KLEMMVORRICHTUNG FÜR ABISOLIERFREIEN LEITERANSCHLUSS
Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf eine Klemmvorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Stand der Technik
Eine solche Klemmvorrichtung ist aus dem Dokument DE 199 56 750 Al bekannt. Sie findet dort Einsatz in einem Steckverbinder, in dessen Gehäuse eine Mehrzahl von Schneidkontakten angeordnet ist. Jeder dieser Schneidkontakte bildet mit dem zugehörigen Gehäuseteil des Steckverbinders eine Klemmvorrichtung für sich, wobei der über den Schneidkontakt führende Strompfad mittels eines Stiftkontaktes aus dem betreffenden Gehäuseteil herausgeführt wird. Die Kontaktie- rung des an den jeweiligen Schneidkontakt anzuschließenden Leiters erfolgt mittels des verschieblichen Betätigungsteils, welches den Leiter aufnimmt und bei der Überführung in seine Kontaktlage zwischen die die Leiterisolation durchdringenden Kontaktschneiden des Schneidkontaktes einführt. Der Schneidkontakt und der Kontaktstift sind separat hergestellte Teile, die zu einem einteiligen Bauteil zusammengefügt werden. Die Herstellung dieses Bauteils ist aufwendig, weil der Stiftkontakt mittels Löt-, Schweiß-, Nietoder Preßtechnik am Rückensteg des Schneidkontaktes befestigt werden muß. Solche gefügten Kontaktstellen bergen zu- dem die Unsicherheit in sich, daß durch korrosive, thermi-
sehe oder mechanische Einwirkungen die Kontaktsicherheit beeinträchtigt wird.
Eine Klemmvorrichtung in ähnlicher Ausführung ist aus der Gebrauchsmusterschrift DE 203 12 123 Ul bekannt. Das Betätigungsteil dieser Klemme ist im Klemmengehäuse zwischen der Aufnahmeposition und der Kontaktlage schwenkbar gelagert, wobei der im Kanal des Betätigungsteils aufgenommene, isolierte Leiter beim Verschwenken des Betätigungsteils in die Kontaktlage zwischen die Kontaktschneiden des Schneidkontaktes eingeführt wird. Der Strompfad innerhalb der Klemme setzt sich über eine Stromschiene fort, die an den Rückensteg des Schneidkontaktes elektrisch kontaktierend angefügt ist.
Die Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Klemmvorrichtung für den abisolierfreien Anschluß der eingangs ge- nannten Art zu schaffen, bei der der Schneidkontakt und der aus der Klemme ableitende, zweite Kontakt in besonders rationeller Weise gefertigt werden können und ihre elektrische Verbindung sicher ist.
Diese Aufgabe wird mit einer die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweisenden Klemmvorrichtung gelöst.
Für die Erfindung ist wesentlich, daß der Schneidkontakt und der aus der Klemmvorrichtung ableitende, zweite Kontakt miteinander einstückig sind, indem sie an einem Kontaktele-
ment ausgebildet sind, welches einen für beide Kontakte gemeinsamen Rückensteg aufweist. Das metallene Kontaktelement besteht aus einem nach dem ersten Fertigungsschritt ebenen Blechstanzteil mit den voneinander freigeschnittenen, an den Rückensteg anschließenden Federschenkeln und Federarmen. In nachfolgenden Fertigungsschritten werden die Kontaktschneiden an den Federschenkeln und die Buchsenform an den Federarmen gebildet, und es werden die Federschenkel und -arme in ihre vom Rückensteg abgewinkelte Lage gebogen.
Vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungsabbildungen
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel noch näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische, teils gesprengte Darstel lung einer aus mehreren Klemmvorrichtungen beste henden Klemmenanordnung,
Fig. 2 eine perspektivische Wiedergabe des den Strompfad bildenden Kontaktelementes jeder der Klemmenvor- richtungen nach Fig. 1,
Fig. 3 eine Seitansicht einer der Klemmvorrichtungen,
Fig. 4 eine Seitansicht des Kontaktelementes der Klemm- Vorrichtungen sowie des damit zusammenwirkenden
Betätigungsteils in der Aufnahmeposition und
Fig. 5 eine der Fig. 4 entsprechende Darstellung mit in der Kontaktlage befindlichem Betätigungsteil.
Weg zur Ausführung der Erfindung
Fig. 1 zeigt im einzelnen die von einer Anzahl von gleichen Modulen 12 gebildete Klemmenanordnung 10. Jedes der Module 12 stellt für sich eine Klemmvorrichtung dar, die ein Gehäuse 14 aufweist. Der Innenbereich des Gehäuses 14 weist einen besonders gestalteten Innenraum 16 auf, der an einer Seite des Gehäuses 14 offen ist, indem in die betreffende Gehäuseseitenwand 16.2 mittels einer konturierten Ausspa- rung eine Öffnung 16.1 gebildet ist. Die besondere Gestalt der Gehäuseöffnung 16.1 und des Innenraums 16 dient zur Aufnahme eines Kontaktelementes 18, welches nachstehend anhand von Fig. 2 noch näher beschrieben wird.
An dem aus Isolierstoff bestehenden Gehäuse 14 stehen seitlich Rastzapfen 20 vor. Diese Rastzapfen 20 befinden sich an derjenigen Seite des Gehäuses 14, an der die Gehäuseöffnung 16.1 vorgesehen ist. An der nicht dargestellten, gegenüberliegenden Seite ist das Gehäuse 14 geschlossen, und an dieser Seite befinden sich in entsprechender Anordnung zu den Rastzapfen 20 Rastöffnungen. Zwei oder mehrere der Module 12 sind dementsprechend zusammenfügbar und verrast- bar, und so kann durch Aneinanderreihung der Module 12 die Klemmenanordnung 10 gebildet werden. Hierbei überdeckt die geschlossene Seitenwand des Gehäuses 14 jedes Moduls 12 die
Gehäuseöffnung 16.1 des benachbarten Moduls 12. Für das am einen Ende der Reihe angeordnete Modul, an dessen Gehäuse 14 die Gehäuseöffnung 16 nicht durch ein Nachbarmodul geschlossen ist, ist ein Deckteil 19 vorgesehen, um hier die Gehäuseöffnung 16.1 verschließen zu können.
Im Innern des Gehäuses 14 jedes Moduls 12 bzw. jeder Klemmvorrichtung ist ein Betätigungsteil 22 schwenkbar gelagert. Das Betätigungsteil 22 dient zur Aufnahme des zu kontaktie- renden elektrischen Leiters. Bei der Leitereinführung befindet es sich in seiner einen Schwenkendlage in der Aufnahmeposition und kann von dort in seine zweite Schwenkendlage, die Kontaktlage, mittels entsprechender Betätigung überführt werden. Hierbei dreht sich das Betätigungsteil 22 mittels Achszapfen 24 in Lageröffnungen, die sich in den oberen Bereichen der Gehäuse-Seitenwände 16.2 befinden. Zur Aufnahme des zu kontaktierenden Leiters 50 (Fig. 4) ist das Betätigungsteil 22 mit einem Kanal 26 versehen, der eine an der Oberseite des Moduls 12 befindliche Einführöffnung auf- weist. Weiter ist in das Betätigungsteil 22 eine Einstecköffnung 28 für ein Betätigungswerkzeug eingeformt, die ebenfalls von der Oberseite des Moduls 12 her zugänglich ist. Ferner befindet sich an der Oberseite des Betätigungsteils 22 eine Drückerfläche 30.
Wie Fig. 2 veranschaulicht, ist das Kontaktelement 18 ein in einem Stück geformtes Bauteil, welches aus einem Metallblech, wie aus einem Stahlblech, freigestanzt ist und durch Umformen, nämlich Biegen, seine endgültige Gestalt erhält. Das Kontaktelement 18 besteht aus einem Schneidkontakt 18.1
und aus einem zweiten Kontaktteil 18.2. Zentrales Verbindungsstück des Schneidkontaktes 18.1 und des zweiten Kontaktteils 18.2 ist ein Rückensteg 32, der einen über den Bereich des Schneidkontaktes 18.1 hinaus verlängerten Ab- schnitt 32.1 aufweist, der dem zweiten Kontakt 18.2 zugeordnet ist. Im Bereich des Schneidkontaktes 18.1 schließen an den Längsseiten des Rücksteges 32 nach oben hin abgebogene Federschenkel 36 an, deren Querschnitt in Richtung vom Rückensteg 32 weg sich verjüngt. Insbesondere verringert sich die Dicke der Federschenkel 36. Im Bereich der oberen Kanten der Federschenkel 36 sind Kontaktschneiden 48 ausgebildet, die entlang der Stirnkanten von Endabschnitten 44 an den Federschenkeln 36 sich erstrecken, wobei diese Endabschnitte 44 in Richtung aufeinander zu von den Feder- schenkein 36 abgebogen sind und entlang einem Schlitz 42 aneinander angrenzen. An der Übergangsstelle 38 zwischen dem Rückensteg 32 und dem daran abschließenden Stegabschnitt 32.1 ist der Rückensteg 32 gegenüber dem erwähnten Abschnitt 32.1 etwas nach oben hin abgewinkelt, um die Fe- derschenkel 36 mit ihren Kontaktschneiden 48 in eine für die Kontaktierung des betreffenden Leiters 50 günstige Position zu bringen. Die Kontaktschneiden 48 befinden sich an derjenigen Stirnseite des Schneidkontaktes 18.1, die zu dem Stegabschnitt 32.1 hin liegt.
Von den Längsseiten des Stegabschnittes 32.1 sind in entgegengesetzter Richtung zu den Federschenkeln 36 des Schneidkontaktes 18.1, also nach unten hin, Federarme 34 abgewinkelt, die in Richtung vom Stegabschnitt 32.1 weg miteinan- der konvergieren und an ihren freien Enden zu einem Buch-
sen- oder Tulpenkontakt geformt sind. Die Federarme 34 verjüngen sich ebenfalls in ihrem Querschnitt in Richtung vom Stegabschnitt 32.1 weg, insbesondere verringern sie sich in dieser Richtung in ihrer Dicke. Der von den Federarmen 34 gebildete Buchsen- oder Tulpenkontakt 40 dient zur Kontak- tierung mit einem Kontaktstift 41 (Fig. 3), der an einem Basiselement, wie einer Leiterplatte, angeordnet ist.
Die Federarme 34 des zweiten Kontaktes 18.2 können in ande- rer als der dargestellten Ausführung vom Rückensteg 32 bzw. dessen Stegabschnittes 32.1 in gleicher Richtung wie die Federschenkel 36 des Schneidkontaktes 18.1 abgewinkelt sein. Hierbei lassen die Federarme 34 des zweiten Kontaktes 18.2 einen Abstand zu den Federschenkeln 36 des Schneidkon- taktes 18.1. Um den zu kontaktierenden Leiter 50 in die Kontaktschneiden 48 der Federschenkel 36 des Schneidkontaktes 18.1 einführen zu können, ordnet man bei dieser Ausführung die Kontaktschneiden 48 an denjenigen Kanten der Federschenkel 36 des Schneidkontaktes 18.1 an, die von der dem zweiten Kontakt 18.2 benachbarten Seite des Schneidkontaktes 18.1 abliegen.
Die Federschenkel 36 des Schneidkontaktes 18.1 sind kräftiger als die Federarme 34 des zweiten Kontaktteils 18.2 aus- gebildet. So erstrecken sich die Federschenkel 36 in Längsrichtung des Rückensteges 32 gesehen über eine größere Länge als die Federarme 34 des zweiten Kontaktteils 18.2. Im Bereich des Schlitzes 42 können die an den Federschenkeln 36 aufeinander zu abgebogenen Endabschnitte 44 vonein- ander getrennt sein. Die Federschenkel 36 des Schneidkon-
taktes 18.1 können jedoch auch so vorgespannt sein, daß sie mit ihren Endabschnitten 44 im Bereich des Schlitzes 42 unter Federspannung aneinander anliegen, was der Erhöhung des Kontaktdruckes gegen einen geklemmten Leiter dient. Die Kontaktschneiden 48 an den Stirnkanten der Federschenkel 36 im Bereich von deren Endabschnitten 44 sind konkav geformt und erstrecken sich bis zu dem Schlitz 42 hin.
Wie die Figuren 1 und 3 erkennen lassen, hat das Gehäuse 14 der Module 12 ein kastenförmiges Oberteil 14.1, und daran schließt nach unten hin ein hohles Sockelteil 46 des Gehäuses 14 an. Der Innenraum 16 im Gehäuse und die Öffnung 16.1 in der betreffenden Seitenwand 16.2 des Gehäuses 14 erstrecken sich vom Gehäuseoberteil 14.1 in das Gehäusesok- kelteil 46 hinein. So ist in der Einbaulage das Kontaktelement 18 mit den Federschenkeln 36 seines Schneidkontaktes
18.1 und mit den Federarmen 34 seines zweiten Kontaktteils
18.2 in den Innenraum 16 des Gehäuses 14 eingepaßt, indem der Schneidkontakt 18.1 im Gehäuseoberteil 14.1 und der zweite Kontakt 18.2 im Gehäusesockelteil 46 aufgenommen sind. Hierbei befindet sich der Schneidkontakt 18.1 unterhalb des als Drücker ausgebildeten Betätigungsteils 22. Das Deckteil 19 ist dadurch an die besondere Kontur der Öffnung 16.1 angepaßt, daß daran unterseitig ein Fortsatz 19.1 an- geformt ist, der den auf das Sockelteil 46 entfallenden Bereich der Öffnung 16.1 abdeckt.
Die Kontaktierung des zu klemmenden Leiters 50 unter Auftrennen der Leiterisolation ergibt sich aus den Darstellun- gen von Fig. 4 und Fig. 5. Fig. 4 zeigt eines der Module 12
bzw. der Klemmvorrichtungen in der Leitereinführposition. Das Betätigungsteil 22 ist hierbei aufwärts entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, so daß die Drückerfläche 30 sich oberhalb des Gehäuses 14 befindet. Der Leiter 50 ist in den Aufnahmekanal 26 des Betätigungsteils 22 so weit eingeführt, bis er mit seinem Ende an einem Anschlag 52 anliegt. Der Leiter 50 kann eine massive oder eine verdrillte Me- tallseele aus Einzeldrähten aufweisen. Nach dem Einführen des Leiters 50 in den Kanal 26 des Betätigungsteils 22 wird in dessen Einstecköffnung 28 ein längliches Werkzeug eingeführt und/oder die Drückerfläche 30 beaufschlagt und hiermit das Betätigungsteil 22 von seiner Leiter-Aufnahmeposition im Uhrzeigersinn in seine Kontaktlage gedreht, die in Fig. 5 wiedergegeben ist. In der Kontaktlage des Betäti- gungsteils 22 liegt dessen Drückerfläche 30 bündig mit der Oberseite des Gehäuses 14.
Während das Betätigungsteil 22 mit dem darin eingeführten Leiter in die Kontaktlage geschwenkt wird, kommt, der Leiter in Berührung mit den Kontaktschneiden 48 des Schneidkontaktes 18.1. Die Kontaktschneiden 48 durchtrennen die Isolation des Leiters 50, um die Leiterseele 51 freizulegen. Während die Leiterseele 51 in den Schlitz 42 zwischen den Endabschnitten 44 der Federschenkel 36 hineingezwängt wird, werden die Federschenkel 36 nach außen voneinander weg aufgeweitet, und es kommt aufgrund der Federspannung zu einer zuverlässigen elektrischen Kontaktierung zwischen dem Schneidkontakt 18.1 und der Leiterseele 51.
Um den Leiter 50 von dem Modul 12 abzuklemmen, wird wiederum ein entsprechend längliches Werkzeug in die Einstecköffnung 28 des Betätigungsteils 22 eingeführt und das Betätigungsteil 22 von der Kontaktlage entgegen dem Uhrzeigersinn in die Leiter-Aufnahmeposition geschwenkt, womit der Leiter
50 von den Federschenkeln 36 des Schneidkontaktes 18.1 freikommt. Hiernach kann der Leiter 50 aus dem Leiter-Aufnahmekanal 26 des Betätigungsteils 22 herausgezogen werden.
Das schwenkbare Drückerteil 22 weist einen Rastnocken 54 auf. Während der Schwenkung des Drückerteils 22 zwischen der Leiter-Aufnahmeposition und der Kontaktlage gleitet der Rastnocken 54 in einem Schlitz 56 in einer der Gehäuseseitenwände 16.2, wobei er in den Schwenkendlagen jeweils in ein kreisförmig erweitertes Ende des Schlitzes 56 eingreift.
Bei der Verwendung der Klemmenanordnung 10 als Steckerelement werden zunächst an den einzelnen Modulen 12 die Leiter 50 angeklemmt und hiernach wird die Klemmenanordnung 10 auf einer entsprechenden Anzahl der Kontaktstifte 41 positioniert, die an dem betreffenden Basisbauteil der jeweiligen Schaltung angeordnet sind. Hiernach sind diese Stifte 41 über die Kontaktelemente 18 elektrisch mit den an den Modu- len 12 angeschlossenen Leitern 50 bzw. deren Leiterseelen
51 verbunden.