DE102013110476A1

DE102013110476A1 - Kabelschuheinrichtung mit Strombalken sowie Anschlussklemme

Info

Publication number: DE102013110476A1
Application number: DE102013110476.2A
Authority: DE
Inventors: Andreas Wendt; Ralf Beckmann
Original assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Current assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Priority date: 2013-09-23
Filing date: 2013-09-23
Publication date: 2015-03-26
Also published as: EP3050164A1; JP2016534534A; WO2015039844A1; US20160218447A1; CN105580203A

Abstract

Kabelschuheinrichtung (300) und Anschlussklemme (100) mit einer Kabelschuheinrichtung (300), wobei die Anschlussklemme eine Leiteraufnahme (115) und eine Klemmeinrichtung (101) und eine Strombalkenaufnahme (110a) aufweist. An der Anschlussklemme ist eine Kabelschuheinrichtung (100) mit einem Kabelschuhkörper (301) und einer daran vorgesehenen Kabelaufnahme (302) zur Befestigung eines Anschlusskabels (303) vorgesehen. Der Kabelschuhkörper (301) weist einen Strombalken (310) auf, der eine Strombalkenaufnahme (110a) der Anschlussklemme (100) eingeführt ist und dort als Strombalken (110) zur Kontaktierung eines Leiters (126) dient.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kabelschuheinrichtung mit einem Strombalken und eine mit einer solchen Kabelschuheinrichtung ausgerüstete Anschlussklemme zum Anschließen wenigstens eines Leiters. Insbesondere sind der Strombalken der Kabelschuheinrichtung und die elektrische Anschlussklemme zum Anschließen von Leitern mit großen Querschnitten geeignet. Dabei kann die elektrische Anschlussklemme für Leiter mit kleinen Querschnitten aber insbesondere auch für Leiter mit Querschnitten von bis zu 25 mm² oder sogar 50 mm² vorgesehen und geeignet sein.
Im Stand der Technik sind verschieden Anschlussklemmen bekannt geworden, die sich auch zum Anschluss von Leitern großer Durchmesser eignen. Solche Anschlussklemmen werden insbesondere auch im Hochstrombereich benutzt, bei denen Pulsströme mit bis zu 80.000 Ampere auftreten können.
Bei der Konstruktion und Fertigung von geeigneten Anschlussklemmen kommt es neben dem Preis der Anschlussklemme insbesondere auch auf die Sicherheit an. Anschlussklemmen, können an einzelnen Klemmübergangsstellen Kontaktschwierigkeiten aufweisen, die zu einem örtlichen Erwärmen der Anschlussklemme führen können. In ungünstigsten Fällen kann es sogar zum Brand kommen.
Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Kabelschuheinrichtung und eine mit einer solchen Kabelschuheinrichtung ausrüstbare Anschlussklemme zur Verfügung zu stellen, womit ein kostengünstiger und sicherer Betrieb möglich ist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Kabelschuheinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch die elektrische Anschlussklemme mit den Merkmalen des Anspruchs 12. Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Ausführungsbeispiel.
Eine erfindungsgemäße Kabelschuheinrichtung weist einen Kabelschuhkörper und eine daran vorgesehene Kabelaufnahme zur Befestigung eines Anschlusskabels auf. An dem Kabelschuhkörper ist ein Strombalken vorgesehen oder gebildet, der dazu ausgebildet und eingerichtet ist, in eine Strombalkenaufnahme einer Anschlussklemme eingeführt zu werden und dort als Strombalken zur Kontaktierung eines Leiters zu dienen.
Die erfindungsgemäße Kabelschuheinrichtung hat viele Vorteile, da sie kostengünstig ist und einen einfachen und sicheren Betrieb einer elektrischen Anschlussklemme ermöglicht. Die erfindungsgemäße Kabelschuheinrichtung und eine damit ausgerüstete elektrische Anschlussklemme erhöht die Betriebssicherheit erheblich. Die Anzahl der Klemmübergangsstellen kann verringert werden, da eine Klemmübergangsstelle entfällt. Die Kabelschuheinrichtung umfasst an dem Kabelschuhkörper nämlich eine Kabelaufnahme zur Befestigung und elektrischen Kontaktierung eines Anschlusskabels. Der Kabelschuhkörper weist einen Strombalken auf, der dazu vorgesehen ist, als Strombalken einer elektrischen Anschlussklemme zu dienen. Die Kabelaufnahme der Kabelschuheinrichtung dient zum elektrisch kontaktierenden Kabelanschluss.
Bei konventionellen Anschlussklemmen werden hingegen auf beiden Seiten Kabel gegen die jeweiligen Strombalken geklemmt. Dabei werden die Leiter der anzuschließenden Kabel oft mit Crimphülsen oder dergleichen versehen, sodass ein erster Übergangswiderstand von den einzelnen Leitern auf die Crimphülse und ein zweiter Übergangswiderstand von der Crimphülse auf den Strombalken und wenigstens ein weiterer Übergangswiderstand von dem Strombalken auf die Crimphülse des anderen Leiters vorliegt, bis wiederum schließlich der Übergangswiderstand von der Crimphülse auf die Einzelleiter des anderen Kabels auftritt. Durch die Erfindung wir nun die Anzahl der Übergangswiderstände um wenigstens einen und damit deutlich reduziert. Treten nur noch an drei Stellen Übergangswiderstände auf statt zuvor an vier, wird die Anzahl der Übergangswiderstände um 33% reduziert.
Da der Kabelschuhkörper der Kabelschuheinrichtung direkt auch als Strombalken verwendet wird, verringert sich die Anzahl der Übergangswiderstände und damit die Gefahr eines Defektes deutlich. Außerdem können die Kabelschuheinrichtung und die Anschlussklemme einfach und kostengünstig aufgebaut werden.
Es ist besonders bevorzugt, dass der Strombalken der Kabelschuheirichtung einstückig mit dem Kabelschuhkörper gebildet ist. Insbesondere ist der Strombalken werkstoffeinstückig mit dem Kabelschuhkörper ausgebildet. Vorzugsweise besteht der Kabelschuhkörper wenigstens teilweise aus Kupfer oder eine kupferhaltigen Legierung. Der Kabelschuhkörper kann insgesamt aus einem gebogenen und umgefalteten Blech aus einer Kupferlegierung bestehen.
In bevorzugten Ausgestaltungen weist die Kabelaufnahme einen rohrförmigen Anschlussabschnitt auf. Der rohrförmige Anschlussabschnitt kann als Rohraufnahme oder als Hülse ausgebildet sein oder wenigstens eine solche umfassen. Insbesondere ist die Kabelaufnahme als Crimpanschluss ausgebildet und eignet sich zum krimpenden Anschluss eines Anschlusskabels.
Vorzugsweise weist der Strombalken einen Längsabschnitt auf, an dem insbesondere zwei Lagen aufeinander umgefaltet sind, sodass der Längsabschnitt die doppelte Blechstärke aufweist. In der Mitte einer Querfläche verläuft vorzugsweise die Stoßkante, die insbesondere auf der Anlagefläche eines anzuschließenden Leiters ausgebildet ist.
An dem Strombalken ist vorzugsweise wenigstens eine Quernut vorgesehen. Eine Quernut an dem Strombalken kann als Klemmnut ausgebildet sein und zum Einformen oder lokalen Eindrücken eines zu kontaktierenden elektrischen Leiters dienen. Wenn beispielsweise von der Seite der Klemmnut aus ein Klemmhebel oder ein anderer Klemmgegenstand gegen den zwischen dem Strombalken und dem Klemmgegenstand angeordneten Leiter drückt, so verformt sich der Leiter lokal an der Klemmnut und formt sich der Klemmnut entsprechend in diese hinein. Dadurch wird der Auszugswiderstand des an dem Strombalken geklemmten Leiters erheblich erhöht.
In bevorzugten Ausgestaltungen weist der Strombalken an seiner Einführseite wenigstens eine Einführhilfe auf. Die Einführhilfe kann insbesondere einen Einführradius am vorderen Ende des Strombalkens umfassen. Der Einführradius kann wenigstens zum Teil dadurch gebildet werden, dass an der vorderen Spitze des Strombalkens das den Strombalken bildende Blech umgeklappt bzw. umgefaltet wird. Dadurch ergibt sich in Einführrichtung eine abgerundete Einführhilfe.
Des Weiteren ist vorzugsweise in dem Strombalken eine Aufnahmenut für einen Durchsteckschutz vorgesehen. Eine solche Aufnahmenut ermöglicht das z. B. seitliche Einführen eines Durchsteckschutzes, um ein Durchstecken eines Leiters durch eine Anschlussklemme zu verhindern. Des Weiteren kann eine Aufnahmenut auch dazu dienen, den Strombalken und somit die Kabelschuheinrichtung an der elektrischen Anschlussklemme zu fixieren. Beispielsweise kann von der Seite durch eine Öffnung in dem Klemmengehäuse ein Balken, Blech oder ein Stoppelement eingeführt werden, welches in der Nut aufgenommen ist und dadurch den Strombalken und den gesamten Kabelschuhkörper in dem Klemmengehäuse fixiert.
Vorzugsweise weist der Kabelschuhkörper wenigstens ein abstehendes Führungselement wie eine seitlich abstehende Führungsnase, einen Führungssteg oder dergleichen auf. Mit einem oder insbesondere wenigstens zwei voneinander beabstandeten Führungselementen kann der Kabelschuhkörper genau definiert und auch wiederholbar an der Anschlussklemme aufgenommen und positioniert werden.
In bevorzugten Ausgestaltungen ist der Strombalken wenigstens doppelt so lang wie die Kabelaufnahme. Der Strombalken hat in dieser Ausgestaltung vorzugsweise einen Anteil von zwischen etwa 50% und 90% und vorzugsweise zwischen 60% und 75% der Länge des Kabelschuhkörpers.
Es ist möglich und bevorzugt, dass der Strombalken breiter und flacher als die Kabelaufnahme ist. Ein Strombalken der breit und flach ausgeführt ist, bietet bei gleichem Volumen und somit gleicher Leitfähigkeit wie ein schmaler Strombalken eine erheblich größere Anlage- und somit Kontaktfläche.
In bevorzugten Ausgestaltungen weist die Kabelschuheinrichtung einen langgestreckten Kabelschuhkörper auf. In anderen bevorzugten Ausgestaltungen ist der Kabelschuhkörper kürzer ausgestaltet, sodass die Länge des Strombalkens nur zwischen etwa 1/3 und 1/2 der Länge des Kabelschuhkörper insgesamt beträgt.
In einfachen Ausgestaltungen besteht die insgesamt einstückig ausgebildete Kabelschuheinrichtung aus einem rohrförmig gebogenen Blechstreifen, der im Bereich des Strombalkens umgefaltet ist, sodass der Strombalken einen flachen und quaderförmigen Querschnitt aufweist.
In vorteilhaften Ausgestaltungen ist wenigstens eine Fixieröffnung auf der Unterseite des Kabelschuhkörpers und insbesondere auf der Unterseite des Strombalkens vorgesehen. Bei solch einer Fixieröffnung kann der Strombalken und somit die Kabelschuheinrichtung insgesamt an der Anschlussklemme einfach über eine Fixiernase oder dergleichen fixiert werden. Die Fixieröffnung kann zur Aufnahme eines beliebigen Fixierelementes dienen und beispielsweise mit dem Fixierelement verrasten.
Des Weiteren ist die Erfindung auch auf eine Anschlussklemme mit wenigstens einer Leiteraufnahme und wenigstens einer Klemmeinrichtung und mit einer Strombalkenaufnahme ausgerichtet, wobei die Strombalkenaufnahme dazu ausgebildet und eingerichtet ist, einen Strombalken einer Kabelschuheinrichtung derart aufzunehmen, dass ein Kabel an der Leiteraufnahme mittels der Klemmeinrichtung elektrisch leitend mit dem Strombalken der Kabelschuheinrichtung anschließbar ist.
Insbesondere ist eine solche erfindungsgemäße Anschlussklemme mit wenigstens einer Leiteraufnahme, wenigstens einer Klemmeinrichtung und wenigstens einer Strombalkenaufnahme ausgerüstet. Die Strombalkenaufnahme ist zur Aufnahme eines Strombalkens einer Kabelschuheinrichtung geeignet. Die Kabelschuheinrichtung weist einen Kabelschuhkörper und eine daran vorgesehene Kabelaufnahme zur Befestigung eines Anschlusskabels auf. An dem Kabelschuhkörper ist der Strombalken vorgesehen. Der Strombalken der Kabelschuheinrichtung ist in der Strombalkenaufnahme aufnehmbar und dient zur Kontaktierung eines Leiters.
Auch eine erfindungsgemäße Anschlussklemme hat viele Vorteile. Die erfindungsgemäße Anschlussklemme eignet sich zur passgenauen und festen Aufnahme einer Kabelschuheinrichtung, wie sie zuvor beschrieben wurde. Dabei weist die Aufnahmeeinrichtung eine passgenaue Strombalkenaufnahme zur Aufnahme der Kabelschuheinrichtung auf. Dabei kann der Kabelschuhkörper mit dem Strombalken in die elektrische Anschlussklemme eingeführt werden, um dort den Strombalken zur Verfügung zu stellen. Bei der erfindungsgemäßen elektrischen Anschlussklemme liegen im fertig angeschlossenen Zustand deshalb erheblich weniger Übergangswiderstände vor, als bei elektrischen Anschlussklemmen aus dem Stand der Technik, bei denen an beiden Seiten der Anschlussklemme Kabel angeschlossen sind.
Es ist möglich, an eine einzige elektrische Anschlussklemme zwei oder mehr unterschiedliche Kabelschuheinrichtungen anzuschließen. Beispielsweise ist es möglich, dass eine Kabelschuheinrichtung mit einem relativ kurzen Kabelschuhkörper angeschlossen wird, während es alternativ dazu auch möglich ist, eine Kabelschuheinrichtung mit einem Kabelschuhkörper anzuschließen, bei der der Strombalken wenigstens doppelt so lang ist, wie bei dem kurzen Kabelschuhkörper. Dadurch wird es ermöglicht, dass eine kurze Kabelschuheinrichtung verwendet wird, bei der die beiden angeschlossenen Kabel auf der gleichen Höhe zur elektrischen Anschlussklemme zugeführt werden. Alternativ dazu kann auch eine Kabelschuheinrichtung mit einem kurzen Kabelschuhkörper eingesetzt werden, bei dem das der Kabelschuheinrichtung angeschlossene Kabel tiefer bzw. höhenversetzt (oder seitenversetzt) angeschlossen ist, als das an dem Strombalken der Kabelschuheinrichtung innerhalb der elektrischen Anschlussklemme angeschlossene Kabel. Bei dieser Form ergibt sich ein Versatz der beiden angeschlossenen Kabel. Das kann bauraumtechnische Vorteile haben und erhöht die Flexibilität des Einsatzes.
Mit dem langgestreckten Kabelschuhkörper, bei dem der Strombalken doppelt so lang wie die Kabelaufnahme oder länger ausgebildet ist, kann auch eine Ableitung des an der Kabelaufnahme angeschlossenen Kabels in gleicher Höhe erfolgen.
Vorzugsweise ist eine Halterung vorgesehen, an welcher der Strombalken der Kabelschuheinrichtung aufgenommen wird. Die Klemmeinrichtung umfasst vorzugsweise wenigstens eine Klemmfeder zum Aufbringen der Klemmkraft. Ein schwenkbarer Klemmhebel dient insbesondere zum Klemmen des Leiters. Dabei weist die Klemmfeder vorzugsweise einen ersten Schenkel und wenigstens einen zweiten Schenkel auf. Die Klemmfeder ist insbesondere mit dem ersten Schenkel gelenkig an den Klemmhebel gekoppelt. Die Klemmfeder ist vorzugsweise mit dem zweiten Schenkel gelenkig an den Hilfshebel gekoppelt. Der Hilfshebel und der Klemmhebel sind vorteilhafter Weise verschwenkbar an der Halterung angeordnet.
Eine solche elektrische Anschlussklemme hat viele Vorteile und erlaubt einen Aufbau mit weniger Bauteilen und mit einfach aufgebauten Bauteilen. Dadurch, dass in bevorzugten Ausgestaltungen ein Kraftschluss von der Halterung über den Klemmhebel, die Klemmfeder und den Hilfshebel erfolgt, kann mit relativ wenigen und konstruktiv einfachen Bauteilen einerseits sogar eine noch höhere Klemmkraft und andererseits sogar ein noch größerer Öffnungswinkel erreicht werden. In einer konkreten Ausgestaltung wurden Klemmkräfte von 800 Newton oder sogar von 1200 Newton gemessen. Das ist in den meisten Anwendungen mehr als nötig, sodass die Klemmkräfte gegebenenfalls auch konstruktiv reduziert werden.
Die Halterung kann auch als Klemmkörper bezeichnet werden und dient zu Aufnahme des Strombalkens und zur schwenkbaren Befestigung des Klemmhebels.
Die erfindungsgemäße elektrische Anschlussklemme stellt eine Kipp-Hebelklemme mit dynamischer Hebelübersetzung zur Verfügung. Die elektrische Anschlussklemme kann insbesondere als Anschlussklemme ausgebildet sein und zur Durchführung an einer Wandung einer elektrischen Baueinrichtung oder einer Wandung oder dergleichen dienen.
Vorzugsweise beträgt ein Öffnungswinkel zwischen dem Strombalken und der Klemmkante im Öffnungszustand wenigstens 45º. Insbesondere ist der Öffnungswinkel bzw. der maximale Öffnungswinkel größer 60º und vorzugsweise größer 75º. Öffnungswinkel von 90º und sogar mehr als 90º sind möglich und bevorzugt. Durch große Öffnungswinkel und einen nach oben hin frei zugänglichen Einschwenkbereich wird eine einfache Montage auch von Leitern mit großen Querschnitten ermöglicht, da die Leiter einfach von „oben“, d.h. von der dem Strombalken gegenüberliegenden Seite in die Anschlussklemme eingeschwenkt werden können. Ein Umbiegen und Zurückschieben der in der Regel starren Leiter, um den Leiter dann von vorn in die Anschlussklemme einzuschieben, ist nicht nötig.
Vorzugsweise sind an dem Klemmhebel eine erste Schwenkachse und wenigstens eine davon beabstandete zweite Schwenkachse vorgesehen. Insbesondere verfügt die Klemmfeder über eine erste Achsaufnahme und wenigstens eine davon beabstandete zweite Achsaufnahme. Vorzugsweise ist der Hilfshebel mit einer ersten Dreheinheit und wenigstens einer davon beabstandeten zweiten Dreheinheit ausgerüstet. Das bedeutet, dass der Klemmhebel, die Klemmfeder und vorzugsweise der Hilfshebel jeweils über zwei voneinander entfernte separate Gelenkstellen verfügen.
Vorzugsweise ist der Klemmhebel über die erste Schwenkachse verschwenkbar an der Halterung befestigt. Insbesondere ist die erste Achsaufnahme der Klemmfeder an dem ersten Schenkel der Klemmfeder vorgesehen und es ist die zweite Achsaufnahme der Klemmfeder an dem zweiten Schenkel der Klemmfeder vorgesehen. Vorzugsweise ist die an dem ersten Schenkel angeordnete erste Achsaufnahme der Klemmfeder mit der zweiten Schwenkachse des Klemmhebels gekoppelt.
Vorteilhafterweise weist die erste Dreheinheit des Hilfshebels eine Achse auf, die schwenkbar mit der zweiten Achsaufnahme an dem zweiten Schenkel der Klemmfeder verbunden ist. Insbesondere ist die zweite Dreheinheit des Hilfshebels schwenkbar an der Halterung angeordnet.
Vorzugsweise weist die zweite Dreheinheit des Hilfshebels eine abgerundete Außenkontur auf, die an einer angepassten abgerundeten Ausnehmung der Halterung schwenkbar aufgenommen ist. Besonders bevorzugt weisen die Außenkontur und die Ausnehmung jeweils eine kreisrunde Form oder die Form eines Kreissegmentes auf. Insbesondere ist die zweite Dreheinheit des Hilfshebels schwenkbar oder drehbar an der abgerundeten Außenkontur der Halterung aufgenommen und vorzugsweise abgestützt.
Es ist möglich und bevorzugt, dass die zweite Dreheinheit des Hilfshebels eine Öffnung umfasst, in die eine Führungsachse eingeführt ist. Dabei kann die zweite Dreheinheit über die Führungsachse an der Öffnung drehbar gelagert sein. Möglich ist es aber auch, dass die Führungsachse in der Öffnung nicht zur Übertragung von Kräften, sondern im Wesentlichen nur zur Führung dient. Die Führungsachse kann beispielsweise Teil des Gehäuses sein und beispielsweise aus einem Kunststoffzapfen bestehen, der in die Öffnung eingeschwenkt oder eingeklipst wird. Möglich ist es aber auch, dass die Führungsachse eine Achse an der Halterung ist oder aber separat in die Halterung eingeführt wird, um den Hilfshebel an der zweiten Dreheinheit schwenkbar aufzunehmen und/oder abzustützen.
In allen Ausgestaltungen ist es bevorzugt, dass die Klemmfeder Teil einer Betätigungseinrichtung ist. In einer einfachen Ausgestaltung besteht die Betätigungseinrichtung nur aus der Klemmfeder. Die Klemmfeder hat vorzugsweise eine Doppelfunktion: die Klemmfeder dient zum Aufbringen der Klemmkraft und gleichzeitig auch als Betätigungshebel.
An der Betätigungseinrichtung ist vorzugsweise wenigstens eine Werkzeugöffnung vorgesehen, um ein Werkzeug einzuführen und die elektrische Anschlussklemme zu betätigen, um beispielsweise einen elektrischen Leiter zu klemmen oder die Klemmung wieder aufzuheben.
Die Betätigungseinrichtung weist vorzugsweise eine Werkzeugaufnahme auf. Die Werkzeugaufnahme kann an einer Einsatzeinrichtung vorgesehen sein. Möglich und bevorzugt ist es, dass die Klemmfeder beispielsweise einen im Wesentlichen C-förmigen Querschnitt aufweist, und dass der Innenbereich des Querschnittes wenigstens teilweise durch die Einsatzeinrichtung ausgefüllt ist. An der Einsatzeinrichtung kann die Werkzeugaufnahme vorgesehen sein, die beim Betätigen als Gegenlager dient, um die Betätigungskräfte zu übertragen.
Die Einsatzeinrichtung kann beispielsweise aus Kunststoff bestehen. Möglich ist es aber auch, dass die Werkzeugaufnahme und/oder ein Gegenlager durch an der Klemmfeder umgebogene Laschen oder dergleichen zur Verfügung gestellt wird.
Vorzugsweise ist ein Innendurchmesser der Werkzeugöffnung größer als ein Innendurchmesser der Werkzeugaufnahme. Dadurch ergeben sich viele Möglichkeiten, da für beispielsweise unterschiedliche Geometrien und Einsatzzwecke der elektrischen Anschlussklemme unterschiedliche Winkel der Werkzeugaufnahme an der Einsatzeinrichtung vorgesehen werden können. Je nach Zugänglichkeit und geometrischen Verhältnissen kann die Ausrichtung der Werkzeugaufnahme an der Einsatzeinrichtung unterschiedliche Winkel zur Oberfläche der Werkzeugöffnung an der Klemmfeder aufweisen. So kann durch unterschiedliche Einsatzeinrichtungen eine unterschiedliche Konfiguration der gesamten Anschlussklemme ermöglicht werden. Nur durch den Austausch eines einzigen einfachen Bauteils kann eine erweiterte Anwendungsmöglichkeit erzielt werden, ohne den Vorratsbedarf an Teilen wesentlich zu erhöhen.
Die Werkzeugaufnahme in bzw. an der Einsatzeinrichtung erstreckt sich vorzugsweise quer zu dem Strombalken bzw. der Strombalkenaufnahme. Der Winkel zwischen der Werkzeugaufnahme und dem Strombalken kann im Öffnungszustand variieren und hängt vom vorgesehenen Einsatzzweck ab.
Die Betätigungseinrichtung und insbesondere die Klemmfeder wirkt vorzugsweise über den Hilfshebel auf den Klemmhebel ein.
In einfachen Ausgestaltungen besteht die Betätigungseinrichtung praktisch nur aus der Klemmfeder, an der die Werkzeugöffnung vorgesehen ist. Möglich ist es auch, dass an der Klemmfeder ein Hebelfortsatz oder dergleichen vorgesehen ist, um die Anschlussklemme auch ohne zusätzliches Werkzeug betätigen zu können.
In besonders bevorzugten Ausgestaltungen wirkt die Klemmfeder wenigstens im Klemmzustand als Zugfeder. Insbesondere ist die Klemmfeder wenigstens im Öffnungszustand im Wesentlichen entspannt. Besonders bevorzugt ist die Klemmfeder im Öffnungszustand vollständig entspannt. Unter dem Begriff „im Wesentlichen entspannt“ wird im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere eine wirksame Kraft verstanden, die kleiner als 10 % und vorzugsweise kleiner als 5 % der maximal vorgesehenen Klemmkraft beträgt.
In allen Ausgestaltungen ist es bevorzugt, dass sich der Klemmhebel in dem Klemmzustand hinter einem Totpunkt befindet. Dadurch wird zunächst ein Kraftaufwand benötigt, um den Klemmhebel aus dem Klemmzustand wieder in die Öffnungsstellung zu überführen. Das führt zu einer Selbstsicherung bzw. zu einer Selbsthemmung des Klemmzustands und erhöht die Sicherheit. Realisiert wird dies vorzugsweise dadurch, dass sich die als Zugfeder wirkende Klemmfeder vor dem Erreichen des Klemmzustands wieder etwas zusammenziehen kann, sodass die Spannung etwas nachlässt.
In allen Ausgestaltungen ist es bevorzugt, dass das Ende des ersten Schenkels und/oder das Ende des zweiten Schenkels der Klemmfeder jeweils umgebogen ist, um jeweils die erste und/oder die zweite Achsaufnahme zu bilden. Das ermöglicht eine einfache Fertigung der Klemmfeder und eine zuverlässige Funktion.
In besonders bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung sind wenigstens die Halterung und der Klemmhebel und der Hilfshebel als gestanzte Biegeteile ausgeführt. Das ermöglicht eine besonders einfache und kostengünstige Fertigung und Montage.
Vorzugsweise ist wenigstens ein Durchsteckschutz vorgesehen, welche ein Durchstecken eines aufgenommenen Leiters durch die Anschlussklemme verhindert. Beispielsweise kann ein solcher Durchsteckschutz aus einem in einer Nut des Strombalkens aufgenommenen Teil bestehen, welches von außen durch entsprechende Löcher in der Halterung eingeführt wird und somit an der Halterung gesichert aufgenommen ist.
Bei Leitern mit großen Querschnitten von 20 mm², 25 mm² oder 30 mm² oder 35 mm² wird nach einem erstmaligen Klemmen und der Entnahme eines solches Leiters eine Nullklemmung ermöglicht, bei der durch den Klemmhebel auch danach noch ein dünner Leiter mit Durchmessern von 1 mm, 0,5 mm oder weniger zuverlässig geklemmt werden kann.
Bei Überführen der elektrischen Anschlussklemme von dem Öffnungszustand in den Klemmzustand wird zunächst der Klemmhebel kraftlos oder doch nahezu kraftlos weitgehend geschlossen, bevor beim Weiterschwenken des Werkszeugs eine hohe Klemmkraft aufgebracht wird.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus dem Ausführungsbeispiel, welches im Folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Figuren erläutert wird.
In den Figuren zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht einer Anschlussklemme in der Kontakt- und der Offenposition;
2 eine schematische perspektivische Darstellung einer einzelnen elektrischen Anschlussklemme;
3 eine schematische perspektivische Darstellung einer Kabelschuheinrichtung für eine elektrische Anschlussklemme;
4 eine schematische perspektivische Darstellung einer anderen Kabelschuheinrichtung für eine elektrische Anschlussklemme;
5 eine schematische Seitenansicht der elektrischen Anschlussklemme in der Öffnungsstellung;
6 die Einsatzeinrichtung und die Klemmfeder der Anschlussklemme nach 1 und 2;
7 eine perspektivische Darstellung der Betätigungseinrichtung der Anschlussklemme nach 1;
8 eine schematische Seitenansicht der elektrischen Anschlussklemme in einer Zwischenstellung; und
9 die Zwischenstellung nach 8 in einer geschnittenen Ansicht;
10 eine stark schematische Seitenansicht der elektrischen Anschlussklemme im Klemmzustand; und
11 eine perspektivische Ansicht der elektrischen Anschlussklemme mit einer angeschlossenen Kabelschuheinrichtung.
Mit Bezug auf die beiliegenden Figuren werden im Folgenden die Konstruktion und die Funktion einer mit einem Strombalken 310 ausgerüsteten Kabelschuheinrichtung 300 und einer Anschlussklemme 100 erläutert, die über die Kabelschuheinrichtung 300 mit einem Strombalken 310 versorgt wird. Die Anschlussklemme 100 ist hier als Durchführungsklemme ausgebildet und dient z. B. zum Anschluss eines Kabels an ein elektrisches Gerät.
Bei der Montage wird zunächst die Kabelschuheinrichtung 300 mit dem daran vorgesehen Strombalken in die Anschlussklemme 100 eingelegt und anschließend erst ein anzuschließender Leiter 126, der zwischen der Klemmeinrichtung der Anschlussklemme 100 und dem Strombalken 310 geklemmt wird. Der Strombalken 310 der Kabelschuheinrichtung 300 stützt sich dabei an der Halterung 108 ab.
Dabei zeigt 1 nebeneinander zwei perspektivische Darstellungen einer Anschlussklemme 100, nämlich links im Klemmzustand bzw. in der Kontaktposition 145 und rechts daneben im Öffnungszustand bzw. in der Offenposition 144.
Die Anschlussklemme 100 weist ein Klemmengehäuse 150 auf und ist dafür vorgesehen, mit dem Anlageabschnitt 172 an einer Wandung einer hier nicht dargestellten elektrischen Baueinrichtung anzuliegen. Die Leiteraufnahme 115 ist in der Kontaktposition 145 weitestgehend geschlossen, während sich in der Offenposition 144 ein besonders großer Öffnungswinkel 146 ergibt, der 75° oder mehr erreichen kann. Dadurch wird auch ein Einschwenken eines Leiters in die Leiteraufnahme 115 ermöglicht, was insbesondere bei Leitern von mehreren Quadratmillimetern Querschnitt den Anschluss erheblich erleichtern kann.
Das Klemmengehäuse 150 besteht insbesondere aus einem elektrisch nicht leitenden Material und vorzugsweise einem Kunststoff. Der Anlageabschnitt 172 kann als umlaufender Steg vorgesehen sein, mit dem sich die Anschlussklemme 100 an einer Wandung umlaufend abstützt. Es ist auch möglich, dass der Anlageabschnitt 172 aus mehreren Segmenten oder einzelnen Stützelementen besteht.
An der Anschlussklemme 100 ist sowohl in der Kontaktposition 144 als auch in der Offenposition 145 die Werkzeugöffnung 109 sichtbar, die an der Betätigungseinrichtung 103 vorgesehen ist. Die Betätigungseinrichtung 103 umfasst ein Abdeckgehäuse in Form einer Abdeckkappe 153. Die Abdeckkappe 153 besteht hier aus einem Isoliermaterial und schützt das Innere der Betätigungseinrichtung 103 und auch das Innere der Anschlussklemme 100 vor mechanischen Berührungen. Auch die Luft- und Kriechstrecken werden ganz erheblich durch die Abdeckkappe 153 erhöht.
Das Klemmengehäuse 150 kann ein Außengehäuse 170 und ein Innengehäuse 160 umfassen, an dem die Halterung 108 aufgenommen ist. Die Halterung 108 besteht vorzugsweise aus Metall und insbesondere aus einem Stanzbiegeteil. Das Außen- und das Innengehäuse bestehen vorzugsweise aus einem Kunststoff. An dem Innengehäuse 160 wird bei der Montage die Halterung 108 aufgenommen und es werden die benötigten Metall- und Klemmteile montiert. Das Innengehäuse bildet mit der Halterung 108 eine vormontierte Baueinheit, die nur noch in das Außengehäuse 170 gesteckt werden muss oder aber in ein an einer elektrischen Baueinrichtung schon vorhandenes und dort z. B. integral mit der Wandung ausgebildetes Außengehäuse eingeführt oder eingerastet werden muss.
Die Anschlussklemme 100 weist die schwenkbare Betätigungseinrichtung 103 auf. Über ein Verschwenken der Betätigungseinrichtung 103 kann die Anschlussklemme geöffnet oder wieder geschlossen werden. Bei der Verschwenkung der Betätigungseinrichtung 103 kann ein Spalt zwischen der umlaufenden Wandung des Anlageabschnitts 172 und der Abdeckkappe 153 der Betätigungseinrichtung 103 entstehen, nämlich dort, wo in der Kontaktposition 145 der Verschlusssteg 149 vorhanden ist. Wird aus der in 1 links dargestellten geschlossenen Position die Betätigungseinrichtung 103 nach hinten verschwenkt, so wird der Verschlusssteg 149 durch die Wandung in die elektrische Baueinrichtung hinein verschwenkt. Gleichzeitig entsteht an der Stelle, wo zuvor der Verschlusssteg 149 angeordnet war ein Spalt zwischen der Wand 172 und der Abdeckkappe 153. Beim Weiterschwenken in die Offenposition 144 wird der Spalt schließlich wieder durch den Abweiser 155 verschlossen, sodass in der Offenposition kein Spalt vorhanden ist. Der Spalt ist von der Leiteraufnahme 115 beabstandet und unabhängig von der Leiteraufnahme 155.
2 zeigt in einer schematisch vergrößerten perspektivischen Darstellung eine einzige elektrische Anschlussklemme 100, bei der das Gehäuse 150 weggelassen wurde, um die einzelnen Bauteile besser darstellen und erkennen zu können.
Die elektrische Anschlussklemme 100 verfügt über eine Halterung 108 mit zwei seitlichen Wänden 123, die insgesamt einen etwa U-förmigen Querschnitt aufweist. An der Halterung 108 ist der Strombalken 310 der Kabelschuheinrichtung 300 wieder entnehmbar aufgenommen. Der Strombalken 310 wird an der Kabelschuheinrichtung 300 zur Verfügung gestellt und ist integraler Bestandteil des Kabelschuhkörpers 301.
Es kann ein Durchsteckschutz 117 an einer Nut 311 (vgl. 3 und 5) angeordnet sein, der ein Durchstecken eines eingeschobenen Leiters 126 verhindert und zudem den Strombalken 310 und die Kabelschuheinrichtung 300 innerhalb der Halterung 108 sichert.
Die elektrische Anschlussklemme 100 verfügt weiterhin über einen Klemmhebel 102, der über eine erste Schwenkachse 113 verschwenkbar an der Halterung 108 aufgenommen ist. Der Klemmhebel 102 weist eine zweite Schwenkachse 114 (vgl. 5) auf, die von der ersten Schwenkachse 113 beabstandet angeordnet ist. An der zweiten Schwenkachse 114 ist schwenkbar ein Ende eines ersten Schenkels 136 der Klemmfeder 101 aufgenommen.
Die Klemmfeder 101 mit dem ersten Schenkel 136 und dem zweiten Schenkel 137 hat eine insgesamt etwa C-förmige Gestalt. An dem Ende des zweiten Schenkels 137 ist die Klemmfeder 101 verschwenkbar an der Achse 112 aufgenommen bzw. gelagert. Die Achse 112 ist Teil der ersten Dreheinheit 129 an einem ersten Ende des Hilfshebels 104. Der Hilfshebel 104 besteht aus zwei parallelen seitlichen Wänden 121, die über einen Querverbinder 105 miteinander verbunden sind. Der Querverbinder 105 weist in einer Vorderansicht eine etwa U-förmige Gestalt auf, um ein Verschwenken des zweiten Schenkels 137 der Klemmfeder 101 an der ersten Dreheinheit 129 des Hilfshebels 104 zu ermöglichen. Der Hilfshebel 104 ist ebenfalls ein einteiliges Stanzbiegeteil.
An dem zweiten Ende des Hilfshebels 104 ist eine zweite Dreheinheit 130 vorgesehen. Dabei umfasst die zweite Dreheinheit 130 ein zentrales Loch 111, in welches ein in 2 nicht sichtbarer Kunststoffzapfen als Führungsachse 151 des Gehäuses 150 eingreift (vgl. 1), um die zweite Dreheinheit 130 zu führen. Möglich ist es aber auch, dass die zweite Dreheinheit 130 an dem Loch 111 drehbar gelagert wird.
Hier ist die zweite Dreheinheit 130 und damit der Hilfshebel 104 über die runde Außenform 107, die an der runden Aussparung 106 aufgenommen ist, verschwenkbar gelagert. Die virtuelle Drehachse erstreckt sich zentral durch die Öffnung 111. Bei einem Verschwenken des Hilfshebels 104 dreht sich die runde Außenkontur 107 der zweiten Dreheinheit 130 innerhalb der runden Aussparung 106 an der Halterung 108 um die virtuelle Drehachse. Es wird eine effektive Kraftüberleitung in hier vertikaler Richtung, also in einer Richtung quer zum Strombalken 310, ermöglicht.
Die Klemmfeder 101 mit ihrer insgesamt etwa C-förmigen Seitenansicht weist im Inneren des „C“ eine Einsatzeinrichtung 118 auf, der hier als Kunststoffeinsatz 118 ausgeführt ist und u. a. als Gegenlager für ein Werkzeug 120 bei der Betätigung der Anschlussklemme 100 dient. Die Klemmfeder 101 wird hier auf Zug belastet, sodass sich im Belastungsfall die beiden Schenkel 136 und 137 der Klemmfeder 101 voneinander entfernen.
Die Klemmfeder 101 dient hier auch als Betätigungseinrichtung 103 bzw. als Betätigungshebel und umfasst neben der Klemmfeder 101 noch die Einsatzeinrichtung 118. An dem zweiten Schenkel 137 der Klemmfeder 101 ist eine Werkzeugöffnung 109 vorgesehen, durch die ein Werkzeug 120 (vgl. 5) wie ein Schraubendreher eingeführt werden kann, um mit der Bewegung des Schraubendrehers die Anschlussklemme 100 aus dem Öffnungszustand 144 in den Klemmzustand 145 und wieder zurück zu überführen.
In den 3 und 4 sind zwei unterschiedliche Varianten einer Kabelschuheinrichtung 300 dargestellt. Dabei zeigt 3 eine längere Variante. Die Gesamtlänge 301a der Kabelschuheinrichtung 300 setzt sich im Wesentlichen aus der Länge 302a der Kabelaufnahme und der Länge 310a des Strombalkens 310 zusammen. An der Kabelaufnahme 302 ist ein rohrförmiger Abschnitt vorgesehen, an dem eine zentrale Aufnahmeöffnung zur Aufnahme eines anzuschließenden Kabels vorgesehen ist. Die Kabelaufnahme 302 weist eine Länge 302a, eine Breite 302b und eine Höhe 302c auf. In bevorzugten Fällen, sowie auch im Ausführungsbeispiel, ist die Kabelaufnahme im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgeführt, sodass die Breite 302b auch der Höhe 302c und somit dem Durchmesser 302b entspricht. An der Kabelaufnahme ist der Anschlussabschnitt, der hier als Crimpanschluss 304 ausgeführt ist, vorgesehen.
Axial neben der Kabelaufnahme 302 erstreckt sich der Strombalken 310. Der Strombalken 310 erstreckt sich hier über eine Länge 310a, die im Ausführungsbeispiel mehr als doppelt so lang ist wie die Länge 302a der Kabelaufnahme 302. Über wenigstens einen Längsabschnitt 306 und insbesondere die Länge 310a weist der Strombalken 310 zwei aufeinander gefaltete Lagen auf. Die Stoßkante 307 ist auf der Oberseite des Strombalkens 310 an der Kontaktfläche mit einem zu kontaktierenden Leiter 126 vorgesehen.
An der Einführseite 308 ist insbesondere eine Einführhilfe 309 vorgesehen. Während über den Längsabschnitt 306 die Lagen der Strombalkens 310 in Längsrichtung umgefaltet sind, kann die Einführhilfe 309 durch einen entlang der Einführkante umgefalteten Abschnitt des Strombalkens 310 entstehen. Dadurch bildet sich an der Einführseite 308 ein Einführradius 314 aus, der das Einführen erheblich erleichtert.
Der Strombalken 310 besteht insbesondere aus einer Kupferlegierung oder eine kupferhaltigen Legierung und ist für die Leitung hoher Stromstärken geeignet. Der Strombalken 310 weist eine Breite 310b und eine Dicke bzw. Höhe 310c auf. Dabei ist die Breite 310b erheblich größer als die Höhe 310c. Außerdem ist die Breite 310b größer als der Durchmesser 302b der Kabelaufnahme und es ist die Höhe 310c kleiner als der Durchmesser 302b der Kabelaufnahme 302. Dadurch wird bei gegebenem Materialvolumen eine große Kontaktfläche für einen Leiter 126 zur Verfügung gestellt.
Die Länge des Strombalkens 310 ist hier so groß bemessen, dass die Kabelaufnahme 302 so weit von der Einführseite 308 entfernt ist, dass sich die Kabelaufnahme 302 und das daran anschließende Anschlusskabel 320 so weit weg von der Klemmfeder und der Betätigungseinrichtung befindet, dass es bei einer Verschwenkung von der Offenposition 144 in die geklemmte Position 145 und zurück nicht stört. Bei dieser Variante der Kabelschuheinrichtung 300 befinden sich ein anzuschließender Leiter 126 und das am Crimpanschluss 305 aufgenommene Kabel 320 auf der gleichen Höhe und können eine durchgehende virtuelle Achse aufweisen.
4 zeigt eine andere Variante der Kabelschuheinrichtung 300, bei der die Gesamtlänge erheblich kürzer ausfällt, da der Strombalken 310 eine Länge 310a aufweist, die ungefähr nur der Länge 302a der Kabelaufnahme 302 entspricht. Die Kabelaufnahmen 302 der Kabelschuheinrichtungen nach 3 und 4 sind insbesondere identisch ausgeführt.
Bei der Variante gemäß 4 ist die Unterseite 318 des Strombalkens 310 zu sehen. Die Aufnahmeöffnung für ein anzuschließendes Kabel 320 ist hier auf der Rückseite des Strombalkens angeordnet. Das bedeutet, dass ein auf der Oberseite des Strombalkens 310 anliegender Leiter 126 einen Querversatz zu dem Kabel 320 aufweist, welches an der Aufnahmeöffnung der Kabelaufnahme 302 angeschlossen ist.
Auf der Unterseite 318 des Strombalkens 310 ist eine Fixiereinheit 317 in Form eines Lochs oder einer Aufnahmeöffnung vorgesehen, die zur Verrastung mit einer entsprechenden Haltenase oder dergleichen an der Halterung 108 dient. Seitlich sind an dem Strombalken 310 Führungsnasen 316 oder Führungsstege vorgesehen, die zu einer definierten Aufnahme der Kabelschuheinrichtung insgesamt und des Strombalkens 310 an der Anschlussklemme 100 sorgen.
Hier ist der Strombalken wieder aus zwei aufeinander gefalteten Lagen gebildet, die aber aufgrund der kürzeren Länge 310a des Strombalkens an der Vorderkante auf der Einführseite 308 umgebogen sind.
Auch hier ist die Breite 310b des Strombalkens größer als der Durchmesser 302b der Kabelaufnahme, während die Dicke 310c des Strombalkens erheblich kleiner als der Durchmesser 302b der Kabelaufnahme 302 ist.
5 zeigt eine Seitenansicht der elektrischen Anschlussklemme 100 im Öffnungszustand 144. Zur Verdeutlichung der Einsatzmöglichkeiten der beiden Kabelschuheinrichtungen 300 gemäß 3 und 4 sind beide Kabelschuheinrichtungen 300 in 5 beispielhaft eingezeichnet. Beide Kabelschuheinrichtungen sind noch nicht an die Anschlussklemme 100 angeschlossen. Wenn die kürzere Kabelschuheinrichtung 300 angeschlossen wird, so liegt das Kabel 320 am Krimpanschluss 305 unterhalb des Strombalkens, während das Kabel 125 auf der anderen Seite der Anschlussklemme oberhalb des Strombalkens zugeführt wird. Wenn hingegen die längere Variante der Kabelschuheinrichtung 300 angeschlossen wird, so sind beide Kabel 320 und 125 oberhalb des Strombalkens angeordnet und können sich in einer durchgehenden Linie erstrecken. Um eine Schwenkbewegung der Klemmfeder 101 und der Betätigungseinrichtung 103 zu ermöglichen, ist der Strombalken länger ausgeführt, sodass sich die Kabelaufnahme 302 erst in einem Abstand von der Anschlussklemme 100 aus nach oben erstreckt, in dem keine Beeinträchtigung der Schwenkbewegung auftritt.
Als Gegenlager bei der Betätigung mit einem gestrichelt eingezeichneten Werkzeug 120 dient die Aufnahmeöffnung 132 bzw. die die Aufnahmeöffnung 132 umgebende Wand in der Einsatzeinrichtung 118. Die Einsatzeinrichtung 118 weist einen Einsatzkörper 118a, einen insbesondere elastisch ausgebildeten Halteschenkel 118c und einen Spalt 118b dazwischen auf. Dadurch wird es ermöglicht, dass die Einsatzeinrichtung 118 auch bei Federbewegungen an den beiden Schenkeln 136, 137 der Klemmfeder 101 anliegt. Der Halteschenkel 118c kann fest mit dem ersten Schenkel 136 der Klemmfeder 101 verbunden oder daran geklemmt sein.
An der Anschlussklemme 100 ist eine Strombalkenaufnahme 110a vorgesehen. An die Strombalkenaufnahme 110a kann wahlweise eine der beiden Kabelschuheinrichtungen 300 angeschlossen werden, die in 5 von der Anschlussklemme 100 noch beabstandet abgebildet sind. Die Auswahl kann von den örtlichen Raumverhältnissen und der Anschlussgeometrie abhängen.
Zur Montage wird die vordere Einführseite 308 der Kabelschuheinrichtung 300 und somit der Strombalken 310 in die Strombalkenaufnahme 110a der Anschlussklemme 100 eingeführt. Der Radius an der Einführseite des Strombalkens erleichtert das Einführen. Der Strombalken 310 wird in der Anschlussklemme 100 genau geführt und wird über die Führungselemente 316 in Form von Führungsnasen oder Führungsstegen auf beiden Seiten definiert positioniert. Damit ist die eine Crimphülse als Crimpanschluss 305 umfassende Kabelschuheinrichtung 300 mit dem damit angecrimpten Kabel 320 schon an die Anschlussklemme 100 angeschlossen.
Danach wird auf der anderen Seite ein Kabel 125 mit einem Leiter 126 in die Anschlussklemme 100 eingeführt. Der oder die Leiter 126 des Kabels 125 liegen nach dem Einlegen oder Einschwenken auf der Oberseite des Strombalkens 310 der Kabelschuheinrichtung 300 auf. Der insgesamt breit und flach ausgebildete Strombalken 310 bietet an dem umgefalteten Längsabschnitt 306 eine ausreichende Kontaktfläche auch für die Übertragung hoher Stromstärken.
6 zeigt die Einsatzeinrichtung 118 an der Klemmfeder 101. Die Klemmfeder 101 stellt an der Anschlussklemme 100 die benötigte Klemmkraft zur Verfügung. Die Klemmfeder 101 wird hier auf Zug belastet, sodass sich im Belastungsfall die beiden Schenkel 136 und 137 der Klemmfeder 101 voneinander entfernen. Das „C“ ist in Richtung der Leiteraufnahme 115 geöffnet. Die Betätigungseinrichtung 103 umfasst neben der Klemmfeder 101 noch den Kunststoffeinsatz und die in 7 abgebildete Abdeckkappe 153. Sichtbar sind die zweite Schwenkachse 114 an dem ersten Schenkel 136 der Klemmfeder 101 und die Achse 112 an dem zweiten Schenkel 137. Die Vorsprünge 157 verrasten mit den Öffnungen 158 in der Abdeckkappe 153. Über einen Steg ist der plattenförmig ausgebildete Einsteckschutz 156 mit dem Einsatzkörper 118a insbesondere einstückig verbunden.
7 zeigt die Klemmfeder 101 mit der Einsatzeinrichtung 118 und der montierten Abdeckkappe 153. Am unteren Ende ist hinten der Verschlusssteg 149 und oben der Abweiser 155 zu sehen. Wenn seitliche Wände vorgesehen sind, wie durch die gestrichelten Linien angedeutet, steht ein Einführtrichter für ein Werkzeug zur Verfügung.
8 zeigt eine schematische Seitenansicht der Anschlussklemme 100 mit einer Einsatzeinrichtung 118 und der an der Anschlussklemme 100 aufgenommenen Kabelschuheinrichtung 300 in einer Zwischenstellung zwischen der Offenposition 144 (vgl. 5) und der geschlossenen Position 145. Es ist nur die Halterung 108 abgebildet, während das Klemmengehäuse 150 in 8 nicht dargestellt ist. Durch Verschwenken der Klemmfeder 101 im Uhrzeigersinn, d. h., in Richtung des Klemmhebels 102 wird die elektrische Anschlussklemme 100 von der in 8 dargestellten Zwischenstellung in den Klemmzustand 145 überführt.
In 9 ist die gleiche Zwischenstellung wie in 8 abgebildet. 9 zeigt aber einen Schnitt durch die Anschlussklemme 100 und die daran aufgenommene Einsatzeinrichtung 118 sowie die Kabelschuheinrichtung 300 mit dem Strombalken 310. Hier ist erkennbar, dass der Klemmhebel 102 mit der Klemmkante 122 schon so weit verschwenkt wurde, dass die Klemmkante an den Leitern 126 des Kabels 125 anliegt. Bei der weiteren Verschwenkung des Klemmhebels 102 wird dann die Klemmkraft noch wesentlich erhöht.
Um die anderen Komponenten besser erkennen zu können, wurde der Einsteckschutz 156 mit dem Steg hier in der Darstellung weggelassen. In der Einsatzeinrichtung 118 ist eine Aufnahmeöffnung 132 zur Aufnahme eines Werkzeugs 120 (vgl. 5) vorgesehen. Dabei ist ein Innendurchmesser 109a der Werkzeugöffnung 109 in der Klemmfeder mit einem größeren Durchmesser versehen als der Innendurchmesser 132a der Aufnahmeöffnung 132 in dem Kunststoffeinsatz 118. Dadurch kann die Klemmfeder 101 für die Verwendung mit unterschiedlichen Einsatzeinrichtungen 118 bzw. mit Kunststoffeinsätzen mit unterschiedlichen Aufnahmeöffnungen 132 vorgesehen sein. Das erlaubt die Zurverfügungstellung unterschiedlicher Anschlussklemmen 100, bei denen sich nur die Einsatzeinrichtung 118 unterscheidet und somit der Bedienwinkel ändert.
Der Klemmhebel 102 weist zwei parallele Seitenwände auf, zwischen denen die Klemmkante 122 vorgesehen ist. Auch der Klemmhebel 102 ist hier als einteiliges Stanzbiegeteil ausgeführt.
Des Weiteren ist eine Nut 131 in dem Strombalken 110 der Kabelschuheinrichtung 300 vorgesehen, die dort angeordnet ist, wo die Klemmkante 122 einen eingeschobenen Leiter 126 gegen den Strombalken 310 drückt. Dadurch können sich beim Klemmvorgang Leiter 126 in die Nut 131 hineinverformen, sodass ein effektiver Auszugschutz gewährleistet werden kann.
In der Schnittdarstellung gemäß 9 ist die erste Achsaufnahme 127 an dem ersten Schenkel 136 der Klemmfeder 101 geschnitten erkennbar. Dabei umgreift die erste Achsaufnahme 127 der Klemmfeder 101 die zweite Schwenkachse 114 des Klemmhebels 102. An dem anderen Ende der Klemmfeder 101, nämlich dem zweiten Schenkel 137, ist die zweite Achsaufnahme 128 der Klemmfeder 101 geschnitten erkennbar, die die Achse 112 der ersten Dreheinheit 129 des Hilfshebels 104 umgreift.
Die Kabelschuheinrichtung 300 weist an der Unterseite des Strombalkens eine Fixieröffnung 317 auf. In die Fixieröffnung 317 rastet beim Einführen eine Rastnase 108a der Halterung 108 ein, sodass der Strombalken 310 fest – aber lösbar – an der Anschlussklemme 100 aufgenommen wird.
In 10 zeigt den Klemmzustand 145. Die Klemmfeder 101 ist noch weiter verschwenkt und sorgt für die nötige Klemmkraft. Die Klemmfeder 101 ist dabei über einen Totpunkt hinweg verschwenkt worden, sodass zum Lösen erst Kraft aufgewendet werden muss. In dieser Stellung sind Klemmkräfte von 800 bis 1200 Newton einfach realisierbar.
Mit Bezug auf die 5, 9 und 10 wird im Folgenden die Funktion der elektrischen Anschlussklemme 100 erläutert.
Zunächst wird eine Kabelschuheinrichtung 300 mit einer geeigneten Gesamtlänge 301a ausgewählt. Die Auswahl richtet sich auch nach den geometrischen Verhältnissen der Einbausituation. Die Kabelschuheinrichtung 300 wird mit der Einführseite 308 in die Strombalkenaufnahme 110a der Anschlussklemme 100 eingeführt und durch die Führungsnasen oder Führungsstege 316 genau definiert positioniert.
In 8 ist schematisch ein Kabel 125 mit einem elektrischen Leiter 126 eingezeichnet. In den Darstellungen gemäß der 8 bis 10 wurden verschiedene Teile der elektrischen Anschlussklemme 100 weggelassen, um die Funktion besser verdeutlichen zu können. Eine Fixiereinheit in Form einer Rastnase 108a oder einer Haltenase an der Halterung rastet in ein Loch einer Fixiereinheit 317 an dem Strombalken 310 ein, sodass der Strombalken 310 sicher an der Anschlussklemme 100 aufgenommen ist.
9 zeigt einen Zwischenzustand, in dem der Klemmhebel 102 schon erheblich verschwenkt wurde. Das erfolgt dadurch, dass ein Werkzeug in die Werkzeugöffnung 109 an der Klemmfeder 101 eingeführt wird und in der Darstellung gemäß der 5, 9 und 10 im Uhrzeigersinn verschwenkt wird. Bei der Überführung von dem in 5 dargestellten Zustand in den in 9 dargestellten Zustand verfolgt das Verschwenken praktisch kraftlos, da sich der Abstand der beiden Schenkel 136 und 137 der Klemmfeder 101 nicht oder praktisch fast nicht verändert und sich somit die Federspannung nicht ändert. Dadurch wird eine angenehme Bedienung erreicht.
Bei Leitern mit sehr großen Querschnitten kann in dem in 9 dargestellten Zustand schon fast ein Anliegen der Klemmkante 122 an dem Leiter 126 erreicht werden, wie es auch in 9 dargestellt ist. Bei der Überführung von dem Zustand in 5 in den in 9 dargestellten Zustand verschwenken der Klemmhebel 102, die Klemmfeder 101 und der Hilfshebel 104 jeweils gekoppelt miteinander.
In dem in 10 dargestellten Klemmzustand 145 ist eine Nullklemmung erzielbar, in der auch Leiter mit kleinstem Querschnitt geklemmt werden können. Dann liegt die Klemmkante in der Nut 131 des Strombalkens 310 an. Bei der Verschwenkung von dem in 9 dargestellten Zustand in den Klemmzustand 145 gemäß 10 wird die Klemmfeder 101 gespannt, wobei sich der Abstand des ersten Schenkels 136 von dem zweiten Schenkel 137 weitet. Durch die stabile Klemmfeder 101 wird deshalb eine hohe Klemmkraft erzeugt.
In 10 ist ein selbstgehemmter Zustand dargestellt. Bei der Verschwenkung der Klemmfeder 101 und des Hilfshebels 104 wurde ein Totpunkt überschritten, sodass in dem Klemmzustand 145 die Klemmfeder 101 geringfügig gegenüber der maximalen Vorspannung entspannt ist. Dadurch wird ein stabiler Zustand erreicht. In diesem selbstgehemmten Zustand verläuft eine Verbindungslinie 119 zwischen der Achse 112 und der zweiten Schwenkachse 114 knapp unterhalb des Zentrums des Lochs 111 bzw. der virtuellen Drehachse der zweiten Dreheinheit 130 des Hilfshebels 104. Dadurch muss beim Überführen der Anschlussklemme in den Öffnungszustand 144 zunächst die Klemmfeder 101 weiter vorgespannt werden, um den Totpunkt zu überwinden.
11 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anschlussklemme 100 mit zwei Leiteraufnahmen 115 zum Anschluss zweier Leiter 125. Die Anschlussklemme 100 verfügt über zwei Strombalkenaufnahmen 110a, in die hier jeweils ein einzelner Strombalken 310 einer Kabelschuheinrichtung 300 mit angecrimpten Kabel 320 eingeführt werden kann. Die Strombalkenaufnahmen 110a nehmen die Kabelschuheinrichtungen 300 am Einführende jeweils rundum geschützt auf. Dadurch kann die Kabelschuheinrichtung 300 mit dem angecrimpten Kabel 320 inklusive der den oder die Leiter 126 umgebenden Kabelisolierung in die Strombalkenaufnahme 110a eingeführt werden, sodass stromführende Teile berührungssicher aufgenommen werden. Damit wird ein einfacher und sehr effektiver Fingerberührschutz erreicht. Auch die Luft- und Kriechstrecken werden deutlich vergrößert. Die Strombalkenaufnahmen 110a weisen dazu vorzugsweise jeweils einen hülsenförmigen Gehäuseabschnitt auf, in den bei der Montage eine Kabelschuheinrichtung 300 mit dem zugehörigen Strombalken 310 eingeführt wird. An einem Gehäuse 150 können zwei oder mehr Strombalkenaufnahmen 110a und zugehörige Leiteraufnahmen 115 vorgesehen sein. Die einzelnen Leiteraufnahmen 115 werden vorzugsweise durch eine Trennwand voneinander getrennt, sodass jede Leiteraufnahme 115 von einem U-förmigen Gehäuseabschnitt umgeben ist, was für ein leichtes Einschwenken eines anzuschließenden Leiters 125 und eine große Luft- und Kriechstrecke sorgt.
Insgesamt wird eine vorteilhafte elektrische Anschlussklemme 100 zur Verfügung gestellt. Die als Kipp-Hebelklemme ausgeführte elektrische Anschlussklemme 100 weist eine dynamische Hebelübersetzung auf, bei der zu Beginn des Schließvorgangs die Klemmkante 122 einen weiten Weg zurücklegt und bei der beim weiteren Schließen mit geringer Kraft ein relativ weiter Weg mit dem Werkzeug zurückgelegt wird, was in ein hohe Klemmkraft umgesetzt wird. Der Strombalken 310 wird über eine austauschbare Kabelschuheinrichtung 300 zur Verfügung gestellt. Die Anzahl der Klemmübergänge reduziert sich dadurch.
Der maximale Öffnungswinkel 146 kann sehr groß bemessen werden, sodass auch massivste Leiter in den nach oben offenen Einschwenkbereich 115 eingeschwenkt werden können.
Setzungserscheinungen bei der Feder oder anderen Komponenten werden zuverlässig vermieden und durch eine geeignete Auswahl der Wandstärken der Klemmfeder 101 und der weiteren Abmessungen können grundsätzlich beliebig hohe Klemmkräfte aufgebracht werden.
Bezugszeichenliste

100: Anschlussklemme
101: Klemmfeder
102: Klemmhebel
103: Betätigungseinrichtung
104: Hilfshebel
105: Querverbinder
106: Aussparung
107: Außenform
108: Halterung
108a: Fixiereinheit
109: Werkzeugöffnung
110a: Strombalkenaufnahme
111: Loch
112: Achse
113, 114: Schwenkachse
115: Leiteraufnahme
117: Durchsteckschutz
118: Einsatzeinrichtung
118a: Einsatzkörper
118b: Spalt
118c: Halteschenkel
120: Werkzeug
121: Seite, Wandung
122: Klemmkante
123: Seite, Wandung
125: Kabel
126: Leiter
127, 128: Achsaufnahme
129, 130: Dreheinheit
131: Nut
132: Aufnahmeöffnung
132a: Durchmesser
136, 137: Schenkel
144: Öffnungszustand
145: Klemmzustand
146: Öffnungswinkel
149: Verschlusssteg
150: Gehäuse, Klemmengehäuse
151: Zapfen, Führungsachse
153: Abdeckkappe
153a: Werkzeugzugang
155: Abweiser
156: Einsteckschutz
157: Vorsprung
158: Öffnung
160: Innengehäuse
170: Außengehäuse
172: Anlageabschnitt, Anlagewand
173: Wand
210: Rasteinheit
300: Kabelschuheinrichtung
301: Kabelschuhkörper
301a: Länge
302: Kabelaufnahme
302a: Länge
302b: Breite
304: Crimpanschluss
306: Längsabschnitt
307: Stoßkante
308: Einführseite
309: Einführhilfe
310: Strombalken
310a: Länge
310b: Breite
310c: Höhe
311: Quernut
313: Klemmnut
314: Einführradius
316: Führungsnase
317: Fixiereinheit, Loch
318: Unterseite
320: Kabel

Claims

Kabelschuheinrichtung (300) mit einem Kabelschuhkörper (301) und einer daran vorgesehenen Kabelaufnahme (302) zur Befestigung eines Anschlusskabels (303) und mit einem an dem Kabelschuhkörper (301) vorgesehenen Strombalken (310), der dazu ausgebildet und eingerichtet ist, in eine Aufnahme einer Anschlussklemme (100) eingeführt zu werden und dort als Strombalken (110) zur Kontaktierung eines Leiters (126) zu dienen.
Kabelschuheinrichtung (300) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Strombalken (310) einstückig mit dem Kabelschuhkörper (301) gebildet ist.
Kabelschuheinrichtung (300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kabelaufnahme (302) einen rohrförmigen Anschlussabschnitt (305) aufweist und insbesondere als Crimpanschluss (305) ausgebildet ist.
Kabelschuheinrichtung (300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Strombalken (310) wenigstens einen gefalteten Längsabschnitt (306) aufweist.
Kabelschuheinrichtung (300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an dem Strombalken (310) wenigstens eine Quernut (311, 313) vorgesehen ist.
Kabelschuheinrichtung (300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an dem Strombalken (310) eine Klemmnut (313) zum Einformen eines Leiters (126) vorgesehen ist.
Kabelschuheinrichtung (300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Strombalken (310) an seiner Einführseite (308) eine Einführhilfe (309) aufweist, welches insbesondere einen Einführradius (314) umfasst.
Kabelschuheinrichtung (300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Strombalken (310) eine Aufnahmenut (311) für einen Durchsteckschutz (117) umfasst.
Kabelschuheinrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kabelschuhkörper (301) wenigstens eine seitlich abstehende Führungsnase (316) umfasst.
Kabelschuheinrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Strombalken (310) wenigstens doppelt so lang wie die Kabelaufnahme (302) ist und insbesondere breiter und flacher als die Kabelaufnahme (302) ausgebildet ist.
Kabelschuheinrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens eine Fixiereinheit (317) auf der Unterseite (318) des Kabelschuhkörpers (301) und insbesondere auf der Unterseite des Strombalkens (310) vorgesehen ist, um den Strombalken (310) an einer Anschlussklemme (100) zu fixieren.
Anschlussklemme (100) mit einer Leiteraufnahme (115) und wenigstens einer Klemmeinrichtung (101) und mit einer Strombalkenaufnahme (110a) und mit einer Kabelschuheinrichtung (300) mit einem Kabelschuhkörper (301) und einer daran vorgesehenen Kabelaufnahme (302) zur Befestigung eines Anschlusskabels (303) und mit einem an dem Kabelschuhkörper (301) vorgesehenen Strombalken (310), wobei der Strombalken (310) der Kabelschuheinrichtung (100) an der Strombalkenaufnahme (110a) aufgenommen ist.
Anschlussklemme (100) nach dem vorhergehenden Anspruch, umfassend wenigstens eine Klemmfeder (101) zum Aufbringen einer Klemmkraft und einen schwenkbaren Klemmhebel (102) zum Klemmen des Leiters (126).
Anschlussklemme (100) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Klemmfeder (101) einen ersten Schenkel (136) und wenigstens einen zweiten Schenkel (137) aufweist und mit dem ersten Schenkel (136) gelenkig an den Klemmhebel (102) und mit dem zweiten Schenkel (137) gelenkig an einen Hilfshebel (104) gekoppelt ist, und wobei der Klemmhebel (102) und der Hilfshebel (104) verschwenkbar an der Halterung (108) angeordnet sind.
Anschlussklemme (100) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei an dem Klemmhebel (101) eine erste Schwenkachse (113) verschwenkbar an der Halterung (108) befestigt ist und über wenigstens eine davon beabstandete zweite Schwenkachse (114) angeordnet ist, und wobei die Klemmfeder (101) über eine erste Achsaufnahme (127) und wenigstens eine davon beabstandete zweite Achsaufnahme (128) verfügt, und wobei der Hilfshebel (104) über eine erste Dreheinheit (129) und wenigstens eine davon beabstandete zweite Dreheinheit (130) verfügt.
Anschlussklemme (100) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die erste Achsaufnahme (127) der Klemmfeder (101) an dem ersten Schenkel (136) der Klemmfeder (101) vorgesehen ist und wobei die zweite Achsaufnahme (128) der Klemmfeder (101) an dem zweiten Schenkel (137) der Klemmfeder (101) vorgesehen ist.
Anschlussklemme (100) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Dreheinheit (129) des Hilfshebels (104) eine Achse (112) aufweist, die schwenkbar mit der zweiten Achsaufnahme (127) des zweiten Schenkels (137) der Klemmfeder (101) verbunden ist und wobei die zweite Dreheinheit (130) des Hilfshebels (104) verschwenkbar an der Halterung (108) angeordnet ist.
Anschlussklemme (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 12 bis 17, wobei die Klemmfeder (101) Teil einer Betätigungseinrichtung (103) ist und wobei die Betätigungseinrichtung (103) insbesondere eine Werkzeugöffnung (109) aufweist und/oder eine Werkzeugaufnahme (118) an einer Einsatzeinrichtung (118) umfasst.
Anschlussklemme (100) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Betätigungseinrichtung (103) über den Hilfshebel (104) auf den Klemmhebel (102) einwirkt.
Anschlussklemme (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 13 bis 19, wobei die Klemmfeder (101) im Klemmzustand (145) als Zugfeder wirkt und/oder im Öffnungszustand (144) im Wesentlichen entspannt ist.