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Die
Erfindung betrifft eine Kontakteinsatz mit mindestens einer Klemmfeder
und mit einem Stromschienenelement, das einen Leiteraufnahmeschacht und
mindestens einen an dem Leiteraufnahmeschacht des Stromschienenelementes
gebildeten Leiterklemmanschluss zum elektrischen Kontaktieren und
Anklemmen mindestens eines elektrischen Leiters mittels der mindestens
einen in den zugeordneten Leiteraufnahmeschacht eingesetzten Klemmfeder
hat.
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Die
Erfindung betrifft weiterhin ein Leiteranschlussklemme mit mindestens
einem solchen in ein Isolierstoffgehäuse aufgenommenen
Kontakteinsatz.
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Kontakteinsätze
sind in vielfältiger Form zum Anklemmen eines elektrischen
Leiters bekannt. Neben Schraubenklemmen sind Federklemmen und Schneidklemmen
bekannt. Federklemmen zeichnen sich dadurch aus, dass eine Kontaktfeder
in Verbindung mit einer Stromschiene den anzuklemmenden Leiter durch
Federkraft an das Stromschienenstück presst und dort kontaktiert
und festlegt.
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Durch
den Schneid-Klemmkontakt wird eine etwaige Isolierung des elektrischen
Leiters durch eine im Stromschienenstück ausgebildeten
Schneide aufgeschnitten und der elektrische Leiter in die in dem
Stromschienenstück ausgebildete Schneide hineingedrückt
und dort eingeklemmt.
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DE 102 39 273 A1 offenbart
beispielsweise einen Kontakteinsatz, bei der eine Blattfeder in
einem im Stromschienenstück ausgebildeten Materialdurchzug
eingesetzt ist. Der Materialdurchzug hat den Vorteil der verbesserten
Führung des elektrischen Leiters durch die Öffnung
im Stromschienenstück. Durch die Schrägstellung
einer Randkante des Materialdurchzugs, an die das freie Ende der
Blattfeder zur Bildung einer Klemmstelle anstößt,
wird eine relativ kleine Klemmfläche bereitgestellt, auf
die sich die Kraft der Feder beim Andrücken des elektrischen Leiters
an die Klemmstelle konzentriert.
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Kontakteinsätze
können vielfältig eingesetzt werden. Beispielsweise
ist in der
DE 295 02 347 eine Rangierklemme
beschrieben, die eine Vielzahl von in einem Isolierstoffgehäuse
aufgenommenen Kontakteinsätze aufweist. Mindestens zwei
Kontakteinsätze sind über interne Leiter miteinander
verbunden, die aus einem Flachmaterial oder aus Runddraht hergestellt
sind und mit den Stromschienen der Kontakteinsätze verrastet
werden können.
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Ausgehend
hiervon ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte
Kontakteinsatz zu schaffen, die eine verbesserte Führung
eines elektrischen Leiters durch die Leiterdurchführungsöffnung
der Stromschienenelemente und eine verbesserte Kontaktierung und
einen verbesserten Anschluss von Leitern an die Stromschienenelemente aufweist.
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Die
Aufgabe wird mit der Kontakteinsatz der eingangs genannten Art dadurch
gelöst, dass das Stromschienenelement einen elektrisch
leitenden Flächenabschnitt, an dem der mindestens eine
Leiterklemmanschluss gebildet ist, mit einer ersten Leiterdurchführungsöffnung
und mindestens einen weiteren Flächenabschnitt mit einer
jeweiligen Leiterdurchführungsöffnung hat, wobei
die Flächenabschnitte benachbart mit ihren Oberflächenebenen übereinander
liegend zueinander so angeordnet sind, dass die Leiterdurchführungsöffnungen
der Flächenabschnitte miteinander fluchten und den Leiteraufnahmeschacht
bilden.
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Im
Bereich der Leiterdurchführungsöffnung wird somit
nicht wie bisher ein einlagiges Stromschienenelement bereitgestellt.
Vielmehr werden z. B. durch Umbiegen eines Stromschienenelementes oder
anderweitiges Verbinden von separaten Flächenabschnitts-Elementen,
von denen mindestens eines elektrisch leitend ist, mindestens zwei
annähernd parallel voneinander angeordnete Flächenabschnitte
geschaffen, die miteinander fluchtende Leiterdurchführungsöffnungen
haben, so dass der elektrische Leiter durch diese beiden voneinander
beabstandeten Flächenabschnitte geführt wird und
nicht wie bislang durch einen einzigen Flächenabschnitt.
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Dies
hat den Vorteil, dass durch den Kontakteinsatz selbst ein größerer
Führungskanal für den elektrischen Leiter bereitgestellt
wird.
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Vorteilhafterweise
sind zwei oder mehr der in mehreren orthogonal zur Leitereinsteckrichtung
ausgerichteten Ebenen übereinanderliegenden Flächenabschnitte
aus elektrisch leitendem Material gebildet. Eine solche Nutzung
mehrerer elektrisch leitender Flächenabschnittselemente
bringt zugleich eine höhere Stromtragfähigkeit
aufgrund der Vergrößerung des Querschnitts des
Stromschienenelements mit sich.
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Mindestens
eines der Flächenelemente kann aber auch aus elektrisch
isolierendem Material sein, so dass die Luft- und Kriechstrecken
vorteilhaft vergrößert werden und gleichzeitig
ein vertiefter Leitereinführungskanal gebildet wird.
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Die
Flächenabschnitte können mit einem Zwischenraum
im Abstand voneinander übereinander oder aber auch unmittelbar
aneinander angrenzend und aufeinander aufliegend angeordnet sein. Durch
den Abstand zwischen den Flächenelementen werden zusätzliche
Luftstrecken bereitgestellt, die die Durchschlagfestigkeit verbessern.
Durch die Anordnung von Flächenelementen in sich berührender Weise
unmittelbar aufeinander wird hingegen ein durchgehender, nicht durch
Freiräume unterbrochener Leitereinführungskanal
bereitgestellt, durch den insbesondere ein Verha ken von Litzenenden
eines mehrdrahtigen Leiters in den Zwischenräumen verhindert
werden kann.
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Weiterhin
ist es vorteilhaft, wenn ein Klemmschenkel der Klemmfeder zusammen
mit einer Querkante der Leiterdurchführungsöffnung
eine Klemmstelle bildet, wobei sich die Klemmfeder gegenüberliegend
zur Klemmstelle mit einem Anlageschenkel an einer zweiten Querkante
der Leiterdurchführungsöffnung abstützt.
In die in dem Stromschienenelement ausgebildete Leiterdurchführungsöffnung
wird somit in grundsätzlich an sich bekannter Weise eine Klemmfeder
eingesetzt, die nunmehr durch die mindestens zwei voneinander beabstandeten,
in mehreren Ebenen übereinander angeordneten Flächenabschnitte
des Stromschienenelementes einen wesentlich größeren
Freiheitsgrad bei der Ausrichtung, Festlegung und Definition einer
Klemmstelle hat.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn sich an mindestens einer Querkante der
Leiterdurchführungsöffnung jeweils ein Kontaktlappen
von einem Flächenabschnitt nach unten in Leitereinsteckrichtung
oder nach oben entgegengesetzt zur Leitereinsteckrichtung, vorzugsweise
bis zur angrenzenden Querkante des benachbarten oder eines weiter
beabstandeten, gegenüberliegenden Flächenabschnitts
erstreckt. Ein aus der Leiterdurchführungsöffnung
herausgebogener Kontaktlappen wird somit in Richtung eines weiteren
Flächenabschnitts gebogen. Die voneinander beabstandeten
oberen und unteren Flächenabschnitte bilden ebene Flächen,
die einen hervorstehenden Kontaktlappen im Unterschied zu der in
der
DE 102 39 273
A1 beschriebenen Ausführungsform verhindern. Die
Kontakteinsätze sind somit sortiertauglich, da ein Verhaken
von vorstehenden Teilen der Kontakteinsatz, insbesondere der Kontaktlappen
verhindert wird. Zudem kann durch geeignete Biegung des Kontaktlappens
eine optimierte Klemmstelle geschaffen werden, insbesondere wenn
der Kontaktlappen einen schräg in die Leiterdurchführungsöffnung
hineinragenden Abschnitt hat.
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Mindestens
ein solcher Kontakteinsatz ist vorzugsweise in ein Isolierstoffgehäuse
aufgenommen, um eine Leiteranschlussklemme, wie beispielsweise eine
Rangierklemme, eine Verbindungsklemme oder ein Kommunikations- und/oder
Ein-/Ausga bemodul einer Automatisierungsanlage zu bilden. Dabei
ist die mindestens eine Kontakteinsatz über einen Stromableiter
mit zugeordneten Kontakteinsätzen, wie bei einer Rangierklemme,
mit elektronischen und/oder elektromechanischen Bauelementen, wie
beispielsweise Ein-/Ausgabemodulen etc. verbunden.
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Das
Isolierstoffgehäuse kann zum Aufrasten des Isolierstoffgehäuses
auf eine Hutschiene in an sich bekannter Weise Rastelemente haben.
Das Leiteranschlussmodul kann zudem Kontaktöffnungen haben,
um elektronische und/oder elektromechanische Bauelemente durch das
Isolierstoffgehäuse hindurch elektrisch mit Kontakteinsätzen
zu verbinden. Hierzu können in das Isolierstoffgehäuse
mit mindestens einer Leiterdurchführungsöffnung
fluchtende Einführungsbohrungen eingebracht sein, die zum Einstecken
von elektronischen und/oder elektromechanischen Bauelementen, wie
beispielsweise von Relais in die Leitereinführungsbohrungen
und zum elektrischen Kontaktieren mit den unterhalb der Leitereinführungsbohrungen
angeordneten Leiterklemmanschlüssen vorgesehen sind. Eine
solche Ausführungsform ist insbesondere für Relaissockel
sinnvoll.
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An
dem Stromschienenelement kann ein Anschlusskontakt integral angeformt
sein. Es kann aber auch ein separater Anschlusskontakt mit dem Stromschienenelement
verbunden sein. Die Verbindung des Anschlusskontakts kann einstückig
oder durch Anlöten oder Annieten eines Anschlusskontakts
an den Endbereich eines oder beider Flächenabschnitte erfolgen.
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Ein
solcher Anschlusskontakt kann als lösbare oder nicht lösbare
Verbindung ausgeführt sein, beispielsweise als Buchsen-Presskontakt,
Stiftanschluss, Buchsenanschluss, Lötanschluss, Klammer, Wickel,
GDS-Anschluss, Crimp-Anschluss, Schalteranschluss etc..
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels
mit den beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
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1 – Perspektivische
Darstellung eines Kontakteinsatzes mit umgefaltetem Stromschienenelement;
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2 – Draufsicht
auf das Stromschienenelement aus 2 in Teilschnittansicht;
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3 – Seitenansicht
des Stromschienenelementes aus 1 und 2;
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4 – Querschnittsansicht
des Stromschienenelementes aus 1 bis 3;
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5 – Seitenansicht
eines einteiligen Stromschienenelementes mit zwei hintereinander
liegenden Leiterdurchführungsöffnungen;
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6 – Seitenansicht
eines aus zwei separaten Blechteilen gebildeten Stromschienenelementes;
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7 – Seitenansicht
eines aus einem Blechteil und einem Isolierstoffteil gebildeten
Stromschienenelementes.
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1 lässt
ein Abschnitt einer Kontakteinsatz 1 erkennen, die im Wesentlichen
ein Stromschienenelement 2 hat, das so umgefaltet ist,
dass zwei Flächenabschnitte 3a, 3b annähernd
parallel zueinander ausgerichtet und voneinander beabstandet sind.
Die beiden parallelen Flächenabschnitte 3a, 3b haben
jeweils mindestens eine Leiterdurchführungsöffnung 4a, 4b zum
Durchführen eines elektrischen Leiters (nicht dargestellt)
sowie zum Einsetzen einer ebenfalls U-förmig umgebogenen
Klemmfeder 5. Die Klemmfeder 5 stützt
sich mit einem Anlageschenkel 6 an einem Stromschienenelement 2 im
Bereich einer Schmalkante der miteinander fluchtenden, einen Leiteraufnahmeschacht 4 bildenden
Leiterdurchführungsöffnungen 4a, 4b ab.
Hierzu kann beispielsweise ein Materiallappen 7 aus einer
Leiterdurchführungsöffnung 4a in Richtung
des benachbarten Flächenabschnitts 3b heruntergebogen
werden und als Abstützfläche für den
Anlageschenkel 6 dienen. Der Materiallappen 7 hält
zudem den Flächenabschnitt 3b auf Abstand und
stellt eine Pressverbindung bereit.
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Das
dem Anlageschenkel 6 gegenüberliegende Ende der
Klemmfeder 5 bildet einen Klemmschenkel 8, dessen
freies Ende in Verbindung mit dem Stromschienenelement 2 eine
Klemmstelle für einen in den Leiteraufnahmeschacht 4 gesteckten elektrischen
Leiter (nicht dargestellt) bildet. Auch auf dieser Seite kann ein
Kontaktlappen 9 aus dem Flächenabschnitt 3a heraus
und in Richtung des benachbarten Flächenabschnitts 3b heruntergebogen werden.
Der Kontaktlappen 9 dient als Abstützfläche für
das freie Klemmende der Klemmfeder 5 im unbelegten Zustand
bzw. für den elektrischen Leiter im geklemmten Zustand.
Die Klemmstelle für den anzuklemmenden Leiter wird somit
an dem Kontaktlappen 9 gebildet.
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Dies
hat den Vorteil, dass eine definierte Klemmstelle mit relativ kleiner
Auflagefläche bereitgestellt werden kann, wenn der Kontaktlappen 9 in den
durch die fluchtenden Leiterdurchführungsöffnungen 4 gebildeten
Leiteraufnahmeschacht 4 mindestens teilweise hineingestellt
ist, das heißt in mindestens einem Bereich schräg
zur Leitereinsteckrichtung steht.
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In
dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Kontakteinsatz 1 ist
der Übersicht halber nur eine Klemmfeder 5 gezeigt.
Selbstverständlich ist in beide fluchtenden Paare der nebeneinander
angeordneten Leiterdurchführungsöffnungen 4a, 4b jeweils
eine Klemmfeder 5 in Form einer gebogenen Blattfeder eingesetzt.
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Selbstverständlich
sind auch Ausführungsformen von Kontakteinsätzen 1 denkbar,
die nur eine Klemme mit zwei miteinander fluchtenden Leiterdurchführungsöffnungen 4a, 4b zur
Aufnahme einer einzigen Blattfeder oder drei oder mehr Klemmen mit entsprechenden
Paaren miteinander fluchtenden Leiterdurchführungsöffnungen 4a, 4b zum
Einsetzen von drei oder mehr Blattfedern 5 und entsprechend zum
Anklemmen von drei oder mehr elektrischen Leitern haben. Die Klemmen
können wie dargestellt nebeneinander oder auch hintereinander
sowie neben- und hintereinander angeordnet sein.
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In
der Biegung 11 des Stromschienenelementes 2 können
Aussparungen 12 vorgesehen sein, die einerseits das Umbiegen
des Stromschienenelementes 2 erleichtern und zudem zur
Verrastung des Kontakteinsatzes 1 in ein Isolierstoffgehäuse
dienen können.
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Gegenüberliegend
zu der Biegung 11 des Stromschienenelementes 2 kann
mindestens eines der Flächenabschnitte 3a, 3b weitergeführt
werden, um direkt oder indirekt mit einem Stromschienenstab mit
weiteren Anschlussklemmen und/oder elektronischen oder elektromechanischen
Bauteilen verbunden zu werden.
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2 lässt
eine Draufsicht auf den Kontakteinsatz 1 im Teilschnitt
erkennen. Es wird deutlich, dass das Stromschienenelement von einem
Isolierstoffgehäuse 13 umgeben und durch eine
in mindestens eine der Aussparungen 12 hineinreichende Nase
im Isolierstoffgehäuse 13 festgelegt ist.
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3 lässt
eine Querschnittsansicht des Stromschienenelementes aus den 1 bis 3 erkennen.
Es wird deutlich, dass zwei Flächenabschnitte 3a, 3b parallel
voneinander und mit einem Abstand zueinander beabstandet sind. Der
Abstand entspricht etwa der Dicke eines Flächenabschnitts 3a, 3b,
kann aber auch größer oder kleiner sein.
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Deutlich
erkennbar sind die zwei nebeneinander angeordneten Paare von Leiterdurchführungsöffnungen 4a, 4b.
Jeweils ein Paar übereinander angeordnete Leiterdurchführungsöffnungen 4a, 4b in den
beiden parallelen Flächenabschnitten 3a, 3b fluchten
miteinander und bilden einen Anschlussklemmbereich. Erkennbar ist
weiterhin, dass die Seitenkanten der Leiterdurchführungsöffnungen 4a, 4b auf
der Oberseite, in die ein Leiter eingesteckt wird, abgeschrägt
sind, um auf diese Weise eine verbesserte Führung des einzuführenden
Leiters in die Leiterdurchführungsöffnungen 4a, 4b zu
leisten.
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5 lässt
eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform eines
Stromschienenelementes 2 erkennen, das ebenfalls einteilig
ausgeführt ist. Bei dieser Ausführungsform sind
zwei Paare von Leiterdurchführungsöffnungen 4 hintereinander
an dem Stromschienenelement 2 ausgebildet. Das Stromschienenelement 2 ist
erkennbar an zwei gegenüberliegenden Seiten umgebogen,
so dass die unteren Flächenabschnitte 3b aufeinander
zuweisen. Die unteren, umgefalteten Enden des unteren Flächenabschnitts 3b sind
somit nicht, wie in dem ersten Ausführungsbeispiel durchgehend,
sondern enden jeweils kurz hinter der Leiterdurchführungsöffnung 4 unter
Belassung eines Zwischenraums, der anderweitig zur Anbindung z.
B. von Anschlusskontakten oder ähnliches genutzt werden
kann.
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6 lässt
eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform eines
Stromschienenelementes 2 für einen Kontakteinsatz 1 erkennen.
Das Stromschienenelement 2 ist aus zwei separaten Blechteilen
gebildet. Die aus den separaten Blechteilen geformten Flächenabschnitte 3a, 3b werden
miteinander mit Hilfe der aus den Blechteilen z. B. durch Freistanzen
oder Freischneiden herausgeformten Material- bzw. Kontaktlappen 7, 9 miteinander
verbunden, indem z. B. die Enden der Material- bzw. Kontaktlappen 7, 9 mit
den angrenzenden Flächenabschnitten 3b verbunden
werden. Die Verbindung kann durch Verklemmen, Verschweißen,
Vercrimpen oder ähnliches erfolgen.
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7 lässt
eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform eines
Stromschienenelementes 2 für einen Kontakteinsatz 1 erkennen.
Wiederum ist das Stromschienenelement 2 aus zwei separaten Teilen
gebildet, wobei der obere Flächenabschnitt 3a ein
elektrisch leitendes Blechteil ist, aus dem Materiallappen 7, 9 z.
B. durch Freischneiden oder Freistanzen herausgebogen sind. Die
Material- bzw. Kontaktlappen 7, 9 ragen in einen
unteren Flächenabschnitt 3b hinein, der parallel
von dem oberen leitenden Flächenabschnitt 3b beabstandet
ist und aus einem Isolierstoffteil gebildet ist. Dieser untere,
aus einem Isolierstoff gebildete Flächenabschnitt 3b dient dann
nur zur Führung eines in die fluchtenden Leiterdurchführungsöffnungen 4 eingesteckten
Leiters und gegebenenfalls zur Vermittlung eines verbesserten Halts
einer in die Leiterdurchführungsöffnung 4a, 4b eingesteckten
Klemmfeder. Mit Hilfe des Isolierstoff-Flächenabschnitts 3b lassen
sich gegebenenfalls auch die elektrischen Eigenschaften verbessern, d.
h. die Luft- und Kriechstromwerte.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 10239273
A1 [0005, 0015]
- - DE 29502347 [0006]