DE10214919A1

DE10214919A1 - Zugfederanschluss für elektrische Leiter

Info

Publication number: DE10214919A1
Application number: DE10214919A
Authority: DE
Inventors: Johann Herrmann
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Priority date: 2002-04-04
Filing date: 2002-04-04
Publication date: 2003-11-27
Anticipated expiration: 2022-04-05
Also published as: DE10214919B4

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Zugfederanschluss für elektrische Leiter mit einer etwa schlaufenförmig gebogenen Zugfeder (1), die im montierten Zustand an einer Stromschiene (5) befestigt ist und mit ihrem Auflageschenkel (2) auf der Stromschiene (5) aufliegt und deren beweglicher Schenkel (3) in etwa senkrecht zur Stromschiene (5) verläuft, wobei der Auflageschenkel (2) und der bewegliche Schenkel (3) über einen Radienbereich (4) miteinander verbunden sind und die Zugfeder (1) bei ihrer Betätigung durch ein Anschlagelement (8, 11, 13) in ihrem Federweg begrenzt ist. Eine sichere Abstützung der Zugfeder (1) sowie eine einfache Montagemöglichkeit und eine einfache Formgebung des Anschlagelementes wird dadurch erreicht, dass das Anschlagelement (8, 11, 13) ausschließlich im Radienbereich (4) der Zugfeder (1) auf diese einwirkt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Zugfederanschluss für elektrische Leiter mit einer etwa schlaufenförmig gebogenen Zugfeder, die im montierten Zustand an einer Stromschiene befestigt ist und mit ihrem Auflageschenkel auf der Stromschiene aufliegt und deren beweglicher Schenkel in etwa senkrecht zur Stromschiene verläuft, wobei der Auflageschenkel und der bewegliche Schenkel über einen Radienbereich miteinander verbunden sind und die Zugfeder bei ihrer Betätigung durch ein Anschlagelement in ihrem Federweg begrenzt ist.
Für Zugfederanschlüsse ist es wichtig, dass bei der Betätigung der Zugfeder mit einem Betätigungswerkzeug zum Anschluss von elektrischen Leitern eine Überdehnung der Zugfeder zuverlässig vermieden wird. Hierzu ist die Zugfeder in geeigneter Weise abzustützen.

Häufig werden derartige Zugfederanschlüsse bei Anschlusselementen in so genannter Scheibenbauweise eingesetzt, bei der einzelne Gehäusescheiben aus Kunststoff zu mehrpoligen Anschlussleisten zusammengesetzt werden. Bei einer derartigen Scheibenbauweise wird eine vormontierte Baugruppe, bestehend aus Stromschiene und Zugfeder montage- und funktionsgerecht von der Seite her in die jeweilige Gehäusescheibe eingesetzt. Eine Sicherung der Zugfeder vor Überdehnung bei ihrer Betätigung ist bei einer derartigen Bauweise unproblematisch. Der Überdehnschutz erfolgt durch einen am Gehäuse angespritzten Anschlag, der dem Inneren der Zugfeder angepasst ist. Die Zugfeder kann sich bei Betätigung in einem durch den Anschlag definierten Bereich frei verformen. Danach legt sich die Zugfeder am Anschlag an und kann nicht weiter verformt werden. Der Anschlag erstreckt sich relativ weit in den Innenraum der Zugfeder und lässt dadurch eine seitliche Montage nur im vereinzelten Zustand der Gehäusescheibe zu.

Bei mehrpoligen Geräten mit festpoligen Gehäusen ist ein derartiger Überdehnschutz nicht möglich. In diesem Fall müssen die Stromschiene und die Zugfeder von oben oder von unten durch Einstecken in eine Gehäusetasche eingesetzt werden und können dabei nicht auf einen quer zur Einsteckrichtung in den Innenraum der Feder ragenden Kunststoffanschlag aufgesteckt werden.

Für mehrpolige Geräte mit festpoligen Gehäusen ist in der EP 0 806 812 B1 ein Zugfederanschluss für elektrische Leiter beschrieben, bei dem zu beiden Seiten des Radienbereichs der Zugfeder Anschlagelemente vorgesehen sind, die mit Ausnehmungen in der Zugfeder im Eingriff stehen und die sich vom Radienbereich zum Auflageschenkel hin erstrecken. Durch die Anschlagelemente ist der bewegliche Schenkel der Zugfeder in seinem Federweg begrenzt. Die Zugfeder wird dadurch vor Überdehnung geschützt. Die in der EP 0 806 812 B1 beschriebene Lösung erfordert eine komplizierte Blechabwicklung sowie schwierige Biegungen am federharten Material, ist also relativ aufwendig in der Herstellung. Weiterhin ist eine exakte Toleranzabstimmung zwischen den gehäusefesten Anschlagelementen und den Aussparungen in der Zugfeder erforderlich. Darüber hinaus wird der bewegliche Schenkel nur im Bereich seiner Außenkanten abgestützt, wodurch aufgrund der Materialreduzierung in diesem Bereich die Federeigenschaften über einen längeren Zeitraum relativ schwierig konstant beibehalten werden können.

Durch die DE 296 08 178 U1 ist weiterhin ein Zugfederanschluss mit einem einsteckbaren Anschlagelement bekannt. Bei diesem Zugfederanschluss ist das Anschlagelement durch das Fenster der Zugfeder oder durch die von der Zugfeder gebildeten seitlichen Öffnungen in den schlaufenförmig gebogenen Bereich einsteckbar und durch ein Halteelement (Fixierbolzen) oder durch Verbindungsstege an der Zugfeder festlegbar. Die beschriebenen Anschlagelemente sind beispielsweise knochenförmig oder V-förmig ausgebildet. Durch derartige Formgebungen der Anschlagelemente können die Federeigenschaften der Zugfedern beeinflusst werden. Aufgrund der Formgebung der Anschlagelemente ist die Montage dieser Anschlagelemente relativ zeitaufwendig.

Aus der DE 295 14 509 U1 ist weiterhin ein Zugfederanschluss bekannt, bei dem die Zugfeder selbst ein Anschlagelement für die Begrenzung des Federweges ihrer Öffnungsbewegung oder einen Durchlass für ein an der Stromschiene angeordneten Anschlagelement aufweist. Die Anschlagelemente sind am Auflageschenkel der Zugfeder angeordnet oder der Durchlass für das an der Stromschiene angeordnete Anschlagelement ist im Auflageschenkel der Stromschiene vorgesehen. Die in der DE 295 14 509 U1 vorgeschlagene Lösung erfordert teilweise komplexe Blechbearbeitungen der Zugfeder und/oder der Stromschiene, wofür komplizierte Werkzeuge erforderlich sind. Auch die Montage von derartig verformten Zugfedern und/oder derart verformten Stromschienen ist aufgrund der Formgebung und der Montagemöglichkeiten aufwendig.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Zugfederanschluss für elektrische Leiter zu schaffen, der einerseits eine sichere Abstützung der Zugfeder gegenüber unzulässiger Verformung bei einer Betätigung gewährleistet und der andererseits eine einfache Montagemöglichkeit und eine einfache Formgebung der Anschlagelemente vorsieht.

Diese Aufgabe wird bei einem Zugfederanschluss der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die Merkmale im Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind jeweils Gegenstand von weiteren Ansprüchen.

Der erfindungsgemäße Zugfederanschluss für elektrische Leiter umfasst eine etwa schlaufenförmig gebogene Zugfeder, die im montierten Zustand an einer Stromschiene befestigt ist und mit ihrem Auflageschenkel auf der Stromschiene aufliegt und deren beweglicher Schenkel in etwa senkrecht zur Stromschiene verläuft, wobei der Auflageschenkel und der bewegliche Schenkel über einen Radienbereich miteinander verbunden sind und die Zugfeder bei ihrer Betätigung durch ein Anschlagelement in ihrem Federweg begrenzt ist. Das Anschlagelement wirkt erfindungsgemäß ausschließlich im Radienbereich der Zugfeder auf diese ein.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass eine Abstützung der Zugfeder in ihrem Radienbereich ("Federwurzel") für einen sicheren Überdehnschutz vollkommen ausreichend ist. Erfindungsgemäß erfolgt der Überdehnschutz damit im empfindlichsten Bereich der Zugfeder. Dadurch kann durch die Wahl verschiedener Materialien, z. B. Stahl, Kunststoffe oder Verbundwerkstoffe, für die Anschlagelemente ein definierter Überdehnschutz für die Zugfeder genauer und einfacher als bei den bekannten Maßnahmen realisiert werden.

Die Anschlagelemente sind aufgrund ihrer einfachen Geometrie mit einem geringen Materialeinsatz einfach herstellbar und mit einem geringen Montageaufwand sicher montierbar bzw. anformbar.

Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, die Anschlagelemente als separate Bauteile auszuführen und diese Bauteile dann in die Zugfeder einzusetzen bzw. einzulegen. Weiterhin ist es jedoch auch möglich, die Anschlagelemente an den Stromschienen anzuordnen, an denen die Zugfedern montiert werden.

Bei einer Ausgestaltung gemäß Anspruch 2 wird das Anschlagelement bei nicht vorgespannter Zugfeder in das Innere des Radienbereiches der Zugfeder eingebracht. Das Anschlagelement kann hierbei gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform nach Anspruch 3 zumindest in Teilabschnitten an der Innenfläche des Radienbereiches der Zugfeder anliegen. Durch die Definition der Teilabschnitte wird der Grad der Abstützung und damit der Umfang des Überdehnschutzes festgelegt.

Bei einem Ausführungsbeispiel gemäß Anspruch 6 ist das Anschlagelement durch eine Sicherungslasche und/oder durch einen Sicherungszapfen in seiner Position festgelegt. Damit wird beim Betätigen der Zugfeder ein Hochschieben des Anschlagelementes zuverlässig verhindert.

Bei einer Ausgestaltung gemäß Anspruch 9 weist das Anschlagelement eine axiale Länge auf, die größer ist als die Breite der Zugfeder, wobei die beiden seitlich überstehenden Enden des Anschlagelementes jeweils in eine Aussparung in der Gehäusetasche eines Gehäuses für wenigstens eine Stromschiene und wenigstens eine daran montierte Zugfeder einrastbar sind. Auch in diesem Fall ist die Montage einfach, da das Anschlagelement lediglich lose in die Zugfeder eingelegt wird und die Anschlagelemente beim Montieren selbsttätig in die Aussparungen der Gehäusetasche einrasten. In vorteilhafter Weise müssen an den Zugfedern keine Änderungen vorgenommen werden.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung gemäß Anspruch 10 wird das Anschlagelement durch wenigstens einen Abstützsteg gebildet, der an der Stromschiene angeordnet ist und der knapp oberhalb des Radienbereiches seitlich an der Zugfeder anliegt. Auch bei dieser Ausführungsform muss die Zugfeder nicht verändert werden. Weiterhin ist auf einfache Weise eine Lagepositionierung der Zugfeder zur Stromschiene erreichbar. Ein separates Anschlagelement ist in diesem Fall nicht erforderlich. Da die Stromschiene aus Kupfer oder einer Kupfer- Zink-Legierung besteht, können die Abstützstege auf einfache Weise an der Stromschiene angeformt werden.

Nachfolgend werden drei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Fig. 1 bis 3 näher erläutert.
Der in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Zugfederanschluss umfasst jeweils eine etwa schlaufenförmig gebogene Zugfeder 1, deren Auflageschenkel 2 und deren beweglicher Schenkel 3 über einen Radienbereich 4 miteinander verbunden sind.
Die Zugfeder 1 ist im montierten Zustand an einer Stromschiene 5 befestigt.
Der Auflageschenkel 2 liegt im montierten Zustand der Zugfeder 1 auf der Stromschiene 5 auf. Der bewegliche Schenkel 3 der Zugfeder 1 verläuft in etwa senkrecht zur Stromschiene 5.
Im beweglichen Schenkel 3 ist ein Fenster 6 angeordnet, durch das ein Befestigungsanker 7 hindurchtritt. Durch das Fenster 6 wird in der verformten Konfiguration des Zugfederanschlusses ein nicht dargestellter elektrischer Leiter durchgesteckt und unter die Stromschiene 5 geklemmt.
Der Einsteckvorgang des nicht dargestellten Leiters in das Fenster 6 erfolgt dadurch, dass mit einem entsprechenden Werkzeug der bewegliche Schenkel 3 der Zugfeder 1 elastisch verformt wird und dabei das Fenster 6 eine Einstecköffnung gegenüber der Stromschiene freigibt. Zur Verhinderung einer unsachgemäßen Betätigung der Zugfeder 1 beim Öffnen des Einsteckbereiches der Zugfeder 1 ist es erforderlich, einen Überdehnschutz für den beweglichen Schenkel 3 gegenüber dem Radienbereich 4 sowie einen Überdehnschutz für den Radienbereich 4 gegenüber dem Auflageschenkel 2 zu bilden.
Dieser Überdehnschutz wird erfindungsgemäß dadurch gebildet, dass die Zugfeder 1 bei ihrer Betätigung durch ein Anschlagelement in ihrem Federweg begrenzt ist, wobei das Anschlagelement ausschließlich im Radienbereich 4 der Zugfeder 1 auf diese einwirkt.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform wird das mit 8 bezeichnete Anschlagelement bei nicht vorgespannter Zugfeder 1 in das Innere des Radienbereiches 4 eingebracht. Das Anschlagelement 8 liegt mit seiner Außenfläche an der Innenfläche des Radienbereiches 4 der Zugfeder 1 an. Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, das Anschlagelement 8 derart zu formen, dass die Innenfläche des Radienbereiches 4 nicht vollständig von der Außenfläche des Anschlagelementes 8 berührt wird. Durch eine derartige Anpassung der Außenkonturen des Anschlagelementes 8 kann der Federweg der Zugfeder 1 definiert, also in Abhängigkeit von den gewünschten Eigenschaften der Zugfeder 1, begrenzt werden.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Zugfederanschluss ist das Anschlagelement 8 in vorteilhafter Weise durch eine Sicherungslasche 9 und/oder durch einen Sicherungszapfen 10 in seiner Position festgelegt (in Fig. 1 sind beide Möglichkeiten dargestellt). Die Sicherungslasche 9 und der Sicherungszapfen 10 können sowohl alternativ als auch gemeinsam zur Sicherung des Anschlagelementes 8 gegen Hochschieben vorgesehen sein.
Die Sicherungslasche 9 erstreckt sich zungenartig aus dem beweglichen Schenkel 3 der Zugfeder 1 heraus so weit nach innen bis sie das Anschlagelement 8 mit ihrem freien Ende berührt. Dadurch wird das Anschlagelement 8 durch die Sicherungslasche 9 in seiner Position festgelegt.
Im Rahmen der Erfindung kann die Sicherungslasche 9 jedoch auch am Auflageschenkel 2 zungenartig herausgebogen sein und mit ihrem freien Ende an der Außenfläche des Anschlagelementes 8 anliegen.
Der Sicherungszapfen 10 ist durch eine Bohrung im Radienbereich 4 der Zugfeder 1 durchgeschraubt (auch Durchstecken ist möglich) und radial im Anschlagelement 8 eingeschraubt.
Das in Fig. 1 dargestellte Anschlagelement 9 ist einfach herstellbar, beispielsweise aus handelsüblichem Halbzeug, wobei durch die Verwendung verschiedener Materialien (Stahl, Kunststoffe oder Verbundwerkstoffe) für das Anschlagelement 8 auf einfache Weise die Zugfeder 1 definiert in ihrem Federweg begrenzt werden kann.
Falls Sicherungsmaßnahmen erforderlich sein sollten, können diese durch die Sicherungslasche 9 und/oder den Sicherungszapfen 10 auf einfache Weise realisiert werden, da die Zugfeder 1 nur geringfügig verändert werden muss.
Bei der Ausgestaltung nach Fig. 2 ist das Anschlagelement mit 11 bezeichnet.
Dieses Anschlagelement 11 besitzt eine axiale Länge, die größer ist als die Breite der Zugfeder 1, wobei die beiden seitlich überstehenden Enden 11a und 11b des Anschlagelementes 11 beim Montieren jeweils in eine Aussparung in der Gehäusetasche eines in Fig. 2 nicht dargestellten Gehäuses für die Stromschiene 5 einrasten.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Zugfederanschlusses ist die Zugfeder 1 unverändert einsetzbar. Darüber hinaus sind die Stromschiene 5 sowie die daran montierten Zugfedern 1 auf einfache Weise montierbar.
Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zugfederanschlusses wird das Anschlagelement 13 von zwei Abstützstegen 13a und 13b gebildet. In Fig. 3 verdeckt der Abstützsteg 13a den Abstützsteg 13b.
Beide Abstützstege 13a und 13b sind an der Stromschiene 5 angeordnet und liegen knapp oberhalb des Radienbereiches 4 seitlich an der Zugfeder 1 an. Dadurch, dass die Abstützstege 13a und 13b an den Seitenkanten der Zugfeder 1 anliegen, muss die Zugfeder 1 nicht verändert werden. Weiterhin ist eine einfache Lagepositionierung der Zugfeder 1 zur Stromschiene 5 erzielbar, da für die Lagepositionierung kein weiteres Zusatzteil erforderlich ist. Die Abstützstege 13a und 13b sind einfach herstellbar, da der Werkstoff der Stromschiene 5 aus Kupfer oder eine Kupfer-Zink-Legierung besteht.
Allen gezeigten Ausführungsvarianten ist gemeinsam, dass das Anschlagelement 8 bzw. 11 bzw. 13 erfindungsgemäß ausschließlich im Radienbereich 4 der Zugfeder 1 auf diese einwirkt.

Claims

1. Zugfederanschluss für elektrische Leiter mit einer etwa schlaufenförmig gebogenen Zugfeder (1), die im montierten Zustand an einer Stromschiene (5) befestigt ist und mit ihrem Auflageschenkel (2) auf der Stromschiene (5) aufliegt und deren beweglicher Schenkel (3) in etwa senkrecht zur Stromschiene (5) verläuft, wobei der Auflageschenkel (2) und der bewegliche Schenkel (3) über einen Radienbereich (4) miteinander verbunden sind und die Zugfeder (1) bei ihrer Betätigung durch ein Anschlagelement (8, 11, 13) in ihrem Federweg begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlagelement (8, 11, 13) ausschließlich im Radienbereich (4) der Zugfeder (1) auf diese einwirkt.

2. Zugfederanschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlagelement (8, 11) bei nicht vorgespannter Zugfeder (1) in das Innere des Radienbereiches (4) der Zugfeder (1) einbringbar ist.

3. Zugfederanschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlagelement (8, 11) zumindest in Teilabschnitten an der Innenfläche des Radienbereiches (4) der Zugfeder (1) anliegt.

4. Zugfederanschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlagelement (8, 11) kraftschlüssig und/oder formschlüssig im Radienbereiches (4) der Zugfeder (1) festlegbar ist.

5. Zugfederanschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlagelement (8, 11) kraftschlüssig durch die Federwirkung der Zugfeder (1) in seiner Position festgelegt ist.

6. Zugfederanschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlagelement (8) durch eine Sicherheitslasche (9) und/oder durch einen Sicherungszapfen (10) in seiner Position festgelegt ist.

7. Zugfederanschluss nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Sicherungslasche (9) zungenartig aus der Zugfeder (1) heraus nach innen erstreckt und mit ihrem freien Ende das Anschlagelement (8) in seiner Position festlegt.

8. Zugfederanschluss nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherungszapfen (10) durch eine Bohrung im Radienbereich (4) der Zugfeder (1) durchsteckbar bzw. durchschraubbar ist und radial im Anschlagelement (8) einschraubbar ist.

9. Zugfederanschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlagelement (11) eine axiale Länge aufweist, die größer ist als die Breite der Zugfeder (1), wobei die beiden seitlich überstehenden Enden (11a, 11b) des Anschlagelementes (11) jeweils in eine Aussparung in der Gehäusetasche eines Gehäuses für wenigstens eine Stromschiene (5) und wenigstens eine daran montierte Zugfeder (1) einrastbar sind.

10. Zugfederanschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlagelement (13) von wenigstens einem Abstützsteg (13a, 13b) gebildet ist, der an der Stromschiene (5) angeordnet ist und der knapp oberhalb des Radienbereiches (4) seitlich an der Zugfeder (1) anliegt.

11. Zugfederanschluss nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlagelement (13) zwei Abstützstege (13a, 13b) umfasst, die jeweils an einer Seitenkante der Zugfeder (1) anliegen.