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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Schneidklemmkontaktelement mit einem
annähernd
u-förmigen
Schneidklemmteil, in dessen Basis eine Drahteinführungsöffnung gebildet wird, womit
die Klemmschlitzen im ersten und zweiten Strang des u-förmigen Schneidklemmteils
verbunden sind und wobei ein Federkontaktelement, welches am einen
Ende des ersten Strangs beginnt, in das innere Teil des u-förmigen Schneidklemmteils
ragt.
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Derartige
Schneidklemmkontaktelemente werden zum Beispiel bei Wicklungen verwendet.
Ein Ende eines emaillierten Drahtes wird in eine Kammer eines Isoliergehäuses gelegt
und anschließend
wird das Schneidklemmkontaktelement in die Kammer gepresst. Das
in der Kammer platzierte Teil des emaillierten Drahtes ragt in die
Drahteinführungsöffnung,
wobei während
des Pressens des Schneidklemmkontaktelements in den Schneidklemmschlitz scharfe
schneidende Kanten des Schneidklemmkontaktelements die Isolierung
des emaillierten Drahtes verrücken
und zu einem elektrischen Kontakt mit einem Leiter des emaillierten
Drahtes führen.
Für die weitere
Verbindung des Drahtes kann ein Kontaktstift oder eine Kontaktklinge
in das Schneidklemmkontaktelement eingeführt werden, sodass durch ein
Federkontaktelement, welches in ein inneres Teil eines Schneidklemmteils
ragt, ein Kontakt hergestellt wird.
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Normalerweise
wird das Schneidklemmkontaktelement mit all seinen Komponenten aus
einem einzigen Feder-Stahlblech gestanzt und gefaltet. Vor allem
das Federkontaktelement, welches in das innere Teil des Schneidklemmteils
ragt, wird gestaltet, indem eine Erweiterung eines ersten Strangs
des u-förmigen Schneidklemmteils
um eine erste Biegeachse um etwa 180° gebogen wird. Dieses gefaltete
Teil wird anschließend
noch einmal um eine zweite Biegeachse um weniger als 180° in dieselbe
Richtung gebogen, wobei der Faltbereich in der Nähe der ersten Biegeachse im
Endzustand des Schneidklemmkontaktelements in Kontakt mit einer
entgegengesetzten Innenfläche
eines zweiten Strangs des u-förmigen
Schneidklemmteils oder in dessen Nähe bleibt. Dadurch wird ein
eingefügter
Kontaktstift oder eine Kontaktklinge zwischen das gefaltete Federkontaktelement
auf der einen Seite und den zweiten Strang des u-förmigen Schneidklemmteils
auf der anderen Seite geklemmt, sodass ein guter elektrischer Kontakt
entsteht.
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Es
wird häufig
verlangt, dass dieses Schneidklemmkontaktelement ebenfalls an ein
zusätzliches
Modul angeschlossen wird, zum Beispiel an einen Widerstand, eine
Sperrdiode oder ähnliches,
damit das Schneidklemmkontaktelement in Bezug auf sein Potential
nicht nur eine Einheit mit dem eingeführten Kontaktstift, sondern
auch mit einem Kontaktdraht eines weiteren Moduls bildet.
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Das
Dokument
US 4.952.169
A gilt für
eine abgedichtete elektrische Steckverbindung mit Schneidklemmanschluss,
wobei die elektrische Steckverbindung über einen ersten Schlitzblechkontakt
und einen Stifteinsatz, welcher über
einen entfernbaren Schlitzblechkontakt verfügt. Die elektrische Steckverbindung
kann verwendet werden, um einen elektrischen Schneidklemmkontakt
zwischen zwei Drähten
herzustellen. Die elektrische Steckverbindung hat Eigenschaften,
die in der Einleitung von Anspruch 1 präzisiert werden.
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Folgende
Erfindung soll ein Schneidklemmkontaktelement der oben erwähnten Art
zur Verfügung
stellen, worin ohne außerordentlichen
Herstellungsaufwand eine einfache zusätzliche und betriebssichere
Möglichkeit
zur Verbindung eines Leiters, insbesondere eines drahtförmigen Leiters
angeboten wird.
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Dieser
Gegenstand wird unter Berücksichtigung
der Eigenschaften aus Anspruch 1 hergestellt.
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Die
grundlegende Idee dieser Erfindung ist die Bildung eines Schneidklemmkontaktelements, welches
in einer Kammer eines Isoliergehäuses
untergebracht ist, wobei das Schneidklemmkontaktelement in jedem
Fall aus einem einzigen Feder-Stahlblech, zum Beispiel einer elastischen
Kupferlegierung, gestanzt und gefaltet wird und wobei das herausragende
Ende eines ersten Strangs zweifach um das Federkontaktelement gefaltet
ist, um eine Erweiterung zum zweiten Strang des u-förmigen Schneidklemmteils
zur Verfügung
zu stellen und um in dieser Erweiterung ein Drahtklemmteil zu bilden.
Das Schneidklemmkontaktelement besteht aus diesem Grund vorzugsweise
aus einem einzigen gestanzten, gefalteten Teil, welches aus Streifenmaterial
gestanzt und gefaltet wird.
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Dieses
Schneidklemmkontaktelement, welches in einer Kammer eines Isoliergehäuses untergebracht
ist, hat auf Grund seiner Erweiterung am zweiten Strang des u-förmigen Schneidklemmteils eine
Form, die normalerweise nicht länger
in die Kammer des Isoliergehäuses
passt. In einer einfachen Anordnung ragt die Erweiterung am zweiten Strang
des Schneidklemmteils von der Kammer herein, wobei die Erweiterung
eine gerade Erweiterung des zweiten Strangs des Schneidklemmteils
darstellt.
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Eine
einfache Verbindung und Manipulierung des Schneidklemmkontaktelements
wird dadurch begünstigt,
dass das Klemmteil symmetrisch zu einer durch den Schneidklemmschlitz
des zweiten Strangs führenden
Achse gebildet wird. Diese symmetrische Anordnung des Klemmteils
ermöglicht
auch ein leichtes Pressen des gesamten Schneidklemmkontaktelements
in die zugehörige
Kammer des Isoliergehäuses.
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Auf
Grund der Einsatzöffnung
des u-förmigen
Schneidklemmteils und einer Einsatzöffnung oberhalb davon im Isoliergehäuse, welche
das Schneidklemmkontaktelement beherbergt und je nachdem von welcher
Seite ein zugehöriger
Stecker mit Kontaktstiften und Kontaktklingen eingeführt wird, würde eine
gerade Erweiterung des ersten Strangs des u-förmigen Schneidklemmteils ein
Hindernis für den
Gegenstecker darstellen. Aus diesem Grund wird das Klemmteil in
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung über
eine definierte Biegeachse, worum das Klemmteil in eine um 90° in Bezug auf
den zweiten Strang verschobene Position gebogen werden kann, mit
dem anderen Ende des zweiten Strangs verbunden. Diese Faltung kann
vor oder nach der Einführung
des Schneidklemmkontaktelements in die Kammer des Isoliergehäuses stattfinden.
Dieses verfügt über einen
Einschnitt in seiner Steckerfläche,
welche das Schneidklemmkontaktelement, worin sich die um 90° verbogene
Klemmportion befindet, umfasst.
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Das
Falten des Klemmteils um 90° kann
vor oder nach der Verbindung eines Verbindungsdrahtes mit dem Klemmteil
stattfinden. Der Verbindungsvorgang sollte in einem Zustand stattfinden,
wo das Klemmteil sich in einem Winkel von 90° befindet. Dazu verfügt das Klemmteil
vorzugsweise über
einen Längsschlitz,
wo ein Verbindungsdraht hineingepresst werden kann und der das Klemmteil
in eine erste und eine zweite Klinge unterteilt. Ein Verbindungsdraht
kann zum Beispiel zu einem Widerstand oder einer Diode gehören. Auf
Grund der Verbindung im Klemmteil hat dieses dasselbe Potential
wie das Schneidklemmkontaktelement, welches sich in der Kammer des
Isoliergehäuses
zur Verfügung
befindet. Der Verbindungsdraht wird starr in den Längsschlitz geklemmt,
um mit einander gegenüberstehenden Kanten
der ersten und zweiten Klinge des Längsschlitzes in Verbindung
zu kommen.
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In
Abhängigkeit
von der Anwendung kann das Schneidklemmkontaktelement Vibrationen
und anderen mechanischen Ladungen unterliegen, sodass das Risiko
besteht, dass der in den Längsschlitz geklemmte
Verbindungsdraht sich im Laufe der Zeit lockert. Um den Verbindungsdraht
zusätzlich
am Schneidklemmkontaktelement zu befestigen, stellt die Erfindung
einen Querschlitz in der ersten und zweiten Klinge zur Verfügung, welcher
am Längsschlitz
beginnt, wobei der Querschlitz am freien Ende der ersten und zweiten
Klinge eine Lasche bildet und wobei die Laschen in den Querschlitz
und in den Längsschlitz
gefaltet werden können,
um den Längsschlitz
vollkommen oder teilweise an seinem offenen Ende zu schließen. Durch
den Verschluss des Längsschlitzes
wird verhindert, dass der Verbindungsdraht des Moduls (Widerstand,
Diode etc.), welcher mit dem Schneidklemmkontaktelement verbunden
ist, sich lockert. Selbst wenn die Klemmung im Längsschlitz den Verbindungsdraht
nicht mehr halten kann, wird der Verschluss des Längsschlitzes
an dessen offenem Ende verhindern, dass der Verbindungsdraht aus
dem Längsschlitz
tritt.
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Wie
bereits angegeben, wird besonders bevorzugt, wenn das Schneidklemmkontaktelement
integral oder in einem Teil aus einem einzigen Feder-Stahlblech
gestanzt und gefaltet wird, wobei die Klemmvorrichtung über aus
der Hauptfläche
ragende erste und zweite Stabilisierungswände verfügt. Die ersten und zweiten
Stabilisierungswände
dienen der Stabilisierung und Befestigung des Klemmteils im Einschnitt
des an die Kammer grenzenden Isoliergehäuses, welches das Schneidklemmkontaktelement unterbringt.
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Ausführungsformen
der Erfindung werden im Folgenden erläutert, mit Hinweisen auf die
Darstellungen, wobei:
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1 eine
perspektivische Sicht eines Schneidklemmkontaktelements gemäß der Erfindung
ist.
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2 eine
Draufsicht des Klemmteils des Schneidklemmkontaktelements aus 1 ist.
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3 eine
Schnittdarstellung durch eine Kammer eines Isoliergehäuses ist,
welches nicht genauer gezeigt wird, wobei die Schnittdarstellung
neben der das Schneidklemmkontaktelement beherbergenden Kammer einen
Einschnitt zur Unterbringung des Klemmteils darstellt, welches in
einem Winkel von 90° vom
Schneidklemmkontaktelement weg gefaltet ist.
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4(a) bis 4(c) schematisch
unterschiedliche Schritte bei der Einführung eines Verbindungsdrahtes
in das Klemmteil des Schneidklemmkontaktelements gemäß der Erfindung
darstellen.
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1 eine
perspektivische Sicht eines Schneidklemmkontaktelements 1 ist,
wobei die untere Hälfte über ein
Schneidklemmteil 2 einer bekannten Konfiguration und ein
Klemmteil 30 verfügt,
welches wie eine Erweiterung über
der Biegeachse O-O mit dem Schneidklemmteil 2 verbunden
ist.
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Das
gesamte Schneidklemmkontaktelement 1 aus 1 ist
aus einem einzigen Feder-Stahlblech gestanzt und gefaltet. Das unter
der Biegeachse O-O befindliche Schneidklemmteil 2 wird
zuerst erläutert.
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Das
Schneidklemmteil 2 ist im Querschnitt etwa u-förmig und
enthält
eine Basis 16 und erste und zweite Stränge 12 und 14.
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Wie
in 3 dargestellt wird, wird das Schneidklemmkontaktelement 1 mit
dem Schneidklemmteil 2 in eine Kammer 6 eines
Isoliergehäuses 4 eingeführt. Ein
Isolierdraht (nicht dargestellt), wie ein emaillierter Draht konfiguriert,
wird durch ein Bodenteil der Kammer 6 eingeführt, bevor
das Schneidklemmteil 2 von oben in die Kammer 6 gepresst
wird. Während
dieses Vorgangs wandert der Isolierdraht (nicht dargestellt), im
Bodenteil der Kammer 6 zur Verfügung gestellt, durch eine Drahteinführungsöffnung 18 in
der Basis 16 des Schneidklemmteils 2 und jeweils
durch die ersten und zweiten Schneidklemmöffnungen 101 und 102 , die jeweils im ersten und zweiten
Strang 12 und 14 gebildet werden. Einander gegenüberstehende
Kanten der ersten und zweiten Schneidklemmöffnung 101 und 102 versetzen die Isolation des Isolierdrahtes
(nicht dargestellt), sodass ein elektrischer Kontakt zwischen einem
Leiter (nicht dargestellt) des Isolierdrahtes (nicht dargestellt)
und dem Schneidklemmkontaktelement 1 hergestellt wird.
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Wie
in 1 dargestellt wird, verfügt der erste Strang 12 des
Schneidklemmteils 2, welches im Querschnitt u-förmig ist, über eine
Planfläche 120, die
sich unterhalb einer Kontaktstift-Einführungsöffnung 62 des
Isoliergehäuses 4 befindet,
wie 3 entnommen werden kann. Eine Erweiterung des
ersten Strangs 12, welcher ebenfalls aus dem Feder-Stahlblech
gestanzt wird, wird zunächst
um etwa 180° um
eine erste Biegeachse, welche parallel zu der oben genannten Biegeachse
O-O ist, gefaltet, wie in 1 und 3 dargestellt
ist. Anschließend wird
die Erweiterung um eine zweite Biegeachse gefaltet, welche in einem
Bereich der Planfläche 120 des
ersten Strangs 12 liegt, sodass ein Federkontaktelement 8 gebildet
wird. Das Federkontaktelement 8 ragt in ein Innenteil des
Schneidklemmteils 2 und kommt entweder in Kontakt mit einer
Innenseite des zweiten Strangs 14 oder wird lediglich in
geringem Abstand zur Innenseite platziert.
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Ein
Gegenstecker mit einem oder mehr Kontaktstiften oder Kontaktklingen
wird in den Figuren nicht genau dargestellt. In der Illustration
nach 3 führt
ein Kontaktstift oder eine Kontaktklinge durch die Kontaktstift-Einführungsöffnung 62 in
die Kammer 6 und zwischen das Federkontaktelement 8 und eine
Fläche,
welche das Federkontaktelement 8 des zweiten Strangs 14 des
Schneidklemmkontaktelements 1 gegenüberstellt.
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In 1 sind
einige Laschen und/oder Haken an den äußeren Enden der ersten und
zweiten Stränge 12 und 14 erkennbar.
Die Laschen und/oder Haken stellen sicher, dass das in die Kammer 6 des Isoliergehäuses 4 gepresste
Schneidklemmkontaktelement 1 mithilfe der Laschen und/oder
Haken, welche mit den Seitenwänden
der Kammer 6 des Isoliergehäuses 4 in Eingriff
sind, in der Kammer 6 bleibt.
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Die
Erweiterung des zweiten Strangs 14 über der Biegeachse O-O in 1 des
Schneidklemmteils 2 ist eine wichtige Eigenschaft der Erfindung.
Es kann entnommen werden, dass das Klemmteil 30 mit dem
zweiten Strang 14 des Schneidklemmkontaktelements 1 in
einem Stück
konfiguriert ist, der zweite Strang 14 und das Klemmteil 30 auf
einer Hauptfläche
liegen, wie in 1 dargestellt wird. Die ersten und
zweiten Stabilisierungswände 46 und 48 werden um
etwa 90° aus
der Hauptfläche
geschoben.
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2 stellt
die Strukturelemente des Klemmteils 30 dar. Das Klemmteil 30 wird
symmetrisch konfiguriert, unter Berücksichtigung einer symmetrischen
Achse S, die gleichzeitig eine zentrale Achse eines Längsschlitzes 32 bildet.
Der Längsschlitz 32 beginnt
an einem freien Ende des Klemmteils 30 und erstreckt sich
bis etwa zur Mitte der ersten und zweiten Stabilisierungswand 46 und 48.
Der Längsschlitz 32 unterteilt
das Klemmteil 30 symmetrisch in erste und zweite Klingen 34 und 36.
Die ersten und zweiten Klingen 34 und 36 haben
jeweils einen Querschlitz 38 oder 40, der vom
Längsschlitz 32 aus
seitlich nach unten reicht und wodurch jeweils eine Lasche 44 oder 42 an
den freien Enden des Klemmteils 30 gebildet wird. Einander
gegenüberliegende
Kanten der Laschen 42 und 44 bilden eine Einführungsöffnung,
welche nicht genauer beschrieben wird, für einen Verbindungsdraht 50 aus 4. Die Einführungsöffnung für den Verbindungsdraht 50 verfügt, gemäß 2, über eine
Einführungsöffnungsbreite
C. Die Querschlitze 38 und 40 erstrecken sich
seitlich in die ersten und zweiten Klingen 34 und 36,
bis zu einer Tiefe, welche durch eine Querschlitzbreite B definiert
wird. Das Klemmteil 30 hat eine Gesamtbreite A, wie in 2 dargestellt
wird. Der Längsschlitz 32 hat
eine Längsschlitzbreite
DS.
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Wie
in 3 dargestellt wird, wird das Klemmteil 30 in
die Richtung des Pfeils P in einem Winkel von 90° gefaltet, unter Berücksichtigung
des zweiten Strangs 14 des Schneidklemmteils 2 und wird
in einer Vertiefung 60 im Isoliergehäuse 4 untergebracht,
welches seitlich mit der Kammer 6 verbunden ist. Die erste
und zweite Stabilisierungswand 46 und 48 dienen
der Stabilisierung der Position des Klemmteils 30.
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4 stellt die eigentliche Funktion des Klemmteils 30 das,
wobei das Klemmteil 30 den Verbindungsdraht 50 eines
Moduls (nicht dargestellt), z.B. einer Diode oder eines Widerstands
berührt.
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Wie
in 4(a) dargestellt wird, ist der
Verbindungsdraht 50 (im erweiterten Bereich des Klemmteils 30 aus 1 oder
im winkelförmigen
Bereich des Klemmteils 30 aus 3) in der
Nähe der Einführungsöffnung und
zwischen den einander gegenüberliegenden
Ecken der Laschen 42 und 44 platziert. Der Verbindungsdraht 50 hat
einen leicht größeren Durchschnitt
Db als die Einführungsöffnungsbreite C. Die Einführungsöffnungsbreite
C ist wiederum leicht größer als
die Längsschlitzbreite
DS des Klemmteils 30.
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4(b) stellt einen Zustand dar, wo der
Verbindungsdraht 50 in die Richtung des Pfeils P1 in den Längsschlitz 32 gepresst
wird. Während
des Durchtritts durch die Einführungsöffnung und
zwischen die Laschen 42 und 44, dehnen sich die
Laschen 42 und 44 leicht. Während des Pressens in den Längsschlitz 32 wird
der Verbindungsdraht 50 leicht verformt und übernimmt
die Breite des Längsschlitzes 32 in
dem verformten Bereich. In diesem Zustand, wie in 4(b) dargestellt
wird, wird der Verbindungsdraht 50 starr durch die erste
und zweite Klinge 34 und 36 des Klemmteils 30 im
Längsschlitz 32 geklemmt.
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Um
eine zusätzliche
Sicherung des Verbindungsdrahtes 50 im Klemmteil 30 zu
erreichen, wird, gemäß 4(c), seitlich von oben Druck in die Richtung
der Pfeile P2 und P3 auf eine Außenfläche der Laschen 42 und 44 ausgeübt. Infolgedessen
werden die Laschen 42 und 44 unter Berücksichtigung
der ersten und zweiten Klingen 34 und 36 verschoben. Diese
Position wird in 4(c) durch die Referenzzahlen 42' und 44' der Laschen
angegeben. Diese Verschiebung beschränkt den Raum zwischen den Laschen 42' und 44' auf eine Breite
DE. Die Breite DE ist
deutlich kleiner als die Längsschlitzbreite
DS. Im Extremfall kann der Wert der Breite
DE gleich null sein. Dies ergibt sich aus
folgendem Verhältnis
zwischen der Einführungsöffnungsbreite
C, der Längsschlitzbreite
DS und der Breite DE der
Beschränkung zwischen
den Laschen 42' und 44': C ≈ DS > DE ≥ 0
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Wie
bereits oben angegeben wurde, wird das Klemmteil 30 aus
den 1 und 3 in die Richtung des Pfeils
P in einem Winkel von etwa 90° gefaltet,
unter Berücksichtigung
der Hauptfläche,
worauf sich der zweite Strang 14 des Schneidklemmteils 2 befindet.
Ausführungsformen
mit anderen Faltwinkeln sind möglich,
wie auch eine Ausführungsform, wo
das Klemmteil 30 auf der Hauptfläche des zweiten Strangs 14 bleibt.
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Die
ersten und zweiten Stabilisierungswände 46 und 48 dienen
als Stütze
des Klemmteils 30 gegen angrenzende Wände des Isoliergehäuses 4.
Unter bestimmten Umständen
können
die ersten und zweiten Stabilisierungswände 46 und 48 weggelassen
werden.