DE102007033097B4

DE102007033097B4 - Elektrische Klemme und Federkraftklemmenanschluss hierzu

Info

Publication number: DE102007033097B4
Application number: DE102007033097.0A
Authority: DE
Inventors: Hans-Josef Köllmann
Original assignee: Wago Verwaltungs GmbH
Current assignee: Wago Verwaltungs GmbH
Priority date: 2007-07-13
Filing date: 2007-07-13
Publication date: 2019-01-24
Anticipated expiration: 2027-07-14
Also published as: CN101345352A; US20090017704A1; DE102007033097A1; US7704106B2; CN101345352B; JP5360531B2; JP2009021242A

Abstract

Federkraftklemmenanschluss (2) für elektrische Leiter mit einem Stromschienenstück (5) und einer gebogenen Blattfeder (3), die einen sich an dem separaten Stromschienenstück (5) abstützenden Anlageschenkel (7), einen sich am Anlageschenkel (7) anschließenden Federbogenabschnitt (11) und einen sich an den Federbogenabschnitt (11) anschließenden Klemmschenkel (8) zum Festklemmen eines Leiters an das Stromschienenstück (5) hat, dadurch gekennzeichnet, dass die Blattfeder (3) im Federbogenabschnitt (11) in einem Knick umgefaltet ist und dadurch im Federbogenabschnitt (11) die in Anlageschenkel (7) und den Klemmschenkel (8) übergehenden Teile der Blattfeder (3) parallel zueinander verlaufen und aneinander anliegen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Federkraftklemmenanschluss für elektrische Leiter mit einem Stromschienenstück und einer gebogenen Blattfeder, die einen sich an dem separaten Stromschienenstück abstützenden Anlageschenkel, einen sich am Anlageschenkel anschließenden Federbogenabschnitt und einen sich an den Federbogenabschnitt anschließenden Klemmschenkel zum Festklemmen eines Leiters an das Stromschienenstück hat.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine elektrische Klemme mit mindestens einem solchen Federkraftklemmenanschluss, der in ein Isolierstoffgehäuse der elektrischen Klemme eingesetzt ist.
DE 197 11 051 A1 offenbart eine Verbindungsklemme für elektrische Leiter, mit einem Federkraftklemmanschluss, der eine aus Federstahlblech gebildete gebogene Klemmfeder mit über einen Federbogen miteinander verbundenen Anlageschenkel und Klemmschenkel sowie eine in den Klemmschenkel in eingesteckte und an den dem Anlageschenkel anliegende Stromschiene hat. Im Isolierstoffgehäuse der Klemme ist ein sich von dem rückwärtigen Federbogen der Klemmfeder entlang des Anlageschenkels und der Stromschiene erstreckender Leitereinführungskanal vorgesehen.
Eine andere Ausführungsform schraubenloser Anschlussklemmen ist in DE 30 19 149 C2 beschrieben. Dabei liegt das Ende eines schräg gestellten Anlageschenkels einer gebogenen Klemmfeder durch Federkraft auf einem Leiterende auf, das durch einen Leitereinführungskanal in einen freien Hohlraum eingesteckt ist.
DE 102 39 273 A1 offenbart einen Federkraftklemmenanschluss für einen elektrischen Leiter, bei dem das Klemmschenkelende einer Blattfeder in einen viereckigen Materialdurchzug eines Stromschienenstücks derart eintaucht, dass das Klemmschenkelende mit einer Lochkrageninnenwandfläche des Materialdurchzugs eine Klemmstelle für den elektrischen Leiter bildet. Der Anlageschenkel stützt sich an der der Klemmstelle gegenüberliegenden Seite des Materialdurchzugs ab. Auch hier ist die Blattfeder mit einem U-förmig gestalteten Federbogenabschnitt versehen.
Durch die bspw. aus der DE 197 11 051 A1 bekannte Positionierung des Leitereinführungskanals mit einem wesentlichen Teil seiner Länge unterhalb des Anlageschenkels der Klemmfeder ist es bereits gelungen, die Bauhöhe des Klemmenbauteils in Erstreckungsrichtung des Leitereinführungskanals zu verringern.
Die DE 2 005 923 A offenbart eine Anschluss- oder Verbindungsklemme für elektrische Leitungen mit einer einen im Federbogenabschnitt fest mit einem Stromschienenstück verbundenen Klemmfeder. Hierbei weist das Stromschienenstück oder die Klemmfeder als Klemmkante dienende Aussparung auf, zudem ist die Klemmfeder gegenüber einem Befestigungsbereich beweglich ausgeführt.
Die DE 1917 503 A beschreibt eine Anschluss- oder Verbindungsklemme mit einer abgebogenen Klemmfeder, die mit ihrem abgebogenen Ende eine als Widerlager dienen Kontaktplatte umfasst und von dieser unter Spannung gehalten ist.
Die DE 199 39 572 B4 offenbart eine Federklemmvorrichtung für den Anschluss eines elektrischen Leiters in Form einer Blattfeder, die einen festen Arm und einen über einen Federbogenabschnitt mit dem festen Arm verbundenen beweglichen Arm hat. Im Abstand zu dem eigentlichen Federbogen mit Inflexionspunkten liegt der feste Arm und der bewegliche Arm durch entsprechend ausgestaltete Krümmungen aneinander an, um einen Schwenkpunkt zu schaffen, der bei Betätigung der Blattfeder zu einer Verschwenkung des Federbogens führt. Der Federbogenabschnitt selbst wird ausgelenkt, was die erforderliche Baubreite erhöht und einen Freiraum im Isolierstoffgehäuse erfordert, die ein Auslenken des Federbogenabschnitts erlaubt.
Ausgehend hiervon, ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Baubreite von Klemmbauteilen in Richtung des Federweges der Klemmfeder weiter zu verringern.
Die Aufgabe wird mit dem Federkraftklemmenanschluss der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Blattfeder im Federbogenabschnitt in einem Knick umgefaltet ist und dadurch im Federbogenabschnitt die in den Anlagenschenkel und den Klemmschenkel übergehenden Teile der Blattfeder parallel zueinander verlaufen und aneinander anliegen.
Im Unterschied zu den bislang bekannten U-förmig gebogenen Blattfedern bei denen der Federbogenabschnitt einen deutlichen Radius aufweist, wird bei dem erfindungsgemäßen Federkraftklemmenanschluss der Abstand der parallel zueinander verlaufenden Teile des Federbogenabschnitts und damit der Radius des Federbogens maximal verringert, so dass diese beiden in den Anlageschenkel und den Klemmschenkel übergehenden Teile des Federbogenabschnitts mindestens teilweise aneinander anliegen. Dies führt dazu, dass die untereinander durch den Radius des Federbogens vorgegebene Mindestbaubreite in Richtung des Federweges eines Klemmbauteils reduziert werden kann.
Der in seiner radialen Ausdehnung reduzierte Federbogenabschnitt kann vorzugsweise dadurch realisiert werden, dass die Blattfeder im Federbogenabschnitt derart umgefaltet ist, dass die aneinander anliegenden Teile der Blattfeder im Federbogenabschnitt über einen 180° - Knick der Blattfeder miteinander verbunden sind. Die Blattfeder kann damit aus einem Federstahlblech hergestellt werden, das durch einen geeigneten Umformprozess umgefaltet wird.
Alternativ hierzu kann die Blattfeder aber auch aus zwei Teilen eines Federstahlblechs hergestellt werden. Dann ist die Blattfeder aus einem ersten, den Anlageschenkel enthaltenen Teil und einem separaten zweiten, den Klemmschenkel enthalten Teil gebildet. Diese beiden separaten Teile werden dann an den parallel zueinander verlaufenden Federbogenabschnitten der beiden Teile miteinander zur Bildung der gebogenen integralen Blattfeder miteinander verbunden. Um einen möglichst großen Federweg zu schaffen, sollte die Verbindung an den Enden der parallelen Federbogenabschnitte erfolgen.
Die aneinander anliegenden Teile der Blattfeder im Federbogenabschnitt können bspw. durch Vernieten, Verschweißen, Verkleben oder durch Formschluss miteinander verbunden sein.
Der Federkraftklemmenanschluss kann bspw. konstruktiv in der aus der DE 197 11 051 A1 bekannten Weise ausgestaltet sein. Dabei hat der Klemmschenkel der Blattfeder eine Ausnehmung und ist zum Anlageschenkel hin so umgebogen, dass sich das am Anlageschenkel anliegende Stromschienenstück vom Anlageschenkel weg durch die Ausnehmung hindurch erstreckt und die Begrenzung der Ausnehmung am Ende des Klemmschenkels zusammen mit dem Stromschienenstück eine Klemmstelle für einen vom Federbogen in Richtung der Ausnehmung und durch die Ausnehmung hindurch gesteckten Leiters bildet.
Es ist aber denkbar, dass der Federkraftklemmenanschluss in der aus der DE 102 39 273 A1 grundsätzlich bekannten Bauweise ausgestaltet ist. Dabei ist das Stromschienenstück aus einen flachen Material gefertigt und besitzt eine Leiterdurchstecköffnung. Die Blattfeder taucht in die Leiterdurchstecköffnung ein und bildet mit dem Materialdurchzug der Leiterdurchstecköffnung eine Klemmstelle, indem der Klemmschenkel der Blattfeder in der Ruheposition, bei der kein Leiter in die Leiterdurchstecköffnung eingesteckt ist, gegen einen Klemmabschnitt an der Leiterdurchstecköffnung federnd anliegt. Der Anlageschenkel erstreckt sich dabei vorzugsweise ebenfalls in die Leiterdurchstecköffnung hinein und stützt sich an dem der Klemmstelle gegenüberliegenden Innenkante der Leiterdurchstecköffnung ab. Denkbar ist aber auch, dass der Anlageschenkel anderweitig an dem Stromschienenstück befestigt ist.
Die Aufgabe wird weiterhin durch eine elektrische Klemme mit mindestens einem solchen Federkraftklemmenanschluss gelöst. Das Isolierstoffgehäuse hat dabei ebenfalls an den Anlageschenkel angrenzenden und in eine durch den Klemmschenkel und das Stromschienenstück gebildete Klemmstelle übergehenden Leitereinführungskanal sowie einen gegenüberliegend zum Leitereinführungskanal benachbart an den Federklemmenanschluss an den in dem Klemmschenkel übergehenden Teil des Federbogenabschnitts angrenzenden und zum Klemmschenkel verlaufenden Betätigungskanal. In diesen Betätigungskanal kann ein Betätigungswerkzeug, bspw. ein Schraubendreher, eingesteckt werden, um den Klemmschenkel von der Klemmstelle weg zu verlagern und das Einführen und Festklemmen eines Leiters bzw. Abklemmen eines Leiters von der Klemmstelle zu ermöglichen.
Die Blattfeder bildet vorzugsweise eine Wandlung für den Leitereinführungskanal und den Betätigungskanal, so dass die Baubreite in Richtung Federweg weiter reduziert wird.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Längsachsen des Leitereinführungskanals und des Betätigungskanals annähernd parallel zueinander verlaufen. Die maximale Reduzierung des Radius des Federbogens der Blattfeder hat zur Folge, dass der Betätigungskanal nur eine geringe bzw. keinerlei Neigung gegenüber der Längsachse des Leitereinführungskanals haben muss. Auch dies führt zu einer weiteren Verringerung der Baubreite in Richtung Federweg der elektrischen Klemme.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

1 - Querschnittsansicht einer elektrischen Klemme mit Federkraftklemmenanschluss in Ruheposition;
2 - Elektrische Klemme aus 1 mit Federkraftklemmanschluss in Betätigungsposition.

1 lässt eine Querschnittsansicht einer elektrische Klemme 1 mit einem Federkraftklemmenanschluss 2 in Ruheposition erkennen, bei der eine Blattfeder 3 durch ihre Federkraft in eine Klemmposition zurückgefedert.
Die elektrische Klemme 1 hat ein Isolierstoffgehäuse 4, in das der Federkraftklemmenanschluss 2 eingebaut ist. Der Federkraftklemmenanschluss 2 besteht hierbei aus der Blattfeder 3 und einem Stromschienenstück 5, dass in der dargestellten Art beispielhaft gebogen und durch eine Ausnehmung 6 in der Blattfeder 3 durchgesteckt ist. Die Blattfeder 3 stützt sich mit einem Anlageschenkel 7 an dem Stromschienenstück 5 ab, das entsprechend in Richtung des Anlageschenkels 7 umgebogen in eine in dem Anlageschenkel gebildete Aufnahme ein- oder durchgesteckt ist.
Die Blattfeder 3 hat weiterhin einen Klemmschenkel 8, in dem die Ausnehmung zur Durchführung des Stromschienenstücks 5 und eines Leiterendes (nicht dargestellt) eingebracht ist. Das die Begrenzung der Ausnehmung 6 bildende Ende des Klemmschenkels 8 bildet zusammen mit dem in diesem Bereich befindlichen Abschnitt des Stromschienenstücks 5 eine Klemmstelle 9 für einen elektrischen Leiter, der durch eine Leiterdurchstecköffnung 10 am Federkraftklemmanschluss 2 vorbei und durch die Ausnehmung 6 hindurch in den durch die Stromschiene 5 unterhalb des Klemmschenkels 8 gebildeten Käfig hingeführt wird.
Erkennbar ist, dass der Anlageschenkel 7 und der in Richtung Anlageschenkel 7 und Stromschienenstück umgebogene Klemmschenkel 8 in einen gemeinsamen Federbogenabschnitt 11 übergeht. Das in den Anlageschenkel 7 übergehende Teil 12a sowie das in den Klemmschenkel 8 übergehende Teil 12b der Blattfeder 3 im Bereich des Federbogenabschnitts 11 verlaufen parallel zueinander und liegen aneinander an. Im Unterschied zu Federbogenabschnitten mit großem Radius, bei dem die umgelenkten Teile der Blattfeder 3 sich nicht berühren, wird durch das extreme Verringern des Bogens derart, dass die in den Anlageschenkel 7 und in den Klemmschenkel 8 übergehenden Teile 12a, 12b des Federbogenabschnitts sich berühren, die Baubreite des Federkraftklemmenanschlusses 2 in Auslenkrichtung der Blattfeder 3 extrem verringert.
Der Federbogenabschnitt 11 kann wie dargestellt durch Umfalten der aus einem einstückigen Federblech gebildeten Blattfeder 3 hergestellt werden. Das Umfalten kann während der Erwärmung des Federbogenabschnitts 11 erfolgen. Vorteilhaft ist ein Umformprozess in Verbindung mit Laserglühen oder einem Induktionserwärmungsprozess. Ein umgefalteter Federbogenabschnitt 11 lässt sich auch mittels Elektroerwärmung durch stromführende Elektroden erreichen, die an den Teilen 12a, 12b des Federbogenabschnitts 11 anliegen und diese zusammenpressen.
Die Herstellung des in seiner Ausdehnung verringerten Federbogenabschnitts 11 lässt sich auch erreichen, indem die Blattfeder 3 aus zwei Teilen eines Federblechs hergestellt wird, wobei die beiden Teile zur Bildung der integralen, einen Anlage- und Klemmschenkel 7, 8 aufweisenden Blattfeder 3 miteinander beispielsweise durch Vernieten, Verschweißen oder Verkleben verbunden werden.
Die Betätigung des Federkraftklemmenanschlusses 2 erfolgt über einen Betätigunskanal 13, in den eine Betätigungswerkzeug, wie beispielsweise ein Schraubendreher eingeführt werden kann. Mit Hilfe des Betätigungswerkzeuges wird der Klemmschenkel 8 aus der Ruheposition (in der dargestellten Ausführungsform nach rechts) zu verlagert, um die Klemmstelle freizugeben und zu ermöglichen, eine Leiter durch den Leitereinführungskanal 10 durch die Ausnehmung 6 durchzustecken bzw. einen festgeklemmten Leiter wieder abzuklemmen.
2 lässt die elektrische Klemme 1 aus 1 in der Betätigungsposition erkennen. Es wird deutlich, dass der Klemmschenkel 8 nunmehr soweit verlagert ist, dass die Ausnehmung 6 im Leitereinführungskanal 10 liegt, so dass ein durch den Leitereinführungskanal 10 durchgesteckter Leiter automatisch auch durch die Ausnehmung in den durch das gebogene Stromschienenstück 5 gebildeten Käfig geführt wird. Wenn nun das Betätigungswerkzeug aus dem Betätigungskanal 13 herausgezogen wird, verlagert sich der Klemmschenkel 8 der Blattfeder 3 wieder nach links so weit, bis das durch die Ausnehmung 6 durchgeführte Leiterende mit Hilfe des die Begrenzung der Ausnehmung 6 bildenden Endes des Klemmschenkels 8 an das Stromschienenstück 5 in an sich bekannter Weise gedrückt und dort festgelegt wird.
2 lässt weiter die Längsachsen des Leitereinführungskanals 10 und des Betätigungskanals 13 erkennen. Es ist deutlich, dass diese nur leicht winklig zueiander versetzt sind. Der Winkel beträgt etwa 0 bis 10 Grad, vorzugsweise 5 bis 7 Grad. Diese annährend parallele Ausrichtung des Leitereinführungskanals 10 und Betätigungskanals 13 wird dadurch ermöglicht, dass die Ausdehnung des Federbogenabschnitts 11 erheblich reduziert ist.
Die dargestellte Ausführungsform einer elektrischen Klemme 1 ist nur eine mögliche Variante für den Einsatz eines Federkraftklemmenanschlusses 3 mit in seiner Ausdehnung reduziertem Federbogenabschnitt 11. Andere Einsatzformen in bekannten elektrischen Klemmen sind denkbar, bei denen die Blattfeder mit einen großen Radius ausweisenden Federbogenabschnitt 11 durch die vorliegenden Federkraftklemmenanschluss 2 ersetzt werden.

Claims

Federkraftklemmenanschluss (2) für elektrische Leiter mit einem Stromschienenstück (5) und einer gebogenen Blattfeder (3), die einen sich an dem separaten Stromschienenstück (5) abstützenden Anlageschenkel (7), einen sich am Anlageschenkel (7) anschließenden Federbogenabschnitt (11) und einen sich an den Federbogenabschnitt (11) anschließenden Klemmschenkel (8) zum Festklemmen eines Leiters an das Stromschienenstück (5) hat, dadurch gekennzeichnet, dass die Blattfeder (3) im Federbogenabschnitt (11) in einem Knick umgefaltet ist und dadurch im Federbogenabschnitt (11) die in Anlageschenkel (7) und den Klemmschenkel (8) übergehenden Teile der Blattfeder (3) parallel zueinander verlaufen und aneinander anliegen.
Federkraftklemmenanschluss (2) für elektrische Leiter mit einem Stromschienenstück (5) und einer gebogenen Blattfeder (3), die einen sich an dem separaten Stromschienenstück (5) abstützenden Anlageschenkel (7), einen sich am Anlageschenkel (7) anschließenden Federbogenabschnitt (11) und einen sich an den Federbogenabschnitt (11) anschließenden Klemmschenkel (8) zum Festklemmen eines Leiters an das Stromschienenstück (5) hat, dadurch gekennzeichnet, dass die Blattfeder (3) aus einem ersten, den Anlageschenkel (7) enthaltenden Teil und einem separaten zweiten, den Klemmschenkel (8) enthaltenden Teil gebildet ist und die beiden separaten Teile an parallel zueinander verlaufenden Federbogenabschnitten (11) der beiden Teile aneinander anliegend und dort zur Bildung der gebogenen Blattfeder (3) miteinander verbunden sind.
Federkraftklemmenanschluss (2) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die aneinander anliegenden Teile der Blattfeder (3) im Federbogenabschnitt (11) durch Vernieten, Verschweißen oder Verkleben miteinander verbunden sind.
Federkraftklemmenanschluss (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmschenkel (8) der Blattfeder (3) eine Ausnehmung (6) hat und zum Anlageschenkel (7) hin so umgebogen ist, dass sich das am Anlageschenkel (7) anliegende Stromschienenstück (5) vom Anlageschenkel (7) weg durch die Ausnehmung (6) hindurch erstreckt und die Begrenzung der Ausnehmung (6) am Ende des Klemmschenkels (8) zusammen mit dem Stromschienenstück (5) eine Klemmstelle (9) für einen vom Federbogenabschnitt (11) in Richtung der Ausnehmung (6) und durch die Ausnehmung (6) hindurch gesteckten Leiter bildet.
Federkraftklemmenanschluss (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Stromschienenstück (5) aus einem flachen Material gefertigt ist und eine Leiterdurchstecköffnung besitzt und die Blattfeder (3) in die Leiterdurchstecköffnung eintaucht und mit seinem Klemmschenkel (8) in der Ruheposition ohne einen in die Leiterdurchstecköffnung eingesteckten Leiter gegen einen Klemmabschnitt der Leiterdurchstecköffnung federnd anliegt.
Federkraftklemmenanschluss (2) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Anlageschenkel (7) in die Leiterdurchstecköffnung hinein erstreckt und an der dem Klemmschenkel (8) gegenüber liegenden Innenkante der Leiterdurchstecköffnung anliegt.
Elektrische Klemme (1) mit mindestens einem Federkraftklemmenanschluss (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, der in ein Isolierstoffgehäuse (4) der elektrischen Klemme (1) eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Isolierstoffgehäuse (4) einen an den Anlageschenkel (7) angrenzenden und in eine durch den Klemmschenkel (8) und das Stromschienenstück (5) gebildete Klemmstelle (9) übergehenden Leitereinführungskanal (10) und einen gegenüberliegend zum Leitereinführungskanal (10) benachbart an den Federklemmenanschluss (2) an den in den Klemmschenkel (8) übergehenden Teil des Federbogenabschnitts (11) angrenzenden und zum Klemmschenkel (8) verlaufenden Betätigungskanal (13) hat.
Elektrische Klemme (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Blattfeder (3) eine Wandung für den Leitereinführungskanal (10) und den Betätigungskanal (13) bildet.
Elektrische Klemme (1) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachsen des Leitereinführungskanals (10) und des Betätigungskanals (13) annähernd parallel zueinander verlaufen.