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FELD DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Anschlussklemmvorrichtung zum elektrischen Verbinden elektrischer Leiter mit einem Gegenkontakt.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Aus den Druckschriften
DE 201 06 935 U1 ,
AT 005 662 U1 ,
AT 411 198 B ,
WO 2006/024678 A2 und
DE 20 2007 011 372 U1 sind Federklemmen zum elektrischen Verbinden mindestens zweier elektrischer Leiter mit einem Kontaktbereich einer Kontaktschiene bekannt. Diese umfassen eine schlaufenförmig gebogene Klemmfeder mit drei Schenkeln, wobei in den Klemmschenkeln rechteckige Öffnungen ausgebildet sind, durch die zwei anzuschließende elektrische Leiter durchgeführt werden können um einen elektrischen Kontakt herzustellen. In den Federklemmen von DE 201 06 935 U1, AT 005 662 U1, AT 411 198 B und WO 2006/024678 ist weiterhin bekannt, dass zwei nebeneinander liegende Klemmarme ausgebildet werden, indem ein durchgehender Schlitz in den entsprechenden Schenkeln vorgesehen wird.
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Aus den Druckschriften
DE 600 22 061 T2 und
EP 2 001 086 A1 sind Federklemmen zum elektrischen Verbinden zweier oder eines elektrischen Leiters mit dem Kontaktbereich einer Kontaktschiene bekannt. Diese Federklemmen umfassen weiterhin ein schwenkbares an der Kontaktschiene gelagertes Betätigungselement über das die Federschenkel der Federklemmen zum Spannen deformiert werden.
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Aus der Druckschrift
US 6 786 779 B2 ist ein Anschlussstecker mit einer Federklemme bekannt, bei der im Auflageschenkel eine Einbuchtung ausgebildet ist, die das Spannen der Klemmfeder begrenzt, um eine Überlastung zu vermeiden.
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Aus der Druckschrift
US 6,341,989 B1 ist eine schlaufenförmig gebogene Klemmfeder und ein schwenkbar gelagertes Betätigungselement bekannt. Das Betätigungselement ist im Gehäuse drehbar gelagert und kann die Klemmfeder deformieren, um die Klemmfeder in einer Leitereinführposition zu fixieren.
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Die europäische Patentanmeldung
EP 1 296 413 A1 zeigt ebenfalls eine Klemmfeder und eine am Gehäuse drehbar gelagerte Betätigungsmöglichkeit.
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Eine solche Federklemmanordnung des Standes der Technik ist beispielsweise in der 1 abgebildet, und kann zum Anschließen einer externen Leitung an eine Einrichtung dienen, wie beispielsweise zur Verdrahtung von Schaltschränken, Zeitrelais oder Solarmodulen. Auch können damit zwei Leitungen miteinander verbunden werden.
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Bei einer solchen Anschlusstechnik wird eine abisolierte Leitung 17 eines Kabels 16 mittels einer Klemmfeder 11 mit einem Kontakt 12 in Verbindung gebracht. Solch eine Klemmanordnung erfordert einen geringen Bedienungs- und Werkzeugaufwand und ist zudem von hoher Funktionssicherheit gekennzeichnet. Die Klemmfeder 11 befindet sich in einem elektrisch isolierenden Gehäuse 13 (bspw. aus Kunststoff), wobei die Klemmfeder an einer Klemmstelle eine Aussparung 20 aufweist. In dem Gehäuse ist eine die Betätigung der Klemmfeder ermöglichende Öffnung 19 und eine Leitereinführöffnung 18 vorgesehen. Die Betätigung der Klemmfeder erfolgt mit Hilfe eines in die Öffnung 19 eingeführten Werkzeugs 14, im Allgemeinen eines Schraubendrehers oder ähnlichem.
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In der mit (1) gekennzeichneten Abbildung der 1 wird der Schraubendreher 14 in die dafür vorgesehene Werkzeugöffnung 19 eingeführt, um die Klemmfeder zu spannen. Die gespannte Klemmfeder ist aus der mit (2) gekennzeichneten Abbildung der 1 ersichtlich. Die Klemmfeder 11 wird aufgrund des eingeführten Werkzeugs deformiert und damit verschiebt sich ein Teil der Klemmfeder in eine entsprechende Gehäuseaussparung 15. Im gespannten Zustand bildet die Klemmfederöffnung 20 (nicht sichtbar) im Zusammenspiel mit der Leitereinführöffnung 18 des Gehäuses 13 einen Leitereinführkanal, durch welchen der abisolierte Leiter eingeführt werden kann. Der Leiter kann bei entspannter Klemmfeder (Abbildung (1) der 1) nicht eingelegt und mit Kontakt 12 elektrisch verbunden werden, da die Klemmfederöffnung 20 nicht mit der Leitereinführöffnung 18 des Gehäuses fluchtet.
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Wie aus Abbildung (3) der 1 zu sehen kann nun der Leiter komplett eingeführt werden, und bei Entfernung des Werkzeugs wird der Leiter durch das Zurückfedern der Klemmöffnung 20 der Klemmfeder 11 flach gegen den Kontakt 12 gedrückt und somit elektrisch mit diesem verbunden (siehe Abbildung (4) der 1).
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Diese Anschlusstechnik ermöglicht eine rüttel- und stoßsichere Leiterverbindung und weist mit steigendem Leiterquerschnitt eine größere Klemmkraft auf. Allerdings ist die Klemmfeder im Ausgangszustand stets geschlossen, sodass die Klemmfeder zunächst gespannt werden muss, bevor ein elektrischer Leiter in den dadurch entstehenden Leitereinführkanal eingeführt werden kann. Wenn eine größere Anzahl von Leitern in die entsprechenden Klemmfederanordnungen geklemmt werden müssen, erweist sich dies als aufwendig und zeitraubend, denn das Werkzeug muss zunächst in die entsprechende Werkzeugöffnung eingeführt und gehalten werden, während der Leiter in die Klemmfederanordnung eingeführt werden muss, worauf anschließend das Werkzeug entfernt wird und der elektrische Kontakt erfolgt.
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Die oben beschriebene Federklemmanordnung ist mit weiteren verschiedenen Nachteilen behaftet. So ist für die Betätigung der Klemmfeder stets ein Werkzeug notwendig. Da die Werkzeugöffnung und Leitereinführöffnung nebeneinander auf derselben Seite des Gehäuses angeordnet sind, ergibt sich außerdem die Schwierigkeit, dass die Sicht auf die Öffnungen für die Leitungen durch das Werkzeug behindert werden. Außerdem werden die Hebelkräfte zum Öffnen der Klemmfeder vom Gehäuse aufgenommen, wodurch die Lebensdauer der Klemmfederanordnung reduziert wird.
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Wenn auch nicht aus 1 ersichtlich, so müssen die für die Klemmfederanordnung notwendigen Komponenten wenigstens teilweise unter Einsatz von Schrauben an das Gehäuse montiert werden. Damit ist eine zeit- und kostenintensive Montage und Demontage der einzelnen Klemmfedern verbunden.
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Des weiteren ist es so, dass pro Klemmfeder nur ein Leiter angeklemmt werden kann. Daher muss eine Klemmfederanordnung für jeden anzuschließenden Leiter vorgesehen werden, womit der notwendige Platz zum Vorsehen der Klemmfederanordnungen steigt. Es wäre wünschenswert eine Klemmfederanordnung zu haben, mit der mehr Klemmfedern angeordnet werden können als mit der Klemmfederanordnung des in 1 gezeigten Standes der Technik.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die Aufgabe, die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, besteht somit darin, eine Anschlussklemmvorrichtung zum elektrischen Verbinden mindestens zweier elektrischer Leiter zu schaffen, die einfach aufgebaut ist, leicht zu montieren und werkzeuglos bedienbar ist, sowie einen geringen Platzbedarf erfordet.
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Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
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Die vorliegende Erfindung sieht eine Anschlussklemmvorrichtung vor zum elektrischen Verbinden mindestens zweier elektrischer Leiter mit einem Kontaktbereich eines Gegenkontakts. Eine schlaufenförmig gebogene Klemmfeder der Anschlussklemmvorrichtung umfasst einen Klemmbereich, der durch mindestens einen Einschnitt in mindestens zwei nebeneinander gelegene Klemmarme mit jeweils einer Klemmöffnung unterteilt ist. Die Klemmfeder weist weiterhin einen Federbereich auf, der federnd mit den mindestens zwei Klemmarmen verbunden ist. Eine Spannvorrichtung der Anschlussklemmvorrichtung weist einen von einem Bediener betätigbaren Griff und einen Betätigungsbereich auf, der beim Betätigen des Griffes die zwei Klemmarme der Klemmfeder zum Spannen deformiert. Die zwei Klemmöffnungen bilden bei gespannten Klemmarmen zwei Leitereinführkanäle aus. Ein durch einen der Leitereinführkanäle eingeführte Leiter wird durch das Entspannen des einen Klemmarms mit dem Gegenkontakt in elektrisch leitenden Kontakt gebracht.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird ein weiterer durch den anderen Leitereinführkanal eingeführter Leiter durch das Entspannen des anderen Klemmarms mit dem Gegenkontakt in elektrisch leitenden Kontakt gebracht.
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Des Weiteren weisen die zwei Leiter im Wesentlichen gleich oder unterschiedlich große Leiterquerschnittsflächen auf. Somit können zwei unterschiedlich oder gleich große Leiter gleichzeitig mit einer Klemmfeder an einen Kontakt geklemmt werden, und zwar rüttel- und stoßsicher.
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In einer Ausführungsform der Erfindung ist der Hebel so ausgebildet, dass er seitlich nicht aus der Klemmfeder herausragt. Dadurch verringert sich der Platzbedarf für die Klemmfederanordnung.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird der Hebel durch einen Teil des Einschnitts im Federschenkel beim Betätigen des Griffes geführt.
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Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Einschnitt im Federschenkel so ausgebildet, dass Begrenzungen für die Bewegung des Hebels gebildet werden.
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Außerdem weist der Hebel einen Lagerbereich auf, der mit dem Betätigungsbereich des Hebels ein auf einer Seite offenes Rechteck oder ein geschlossenes Rechteck mit einer Spannöffnung bilden. Ein die Spannöffnung umgebender Rand des Hebels, den Lagerbereich und den Betätigungsbereich umfassend, umgreift dabei die Klemmfeder an der Einbuchtung.
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In einer Ausführungsform der Erfindung ist der Kontaktbereich der Kontaktschiene als Schiene und als Gegenlager für einen Auflageschenkel der Klemmfeder ausgebildet.
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Außerdem ist ein Auflageschenkel der Klemmfeder durch mindestens einen Einschnitt in mindestens zwei Auflageschenkelarme unterteilt.
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Einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung zufolge übt der Betätigungsreich des Hebels auf einem dem Auflageschenkel gegenüberliegenden Teil der Klemmarme beim Betätigen des Hebels eine Kraft aus, um die Klemmarme zum Spannen zu deformieren.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Kontaktschiene im Kontaktbereich in mindestens zwei Kontaktschienenarme aufgeteilt, mit denen einer der mindestens zwei Leiter in Kontakt gebracht wird.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist der Federbereich der Klemmfeder durch mindestens einen Einschnitt teilweise oder im Ganzen in mindestens zwei nebeneinander gelegene Federbereichteile unterteilt.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird der Hebel durch einen durch die Klemmfeder geformten Totpunkt in einem Zustand gehalten, bei der die Klemmarme maximal gespannt sind.
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Die Ausführungsformen der Erfindung können für Zeitrelais verwendet werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Anhand der in der beiliegenden 1 bis 11 dargestellten Anordnungen wird die Erfindung im Folgenden näher erläutert.
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1 zeigt vier Abbildungen einer Klemmfederanordnung gemäß dem Stand der Technik, in denen schrittweise gezeigt wird wie unter Zuhilfenahme eines Schraubendrehers eine Klemmfeder gespannt werden kann um dann den Leiter einzuführen und den elektrischen Kontakt herzustellen.
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2 zeigt eine dreidimensionale Ansicht der Klemmfederanordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, mit Hebel und Kontaktschiene; die Klemmfeder ist im entspannten Zustand.
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3 zeigt eine Draufsicht der Klemmfederanordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, mit Hebel und Kontaktschiene.
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4 zeigt eine Seitenansicht der Klemmfederanordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, mit Hebel und Kontaktschiene; die Klemmfeder ist im entspannten Zustand.
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5 zeigt eine dreidimensionale Ansicht der Klemmfeder gemäß der in den 2–4 gezeigten Ausführungsform der Erfindung; die Klemmfeder ist im entspannten Zustand.
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6 zeigt eine dreidimensionale Ansicht der Kontaktschiene gemäß der in den 2–4 gezeigten Ausführungsform der Erfindung.
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7 zeigt eine dreidimensionale Ansicht des Hebels gemäß der in den 2–4 gezeigten Ausführungsform der Erfindung.
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8 zeigt eine dreidimensionale Ansicht der Klemmfeder gemäß der in den 2–4 gezeigten Ausführungsform der Erfindung, aber aus einer zu 5 unterschiedlichen Perspektive.
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9 zeigt drei Abbildung a)–c) verschiedener Ausführungsformen des für die Betätigung der Klemmfeder zuständigen Hebels.
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10 zeigt eine dreidimensionale Ansicht der gespannten Klemmfederanordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
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11 zeigt eine dreidimensional Ansicht der Klemmfederanordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, bei der zwei Leiter in die entsprechenden Öffnungen der Klemmarme eingelegt sind.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Anhand der folgenden Ausführungen wird die Erfindung mit deren vorteilhaften Ausführungsformen unter Zuhilfenahme der 2 bis 11 im Detail erläutert. Es wird zunächst der Aufbau der Klemmfederanordnung beschrieben, bevor deren Funktionsweise schrittweise erläutert wird.
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In 2 ist eine Klemmfederanordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer dreidimensionalen Ansicht, in 3 als Draufsicht und in 4 als Seitenansicht zu sehen. Des weiteren zeigen die 5, 6 und 7 die einzelnen Teile der in 2 dargestellten Klemmfederanordnung. Dabei zeigt 5 die Klemmfeder 21, 6 den Anschlusskontakt 22 und 7 den Hebel 24 mit Isolierkappe 25.
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Die Klemmfederanordnung soll in dieser Ausführungsform zwei elektrische Leiter mit einem Anschlusskontakt 22 leitend verbinden. Dazu umfasst die Anschlussanordnung im Wesentlichen eine Klemmfeder 21 und einen zur Betätigung der Klemmfeder 21 bestimmten Hebel 24. Der abgebildete Anschlusskontakt 22 ist nicht als Teil der Klemmfederanordnung anzusehen, sondern als Teil eines Gerätes an welchem durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Klemmfeder zwei elektrische Leiter angeschlossen werden sollen.
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Die schlaufenförmige Klemmfeder 21 besteht aus Metall, beispielsweise Blech, und kann aus einem einzelnen flachen Metallstück so gefertigt und geformt werden, dass sich im Wesentlichen drei Schenkel 21a, b und c ausbilden. Wie aus 4 ersichtlich wird der zweite Schenkel 21b zur Lagerung der Klemmfeder an dem Anschlusskontakt 22 verwendet, indem die Klemmfeder mit dem zweiten Schenkel 21b auf dem flach ausgebildeten Anschlusskontakt 22 aufliegt. Der zweite Schenkel 21b der Klemmfeder 21 ist weiterhin so geformt, dass sich eine Ausbuchtung 28 bildet, die für die Lagerung des Hebels 24 dient. Näheres dazu wird später erläutert. Außerdem ist der zweite Schenkel 21b der Klemmfeder so lang, dass dieser aus dem schlaufenförmigen Gebilde der Klemmfederanordnung herausragt.
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Der dritte Klemmfederschenkel 21c ist über einen Federbereich 35 federnd mit dem zweiten Schenkel 21b verbunden, sodass der zweite Schenkel 21b und der dritte Klemmfederschenkel 21c durch die 180° Biegung im Federbereich der Klemmfeder annähernd parallel liegen. Des Weiteren ist der erste Klemmfederschenkel 21a mittels einer 90° Biegung der Klemmfeder mit dem dritten Schenkel 21c der Klemmfeder 21 verbunden, und ist somit in etwa orthogonal zum zweiten 21b und dritten Schenkel 21c der Federklemme. Somit federn der erste 21a und der dritte Klemmfederschenkel 21c gemeinsam bezüglich dem zweiten Schenkel 21b.
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Wie in 5 zu sehen, sind die drei Schenkel 21a, b und c der Klemmfeder 21 durch entsprechende Einschnitte 36a, b und c unterteilt, sodass sich zwei nebeneinander liegende Klemmfederarme 21-1 und 21-2 ergeben. Die Einschnitte 36a und 36c gehen ineinander über und reichen bis zu einem bestimmten Teil in den Federbereich 35 rein (siehe 8). Dabei kann der Federbereich nur teilweise oder ganz durch den Einschnitt 36c unterteilt sein, solange die Federkraftwirkung auf die Klemmarme nicht beeinträchtigt wird.
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Dadurch sind die zwei Klemmfederarme getrennt und unabhängig voneinander bewegbar. Jeder Klemmfederarm 21-1/21-2 weist jeweils eine Aussparung 32-1/32-2 auf, um einen anzuschließenden Leiter 26 aufzunehmen. Zusätzlich sind durch diese Aussparungen die Enden 37-1 und 37-2 des zweiten Klemmfederschenkels 21b durchgeführt.
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Die Unterteilung 36c am dritten Klemmfederschenkel 21c ist außerdem so geformt, dass der Hebel 24 durchgeführt werden kann, und außerdem für die Bewegung des Hebels eine Führung bietet. Die Führung des Hebels durch den Schlitz 36c wird durch zwei Anschläge 38a, b an beiden Enden begrenzt.
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Die Aussparung 36b im zweiten Klemmfederschenkel 21b ist ebenfalls so ausgebildet, dass der Hebel durchgeführt werden kann. Hingegen ist der Schnitt im ersten Klemmfederschenkel 21a nur so, dass der Klemmfederschenkel 21a in zwei nebeneinander liegende Teile gespalten ist.
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Der Gegenkontakt 22 aus 6, an dem die zwei einzuführenden Leiter kontaktiert werden soll, ist für diese Ausführungsform der Erfindung als Schiene ausgebildet und als solches nicht Teil der Klemmfederanordnung. Der zweite Federklemmschenkel 21b liegt dabei flach auf der Gegenkontaktschiene an einem Kontaktbereich 27, wobei die beiden Enden 22-1 und 22-2 der Schiene aus den Klemmfederaussparungen 32-1 und 32-2 herausragen. Die Kontaktenden 22-1 und 22-2 der Schiene sind daher von einer für die Öffnungen 32-1 und 32-2 des ersten Klemmfederschenkels 21a entsprechenden Breite.
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Die Klemmfederanordnung umfasst weiterhin den Hebel 24 um die Klemmfeder 21 zu spannen und zu entspannen, der in 7 separat zu sehen ist. Der Hebel 24 an sich ist ähnlich der Klemmfeder aus einem metallischen Material, und umfasst einen Bedienbereich 25 in Form eines Griffes, den ein Bediener betätigen kann um die Federklemme zu spannen oder zu entspannen. Dazu muss die Oberfläche im Bedienbereich 25 aus einem elektrisch isolierenden Material (bspw.: Kunststoff) bestehen, da elektrische Ladungen von der Schiene über die Klemmfeder an den Hebel übertragen werden können. Der Griff 25 des Hebels 24 ist deshalb mit einer isolierenden Kappe überzogen. Obwohl nicht in 7 dargestellt, kann die Kappe weiterhin so ausgebildet sein, dass eine schirmartige Abgrenzung zum Betätigungsbereich 29 einen Bediener davon abhält die nicht elektrisch isolierte Oberfläche des Betätigungsbereichs 29 zu berühren. Dieser Schirm kann rechteckig ausgebildet sein, oder durch einen Fachmann an andere Formen des Griffes und anderen Anordnungen ohne Weiteres angepasst werden.
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An dem Bedienbereich 25 grenzt unmittelbar der schon erwähnte Betätigungsbereich 29 an, der stabförmig orthogonal vom Griff beidseitig absteht. Der zum Spannen der Klemmfeder vorgesehene Betätigungsrand 29 liegt an dem dritten Schenkel 21c der Klemmfeder, wie man bei den 2 und 4 sehen kann.
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Der Lagerbereich 30 des Hebels 24 steht ähnlich dem Betätigungsbereich 29 auf beiden Seiten orthogonal stabförmig ab, und ist somit parallel zu dem Betätigungsbereich. Die Einbuchtung 28 des zweiten Schenkels 21b der Klemmfeder 21 nimmt den Lagerbereich 30 des Hebels auf, und somit dient der Lagerbereich 30 dem Hebel 24 als Gelenk, um welches der Hebel drehend bewegt werden kann.
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Der in 7 abgebildete Hebel 24 wird wie folgt an die Klemmfeder 21 montiert. Der Lagerbereich 30 und die Aussparungen 36b und 36c der Klemmfeder sind so angepasst, dass eine Montage des Hebels ermöglicht wird. Dazu wird der Hebel im Vergleich zu der in 1 gezeigten Endstellung um 90° um die Längsachse (parallel zu der in 4 angegebenen Richtung A) gedreht, und damit zunächst durch die Aussparung 36c geführt und anschließend durch die Aussparung 36b. Um die Montage zu ermöglichen ist es von Vorteil die Klemmfeder im gespannten Zustand zu halten. Anschließend wird der Hebel wieder um 90° zurückgedreht und kann nun in die dafür vorgesehene Einbuchtung 28 eingelegt werden. Wird die Klemmfeder entspannt wird der Hebel, und im Speziellen der Lagerbereich 30 des Hebels in die Einbuchtung 28 des zweiten Klemmfederschenkels 21b gedrückt. Der Hebel ist damit schwenkbar an der Klemmfeder gelagert und kann zum Spannen und Entspannen der Klemmfeder betätigt werden.
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Der Hebel 24 gemäß der Ausführungsform nach 7 hat weiterhin den Vorteil, dass dieser seitlich nicht aus der Klemmfederanordnung herausragt. Somit verringert sich die Breite der Klemmfederanordnung, und ein kleineres Anordnungsraster beim Aufstellen mehrerer Klemmfederanordnungen kann erzielt werden.
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Der in 7 abgebildete Hebel ist dabei nur als eine mögliche Ausführungsform des Hebels 24 anzusehen. Anders ausgebildete Hebel sind ebenfalls möglich, wobei in 9 drei weitere beispielhafte Ausführungsformen dargestellt sind.
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Gemäß der Ausführungsform aus 9a umgeben die beiden Bereiche 29, 30 eine Spannöffnung 33 des Hebels und sind Teil des sich durch die Spannaussparung 33 ergebenden Randes des Hebels. Die Spannöffnung ist so konzipiert, dass der diese Spannöffnung umgebende Rand des Hebels 24 die Klemmfeder 21 an der wellenförmigen Einbuchtung 28 des zweiten Schenkels 21b umgreift.
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Gemäß der Ausführungsform nach 9a ist die Form der Spannöffnung 33 ein in sich geschlossenes Rechteck. Damit ergibt sich eine stabile Lagerung des Hebels an der Klemmfeder. Die Montage des Hebels an die Klemmfeder erfolgt indem bei zusammengedrückter Klemmfeder die Klemmfeder mit der von dem ersten Schenkel 21a entgegensetzten Seite durch die Spannöffnung 33 des Hebels geführt wird, bis sich der Hebel an der Ausbuchtung 28 der Klemmfeder 21 befindet. Wenn die Klemmfeder so weit in die Spannöffnung des Hebels geschoben wurde, dass der die Spannöffnung umgebende Rand in die Einbuchtung 28 einrastet kann die Klemmfeder wieder entspannt werden, und der Hebel ist damit drehbar an der Klemmfeder gelagert.
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In 9b ist die Spannöffnung 33 auf einer Seite offen, wodurch sich eine leichte Montage des Hebels an die Klemmfeder ergibt indem der Hebel seitlich über die Einbuchtung 28 auf die gespannte Klemmfeder geschoben wird. Allerdings ist die Lagerung weniger stabil als bei der Ausführungsform von 9a, da der Hebel an der offenen Seite der Spannöffnung keinen Halt an der Klemmfeder hat.
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Bei der in 9c dargestellten Form des Hebels ist die Spannöffnung auch auf einer Seite offen, allerdings nicht vollständig sondern nur teilweise. Dieser unterbrochene Randbereich 34 erlaubt ein seitliches Montieren des Hebels an die Klemmfeder, wie bei dem Hebel gemäß der Ausführungsform von 9b, allerdings ist die Lagerung an der Klemmfeder durch den hackenförmigen Randbereich 34 stabiler da ein seitliches Verschieben nach der Montage erschwert wird.
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Allerdings ist die Klemmfederanordnung mit einem der Hebel gemäß 9 breiter als mit dem in der 7 dargestellten Hebel, da die Hebel aus 9 die Klemmfeder umgreifen.
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Ein Gehäuse für die Klemmfederanordnung ist an sich nicht notwendig, da die Klemmfeder und der Hebel ohne Unterstützung eines Gehäuses miteinander montierbar sind. Die Klemmfederanordnung wiederum kann an die Kontaktschiene 22 montiert werden, indem die Klemmfeder so auf die Kontaktschiene geschoben wird, dass die Schienenenden 37-1 und 37-2 durch die Leitereinführöffnungen 32-1 und 32-2 im ersten Schenkel 21a der Klemmfeder geführt werden. Der erste Schenkel 21a der Klemmfeder befindet sich somit nahe an den Ende der Schiene, und der zweite Schenkel 21b der Klemmfeder liegt flach auf der Kontaktschiene auf und bietet damit einen stabilen Halt.
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Die Einrichtung bei der die Klemmfederanordnung Anwendung finden soll kann ein Gehäuse aufweisen, das so angepasst ist, dass die Klemmfederanordnung, inklusive Hebel und Klemmfeder, daran montiert werden kann. Dafür notwendige Mittel, wie beispielsweise Verrastungen und ähnliches an der Einrichtung oder der Klemmfederanordnung, können von einem Fachmann ohne Weiteres bereitgestellt und angepasst werden. Der Bedienbereich 25 des Hebels 24 muss dabei teilweise aus dem Gehäuse der Einrichtung hinausragen, um es einem Bediener zu ermöglichen die Federklemme mit Hilfe des Hebel zu spannen und zu entspannen.
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Alternativ ist es auch möglich, dass die Klemmfederanordnung ein Gehäuse aufweist, das die Klemmfeder umgibt, wobei der Bedienbereich des Hebels aus dem Gehäuse der Klemmfederanordnung herausragt, und damit für einem Bediener von außerhalb des Gehäuses betätigbar ist um die Klemmfeder zu schließen und zu öffnen. Das Gehäuse der Klemmfederöffnung weist in diesem Fall zwei Öffnungen auf, die mit den Klemmfederaussparungen 32-1 und 32-2 im ersten Klemmfederschenkel 21a fluchten, wenn die Klemmfeder gespannt ist, um Leitereinführkanäle zu bilden, durch welche zwei Leiter eingelegt werden können, die dadurch in elektrischen Kontakt mit der Kontaktschiene gebracht werden können. Solch ein Gehäuse muss wenigstens eine weitere Öffnung aufweisen, die den Hebel aufnimmt und so gebildet ist, dass ein Kippen des Hebels ermöglicht wird um die Feder zu spannen und zu entspannen um dadurch die Kontaktierung des Leiters zu erlauben.
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Im Folgenden soll die Verwendung der oben beschriebenen Klemmfederanordnung zur Kontaktierung eines Leiters oder mehrerer Leiter an einen Kontakt erläutert werden.
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Die 2 zeigt die Klemmfederanordnung in einer möglichen Ausgangsstellung in der die Klemmfeder 21 entspannt ist und der Hebel 24 in einer entsprechenden Position ist. Entsprechend liegen die Aussparungen 32-1 und 32-2 oberhalb der Kontaktschiene 22, und der Hebel 24 ist in Richtung des Federbereichs 35 der Klemmfeder gekippt. In dieser Ausgangsstellung ist kein Leiter einzuführen.
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Durch Betätigung des Hebels 24 kann die Federklemme gespannt werden, und die Kontaktierung von Leitern an den Anschlusskontakt wird ermöglicht. Dazu wird der Hebel 24 am Griff 25 in Richtung B gekippt. Da die Klemmfeder 21 so geformt ist, dass dessen dritter Schenkel 21c von dem Federbereich 35 zu dem ersten Schenkel 21a in der zu A entgegen gesetzten Richtung ansteigt, wird die Klemmfeder durch den Betätigungsbereich 29 beim Kippen des Hebels 24 in Richtung B deformiert. Durch dieses Zusammendrücken der Klemmfeder bewegt sich der mit dem dritten Schenkel 21c verbundene erste Schenkel 21a der Klemmfeder in Richtung A.
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Da der Betätigungsbereich 29 auf beide Klemmarme 21-1 und 21-2 wirkt, werden beide Klemmarme in Richtung A gedrückt, und die Aussparungen 32-1 und 32-2 in den Klemmarmen befinden sich unterhalb der Kontaktschiene 22. Dies ist in 10 zu sehen, aus der auch die zu der Ausgangsposition versetzte Position des Hebels nach dem Spannen ersichtlich ist.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Klemmfeder und der Hebel so geformt, dass sich bei ungefähr maximal gespannter Federklemme ein Totpunkt für die Hebelposition ergibt. Damit ist zum Halten des Hebels in dieser Stellung keine Verrastung notwendig. Die in 10 gezeigt Position ist in sich stabil. Die Klemmfeder übt zwar eine Kraft auf den Hebel aus, diese wirkt aber so, dass der Hebel allein aufgrund dieser Kraft nicht in die in 2 gezeigt Ausgangsposition zurück kippt. Somit muss der Bediener nach dem Spannen der Klemmfeder den Hebel nicht in der gespannten Position halten, während ein oder mehrere Leiter in die Klemmfeder eingeführt werden. Dadurch wird eine Einhandbedienung der Klemmfederanordnung ermöglicht.
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Wie in 11 gezeigt, können zwei Leiter 26-1 und 26-2, bzw. deren abisoliertes Ende, in die dafür vorgesehenen Aussparungen 32-1 und 32-2 eingelegt werden. Nach dem Einführen der Leiter kann der Hebel in die zu B entgegen gesetzte Richtung aus der Totpunktposition in die Ausgangsposition umgelegt werden, um die Klemmfeder wieder zu entspannen.
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Die Klemmarme 21-1 und 21-2 der Klemmfeder entspannen sich unabhängig voneinander soweit bis der jeweilige Leiter ein weiteres Entspannen der Klemmfeder verhindert, da der Leiter an die Kontaktschiene gepresst wird. Auf beide Klemmstellen wird nun mit individueller Kraft eingewirkt. Dadurch dass, die Klemmarme 21-1 und 21-2 durch die Einschnitte 36a und 36c voneinander getrennt sind, können verschieden dicke Leiter in die beiden Leitereinführöffnungen 32-1 und 32-2 eingeführt werden. Da nämlich beim Entspannen die beiden Klemmarme 21-1 und 21-2 unabhängig voneinander die eingeführten Leiter an den Gegenkontakt 22 pressen, ist es unerheblich ob die Leiter gleiche oder unterschiedliche große Leiterquerschnittsflächen aufweisen. In jedem Fall werden die Leiter an den Kontakt gepresst, und eine rüttel- und stoßsichere Verbindung mit dem Kontakt wird für beide Leiter erzielt.
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In 11 ist als Beispiel der Leiter 26-2 mit einem größeren Durchmesser dargestellt als Leiter 26-1. Dadurch entspannt sich der Klemmarm 21-1 mehr als der Klemmarm 21-2.
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Würden sich die beiden Klemmarme 21-1 und 21-2 zusammen spannen und entspannen, so wäre ein rüttel- und stoßsichere Verbindung nur für Leiter mit gleichen Dicken möglich, da sonst die Klemmfeder den dünneren Leiter (in 11 Leiter 26-1) nicht mit genügend Kraft an den Kontakt 22 pressen würde um eine stabile Halterung zu garantieren. Auch Leiter mit im Wesentlichen gleichen Durchmesser wären aufgrund von Toleranzen der Leiter nicht optimal an die Kontaktschiene 22 angelegt. Speziell für Anwendungen bei denen hohe Belastungen auf die Klemmfederklemmung der Leiter auftreten, wie beispielsweise bei Automobilanwendungen, ist eine rüttel- und stoßsichere Anbindung an den Kontakt unerlässlich.
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Somit ermöglicht die Klemmfederanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung sowohl für gleiche als auch für unterschiedlich dicke Leiter eine optimale rüttel- und stoßsichere Verbindung mit dem Kontakt.
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Selbstverständlich ist es auch möglich nur einen Leiter einzuführen, statt der zwei möglichen.
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Um die Leiter wieder von dem Kontakt zu lösen, muss die Klemmfeder wieder gespannt werden, indem der Hebel 24 in Richtung B gekippt wird. Durch das Zusammendrücken der Klemmfeder werden die Leiter nicht mehr an die Kontaktschiene 22 gepresst und können durch die Leitereinführöffnungen aus der Klemmfederanordnung gezogen werden.
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Die oben beschriebenen Hebel (aus 7 und 9) dienen zum Betätigen der Klemmfeder und sind an der Einbuchtung 28 des Auflageschenkels 21b der Klemmfeder drehbar gelagert. Dadurch ergibt sich ein leichtes und komfortables Öffnen und Schließen der Klemmfeder ohne zusätzliches Werkzeug und mit einer geringen Hebelkraft in einem in sich geschlossenen System, das aus Metall besteht. Die Hebelkraft zum Öffnen und Schließen der Klemmfeder wird also nicht von einem (Kunststoff-)Gehäuse aufgenommen, sondern die Kraft der Klemmfeder wird durchgehend von dem Betätigungsbereich 29 des Hebels aufgenommen. Dadurch ergibt sich eine längere Lebensdauer für die Klemmfederanordnung.
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Wie schon erwähnt ermöglich der durch die Klemmfeder und den Hebel geformte Totpunkt eine Einhandbedienung der Klemmfederanordnung. Ein weiterer Vorteil durch den Totpunkt bei gespannter Klemmfeder ergibt sich für die Ausgangsstellung der Klemmfederanordnung. Im Unterschied zu der Ausgangsstellung des Hebels in 2 kann der Hebel schon so ausgerichtet sein, dass die Klemmfeder gespannt ist. Damit entfällt der erste Schritt des Spannens der Klemmfeder. Die Leiter können ohne vorheriges Spannen der Klemmfeder eingelegt werden, und der Hebel wird anschließend betätigt um ein Entspannen der Klemmfeder zu erzielen. Somit kann die Klemmfeder im Lieferzustand geöffnet sein.
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Die in den 2–11 dargestellte Ausführungsform der Erfindung stellt eine Klemmfeder mit zwei voneinander unabhängig wirkenden Klemmarmen. Allerdings sind auch mehr als zwei Klemmarme möglich. Dadurch könnten mehrere Leiter durch eine Klemmfeder an einen Kontakt angeschlossen werden.
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Beispielsweise könnte eine Klemmfeder so ausgebildet sein, dass sie durch Einschnitte in drei oder mehr nebeneinander liegende Klemmarme unterteilt wird, die jeweils eine Aussparung aufweisen, durch die ein Leiter eingeführt werden kann. Die Kontaktschiene muss dabei so ausgeführt sein, dass er der mehrarmigen Klemmfeder ebenfalls als Auflage dient, und eine Kontaktierung der durch die Leitereinführöffnungen eingelegten Leiter ermöglicht.
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Der in 7 gezeigten Hebel der Klemmfederanordnung muss so angepasst werden, dass ein gleichzeitiges Spannen der Klemmarme erfolgt, wenn der Hebel zum Spannen der Klemmfeder gekippt wird. Der Hebel kann vorteilhafterweise in der Mitte zwischen den Klemmarmen angeordnet sein, um eine stabiles und gleichmäßiges Spannen der Klemmarme zu ermöglichen.
