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1. (WO1999065113) SCHNEIDKLEMME
Anmerkung: Text basiert auf automatischer optischer Zeichenerkennung (OCR). Verwenden Sie bitte aus rechtlichen Gründen die PDF-Version.
Beschreibung

Schneidklemme

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schneidklemme zur Kontak-tierung eines nicht abisolierten elektrischen Leiters in einem durch einander zugewandte Schneidkanten zweier Klemmschenkel gebildeten V-förmigen Kontaktbereich. Sie bezieht sich weiter auf ein Handhabungsgerät zum Einführen des Lei-ters in die Schneidklemme.

Bei einer aus der DE 44 03 278 AI bekannten Schneidklemme aus einem blattförmigen Kontaktmaterial ist ein Klemmschlitz zwischen zwei Klemmschenkeln gebildet, deren einander zugewandte Schneidkanten parallel zueinander verlaufen. Zwar können aufgrund des federnden Kontaktmaterials für eine Doppelkontak-tierung zwei Leiter mit unterschiedlichem Durchmesser im Kontaktbereich geklemmt werden. Jedoch ist aufgrund der Geometrie des den Kontaktbereich bildenden Klemmschlitzes der Querschnittsbereich für zu kontaktierende Leiter eingeschränkt.

Aus der EP 0 274 948 AI ist darüber hinaus eine Schneidklemme mit V-förmigem Kontaktbereich bekannt. Der Kontaktbereich ist durch Schneidkanten kreisbogenförmig aufgestellter und starrer Schneidschenkel gebildet, die selbst keine Klemmwirkung entfalten. Beim Einführen des Leiters durch Einpressen in Verjüngungsrichtung des V-förmigen Kontaktbereichs durchdringen die einander zugewandten Schneidkanten der Schneidschen- kel die Leiterisolierung bis zur Leiterader. Die Klemmfixierung des Leiters im Kontaktbereich erfolgt mittels eines Hebelarms. Auch bei dieser bekannten Schneidklemme ist der Querschnittsbereich für zu kontaktierende Leiter mit unterschiedlichen Durchmessern nur begrenzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schneidklemme anzugeben, mittels der elektrische Leiter über einen im Ver- gleich zu den bekannten Schneidklemmen großen Querschnittsbe-reich, vorzugsweise über einen Querschnittsbereich von 0,5 bis 2,5 mm2, zuverlässig kontaktiert und sicher klemmfixiert werden können. Darüber hinaus soll ein zum Einfuhren des Lei-ters in die Schneidklemme besonders geeignetes Handhabungsgerät angegeben werden.

Diese Aufgabe wird erfmdungsgemaß gelost durch die Merkmale des Anspruches 1. Dazu ist die oder jede Schneidflanke minde-stens eines Klemmschenkels derart wellenförmig ausgebildet, daß die Breite der von αen Schneidkanten gebildeten Kontaktflachen m Verjungungsnchtung des V-formigen Kontaktbereichs alternierend zu- und abnimmt.

Durch eine derartige wellige Ausformung der Schneidkanten der Klemmschenkel wird der Anschneid- und Schneidvorgang durch die Leiterisolierung unterstutzt. Mit der alternierend zu-und abnehmenden Breite der Schneidkanten m Verjungungsnch-tung des V-formigen Kontaktbereichs werden darüber hinaus -gegenüber einer durchgehend klingenartigen Ausbildung der

Schneidkanten - zu Schneidbereichen benachbarte Klemmbereiche mit vergleichsweise großer Kontaktflache geschaffen.

In vorteilhafter Ausgestaltung sind die Klemmschenkel nicht zueinander parallel verlaufend angeordnet, sondern unter einem Winkel nach innen angestellt. Dies bewirkt eine Selbst-verstarkung der Klemmkraft bei Auftreten einer Auszugskraft auf den Leiter entgegen der Anstellrichtung der Klemmschenkel in Auszugsrichtung des Leiters. Dabei ist der Anstellwinkel zweckmaßigerweise 0° < α < 10°. Vorzugsweise ist der Anstellwinkel α = 5° .

In weiterer oder alternativer Ausgestaltung sind die Klemmschenkel und deren Schneidkanten im Klemm- und Kontaktbereich gegeneinander versetzt angeordnet. Dadurch wird eine bezüglich der Klemm- und Kontaktwirkung besonders zuverlässige Anpassung der Schneidklemme an verschieαene Leiterdurchmesser und -querschnitte erreicht. Die Schneidflanken jedes Klemmschenkels sind dabei vorteilhafterweise bezüglich einer entlang des Grates der Schneidkante verlaufenden Symmetrieachse spiegelbildlich gewellt. Dadurch werden besonders scharfkan-tige Schneidbereiche und vergleichsweise große Kontaktflächen entlang der Schneidkante des entsprechenden Klemmschenkels erzielt .

Ferner sind in zweckmäßiger Ausgestaltung die Schneidflanken der durch die variierende Breite der Kontaktfläche entlang der Schneidkante gebildeten und jeweils einem Schneidbereich benachbarten Klemmbereiche in Richtung auf die Schneidkante und somit in Richtung des Schneidengrates konisch ausgestaltet. Durch eine derart keilförmige Ausgestaltung der Schneid-flanken wird im jeweiligen Klembereich eine zusätzliche

Schneidwirkung zur sicheren Durchtrennung der Leiterisolierung im Kontakt- und Klemmbereich erzielt.

Die Klemmschenkel sind vorteilhafterweise abgewinkelte Enden von Schenkeln eines U-förmigen Kontaktstücks in Form eines Kontaktblechs, das zweckmäßigerweise gleichzeitig das
Schaltstück in einem Schaltgerät ist. Dabei schließen die Klemmschenkel mit den Schenkeln des Kontaktblechs einen Winkel ß > 90°, z.B. ß = 95°, ein.

Ein im Bereich des Scheitels des U-förmigen Kontaktstücks mit Abstand zum Kontaktbereich angeordnetes Kontaktgegenstück, das etwa parallel zu den abgewinkelten Klemmschenkeln verläuft, bildet eine zusätzliche Kontaktierfläche zur stirnsei- tigen Kontaktierung des im Zwickel des V-förmigen Kontaktbereichs eingeklemmten und dort kontaktierten Leiters. Durch ein axiale Verschiebung des Leiters infolge einer in Schneidkantenlängsrichtung keilförmigen Gestaltung des Übergangsbereichs zwischen Schneid- und Klemmbereich wird die zur Kon- taktierung erforderliche Anpreßkraft des Leiterendes an das Kontaktgegenstück erzeugt. Dabei kann die Kontaktkraft noch dadurch erhöht werden, daß das Kontakt- oder Schaltstück aus einem Bimetall gefertigt ist. Bei Erwärmung wird dann aufgrund des Bimetalleffekts eine weitere Verstärkung der Kontaktkraft erzielt. Dazu kann das gesamte Kontaktstuck auch kastenförmig mit aus Bimetall bestehenden Seltenwanden ausge-staltet sein. Die dem Schneid-Klemmbereich gegenüberliegende Stirnseite bildet dann zweckmaßigerweise die zusätzliche Kon-taktierstelle oder -flache.

Die Einstellung der Klemmkraft für die verschiedenen Leiter-durchmesser oder -querschnitte erfolgt über die Lage des Leiters im Kontaktbereich, d.h. über die Position des Leiters im Zwickel zwischen den zueinander V-formig angeordneten Klemmschenkeln. Die Fuhrung des Leiters beim Einschieben in den V-formigen Kontaktbereich erfolgt mittels eines zusatzlichen Handhabungsteils, das das zu kontaktierende Leiterende aufnimmt und stabilisiert.

Zum Stabilisieren des nicht abisolierten Leiters beim Einfuhren m die Schneidklemme ist ein Handhabungsgerät besonders zweckmäßig, das bodenseitig eine Durchgangsoffnung zur Aufnahme des Leiters aufweist, an deren Unterseite etwa L-formig ein mit einer Sicke versehener Stutzarm angeformt ist. Diesem gegenüberliegend ist eine Ausnehmung vorgesehen, m die die Klemmschenkel der Schneidklemme beim Einfuhren des Leiters hmemgleiten. Die Durchgangsoffnung ist einem Stabilisie-rungsbereich fortgeführt, an den sich ein Anschlagschenkel für das Leiterende anschließt.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen msbeson-dere darin, daß durch eine wellenartige Ausformung der
Schneidflanken entlang der Schneidkanten von zueinander V-formig angeordneten Klemmschenkeln einer Schneidklemme ein abisolierfreies und schraubenloses Kontaktieren von elektrischen Leitern über einen großen Querschnittsbereich von etwa 0,5 bis 2,5 mm2 unabhängig von der Dicke üer Leiterisolierung und vom Isolierstoff erreicht wird. Dabei können massive, fern- oder mehrdrahtige Leiter zuverlässig kontaktiert und sicher geklemmt werden. Die Handhabung beim Einsetzen des Leiters in den Kontaktbereich kann mit einfachen Werkzeugen erfolgen.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

FIG 1 in perspektivischer Darstellung eine Schneidklemme mit V-förmigem Kontaktbereich und wellenartig ge- formten Schneidflanken,
FIG 2 die Schneidklemme gemäß FIG 1 mit eingeführtem und stirnseitig zusätzlich kontaktiertem Leiter,
FIG 3 eine alternative Ausführungsform der Schneidklemme mit vergleichsweise scharfkantigen Klemmschenkeln, FIG 4 in einer Draufsicht die Schneidklemme gemäß FIG 3
mit angestellten Klemmschenkeln,
FIG 5 eine Ausführungsform der Schneidklemme mit zueinander versetzten Klemmschenkeln,
FIG 6 eine kastenförmige Schneidklemme aus Bimetall, und FIG 7 ein Handhabungsteil zum Einführen des Leiters in
eine Schneidklemme mit Kontaktgegenstück.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Die in den FIG 1 und 2 dargestellte Schneidklemme 1 zur abisolierfreien Kontaktierung eines Leiters 2 besteht zweckmäßigerweise aus einem Kontaktblech 3, das gleichzeitig das Schaltstück eines (nicht dargestellten) Schaltgerätes ist. Das Kontaktblech oder Kontaktstück 3 ist U-förmig ausgestaltet. Dabei sind dessen Schenkel 3a, 3b an den Enden zu Klemmschenkeln 4 bzw. 5 abgewinkelt. Über die V-Form hinaus - ausgehend von dessen Scheitel - stehen sich auch die Ansätze der Klemmschenkel 4,5 unter Bildung eines Spaltes 3d gegenüber, so daß insgesamt eine Federwirkung der Klemmschenkel 4,5 erzielt wird. Die Klemmschenkel 4,5 schließen mit den Schenkeln 3a bzw. 3b des Kontaktstücks 3 einen vom rechten Winkel abweichenden Neigungswinkel ß ein, wobei 90° < ß < 100°, vorzugsweise ß = 95° ist.

Die Klemmschenkel 4 und 5 bilden den Schneid- und Klemmbe-reich und damit den Kontaktbereich 6 der Schneidklemme 1. Dem Kontaktbereich 6 gegenüberliegend ist an der Außenseite des Scheitels 3c an das Kontaktstuck 3 eine Kontaktzunge 7 angeformt, die den Kontakt 8 des Schaltstucks tragt. An der Innenseite des Scheitels 3c ist an das Kontaktstuck 3 ein Kon-taktgegenstuck 9 angeformt, das quer zur durch die Schenkel 3a, 3b aufgespannten Ebene und etwa parallel zu den Klemmschenkeln 4,5 ausgerichtet ist. Das Kontaktgegenstuck 9 weist eine Emfuhrschrage 9a und einen sich m Richtung der Klemmschenkel 4,5 erstreckenden Kontaktiersteg 9b auf.

Die Klemmschenkel 4,5 sind an deren im Kontaktbereich 6 einander zugewandten Stirnseiten als Schneid- und Klemmkanten 10 bzw. 11 ausgebildet, die die Kontaktflachen zwischen dem Leiter 2 und dem Kontaktstuck 3 - und damit der Schneidklemme 1-darstellen, und deren Schneidflanken 12 bzw. 13 m Verjun-gungsrichtung 14 des V-formig oder zwickelartig ausgebildeten Kontaktbereichs 6 wellenartig ausgebildet sind. Die entsprechende Wellung ist spiegelsymmetrisch zur jeweiligen Schneidkante 10,11 und dabei derart ausgeführt, daß die Breite b, b' der von den Schneidkanten 10,11 gebildeten Kontaktflachen Veriungungsrichtung 14 des Kontaktbereichs 6 alternierend zu-und abnimmt. Dabei bilden die Schneidkanten 10,11 entlang der vergleichsweise geringen Breite b einen Schneidbereich 15, an den sich über einen Ubergangsbereich 16 ein Kontaktbereich 17 mit vergleichsweiser großer, der Breite B der Klemmschenkel 4,5 entsprechender Breite b' der Schneidkanten 10,11 anschließt. Diesem wiederum schließt sich entlang der Schneidkante 10,11 m Verjungungsπchtung 14 fortlaufend über einen Ubergangsbereich 16 ein Schneidbereich 15 mit vergleichsweise geringer Breite b an. Die Wellenform der Schneidflanken 12,13 wird beispielsweise durch spanabhebende Bearbeitung der Klemmschenkel 4 und 5, z.B. durch Ausstanzen von Kontakt-blechmaterial n den Schneidbereichen 15, erreicht.

FIG 2 zeigt den den Kontaktbereich 6 zwischen die Klemm-Schenkel 4 und 5 geklemmten und über die Schneidkanten 10 bzw. 11 kontaktierten Leiter 2, der stirnseitig gegen das Kontaktgegenstuck 9 gefuhrt ist. Dieses bildet somit eine zusatzliche Kontaktflache oder Kontaktstelle 18. Durch die steilflankige Gestaltung der Ubergangsbereiche 16 zwischen den Schneidbereichen 15 und den Kle mbereichen 17 wird infolge einer dadurch erzielten Keilwirkung eine axiale Verschiebung des Leiters 2 Richtung auf die zusatzliche Kontaktstelle 18 eine Anpreßkraft erzeugt, die das Leiterende 19 des Leiters 2 gegen das Kontaktgegenstuck 9 preßt.

Bei der FIG 3 dargestellten Schneidklemme 1, die im Aus-fuhrungsbeispiel kein Kontaktgegenstuck 9 aufweist, sind die Klemmschenkel 4,5 Leiterlangsrichtung mit einem Versatz 20 zueinander ausgerichtet. Durch diesen Versatz 20 der Klemm-Schenkel 5, 6 und damit deren Schneidkanten 9 bzw. 10 im
Klemm- oder Kontaktbereich 6 ist eine besonders flexible Anpassung an verschiedene Leiterdurchmesser oder -querschnitte gegeben.

Die Figuren 4 und 5 zeigen eine alternative Ausgestaltung der wellenartig geformten Schneidflanken 12,13 der Klemmschenkel 4 bzw. 5. Dort ist die Breite b' ' der Klemmbereiche 17 gegenüber dem Ausfuhrungsbeispiel nach den Figuren 1 und 2 vergleichsweise klein. Dies wird durch eine klingenartige Ausbildung der Schneidflanken 12,13 erzielt, indem diese m Gratrichtung der Schneidkanten 10 bzw. 11 keilförmig ausgestaltet sind. Dadurch werden vergleichsweise flachflankige Ubergangsbereiche 16 an den Schneidbereichen 15 erzielt. Dies verstärkt den von den Ubergangsbereichen 16 erzielten Effekt einer axialen Verschiebung des Leiters 2 beim Einfuhren den Kontaktbereich 6 entgegen einer Auszugsrichtung 21
(FIG 5) .

Wie FIG 5 m einer Draufsicht der Schneidklemme 1 nach FIG 4 zeigt, sind die Klemmschenkel 4,5 - und somit deren Schneidkanten 10 bzw. 11 - um einen Anstellwinkel α m Richtung auf den Scheitel 3c des U-formigen Kontaktstucks 3 und somit nach innen angestellt. Dadurch ergibt sich m Leiterauszugsπch-tung 21 ein keilförmiger Verlauf der Schneidkanten 10,11 und der Klemmschenkel 4 bzw. 5, so daß eine Selbstverstarkung der Klemmkraft beim Herausziehen des m Kontaktbereich 6 geklemmten Leiters 2 erzeugt wird. Der Anstellwinkel α ist vorzugs-weise großer als 0° und kleiner als 10°, z.B. α = 5°. Dieser Effekt kann dadurch verstärkt werden, daß das Kontaktstuck 3 aus einem Bimetall gefertigt ist.

Eine alternative Ausführungsform einer aus einem Bimetall ge-fertigten Schneidklemme 1 zeigt FIG. 6. Dabei ist das Kontaktstuck 3' kastenförmig ausgebildet, wobei die dem Kontaktbereich 6 entsprechende Stirnseite zur Bildung der Klemmschenkel 9,10 wiederum durchgehend geschlitzt ist. Dadurch sind die Klemmschenkel 4,5 wiederum federnd ausgebildet, wah-rend das Kontaktstuck 3' selbst insgesamt vergleichsweise starr st. Die dem Kontaktbereich 6 gegenüberliegende Stirnseite 22 des kastenförmigen Kontaktstucks 2 bildet hier die zusatzliche Kontaktflache oder Kontaktstelle 18 für das stirnseitige Leiterende 19.

FIG 7 zeigt em Handhabungsgerät 23 zum Einsetzen des Leiters 2 m die Schneidklemme 1. Dazu ist das Handhabungsteil 23 bodenseitig mit einer Durchgangsoffnung 24 zur Aufnahme des Leiters 2 versehen, an deren Unterseite etwa L-for-mig em mit einer Sicke 25 zur Aufnahme des Leiters 2 versehener Stutzarm 26 angeformt ist. Auf der dem Stutzarm 26 gegenüberliegenden Seite ist das Handhabungsgerät 23 mit einer Ausnehmung 27 versehen, m die die Klemmschenkel 4,5 beim Einfuhren des Leiters 2 hmemgleiten. An diese Ausnehmung 27 schließt sich m Fortfuhrung der Durchgangsoffnung 24 em Stabilisierungsbereich 28 für das Leiterende 19 an. An der der Klemm- und Kontaktierseite 29 des Handhabungsgerätes 23 gegenüberliegenden Seite ist ein Anschlagschenkel 30 vorgesehen, an dessen Innenfläche 31 das Leiterende 19 geführt ist.

Beim Aufsetzen des Leiters 2 mittels des Handhabungsgerä-tes 26 auf die Schneidklemme 1 wird einerseits der Leiter 2 lagefixiert in den V-förmigen Kontaktbereich 6 eingepreßt, wobei dort die Schneidkanten 10,11 der Klemmschenkel 4 bzw. 5 die Isolierung 32 des Leiters 2 bis zur Leiterader 33 durchdringen. Dadurch wird der Leiter 2 im Kontaktbereich 6 ge-klemmt und mit dem Kontaktstück 3 kontaktiert. Andererseits wird das Leiterende 19 stirnseitig an das Kontaktgegenstück 18 geführt und dort zusätzlich kontaktiert. Dabei wird das Leiterende 19 stirnseitig an der Einführschräge 9a entlang bis zur Kontaktstelle 9b geführt.