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Die Erfindung betrifft eine Anschlussklemme zum elektrischen Anschluss von Leitern, mit einem Gehäuse, mit mindestens einer in dem Gehäuse angeordneten Klemmeinrichtung zum Einklemmen eines Leiters, und mit mindestens einer mit der Klemmeinrichtung zusammenwirkenden Betätigungseinrichtung zur Betätigung der Klemmeinrichtung, wobei die Klemmeinrichtung ein Kontaktelement mit einer Kontaktfläche zur Kontaktierung eines einzuklemmenden Leiters aufweist und wobei die Klemmeinrichtung ein Übertragungselement aufweist, welches mittels der Betätigungseinrichtung betätigbar ist und mit dem Kontaktelement zusammenwirkt.
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Aus der
US 3,671,924 ist eine Anschlussklemme bekannt, welche mehrere Kontaktfedern zur Kontaktierung des elektrischen Leiters aufweist. Dabei ist eine erste Kontaktfeder vorgesehen, welche mittels eines Schwenkhebels verformbar ist. Eine zweite Kontaktfeder dient ebenfalls zur Kontaktierung des elektrischen Leiters und wird mittels der ersten Kontaktfeder gegen den elektrischen Leiter gedrückt.
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Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Anschlussklemme bereitzustellen, welche eine besonders zuverlässige Kontaktierung eines elektrischen Leiters ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer eingangs genannten Anschlussklemme dadurch gelöst, dass die Kontaktfläche sich in einem Kontaktbereich erstreckt, welcher auf der der Kontaktfläche abgewandten Seite eine Kraftangriffsfläche aufweist, welche mit einer Kraftübertragungsfläche des Übertragungselements zusammenwirkt, sodass in einem Schließzustand der Klemmeinrichtung das Übertragungselement mit seiner Kraftübertragungsfläche auf die Kraftangriffsfläche eine Druckkraft ausübt, wobei der Kontaktbereich die Druckkraft durch den Kontaktbereich hindurch von der Kraftangriffsfläche auf die Kontaktfläche überträgt.
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Bei der erfindungsgemäßen Anschlussklemme ist ein Kontaktbereich vorgesehen, welcher zum einen durch die Kontaktfläche zur Kontaktierung eines elektrischen Leiters und zum anderen durch eine Kraftangriffsfläche begrenzt ist. Das Übertragungselement weist eine Kraftangriffsfläche auf, welche eine Druckkraft auf die Kraftangriffsfläche des Kontaktbereichs ausübt, sodass die der Kraftangriffsfläche gegenüberliegende Kontaktfläche gegen einen einzuklemmenden elektrischen Leiter gedrückt wird. Die von dem Übertragungselement ausgeübte Druckkraft erstreckt sich vorzugsweise senkrecht zu der Kraftangriffsfläche und zu der Kontaktfläche, sodass eine besonders gute Kraftübertragung gewährleistet ist.
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Eine besonders zuverlässige elektrische Kontaktierung mit einem einzuklemmenden Leiter ergibt sich, wenn ein elektrischer Kontakt der Klemmeinrichtung mit einem einzuklemmenden Leiter mittels der Kontaktfläche des Kontaktelements herstellbar ist und nicht mittels des Übertragungselements. Hierdurch ist ein lokal begrenzter Kontaktbereich definiert. Das Übertragungselement dient somit nicht zur Kontaktierung des Leiters, sondern ausschließlich zur Kraftbeaufschlagung des Kontaktbereichs.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Gehäuse einen durch das Kontaktelement begrenzten Einführbereich zum Einführen eines einzuklemmenden Leiters aufweist, wobei sich der Einführbereich in Einführrichtung des Leiters gesehen verjüngt, wobei in einem Schließzustand der Klemmeinrichtung der Einführbereich im Bereich des Kontaktbereichs des Kontaktelements durch Einführung eines Leiters in Form eines Massivdrahts aufweitbar ist. Dies hat den Vorteil, dass die Betätigungseinrichtung zum Einführen eines Leiters in Form eines Massivdrahts nicht betätigt werden muss, sondern in einer Schließstellung verbleiben kann und dennoch ein Massivdraht an die Anschlussklemme angeschlossen werden kann.
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Besonders bevorzugt ist es, wenn die Aufweitung des Einführbereichs mit einer Lageveränderung und/oder Formveränderung sowohl des Kontaktelements als auch des Übertragungselements einhergeht. Hierdurch kann eine kraftschlüssige Kette aus dem anzuschließenden elektrischen Leiter, der Kontaktfläche des Kontaktbereichs, der Kraftangriffsfläche des Kontaktbereichs und der Kraftübertragungsfläche des Übertragungselements geschaffen werden.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Übertragungselement federelastisch ist und vorzugsweise aus einem metallischen Material hergestellt ist. Dies ermöglicht eine besonders einfache Übertragung einer Kraft auf den Kontaktbereich des Kontaktelements.
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Besonders bevorzugt ist es, wenn die Druckkraft mittels Eigenspannung des Übertragungselements erzeugt oder erzeugbar ist. Dies hat den Vorteil, dass eine Druckkraft weitestgehend unabhängig von Toleranzen der Betätigungseinrichtung bereitgestellt werden kann.
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Bevorzugt ist es ferner, wenn das Kontaktelement federelastisch ist und vorzugsweise aus einem metallischen Material hergestellt ist. Dies ermöglicht eine einfache Anpassung des Kontaktbereichs an elektrische Leiter mit unterschiedlichen Durchmessern.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Übertragungselement und das Kontaktelement voneinander verschiedene Bauteile sind. Auf diese Weise lässt sich eine Relativbeweglichkeit dieser Bauteile einfach realisieren.
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Bevorzugt ist es, wenn das Übertragungselement an dem Kontaktelement gelagert ist, insbesondere schwenkbeweglich. Diese Bewegbarkeit des Kontaktelements unterstützt eine weitestgehend kraftfreie Einführung eines einzuklemmenden elektrischen Leiters, insbesondere in einer Öffnungsstellung der Betätigungseinrichtung.
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Bei einer alternativen Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Übertragungselement und das Kontaktelement miteinander einstückig ausgebildet sind. Hierdurch kann eine besonders einfach aufgebaute und montierbare Anschlussklemme geschaffen werden, welche darüber hinaus eine besonders hohe Brandsicherheit aufweist.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Betätigungseinrichtung einen mit dem Übertragungselement zusammenwirkenden Betätigungsabschnitt aufweist, welcher in einem von dem Kontaktelement und dem Übertragungselement begrenzten Zwischenraum angeordnet ist. Dies ermöglicht es, das Übertragungselement aktiv von dem Kontaktelement ab- oder hochzuheben, wodurch die Einführung eines Litzendrahts in den Einführbereich unterstützt wird.
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Vorzugsweise weist der Betätigungsabschnitt eine Betätigungsfläche auf, welche in einer mit einem Öffnungszustand der Klemmeinrichtung korrespondierenden Öffnungsstellung der Betätigungseinrichtung mit einer Abstützfläche des Übertragungselements zusammenwirkt. Auf diese Weise kann die Klemmeinrichtung in besonders zuverlässiger Weise in einem Öffnungszustand gehalten werden, und zwar unabhängig von einem etwaigen Eigenspannungszustand des Übertragungselements.
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Bevorzugt ist es ferner, wenn der Betätigungsabschnitt eine Anlagefläche aufweist, welche in einer mit dem Schließzustand der Klemmeinrichtung korrespondierenden Schließstellung der Betätigungseinrichtung mit einer Anlagefläche des Übertragungselements zusammenwirkt. Auf diese Weise kann eine Endlage des Übertragungselements definiert werden, wodurch eine von dem Übertragungselement auf den Kontaktbereich ausgeübte Druckkraft begrenzt wird. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn ein Massivdraht unter Verformung sowohl des Kontaktelements als auch des Übertragungselements in den Einführbereich der Anschlussklemme eingeführt wird.
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Ein besonders einfacher Aufbau der Anschlussklemme ergibt sich, wenn die vorstehend beschriebenen Abstützflächen und Anlagenflächen des Übertragungselements miteinander identisch sind.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung bevorzugter Ausführungsbeispiele.
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In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine perspektivische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Anschlussklemme in einem geöffneten Zustand;
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2 eine perspektivische Darstellung der Anschlussklemme gemäß 1 in einem geschlossenen Zustand;
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3 eine perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer Anschlussklemme.
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In der Zeichnung ist eine Ausführungsform einer Anschlussklemme insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Die Anschlussklemme 10 dient dazu, mindestens zwei elektrische Leiter 12 elektrisch miteinander zu verbinden.
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Die Anschlussklemme 10 weist ein vorzugsweise aus Kunststoff hergestelltes Gehäuse 14 auf, mit einem Gehäuseunterteil 16 und mit einem Gehäuseoberteil 18. Die Gehäuseteile 16 und 18 sind lösbar miteinander verbunden, beispielsweise mittels einer Rastverbindung, oder unlösbar miteinander verbunden, beispielsweise mittels einer Schweißverbindung.
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Das Gehäuse 14, insbesondere das Gehäuseunterteil 16, weist für jeden anzuschließenden Leiter 12 eine Einführöffnung 20 zum Einführen eines Leiterendes 22 auf, und zwar in einer mit 24 bezeichneten Einführrichtung in einen Einführbereich 26 hinein.
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Die Anschlussklemme 10 weist ferner für jeden anzuschließenden Leiter 12 eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 28 bezeichnete Betätigungseinrichtung und eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 30 bezeichnete Klemmeinrichtung zur Kontaktierung des Leiterendes 22 eines anzuschließenden Leiters 12 auf.
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Die Betätigungseinrichtung 28 umfasst, jeweils einer Klemmeinrichtung 30 zugeordnet, einen Betätigungshebel 32, welcher um eine Schwenkachse 34 verschwenkbar ist.
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Der Betätigungshebel 32 weist einen Griffabschnitt 36 auf, welcher von einem Monteur manuell handhabbar ist.
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Der Betätigungshebel 32 weist ferner einen Betätigungsabschnitt 38 auf, welcher bei Handhabung des Griffabschnitts 36 ebenfalls um die Schwenkachse 34 verschwenkt wird.
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Der Betätigungsabschnitt 38 weist an seinem freien Ende eine Betätigungsfläche 40 auf, welche in der in 1 dargestellten Öffnungsstellung der Betätigungseinrichtung 28 in nachfolgend näher beschriebener Art und Weise mit der Klemmeinrichtung 30 zusammenwirkt.
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Der Betätigungshebel 32 weist ferner eine winklig zu der Betätigungsfläche 40 angeordnete Anlagefläche 42 auf, welche in einer Schließstellung der Betätigungseinrichtung 28 in nachfolgend näher beschriebener Art und Weise mit der Klemmeinrichtung 30 zusammenwirkt.
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Die Klemmeinrichtung 30 umfasst ein metallisches, federelastisches Übertragungselement 44 und ein metallisches, vorzugsweise federelastisches Kontaktelement 46.
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Das Übertragungselement 44 weist einen ersten Abschnitt 48 auf, welcher sich zwischen einem freien Ende 50 des Übertragungselements 44 und einem Kraftübertragungsbereich 52 erstreckt. Der erste Abschnitt 48 weist auf seiner dem Betätigungsabschnitt 38 des Betätigungshebels 32 zugewandten Seite eine Fläche auf, welche als Abstützfläche 54 mit der Betätigungsfläche 40 des Betätigungsabschnitts 38 und als Anlagefläche 56 mit der Anlagefläche 42 des Betätigungsabschnitts 38 zusammenwirkt.
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Der Übertragungsabschnitt 52 des Übertragungselements 44 weist eine dem Kontaktelement 46 zugewandte, konvex gewölbte Kraftübertragungsfläche 58 auf.
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An den Übertragungsabschnitt 52 schließt sich ein entgegengesetzt gekrümmter Bogenabschnitt 60 an, welcher den Einführbereich 26 nach hinten hin begrenzt. An den Bogenabschnitt 60 schließt sich ein Basisabschnitt 62 an, welcher sich von dem Bogenabschnitt 60 bis hin zu der Einführöffnung 20 des Gehäuses 14 erstreckt. Der Basisabschnitt 62 dient zur Auflage einer Kontaktschiene 64, welche zur elektrischen Verbindung von mindestens parallel zueinander angeordneten Klemmstellen für mindestens zwei miteinander elektrisch zu verbindende Leiter 12 dient.
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Am in Einführrichtung 24 gesehen vorderen Ende des Einführbereichs 26 weist das Übertragungselement 44 einen Endabschnitt 66 auf. Dieser ist mit einer Öffnung 68 versehen, welche mit der Einführöffnung 20 des Gehäuses fluchtet und ebenfalls zur Einführung des Leiterendes 22 des Leiters 12 dient. Vorzugsweise ist oder sind die Einführöffnung 20 und/oder die Öffnung 68 umfangsseitig geschlossen.
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Ferner umfasst der Endabschnitt 66 eine Lasche 70 zur Schwenklagerung eines Lagerabschnitts 72 des Kontaktelements 46.
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Das Kontaktelement 46 weist eine Durchbrechung 74 zur Steckaufnahme der Lasche 70 auf (vergleiche 2).
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An den Lagerabschnitt 72 schließt sich in etwa rechtwinklig ein in Richtung Einführbereich 26 weisender Zwischenabschnitt 76 an. Hiervon ausgehend schließt sich ein Begrenzungsabschnitt 78 an, welcher gemeinsam mit der Kontaktschiene 64 den Einführbereich 26 derart begrenzt, dass dieser in Einführrichtung 24 gesehen sich von der Einführöffnung 20 ausgehend in Richtung hinteres Ende des Einführbereichs 26 verjüngt.
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Das Kontaktelement 46 weist ferner einen ausgehend von dem Begrenzungsabschnitt 78 leicht in Richtung auf einen einzuklemmenden Leiter 12 abgewinkelten Kontaktbereich 80 auf. Der Kontaktbereich 80 ist insgesamt flächig und weist auf seiner einem einzuklemmenden elektrischen Leiter 12 zugewandten Seite eine Kontaktfläche 82 auf.
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Auf der der Kontaktfläche 82 abgewandten Seite des Kontaktbereichs 80 weist dieser eine Kraftangriffsfläche 84 auf.
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Vorzugsweise weisen die Kraftangriffsfläche 84 und die Kontaktfläche 82 eine identische Größe auf. Ferner ist es bevorzugt, wenn sich die Kraftangriffsfläche 84 und die Kontaktfläche 82 parallel zueinander erstrecken.
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Der Betätigungsabschnitt 38 des Betätigungshebels 32 ist in einem Zwischenraum 86 angeordnet, welcher von dem Übertragungselement 44 und dem Kontaktelement 46 begrenzt ist, insbesondere von dem ersten Abschnitt 48 des Übertragungselements 44 und dem Begrenzungsabschnitt 78 des Kontaktelements 46.
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In der in 1 dargestellten Öffnungsstellung der Betätigungseinrichtung 28 ist die Kraftübertragungsfläche 58 des Übertragungselements 44 von der Kraftangriffsfläche 84 des Kontaktbereichs 80 des Kontaktelements 46 abgehoben. Dies wird dadurch erreicht, dass der Betätigungsabschnitt 38 mit seiner Betätigungsfläche 40 die Abstützfläche 54 des ersten Abschnitts 48 des Übertragungselements 44 abstützt. Durch den räumlichen Abstand zwischen der Kraftübertragungsfläche 58 und der Kraftangriffsfläche 84 ist das Kontaktelement 46 im Bereich der Lagerung zwischen Lagerabschnitt 72 und Lasche 70 schwenkbewegbar, sodass ein Leiterende 22 eines elektrischen Leiters 12 praktisch kraftfrei in den Einführbereich 26 einführbar ist. Bei einem solchen elektrischen Leiter kann es sich um einen Massivdraht oder um einen Litzendraht handeln.
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Wenn die Betätigungseinrichtung 28 ausgehend aus ihrer Öffnungsstellung in die Schließstellung verbracht wird (vergleiche 2), wälzt die Abstützfläche 54 des ersten Abschnitts 48 des Übertragungselements 44 auf dem Betätigungsabschnitt 38 ab, bis die Abstützfläche 54 als Anlagefläche 56 wirksam ist und gegen die Anlagefläche 42 des Betätigungshebels 32 anliegt. Mit dieser Bewegung einhergehend wird der Übertragungsbereich 52, bedingt durch die Eigenspannung des Übertragungselements 44, in Richtung auf das Kontaktelement 46 verlagert. Hierdurch gelangt die Kraftübertragungsfläche 58 in Kontakt mit der Kraftangriffsfläche 84 des Kontaktbereichs 80, sodass eine mittels der Kraftübertragungsfläche 58 auf die Kraftangriffsfläche 84 ausgeübte Druckkraft durch den Kontaktbereich 80 hindurch auf die Kontaktfläche 82 übertragen wird. Die auf die Kontaktfläche 82 übertragene Kraft wird in einem nicht vollständig eingeführten Zustand eines Leiterendes 22 von der Kontaktschiene 64 aufgenommen. In einem (nicht dargestellten) vollständig eingeführten Zustand des Leiterendes wird die auf die Kontaktfläche 82 übertragene Druckkraft in das Leiterende 22 eingetragen, sodass das Leiterende 22 zwischen der Kontaktfläche 82 und der Kontaktschiene 64 festgeklemmt ist.
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Wenn es sich bei dem Leiter 12 um einen Massivdraht handelt, ist es möglich, das Leiterende 22 in Einführrichtung 24 in den Einführbereich 26 einzuschieben und dabei, an dem Begrenzungsabschnitt 78 entlanggleitend, mit einer Stirnfläche 88 des Leiterendes 22 gegen die Kontaktfläche 82 zu stoßen und diese gegen den Widerstand der von dem Übertragungselement 44 ausgeübten Druckkraft zu verschieben beziehungsweise zu verformen, bis die Kontaktfläche 82 in Klemmkontakt mit dem Leiterende 22 gelangt ist. Dies ermöglicht einen elektrischen Anschluss eines Massivdrahts in der Schließstellung der Betätigungseinrichtung 28.
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In 3 ist eine weitere Ausführungsform einer Anschlussklemme 10 dargestellt. Hinsichtlich des Aufbaus und der Funktionsweise der Anschlussklemme gemäß 3 wird auf die vorstehende Beschreibung zu der Anschlussklemme 10 gemäß 1 und 2 Bezug genommen. Nachfolgend werden lediglich Unterschiede zwischen den Anschlussklemmen 10 gemäß 3 einerseits und der Anschlussklemme 10 gemäß 1 und 2 andererseits dargestellt.
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Bei der Anschlussklemme 10 gemäß 3 sind das Übertragungselement 44 und das Kontaktelement 46 miteinander einstückig ausgebildet. Das Kontaktelement 46 ist in einem gekrümmten Verbindungsabschnitt 90 mit dem Übertragungselement 44 verbunden. Der Übertragungsabschnitt 90 ermöglicht eine Schwenkbewegbarkeit des Kontaktelements 46 relativ zu dem Übertragungselement 44.
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Das Kontaktelement 46 kann, wie in 3 dargestellt, insgesamt eben sein, sodass der Kontaktbereich 80 und der Begrenzungsabschnitt 78 flächig ineinander übergehen. Es ist aber auch möglich, dass das Kontaktelement 46 eine Form aufweist, bei welcher der Kontaktbereich 80 und der Begrenzungsbereich 78 relativ zueinander winklig angeordnet sind (vergleiche 1 und 2).
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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