DE10304493A1

DE10304493A1 - Zugfeder für eine elektrische Klemme

Info

Publication number: DE10304493A1
Application number: DE10304493A
Authority: DE
Inventors: Ralf Dipl.-Ing. Gaske
Original assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Current assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Priority date: 2003-02-05
Filing date: 2003-02-05
Publication date: 2004-08-26
Also published as: DE10304493A8

Abstract

Eine solche Zugfeder besteht aus einem schlaufenförmig gebogenen Metallband mit einem auf einen Strombalken aufsetzbaren Anlageschenkel, mit einem sich in Abstand darüber wölbenden Federschenkel und mit einem zum Anlageschenkel hin zurückgebogenen Klemmschenkel mit einem Fenster, durch welches ein freier Endabschnitt des Anlageschenkels hindurchgesteckt ist. Dieser Endabschnitt hat eine Stirnkante, die beim Durchstecken durch das Fenster des Klemmschenkels über eine Klemmkante hinweggeführt wird, welche das Fenster an der zum freien Ende des Klemmschenkels hin liegenden Seite begrenzt und zwischen der und dem Strombalken ein Leiter klemmbar ist. Um beim Überschieben des Fensters des Klemmschenkels über den Endabschnitt des Anlageschenkels Beschädigungen im Bereich der Klemmkante des Klemmfensters zu vermeiden, hat das freie Ende des Anlageschenkels im Bereich der Stirnkante eine Wölbung. Infolge dieser Wölbung ist die beim Durchstecken des freien Anlageschenkel-Endabschnittes durch das Klemmfenster eine von dessen Klemmkante wegstehende Eckkante im Mittenbereich der Stirnkante des Anlageschenkel-Endabschnittes gebildet.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine aus einem flachen, schlaufenförmig gebogenen Metallband bestehende Zugfeder gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine solche Zugfeder, die auch in Doppel- oder Mehrfachausführung ausgebildet sein kann, ist aus der Gebrauchsmusterschrift DE 201 06 935 U1 bekannt. Man nennt eine solche Zugfeder wegen ihres fensterförmigen Leitereinsteckbereichs auch Käfigzugfeder, deren Klemmwirkung darauf beruht, daß der Federschenkel über das Biegegelenk einen größtmöglichen Abstand vom Anlageschenkel einzunehmen versucht. Die aufgeweitete Endlage, in der die Zugfeder unter der für die Leiterklemmung erforderlichen mechanischen Spannung steht, wird durch den Anschlag der Klemmkante des Fensters im Klemmschenkel am Anlageschenkel bzw. in def Einbaulage am Strombalken vorgegeben.

Bei der Herstellung einer derartigen Zugfeder ergibt sich ein besonderes Problem, welches mit dem Verschlingen der Enden des flachen Metallbandes, aus dem die Zugfeder gebildet wird, zusammenhängt. Nach dem Stanzen, Biegen und Här ten des Metallbandes erfolgt das sogenannte Einclipsen, bei dem der an sich freie Endabschnitt des Anlageschenkels durch das Fenster im zum Anlageschenkel hin zurückgebogenen Klemmschenkel hindurchgesteckt wird. Das Fenster des Klemmschenkels, welches zu dessen freiem Ende hin durch einen Quersteg mit einer zum Fenster hin liegenden Klemmkante begrenzt ist, wird über die Stirnkante am Endabschnitt des Anlagenschenkels geschoben. Danach nehmen unter der Federwirkung, welche das schlaufenförmig gebogene Metallband aufzuweiten sucht, der Klemmschenkel am Federschenkel und der Endabschnitt am Anlageschenkel eine stabile Eingriffslage miteinander ein.

Bei dem Einclipsen kommt es häufig zu einer Beschädigung der Klemmkante des Fensters im Klemmschenkel, und zwar vornehmlich im Bereich derjenigen Eckkante dieser Klemmkante, die an der zum Innern des schlaufenförmigen Gebildes hin liegenden Innenseite des Klemmschenkels liegt. Diese nach innen hin liegende Eckkante, die an dem das Fenster des Klemmschenkels nach unten hin begrenzenden Quersteg sich befindet, dient sowohl der kontaktierenden, mechanischen Leiterklemmung als auch der Rutschsicherung des geklemmten Leiters. Die Beschädigung der Klemmkante des Fensters im Klemmschenkel, insbesondere der hinteren Eckkante dieser Klemmkante, beruht darauf, daß beim Einclipsen die vordere, untere Endkante am Endabschnitt des Anlageschenkels über die Klemmkante des Fensters im Klemmschenkel geschoben wird und hier vor allem mit der inneren Eckkante dieser Klemmkante in Berührung kommt. So treten oft an der Klemmkante infolge des Einclipsens Beschädigungen auf, die für eine sichere Klemmung des jeweils anzuschließenden Leiters nachteilig sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zugfeder der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der beim Überschieben des vom Federschenkel abgebogenen Klemmschenkels mit seinem Fenster über den Endabschnitt des Anlageschenkels eine Rücksichtnahme auf eventuelle Beschädigungen der Klemmkante dieses Fensters, insbesondere der hinteren Eckkante zwischen dieser Klemmkante und der Innenseite des das Klemmfenster begrenzenden Querstegs, durch die Endkante des Endabschnitts des Anlagenschenkels entfällt.

Diese Aufgabe wird bei einer Zugfeder mit den Merkmalen des Oberbegriffs durch die kennzeichnende Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Für die Erfindung ist wesentlich, daß durch die Wölbung im Bereich der Endkante des Endabschnittes des Anlagenschenkels beim Durchstecken dieses Endabschnittes durch das Fenster des Klemmschenkels hindurch eine Berührung zwischen dem Mittenbereich der unteren Eckkante an der Stirnkante des Endabschnittes des Anlagenschenkels und dem Mittenbereich der Klemmkante des sogenannten Klemmfensters ausgeschlossen ist. Der Mittenbereich der hinteren, inneren Eckkante der Klemmkante am Klemmfenster ist für die Funktion der Zugfeder in der Klemmlage besonders wichtig. Deshalb ist es vernachlässigbar, wenn die vorderen, äußeren Ecken an der Stirnkante des Endabschnitts des Anlageschenkels und die Klemmkante des Fensters im Klemmschenkel im Bereich der Fensterinnenecken beim Einclipsen nach wie vor sich aufeinander abstützen und berühren können.

Vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel noch näher erläutert. Dabei zeigen:
1 eine perspektivische Darstellung einer Zugfeder in der Fertigungsposition unmittelbar vor dem Durchstecken des Endabschnitts am Anlageschenkel durch das Fenster im Klemmschenkel,
2 eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnittes der Zugfeder nach 1 im Bereich der Endkante am Endabschnitt des Anlageschenkels und der Klemmkante am Klemmfenster und
3 eine Teildarstellung der Zugfeder gemäß 1 nach Erreichen der Endlage des Endabschnitts am Anlageschenkel im Fenster des dazu im wesentlichen senkrecht stehenden Klemmschenkels.
1 zeigt im einzelnen die komplette Zugfeder, die einstückig aus einem schlaufenförmig gebogenen Metallband besteht. Das eine Ende dieses Metallbandes bildet einen Anlageschenkel 1, mit dem die Zugfeder auf einen Strombalken im Innern einer sogenannten Zugfederklemme aufgesetzt wird. Der Anlageschenkel 1 erstreckt sich in gerader, ebener Richtung. An das eine innere Ende schließt sich an den Anlageschenkel 1 ein Biegegelenk 2 an, welches nach dem Durchlaufen eines Bogens von etwas weniger als 180° in einen Federschenkel 3 übergeht. Der Federschenkel 3 wölbt sich über den Anlageschenkel 1 hinweg und ist in Abstand von diesem angeordnet. An dem dem Biegegelenk 2 gegenüberliegenden Ende, schließt an den Federschenkel 3 mit einer Biegung 4 von etwa 90° ein Klemmschenkel 5 an, der vom Federschenkel 3 aus gesehen zum Anlageschenkel 1 hin zurückgebogen ist und von dem zweiten Bandende gebildet wird. Der Klemmschenkel 5 weist ein Fenster 6 auf, in dessen Bereich der Klemmschenkel 5 nahezu senkrecht zum Anlageschenkel 1 steht. Zum freien Ende des Klemmschenkels 5 hin ist dessen Fenster 6 durch einen Quersteg 13 geschlossen, der eine das Fenster 6 begrenzende Klemmkante 7 bildet. Über den Bereich des Fensters 6 hinweg ist der Klemmschenkel 5 leicht mit einer nach außen hin konvexen Krümmung gebogen, die in Längsrichtung des Klemmschenkels 5 verläuft. Zusätzlich ist am Übergang zwischen das Fenster 6 seitlich begrenzenden Längsstegen 18 und dem Quersteg 13 der Klemmschenkel 5 gekröpft, wodurch die Klemmkante 7 nach zur Innenseite 21 des Klemmschenkels 5 hin ansteigend geneigt ist. Dadurch weist die Klemmkante 7 eine innere Eckkante 19 auf, die an der Innenseite 21 des Klemmschenkels 5 liegt und die in Richtung zur darüberliegenden Quermitte des Fensters 6 vorsteht. Diese Eckkante 19 der Klemmkante 7 wird scharfkantig ausgebildet, und es geht darum, die Scharfkantigkeit dieser Eckkante 19, die sich beim Stanzen des Metallbandes ausbildet, beim weiteren Fertigungsvorgang der Zugfeder nicht zu beeinträchtigen.
Das dem Biegegelenk 2 gegenüberliegende Ende des Anlageschenkels 1, welches als freies Ende bezeichnet werden kann, weist einen verlängerten Endabschnitt 8 auf, der aus der Ebene des Anlageschenkels 1 in Richtung vom Federschenkel 3 bzw. vom Innern der Schlaufenform weg, also nach außen hin abgebogen ist. Diese Abbiegung des Endabschnittes 8 am Anlageschenkel 1 wird besonders in 3 deutlich. Dort erkennt man auch die in dieser Position freiliegende Stirnkante 9 am Ende des Endabschnitts 8 des Anlageschenkels 1. Genau genommen handelt es sich bei der Stirnkante 9 um eine Schmalflächenseite, die entlang einer Eckkante 11 an die vom Federschenkel 3 abgekehrte Außenseite 22 des Endabschnitts 8 bzw. des Anlageschenkels 1 anschließt.
Die Besonderheit der flächigen Stirnkante 9 des Endabschnitts 8 des Anlageschenkels 1 liegt in einer Wölbung 10, die eine konkave Einbuchtung am Endabschnitt 8 des Anlageschenkels 1 darstellt, welche sich in ihrer Tiefenrichtung in der Bandebene im Bereich des Endabschnittes 8 erstreckt. Zwischen den in 3 sichtbaren vorderen, in Dickenrichtung des Endabschnitts 8 verlaufenden Eckkanten 14 erstreckt sich die konkave Wölbung 10 über die gesamte Breite des Endabschnitts 8 des Anlageschenkels 1. Es kann auch eine andersartige Wölbung, nämlich eine Querkrümmung des den Endabschnitt 8 bildenden Metallbandes, zu dem gewünschten Effekt führen. Die quer zur Längserstreckung des Endabschnittes 8 des Anlageschenkels 1 verlaufende Krümmung kann sich von dessen freien Ende zumindest über eine Teillänge dieses Endabschnittes 8 erstrecken.
Die Wölbung 10 ist wichtig beim sogenannten Einclipsen, dem letzten Fertigungsschritt bei der Herstellung der Zugfeder. Hierbei wird der Endabschnitt 8 des Anlageschenkels 1 durch das Fenster 6 des Klemmschenkels 5 hindurchgesteckt bzw. umgekehrt wird der Klemmschenkel 5 mit seinem Fenster 6 auf den Endabschnitt 8 des Anlageschenkels 1 aufgeschoben. Der Endabschnitt 8 des Anlageschenkels 1 hat eine der Weite des Fensters 6 entsprechende Breite. Demgegenüber ist der Anlageschenkel 1 zumindest im Anschlußbereich seines Endabschnittes 8 breiter ausgeführt, um Anschlagschultern 17 zu bilden, an denen in der Endstellung der Klemmschenkel 5 mit den das Klemmfenster 6 begrenzenden Längsstegen 18 anliegen kann. Bei diesem Einclipsen, das aufgrund der mechanischen Federspannung der Zugfeder, die sich aufzuweiten versucht, erschwert wird, kann die äußere bzw. untere Eckkante 11 im Mittenbereich 12 der Stirnkante 9 am Endabschnitt 8 des Anlageschenkels 1 nicht in Berührung mit dem Mittenbereich 20 der Klemmkante 7 des Fensters 6 im Klemmschenkel 5 kommen. Insbesondere ist eine Berührung des Mittenbereichs 12 der Stirnkante 9 am Endabschnitt 8 des Anlageschenkels 1 mit der inneren Eckkante 19 der Klemmkante 7 des Fensters 6 in deren Mittenbereich 20 ausgeschlossen. Folglich kann diese innere Eckkante 19 der Klemmkante 7 in deren Mittenbereich 20 beim Einclipsvorgang nicht beschädigt werden. Denn zwischen dem Mittenbereich 20 der hinteren, inneren Eckkante 19 an der Klemmkante 7 und dem Mittenbereich 12 der Eckkante 11 am Endabschnitt 8 des Anlageschenkels 1 verbleibt ein Spalt 16, sofern der ungünstige Fall eintritt, daß beim Einclipsen der Endabschnitt 8 des Anlageschenkels 1 auf der Klemmkante 7 des Klemmfensters 6 aufsitzt. In dieser Situa tion berührt der Endabschnitt 8 des Anlageschenkels 1 lediglich die Klemmkante 7 außerhalb ihres Mittenbereichs 20, nämlich im Inneneckbereich des Klemmfensters 6 mit seinen unteren bzw. äußeren Ecken 15, die in 3 erkennbar sind. In diese Ecken 15 laufen die in Dickenrichtung des Endabschnittes 8 sich erstreckenden Eckkanten 14 beidseits der Stirnkante 9 des Endabschnittes 8 aus. So wird vor allem die für die Funktion der Zugfeder wichtige, innere Eckkante 19 der Klemmkante 7 in deren Mittenbereich 20, der dem Mittenbereich 12 der Stirnkante 9 am Endabschnitt 8 des Anlageschenkels 1 beim Einclipsvorgang augenblicklich gegenüberliegt, vor Beschädigungen bewahrt.

Claims

Zugfeder für eine elektrische Klemme, bestehend aus einem flachen, schlaufenförmig gebogenen Metallband mit einem auf einen Strombalken aufsetzbaren Anlageschenkel (1), an dessen einem Ende mittels eines Biegegelenks (2) ein Federschenkel (3) anschließt, der sich mit Abstand über den Anlageschenkel (1) hinweg wölbt und der in einen zum zweiten Ende des Anlageschenkels (1) hin abgebogenen Klemmschenkel (5) mit einem Fenster (6) übergeht, durch welches ein freier Endabschnitt (8) des Anlageschenkels (1) hindurchgesteckt ist, der eine an die Breite dieses Fensters (6) angepaßte Breite hat und eine Stirnkante (9) aufweist, die beim Durchstecken durch das Fenster (6) über eine Klemmkante (7) hinweggeführt wird, welche das Fenster (6) an der zum freien Ende des Klemmschenkels (5) hin liegenden Seite begrenzt und zwischen der und dem Strombalken in der Einbaulage ein Leiter klemmbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Stirnkante (9) das freie Ende (8) des Anlageschenkels (1) eine Wölbung (10) hat, durch die eine beim Durchstecken des Endabschnitts (8) des Anlageschenkels (1) durch das Fenster (6) des Klemmschenkels (5) hindurch von dessen Klemmkante (7) wegstehende Eckkante (11) im Mittenbereich (12) der Stirnkante (9) des Anlageschenkel-Endabschnitts (8) gebildet ist.
Zugfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fenster (6) eine zur Innenseite (21) des Klemmschenkels (5) hin ansteigende Klemmkante (7) hat, durch die eine zur Quermitte des Fensters (6) hin vorstehende innere Eckkante (19) der Klemmkante (7) des Fensters (6) gebildet ist, wobei beim Durchstecken des freien Anlageschenkel-Endabschnittes (8) durch das Fenster (6) des Klemmschenkels (5) hindurch infolge der Wölbung (10) des Anlageschenkel-Endabschnittes (8) ein Abstand zwischen dem Mittenbereich (20) dieser inneren Eckkante (19) und dem Mittenbereich (12) der Eckkante (11) an der Stirnkante (9) des Anlageschenkel-Endabschnittes (8) gebildet ist.
Zugfeder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Wölbung (10) über die gesamte Breite des Endabschnitts (8) des Anlageschenkels (1) erstreckt.
Zugfeder nach einem der Ansprüche 1 – 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wölbung (10) durch eine Krümmung des Endabschnitts (8) des Anlageschenkels (1) in Breitenrichtung gebildet ist und sich diese Krümmung von dessen freien Ende weg zumindest über eine Teillänge des Endabschnittes (8) des Anlageschenkels (1) erstreckt.
Zugfeder nach einem der Ansprüche 1 – 4, dadurch gekennzeichnet, der Endabschnitt (8) am Anlageschenkel (1) in Richtung zum freien Ende des Klemmschenkels (5) hin abgebogen ist und die Wölbung (10) am Endabschnitt (8) des Anlageschenkels (1) durch eine Einbuchtung der Endkante (9) dieses Endabschnittes (8) gebildet ist.
Zugfeder nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wölbung (10) in Gestalt der Einbuchtung der Stirnkante (9) des Anlageschenkel-Endabschnitts (8) einen stetigen, konkaven Verlauf hat.