[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Klemmfeder gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1. Derartige Klemmfedern, die auch als "Käfigfedern" bezeichnet werden, werden in
schraubenlosen Anschlussklemmen verwendet, wie sie beispielsweise aus der EP-B-0 303
818 bekannt sind.
[0002] Auf dem technischen Gebiet der Anschluss- und Verbindungsklemmen herrscht wie auf
vielen technischen Gebieten ein Trend zur Miniaturisierung der Bauteile vor. Dies
bedeutet, dass für die Klemmfeder innerhalb einer Klemme stets ein nur begrenzter
Einbauraum zur Verfügung steht. Diesem begrenzten Einbauraum steht die Notwendigkeit
gegenüber, größere Klemmfedern für die Kontaktierung von Leitern mit großen Leiterquerschnitten
vorzusehen. Mit anderen Worten ist der Einbauraum für die Klemmfeder in der Klemme
der Engpassfaktor für den maximal anschließbaren Leiterquerschnitt.
[0003] Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Klemmfeder für
eine Federklemme so zu gestalten, dass auch Leiter mit großen Leiterquerschnitten
in der Feder geklemmt werden können. Diese Aufgabe ist durch die Merkmalskombination
des Anspruchs 1 in erfinderischer Weise gelöst.
[0004] Die Erfindung beruht auf der grundsätzlichen Überlegung, die wirksame Federkraft
der Klemmfeder zu vergrößern, um so im Ergebnis eine größere Klemmkraft auf den Leiter
ausüben zu können. Infolge dieser größeren Klemmkraft kann bei einer Klemmfeder gleicher
Baugröße und gleicher Biegebeanspruchung ein vergleichsweise größerer Leiterquerschnitt
geklemmt werden. Im Umkehrschluss bedeutet dies eine Ersparnis der Baugröße der Klemmfeder.
Gegenüber herkömmlichen Klemmfedern weist die erfindungsmäßige Klemmfeder deshalb
nicht nur einen an einem Festschenkel federnd gelagerten Federschenkel auf, welcher
zur Klemmung des Leiters dient, sondern auch noch einen zusätzlichen Hilfsfederschenkel,
welcher die Summe der von der Klemmfeder ausgeübten Federkräfte erhöht, im Idealfall
nahezu verdoppelt.
[0005] Die rückbezogenen Ansprüche betreffen teilweise vorteilhafte und teilweise auch für
sich selbst erfinderische Weiterbildungen der Erfindung.
[0006] Die im Anspruch 2 vorgeschlagene Fertigung als Biegeteil, vorzugsweise Federstahlbiegeteil
aus einem Stück, ist fertigungstechnisch einfach und damit vorteilhaft und trägt zur
Senkung der Produktionskosten bei.
[0007] Der in Anpruch 3 vorgeschlagene Federwegbegrenzer verhindert ein Überdrücken der
Klemmfeder beim Anschlussvorgang. Dies ist sicherheitstechnisch relevant, weil ein
Überdrücken der Klemmfeder beim Kontaktieren vom Bediener unbemerkt bleiben kann.
Auf diese Weise kann der Kontakt zwischen Leiter und Klemmfeder zunächst scheinbar
hergestellt sein, später jedoch ausfallen, ohne dass die fehlerhafte Kontaktierung
als Ausfallgrund von außen her erkennbar ist.
[0008] Nach der Lehre von Anspruch 4 macht sich die Erfindung die Tatsache zunutze, dass
bei den bekannten Klemmfedern der Festschenkel und der Federschenkel einen Federinnenraum
umschließt, der im Montageendzustand der Klemmfeder eigentlich nutzlos brach liegt.
Dieser eigentlich nutzlos brach liegende Federinnenraum wird nach der Erfindung als
Einbauraum für den Hilfsfederschenkel genutzt. Auf diese Weise kann der Hilfsfederschenkel
problemlos untergebracht werden bei Beibehaltung exakt desselben Einbauraums wie für
die Klemmfeder nach dem Stand der Technik.
[0009] Nach Anspruch 5 sind der Federschenkel einerseits und der Hilfsfederschenkel andererseits
an zwei verschiedenen Freienden des Festschenkels angeformt, so dass beim Ausfall
eines der beiden Federschenkel der jeweils andere Federschenkel seine Funktionsfähigkeit
gleichwohl vollständig beibehalten kann.
[0010] Die Ansprüche 6 und 7 betreffen eine erste bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
mit einem Hilfsfederschenkel mit einer an die Geometrie der Klemmfeder angepassten
Geometrie.
[0011] Die Ansprüche 8 und 9 betreffen eine weitere Ausführungsform der Erfindung, welche
insbesondere hinsichtlich ihrer Federeigenschaften als zweckmäßig angesehen wird.
[0012] Anhand der in den Zeichnungsfiguren beschriebenen Ausführungsbeispiele ist die Erfindung
näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsmäßigen Klemmfeder,
- Fig. 2
- ein weiteres, von dem in Fig. 1 abweichendes Ausführungsbeispiel der erfindungsmäßigen
Klemmfeder im entspannten Zustand und
- Fig. 3
- die in Fig. 2 dargestellte Klemmfeder in Seitenansicht in vollständig eingefedertem
Zustand.
[0013] Die in Fig. 1 dargestellte Klemmfeder weist einen in Horizontalrichtung 1 verlaufenden
Festschenkel 2 auf. Der Festschenkel 2 mündet in die Ausbiegung 3, an welcher der
winkelförmige Federschenkel 4 federnd fixiert ist.
[0014] Der sich an die Ausbiegung 3 anschließende Federschenkel 4 ist etwas L-förmig abgewinkelt
und setzt sich gewissermaßen zusammen aus einem Basisteil 5 und einem vom Basisteil
5 abgebogenen Anschlussteil 6. Das Anschlussteil 6 ist durchsetzt von der in Fig.
1 schematisch angedeuteten Leitereinführungsöffnung 7.
[0015] In der zur Horizontalrichtung 1 senkrecht verlaufenden Vertikalrichtung 8 ist unterhalb
des Festschenkels 2 der Klemmfeder, die in Fig. 1 schematisch angedeutete Stromschiene
20 angeordnet. Der Festschenkel 2 liegt im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 also auf
der Stromschiene 20 auf. Zur Betätigung der Klemmfeder, die im Ausführungsbeispiel
gemäß Fig. 1 als Käfigzugfeder ausgestaltet ist, wird der Federschenkel 4 in Vertikalrichtung
8 in Richtung auf den Festschenkel 2 heruntergedrückt. Hierdurch gleitet die Leitereinführungsöffnung
7 am Festschenkel 2 und der Stromschiene 20 in Vertikalrichtung 8 vorbei, so dass
ein Leiter 21 in die Leitereinführungsöffnung 7 in Horizontalrichtung 1 so eingeführt
werden kann, dass der Leiter 21 die Unterseite der Stromschiene 20 berührt und an
der Unterseite der Stromschiene 20 kontaktierend anliegt. Durch das Loslassen und
Zurückfedern des Federschenkels 4 wird der Leiter 21 in dieser beschriebenen Stellung
fest gegen die Unterseite der Stromschiene 20 gedrückt, wodurch der zur Funktion der
Klemmfeder erforderliche Kontaktdruck erreicht wird.
[0016] An dem der Ausbiegung 3 abgewandten Freiende des Festschenkels 2 ist in Richtung
auf den Federschenkel 4 eine Ausbuchtung 9 ausgebogen. An die Ausbuchtung 9 schließt
sich an der Hilfsfederschenkel 10. Der Hilfsfederschenkel 10 besteht zum einen aus
einem sich an das Basisteil 5 des Federschenkels 4 anschmiegenden Federhilfsbalken
11 und dem zwischen dem Federhilfsbalken 11 und der Ausbuchtung 9 angeordneten Basishilfsbalken
12. Die Ausbuchtung 9 springt hierbei in Vertikalrichtung 8 in Richtung auf den Federschenkel
4 gegenüber dem Basishilfsbalken 12 hervor und bildet so einen Federwegbegrenzer für
den Federschenkel 4. Der Federweg der Klemmfeder wird bei dem in Fig. 1 dargestellten
Ausführungsbeispiel dadurch begrenzt, dass der Federschenkel 4 auf der Ausbuchtung
9 im maximal eingefederten Zustand bündig aufliegt. Auf diese Weise verhindert die
Ausbuchtung 9 ein weiteres Verdrücken des Federschenkels 4 in Vertikalrichtung 8.
[0017] Aus der Anschauung der Fig. 1 ist ersichtlich, dass der Hilfsfederschenkel 10 gleichsam
das Basisteil 5 des Federschenkels 4 sowie den Festschenkel 2 dupliziert zur Erhöhung,
vorzugsweise Verdoppelung der wirksamen Federkraft der Klemmfeder. Im Vergleich zu
einer Klemmfeder nach dem Stand der Technik ohne Hilfsfederschenkel 10 lässt sich
bei gleicher Auslenkung des Federschenkels 4 und somit gleicher Biegebeanspruchung
der Klemmfeder die doppelte Federkraft realisieren. Würde man im Gegensatz dazu eine
Klemmfeder doppelter Materialstärke verwenden, würde diese bei gleicher Auslenkung
entweder brechen oder zumindest irreversibel verformt werden.
[0018] Das in Fig. 2 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel weist ebenfalls einen in Horizontalrichtung
1 verlaufenden Festschenkel 2 auf. Auch hinsichtlich des Federschenkels 4 ist dieses
Ausführungsbeispiel in Fig. 2 identisch mit dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel.
Der Hilfsfederschenkel 10 beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist mit dem Festschenkel
2 verbunden über eine der Ausbiegung 3 in Horizontalrichtung 1 gegenüberliegenden
Abbiegung 13. An die Abbiegung 13 schließt sich an ein Federbalken 14, der an seinem
Freiende wiederum eine Abrundung 15 aufweist. An die Abrundung 15 schließt sich ein
in Vertikalrichtung 8 vorspringender Fortsatz 16 an.
[0019] Die Funktionsweise dieses Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 2 zeigt die Zusammenschau
der Fig. 2 einerseits und der Fig. 3 andererseits. Wird nämlich die in Fig. 2 in vollständig
entspanntem Zustand dargestellte Klemmfeder eingefedert, federn sowohl der Federschenkel
4 als auch der Hilfsfederschenkel 10 ein, so dass das Basisteil 5 des Federschenkels
4 einerseits und der Federbalken 14 des Hilfsfederschenkels 10 andererseits in eine
nahezu waagrechte, in Horizontalrichtung 1 verlaufende Stellung geraten. Hierbei ist
erkennbar, dass der Berührungspunkt zwischen dem Federbalken 14 und dem Federschenkel
4 stets, sich etwa im Bereich der Mitte des Basisteils 5 des Federschenkels 4 befindet.
Mit anderen Worten kann dieser Berührungspunkt also nicht in den Bereich einer Abbiegung,
beispielsweise der Ausbiegung 3, wandern. Da der Berührungspunkt zwischen dem Federschenkel
4 und dem Hilfsfederschenkel 10 somit nahezu konstant ist, ist auch der zwischen dem
Federschenkel 4 und dem Hilfsfederschenkel 10 wirksame Hebelarm stets nahezu konstant.
Im vollständig eingefederten Zustand gemäß Fig. 3 wird der Fortsatz 16 als Federwegbegrenzer
wirksam, in dem er mit seiner Stirnseite auf dem Festschenkel 23 aufliegt und so ein
weiteres Einfedern des Federschenkels 4 in Vertikalrichtung 8 verhindert.
[0020] Die beiden Ausführungsbeispiele unterscheiden sich folglich dadurch, dass die Bewegung
des Federschenkels 4 und des Hilfsfederschenkels 10 beim Ausführungsbeispiel gemäß
Fig. 1 gleichläufig sind, während die Bewegungsrichtungen des Federschenkels 4 und
des Hilfsfederschenkels 10 bei dem in Fig. 2 und Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel
gegenläufig sind.
Bezugszeichenliste
[0021]
- 1
- Horizontalrichtung
- 2
- Festschenkel
- 3
- Ausbiegung
- 4
- Federschenkel
- 5
- Basisteil
- 6
- Anschlussteil
- 7
- Leitereinführungsöffnung
- 8
- Vertikalrichtung
- 9
- Ausbuchtung
- 10
- Hilfsfederschenkel
- 11
- Federhilfsbalken
- 12
- Basishilfsbalken
- 13
- Abbiegung
- 14
- Federbalken
- 15
- Abrundung
- 16
- Fortsatz
- 20
- Stromschiene
- 21
- Leiter
1. Klemmfeder für eine Federklemme
• mit einem Festschenkel (2) und
• mit einem am Festschenkel (2) federnd gelagerten, winkelförmigen Federschenkel (4)
gekennzeichnet durch
einen am Festschenkel (2) federnd gelagerten, mit seiner Federkraft den Federschenkel
(2) beaufschlagenden Hilfsfederschenkel (10), wobei die Klemmfeder aus einem Stück
gebogen ist.
2. Klemmfeder nach Anspruch 1
gekennzeichnet durch
einen am Hilfsfederschenkel (10) angeformten Federwegbegrenzer.
3. Klemmfeder nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
• dass der Festschenkel (2) und der Federschenkel (4) einen Federinnenraum umschließen und
• dass der Hilfsfederschenkel (10) im Federinnenraum angeordnet ist.
4. Klemmfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Federschenkel (4) und der Hilfsfederschenkel (10) an den beiden einander abgewandten
Enden des Festschenkels (2) angeformt sind.
5. Klemmfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
gekennzeichnet durch
einen im Wesentlichen V-förmigen Hilfsfederschenkel (10) mit einem sich skelettartig
an einem Teilbereich des Federschenkels (2) anschmiegenden Federhilfsbalken (11) und
einem am Festschenkel (2) gelagerten Basishilfsbalken (12).
6. Klemmfeder nach Anspruch 5,
gekennzeichnet durch
eine in Richtung auf den Federschenkel (4) ausgebogene Ausbuchtung (9) zwischen dem
Festschenkel (2) und dem Basishilfsbalken (12) als Federwegbegrenzer.
7. Klemmfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
gekennzeichnet durch
einen mit seinem dem Festschenkel (2) abgewandten Freiende am Federschenkel (4) anliegenden,
zum Federschenkel (4) sich gegenläufig bewegenden Hilfsfederschenkels (10).
8. Klemmfeder nach Anspruch 7,
gekennzeichnet durch
ein gleitführungsartiges am Federschenkel (4) anliegendes Freiende des Hilfsfederschenkels
(10) mit einer Abrundung (15) derart, dass der abgebogene, den Fortsatz (16) der Abrundung
(15) bildende Bereich des Freiendes als Federwegbegrenzer wirksam ist.