WO2007042157A1 - Elektrische klemme für leiterplatten - Google Patents

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WO2007042157A1
WO2007042157A1 PCT/EP2006/009455 EP2006009455W WO2007042157A1 WO 2007042157 A1 WO2007042157 A1 WO 2007042157A1 EP 2006009455 W EP2006009455 W EP 2006009455W WO 2007042157 A1 WO2007042157 A1 WO 2007042157A1
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terminal
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actuating part
pusher
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PCT/EP2006/009455
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Sebastian Schäfer
Ralf Beckmann
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Phoenix Contact GmbH and Co KG
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    • H01R4/4809—Clamped connections, spring connections utilising a spring, clip, or other resilient member using a leaf spring to bias the conductor toward the busbar
    • H01R4/4846—Busbar details
    • H01R4/485—Single busbar common to multiple springs

Definitions

  • the present invention relates generally to the field of basic electrically conductive assemblies.
  • Such a connection in particular from the field of terminals, represents the electrical terminal.
  • the terminal serves as a link in the PCB connection technology for reliable supply of industrial electronics and economic single wiring on printed circuits and is referred to, for example, as a connector.
  • connectors as known from the prior art, therefore in many designs, such as in unipolar or multipole design, in bayed or block-mounted insulating material, wherein the Isolierstoffgeophuse at least one contact insert, formed from flat strip material, at least one end a spring force element is arranged in the form of a leg spring has. Furthermore, the connector is equipped with at least one female contact for attaching the terminal to a pin contact of a printed circuit board or an electrical device. The connector therefore serves at least one electrical conductor for electrical contacting and attachment to a conductor track on a printed circuit board.
  • such connectors consist of an insulating material, which is preferably designed so that the single-pole individual terminals can be connected to each other, so that multipolar female connectors can be formed.
  • the Isolierstoffgeophuse is in two-piece block design, designed so that the contact inserts can be inserted into the first housing and then closed with the second housing half by known snap closures.
  • Connectors of this type are a mass product. This results in the requirement that the connection of the electrical conductors and also the release of the electrical conductors is possible quickly and easily. This is especially true when the electrical conductors to be connected, as a rule, these are an incoming and an outgoing electrical conductor per single terminal, in one application from one and in another Application case be fed from another direction of the terminal. Therefore, the connector has to open the nip via an actuating part, in the form of a pusher element, which is guided in the manner of an axially movable plunger in the housing, which has at least one passageway for the passage of an electrical conductor.
  • the actuating part acts like a wedge which extends between the clamping legs and the
  • Abutment or busbar pushes to lift the clamping leg of the abutments, or from the clamped conductor.
  • Such connectors are well known from the prior art and can be found, for example, the product catalog "PCB connector COMBICON 2005" TNR 5169412 / 31.12.2004-00 the company Phoenix Contact GmbH & Co KG.
  • the disadvantage of this connection technology consists in releasing the electrical conductor is that per electric conductor, an actuating member is required and that the actuator of the actuating member is operable only parallel to the insertion of the electrical conductor. If such a terminal plugged into the circuit board angled pin contacts, the pin contacts would be bent upon actuation of the operating part, because the force required to actuate the operating force to release the contact forces of the clamping legs of the electrical conductor is now no longer parallel, but perpendicular to the pin contacts ,
  • an electrical terminal of the type mentioned is known. It is a print terminal for connection to printed circuit boards, which already incorporates the principle of a clamping system consisting of an actuating part and a spring force element.
  • the clamping force for the electrical conductor is hereby generated from the bent into the spring box elastic clamping legs.
  • the actuating part in the form of a translatory pusher, wherein the actuating part is made in one piece and serves to receive a plurality of electrical conductors acts, at the same time for opening the clamping points as a wedge, which pushes between the clamping legs and the abutment to the clamping leg of the abutments, or to lift off the trapped electrical conductor.
  • the invention is therefore an object of the invention to provide a terminal in spring technology of the type mentioned above, which avoids the aforementioned disadvantages of the known arrangements and to provide a technical solution that allows a more cost-effective, equipped with simple functional geometry and universally usable connector for PCB connections manufacture.
  • the invention proposes to produce a connector on the one hand ensures the electrical contact and on the other hand a quick detachable connection of the electrical conductors after the plug'n play method allows to overload without the pin contacts of the circuit board by the operation of the operating part.
  • the universal usability of the connector relates both to the vertical and to the parallel and plug-in direction of the connector to the circuit board. Due to the pluggable combination of options, it is also possible to turn the connector 180 degrees around the conductor insertion axis and place it on a printed circuit board or base strip. In all plug positions of the terminal should have the ability to easily / quickly solve the / the electrical conductor without burdening the pin contacts of the circuit board by applying the forces to release the clamp connection in addition to damage or bend.
  • leg springs which ensure high clamping safety and the present invention mirror-symmetrically to a current bar, opposite and spaced, are attached.
  • the advantage of the leg spring technology lies in the quick connection of the electrical conductors without special tools.
  • the solid conductor or a finely stranded conductor with ferrule is simply in the Inserted terminal point and pressed by the leg spring against the busbar and contacted there according to "plug'n play" independently.
  • the invention proposes to develop an operating part that the axial displacement in the Isolierstoffgeophuse with a tool in several places provided accessible and operable.
  • the accessibility is achieved in that the insulating material housing contains several suitable openings.
  • the openings are designed such that they are suitable for the passage of a tool.
  • a screwdriver is used as a tool.
  • One of the openings in the insulating material should be closed by the operating part itself.
  • the opening is located in the front surface of the insulating material housing, which corresponds to the facing side of the operator and should be closed by the arranged on the actuating part upper handle part.
  • the actuating part is produced from an injection-molded part and essentially has a functional geometry which is characterized by a multiplicity of inclined planes.
  • Two of the plurality of inclined planes are arranged laterally on the upper pusher part of the actuating part in order to simultaneously open the clamping legs of the torsion springs mounted symmetrically on the current bar.
  • the upper pusher part of the actuating part has a groove which is located centrally between two symmetrically arranged passage channels.
  • This direction of actuation at the upper handle portion of the actuating member is selected when the connected or inserted electrical conductors extend vertically to the surface of the circuit board, so that applied by means of the tool actuating force on the actuating member also acts vertically to the surface of the circuit board.
  • the operation of the actuating direction on the actuating part is selected when the pin contacts lead vertically out of the circuit board, for connection of the connector.
  • the pin contacts are not perpendicular but protrude from the surface of the printed circuit board in an angle of 90 degrees, and a terminal is plugged in, the connected or inserted electrical conductors are horizontal to the surface of the printed circuit board.
  • the tool to be applied is to avoid that the pin contacts bend in the process of opening the clamping legs, an actuating direction selected on the operating part that the screwdriver with its blade again vertical to the surface of the circuit board and thus the operating force is not horizontal, as the connection of the Terminal, but acts vertically to the surface of the circuit board.
  • an oblique web which is formed from a rising inclined plane and which are interconnected at the apex by a radius. Together, the two inclined planes form the lower handle part.
  • Slate plane is a plane that is inclined to the horizontal. If the blade of the screwdriver is inserted into the opening funnel, then the screwdriver blade slides on the one hand on the busbar or the contact insert and on the other hand on the oblique plane opposite the contact insert along. The contact insert thereby forms the fixed stop for the screwdriver, whereas the oblique web arranged on the actuating part displaces the actuating part axially in the interior of the insulating housing.
  • the force exerted by the screwdriver in the direction of the inclined plane has two effects in the movement of the screwdriver according to the physical laws. For one thing, the force pushes the screwdriver on the pad, i. here on the inclined plane, and on the other hand, the force is the cause of the movement of the operating part. In the point of application of the screwdriver at the inclined plane resulting forces arise in different directions, i. the inclined plane acts on the one hand as a force transducer and on the other hand serves to change the direction of force.
  • the deflection of the force direction is carried out according to the invention in the connector by the use of the inclined plane on the actuating part.
  • the lateral insertion of a tool, perpendicular to the Portereinbowsraum, for actuating the operating part thus has the effect due to the inclined plane that the operating member shifts axially in the direction of the conductor insertion axis.
  • the displacement of the actuating part parallel in the direction of the pin contacts has the consequence that the two, arranged on the upper presser part inclined planes are pulled against the clamping legs.
  • the upper pusher part acts as a wedge, because the upper pusher part is made in one piece and the two inclined planes are arranged symmetrically opposite lying on the pusher part and therefore simultaneously lift the clamping legs of the torsion springs from the electrical conductors for opening.
  • the wedge, formed by the two inclined planes consists of two planes inclined together with the base. The from the flanks of the wedge applied lateral forces are perpendicular to the flanks, wherein the flank force of the wedge acts on the clamping leg of the leg spring.
  • the force generated by the screwdriver on the lower inclined plane is deflected on the one hand in the movement of the operating part, and on the other hand by the inclined planes on the wedge on the torsion springs.
  • the peculiarity of the combination according to the invention of different inclined planes on the actuating part is that the force for opening the clamping legs does not act on the clamping legs, as in comparable clamping systems for the conductor insertion direction (see, for example, WO Ol / 470679).
  • Figure 1 is a perspective view of an electrical terminal in section, with
  • Figure 3 is a perspective view of a terminal with open clamping legs.
  • a terminal 1 is shown in block design, which can also be referred to as a spring terminal, or connector 2 with spring force elements 7.
  • the terminal 1 is in width for the connection of two electrical conductors 13, as shown in Fig.2, executed.
  • the number of connectable electrical conductors 13 varies as needed, for example as a connector block or in anreibarer execution.
  • eight connected conductors 13 are shown.
  • the terminal 1 has an insulating 4, consisting of two housing halves, which two contact inserts 5, consisting of strip material 6, each with a spring force element 7, consisting of a leg spring 8, a socket contact 9 and an actuating part 1 1 receives, wherein the actuating member 11, the opening 17 in the front surface 19 of the insulating housing 4 closes with its pusher 20.
  • the pusher part 20 which is substantially rectangular in cross section, has two passage channels 12 for the electrical conductors 13 and a groove 21 arranged between the passage channels 12 (for further details see FIG. 2), which can be acted upon by a tool 18, around the actuating part 11 in the direction of the arranged inside the insulating housing 4 leg springs 8 to move.
  • the insulating housing 4 and the actuating part 11 are made of plastic.
  • Fig.l shows that the clamping system is closed. That is to say that actuating part 1 1 in the insulating housing 4 closes with its pusher part 20 the opening 17 in the front face 19.
  • the clamping legs 44 of the leg fields 8 press against the electrical conductors 13 which, in turn, contact the contact inserts 5, which consist of bent tabs 22, which serve as abutment 23, and are formed from strip material 5, abut.
  • the two abutments 23 are spaced from each other and form a gap 24.
  • In the intermediate space 24 is a guide member 25 of the actuating member 11.
  • the contact inserts 5, the spring force elements 7 and the female contact 9 are a preassembled unit.
  • the lateral, arranged in the longitudinal direction of the insulating housing 4 openings 15,16 for naturalgriffeines tool 18 can be seen.
  • the second housing half 43 which is joined together with known locking or dovetail guides with the upper half of the housing to form a solid block.
  • the second housing half 43 serves to receive the socket contact 9 and can be inserted through the structured outer shape into the base strips (not shown).
  • the socket contact 9 ensures the electrical connection to the pin contacts 10 in the circuit board 3.
  • angled pin contacts 10 are arranged, on which the connection terminal is plugged.
  • This connector between the connector 2 and the circuit board 3 is referred to as a horizontal connection.
  • the electrical conductors 13 of the connector run parallel to the surface of the circuit board 3rd 2 shows the actuating part 1 1 according to the invention for the clamping system of a
  • the actuating part 11 is formed from a substantially rectangular flat shape, on the surface 26 of which two pusher parts 20, 27 and a guide element 25 are arranged.
  • the first pusher part 20 is arranged at the upper edge 28 of the actuating part 11 and forms the closure 29 in the opening 17 of the front surface 18 of the insulating housing 4.
  • the passageways are arranged symmetrically to the central axis 32 of the pusher 20 and centrally located between the two passageways 12, for attaching a tool 18, a groove 21.
  • the actuating part 1 1 arranged upper pusher part 20 in principle with two inclined planes 30, which are located on the transverse sides 31 of the pusher 20, equipped.
  • the normally pointed ends of the two inclined planes 30 extend in a radius 33, which allows the clamping legs 44 of the leg springs 8 to slide optimally.
  • the radii 33 of the inclined planes 30 point directionally inwards towards the central axis 32 of the actuating part 11.
  • the contour of the pusher part 20 thus corresponds to a wedge shape.
  • a guide member 25 which is arranged centrally to the central axis 32 of the actuating part 11 and abuts the surface 26 at.
  • the guide member 25 slides in the axial displacement of the actuating part 1 1, with its longitudinal side surfaces 39 along the back of the abutment 23 of the contact insert 5 along and limited with its free end 40, the displacement of the actuating member 11 within the insulating housing 4.
  • a second pusher member 27 is arranged at the bottom 34 of the Operating part 1 1.
  • This lower pusher member 27 is formed essentially of two webs 35, starting from the outer side edge 36, towards the center of the actuating part 1 1, rising, formed.
  • the two webs 35 are connected by a radius 37 at the apex 45.
  • Each web 35 forms an inclined plane 38, on the surface 41 of the tool 18 slides.
  • FIG. 3 shows the connector 2 according to the invention from Fig.l with open
  • Clamping system which can be actuated for example by one of the lateral openings 15,16.
  • the clamping system consists of the inside of the insulating housing 4 movably arranged actuating member 1 1 and the contact insert 5 with connected spring force elements 7. After insertion of the tool 18 through one of the openings 15th ⁇
  • the end position 42 of the displacement path for opening the clamping system is on the one hand by the stop of the guide member 25 and on the other hand by the lower pusher member 27, which comes in the lower housing half 43 of the insulating 4 comes to rest.
  • the end position of the displacement of the operating part 11, for clamping the electrical conductors 13, is determined by the vertex 45 which is located in the radius 37 of the two inclined planes 38 of the lower pusher 27 and the contact insert 5.

Landscapes

  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
  • Laying Of Electric Cables Or Lines Outside (AREA)
  • Discharge Heating (AREA)
  • Support Of Aerials (AREA)

Abstract

Die vorliegenden Erfindung bezieht sich allgemein auf das Gebiet grundlegender elektrisch leitender baulicher Vereinigungen. Bauliche Vereinigungen einer Vielzahl von gegenseitigen isolierten Verbindungselementen, besonders ausgebildet für gedruckte Schaltungen, wobei die bauliche Vereinigung ein Bauteil einer elektrischen Verbindung zwischen zwei oder mehreren leitenden Gliedern mit direktem Kontakt unter Verwendung einer Feder darstellt. Eine solche Verbindung, insbesondere aus dem Bereich der Klemmen, stellt die elektrische Anschlussklemme dar. Die Anschlussklemme dient als Bindeglied in der Leiterplattenanschlusstechnik zur zuverlässigen Versorgung der industriellen Elektronik und wirtschaftlichen Einzelverdrahtung auf gedruckten Schaltungen. Zum schnellen und einfachen Lösen der elektrischen Leiter, ähnlich dem plug'n play Verfahren beim Stecken der Leiter, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, ein Klemmsystem nach Fig. 1 einzusetzen, welches einerseits die elektrischen Leiter einfach und schnell löst und andererseits von mehreren Seiten der Anschlussklemme her, zugänglich ist. Die vorteilhafte Zugänglichkeit des Klemmsystem bewirkt zudem, dass das zur Betätigung des Klemmsystems zu benutzende Werkzeug, immer senkrecht zur Oberfläche der Leiterplatte zum Einsatz kommen kann.

Description

Elektrische Klemme für Leiterplatten
Technisches Gebiet
Die vorliegenden Erfindung bezieht sich allgemein auf das Gebiet grundlegender elektrisch leitender baulicher Vereinigungen. Bauliche Vereinigungen einer Vielzahl von gegenseitigen isolierten Verbindungselementen, besonders ausgebildet für gedruckte Schaltungen, wobei die bauliche Vereinigung ein Bauteil einer elektrischen Verbindung zwischen zwei oder mehreren leitenden Gliedern mit direktem Kontakt unter Verwendung einer Feder darstellt. Eine solche Verbindung, insbesondere aus dem Bereich der Klemmen, stellt die elektrische Anschlussklemme dar. Die Anschlussklemme dient als Bindeglied in der Leiterplattenanschlusstechnik zur zuverlässigen Versorgung der industriellen Elektronik und wirtschaftlichen Einzelverdrahtung auf gedruckten Schaltungen und wird beispielsweise als Steckverbinder bezeichnet.
Hintergrund im Stand der Technik
Steckverbinder gibt es, wie aus dem Stand der Technik bekannt, daher in vielen Bauausführungen, wie beispielsweise in einpoliger oder mehrpoliger Ausführung, in anreihbare oder in Blockbauweise angeordnete Isolierstoffgehäuse, wobei das Isolierstoffgehäuse mindestens einen Kontakteinsatz, geformt aus flachem Bandmaterial, an dessen mindestens einem Ende ein Federkraftelement in Gestalt einer Schenkelfeder angeordnet ist, aufweist. Des weiteren ist der Steckverbinder mit mindestens einem Buchsenkontakt zum Aufstecken der Anschlussklemme auf einen Stiftkontakt einer Leiterplatte oder einem elektrischen Gerät, ausgestattet. Der Steckverbinder dient daher wenigstens einem elektrischen Leiter zur elektrischen Kontaktierung und Befestigung an einer Leiterbahn auf einer Leiterplatte. In der Regel bestehen solche Steckverbinder aus einem Isolierstoffgehäuse, das bevorzugt so ausgebildet ist, dass die einpoligen Einzelklemmen aneinander anreihbar sind, sodass mehrpolige Buchsenleisten ausgebildet werden können. Oder das Isolierstoffgehäuse ist in Blockbauweise zweiteilig, ausgebildet, sodass die Kontakteinsätze in das erste Gehäuse eingeführt und anschließend mit der zweiten Gehäusehälfte durch bekannte Schnappverschlüsse verschlossen werden können.
Steckverbinder dieser Art sind ein Massenprodukt. Daraus resultiert die Forderung, dass das Anschließen der elektrischen Leiter und auch das Lösen der elektrischen Leiter schnell und problemlos möglich ist. Das gilt insbesondere dann, wenn die anzuschließenden elektrischen Leiter, im Regelfall sind dies pro Einzelklemme ein ankommender und ein abgehender elektrischer Leiter, in einem Anwendungsfall aus der einen und in einem anderen Anwendungsfall aus einer anderen Richtung der Klemme zugeführt werden. Daher verfugt der Steckverbinder zum Öffnen der Klemmstelle über ein Betätigungsteil, in Form eines Drückerelementes, das in Art eines axial beweglichen Stößels im Gehäuse geführt ist, welches mindestens einen Durchlasskanal für die Durchführung eines elektrischen Leiters aufweist. Das Betätigungsteil wirkt wie ein Keil, welcher sich zwischen den Klemmschenkel und das
Widerlager bzw. Stromschiene schiebt, um den Klemmschenkel von den Widerlagern, bzw. von dem eingeklemmten Leiter abzuheben.
Solche Steckverbinder sind aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt und können beispielsweise dem Produktkatalog "Leiterplattenanschluss COMBICON 2005 " TNR 5169412/ 31.12.2004-00 der Firma Phoenix Contact GmbH & Co KG entnommen werden. Der Nachteil dieser Verbindungstechnik besteht beim Lösen der elektrischen Leiter darin, dass pro elektrischem Leiter ein Betätigungsteil benötigt wird und dass die Betätigungsvorrichtung des Betätigungsteiles nur parallel zur Einführrichtung der elektrischen Leiter bedienbar ist. Würde eine solche Anschlussklemme auf in der Leiterplatte abgewinkelte Stiftkontakte gesteckt, würden bei Betätigung des Betätigungsteils die Stiftkontakte verbogen, weil die zur Betätigung des Betätigungsteils notwendige Kraft zum Lösen der Anpresskräfte der Klemmschenkel von dem elektrischen Leiter jetzt nicht mehr parallel, sondern senkrecht zu den Stiftkontakten steht.
Aus der DE 198 38 008, welche als nächstkommender Stand der Technik betrachtet wird, ist eine elektrische Anschlussklemme der eingangs genannten Art bekannt. Es handelt sich um eine Printklemme zum Anschluss an Leiterplatten, die bereits das Prinzip Klemmsystem, bestehend aus einem Betätigungsteil und einem Federkraftelement beinhaltet. Die Klemmkraft für den elektrischen Leiter wird hierbei aus den in den Federkasten hineingebogenen elastischen Klemmschenkeln erzeugt. Das Betätigungsteil in Gestalt eines translatorischen Drückers, wobei das Betätigungsteil einstückig ausgeführt ist und zur Aufnahme mehrerer elektrischer Leiter dient, wirkt, gleichzeitig zum Öffnen der Klemmstellen wie ein Keil, welcher sich zwischen den Klemmschenkel und das Widerlager schiebt, um den Klemmschenkel von den Widerlagern, bzw. von dem eingeklemmten elektrischen Leiter abzuheben. Diese bekannte Anordnung ist zwar für zwei Klemmstellen vorgesehen, aber der Nachteil besteht auch hier darin, dass die Betätigungseinrichtung des Betätigungsteiles ebenfalls nur parallel in Einführrichtung der elektrischen Leiter bedienbar ist.
Weitere Klemmen mit Betätigungsteil sind aus dem Stand der Technik, wie beispielsweise der DE 36 21 369 Al , der WO 01/ 47067 Al und der DE 102 44 480 Al bekannt. Auf den Sachgehalt der Offenbarungen soll hier nicht näher eingegangen werden. Nachteil aller Ausführungsformen aber ist, dass die auszuübende Kraft auf den Drücker nur in einer Richtung erfolgen kann. Aus der Figur der DE 102 44 480 ist die nachteilige Betätigungsrichtung eines translatorischen Drückers, der senkrecht zu den Steckkontakten angeordnet ist, ersichtlich. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anschlussklemme in Federtechnik der eingangs genannten Art zu schaffen, welche die vorgenannten Nachteile der bekannten Anordnungen vermeidet und eine technische Lösung anzugeben, die es ermöglicht, eine kostengünstigere, mit einfacher Funktionsgeometrie ausgestatteten und universell verwendbarem Steckverbinder für Leiterplattenanschlüsse herzustellen.
Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den nachstehenden Unteransprüchen und den nachfolgenden Beschreibungen
Beschreibung der Erfindung
Um eine mit diesen Merkmalen der vorliegenden Erfindung ausgestattete Anschlussklemme für schnelle, sichere und universelle Leiterplattenanschlüsse auf Leiterplatten zu schaffen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, einen Steckverbinder herzustellen, der einerseits den elektrischen Kontakt sicherstellt und andererseits eine schnelle lösbare Verbindung der elektrischen Leiter nach dem plug'n play- Verfahren ermöglicht, ohne die Stiftkontakte der Leiterplatte durch die Betätigung des Betätigungsteils zu überlasten.
Die universelle Verwendbarkeit des Steckverbinders bezieht sich sowohl auf die vertikale als auch auf die und parallele Steckrichtung des Steckverbinders zur Leiterplatte. Aufgrund der steckbaren Kombinationsvielfalt besteht auch die Möglichkeit, den Steckverbinder um 180 Grad um die Leitereinführachse zu drehen und auf eine Leiterplatte bzw. Grundleiste aufzustecken. In allen Steckpositionen der Anschlussklemme soll die Möglichkeit bestehen den / die elektrischen Leiter einfach und schnell zu lösen, ohne die Stiftkontakte der Leiterplatte durch das Aufbringen der Kräfte zum Lösen der Klemmverbindung zusätzlich zu belasten oder zu beschädigen, bzw. zu verbiegen.
Es ist daher eine Anschlussklemme zu entwickeln, bei der die Betätigungskraft des Werkzeuges, je nachdem wie die Anschlussklemme auf die Leiterplatte aufgesteckt ist, immer senkrecht zur Leiterplatte wirkt.
Eine weitere Forderung besteht darin, dass pro Buchsenkontakt (also pro Pol), der zum Aufstecken der Anschlussklemme auf einen Stiftkontakt einer Leiterplatte benötigt wird, zwei Klemmstellen für den Anschluss elektrischer Leiter zur Verfügung steht.
Der Schnellanschluss in der Verbindungstechnik erfolgt durch zwei Schenkel federn, die für hohe Klemmsicherheit sorgen und die erfindungsgemäß spiegelsymmetrisch an einem Strombalken, gegenüberliegend und beabstandet, angebracht sind. Der Vorteil der Schenkel federtechnik liegt im schnellen Anschluss der elektrischen Leiter ohne spezielles Werkzeug. Der Massivleiter oder ein feindrähtiger Leiter mit Aderendhülse wird einfach in die Klemmstelle eingeführt und von der Schenkelfeder gegen die Stromschiene gepresst und kontaktiert dort entsprechend " plug'n play" selbständig.
Da in der Verbindungstechnik nicht nur steigender Komfort bei der Montage und immer kürzeren Verdrahtungszeiten eine wichtig Rolle zukommt, sondern auch dem schnellen und sicheren Lösen der Verbindung von elektrischen Leitern aus der Klemmstelle, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, ein Betätigungsteil zu entwickeln, dass zur axialen Verschiebung im Isolierstoffgehäuse mit einem Werkzeug an mehreren vorgesehenen Stellen zugänglich und bedienbar ist. Die Zugänglichkeit wird dadurch erreicht, dass das Isolierstoffgehäuse dazu mehrere geeignete Öffnungen enthält. Die Öffnungen sind derart gestaltet, dass diese zum Durchgriff für ein Werkzeug geeignet sind. Vorteilhafterweise wird als Werkzeug ein Schraubendreher verwendet. Eine der Öffnungen im Isolierstoffgehäuse soll durch das Betätigungsteil selbst verschlossen werden. Die Öffnung befindet sich in der Frontfläche des Isolierstoffgehäuses, die der zugewandten Seite des Bedieners entspricht und soll durch das am Betätigungsteil angeordnete obere Drückerteil verschlossen werden.
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Betätigungsteil aus einem Spritzgießteil produziert wird und im wesentlichen eine Funktionsgeometrie aufweist, die durch eine Vielzahl von schiefen Ebenen geprägt wird.
Zwei aus der Vielzahl der schiefen Ebenen sind seitlich am oberen Drückerteil des Betätigungsteiles angeordnet, um die symmetrisch am Strombalken angebrachten Klemmschenkel der Schenkelfedern gleichzeitig zu öffnen.
Zum gleichzeitigen Öffnen der Klemmschenkel ist es erforderlich, dass Betätigungsteil mit einem Werkzeug zu betätigen. Zum Ansetzen des Werkzeuges weist das obere Drückerteil des Betätigungsteils eine Nut auf, die mittig zwischen zwei symmetrisch angeordneten Durchlasskanälen liegt.
Diese Betätigungsrichtung am oberen Drückerteil des Betätigungsteiles wird gewählt, wenn die angeschlossenen oder einzuführenden elektrischen Leiter vertikal zur Oberfläche der Leiterplatte verlaufen, damit die mit Hilfe des Werkzeuges aufzubringende Betätigungskraft am Betätigungsteil ebenfalls vertikal zur Oberfläche der Leiterplatte wirkt. Die Bedienung der Betätigungsrichtung am Betätigungsteil wird gewählt, wenn die Stiftkontakte senkrecht aus der Leiterplatte, zum Anschluss des Steckverbinders, herausführen.
Stehen die Stiftkontakte nicht senkrecht, sondern in 90 Grad abgewinkelter Form aus der Oberfläche der Leiterplatte hervor und wird eine Anschlussklemme aufgesteckt, verlaufen die angeschlossenen oder einzuführenden elektrischen Leiter hingegen horizontal zur Oberfläche der Leiterplatte. Für das anzusetzende Werkzeug wird zur Vermeidung, dass sich die Stiftkontakte beim Vorgang des Öffhens der Klemmschenkel verbiegen, eine Betätigungsrichtung am Betätigungsteil ausgewählt, dass der Schraubendreher mit seiner Klinge wieder vertikal zur Oberfläche der Leiterplatte zeigt und somit die Betätigungskraft nicht horizontal, wie der Anschluss der Anschlussklemme, sondern vertikal zur Oberfläche der Leiterplatte wirkt.
Hierzu ist es vorteilhaft, zur axialen Verschiebung des Betätigungsteils, welches zum öffnen der Schenkelfedern notwendig ist, eine der seitlichen Öffnungen im Isolierstoffgehäuse zu benutzen, in die der Schraubendreher mit seiner Klinge eingesteckt werden kann.
Hinter der jeweiligen trichterförmigen Öffnung befindet sich auf dem Betätigungsteil ein schräger Steg, der aus einer ansteigenden schiefen Ebene gebildet wird und die im Scheitelpunkt durch einen Radius miteinander verbunden sind. Zusammen bilden die beiden schiefen Ebenen das untere Drückerteil. Unter schiefer Ebene versteht man eine Ebene, die gegen die Horizontale geneigt ist. Wird die Klinge des Schraubendrehers in den öffhungstrichter eingeführt, so gleitet die Schraubendreherklinge einerseits an der Stromschiene bzw. dem Kontakteinsatz und andererseits an der dem Kontakteinsatz gegenüber liegenden schiefen Ebene entlang. Der Kontakteinsatz bildet dabei den festen Anschlag für den Schraubendreher, wohingegen der am Betätigungsteil angeordnete schräge Steg das Betätigungsteil axial im Innern des Isolierstoffgehäuses verschiebt. Die Kraft, die durch den Schraubendreher in Richtung der schiefen Ebene ausgeübt wird, hat bei der Bewegung des Schraubendrehers gemäss der physikalischen Gesetze zwei Wirkungen. Zum einen drückt die Kraft den Schraubendreher auf die Unterlage, d.h. hier auf die schiefe Ebene, und zum anderen ist die Kraft die Ursache für die Bewegung des Betätigungsteils. Im Angriffspunkt des Schraubendrehers an der schiefen Ebene entstehen resultierende Kräfte in verschiedenen Richtungen, d.h. die schiefe Ebene wirkt einerseits als Kraftwandler und dient andererseits der Änderung der Kraftrichtung. Die Umlenkung der Kraftrichtung erfolgt erfindungsgemäß im Steckverbinder durch den Einsatz der schiefen Ebene am Betätigungsteil. Das seitliche Einschieben eines Werkzeuges, senkrecht zur Leitereinfuhrungsrichtung, zur Betätigung des Betätigungsteils hat also die Wirkung aufgrund der schiefen Ebene, dass sich das Betätigungsteil axial in Richtung der Leitereinführungsachse verschiebt.
Die Verschiebung des Betätigungsteiles parallel in Richtung der Stiftkontakte hat zur Folge, dass die beiden, am oberen Drückerteil angeordneten schiefen Ebenen, gegen die Klemmschenkel gezogen werden. Das obere Drückerteil wirkt dabei als Keil, weil das obere Drückerteil einteilig ausgeführt ist und die beiden schiefen Ebenen symmetrisch gegenüber liegend am Drückerteil angeordnet sind und daher gleichzeitig die Klemmschenkel der Schenkelfedern von den elektrischen Leitern zum Öffnen abheben. Der Keil, gebildet aus den beiden schiefen Ebenen, besteht aus zwei mit der Basis zusammen geneigten Ebenen. Die von den Flanken des Keils ausgeübten seitlichen Kräfte stehen senkrecht auf den Flanken, wobei die Flankenkraft des Keils auf den Klemmschenkel der Schenkelfeder einwirkt. D.h., die Kraft der durch den Schraubendreher an der unteren schiefen Ebene erzeugt wird, wird einerseits in die Bewegung des Betätigungsteils, und andererseits durch die schiefen Ebenen am Keil auf die Schenkelfedern umgelenkt. Die Besonderheit der erfindungsgemäßen Kombination von verschiedenen schiefen Ebenen am Betätigungsteil hierbei ist, dass die Kraft zum Öffnen der Klemmschenkel nicht, wie bei vergleichbaren Klemmsystemen zur Leitereinführrichtung ( siehe beispielsweise WO Ol/ 470679), sondern parallel zu dieser an den Klemmschenkeln angreift.
Durch die Spiegelsymmetrie des Systems ist es möglich, den Schraubendreher aus zwei Richtungen in das Isolierstoffgehäuse einzuführen. Des weiteren kann die Kraft, mit der das Betätigungsteil im Innern des Isolierstoffgehäuses verschoben wird und somit die Klemmschenkel der Schenkelfedern öffnet, auch parallel , wie eingangs erläutert, zur Leitereinfuhrrichtung eingreifen. Eine Betätigung des Klemmsystems in der erfindungsgemäßen Anschlussklemme ist daher aus drei Richtungen möglich. Ist die Anschlussklemme in horizontaler oder vertikaler Steckrichtung an die Leiterplatte gesteckt , kann das Werkzeug zur Betätigung des Klemmsystems trotzdem immer senkrecht zur Oberfläche der Leiterplatte in Eingriff gebracht werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt
Figur 1 eine perspektivische Darstellung einer elektrischen Klemme im Schnitt, mit
Leiterplatte und
Figur 2 das Betätigungsteil des Klemmsystems, sowie
Figur 3 eine perspektivische Darstellung einer Anschlussklemme mit geöffneten Klemmschenkel.
In Fig. 1 ist eine Anschlussklemme 1 in Blockbauweise dargestellt, die auch als Federkraftklemme, bzw. Steckverbinder 2 mit Federkraftelementen 7 bezeichnet werden kann. Die Anschlussklemme 1 ist in der Breite für den Anschluss von zwei elektrischen Leitern 13, wie aus der Fig.2 ersichtlich, ausgeführt. In der Länge variiert die Anzahl der anschließbaren elektrischen Leiter 13 je nach Bedarf, beispielsweise als Steckverbinderblock oder in anreibarer Ausführung. In der Darstellung der Fig.l sind beispielsweise acht angeschlossene Leiter 13 aufgezeigt.
Die Anschlussklemme 1 hat ein Isolierstoffgehäuse 4, bestehend aus zwei Gehäusehälften, welches zwei Kontakteinsätze 5, bestehend aus Bandmaterial 6 mit je einem Federkraftelement 7, bestehend aus einer Schenkelfeder 8, einem Buchsenkontakt 9 und einem Betätigungsteil 1 1 aufnimmt, wobei das Betätigungsteil 11 die Öffnung 17 in der Frontfläche 19 des Isolierstoffgehäuses 4 mit seinem Drückerteil 20 verschließt. Entsprechend besitzt das im Querschnitt im wesentlichen rechteckförmige Drückerteil 20 zwei Durchlasskanäle 12 für die elektrischen Leiter 13 und eine zwischen den Durchlasskanälen 12 angeordnete Nut 21 (weitere Ausführungen siehe hierzu in Fig.2), die mit einem Werkzeug 18 beaufschlagt werden kann, um das Betätigungsteil 11 in Richtung der im Innern des Isolierstoffgehäuses 4 angeordneten Schenkelfedern 8 zu verschieben. Das Isolierstoffgehäuse 4 und das Betätigungsteil 11 bestehen aus Kunststoff. Weiter zeigt Fig.l, dass das Klemmsystem geschlossen ist. D.h., dass Betätigungsteil 1 1 im Isolierstoffgehäuse 4 verschließt mit seinem Drückerteil 20 die Öffnung 17 in der Frontfläche 19. In dieser Position des Betätigungsteiles 11 drücken die Klemmschenkel 44 der Schenkelfelder 8 gegen die elektrischen Leiter 13 , die wiederum an den Kontakteinsätzen 5, die aus gebogenen Laschen 22, die als Widerlager 23 dienen, und aus Bandmaterial 5 gebildet sind, anliegen. Die beiden Widerlager 23 sind voneinander beabstandet und bilden einen Zwischenraum 24. In dem Zwischenraum 24 befindet sich ein Führungselement 25 des Betätigungsteiles 11. Die Kontakteinsätze 5, die Federkraftelemente 7 und der Buchsenkontakt 9 stellen eine vormontierte Einheit dar.
Des weiteren sind die seitlichen, in Längsrichtung des Isolierstoffgehäuses 4 angeordneten Öffnungen 15,16 zum Durchgriffeines Werkzeuges 18 ersichtlich. Zum öffnen des Klemmsystems, bzw. zum Betätigen des Betätigungsteiles 11, besteht die Möglichkeit, das Werkzeug 18 in eine der Öffnungen 15, 16 oder in die Nut 21 einzuführen. Näheres zum öffnen des Klemmsystems siehe Fig.3. Unterhalb der Öffnungen 15,16 befindet sich die zweite Gehäusehälfte 43, die mit bekannten Verrastungen oder Schwalbenschwanzführungen mit der oberen Gehäusehälfte zu einem festen Block zusammen gefügt ist. Die zweite Gehäusehälfte 43 dient zur Aufnahme des Buchsenkontaktes 9 und kann durch die strukturierte Außenform in Grundleisten ( nicht dargestellt) eingesteckt werden. Der Buchsenkontakt 9 stellt die elektrische Verbindung zu den Stiftkontakten 10 in der Leiterplatte 3 sicher. Auf der in der Fig. 1 dargestellten Leiterplatte 3 sind abgewinkelte Stiftkontakte 10 angeordnet., aufweiche die Anschlussklemme aufgesteckt wird. Diese Steckverbindung zwischen dem Steckverbinder 2 und der Leiterplatte 3 wird als horizontale Verbindung bezeichnet. Bei der horizontalen Verbindung verlaufen die elektrischen Leiter 13 des Steckverbinders parallel zur Oberfläche der Leiterplatte 3. Fig.2 zeigt das erfindungsgemäße Betätigungsteil 1 1 für das Klemmsystem eines
Steckverbinders 2 gemäß Figur 1 und Figur 3.
Das Betätigungsteil 11 wird aus einer im wesentlichen rechteckigen flachen Form gebildet, an dessen Fläche 26 zwei Drückerteile 20,27 und ein Führungselement 25 angeordnet sind. Das erste Drückerteil 20 ist am oberen Rand 28 des Betätigungsteils 11 angeordnet und bildet den Verschluss 29 in der Öffnung 17 der Frontfläche 18 des Isolierstoffgehäuses 4. Zur Einführung der elektrischen Leiter 3 in die Klemmstellen 14, siehe Fig.l , enthält das am Betätigungsteil 11 angeordnete obere Drückerteil 20 zwei Durchlasskanäle 12. Die Durchlasskanäle sind symmetrisch zur Mittelachse 32 des Drückerteils 20 angeordnet und mittig zwischen den beiden Durchlasskanälen 12 befindet sich, zum Ansetzen eines Werkzeuges 18, eine Nut 21. Des weiteren ist das am Betätigungsteil 1 1 angeordnete obere Drückerteil 20 im Prinzip mit zwei schiefen Ebenen 30, die sich an den Querseiten 31 des Drückerteils 20 befinden, ausgestattet. Die normalerweise Spitzen Enden der beiden schiefen Ebenen 30 verlaufen in einem Radius 33 aus, der es den Klemmschenkeln 44 der Schenkelfedern 8 ermöglicht, optimal zu gleiten. Die Radien 33 der schiefen Ebenen 30 weisen richtungsmäßig nach Innen zur Mittelachse 32 des Betätigungsteiles 1 1 hin. Die Kontur des Drückerteils 20 entspricht somit einer Keilform. Unterhalb des oberen Drückerteils 20 schließt sich nahtlos und symmetrisch ein Führungselement 25, welches mittig zur Mittelachse 32 des Betätigungsteils 11 angeordnet ist und an der Fläche 26 anliegt, an. Das Führungselement 25 gleitet bei der axialen Verschiebung des Betätigungsteils 1 1, mit seinen längs Seitenflächen 39 an der Rückseite des Widerlagers 23 des Kontakteinsatzes 5 entlang und begrenzt mit seinem freien Ende 40 den Verschiebeweg des Betätigungsteils 11 innerhalb des Isolierstoffgehäuses 4. Am unteren Rand 34 des Betätigungsteils 1 1 ist ein zweites Drückerteil 27 angeordnet. Dieses untere Drückerteil 27 wird im wesentlichen aus zwei Stegen 35, die vom seitlichen Außenrand 36 beginnend, zur Mitte des Betätigungsteils 1 1 hin, ansteigend verlaufen, gebildet. Die beiden Stege 35 sind durch einen Radius 37 im Scheitelpunkt 45 miteinander verbunden. Jeder Steg 35 bildet eine schiefe Ebene 38, auf dessen Fläche 41 das Werkzeug 18 gleitet.
Fig.3 zeigt den erfindungsgemäßen Steckverbinder 2 aus der Fig.l mit geöffnetem
Klemmsystem, welches beispielsweise durch eines der seitlichen Öffnungen 15,16 betätigt werden kann. Das Klemmsystem besteht, aus dem im Inneren des Isolierstoffgehäuses 4 beweglich angeordneten Betätigungsteils 1 1 und den Kontakteinsatz 5 mit angeschlossenen Federkraftelementen 7. Nach dem Einschieben des Werkzeuges 18 durch eines der Öffnungen 15 θ
gleitet das Werkzeug 18 auf der schiefen Ebene 38 des Steges 35 des unteren Drückerteils 27 entlang und verschiebt das Betätigungsteil 1 1 axial, bis dieses seine Endposition 42 erreicht hat. Die Endposition 42 des Verschiebeweges zum Öffnen des Klemmsystems wird einerseits durch den Anschlag des Führungselements 25 und andererseits durch das untere Drückerteil 27, welches in der unteren Gehäusehälfte 43 des Isolierstoffgehäuses 4 zum Anliegen kommt, bestimmt. Die Endposition des Verschiebeweges des Betätigungsteils 11 , zum Klemmen der elektrischen Leiter 13, wird durch den Scheitelpunkt 45 der sich im Radius 37 der beiden schiefen Ebenen 38 des unteren Drückerteils 27 befindet und des Kontakteinsatzes 5 bestimmt. Ist die Endposition 42 des Betätigungsteils 1 1, zur Entnahme der elektrischen Leiter 13 erreicht, also befindet sich das Klemmsystem im geöffneten Zustand, haben die beiden schiefen Ebenen 30 des oberen Drückerteils 20 die beiden Klemmschenkel 44 der Schenkel federn 8 von den elektrischen Leitern 13 abgehoben, sodass die elektrischen Leiter 13 jetzt einfach und schnell entnommen werden können. Zur Betätigung des Klemmsystems bzw. des Betätigungsteils 1 1 kann das Werkzeug 18 in den Öffnungen 15,16 auch hebelartig eingesetzt werden.
Bezuεszeichenliste
1 Anschlussklemme 34 unterer Rand
2 Steckverbinder 35 Stege
3 Leiterplatte 36 seitlicher Aussenrand
4 Isoliersto ffgehäuse 37 Radius
5 Kontakteinsatz 38 schiefe Ebene
6 Bandmaterial 39 längs Seitenflächen
7 Federkraftelement 40 freies Ende
8 Schenkelfeder 41 Gleitfläche
9 Buchsenkontakt 42 Endposition
10 Stiftkontakt 43 Gehäusehälfte (untere)
11 Betätigungsteil 44 Klemmschenkel
12 Durchlasskanal 45 Scheitelpunkt
13 Elektrischer Leiter
14 Klemmstellen
15 Öffnung ( seitlich)
16 Öffnung ( seitlich)
17 Öffnung ( Frontfläche)
18 Werkzeug
19 Frontfläche
20 Drückerteil ( oberes)
21 Nut
22 Lasche
23 Widerlager
24 Zwischenraum
25 Führungselement
26 Fläche
27 Drückerteil (oberes)
28 Oberer Rand
29 Verschluss
30 Schiefe Ebene
31 Querseite
32 Mittelachse
33 Radius

Claims

Patentansprüche
1. Anschlussklemme (1), insbesondere Steckverbinder (2) zum elektrischen Kontaktieren und zum Anbringen an einer Leiterplatte (3) für wenigstens einen elektrischen Leiter (13)
- mit einem anreihbaren oder in Blockbauweise angeordneten Isolierstoffgehäuse (4),
- mit mindestens einem Kontakteinsatz (5) geformt aus flachem Bandmaterial(6), wobei das Bandmaterial (6) mit mindestens einem Federkraftelement (7) in Gestalt einer Schenkelfeder ( 8) verbunden ist,
- mit einem Buchsenkontakt (9) zum Aufstecken der Anschlussklemme (1) auf einen Stiftkontakt (10) einer Leiterplatte (3) oder eines elektrischen Gerätes,
- mit einem Betätigungsteil (11) zum Öffnen der Klemmstellen (14), welches mindestens einen Durchlasskanal (12) für die Durchführung eines elektrischen Leiters (13) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsteil (11) zur axialen Verschiebung im Isolierstoffgehäuse (4) an mehreren Stellen mit einem Werkzeug (18) zugänglich ist.
2. Anschlussklemme nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Isolierstoffgehäuse (4) mehrere Öffnungen ( 15,16,17 ) enthält
3. Anschlussklemme nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Öffnung (15,16) zum Durchgriff für ein Werkzeug (18) geeignet ist.
4. Anschlussklemme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Öffnung (17) im Isolierstoffgehäuse ( 4) durch das Betätigungsteil (1 1) verschlossen wird.
5. Anschlussklemme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschluss (29) der Öffnung (17) durch das am Betätigungsteil (1 1) angeordnete Drückerteil (20) gebildet wird.
6. Anschlussklemme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsteil (11) aus einer im wesentlichen rechteckigen flachen Form gebildet wird, an dessen Fläche (26) zwei Drückerteile (20,27) und ein Führungselement (25) angeordnet sind.
7. Anschlussklemme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Drückerteil (20) zwei Durchlasskanäle (12) enthält.
8. Anschlussklemme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchlasskanäle (12) symmetrisch zur Mittelachse (32) angeordnet sind.
9. Anschlussklemme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittig zwischen den Durchlasskanälen (12) eine Nut (21) im Drückerteil (20)
5 angeordnet ist.
10. Anschlussklemme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Drückerteil (20) zwei schiefe Ebenen (30) ausgebildet sind die sich an den Querseiten (31) befinden.
1 1. Anschlussklemme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, iö dass das Drückerteil (20) als Keilform ausgebildet ist.
12. Anschlussklemme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass um die Mittelachse (32) des Betätigungsteils (1 1) ein Führungselement (25) symmetrisch angeordnet ist.
13. Anschlussklemme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, 15 dass das Führungselement (25) den axialen Verschiebeweg des Betätigungsteils (1 1) begrenzt.
14. Anschlussklemme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Drückerteil (27) aus zwei Stegen (35) die über einen Radius (37) miteinander verbunden sind, gebildet wird.
0 15. Anschlussklemme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Stege (35) zwei schiefe Ebenen (38) bilden.
16. Anschlussklemme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die schiefen Ebenen (38) vom Außenrand (36) zur Mittelachse (32) hin, ansteigend verlaufen.
5 17. Anschlussklemme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die schiefen Ebenen (38) die Gleitfläche für das Werkzeug (18) bilden.
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