Miniatur- Federklemme
Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Federklemme, insbesondere eine Frontklemme, wobei ein Leiter in die Federklemme einsteckbar ist und ein Kontaktteil zum Verbinden des Leiters mit einer elektrischen Baugruppe kontaktiert.
Es sind Federklemmen bekannt, bei denen ein Leiter mittels eines beweglichen Klemmkörpers an eine unbewegliche, stromführende Stromschiene geklemmt wird. In der Regel wird zum Verstellen des Klemmkörpers eine Schraube verwendet, mit der der Klemmkörper in seine Klemmposition verstellt wird.
Eine solche Federklemme zeigt beispielsweise die Druckschrift EP 0 836 242 B1 , bei der ein elektrischer Leiter mit einem schwenkbar gelagerten Druckstück festklemmbar ist. Im Festklemmzustand des Druckstücks kontaktiert der Leiter eine Stromschiene. Für die Rückstellung des Druckstücks ist eine Feder vorgesehen.
Offenbarung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, eine sehr platzsparende und sehr kostengünstig herstellbare Federklemme zu schaffen, die für sehr viele Leiterquerschnitte verwendbar ist, und die gleichzeitig sehr leicht montierbar ist.
Die Aufgabe wird gelöst mit einer Federklemme mit einer Kontaktschiene zum elektrischen Verbinden eines in eine Einsteckrichtung in die Federklemme einsteckbaren Leiters mit einer elektrischen Baugruppe, und mit einem Klemmmittel zum Verklemmen des eingesteckten Leiters in der Federklemme, wobei der verklemmte Leiter die Kontaktschiene elektrisch kontaktiert, wobei die Federklemme ein Gehäuseteil umfasst, welches zwei im Wesentlichen parallel zueinander angeordnete Schenkelflächen aufweist,
wobei die Schenkelflächen jeweils sowohl ein Lagermittel zum Lagern des Klemmmittels als auch ein Sicherungsmittel zum Sichern des Leiters gegen das Herausziehen entgegen die Einsteckrichtung aufweisen.
Da das Gehäuseteil erfindungsgemäß sowohl die Lagermittel als auch die Sicherungsmittel umfasst, ist die Federklemme mit sehr wenigen Bauteilen sehr kostengünstig herstellbar.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Klemmmittel federnd so vorgesehen, dass es den Leiter in der eingesteckten Position hält. Da das Klemmmittel federnd vorgesehen ist, verstellt es sich beim Einstecken des Leiters selbsttätig. Dadurch ist die Federklemme für Leiter verschiedener Leiterquerschnitte in einem großen Leiterquerschnittsbereich verwendbar. Außerdem wirkt dadurch auf den eingesteckten Leiter eine Rückstellkraft des Klemmmittels, die in Richtung des Leiters wirkt und einem Herausziehen des Leiters entgegen der Einsteckrichtung entgegen wirkt.
Dabei ist das Klemmmittel bevorzugt sogar so vorgesehen, dass es den eingesteckten Leiter gegen Herausziehen entgegen der Einsteckrichtung sichert. Dadurch kann der eingesteckte Leiter nicht ohne Betätigungsmittel aus der Federklemme herausgezogen werden. Die Federklemme benötigt daher kein zusätzliches Mittel wie beispielsweise eine Verstellschraube, um das Klemmmittel so zu verstellen, dass es den Leiter sicher verklemmt.
Das Gehäuseteil umfasst weiterhin bevorzugt eine quer zu den Schenkelflächen angeordnete und diese verbindende Querfläche, so dass es im Wesentlichen u-förmig ausgebildet ist. Ein solches Gehäuseteil ist sehr schnell, kostengünstig und mit herkömmlichen Mitteln herstellbar, beispielsweise als Stanzbiegeteil. Es hat den Vorteil, dass es mit sehr geringen Herstellungstoleranzen und einer sehr großen Steifigkeit herstellbar ist.
Bevorzugt erstreckt sich die Kontaktschiene innerhalb des Gehäuseteils entlang der Querfläche, wobei das Klemmmittel ebenfalls bevorzugt zwischen den Schenkelflächen angeordnet ist. In dieser Anordnung sind der
Kontakt der Kontaktschiene zum eingesteckten Leiter sowie der Klemmmechanismus durch das Gehäuse geschützt.
Besonders bevorzugt ist das Klemmmittel symmetrisch zu einer sich im Wesentlichen parallel den Schenkelflächen erstreckenden Mittelebene angeordnet. Ebenfalls bevorzugt ist das Klemmmittel an den Schenkelflächen beidseitig der Mittelebene gelagert und/oder gesichert. Durch diese symmetrische Aufnahme des Klemmmittels im Gehäuseteil bleibt beim Einstecken des Leiters das Kräftegleichgewicht im Gehäuseteil erhalten.
In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Schenkelflächen jeweils als Lagermittel ein Lagerfenster auf, wobei das Klemmmittel an seinem Lagerschenkel zwei Lagerkanten aufweist, die symmetrisch zur Mittelebene angeordnet sind, und mit denen das Klemmmittel in den Lagerfenstern gelagert ist. Im eingebauten Zustand des Klemmmittels erstrecken sich die Lagerkanten in die Lagerfenster. In einer ebenfalls bevorzugten Ausführungsform ist das Klemmmittel mit seinem Lagerschenkel auf Schenkelkanten der Schenkelflächen gelagert, die sich aus der Schenkelfläche in Richtung des Klemmmittels erstrecken. Im Vergleich der Ausführungsformen ist die Lagerung des Klemmmittels in den Lagerfenstern einerseits vorteilhafter, da bei dieser Ausführungsform die Beweglichkeit des Klemmmittels nicht durch vorstehende Schenkelkanten behindert wird. Au erdem kann sich das Klemmmittel in dieser Ausführungsform nicht Verschieben, sondern es ist sicher positioniert.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen die Schenkelflächen jeweils als Sicherungsmittel zumindest einen Sicherungszahn auf, wobei das Klemmmittel zwei Sicherungskanten aufweist, die symmetrisch zur Mittelebene angeordnet sind. Bevorzugt wirkt der Sicherungszahn einer Schenkelfläche jeweils mit einer Sicherungskante des Klemmmittels zusammen. Um die Beweglichkeit des Klemmmittels nicht zu behindern, ist dabei eine Ausführungsform bevorzugt, bei der der Sicherungszahn in einem Sicherungsfenster der Schenkelfläche angeordnet ist, gegenüber einer weiteren Ausführungsform, bei der der Sicherungszahn sich von der
Schenkelfläche ausgehend in Richtung des Klemmmittels erstreckt. Besonders bevorzugt sind im Sicherungsfenster mehrere Sicherungszähne vorgesehen, um eingesteckte Leiter verschiedener Leiterquerschnitte gegen Herausziehen zu sichern. Die Sicherungskanten sind bevorzugt an der Verbindungsstrebe angeordnet.
Bevorzugt ist der eingesteckte Leiter zwischen dem Klemmmittel und der Kontaktschiene angeordnet, so dass das Klemmmittel unmittelbar auf den Leiter wirkt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Klemmmittel im Wesentlichen u-förmig und weist einen Lagerschenkel zum Lagern des Klemmmittels, einen Klemmschenkel zum Verklemmen des Leiters sowie eine die Schenkel des Klemmmittels verbindende Verbindungsstrebe auf, wobei die Schenkel jeweils in einem spitzen Winkel zur Verbindungsstrebe angeordnet sind. Beim Einstecken des Leiters verringert sich der spitze Winkel zwischen dem Klemmschenkel und der Verbindungsstrebe, wobei sich der spitze Winkel zwischen dem Lagerschenkel und der Verbindungsstrebe vergrößert. Dadurch weicht das Klemmmittel beim Einstecken des Leiters im Bereich der Ecke zwischen dem Klemmschenkel und der Verbindungsstrebe etwa kreisbogenförmig aus, wobei der Kreisbogen einen großen Kreisradius aufweist. Das Klemmmittel weist bevorzugt an seinem Klemmschenkel eine Klemmkante auf, die für einen formschlüssigen Kontakt mit dem Leiter vorgesehen ist. Die u-förmige Form des Klemmmittels ermöglicht, dass sich diese Klemmkante unabhängig vom Leiterquerschnitt beim Einstecken des Leiters nahezu horizontal bewegt und ihre Position am Leiter sich daher nahezu nicht in Abhängigkeit vom Leiterquerschnitt ändert.
Um die Federklemme gegen das Eindringen von Staub und/oder Feuchtigkeit zu schützen und gleichzeitig elektrisch nach außen zu isolieren, um- fasst die Federklemme bevorzugt weiterhin ein Isoliergehäuse. Im Isoliergehäuse sind bevorzugt das Gehäuseteil, das Klemmmittel und zumindest teilweise auch die Kontaktschiene angeordnet. Das Isoliergehäuse weist ei-
ne Einstecköffnung auf, durch die der Leiter in die Federklemme einsteckbar ist. Um einen in die Federklemme eingesteckten Leiter aus der Federklemme herausziehen zu können, ist sie weiterhin bevorzugt so ausgebildet, dass der Klemmschenkel bei eingestecktem Leiter mittels eines Betätigungsmittels, beispielsweise einem Schraubenzieher, betätigbar ist, so dass der Leiter der Federklemme entgegen der Einsteckrichtung entnehmbar ist.
Besonders bevorzugt ist die Federklemme als Frontklemme und/oder Reihenklemme ausgebildet.
Die erfindungsgemäße Federklemme hat den Vorteil, dass sie, obwohl sie sehr klein herstellbar ist, für Leiter unterschiedlicher Leiterquerschnitte verwendbar ist. Für den Kontakt sowie das Verklemmen des Leiters werden lediglich drei Bauteile benötigt, nämlich das Gehäuseteil, die Kontaktschiene und das Klemmmittel. Alle drei Bauteile sind als Stanzbiegeteile sehr kostengünstig herstellbar, und die Bauteile sind sehr leicht montierbar. Außerdem sind die Lagerkosten für die Federklemme aufgrund der geringen Bauteilezahl sehr gering. Schließlich ist die Federklemme auch sehr einfach bedienbar.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren beschrieben. Die Figuren sind lediglich beispielhaft und schränken den Erfindungsgedanken nicht ein.
Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Federklemme ohne eingesteckten Leiter, und zwar in den Fig. 1 (a) und (c) in einer perspektivischen Ansicht, und in Fig. 1 (b) einen Schnitt durch die Federklemme in einer Seitenansicht,
Fig. 2 zeigt die Federklemme der Fig. 1 mit eingestecktem Leiter, und zwar in Fig. 2 (a) in einer perspektivischen Ansicht, und in Fig. 2 (b) einen Schnitt durch die Federklemme in einer Seitenansicht,
Fig. 3 zeigt in Fig. 3 (a) einen vergrößerten Ausschnitt aus der Fig. 2 (a) in einer anderen perspektivischen Ansicht und in Fig. 3 (b) den Schnitt A-A durch die Fig. 2 (a) in einer Seitenansicht,
Fig. 4 zeigt ein Klemmmittel, und zwar in Fig. 4 (a) in einer perspektivischen und in Fig. 4 (b) in einer Seitenansicht.
Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Federklemme ohne eingesteckten Leiter 3, und zwar in den Fig. 1 (a) und (c) in einer perspektivischen Ansicht, und in Fig. 1 (b) einen Schnitt durch die Federklemme 1 in einer Seitenansicht.
Die Federklemme 1 weist ein Gehäuseteil 5 auf, in dem eine Kontaktschiene 2 und ein Klemmmittel 4 angeordnet sind. Das Gehäuseteil 5 ist im Wesentlichen u-förmig ausgebildet und weist zwei im Wesentlichen parallel zueinander angeordnete Schenkelflächen 51 auf, in denen jeweils ein Sicherungsfenster 53 und als Lagermittel 54 ein Lagerfenster 54 vorgesehen sind. Im Folgenden werden die Begriffe Lagermittel 54 und Lagerfenster synonym verwendet. In dem Sicherungsfenster 53 sind als Sicherungsmittel 531 mehrere Sicherungszähne angeordnet. Im Folgenden werden die Begriffe Sicherungsmittel 531 und Sicherungszahn synonym verwendet. Die Schenkelflächen 51 sind mittels einer Querfläche 52 miteinander verbunden, die im Wesentlichen quer zu den Schenkelflächen 51 angeordnet ist.
Die Kontaktschiene 2 erstreckt sich innerhalb des von dem Gehäuseteil 5 umbauten Raums entlang der Querfläche 52. Sie ragt an einem Kontaktende 201 aus dem Gehäuseteil 5 heraus und ist dort zu einer Zunge 21 umgebogen, an die eine elektrische Baugruppe 7, hier ein Leiter, der in Fig. 1 (c) beispielhaft und schematisch in gestrichelten Linien gezeigt ist, anschließbar ist. Au ßerdem ragt sie auch an einem Einsteckende 202 aus dem Gehäuseteil 5 heraus und ist dort so gebogen, dass ein Leiter 3 beim Einstecken in die Federklemme 1 (s. Fig. 1 (c)) in eine Einsteckrichtung 6 entlang der Kontaktschiene 2 geführt wird.
Die Federklemme 1 umfasst weiterhin ein Isoliergehäuse 9, dass in Fig. 1 (a) schematisch gezeigt ist.
Fig. 2 zeigt die Federklemme der Fig. 1 mit eingestecktem Leiter 3, und zwar in Fig. 2 (a) in einer perspektivischen Ansicht, und in Fig. 2 (b) einen Schnitt durch die Federklemme 1 in einer Seitenansicht. Au ßerdem zeigt Fig. 3 in Fig. 3 (a) einen vergrößerten Ausschnitt aus der Fig. 2 (a) in einer anderen perspektivischen Ansicht und in Fig. 3 (b) den Schnitt A-A durch die Fig. 2 (a) in einer Seitenansicht.
Das Klemmmittel 4 ist symmetrisch zu einer Mittelebene 8 (s. Fig. 3) im Gehäuseteil 5 gelagert, indem es zwei symmetrisch zur Mittelebene 8 angeordnete Lagerkanten 421 aufweist, die sich jeweils in die Lagerfenster 54 der Schenkelflächen 51 erstrecken. Die Lagerfenster 54 sind im Wesentlichen v-förmig vorgesehen, so dass das Klemmmittel 4 um ein spitzes Ende 541 des v-förmigen Lagerfensters 54 rotatorisch bewegbar ist. Andererseits erstreckt sich die Lagerkante 421 über eine gesamte Breite 542 des Lagerfensters 54, so dass ein Verschieben des Klemmmittels 4 quer zur Einsteckrichtung 6 nicht möglich ist.
Das Klemmmittel 4 weist weiterhin zwei symmetrisch zur Mittelebene 8 angeordnete Sicherungskanten 41 1 auf, die sich jeweils in die Sicherungsfenster 53 der Schenkelflächen 51 erstrecken und beim Herausziehen des eingesteckten Leiters 3 entgegen die Einsteckrichtung 6 mit den Sicherungszähnen 531 zusammenwirken, die im Sicherungsfenster 53 angeordnet sind.
Fig. 4 zeigt ein Klemmmittel 4, und zwar in Fig. 4 (a) in einer perspektivischen und in Fig. 4 (b) in einer Seitenansicht.
Das Klemmmittel 4 ist im Wesentlichen u- förmig aufgebaut und weist einen Klemmschenkel 43, einen Lagerschenkel 42 sowie eine den Klemmschenkel 43 und den Lagerschenkel 42 verbindende Verbindungsstrebe 41 auf.
Dabei sind sowohl der Klemmschenkel 43 als auch der Lagerschenkel 42 in einem spitzen Winkel 40 zur Verbindungsstrebe 41 angeordnet.
Am Lagerschenkel 42 sind symmetrisch zur Mittelebene 8 (s. Fig. 3) die zwei Lagerkanten 421 angeordnet. Weiterhin sind an der Verbindungsstrebe 41 symmetrisch zur Mittelebene 8 die zwei Sicherungskanten 41 1 angeordnet. Schließlich weist der Klemmschenkel 43 eine Klemmkante 431 auf, mit der er an dem eingesteckten Leiter 3 formschlüssig anliegt und diesen verklemmt.
Beim Einstecken des Leiters 3 in die Federklemme 1 wird der spitze Winkel 40 zwischen dem Klemmschenkel 43 und der Verbindungsstrebe 41 verkleinert und der spitze Winkel 40 zwischen dem Lagerschenkel 42 und der Verbindungsstrebe 41 vergrößert, so dass das Klemmmittel 4 im Wesentlichen entlang eines Kreisbogens ausweicht und das Klemmmittel 4 gespannt wird. Dadurch wirkt eine Rückstellkraft des Klemmmittels 4 auf den eingesteckten Leiter 3, die den Leiter 3 in seiner Einsteckposition E hält.
Da der Kreisbogen (nicht gezeigt) einen großen Radius (nicht gezeigt) aufweist, bewegt sich die Klemmkante 431 unabhängig vom Leiterquerschnitt der eingesteckten Leiter 3 nahezu geradlinig, so dass sich seine Position 10 relativ zur Höhe 1 1 (s. Fig. 2 (b)) des Gehäuseteils 5 in Abhängigkeit vom Leiterquerschnitt nahezu nicht ändert.
Beim Herausziehen des Leiters 3 entgegen der Einsteckrichtung 6 wird das Klemmmittel 4 angehoben, bis die Sicherungskante 41 1 an einem der Sicherungszähne 531 anliegt. Der Leiter 3 wird an der Klemmkante 431 verklemmt, so dass er gegen das Herausziehen gesichert ist. Mithilfe eines Betätigungsmittels (nicht gezeigt), mit dem der Klemmschenkel 43 so biegbar ist, dass sich der spitze Winkel 40 zwischen dem Klemmschenkel 43 und der Verbindungsstrebe 41 verringert, ist der Leiter 3 der Federklemme 1 entnehmbar.
Bezugszeichenliste
1 Federklemme
2 Kontaktschiene
201 Kontaktende der Kontaktschiene
202 Einsteckende der Kontaktschiene
21 Zunge
3 Leiter
4 Klemmmittel, Feder
40 Spitzer Winkel
41 Verbindungsstrebe
41 1 Sicherungsgegenmittel, Sicherungskante
42 Schenkel, Lagerschenkel
421 Lagerkante
43 Schenkel, Klemmschenkel
431 Klemmkante
5 Gehäuseteil, Federkäfig
51 Schenkelfläche
52 Querfläche
53 Sicherungsfenster
531 Sicherungsmittel, Sicherungszahn
54 Lagermittel, Lagerfenster
541 Spitzes Ende des Lagerfensters
542 Breite des Lagerfensters
55 Haken
6 Einsteckrichtung
7 Elektrische Baugruppe, Leiter
8 Mittelebene
9 Isoliergehäuse
10 Position der Klemmkante am Leiter
1 1 Höhe des Gehäuses
E Eingesteckte Position