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Die Erfindung betrifft eine elektrische Klemme, umfassend ein Isoliergehäuse mit mindestens einer Einstecköffnung zum Anschluss für jeweils mindestens einen externen isolierten Leiters.
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Elektrische Klemmen, bzw. Anschlussklemmen werden verwendet zum Anschliessen eines elektrischen Leiters an ein elektrisches Gerät, meistens an eine Leiterplatte des elektrischen Gerätes. Es gibt unterschiedliche Arten von elektrischen Klemmen mit unterschiedlichen Verbindungsmechanismen (z.B. Steck-, Schraub-, Klemmverbindung) zum Anschluss des Leiters.
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Es ist ein genereller Trend zu erkennen, dass elektrische Klemmen und die dazugehörigen Isoliergehäuse in ihrer Dimensionierung immer kleiner werden. Dies führt zu Problemen hinsichtlich der zulässigen Ströme, die über einen angeschlossenen elektrischen Leiter fliessen dürfen. Bei der Dimensionierung der elektrischen Klemmen muss darauf geachtet werden, dass eine ausreichende Durchschlagsfestigkeit (Kriechstromfestigkeit) zwischen zwei Leitern unterschiedlichen Potentials besteht.
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Ein Problem besteht nun in der Fähigkeit einer Klemme Leiter mit unterschiedlichem Durchmesser bzw. Isolationsdurchmesser aufnehmen zu können und trotzdem eine ausreichende Durchschlagsfestigkeit bzw. Kriechstromfestigkeit zu gewährleisten.
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In der deutschen Gebrauchsmusterschrift
DE 20 2008 002 091 U1 wird vorgeschlagen, die Leitereinführungsöffnungen der Klemme mit einer umlaufenden Wandung zu versehen. Solche Klemmen sind aber aufwendig herzustellen und unflexibel bezüglich der anzuschliessenden Leiter.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektrische Klemme bereitzustellen, die Leiter mit unterschiedlichem Durchmesser bzw. Isolationsdurchmesser aufnehmen zu können und trotzdem eine ausreichende Durchschlagsfestigkeit bzw. Kriechstromfestigkeit gewährleistet.
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Die Aufgabe wird gelöst durch eine elektrische Klemme, die Klemme umfassend ein Isoliergehäuse mit mindestens einer Einstecköffnung zum Anschluss für jeweils mindestens einen externen isolierten Leiter, wobei das Isoliergehäuse einen einzigen, nur auf einer Seite der Einstecköffnung verlaufenden, ersten Steg aufweist. Durch den Steg wird die Luft- und Kriechstrecke zwischen zwei Leitern mit unterschiedlichen Potentialen erhöht. Die Luftstrecke stellt dabei die kürzeste Entfernung in der Luft zwischen zwei Leitern bzw. leitenden Teilen dar, während die Kriechstrecke die kürzeste Entfernung entlang einer Oberfläche eines Isolators zwischen zwei Leitern bzw. leitenden Teilen darstellt. Isolatoren haben häufig entlang ihrer Oberfläche geringere Isolationsfestigkeiten als die umgebende Luft. Dies kann zu Kriechentladungen führen. Durch den Steg wird auf einfache Weise die Isolationsfestigkeit zwischen zwei anschliessbaren Leitern erhöht. Das Isoliergehäuse inklusive Steg kann z.B. im Spritzgussverfahren mit einem einzigen Spritzgusswerkzeug hergestellt werden.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, dass der erste Steg die Einstecköffnung tangiert. Dadurch kann u.a. die räumliche Ausdehnung von Isoliergehäuse und Klemme gering gehalten werden.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, dass der erste Steg auf der der Einstecköffnung zugewandten Seite eine Aussparung in der geometrischen Form der Einstecköffnung aufweist. Dadurch wird der Durchmesser der Einstecköffnung für den Leiter erhöht. Somit können Leiter mit unterschiedlichem Durchmesser bzw. Isolationsdurchmesser in der Klemme angeschlossen werden.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, dass der erste Steg im Bereich der Aussparung eine Verlängerung der Innenkontur der Einstecköffnung darstellt. Auch dadurch wird der Durchmesser der Einstecköffnung für den Leiter erhöht. Weiterhin wird das Einführen des Leiters erleichtert.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, dass der erste Steg im Bereich der Aussparung im Wesentlichen trichterförmig mit einer Verengung in Richtung der Einstecköffnung ausgestaltet ist. Auch dadurch wird das Einführen des Leiters in die Einstecköffnung erleichtert.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, dass an einer Seite des ersten Stegs mehrere am Steg angeordnete Einstecköffnungen vorhanden sind. Dadurch kann die Klemme nicht nur als Anschlussklemme (z.B. für die elektrische Kontaktierung eines Leiters mit einer Leiterplatte), sondern auch als Durchführungs- bzw. Verbindungsklemme (z.B. für die elektrische Verbindung von in die Einstecköffnungen angeschlossenen Leitern) verwendet werden.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, dass die Abmessungen des ersten Stegs hinsichtlich Höhe und Breite in etwa so dimensioniert sind, dass für jede Strecke zwischen zwei durch den ersten Steg getrennten Einstecköffnungen entlang der Oberfläche des Isoliergehäuses eine vorgegebene Mindestkriechstrecke nicht unterschritten wird. Damit wird eine vorgegebene Isolations- und Kriechstromfestigkeit zwischen zwei anschliessbaren Leitern mit unterschiedlichem Potential sichergestellt.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, dass die Abmessungen des ersten Stegs hinsichtlich der Höhe, der Breite und seiner Längserstreckung in etwa so dimensioniert sind, dass für jede Strecke zwischen zwei durch den ersten Steg getrennten Einstecköffnungen entlang der Oberfläche des Isoliergehäuses über den Steg und um den Steg herum eine vorgegebene Mindestkriechstrecke nicht unterschritten wird. Auch dadurch wird eine vorgegebene Isolations- und Kriechstromfestigkeit zwischen zwei anschliessbaren Leitern mit unterschiedlichem Potential sichergestellt.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, dass die Abmessungen des ersten Stegs hinsichtlich Höhe, Breite und seiner Längserstreckung in etwa so dimensioniert sind, dass für jede Strecke zwischen zwei durch den ersten Steg getrennten Einstecköffnungen entlang der Oberfläche des Isoliergehäuses die jeweilige Mindestkriechstrecke über den ersten Steg beziehungsweise um den ersten Steg herum in etwa gleich ist. Auch dadurch wird eine vorgegebene Isolations- und Kriechstromfestigkeit zwischen zwei anschliessbaren Leitern mit unterschiedlichem Potential sichergestellt. Weiterhin ist dadurch die Isolations- bzw. Kriechstromfestigkeit zwischen zwei anschliessbaren Leitern mit unterschiedlichem Potential unabhängig vom Weg der Kriechstrecke in etwa gleich.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, dass das Isoliergehäuse einen weiteren auf der gegenüberliegenden Seite der Einstecköffnung verlaufenden zweiten Steg aufweist, der parallel zum ersten Steg verläuft. Dadurch wird die Luft- und Kriechstrecke zwischen zwei Leitern mit unterschiedlichen Potentialen insbesondere bei der Verwendung in einer Printklemmenanordnung weiter erhöht. So können zwischen zwei benachbarten Einstecköffnungen (jeweils für die Aufnahme eines Leiters unterschiedlichen Potentials) jeweils Stege angeordnet sein, die im Zusammenbau einem Steg entsprechen.
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Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausführungen der vorliegenden Erfindung werden am Beispiel der nachfolgenden Figuren erläutert. Dabei zeigen:
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1 eine beispielhafte Prinzipdarstellung einer Anordnung zweier elektrischer Klemmen mit je zwei Einstecköffnungen,
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2 eine erste beispielhafte Anordnung zweier erfindungsgemäßer elektrischer Klemmen mit je zwei Einstecköffnungen,
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3 eine zweite beispielhafte Anordnung zweier erfindungsgemäßer elektrischer Klemmen mit je zwei Einstecköffnungen, und
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4 eine dritte beispielhafte erfindungsgemäße elektrische Klemme mit zwei Einstecköffnungen.
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1 zeigt eine beispielhafte Prinzipdarstellung einer Anordnung mit zwei elektrischen Klemmen EK1, jeweils mit einem Isoliergehäuse IG1 (üblicherweise aus einem geeigneten Kunststoff hergestellt) und je zwei Einstecköffnungen EO1–EO2 zur Aufnahme jeweils eines elektrischen Leiters. Die Anordnung wird optional durch eine Endplatte EP1 abgeschlossen. Mit einer elektrischen Klemme EK1 können elektrische Leiter an ein elektrisches Gerät, insbesondere an eine Leiterplatte eines elektrischen Gerätes, elektrisch angeschlossen werden.
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Bei dem elektrischen Gerät kann es sich z.B. um ein Raumautomationsmodul mit Sensoren und/oder Aktoren zur Klimasteuerung in einem Gebäude handeln. Solche Raumautomationsmodule sind vorteilhafterweise über einen Bus (z.B. KNX-Bus) miteinander verbunden und werden zur Steuerung von Beleuchtung sowie zur Steuerung von Heizen, Lüften und Kühlen (HLK-Anwendungen) von Gebäuden verwendet.
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Die elektrische Klemme EK1 in der Darstellung gemäss 1 weist einen in das Isoliergehäuse IG1 einsetzbaren Einsatz EIN1 auf. In dem Einsatz EIN1 befinden sich die Einstecköffnungen EO1 bis EO2. Eine elektrische Klemme EK1, die wie dargestellt aneinandergereiht werden kann und üblicherweise mit einer optionalen Endplatte EP1 abgeschlossen wird, wird als Reihenklemme bezeichnet, wenn diese auf einer Hutschiene aufgeschnappt ist, und wird als Printklemme bezeichnet, wenn diese auf einer Leiterplatte aufgelötet ist.
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Eine elektrische Klemme EK1 enthält Leiteranschlusselemente zur mechanischen und elektrischen Kontaktierung mit einem durch eine der Einstecköffnungen EO1–EO2 eingeführten elektrischen Leiter. Üblicherweise erfolgt die Kontaktierung mit dem Leiter über ein Metallteil (z.B. eine Kontaktplatte). Der Anschluss, d.h. die Kontaktierung eines Leiters mit dem Metallteil kann über eine Steck-, Schraub-, Feder-, Crimpverbindung oder eine andere Verbindungsart (z.B. Schneidanschlusselement) erfolgen. Mit Vorteil wird dabei eine lösbare Verbindung zwischen Leiter und Metallteil hergestellt. Die elektrische Verbindung der Klemme EK1, d.h. insbesondere des Metallteils, mit der Leiterplatte erfolgt über Kontaktelemente KE (z.B. Kontaktstifte, Flachstecker oder Buchsen).
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Eine elektrische Klemme EK1 kann prinzipiell als Anschlussklemme, aber auch als Verbindungsklemme ausgebildet sein. Bei der Ausgestaltung als Anschlussklemme ist prinzipiell nur eine Einstecköffnung EO1 erforderlich, an der ein Leiter an der Klemme EK1 angeschlossen werden kann.
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Bei der Ausgestaltung als Verbindungsklemme (oder Durchschleifklemme) werden zwei jeweils in eine der Einstecköffnungen EO1–EO2 angeschlossene Leiter über das Metallteil miteinander kontaktiert und miteinander verbunden.
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Die Abmessungen der elektrischen Geräte und der Schaltbuchsen in denen elektrische Klemmen EK1 verwendet werden, werden immer geringer. Deshalb besteht die Marktanforderung auch die Abmessungen der in diesen Geräten verwendeten elektrischen Klemmen EK1 möglichst klein zu halten. Weiterhin besteht die Anforderung eine möglichst hohe Isolationsfestigkeit und Kriechstromfestigkeit zwischen zwei Leitern mit unterschiedlichem Potential zu haben. Dies hat aber Auswirkungen auf den Abstand der Einstecköffnungen mit Leitern unterschiedlichen Potentials und auf den zulässigen Querschnitt und der zulässigen Ströme der Leiter.
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Zur Einhaltung von Luft- und Kriechstrecken bei der Verwendung von unterschiedlichen Leiterquerschnitten kann z.B. der Einführungstrichter, d.h. eine Einstecköffnung EO1–EO2, der elektrischen Klemme EK1 bei konstanter Klemmenbreite vergrößert werden. Dies ist jedoch nur bis zu einem gewissen Grad möglich, ohne die notwendige Stabilität der Klemmenwände zu unterschreiten.
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2 zeigt eine erste beispielhafte Anordnung mit zwei erfindungsgemäßen elektrischen Klemmen EK2 mit je einem Isoliergehäuse IG2 und je zwei Einstecköffnungen EO5–EO6 bzw. EO7–EO8 sowie Stegen ST1, ST2, ZST1 auf.
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Durch die Stege ST1, ST2, ZST1 wird die Luft- und Kriechstrecke zwischen zwei Leitern mit unterschiedlichen Potentialen erhöht. Durch die Stege ST1, ST2, ZST1 wird somit auf einfache Weise die Isolationsfestigkeit und Kriechstromfestigkeit zwischen zwei anschliessbaren Leitern verbessert.
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Die elektrischen Leiter werden in den Einstecköffnungen EO5–EO8 in den elektrischen Klemmen EK2 eingebracht und durch entsprechende Leiteranschlusselemente (z.B. Steck-, Klemm- oder Schraubmechanismen) mit der jeweiligen Klemme EK2 verbunden. Über entsprechende Kontaktelemente KE (z.B. Kontaktstifte) erfolgt die Kontaktierung der Klemme EK2 mit einem elektrischen Gerät bzw. der Leiterplatte eines elektrischen Gerätes.
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Die elektrische Klemme EK2 gemäss 2 umfasst ein Isoliergehäuse IG2 (z.B. aus einem isolierenden Kunstoff hergestellt) mit mindestens einer Einstecköffnung EO5–EO6 bzw. EO7–EO8 zum Anschluss für jeweils mindestens einen externen isolierten Leiter, wobei das Isoliergehäuse IG2 einen einzigen, nur auf einer Seite einer der Einstecköffnungen EO5–EO6 bzw. EO7–EO8 verlaufenden, ersten Steg ST1, ST2 aufweist. In der Darstellung gemäss 2 ist Sicht eines frontalen fiktiven Betrachters der erste Steg ST1 links von den Einstecköffnungen EO5 und EO6 angeordnet. Der erste Steg ST2 ist links von den Einstecköffnungen EO7 und EO8 angeordnet. Die ersten Stege ST1 und ST2 haben vorteilhafter weise eine Höhe im Bereich von 1–4 mm. In dieser Dimensionierung erfolgt eine spürbare Erweiterung der Luft- bzw. Kriechstrecke zwischen zwei Einstecköffnungen für Leiter mit unterschiedlichem Potential bei einer noch tolerierbaren Vergrösserung der Abmessungen der elektrischen Klemme EK2.
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Mit Vorteil tangieren der erste Steg ST1 die Einstecköffnungen EO5 und EO6, bzw. der erste Steg ST2 die Einstecköffnungen EO7 und EO8. Dadurch lässt sich u.a. ein Leiter leicht in eine der Einstecköffnungen EO5–EO8 einführen.
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Mit Vorteil weisen der jeweils erste Steg ST1 bzw. ST2 auf der der Einstecköffnung EO5, EO6 bzw. EO7, EO8 zugewandten Seite eine Aussparung AUS1, AUS2 bzw. AUS4, AUS5 in der geometrischen Form der jeweiligen Einstecköffnung EO5–EO8 auf. Mit Vorteil weisen der jeweils erste Steg ST1 bzw. ST2 im Bereich der Aussparung AUS1, AUS2 bzw. AUS4, AUS5 eine Verlängerung der Innenkontur der jeweiligen Einstecköffnung EO5–EO8 auf. Mit Vorteil sind der jeweils erste Steg ST1 bzw. ST2 im Bereich der Aussparung AUS1, AUS2 bzw. AUS4, AUS5 im Wesentlichen trichterförmig mit einer Verengung in Richtung der jeweiligen Einstecköffnung EO5–EO8 ausgestaltet. Insbesondere werden durch diese Ausgestaltungen die notwendigen Luft- und Kriechstrecken zwischen eingesteckten benachbarten Leitern unterschiedlichen Potentials auch dann eingehalten, wenn die Leiterisolation nicht in den Einführungstrichter, d.h. in eine Einstecköffnung EO5–EO8, hineinpasst.
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Mit Vorteil sind an einer Seite des ersten Stegs ST1 bzw. ST2 mehrere am Steg ST1 bzw. ST2 angeordnete Einstecköffnungen EO5 und EO6 bzw. EO7 und EO8 vorhanden. Die jeweils an einer Seite eines jeweiligen ersten Stegs ST1 bzw. ST2 angeordnete Einstecköffnungen EO5 und EO6 bzw. EO7 und EO8 nehmen jeweils Leiter mit einem gleichen Potential auf. Die Klemme EK2 kann somit nicht nur als Anschlussklemme sondern auch als Durchführungs- bzw. Verbindungsklemme verwendet werden.
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Mit Vorteil sind die Abmessungen des ersten Stegs ST1 bzw. ST2 hinsichtlich Höhe und Breite in etwa so dimensioniert, dass für jede Strecke zwischen zwei durch den ersten Steg getrennten Einstecköffnungen entlang der Oberfläche des Isoliergehäuses IG2 und des jeweiligen ersten Stegs eine vorgegebene Mindestkriechstrecke nicht unterschritten wird. In der Darstellung gemäss 2 ist der erste Steg ST2 zwischen den Einstecköffnungen EO5 und EO7 bzw. zwischen den Einstecköffnungen EO6 und EO8 angeordnet. Der erste Steg ST1 schliesst auf der linken Seite mit der Klemme EK2 bündig ab, so dass eine gerade Front mit einer ebenen Abschlussfläche entsteht. Dies erleichtert den Einbau der Klemme EK2 in ein elektrisches Gerät oder in eine Schaltbuchse. Auch kann eine weitere Klemme an der geraden Abschlussfläche leicht angereiht werden.
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Mit Vorteil sind die Abmessungen des ersten Stegs ST1, ST2 hinsichtlich der Höhe, der Breite und seiner Längserstreckung in etwa so dimensioniert, dass für jede Strecke zwischen zwei durch den ersten Steg getrennten Einstecköffnungen entlang der Oberfläche des Isoliergehäuses IG2 über den Steg ST1 bzw. ST2 und um den Steg herum eine vorgegebene Mindestkriechstrecke nicht unterschritten wird. Mit Vorteil sind die Abmessungen des ersten Stegs ST1, ST2 hinsichtlich Höhe, Breite und seiner Längserstreckung in etwa so dimensioniert, dass für jede Strecke zwischen zwei durch den ersten Steg getrennten Einstecköffnungen entlang der Oberfläche des Isoliergehäuses IG2 die jeweilige Mindestkriechstrecke über den ersten Steg beziehungsweise um den ersten Steg herum in etwa gleich ist. Dadurch wird insbesondere eine vorgegebene Isolations- und Kriechstromfestigkeit zwischen zwei anschliessbaren Leitern mit unterschiedlichem Potential sichergestellt.
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Mit Vorteil weist das Isoliergehäuse IG2 einen weiteren auf der dem ersten Steg ST1, ST2 gegenüberliegenden Seite einer Einstecköffnung EO5–EO8 verlaufenden zweiten Steg ZST1 auf, der parallel zum ersten Steg ST1, ST2 verläuft. Dadurch wird die Luft- und Kriechstrecke zwischen zwei Leitern mit unterschiedlichen Potentialen insbesondere bei der Verwendung in einer Reihenklemmenanordnung weiter erhöht. So können zwischen zwei benachbarten Einstecköffnungen (jeweils für die Aufnahme eines Leiters unterschiedlichen Potentials) jeweils Stege angeordnet sein, die im Zusammenbau einem Steg entsprechen, d.h. einen einzigen zusammengesetzten Steg bilden).
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Der zweite Steg ZST1 kann in seiner geometrischen Form spiegelbildlich zum ersten Steg ST2 ausgestaltet sein. Dies erleichtert u.a. die Herstellung der Klemme EK2.
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Mit Vorteil befindet sich die Einstecköffnung EO5–EO8 der Klemme EK2 in einem in das Isoliergehäuse IG2 einsetzbaren Einsatz EIN3, EIN4 und das Isoliergehäuse IG2 weist eine Aufnahme zum formschlüssigen Einfügen des Einsatzes EIN3, EIN4 auf. Ein Einsatz EIN4, EIN4 kann jeweils ein oder mehrere Einstecköffnungen EO5–EO8 aufweisen, je nachdem, ob der Einsatz EIN3, EIN4 für eine Anschluss- oder für eine Klemmverbindung verwendet wird. Durch eine Aneinanderreihung der Einsätze EIN3, EIN4 können sehr leicht skalierbare bzw. erweiterbare Reihenklemmen gebildet werden, je nach den vorhandenen Anforderungen an die Verkabelung der Klemme EK2. In der Darstellung gemäss 2 umfasst der Einsatz EIN3 die Einstecköffnungen EO5 und EO6, während der Einsatz EIN4 die Einstecköffnungen EO7 und EO8 umfasst.
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Ein Einsatz EIN3, EIN4 hat mindestens eine Einstecköffnung EO5–EO8 zum Anschluss für jeweils mindestens einen externen isolierten Leiters an der elektrischen Klemme EK2. Mit Vorteil ist ein Einsatz EIN3, EIN4 geeignet für ein formschlüssiges Einfügen in das Isoliergehäuse IG2 der elektrischen Klemme EK2. Ein formschlüssiges Einfügen erleichtert u.a. die Handhabung der Klemme EK2. Auch die Anordnung gemäss 2 wird optional durch eine Endplatte EP2 abgeschlossen.
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Die Darstellung gemäss 3 zeigt eine Anordnung mit zwei elektrischen Klemmen gemäss 2 in Draufsicht. 3 zeigt zwei aneinandergereihte beispielhafte erfindungsgemäße elektrische Klemmen EK3, jeweils mit einem Isoliergehäuse IG3 und je zwei Einstecköffnungen EO9–EO10 bzw. EO11–EO12 sowie ersten Stegen ST3, ST4 und einem zweiten Steg ZST2. Auch in der Darstellung gemäss 3 weisen die ersten Stege ST3 bzw. ST4 Aussparungen AUS5 und AUS6 bzw. AUS7 und AUS8 auf.
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Die elektrischen Leiter werden in den Einstecköffnungen EO9–EO12 in die elektrische Klemme EK3 eingebracht und durch entsprechende Leiteranschlusselemente (z.B. Steck-, Klemm- oder Schraubmechanismen) mit der Klemme EK3 verbunden. Über entsprechende Kontaktelemente (z.B. Kontaktstifte) erfolgt die Kontaktierung der Klemme EK3 mit einem elektrischen Gerät bzw. der Leiterplatte eines elektrischen Gerätes. In der Draufsicht gemäss 3 sind die Kontaktelemente nicht sichtbar.
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In der Darstellung gemäss 3 ist gut sichtbar, dass der erste Steg ST3 auf der linken Seite mit der Klemme EK3 bündig abschliesst, so dass eine gerade Front mit einer ebenen Abschlussfläche entsteht. Wie schon in 2 erläutert, erleichtert dies den Einbau der Klemme EK3 in ein elektrisches Gerät oder in eine Schaltbuchse. Auch kann eine weitere Klemme an der geraden Abschlussfläche leicht angereiht werden, um eine Reihenklemme zu bilden. Eine elektromechanische Skalierung wird dadurch erleitert.
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Auch für die Klemme EK3 gemäss 3 gelten die Ausführungen wie für die Klemme EK2 gemäss 2 beschrieben.
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4 zeigt eine dritte beispielhafte erfindungsgemäße elektrische Klemme EK4 mit einem Isoliergehäuse IG4 und zwei Einstecköffnungen EO13 und EO14. Die Einstecköffnungen EO13, EO14 sind in einem Einsatz EIN5 angeordnet. Der Einsatz EIN5 ist mit Vorteil zum formschlüssigen Einfügen in eine Aufnahme des Isoliergehäuses IG4 ausgebildet. Die Einstecköffnungen EO13, EO14 umfassen Leiteranschlusselemente zum elektrischen Anschliessen eines externen isolierten Leiters an der elektrischen Klemme EK4. Über Kontaktelemente KE ist die elektrische Klemme EK4 z.B. an einer Leiterplatte eines elektrischen Gerätes anschliessbar.
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Weiterhin weist die elektrische Klemme EK4 einen ersten Steg ST5 mit Aussparungen AUS9 bzw. AUS10 an den Einstecköffnungen EO13 bzw. EO14 auf. Durch den ersten Steg ST5 wird die Luft- und Kriechstrecke zwischen Einstecköffnungen bzw. zwischen Leitern die, ein unterschiedliches Potential aufweisen, verlängert. Dies erhöht u.a. die Kriechstromfestigkeit zwischen solchen Leitern.
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Die elektrische Klemme gemäss 4 kann als Anschlussklemme verwendet werden, d.h. in die Einstecköffnungen EO13, EO14 können jeweils ein Leiter mit einem gleichen Potential angeschlossen werden. Die elektrische Klemme gemäss 4 kann aber auch als Verbindungsklemme verwendet werden, d.h. in die Einstecköffnungen EO13 und EO14 können jeweils Leiter angeschlossen werden, die durch die Klemme EK4 elektrisch miteinander verbunden werden. Bei der Verwendung als Anschlussklemme kann die elektrische Klemme EK4 auch nur eine einzige Einstecköffnung EO13 bzw. EO14 aufweisen.
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Die in den 2 bis 4 beispielhaft dargestellten elektrischen Klemmen sind insbesondere zur Lösung folgender technischer Probleme geeignet:
Zwischen zwei Klemmen bzw. den nicht-isolierten Leitern, die jeweils in diesen Klemmen installiert sind, müssen Luft- und Kriechstrecken eingehalten werden. Bei Reihenklemmen ist jede einzelne Klemme üblicherweise so gestaltet, dass die Leiterisolation in einen Trichter hineinragt und damit ein Teil dieses Leitereinführungstrichters als Strecke zur Erreichung der notwendigen Länge der Luft- und Kriechstrecken dient.
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Die Leiterisolation kann jedoch je nach Leitungstyp und Bezugsnorm variieren. Insbesondere unterscheiden sich die Leiterstärken zwischen IEC und UL/NEMA. Während in Europa Leiter mit 2,5 mm2 für einen Bemessungsstrom bis zu 20A verwendet werden, werden im UL/NEMA Raum Leiter mit AWG 12 (ca. 3,3 mm2) für 20A vorgegeben.
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Durch den größeren Leiterdurchmesser kann der Gesamtdurchmesser des Leiters einschließlich Isolation größer werden als der Durchmesser des Leitereinführungstrichters der Klemme. In diesem Fall sitzt die Leiterisolation mit einem kleinen Spalt auf der Klemme auf. Folglich sind die Luft- und Kriechstrecken der Klemme nicht mehr gegeben. Bei Einschränkung der Klemmenbreite auf z.B. 5 mm ist es nicht möglich, die Luft- und Kriechstrecken durch Verbreiterung der Klemme zu realisieren.
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Bislang wurde zur Einhaltung von Luft- und Kriechstrecken der Einführungstrichter der Klemme bei konstanter Klemmenbreite vergrößert. Dies ist jedoch nur bis zu einem gewissen Grad möglich, ohne die notwendige Stabilität der Klemmenwände zu unterschreiten.
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Die erfindungsgemässen Reihenklemmen sind in einer beispielhaften Ausführungsform so gestaltet, dass jeweils zwischen den Klemmen eine Zwischenwand ist, die die notwendige Isolation zwischen den Klemmen realisiert, zugleich aber auch zwei nebeneinander liegende Klemmen miteinander verbindet. Die Zwischenwand schließt nach vorne mit der Klemme ab, so dass eine Klemmenreihe mit einer geraden Front entsteht. Wenn die Zwischenwand jedoch über diese Ebene hinaus verlängert wird, wird damit zwischen jeweils zwei Klemmen eine Barriere eingefügt, mit der die notwendigen Luft- und Kriechstrecken zwischen den Klemmen und den darin eingesteckten Leitern auch dann eingehalten werden, wenn die Leiterisolation nicht in den Einführungstrichter hineinpasst.
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Durch die Wand bzw. die Stege erfolgt zum einen eine mechanische Verlängerung der Luft- und Kriechstrecke und zum anderen wird ermöglicht Leitungen mit grösserem Isolationsdurchmesser aufzunehmen, unter Beibehaltung der Länge von Luft- und Kriechstrecken für schmälere Leiter.
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Elektrische Klemme, insbesondere geeignet für eine Printklemmenanordnung auf einer Leiterplatte, umfassend ein Isoliergehäuse mit mindestens einer Einstecköffnung zum Anschluss für jeweils mindestens einen externen isolierten Leiters, wobei das Isoliergehäuse einen einzigen, nur auf einer Seite der Einstecköffnung einen die Einstecköffnung verlaufenden, ersten Steg aufweist, wodurch die Luft- und Kriechstrecke zwischen Leitern mit unterschiedlichem Potential verlängert wird. Dies erhöht die Kriechstromfestigkeit zwischen den Leitern.
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Bezugszeichen
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- EK1–EK4
- Elektrische Klemme
- IG1–IG4
- Isoliergehäuse
- EO1–EO14
- Einstecköffnung
- EIN1–EIN5
- Einsatz
- KE
- Kontaktelement
- ST1–ST5
- Erster Steg
- ZST1–ZST2
- Zweiter Steg
- AUS1–AUS10
- Aussparung
- EP1, EP2
- Endplatte
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202008002091 U1 [0005]
