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Die Erfindung betrifft eine Leiteranschlussklemme zum Anklemmen eines elektrischen Leiters mit einem Isolierstoffgehäuse, einem Kraftelement und einer Stromschienenanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Derartige Leiteranschlussklemmen werden in vielfältiger Form z.B. in Reihenklemmen, Dosenklemmen, Leiterplattenklemmen oder Steckverbindern eingesetzt. Sie können zum Anklemmen eines einzigen elektrischen Leiters mit einem Kraftelement ausgebildet sein, wobei der elektrische Leiter über die Stromschienenteile mit einer weiteren Leiteranschlussklemme, einem Leiterplattenanschluss oder einem sonstigen Anschlusskontakt verbunden ist. Bei einer Dosenklemme sind z.B. mehrere Leiteranschlussklemmen nebeneinander über ein gemeinsames Stromschienenteil miteinander gekoppelt. Andere Arten von Leiteranschlussklemmen sind zum Anklemmen von mindestens zwei elektrischen Leitern an eine gemeinsame Stromschienenanordnung vorgesehen.
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Insofern ist im Sinne der vorliegenden Erfindung und der Beschreibung der unbestimmte Begriff „ein“ nicht als Zahlwort, sondern im Sinne von „mindestens ein“ zu verstehen.
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EP 2 395 605 B1 zeigt eine solche Leiteranschlussklemme zum Anklemmen von zwei elektrischen Leitern an ein gemeinsames Stromschienenstück mit Hilfe eines Federklemmelementes. Dieses hat einen relativ zum Stromschienenstück beweglichen Zugbügel. Eine Schraubenfeder steht in Wirkverbindung mit dem Stromschienenstück und dem Zugbügel und übt eine Federkraft zwischen Zugbügel und Stromschienenstück auf. Es ist ein mit einem Schraubengewinde rotierbarer Betätigungszylinder ortsfest am Zugbügel oder am Stromschienenstück gelagert. Das Anklemmen der elektrischen Leiter an das gemeinsame Stromschienenstück erfolgt durch jeweils einen Zugbügel pro elektrischen Leiter, dessen Klemmkanten an den zwischen den Klemmkanten und dem Stromschienenstück liegenden elektrischen Leiter durch die Schraubenfeder angepresst werden.
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DE 10 2010 032 911 B4 offenbart ein Leiteranschlusselement mit einer Presshülse und einem von der Presshülse umgebenen Leiterkontaktabschnitt. Der Leiterkontaktabschnitt hat eine Vielzahl von übereinander geschichteten Blechelementen mit jeweils einander gegenüberliegenden und voneinander beabstandeten Leiteranschluss-Gabelzungen. Durch die lamellenartigen, übereinander geschichteten Blechelemente wird ein Presskontakt mit Gabelzungen bereitgestellt, bei dem die Innenkanten der Leiteranschluss-Gabelzungen an einer Vielzahl von Kontaktstellen weitgehend unabhängig voneinander an den anzuschließenden elektrischen Leiter gepresst werden. Damit wird die Übertragung hoher Ströme ermöglicht.
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Aus
DE 10 2010 035 704 B4 ist ein elektrischer Steckverbinder mit einem Steckkontaktanschluss zur elektrisch leitenden Verbindung mit einem korrespondierenden Gegensteckkontaktanschluss eines Gegensteckverbinders bekannt. Der Steckkontaktanschluss ist als Kammverbinder mit einer Mehrzahl von Kontaktzinken ausgebildet, die auf einer gemeinsamen Steckebene in einem Abstand unter Belassung von Kontaktnuten voneinander angeordnet sind. Die Kontaktzinken haben jeweils ein freies Ende und sind gegenüberliegend zum freien Ende mit einem Quersteg miteinander verbunden. Die Kontaktzinken sind integral mit dem Quersteg aus einem elektrisch leitenden Material geformt. Ein Federkraftelement liegt an den beiden äußeren Kontaktzinken an und übt auf die beiden äußeren Kontaktzinken eines Verbunds von Steckverbinder und Gegensteckverbinder eine aufeinander zu gerichtete Spannkraft aus.
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EP 2 562 878 A2 offenbart eine Anschlussklemme zum elektrischen Anschluss von Leitern mit einem Isolierstoffgehäuse und mit mindestens einer in dem Gehäuse angeordneten Klemmeinrichtung zum Anklemmen eines Leiters. Die Klemmeinrichtung weist eine Kontaktschiene auf, die zwischen einer Klemmfeder und dem anzuklemmenden elektrischen Leiter platziert ist. An der Klemmfeder ist ein Kontaktelement gegenüberliegend zur Stromschiene gelagert, dass von der Klemmfeder beaufschlagt wird, um die Federkraft über eine Kraftangriffsfläche des Kontaktelementes auf den elektrischen Leiter zu übertragen und diesen elektrisch leitend an der Stromschiene anzuklemmen. Die Stromschiene ist dabei mit einem benachbarten Klemmanschluss verbunden, sodass ein elektrischer Strom von dem angeklemmten elektrischen Leiter ausschließlich über die elektrisch leitende Verbindung mit der Stromschiene erfolgt.
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Aus der
FR 2 306 544 A1 ist eine Leiteranschlussklemme mit zwei Spiralfeder-Klemmanschlüssen bekannt. Aus der
DE 23 28 615 A ist eine Vorrichtung für Anschlussarmaturen zur schraubenlosen Befestigung elektrischer Leiter bekannt. Aus der
JP H10-294140 A ist eine elektrische Verbindungseinrichtung bekannt. Aus der
DE 42 16 927 C1 ist eine schraubenlose Federklemme bekannt.
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Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Leiteranschlussklemme zu schaffen..
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Die Aufgabe wird mit der Leiteranschlussklemme mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Bei einer gattungsgemäßen Leiteranschlussklemme wird vorgeschlagen, dass die beiden Stromschienenteile ausgebildet sind, um im angeklemmten Zustand jeweils in einem unmittelbaren elektrisch leitenden Kontakt mit dem Ableiter zu stehen und eine direkte, elektrisch parallele Verbindung zwischen dem angeklemmten elektrischen Leiter und dem Ableiter bereitzustellen. Erfindungsgemäß werden somit zwei Stromschienenteile elektrisch parallel geschaltet, um über diese beiden parallelen Stromverbindungen den Übergangswiderstand zwischen einem elektrischen Leiter und einem Ableiter zu verbessern. Die Stromrichtung ist dabei unerheblich, sodass unter einem Ableiter auch ein Zuleiter oder ein zweiter an die Leiteranschlussklemme angeklemmter elektrischer Leiter verstanden wird.
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Der elektrische Leiter und gegebenenfalls ein zweiter elektrischer Leiter werden direkt mit den beiden einander gegenüberliegenden Stromschienenteilen kontaktiert, wobei eine Klemmkraft auf die Stromschienenteile ausgeübt wird. Damit wird der mindestens eine elektrische Leiter an den beiden Stromschienenteilen angeklemmt. Es sind somit zwei einander gegenüberliegende, direkte elektrische Kontakte zwischen dem elektrischen Leiter und den Stromschienenteilen vorhanden. Über diese Parallelschaltung der Stromschienenteile wird der Strom dann zu dem gemeinsamen Ableiter geführt oder umgekehrt.
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Damit gelingt es, größere Leiterquerschnitte mit im Vergleich zum herkömmlichen Nutzen einer einzigen Stromschiene gleichbleibender oder sogar reduzierter Klemmkraft anzuklemmen.
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In einer Ausführungsform der Leiteranschlussklemme ist vorgesehen, dass die beiden Stromschienenteile direkt miteinander kraftschlüssig verbunden sind und im unmittelbaren elektrisch leitenden Kontakt miteinander stehen. Diese Ausführungsform sieht das Anklemmen eines einzigen elektrischen Leiters zwischen den beiden Stromschienenteilen vor. Auf der Seite, die der Klemmstelle für den anzuklemmenden elektrischen Leiter abgewandt ist, sind die beiden Stromschienenteile dann direkt miteinander kraftschlüssig oder stoffschlüssig verbunden, um von dort dann in einen gemeinsamen Ableiter überzugehen. Diese Ausführungsform ist insbesondere für Dosenklemmen, aber auch für Leiterplattenklemmen, Reihenklemmen oder Steckverbinder nützlich. Die kraftschlüssige Verbindung kann bspw. dadurch erreicht werden, dass eines der Stromschienenteile eine Federgabel hat, die in eine Öffnung in dem anderen Stromschienenteil eintaucht und dort eine elektrisch leitende Federklemmverbindung bewirkt. Die beiden Stromschienenteile sind dabei relativ zueinander beweglich.
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In einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Isolierstoffgehäuse zwei Leitereinführungsöffnungen hat, die zum Einführen jeweils eines elektrischen Leiters zu einer jeweiligen Klemmstelle an den einander gegenüberliegenden Stromschienenteilen ausgebildet sind. Die Stromschienenteile sind dann ausgebildet, um eine direkte elektrische parallele Verbindung zwischen den in die Leitereinführungsöffnungen eingeführten und an die Stromschienenteile angeklemmten elektrischen Leiter bereitzustellen. Bei dieser Ausführungsform bildet somit ein zweiter an die beiden einander gegenüberliegenden Stromschienenteile anzuklemmender elektrischer Leiter den Ableiter. Die elektrisch leitende Verbindung zwischen den beiden anzuklemmenden elektrischen Leitern über die beiden elektrisch parallel geschalteten Stromschienenteile bewirkt, dass die beiden Stromschienen direkt in elektrisch leitendem Kontakt mit den anzuklemmenden elektrischen Leitern treten.
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Vorteilhaft ist es, wenn das erste Stromschienenteil relativ zum Isolierstoffgehäuse fest angeordnet und das zweite Stromschienenteil in Bezug auf das erste Stromschienenteil beweglich angeordnet ist. Das feststehende erste Stromschienenteil stellt dann eine gleichbleibende räumliche Orientierung für das Einstecken eines elektrischen Leiters und einen feststehenden Anlagepunkt für das Kraftelement bereit.
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Zur Kraftbeaufschlagung der Stromschienenteile kann ein am zweiten Stromschienenteil angeordnetes Bügelelement vorgesehen sein. Das Klemmelement ist dann zwischen dem Bügelelement und dem ersten Stromschienenteil angeordnet, um eine Klemmkraft zwischen dem ersten Stromschienenteil und dem Bügelelement auszuüben und eine zwischen dem ersten und zweiten Stromschienenteil wirkende Klemmkraft zum Anklemmen eines elektrischen Leiters an das erste und zweite Stromschienenteil oder zum Anklemmen des ersten und zweiten Stromschienenteils aneinander zu bewirken. Mit Hilfe eines solchen das bewegliche zweite Stromschienenteil untergreifenden Bügelelementes ist es möglich, das Kraftelement auf der dem zweiten Stromschienenteil abgewandten Seite des ersten Stromschienenteils anzuordnen. Die von dem Kraftelement auf dieser Seite ausgeübte Klemmkraft wird dann über das Bügelelement auf das zweite Stromschienenteil übertragen. Dies ermöglicht einen kompakten und einfachen Aufbau der Leiteranschlussklemme. Zudem kann eine solche Leiteranschlussklemme dann selbsttragend konstruiert werden, ohne dass wesentliche Kräfte auf das Isolierstoffgehäuse einwirken.
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Das Kraftelement kann eine Klemmfeder sein, die eine Federklemmkraft ausübt, mit der ein elektrischer Leiter an die beiden Stromschienenteile angeklemmt wird.
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Eine solche Klemmfeder kann einen Anlageschenkel, einen Federbogen und einen Klemmschenkel haben, wobei sich die Klemmfeder mit ihrem Anlageschenkel direkt oder indirekt an dem ersten Stromschienenteil abstützt und mit ihrem Klemmschenkel eine Federklemmkraft auf das dem ersten Stromschienenteil gegenüberliegende zweite Stromschienenteil ausübt.
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Denkbar ist aber auch, dass das Kraftelement als Schlaufenfeder, Käfigzugfeder, Schraubenfeder oder auch als Klemmschraube ausgeführt ist.
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Das Kraftelement kann bspw. eine Schlaufenfeder mit mindestens zwei Federbögen sein. Eine solche Schlaufenfeder hat einen Anlageschenkel an ihrem ersten freien Endabschnitt und einen Klemmschenkel an ihrem gegenüberliegenden, zweiten freien Endabschnitt. An den Anlageschenkel schließt sich dann ein Federbogen an. Ein weiterer Federbogen schließt sich an den Klemmschenkel an, sodass mindestens zwei separate Federbögen vorhanden sind. Die paarweise einander gegenüberliegenden Federbögen sind dann über einen Federabschnitt miteinander verbunden. Dieser Federabschnitt erstreckt sich dann in dem Zwischenraum zwischen dem Anlageschenkel und dem Klemmschenkel.
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Wenn die Schlaufenfeder zwei Federbögen hat, wird eine übereinander geschichtete Lage aus Anlageschenkel, Federabschnitt und Klemmschenkel gebildet. Diese liegen in einer Flucht annähernd parallel übereinander, wenn die Schlaufenfeder zusammengedrückt ist. Im entspannten Zustand erstrecken sich Klemmschenkel, Federabschnitt und Anlageschenkel im spitzen Winkel zueinander.
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Wenn die Schlaufenfeder drei, vier, fünf oder mehr Federbögen hat, sind entsprechend zwei, drei, vier oder mehr Federabschnitte zur Verbindung von Paaren von Federbögen vorhanden. Diese mehreren Federabschnitte liegen dann übereinander in Lagen in dem Zwischenraum zwischen Anlageschenkel und Klemmschenkel. Auch hier sind die Federabschnitte und die Klemmschenkel im spitzen Winkel zueinander ausgerichtet, wenn die Schlaufenfeder entspannt ist. Im zusammengedrückten, d.h. gespannten Zustand ist es denkbar, dass die Federabschnitte annähernd parallel zu dem Klemmschenkel und Anlageschenkel ausgerichtet sind und ein sehr kompaktes Lagenpaket bilden.
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Mit einer solchen Schlaufenfeder, die auch Mäanderfeder bezeichnet werden kann, ist es möglich, das Kraftelement bei mit einer Schraubenfeder vergleichbaren Federkräften und im Hinblick auf den benötigten Federweg wesentlich kleiner und damit bauraumsparender aufzubauen. Diese Vorteile sind insbesondere in Kombination mit Leiteranschlussklemmen für sehr große Leiterquerschnitte wichtig. Damit ist es möglich, dass die Betätigungsanordnung mittig im Bereich der Bügelelemente sehr dicht oberhalb des oberen Stromschienenteils angeordnet sein kann. Die Federabschnitte, welche die seitlichen Federbögen miteinander verbinden, liegen dabei dicht an dicht zwischen der Betätigungsanordnung und dem oberen Stromschienenteil bzw. dem Auflager. Die seitlichen, etwas größer aufbauenden Federbögen, welche die Federkraft bereitstellen, können dabei günstig in entsprechenden Freiräumen aufgenommen werden.
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Eine solche Schlaufenfeder mit mindestens zwei Federbögen ist aber nicht nur für die erfindungsgemäße Leiteranschlussklemme mit zwei parallel geschalteten Stromschienenteilen vorteilhaft.
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Unabhängig hiervon wird somit eine Leiteranschlussklemme zum Anklemmen eines elektrischen Leiters mit einem Isolierstoffgehäuse, einem Kraftelement und einer Stromschienenanordnung offenbart. Das Kraftelement ist zur Ausübung einer Klemmkraft auf einen an die Stromschienenanordnung angeklemmten elektrischen Leiter zusammenwirkend ausgebildet. Die Klemmkraft kann direkt oder indirekt auf den elektrischen Leiter ausgeübt werden. Das Kraftelement ist dann als Schlaufenfeder mit mindestens zwei Federbögen ausgebildet, wobei die Schlaufenfeder einen Anlageschenkel an ihrem ersten freien Endabschnitt und einen Klemmschenkel an ihrem gegenüberliegenden, zweiten freien Endabschnitt hat und sich ein Federbogen an den Anlageschenkel und ein Federbogen an den Klemmschenkel anschließt. Einander gegenüberliegende Federbögen sind dann über einen Federabschnitt verbunden, der sich in dem Zwischenraum zwischen dem Anlageschenkel und dem Klemmschenkel erstreckt.
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An einem der Klemmstelle für den ersten elektrischen Leiter entfernten Bereich kann ein weiteres Kraftelement vorgesehen sein, das mit dem ersten und zweiten Stromschienenteil gekoppelt ist. Mit Hilfe dieses weiteren Kraftelementes gelingt dann eine kraftschlüssige Anlage des ersten und zweiten Stromschienenteils aneinander. Das weitere Kraftelement kann optional auch dazu genutzt werden, um einen weiteren elektrischen Leiter an einer zweiten Klemmstelle der Stromschienenanordnung anzuklemmen. Dieses weitere Kraftelement kann als separate Klemmfeder ausgeführt sein. Denkbar ist aber auch, dass das Kraftelement ein integraler Teil eines der Stromschienenteile ist, um eine Klemmverbindung zwischen den beiden Stromschienenteilen zu bewirken. So kann das freie Ende einer der Stromschienen bspw. einen Schlitz zur Bildung zwei nebeneinander liegender Federzungen haben. Wenn das freie Ende dann in eine passende Öffnung des anderen Stromschienenteils eingeführt wird, dann bewirken die Federzungen eine Klemmkraft auf das andere Stromschienenteil.
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Gemäß Anspruch 1 ist eine Wellenfeder vorgesehen, die sich zwischen dem ersten und zweiten Stromschienenteil erstreckt und eine Begrenzungswand zur Begrenzung der Einstecktiefe eines zwischen dem ersten und zweiten Stromschienenteil eingeführten elektrischen Leiters bildet. Die Wellenfeder gleicht dann die durch die Relativbeweglichkeit der beiden Stromschienenteile zueinander bewirkte Abstandsänderung aus.
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Zum Öffnen der Klemmstelle bzw. der Klemmstellen für den mindestens einen anzuklemmenden elektrischen Leiter kann ein Betätigungselement entgegen der Klemmkraft des Kraftelementes wirkend mit dem ersten und zweiten Stromschienenteil verbunden sein. Das Betätigungselement kann z.B. als ein schwenkbar im Isolierstoffgehäuse gelagerter Betätigungshebel oder ein um eine Drehachse rotierbarer Schraubzylinder ausgeführt sein. Denkbar ist aber auch, dass lediglich eine Betätigungsöffnung im Isolierstoffgehäuse zum Einführen eines separaten Betätigungswerkzeuges vorgesehen ist, das mit dem Kraftelement zusammen wirkt.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit den beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei betreffen die 1, 2, 8 bis 11 nicht den Gegenstand der Erfindung. Es zeigen:
- 1 - Skizze einer ersten Ausführungsform einer Leiteranschlussklemme in Seitenansicht;
- 2 - Skizze einer zweiten Ausführungsform einer Leiteranschlussklemme in Seitenansicht;
- 3 - Seiten-Schnittansicht durch eine erfindungsgemäße Ausführungsform der Leiteranschlussklemme mit rechtsseitig angeklemmten elektrischen Leiter;
- 4 - Skizze der Leiteranschlussklemme aus 3 mit linksseitig geöffnetem Leiteranschluss;
- 5 - Skizze der Leiteranschlussklemme aus 3 und 4 in Seiten-Schnittansicht mit beidseitig geöffnetem Leiteranschluss;
- 6 - Teilschnittansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform durch eine Leiteranschlussklemme;
- 6a - Skizze einer Schlaufenfeder mit mindestens zwei Federbögen in Verbindung mit zwei parallel geschalteten Stromschienen;
- 6b - Skizze einer Leiteranschlussklemme mit Schlaufenfeder mit mindestens zwei Federbögen und einem Klemmschenkel zum direkten Anklemmen eines elektrischen Leiters an ein Stromschienenteil;
- 7 - Seiten-Teilschnittansicht durch die Leiteranschlussklemme aus 6a;
- 8 - Seiten-Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform einer Leiteranschlussklemme mit einer auf einem feststehenden Stromschienenteil aufgelagerten Käfigzugfeder und einem an dem Stromschienenteil kippbar angeordneten zweiten Stromschienenteil im geschlossenen Zustand;
- 9 - Seiten-Schnittansicht durch die Leiteranschlussklemme aus 8 im betätigten, geöffneten Zustand;
- 10 - Seiten-Schnittansicht durch die Leiteranschlussklemme aus 8 und 9 mit eingesteckten und angeklemmten elektrischen Leiter im Klemmzustand;
- 11 - Querschnittsansicht durch die Stromschienenanordnung der Leiteranschlussklemme aus 8 bis 10 im Bereich der Verbindung der beiden Stromschienenteile.
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1 lässt eine Skizze einer ersten Ausführungsform einer Leiteranschlussklemme 1 in einer schematischen Seitenansicht erkennen. Bei dieser Ausführungsform der Leiteranschlussklemme 1 sind zwei elektrische Leiter 2a, 2b von einander gegenüberliegenden Seiten an eine Stromschienenanordnung 3 anklemmbar. Das die Stromschienenanordnung 3 umgebende Isolierstoffgehäuse mit den darin wie üblich eingebrachten Leitereinführungsöffnungen ist nicht skizziert. Die Stromschienenanordnung 3 hat zwei einander gegenüberliegende und relativ zueinander bewegliche Stromschienenteile 4a, 4b, zwischen denen die abisolierten freien Enden der anzuklemmenden elektrischen Leiter 2a, 2b positioniert werden. Ein durch die Pfeile skizziertes Kraftelement 5 übt eine Klemmkraft auf die Stromschienenanordnung 3 aus, um die zwischen die Stromschienenteile 4a, 4b eingeführten elektrischen Leiter 2a, 2b an einander gegenüberliegenden Klemmkanten 6 der Stromschienenteile 4a, 4b anzuklemmen.
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Damit wird eine elektrische Parallelschaltung der beiden Stromschienenteile 4a, 4b erreicht, die jeweils in elektrisch leitenden Kontakt an den Klemmkanten 6 mit den elektrischen Leitern 2a, 2b stehen. Damit wird der Übergangswiderstand auch beim Anklemmen größerer Leiterklemmenquerschnitte gering gehalten, ohne die Klemmkraft erhöhen zu müssen.
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2 lässt eine andere Ausführungsform der Leiteranschlussklemme 1 erkennen. Diese ist zum Anklemmen nur eines einzigen elektrischen Leiters 2 an die Stromschienenanordnung 3 vorgesehen. Auch hier wird mit dem Kraftelement 5 eine Klemmkraft auf die beiden einander gegenüberliegenden und relativ zueinander beweglichen Stromschienenteile 4a, 4b ausgeübt, um den elektrischen Leiter 2 an die Stromschienenanordnung 3 anzuklemmen.
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Während bei der ersten Ausführungsform ein elektrischer Leiter 2a mit dem gegenüberliegenden elektrischen Leiter 2b über die parallel geschalteten Stromschienenteile 4a, 4b in elektrisch leitender Verbindung steht und damit einer der elektrischen Leiter 2a bzw. 2b einen Ableiter bildet, ist bei dieser Ausführungsform ein Ableiter 7 an einer elektrischen Verbindung 8 der beiden Stromschienenteile 4a, 4b vorhanden. Dieser Ableiter 7 kann bspw. durch die Verlängerung des ersten Stromschienenteils 4a oder gleichermaßen durch die Verlängerung des beweglichen zweiten Stromschienenteils 4b gebildet sein.
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Auch hier sind die beiden Stromschienenteile 4a, 4b elektrisch parallel zwischen dem elektrischen Leiter 2 und dem Ableiter 7 geschaltet. Gleichermaßen sind, wie bei der ersten Ausführungsform, die elektrischen Eigenschaften optimiert, ohne dass die Klemmkraft der beiden Stromschienenteile 4a, 4b auf den anzuklemmenden elektrischen Leiter 2 wesentlich erhöht werden muss.
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3 lässt eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer Leiteranschlussklemme 1 in einer Seiten-Schnittansicht erkennen. Diese Leiteranschlussklemme 1 hat wiederum eine Stromschienenanordnung 3, die aus einem ersten feststehenden Stromschienenteil 4a und einem zweiten, beweglichen Stromschienenteil 4b gebildet ist. Es sind zwei voneinander beabstandete Bügelelemente 9a, 9b vorgesehen, die eine Öffnung zur Durchführung des ersten, feststehenden Stromschienenteils 4a und zur Einführung von elektrischen Leitern 2 haben. Auf der Seite des ersten Stromschienenteils 4a, die dem relativ hierzu beweglich angeordneten zweiten Stromschienenteil 4b gegenüberliegt, sind jeweils Kraftelemente 5 in Form von Klemmfedern vorgesehen, die einerseits auf dem feststehenden Stromschienenteil 4a und andererseits an dem Bügelelement 9a aufliegen. Diese Kraftelemente 5 können bspw. als U-förmige Schenkelfeder, als Wellen- oder Schlaufenfeder (wie im linken Beispiel), als Schraubenfeder oder ähnliches ausgeführt sein.
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Das bewegliche Stromschienenteil 4b ist auf der den Kraftelementen 5 gegenüberliegenden Seite in die Bügelelement 9a, 9b eingehängt. Hierzu untergreift ein jeweiliger Quersteg 10, der die Durchführungsöffnung im Bügelelement 9a, 9b jeweils endseitig begrenzt, das zweite Stromschienenteil 4b. Durch die Federkraft der Kraftelemente 5 wird eine Kraft auf das zweite bewegliche Stromschienenteil 4b ausgeübt, die in Richtung des feststehenden ersten Stromschienenteils 4a wirkt.
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In dem dargestellten Zustand ist auf der rechten Seite ein elektrischer Leiter 2 durch die Klemmkraft des rechten Kraftelementes 5 zwischen dem ersten Stromschienenteil 4a und dem zweiten Stromschienenteil 4b angeklemmt. Der linke Leiteranschluss ist unbelegt. Hierdurch wandert das linke Bügelelement 9b durch die Federkraft des linken Kraftelementes 5 nach oben, sodass das zweite Stromschienenteil 4b dort zur Anlage an das feststehende erste Stromschienenteil 4a kommt. Wenn nun z.B. zwei solche Leiteranschlussklemmen 1 nebeneinander angeordnet und über eine elektrisch leitende Verbindung der feststehenden Stromschienenteile 4a miteinander elektrisch leitend verbunden sind, dann würde ein Strom über die Parallelschaltung der beiden Stromschienenteile 4a, 4b zu dem benachbarten Ableiter abgeleitet werden. Bei umgekehrter Stromrichtung erfolgt sinngemäß das gleiche.
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In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist erkennbar, dass die Stromschienenanordnung 3 in ein Isolierstoffgehäuse 11 eingebaut ist. Das Isolierstoffgehäuse 11 hat an den einander gegenüberliegenden Seiten Leitereinführungsöffnungen 12, die zu einer jeweiligen durch Klemmkanten 6 an den einander gegenüberliegenden Stromschienenteilen 4a, 4b gebildeten Klemmstelle zum Anklemmen eines elektrischen Leiters hin führen.
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Deutlich wird weiterhin, dass die beiden relativ zueinander beweglichen Stromschienenteile 4a, 4b in einem Bereich zwischen den beiden Bügelelementen 9a, 9b über eine bewegliche Zwischenwand 13 miteinander verbunden sind. Diese Zwischenwand 13 bildet eine Begrenzungswand für den eingeführten elektrischen Leiter 2, so dass dieser nicht zur gegenüberliegenden Klemmstelle hin gelangen kann. Diese Zwischenwand 13 kann bspw. als Wellenfeder ausgeführt sein.
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4 zeigt einen Zustand der Leiteranschlussklemme 1 aus 3, bei dem die linke Klemmstelle nun durch Verlagerung des linken Bügels 9b entgegen der Klemmkraft des linken Kraftelementes 5 nach unten verlagert ist. Dadurch wandert der linke Abschnitt des beweglichen Stromschienenteils 4b von dem feststehenden Stromschienenteil 4a weg nach unten, um die Klemmstelle zum Einführen eines elektrischen Leiters von der linken Seite durch die dortige Leitereinführungsöffnung 12 zu öffnen.
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Auf der rechten Seite wird das rechte freie Ende des beweglichen Stromschienenteils 4b hingegen durch die Klemmkraft des rechten Kraftelementes 5 mit Hilfe des Bügelelementes 9a an das feststehende erste Stromschienenteil 4a angepresst. Wiederum sind die beiden Stromschienenteile 4a und 4b elektrisch parallel zwischen einem elektrischen Leiter 2 auf der linken Seite und dem gegenüberliegenden Ableiter geschaltet.
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5 lässt die Position der Leiteranschlussklemme aus 3 und 4 im vollständig geöffneten Zustand bzw. mit zwei voneinander gegenüberliegenden Seiten eingeführten und an die beiden Stromschienenteile 4a, 4b angeklemmten elektrischen Leitern 2a, 2b erkennen. Dies entspricht der in 1 skizzierten prinzipiellen Lösung.
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Deutlich wird nun, dass die beiden relativ zueinander beweglichen Stromschienenteile 4a, 4b elektrisch parallel an die beiden elektrischen Leiter 2a, 2b angeklemmt sind. Die Klemmkraft wird jeweils durch die beiden Kraftelemente 5, d.h. die beiden Klemmfedern aufgebracht, die über die zugeordneten Bügelelemente 9a, 9b auf das bewegliche zweite Stromschienenteil 4b wirken. Die Kraftelemente 5 stützen sich dabei an dem feststehenden Stromschienenteil 4a ab.
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Erkennbar ist, dass die Bügelelemente 9a, 9b Durchführungsöffnungen haben, durch die die elektrischen Leiter hindurchgeführt werden. Die Durchführungsöffnungen sind an den freien Enden der Bügelelemente 9a, 9b durch Querstege 10 begrenzt, auf denen das bewegliche zweite Stromschienenteil 4b auflagert. Zudem ist das feststehende erste Stromschienenteil 4a durch die Durchführungsöffnungen hindurchgeführt.
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6 lässt eine Seiten-Teilschnittansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform der Leiteranschlussklemme 1 erkennen. Diese ist prinzipiell mit der vorbeschriebenen Variante vergleichbar. Auch hier sind an den einander gegenüberliegenden Endbereichen des beweglichen zweiten Stromschienenteils 4b jeweils Bügelelemente 9a, 9b vorgesehen, in die das bewegliche zweite Stromschienenteil 4b eingehängt ist. Diese Bügelelemente 9a, 9b sind relativ zu dem feststehenden ersten Stromschienenteil 4a beweglich, wie dies durch die nochmals gestrichelt dargestellte zweite Position des Stromschienenteils 4b skizziert ist.
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Deutlich wird auch, dass eine zwischen dem ersten und zweiten Stromschienenteil 4a, 4b im mittleren Bereich angeordnete Wellenfeder eine Zwischenwand 13 gebildet ist, die die einander gegenüberliegenden Leitereinführungsöffnungen 12 voneinander abgrenzt und zwei Einsteckräume für die elektrischen Leiter 2a, 2b schafft.
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In dem dargestellten Ausführungsbeispiel lässt sich ein weiterer elektrischer Leiter 14 an die Stromschienenanordnung 3 anklemmen. Dies gelingt dadurch, dass eine weitere Klemmstelle zwischen dem in dem dargestellten Ausführungsbeispiel zweilagig ausgebildeten feststehenden ersten Stromschienenteil 4a und einem Auflager 15 für das Kraftelement 5 vorgesehen ist. Das Kraftelement 5 ist wiederum in Form einer Schlaufenfeder ausgeführt, die sich an dem Auflager 15 abstützt und eine Federkraft zum Anklemmen des zusätzlichen elektrischen Leiters 14 zwischen dem Auflager 15 und dem ersten Stromschienenteil 4a ausübt. Das dem Auflager 15 gegenüberliegende freie Ende des Kraftelementes 5 untergreift das Bügelelement 9a so, dass eine Kraft auf das Bügelelement 9a ausgeübt wird, die das bewegliche zweite Stromschienenteil 4b in Richtung feststehenden ersten Stromschienenteil 4a verlagert, wenn der Weg nicht z.B. durch einen elektrischen Leiter blockiert ist.
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Zum Öffnen der Klemmstelle ist eine Betätigungsanordnung 16 z.B. in Form einer Gewindezapfenanordnung vorgesehen. Die Betätigungsanordnung 16 ist von der Oberseite zugänglich und kann dort mit einem Betätigungswerkzeug gedreht werden. Hierdurch verlagert sich ein Gewindebolzen 17 der Betätigungsanordnung 16 entgegen der Klemmkraft der Klemmfeder 5 und drückt das Bügelelement 9a nach unten in Richtung erstem Stromschienenteil 4a. Das Kraftelement 5 wird dadurch zusammengedrückt. Mit einem schwenkbar im Isolierstoffgehäuse 11 gelagerten Verriegelungshebel 18 kann ein Anschlag für den Gewindebolzen 17 bereitgestellt werden, der das Betätigungselement 16 im geöffneten Zustand wie dargestellt selbsttätig hält. Nach Einführen eines elektrischen Leiters kann durch Umschwenken des Verriegelungshebels 18 der Betätigungsanordnung 16 freigegeben werden. Dann wird der Gewindebolzen 17 durch die Klemmkraft des Kraftelementes 5 von dem feststehenden ersten Stromschienenteil 4a weg gedrückt und das bewegliche zweite Stromschienenteil 4b wandert über die Krafteinwirkung durch das Kraftelement 5 und das Bügelelement 9a nach oben in Richtung feststehendes erstes Stromschienenteil 4a. Die auf den dann eingesteckten elektrischen Leiter wirkende Klemmkraft wird damit ausschließlich durch das Kraftelement 5 bereitgestellt. Dann ist der elektrische Leiter zwischen den beiden Stromschienenteilen 4a und 4b eingeklemmt, die dann elektrisch parallel geschaltet sind.
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6a lässt eine Skizze einer Leiteranschlussklemme 1 mit einer Schlaufenfeder als Kraftelement 5 erkennen. Die Schlaufenfeder hat in dem dargestellten Ausführungsbeispiel drei Federbögen 40a, 40b und 40c. Erkennbar ist, dass sich an einen Anlageschenkel 41 am ersten freien Endabschnitt der Schenkelfeder der erste Federbogen 40a anschließt. Der Anlageschenkel 41 stützt sich an dem Bügelelement 9a ab. Der erste Federbogen 40a liegt dem zweiten Federbogen 40b gegenüber und ist mit diesem über einen ersten Federabschnitt 42a verbunden. Der zweite Federbogen 40b geht in einen zweiten Federabschnitt 42b über, welcher den zweiten Federbogen 40b mit dem dritten Federbogen 40c verbindet. An den dritten Federbogen 40c schließt sich dann ein Klemmschenkel 43 am zweiten freien Endabschnitt der Schenkelfeder an.
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Der Klemmschenkel 43 wirkt wie skizziert direkt mit dem oberen Stromschienenteil 4a oder wie in 6 dargestellt indirekt mit diesem oberen Stromschienenteil 4a zusammen. An dem unteren Quersteg 10 des Bügelelementes 9a, welcher dem Anlageschenkel 41 diametral gegenüberliegt, liegt das zweite Stromschienenteil 4b auf. Durch die Klemmkraft der mehr als zwei Federbögen aufweisende Schenkelfeder wird ein elektrischer Leiter 2 somit zwischen den beiden Stromschienenteilen 4a, 4b angeklemmt.
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Bei dieser Schlaufen- oder Mäanderfeder ist ein wesentlich kleinerer und bauraumsparender Aufbau bei mit einer Schraubenfeder vergleichbaren Federkräften und einem insbesondere zum Anschluss von elektrischen Leiter 2 mit gro-ßen Leiterquerschnitten benötigten Federweg möglich. Erkennbar ist, dass der Anlageschenkel 41, die beiden Federabschnitte 42a, 42b und der Klemmschenkel 43 lageweise sehr kompakt übereinander angeordnet sind. Die Federabschnitte 42a und 42b befinden sich dabei in dem Zwischenraum zwischen dem Klemmschenkel 43 und dem Anlageschenkel 41. Damit kann eine Betätigungsanordnung 16 sehr dicht oberhalb des oberen Stromschienenteils 4a angeordnet sein. Die Federabschnitte 42a, 42b, welche die einander gegenüberliegenden seitlichen Federbögen 40a, 40b, 40c miteinander verbinden, liegen dabei dicht an dicht zwischen der Betätigungsanordnung 16 und dem oberen Stromschienenteil 4a bzw. einem in 6 dargestellten Auflager 15. Die seitlichen, etwas größer aufbauenden Federbögen 40a, 40b, 40c, welche die Federkraft bereitstellen, sind dabei günstig in entsprechenden Freiräumen aufgenommen.
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6b lässt eine alternative Ausführungsform einer Leiteranschlussklemme 1 erkennen, bei der wiederum eine drei Federbögen 40a, 40b, 40c aufweisende Schlaufenfeder vorgesehen ist. Bei dieser Ausführungsform wird der elektrische Leiter 2 direkt zwischen einer Klemmkante am Klemmschenkel 43 und dem Stromschienenteil 4a angeklemmt. Bei dieser denkbaren Nutzung einer Schlaufenfeder sind keine zwei parallel geschalteten Stromschienenteile vorhanden. Im Vergleich zu einer Käfigzugfeder, die nur zwei Biegungen hat, von denen nur eine einen Federbogen zur Bereitstellung der Federkraft bildet, sind bei der vorliegenden Variante mindestens zwei Federbögen 40a, 40b, 40c vorhanden. Diese sind um einen Biegeradius von weit mehr als 90° und im dargestellten Ausführungsbeispiel von mehr als 180° umgebogen, sodass die Federabschnitte 42a, 42b, welche die einander gegenüberliegenden Federbögen 40a, 40b bzw. 40b und 40c miteinander verbinden, lageweise übereinander angeordnet sind und zwischen dem Klemmschenkel 43 und dem sich an den ersten Federbogen 40a unmittelbar anschließenden Bereich des Klemmschenkels 43 positioniert sind. Die Betätigungsanordnung 16 kann dabei oberhalb des in den ersten Federbogen 40a übergehenden Bereichs des Klemmschenkels 43 positioniert sein. Die Federbögen 40a, 40b und 40c werden dabei in den freien Raum aufgenommen. Die Schlaufenfeder kann auch hier sehr stark komprimiert werden. Da mit einer Schraubenfeder vergleichbaren Federkraft und dem zum Anklemmen großer Leiterquerschnitte benötigten Federweg kann diese Schlaufenfeder sehr klein und bauraumsparend aufgebaut werden.
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7 lässt eine Frontansicht auf die Leiteranschlussklemme 1 aus 6 im Teilschnitt erkennen. Dabei befindet sich die Leiteranschlussklemme 1 im Ruhezustand, bei dem das bewegliche zweite Stromschienenteil 4b durch die Federkraft des Kraftelementes 5 in Richtung des (zweilagigen) ersten Stromschienenteils 4a verlagert ist. Deutlich wird, dass das bewegliche zweite Stromschienenteil 4b auf dem Quersteg 10 des Bügelelementes 9a aufgelagert ist, der die Leiterdurchführungsöffnung 19 zum Durchführen eines elektrischen Leiters begrenzt. An den die Durchführungsöffnung 19 seitlich begrenzenden Seitenstegen 20 sind Nasen 21 vorhanden, mit denen das zweite Stromschienenteil 4b an dem Bügelelement 9a hinsichtlich seiner Lage gesichert ist. Eine gewisse Beweglichkeit zwischen dem zweiten Stromschienenteil 4b und dem Bügelelement 9a kann dabei immer noch möglich sein.
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Mit Hilfe der mehrfach gebogenen Schlaufenfeder als Kraftelement 5, die einen Biegeradius von mehr als 200° haben, wird eine überaus flache Feder bereitgestellt, die sehr stark komprimiert werden kann und einen großen Hub aufweist.
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8 lässt eine weitere Ausführungsform der Leiteranschlussklemme 1 nach dem Grundprinzip der 2 erkennen. Hier steht das feststehende erste Stromschienenteil 4a in einer direkten, elektrisch leitenden, aber beweglichen Verbindung 8 mit dem beweglichen zweiten Stromschienenteil 4b. Deutlich wird, dass das Kraftelement 5 durch eine Käfigzugfeder gebildet ist, die mit ihrem Anlageschenkel 22 auf dem ersten Stromschienenteil 4a auf der Seite auflagert, die dem beweglichen zweiten Stromschienenteil 4b gegenüberliegt. An den Anlageschenkel 22 schließt sich ein Federbogen 23 an, der in einen Betätigungsschenkel 24 übergeht. Nach einer weiteren Biegung ragt von dem Betätigungsschenkel 24 der Klemmschenkel 25 in Richtung des ersten Stromschienenteils 4a ab. Das erste Stromschienenteil 4a ist dabei durch eine Durchführungsöffnung des Klemmschenkels 25 ebenso hindurchgeführt, wie das freie Ende des beweglichen zweiten Stromschienenteils 4b. Die freien Enden des ersten und zweiten Stromschienenteils 4a, 4b sind unter Bildung einer Klemmkante 6 jeweils abgewinkelt.
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In direkter elektrisch leitender, fester Verbindung mit dem feststehenden ersten Stromschienenteil 4a steht ein Ableiter 26. Dieser Ableiter 26 kann bspw. durch eine Steckzunge mit mehreren nebeneinander liegenden Kontaktgabelzungen gebildet werden, um die Übergangswiderstände bei möglichst kompaktem Aufbau weitestgehend zu reduzieren.
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9 zeigt die Leiteranschlussklemme 1 aus 8 nunmehr im betätigten Zustand. Hierbei ist ein Betätigungswerkzeug 28 in die der Leitereinführungsöffnung 12 im Isolierstoffgehäuse 11 angrenzende Betätigungsöffnung 27 hineingeführt. Das Betätigungswerkzeug 28 liegt dabei an dem Betätigungsschenkel 24 des Kraftelements 5 an, um den Betätigungsschenkel 24 in Richtung Anlageschenkel 22 zu drücken. Hierdurch wird der Klemmschenkel 25 verlagert und das zweite Stromschienenteil 4b wandert von dem ersten Stromschienenteil 4a weg. Es klappt sozusagen durch die bewegliche Verbindung 8 auf. Damit kann ein elektrischer Leiter in die frontseitige Leitereinführungsöffnung 12 im Isolierstoffgehäuse 11 durch die bei Käfigzugfedern übliche Durchführungsöffnung im Klemmschenkel 25 hindurchgeführt werden.
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10 lässt den Klemmzustand der Leiteranschlussklemme 1 aus 8 und 9 erkennen. Hierbei ist nunmehr ein elektrischer Leiter 2 in die Leitereinführungsöffnung 12 eingeführt. Das abisolierte Ende des elektrischen Leiters ist nunmehr zwischen den Klemmkanten 6 an den einander gegenüberliegenden Stromschienenteilen 4a, 4b angeklemmt. Das bewegliche zweite Stromschienenteil 4b wird dabei durch die Kraft der Klemmfeder des Kraftelementes 5, d.h. der Käfigzugfeder in Richtung des ersten Stromschienenteils 4a gedrückt. Dies gelingt dadurch, dass das zweite Stromschienenteil 4b auf einem die Durchführungsöffnung im Klemmschenkel 25 endseitig begrenzenden Quersteg 29 des Klemmschenkels 25 aufliegt.
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Deutlich wird, dass nunmehr die beiden Stromschienenteile 4a, 4b elektrisch parallel an dem elektrischen Leiter angeschlossen sind. Über die elektrisch leitende, bewegliche Verbindung 8 der beiden Stromschienenteile 4a, 4b ist eine Parallelschaltung zwischen dem elektrischen Leiter 2 und dieser elektrisch leitenden Verbindung 8 und dem sich daran anschließenden Ableiter 26 vorhanden.
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11 lässt eine Seiten-Schnittansicht durch die Stromschienenanordnung 3 der Leiteranschlussklemme 1 aus 8 bis 10 erkennen. Deutlich wird, dass das bewegliche zweite Stromschienenteil 4b mit seinem freien Ende in das feststehende erste Stromschienenteil 4a eingehängt ist. Das Stromschienenteil 4a hat hierzu eine Öffnung, in die das freie Ende des zweiten Stromschienenteils 4b eintaucht. Das freie Ende des zweiten Stromschienenteils 4b hat einen Schlitz 30, durch den zwei Federzungen 31 gebildet werden. Die beiden Federzungen 31 liegen auf einer gemeinsamen Ebene. Mit Hilfe dieses Schlitzes 30 üben die Federzungen 31 eine Klemmkraft aus, wenn das freie Ende des zweiten Stromschienenteils 4b in die Öffnung im ersten Stromschienenteil 4a eingepresst ist. Hierdurch wird ein guter elektrisch leitender Kontakt zwischen den beiden Stromschienenteilen 4a, 4b bei gleichzeitiger Beweglichkeit des zweiten Stromschienenteils 4b relativ zum ersten Stromschienenteil 4a sichergestellt. Insbesondere ist es möglich, dass das zweite Stromschienenteil 4b relativ zum ersten Stromschienenteil 4a kippbeweglich ist.
