite, d. h. ein Abstand zwischen den parallelen Kontaktflächen, oberhalb des etwa 0.6-fachen der Materialstärke der Kontaktschenkel herstellbar ist, ist eine weitere Ausführungsform vorgesehen, bei der die Kontaktschlitzweite über das stanztechnisch mögliche Maß hinaus verringert wird. Bei dieser vorteilhaften Ausführungsform sind jeweils zwei benachbarte Kontaktschenkel in Querrichtung zum von ihnen eingefaßten Einschnitt innerhalb der Kontaktschenkelebene verschoben, um den Abstand zwischen den jeweils zwei zusammengehörigen Kontaktflächen zu verringern. Durch dieses zusätzliche Zusammenschieben zweier zusammengehöriger Kontaktflächen durch plastische Verformung der zugehörigen Kontaktschenkel kann die Kontaktschlitzweite bis auf eine Weite von 0 mm reduziert werden. Da die Materialstärke des plattenförmigen, elektrisch leitenden metallischen Materials, aus dem die Schneidklemm-Kontaktelemente hergestellt sind, üblicherweise im Bereich von 0.5 mm liegt, liegt die stanztechnisch realisierbare Kontaktschlitzweite etwa im Bereich von 0.3 mm. Somit ist mit herkömmlichen gattungsgemäßen Schneidklemm-Kontaktelementen, bei denen lediglich der Kontaktschlitz ausgestanzt ist, aber keine weitere Verformung der Kontaktschenkel vorgenommen wurde, die sichere Kontaktierung dünner Drähte und Litzen problematisch, da die minimal erzielbare Kontaktschlitzweite für ein sicheres Festhalten des elektrischen Leiters im Schlitz nicht ausreicht. Demgegenüber kann bei der oben beschriebenen erfindungsgemäßen Ausführungsform die Kontaktschlitzweite optimal an die Dicke des anzuschließenden Leiters angepaßt werden. Dabei ergibt sich dann auch für sehr dünne angeschlossene Leiter eine flächige Kontaktierung ohne Scherbelastung.

Da bei sehr dünnen angeschlossenen Leitern oftmals keine ausreichende Torsion in den Kontaktschenkeln erzeugt wird, um die Dauerhaftigkeit der Kontaktierung sicherzustellen, ist eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schneidklemm-Kontaktelements vorgesehen, bei der eine zusätzliche Vorspannung, durch die auch sehr dünne angeschlossene Leiter zwischen den Kontaktflächen sicher gehalten werden, in die zusammengehörigen Kontaktschenkel eingebracht wird. Bei dieser Ausführungsform ist die Kontaktschlitzweite auf 0 mm reduziert, und zwar in der vorangehend beschriebenen Art, jedoch ist zusätzlich eine Vorspannung eingeprägt, d. h. eine Kraft, die die aneinanderliegenden Kontaktflächen zusätzlich aufeinander drückt. Diese Vorspannung liegt nach einem kurzzeitigen Verschieben der aufeinander liegenden Kontaktflächen gegeneinander und quer zur Kontaktschenkelebene vor. Durch die Vorspannungskraft werden also auch sehr dünne angeschlossene Leiter dauerhaft sicher kontaktiert, obwohl diese aufgrund ihres geringen Durchmessers von sich aus keine Torsionsspannung in den Kontaktschenkeln erzeugen können.

Bei den vorangehend beschriebenen Ausführungsformen ist es für den Fall, daß mehrere Einschnitte zur gleichzeitigen Kontaktierung mehrerer elektrischer Leiter vorgesehen sind, bevorzugt, daß die Kontaktflächen jeweils zweier benachbarter Einschnitte in ihrer Schrägorientierung zueinander gegensinnig verlaufen. Mit anderen Worten folgen in einer Reihe nebeneinander angeordneter Einschnitte jeweils abwechselnd gleichsinnig und gegensinnig schräggestellte Kontaktflächen aufeinander, wobei natürlich die Kontaktflächen innerhalb eines Einschnitts immer im wesentlichen parallel zueinander verlaufen.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung betrifft diese ein Verfahren zur Herstellung des oben beschriebenen Kontaktelements. Das erfindungsgemäße Verfahren ist im Anspruch 4 angegeben. Bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens finden sich in den Ansprüchen 5 und 6.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Schneidklemm-Kontaktelements mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schneidklemm-Kontaktelements mit einem Kontaktierungsschlitz in der Draufsicht;

Fig. 2 das Schneidklemm-Kontaktelement gemäß Fig. 1 im Querschnitt entlang I-I;

Fig. 3 das Schneidklemm-Kontaktelement gemäß Fig. 1 mit angeschlossener Ader im Querschnitt;

Fig. 4 eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schneidklemm-Kontaktelements mit zwei Kontaktierungsschlitzen im Querschnitt;

Fig. 5 das Schneidklemm-Kontaktelement gemäß Fig. 4 mit zwei angeschlossenen Adern im Querschnitt;

Fig. 6 eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schneidklemm-Kontaktelements im Querschnitt;

Fig. 7a eine vierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schneidklemm-Kontaktelements während eines
Fertigungsschritts im Querschnitt;

Fig. 7b das Schneidklemm-Kontaktelement gemäß Fig. 7a im Endzustand im Querschnitt;

Fig. 8 eine schematische Darstellung der Scherbeanspruchung eines angeschlossenen Leiters bei einem herkömmlichen Schneidklemm-Kontaktelement im Querschnitt.

Bei einer ersten Ausführungsform gemäß den Fig. 1 und 2 weist das Schneidklemm-Kontaktelement zwei Kontaktschenkel 2a, 2b auf, die einstückig über einen Verbindungsbereich 4 miteinander verbunden sind. Die beiden Kontaktschenkel 2a, 2b sind voneinander entlang eines Einschnitts getrennt, der einen buchtförmigen Eingangsbereich 6, einen sich daran anschließenden Kontaktierungsschlitz 3 und eine zwischen dem Kontaktierungsschlitz 3 und dem Verbindungsbereich 4 liegende, in etwa ovale Entlastungsöffnung 5 umfaßt. Der Kontaktierungsschlitz 3 wird von Kontaktflächen 3a, 3b begrenzt, die zueinander parallel verlaufen. Die Kontaktflächen 3a, 3b schließen jeweils einen Winkel α mit der Kontaktschenkelebene ein, d. h. mit der Ebene, in der die beiden Kontaktschenkel 3a, 3b liegen. Im dargestellten Beispiel ist α = 45°. Der Kontaktierungsschlitz ist aus dem Material des Schneidklemm-Kontaktelements 1 ausgestanzt, wobei die beiden Kontaktschenkel 2a, 2b in einer gemeinsamen Ebene verbleiben.

In Fig. 3 ist gezeigt, wie eine angeschlossene Ader 10 im Schneidklemm-Kontaktelement 1 gemäß den Fig. 1 und 3 kontaktiert wird. Beim Einführen der Ader 10 in den Kontaktschlitz 3 wird automatisch die Isolierung 11 im Bereich der Kontaktflächen 3a und 3b abgeschnitten, so daß der Leiter 12 der Ader 10 in unmittelbaren Kontakt mit den Kontaktflächen 3a, 3b gelangt und somit die elektrische Kontaktierung zwischen dem Schneidklemm-Kontaktelement 1 und dem Leiter 12 hergestellt wird. Wie Fig. 3 verdeutlicht, liegt der abisolierte Abschnitt des Leiters 12 flächig an den Kontaktflächen 3a, 3b an, so daß es zu keiner Scherbelastung des Leiters 12 kommt und auch keine Einkerbungen auftreten, da die spitzwinkligen Kanten der Kontaktschenkel 2a, 2b, die durch das Aneinandergrenzen der Kontaktflächen 3a, 3b mit den jeweiligen Flächen 7a, 7b gebildet werden, nicht in den Leiter 12 eindringen können. Die Ader 10 erzeugt eine Verwindung der Kontaktschenkel 2a, 2b gegeneinander, so daß er durch diese Torsionsspannung dauerhaft gehalten und sicher kontaktiert wird.

Bei der in den Fig. 4 und 5 gezeigten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schneidklemm-Kontaktelements sind zwei Kontaktierungsschlitze 3′ vorgesehen, so daß sich entsprechend drei Kontaktschenkel 2c, 2d, 2e ergeben, die an ihrem einen Ende einstückig miteinander verbunden sind. Die Kontaktierungsschlitze 3′ und die Kontaktflächen 3a′, 3b′, 3c′, 3d′ sind entsprechend der ersten Ausführungsform gemäß den Fig. 1 bis 3 ausgeführt, wobei jeweils die Kontaktflächen einen Winkel α mit der Kontaktschenkelebene, d. h. der Ebene, in der alle drei Kontaktschenkel 2c, 2d, 2e liegen, einschließen. Anstelle gleicher Winkel α für die Schrägstellung der beiden Kontaktierungsschlitze 3′ können auch unterschiedliche Winkel vorgesehen sein. Im dargestellten Beispiel betragen beide Winkel α = 45°. Die Schrägstellung der Kontaktierungsschlitze 3′ ist so orientiert, daß die Kontaktierungsschlitze gegensinnig zueinander schräggestellt sind. Da die beiden Winkel α in diesem Beispiel gleich sind, ist das Schneidklemm-Kontaktelement achsensymmetrisch Fig. 5 zeigt, daß die beiden angeschlossenen Adern 10 in analoger Weise zur Situation bei der ersten Ausführungsform des Schneidklemm-Kontaktelements (vgl. Fig. 3) derart durch eine Torsionsspannung festgehalten werden, daß die abisolierten Bereiche der Adern 10, die Leiter 12, flächig mit den Kontaktflächen 3a′, 3b′, 3c′, 3d′ kontaktiert sind.

Die in Fig. 6 gezeigte dritte Ausführungsform des Schneidklemm-Kontaktelements weist eine gegenüber der minimalen stanztechnisch realisierbaren Kontaktschlitzweite eine weiter verringerte Kontaktschlitzweite d auf. Gegenüber der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform gemäß den Fig. 1 bis 3 sind die Kontaktschenkel 2a, 2b in der Kontaktschenkelebene in einem Schritt während des Stanzvorganges aufeinander zugeschoben (siehe Pfeilrichtung) und durch diese plastische Verformung wird eine Kontaktschlitzweite d im Bereich von etwa 0 mm bis 0.3 mm erzielt, d. h. gegenüber der stanztechnisch erreichbaren Kontaktschlitzweite wird bei dieser Ausführungsform eine beliebige Verringerung des Abstands zwischen den beiden Kontaktflächen 3a, 3b bis hin zu ihrer Anlage erzielt. Wie aus Fig. 6 ersichtlich, bleibt auch bei dieser Ausführungsform die Schrägstellung der Kontaktflächen 3a, 3b bezüglich der Kontaktschenkelebenen erhalten, wobei die beiden Kontaktschenkel 2a, 2b in einer gemeinsamen Ebene liegen.

Eine vierte Ausführungsform des Schneidklemm-Kontaktelements ist in Fig. 7a während eines Fertigungsschritts und in Fig. 7b in ihrem Endzustand dargestellt. Ausgehend von einem Schneidklemm-Kontaktelement gemäß Fig. 6 mit zur Anlage gebrachten Kontaktflächen 3a, 3b, d. h. mit einer Kontaktschlitzweite von d = 0 mm, werden die Kontaktschenkel 2a, 2b in der gemeinsamen Anlageebene der Kontaktflächen 3a, 3b gegeneinander quer zur Kontaktschenkelebene verschoben (vgl. Pfeile in Fig. 7a), so daß sich nach dieser kurzzeitigen Verschiebung der Kontaktschenkel 2a, 2b gegeneinander ein Endzustand gemäß Fig. 7b einstellt, bei dem die beiden Kontaktschenkel 2a, 2b in einer gemeinsamen Ebene liegen und die Kontaktflächen 3a, 3b aufeinander liegen. Durch das kurzzeitige Verschieben gemäß Fig. 7a ist dieser vierten Ausführungsform des Schneidklemm-Kontaktelements eine Vorspannung aufgeprägt, so daß die beiden Kontaktflächen 3a, 3b in Richtung der gemeinsamen Ebene der Kontaktschenkel 2a, 2b mit einer Vorspannungskraft aneinander gedrückt werden. Auch besonders dünne Litzen, die keine Torsion in den Kontaktschenkeln 2a, 2b mehr hervorrufen können, wenn sie in den Kontaktierungsschlitz 3 geschoben sind, werden aufgrund der Vorspannung von den Kontaktflächen 3a, 3b sicher kontaktiert und dauerhaft gehalten.

Claims (7)

1. Schneidklemm-Kontaktelement, zum abisolierfreien Anschluß elektrischer Adern (10),

• - aus einem plattenförmigen elektrisch leitenden metallischen Material,
• - mit mindestens einem schlitzförmigen Einschnitt (3, 5, 6),
• - durch den jeweils zwei Kontaktschenkel (2a, 2b) voneinander getrennt sind,
• - wobei die Kontaktschenkel (2a, 2b) in einer gemeinsamen Ebene liegen und an ihren einen Enden (4) einstückig miteinander verbunden sind und
• - wobei zumindest entlang eines Teilbereichs (3) jedes Einschnitts einander gegenüberliegende, zueinander parallel verlaufende Kontaktflächen (3a, 3b) an den Kontaktschenkeln (2a, 2b) ausgebildet sind,

dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktflächen (3a, 3b) jedes Einschnitts (3, 5, 6) in bezug auf die Kontaktschenkelebene in einem Winkel (α) im Bereich von 35° bis 80° schräg verlaufen.

2. Schneidklemm-Kontaktelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktflächen (3a, 3b) mit der Kontaktschenkelebene einen Winkel (α) von 45° einschließen.

3. Schneidklemm-Kontaktelement nach Anspruch 1 oder 2 mit mehreren Einschnitten (3, 5, 6), dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktflächen (3a, 3b) jeweils zweier benachbarter Einschnitte (3, 5, 6) in ihrer Schrägorientierung zueinander gegensinnig verlaufen.

4. Verfahren zur Herstellung eines Schneidklemm-Kontaktelements nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktflächen (3a, 3b) aus dem metallischen Material ausgestanzt werden.

5. Verfahren zur Herstellung eines Schneidklemm-Kontaktelements nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst die Kontaktflächen (3a, 3b) ausgestanzt werden und dann jeweils zwei benachbarte Kontaktschenkel (2a, 2b) in Querrichtung zum von ihnen eingefaßten Einschnitt (3, 5, 6) innerhalb der Kontaktschenkelebene verschoben werden, um den Abstand (d) zwischen den jeweils zwei zusammengehörigen Kontaktflächen (3a, 3b) zu verringern.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils zwei zusammengehörigen Kontaktflächen (3a, 3b) bis zur Anlage aneinandergeschoben und dann aneinanderliegend quer zur Kontaktschenkelebene gegeneinander verschoben werden und anschließend die Kontaktschenkel (2a, 2b) wieder in die gemeinsame Kontaktschenkelebene zurückgebogen werden, so daß die Kontaktflächen (3a, 3b) in einem vorgespannten Zustand aneinander liegen.