DE102015118574A1

DE102015118574A1 - Kontaktierungsvorrichtung zum Kontaktieren eines elektrischen Leiters an eine elektrische Leiterbahn

Info

Publication number: DE102015118574A1
Application number: DE102015118574.1A
Authority: DE
Inventors: Anke Jülich; Klaus Dauer
Original assignee: Eaton Electrical IP GmbH and Co KG
Current assignee: Eaton Electrical IP GmbH and Co KG
Priority date: 2015-10-30
Filing date: 2015-10-30
Publication date: 2017-05-04
Also published as: US20180331449A1; WO2017072092A1; EP3369138B1; US10553978B2; CN108352628A; EP3369138A1

Abstract

Eine Kontaktierungsvorrichtung (1) zum Kontaktieren eines elektrischen Leiters (10) an eine elektrische Leiterbahn (20) umfasst einen Kontaktbügel (200), der in einem Hohlraum (104) eines Gehäuses (100) der Kontaktierungsvorrichtung (1) angeordnet ist. In einem Ausgangszustand ist ein Ende (211) des ersten Abschnitts (210) des Kontaktbügels an einem Materialvorsprung (221) gehalten. Der Kontaktbügel (200) ist derart ausgebildet, dass beim Einschieben des elektrischen Leiters (10) in den Hohlraum (104) des Gehäuses ein zweiter Abschnitt (220) des Kontaktbügels heruntergedrückt wird, wodurch sich das Ende (211) des ersten Abschnitts (210) des Kontaktbügels aus der Raststellung des Ausgangszustands löst und den elektrischen Leiter (10) im Klemmsitz an der elektrischen Leiterbahn (20) fixiert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kontaktierungsvorrichtung zum Kontaktieren eines elektrischen Leiters an eine elektrische Leiterbahn wobei die Verbindung des elektrischen Leiters mit der elektrischen Leiterbahn mittels der Einsteck-Klemmtechnologie erfolgt.
Eine Kontaktierungsvorrichtung, mit der ein elektrischer Leiter mittels der Einsteck-Klemmtechnologie an eine elektrische Leiterbahn, beispielsweise eine Stromschiene, kontaktiert werden kann, weist üblicherweise in einem Hohlraum eines Gehäuses ein Kontaktbügel auf, der mindestens einen federnden Schenkel umfasst. Mittels des federnden Schenkels des Kontaktbügels wird ein elektrischer Leiter beim Einschieben in dem Hohlraum des Gehäuses der Kontaktierungsvorrichtung gegen die elektrische Leiterbahn beziehungsweise Stromschiene gedrückt und daran im Klemmsitz fixiert. Der Kontaktbügel ist in dem Hohlraum des Gehäuses im Einschubweb, durch den der elektrischen Leiter in die Kontaktierungsvorrichtung eingeschoben wird, angeordnet.
Wenn der elektrische Leiter in dem Hohlraum der Kontaktierungsvorrichtung eingeschoben wird, muss der federnde Schenkel des Kontaktbügels durch den elektrischen Leiter entgegen der Rückstellkraft des Kontaktbügels aus seiner Ausgangsposition ausgelenkt werden, um den elektrischen Leiter aufgrund der Rückstellkraft des federnden Schenkels des Kontaktbügels im Klemmsitz zu fixieren. Beim Einschieben des elektrischen Leiters in den Hohlraum der Kontaktierungsvorrichtung muss zur Überwindung der Rückstellkraft des federnden Schenkels des Kontaktbügels eine Kraft aufgewandt werden. Bei einer üblichen Einsteck-Klemme muss ein abisoliertes Kabel mit einer größeren Kraft als die Rückstellkraft des federnden Schenkels des Kontaktbügels in die Kontaktierungsvorrichtung eingeschoben werden. Eine Kontaktierungsvorrichtung zur Realisierung einer Drehstromschienenverbindung mittels der Einsteck-Klemmtechnologie muss beim Einschieben des elektrischen Leiters großen Steckkräften standhalten.
Ein Anliegen der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kontaktierungsvorrichtung zum Kontaktieren eines elektrischen Leiters an einer elektrische Leiterbahn anzugeben, bei der zum Fixieren des elektrischen Leiters in der Kontaktierungsvorrichtung und somit zum Kontaktieren des elektrischen Leiters an die elektrische Leiterbahn ein geringer Kraftaufwand erforderlich ist.
Eine Ausführungsform einer Kontaktierungsvorrichtung zum Kontaktieren eines elektrischen Leiters an eine elektrische Leiterbahn, bei der zum Kontaktieren des elektrischen Leiters an die elektrische Leiterbahn nur ein geringer Kraftaufwand erforderlich ist, ist im Patentanspruch 1 angegeben.
Die erfindungsgemäße Kontaktierungsvorrichtung umfasst im Inneren eines Gehäuses der Kontaktierungsvorrichtung einen Kontaktbügel mit einem ersten Abschnitt und einem zweiten Abschnitt. Der erste Abschnitt des Kontaktbügels steht unter einer Biegespannung und weist ein Ende auf, mit dem der elektrische Leiter im Klemmsitz an der elektrischen Leiterbahn fixierbar ist. Der Kontaktbügel ist derart geformt, dass das Ende des ersten Abschnitts des Kontaktbügels vor dem Einschieben des elektrischen Leiters in einen Hohlraum der Kontaktierungsvorrichtung an einem Materialvorsprung, der aus dem zweiten Abschnitt des Kontaktbügels hervorsteht, anliegt.
Der Kontaktbügel ist des Weiteren in dem Hohlraum des Gehäuses der Kontaktierungsvorrichtung derart beweglich angeordnet, dass der elektrische Leiter beim Einschieben in den Hohlraum der Kontaktierungsvorrichtung gegen den zweiten Abschnitt des Kontaktbügels gedrückt wird, wodurch der zweite Abschnitt des Kontaktbügels und der Materialvorsprung derart verschoben wird, dass das Ende des ersten Abschnitts des Kontaktbügels von dem Anliegen an dem Materialvorsprung freigegeben wird und in Folge der Biegespannung des Kontaktbügels gegen den Leiter gedrückt wird, so dass der Leiter im Klemmsitz an der Leiterbahn gehalten wird.
Der in seinem Ausgangszustand vor dem Einschieben des elektrischen Leiters in den Hohlraum der Kontaktierungsvorrichtung an dem Materialvorsprung verrastete Kontaktbügel weist eine universelle Einsetzbarkeit in Reihenklemmen und Elektroschaltgeräten auf, die nun auch im geöffneten Zustand zur Kontaktierung eines elektrischen Leiters an eine elektrische Leiterbahn beziehungsweise Stromschiene bereitgestellt werden können. Der Kontaktbügel ist als eine Klemmfeder ausgebildet, wobei das Verrasten des federnden Schenkels des Kontaktbügels im Ausgangszustand an dem Materialvorsprung sowie die Fixierung des elektrischen Leiters an der elektrischen Leiterbahn durch ein einzelnes Element gewährleistet werden kann.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Figuren, die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung zeigen, näher erläutert.
Es zeigen:
1A eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Kontaktierungsvorrichtung zum Kontaktieren eines elektrischen Leiters an eine elektrische Leiterbahn,
1B eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer Kontaktierungsvorrichtung zum Kontaktieren eines elektrischen Leiters an eine elektrische Leiterbahn,
1C eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform einer Kontaktierungsvorrichtung zum Kontaktieren eines elektrischen Leiters an eine elektrische Leiterbahn,
2A eine erste Ausführungsform eines Führungselements zur Führung und Formung des Kontaktbügels,
2B eine zweite Ausführungsform eines Führungselements zur Führung und Formung des Kontaktbügels,
2C eine schematische Darstellung einer Ausgestaltungsform einer Kontaktierungsvorrichtung mit einer dritten Ausführungsform eines Führungselements,
3A eine vereinfachte Ansicht einer Ausführungsform einer Kontaktierungsvorrichtung zum Kontaktieren eines elektrischen Leiters an eine elektrische Leiterbahn vor dem Einschieben des elektrischen Leiters in die Kontaktierungsvorrichtung,
3B einen Kontaktbügel einer Kontaktierungsvorrichtung zum Kontaktieren eines elektrischen Leiters an eine elektrische Leiterbahn in einem verrasteten Ausgangszustand,
4 eine vereinfachte Darstellung einer Kontaktierungsvorrichtung zum Kontaktieren eines elektrischen Leiters an eine elektrische Leiterbahn beim Lösen eines federnden Schenkels des Kontaktbügels aus der verrasteten Ausgangsstellung,
5A eine vereinfachte Darstellung einer Kontaktierungsvorrichtung zum Kontaktieren eines elektrischen Leiters an eine elektrische Leiterbahn mit einem im Klemmsitz gehaltenen elektrischen Leiter mit großem Leiterquerschnitt,
5B eine vereinfachte Darstellung einer Kontaktierungsvorrichtung zum Kontaktieren eines elektrischen Leiters an eine elektrische Leiterbahn mit einem im Klemmsitz gehaltenen elektrischen Leiter mit kleinem Leiterquerschnitt,
6 eine vereinfachte Darstellung einer Kontaktierungsvorrichtung zum Kontaktieren eines elektrischen Leiters an eine elektrische Leiterbahn beim Lösen des elektrischen Leiters aus dem Klemmsitz,
7A eine vereinfachte Darstellung einer Kontaktierungsvorrichtung zum Kontaktieren eines elektrischen Leiters an eine elektrische Leiterbahn in einem Endzustand nach der Entnahme des elektrischen Leiters aus der Kontaktierungsvorrichtung,
7B ein Kontaktbügel der Kontaktierungsvorrichtung in einem entspannten Endzustand,
8 eine vereinfachte Darstellung einer Kontaktierungsvorrichtung zum Kontaktieren eines elektrischen Leiters an eine elektrische Leiterbahn beim Zurückschieben des Kontaktbügels in die verrastete Ausgangsstellung,
9A und 9B einen Querschnitt durch und eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform einer Kontaktierungsvorrichtung zum Kontaktieren eines elektrischen Leiters an eine elektrische Leiterbahn.
Die 1A und 1B zeigen jeweils eine schematische Darstellung einer Kontaktierungsvorrichtung 1 zum Kontaktieren eines elektrischen Leiters 10 an eine elektrische Leiterbahn 20, bei der zum Fixieren des elektrischen Leiters an der elektrischen Leiterbahn nur ein geringer Kraftaufwand beim Einstecken des elektrischen Leiters in die Kontaktierungsvorrichtung erforderlich ist. Die Kontaktierungsvorrichtung 1 umfasst ein Gehäuse 100 mit einer ersten Öffnung 101 zum Einschieben des elektrischen Leiters 10 in einen Hohlraum 104 des Gehäuses und mit einer zweiten Öffnung 102 zum Einschieben der elektrischen Leiterbahn 20 in den Hohlraum 104 des Gehäuses. Die elektrische Leiterbahn kann beispielsweise eine Stromschiene sein, mit der ein elektrisches Signal an ein elektrisches Gerät, beispielsweise ein Relais oder einen Leistungsschutzschalter, angelegt werden kann. Die Kontaktierungsvorrichtung 1 umfasst einen Kontaktbügel 200, der in dem Hohlraum 104 des Gehäuses 100 angeordnet ist. Der Kontaktbügel 200 weist einen ersten Abschnitt 210 mit einem Ende 211 zum Andrücken des Leiters 10 an die elektrische Leiterbahn 20 auf. Des Weiteren weist der Kontaktbügel 200 einen zweiten Abschnitt 220 auf, aus dem ein Materialvorsprung 221 des Kontaktbügels hervorsteht.
Der Kontaktbügel 200 ist derart in dem Hohlraum 104 des Gehäuses gebogen ausgebildet, dass der erste Abschnitt 210 unter einer Biegespannung steht und somit als ein federnder Schenkel ausgebildet ist. Aufgrund der Biegespannung wird das Ende 211 des ersten Abschnitts 210 des Kontaktbügels in einem Ausgangszustand, bevor der elektrische Leiter 10 in den Hohlraum 104 eingeführt wird, gegen den Materialvorsprung 211 gedrückt. Im Ausgangszustand befindet sich der Kontaktbügel 200 somit in einem an dem Materialvorsprung 211 verrasteten Zustand.
Der zweite Abschnitt 220 des Kontaktbügels 200 ist in dem Hohlraum 104 unter der ersten Öffnung 101 des Gehäuses und oberhalb der Bodenfläche 105 des Hohlraums 104 angeordnet, so dass der Leiter beim Einschieben in den Hohlraum 104 durch die erste Öffnung 101 des Gehäuses 100 in Längsrichtung der ersten Öffnung 101 gegen den zweiten Abschnitt 220 des Kontaktbügels gedrückt wird. Der zweite Abschnitt 220 des Kontaktbügels 200 ist in dem Gehäuse 100 derart beweglich angeordnet, dass der zweite Abschnitt 220 des Kontaktbügels und der Materialvorsprung 221 in Richtung der Bodenfläche des Hohlraums verschoben werden, wenn der Leiter 10 gegen den zweiten Abschnitt 220 des Kontaktbügels 200 gedrückt wird. Der zweite Abschnitt 220 des Kontaktbügels ist in einem Abstand über der Leiterbahn 20 beziehungsweise der Bodenfläche 105 des Hohlraums des Gehäuses federnd angeordnet, so dass er beim Andrücken durch das Ende des elektrischen Leiters 10, beispielsweise einer Aderendhülse, nachgibt und in Richtung des Bodens 105 des Hohlraums 104 ausgelenkt wird. Dadurch wird auch der Materialvorsprung 221 herunter gedrückt und das Ende 211 des ersten Abschnitts 210 des Kontaktbügels aus der Raststellung entklinkt beziehungsweise gelöst.
In 1 ist der maximale Hub h zum Entklinken des an dem Materialvorsprung 221 verrasteten Endes 211 des ersten Abschnitts 210 des Kontaktbügels eingezeichnet. Durch das Verschieben des Abschnitts 220 in Richtung auf den darunter angeordneten Abschnitt der elektrischen Leiterbahn wird das Ende 211 des ersten Abschnitts 210 des Kontaktbügels 200 von dem Anliegen an dem Materialvorsprung 221 freigegeben und in Folge der Biegespannung des ersten Abschnitts 210 des Kontaktbügels 200 gegen den Leiter 10 gedrückt, so dass der Leiter 10 im Klemmsitz an der Leiterbahn 20 gehalten wird.
Die Kontaktierungsvorrichtung 1 weist in dem Hohlraum 104 des Gehäuses 100 ein Führungselement 300 auf, entlang dem der Kontaktbügel 200 geführt wird. Das Führungselement 300 ist dabei derart ausgeführt, dass der erste Abschnitt 210 des Kontaktbügels 200 unter der Biegespannung steht. Infolge dieser Biegespannung wird das Ende 211 des ersten Abschnitts 210 des Kontaktbügels im Ausgangszustand gegen den Materialvorsprung 221 gedrückt. Das Führungselement 300 kann verschiedene funktionale Komponenten aufweisen.
Beispielsweise kann das Führungselement 300 gemäß einer Ausführungsform einen Anschlag 310 zur Begrenzung einer Bewegung des ersten Abschnitts 210 des Kontaktbügels 200 zwischen dem Anschlag 310 und dem Materialvorsprung 221 aufweisen. Der Anschlag 310 des Führungselements 300 ist in dem Hohlraum 104 an einer Position angeordnet, so dass die Biegespannung des ersten Abschnitts 210 des Kontaktbügels beim Anlegen des ersten Abschnitts 210 des Kontaktbügels an dem Anschlag 310 höher als beim Anlegen an den Materialvorsprung 221 des Kontaktbügels ist. Der Anschlag 310 kann in dem Hohlraum 104 in einem geringen Abstand hinter dem Materialvorsprung 221 angeordnet sein.
Der zweite Abschnitt 220 des Kontaktbügels 200 ist in dem Gehäuse 100 im Wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung der ersten Öffnung 101 angeordnet und kann insbesondere parallel zur Bodenfläche 105 des Hohlraums 104 angeordnet sein. Der Kontaktbügel 200 weist einen dritten Abschnitt 230 auf, der in dem Gehäuse 100 im Wesentlichen senkrecht zu dem zweiten Abschnitt 220 des Kontaktbügels 200 angeordnet ist. Dazu ist der Kontaktbügel zwischen dem zweiten Abschnitt 220 und dem dritten Abschnitt 230 um ca. 90° gebogen. Das Führungselement 300 kann gemäß einer weiteren Ausführungsform eine erste Anlage 320 aufweisen, an der der dritte Abschnitt 230 des Kontaktbügels 200 anliegt.
Der Kontaktbügel 200 weist einen sich an den dritten Abschnitt 230 anschließenden vierten Abschnitt 240 auf. Der vierte Abschnitt 240 weist einen gebogenen Bereich 241 auf, an dem der Kontaktbügel annähernd halbkreisförmig gebogen ist. Gemäß einer möglichen Ausführungsform der Kontaktierungsvorrichtung, die in 1A gezeigt ist, kann das Führungselement 300 eine zweite Anlage 330 aufweisen, auf dem der gebogene Bereich 241 des vierten Abschnitts 240 des Kontaktbügels aufliegt.
An den vierten Abschnitt 240 des Kontaktbügels schließt sich ein fünfter Abschnitt 250 an, der annähernd parallel zu dem dritten Abschnitt 230 des Kontaktbügels verläuft. An den fünften Abschnitt 250 schließt sich der erste Abschnitt 210 des Kontaktbügels an, der ausgehend von dem fünften Abschnitt 250 des Kontaktbügels in Richtung des Materialvorsprungs 221 gebogen ist.
Bei der in 1B gezeigten Ausführungsform der Kontaktierungsvorrichtung 1 weist das Führungselement 300 im Unterschied zu der in 1A gezeigten Ausführungsform eine Auflage 340, auf der der zweite Abschnitt 220 des Kontaktbügels aufliegt, auf. Die Auflage 340 des Führungselements 300 ist an einem Ende des zweiten Abschnitts 220 des Kontaktbügels, an dem der zweite Abschnitt 220 des Kontaktbügels in den dritten Abschnitt 230 des Kontaktbügels übergeht, angeordnet.
Darüber hinaus kann bei beiden in den 1A und 1B gezeigten Ausführungsformen die zweite Anlage 330 des Führungselements 300 entfallen. Dadurch weist der erste Abschnitt 210 des Kontaktbügels eine größere Federwirkung auf. Die dadurch bedingte Verlängerung der Klemmhebellänge des Kontaktbügels 200 verleiht dem Kontaktbügel, insbesondere dem ersten Abschnitt 210 des Kontaktbügels, eine bessere Elastizität, als wenn der gebogene Bereich 241 des vierten Abschnitts 240 des Kontaktbügels auf der zweiten Anlage 330 anliegt.
Der Materialvorsprung 221 kann als eine Nase zum Verrasten des Endes 211 des ersten Abschnitts 210 des Kontaktbügels 200 ausgebildet sein. Die Nase ist dabei aus einer Ebene des zweiten Abschnitts 220 des Kontaktbügels herausgebogen. Die Nase kann beispielsweise als ein rechteckiger Materialsteg ausgebildet sein, der an sämtlichen Seitenkanten aus dem zweiten Abschnitt 220 des Kontaktbügels herausgeschnitten ist und lediglich an einer Seitenkante noch mit dem zweiten Abschnitt 220 des Kontaktbügels verbunden ist. An dieser verbundenen Seitenkante ist der Materialvorsprung 221 nach oben aus der Ebene des zweiten Abschnitts 220 des Kontaktbügels herausgebogen. Dies ist beispielsweise in 3B gezeigt.
Die Kontaktierungsvorrichtung 1 umfasst ein Betätigungselement 400 zum Bewegen des ersten Abschnitts 210 des Kontaktbügels in verschiedene Stellungen. Auf die genaue Funktion des Betätigungselements 400 wird im Folgenden bei der Beschreibung der 3A bis 8 noch näher eingegangen. Alternativ kann das Betätigungselement 400 entfallen wie in 1C gezeigt. Wenn eine Betätigung des Kontaktbügels 200 erfolgen soll, kann das Betätigungselement durch ein entsprechendes Werkzeug 410 ersetzt werden, das von der Größe geeignet ist, in den Spalt vor dem gebogenen Bereich des Kontaktbügels 241 eingeführt zu werden, wie zum Beispiel ein Schraubenzieher, ein Stromprüfer oder ähnliches.
Wie in den Ausführungsformen der 1A und der 1B gezeigt ist, weist die elektrische Leiterbahn 20 einen ersten Abschnitt 21 und einen zweiten Abschnitt 22 auf. Der erste Abschnitt 21 der elektrischen Leiterbahn 20 ist in dem Hohlraum 104 des Gehäuses der Kontaktierungsvorrichtung parallel zu dem zweiten Abschnitt 220 des Kontaktbügels angeordnet und verläuft beispielsweise auf der Bodenfläche des Hohlraums 104. Der zweite Abschnitt 22 der elektrischen Leiterbahn 20 schließt sich an den ersten Abschnitt 21 an und verläuft in dem Hohlraum 104 des Gehäuses der Kontaktierungsvorrichtung senkrecht zu dem ersten Abschnitt 21 der elektrischen Leiterbahn 20. Der zweite Abschnitt 22 kann einen Vorsprung 23 aufweisen, auf dessen Funktion bei der Beschreibung der 7A und 7B noch näher eingegangen wird.
Die 2A bis 2C zeigen verschiedene Ausführungsformen des Führungselements 300. Gemäß 2A kann das Führungselement 300 einen metallischen Rahmen 301 aufweisen. An der metallischen Rahmenkonstruktion ist der Anschlag 310 als ein Vorsprung mit einer gebogenen Anschlagsfläche, an dem der erste Abschnitt 210 des Kontaktbügels aufliegt, ausgebildet. Die erste Anlage 320 ist als ein gebogener Vorsprung an dem Rahmen 301 ausgebildet. Der dritten Abschnitt 230 des Kontaktbügels 200 wird zwischen der ersten Anlage 320 und einer Wand der Rahmenkonstruktion 301 geführt. Die Wand weist an ihrem unteren Ende einen gebogenen Abschnitt auf, der die Auflage 340 bildet, auf der der Teil des zweiten Abschnitts 220 des Kontaktbügels, der in den dritten Abschnitt 230 übergeht, aufliegt. Das Führungselement umfassend die Rahmenkonstruktion 301 sowie den daran angebrachten Anschlag 310, die Anlage 320 sowie die Auflage 340 ist innerhalb des Hohlraums 104 des Gehäuses angeordnet.
Gemäß der in 2B gezeigten Ausführungsform ist das Führungselement 300 als ein Teileträger ausgebildet. Das Führungselement 300 weist eine Halterung 303 in Form einer rückseitigen Wand auf. Auf die Wand 303 ist ein Formungselement 302 aufgesetzt. Der Kontaktbügel 200 wird entlang der Kontur des Formungselements geführt. Das Führungselement umfassend die Halterung 303 sowie das Formungselement 302 ist innerhalb des Hohlraums 104 des Gehäuses angeordnet.
2C zeigte eine weitere mögliche Ausführungsform des Führungselements 300. Das Führungselement 300 wird durch das Material des Gehäuses 100 der Kontaktierungsvorrichtung geformt und umfasst ein Formungselement 302. Das Formungselement 302 ist innerhalb des Hohlraums 104 angeordnet und ist aus einer Kontur des Gehäuses geformt.
Die Funktionsweise der Kontaktierungsvorrichtung zum Kontaktieren des elektrischen Leiters 10 an die elektrische Leiterbahn 20 wird im Folgenden anhand der 3A bis 8 anschaulich beschrieben. Die 3A, 4, 5, 6, 7A und 8 zeigen vereinfachte Ausführungsformen der Kontaktierungsvorrichtung 1 in verschiedenen Zuständen vor, während und nach dem Einschieben des elektrischen Leiters 10 in den Hohlraum 104 der Kontaktierungsvorrichtung sowie nach der Entnahme des elektrischen Leiters aus der Kontaktierungsvorrichtung.
Bei den Ausführungsformen der Kontaktierungsvorrichtung der 3A, 4, 5, 6, 7A und 8 ist das Führungselement 300 beispielhaft ähnlich zu der in 2C gezeigten Ausführungsform als ein einziger Materialblock, der in dem Hohlraum 104 des Gehäuses 100 der Kontaktierungsvorrichtung angeordnet ist, beziehungsweise als eine Kontur in dem Hohlraum 104 des Gehäuses 100 ausgebildet. Der Kontaktbügel 200 ist als eine Einsteckklemmfeder ausgebildet und wird entlang des Führungselements 300 geführt.
Der Kontaktbügel ist in einem definierten Bereich im Hohlraum des Gehäuses 100 klemmend eingebaut. Damit wird sichergestellt, dass die Federkräfte des jeweilig als Federschenkel ausgebildeten ersten Abschnitts 210 und des zweiten Abschnitts 220 des Kontaktbügels für ihre jeweiligen Funktionen gewährleistet sind.
Die 3A und 3B zeigen eine Ausgangsstellung, in der der Kontaktbügel an dem als Rastnase ausgebildeten Materialvorsprung 221 verrastet ist. Der Materialvorsprung beziehungsweise die Rastnase 221 ist in den zweiten Abschnitt 220 des Kontaktbügels integriert. Wie in den 3A und 3B gezeigt ist, wird der erste Abschnitt 210 des Kontaktbügels in einer Ausgangsposition des Kontaktbügels an dem Materialvorsprung 221 vorgespannt und somit in einer stabilen Raststellung gehalten, bevor der elektrische Leiter 10 durch die erste Öffnung 101 in den Hohlraum 104 des Gehäuses 100 der Kontaktierungsvorrichtung eingeschoben wird. Im Ausgangszustand, vor dem Einschieben des elektrischen Leiters 10 in den Hohlraum 104 befindet sich die Kontaktierungsvorrichtung in einem offenen Zustand, da der Kontaktbügel sich nicht im Einschubweg des elektrischen Leiters befindet.
Die Länge des ersten Abschnitts 210 des Kontaktbügels ist derart zu wählen, dass gewährleistet ist, dass der Kontaktbügel 200 in der Ausgangsstellung sicher an dem Materialvorsprung gehalten wird. 3B zeigt im Vergleich zu der in 3A gezeigten Ausgestaltung des Kontaktbügels eine Ausführungsform, bei der der erste Abschnitt 210 länger ausgebildet ist. Der erste Abschnitt 210 des Kontaktbügels kann im Bereich des Materialvorsprungs 221 beispielsweise bis zu dem zweiten Abschnitt 220 des Kontaktbügels verlängert sein.
Bei den in den 3A bis 9B gezeigten Ausführungsformen der Kontaktierungsvorrichtung 1 weist das Betätigungselement 400 unterschiedliche Markierungen auf. Am Stand beziehungsweise der Sichtbarkeit dieser Markierungen lässt sich die momentane Stellung beziehungsweise Position des Kontaktbügels 200 innerhalb des Gehäuses von außen erkennen. Das Betätigungselement 400 ist in der in den 3A und 3B gezeigten Ausgangsposition des Kontaktbügels in der dritten Öffnung 103 des Gehäuses in seiner tiefsten Position angeordnet. Das Ende des Betätigungselements 400 liegt auf dem federnden ersten Abschnitt 210 des Kontaktbügels 200 auf. Nur die schraffierte Markierung des Betätigungselements 400 ragt aus der dritten Öffnung 103 des Gehäuses hervor. Der schraffierte Bereich der Markierung schließt mit der Oberkante des Gehäuses ab und zeigt einem Bediener an, dass sich der Kontaktbügel 200 in der verrasteten Ausgangsstellung befindet.
4 zeigt den Zustand der Kontaktierungsvorrichtung 1 beim Einschieben des elektrischen Leiters 10 in die erste Öffnung 101 des Gehäuses der Kontaktierungsvorrichtung. Der elektrische Leiter 10 kann an seinem Ende eine Aderendhülse 11 aufweisen. Durch die Raststellung des Kontaktbügels befindet sich der erste Abschnitt 210 des Kontaktbügels nicht im Einschubweg des elektrischen Leiters 10, so dass der Leiter 10 ohne größeren Kraftaufwand in den Hohlraum 104 der Kontaktierungsvorrichtung eingeschoben werden kann.
Beim Einschieben des Endes des elektrischen Leiters 10 beziehungsweise der Aderendhülse 11 in den Hohlraum 104 des Gehäuses wird das Ende des zweiten Abschnitts 220 des Kontaktbügels 200 in Richtung des Abschnitts 21 der elektrischen Leiterbahn 20 niedergedrückt. Durch das Niederdrücken des als Federschenkel ausgebildeten zweiten Abschnitts 220 des Kontaktbügels wird der Materialvorsprung 221 abgesenkt und der ebenfalls als Federschenkel ausgebildete erste Abschnitt 210 des Kontaktbügels aus der Raststellung, in der er an dem Materialvorsprung 221 anliegt, gelöst.
Dadurch bewegt sich das Ende 211 des ersten Abschnitts 210 des Kontaktbügels 200 in Richtung der ersten Öffnung 101, bis das Ende 211 des Federschenkels 210 an dem elektrischen Leiter 10 beziehungsweise der Aderendhülse 11 anliegt. Durch die Federkraft des Federschenkels 210 wird der Leiterabschluss an die elektrische Leiterbahn 20 gepresst. Die 5A und 5B zeigen elektrische Leiter 10 mit unterschiedlichem Durchmesser, die durch das Ende 211 des ersten Abschnitts 210 des Kontaktbügels 200 im Klemmsitz an der elektrischen Leiterbahn 20 gehalten werden. Das Betätigungselement 400 wird durch den Federschenkel 210 in der dritten Öffnung 103 des Gehäuses 100 angehoben und in eine entsprechende Position geführt. Bei der in 5A gezeigten Stellung des Betätigungselements 400 wird der helle Bereich unterhalb der Schraffierung der Markierung sichtbar. Bei der in 5B gezeigten Stellung des Betätigungselements ist der helle Bereich unterhalb der Schraffur noch mehr sichtbar. Beide Stellungen des Betätigungselements zeigen einem Bediener an, dass sich der elektrische Leiter durch den Klemmbügel 200 im Klemmsitz befindet.
Zum Niederdrücken des zweiten Abschnitts 220 des Kontaktbügels ist ein deutlich geringerer Kraftaufwand erforderlich als bei Ausführungsformen der Kontaktierungsvorrichtung, bei denen der federnde Schenkel 210 des Kontaktbügels im Einschubweg des elektrischen Leiters 10 angeordnet ist und erst durch die auf den Leiter von außen wirkende Einschubkraft entgegen seiner Rückstellkraft zur Seite gedrückt werden muss. Somit ist zur Fixierung des elektrischen Leiters 10 an der Leiterbahn 20 ein geringerer Kraftaufwand erforderlich.
6 veranschaulicht das Lösen des elektrischen Leiters 10 aus dem Klemmsitz, indem das Betätigungselement 400 durch ein passendes Werkzeug 2 in der Öffnung 103 des Gehäuses 100 niedergedrückt wird. Das Betätigungselement 400 dient zum Bewegen des ersten Abschnitts 210 des Kontaktbügels 200 entgegen der Rückstellkraft des Kontaktbügels. Dazu wird das Betätigungselement 400 von dem Werkzeug 2 in der dritten Öffnung 103 des Gehäuses 100 nach unten in Richtung des Hohlraums 104 des Gehäuses bewegt. Alternativ kann – wie in 1C gezeigt – auch das Lösen des elektrischen Leiters 10 aus dem Klemmsitz direkt durch das Werkzeug 410 erzielt werden. Dies kann durch Schieben in Richtung A und / oder eine Hebelbewegung in Richtung B durch das Werkzeug 410 erzielt werden.
In den verschiedenen Ausführungsformen mit und ohne Betätigungselement 400 können Werkzeuge 2 und 410 dabei das gleiche Werkzeug oder unterschiedliche Werkzeuge sein.
Nach dem Lösen aus dem Klemmsitz und dem Entfernen des elektrischen Leiters 10 aus dem Hohlraum 104 des Gehäuses wird der erste Abschnitt 210 des Kontaktbügels 200 durch die Biegespannung in Richtung der ersten Öffnung 101 des Gehäuses ausgelenkt. Der Abschnitt 210 des Kontaktbügels wird soweit ausgelenkt, bis das Ende 211 an dem als Nocken ausgebildeten Vorsprung 23 des zweiten Abschnitts 22 der Leiterbahn 20 anliegt. Durch die Bewegung des ersten Abschnitts 210 des Kontaktbügels wird das Betätigungselement 400 in der dritten Öffnung 103 des Gehäuses weiter hochgedrückt, bis die Strichmarkierung an dem Betätigungselement von außen sichtbar ist. Diese Stellung des Betätigungselements 400 zeigt einem Bediener an, dass sich der Kontaktbügel 200 im entspannten Endzustand befindet. 7B zeigt den Kontaktbügel 200 mit dem ersten Abschnitt 210 in seiner Endposition nach der Entnahme des elektrischen Leiters 10 aus dem Hohlraum 104 des Gehäuses.
8 veranschaulicht das Zurückbewegen des federnden Schenkels 210 des Kontaktbügels in die verrastete Ausgangsstellung nach der Entnahme des elektrischen Leiters aus der Öffnung 101 des Gehäuses. Mittels Hereindrückens des Betätigungselements 400 in den Hohlraum 104 des Gehäuses wird der Abschnitt 210 des Kontaktbügels wieder in seiner Ausgangsstellung an dem Materialvorsprung 221 verrastet. Wie auch schon in 1C gezeigt, kann dies alternativ auch ohne Betätigungselement direkt mit einem Werkzeug geschehen.
Die 9A und 9B zeigen eine mögliche Ausführungsform der Kontaktierungsvorrichtung 1 zum Kontaktieren des elektrischen Leiters 10 an die elektrische Leiterbahn 20 in einem Querschnitt und einer Draufsicht. Die Kontaktierungsvorrichtung kann beispielsweise als Reihenklemme ausgeführt sein, die mehrere Hohlräume 104 mit darin angeordneten Kontaktbügeln 200 umfasst. Auf der Oberseite weist die Kontaktierungsvorrichtung 1 mehrere erste Öffnungen 101 zum Einschieben von elektrischen Leitern 10 in jeweilige Hohlräume 104 der Kontaktierungsvorrichtung auf. Das Betätigungselement 400 kann eine Aussparung 500 aufweisen. Dadurch wird es ermöglicht, einen Kontaktanschluss eines Spannungsprüfgeräts in den Hohlraum 104 einzuschieben und mit dem Kontaktbügel 200 in Kontakt zu bringen. Die elektrische Leiterbahn 20 kann als eine Stromschiene ausgebildet sein, die mit einem nicht gezeigten Gerät, beispielsweise einem Relais, verbunden ist. Die elektrische Leiterbahn 20 ist durch die zweite Öffnung 102 des Gehäuses 100 der Kontaktierungsvorrichtung in den Hohlraum 104 des Gehäuses 100 eingeschoben.
Bezugszeichenliste

1: Kontaktierungsvorrichtung
2: Werkzeug
10: Elektrischer Leiter
11: Aderendhülse
20: Elektrische Leiterbahn / Stromschiene
21: Erster Abschnitt der elektrischen Leiterbahn / Stromschiene
22: Zweiter Abschnitt der elektrischen Leiterbahn / Stromschiene
23: Vorsprung / Nocken
100: Gehäuse
101: Erste Öffnung des Gehäuses
102: Zweite Öffnung des Gehäuses
103: Dritte Öffnung des Gehäuses
104: Hohlraum
105: Bodenfläche
200: Kontaktbügel
210: Erster Abschnitt des Kontaktbügels
211: Ende des ersten Abschnitts des Kontaktbügels
220: Zweiter Abschnitt des Kontaktbügels
221: Materialvorsprung / Nase
230: Dritter Abschnitt des Kontaktbügels
240: Vierter Abschnitt des Kontaktbügels
241: Gebogener Bereich des Kontaktbügels
250: Fünfter Abschnitt des Kontaktbügels
300: Führungselement
310: Anschlag
320: Anlage
330: Auflage
400: Betätigungselement
410: Werkzeug
500: Aussparung des Betätigungselements

Claims

Kontaktierungsvorrichtung zum Kontaktieren eines elektrischen Leiters an eine elektrische Leiterbahn, umfassend: – ein Gehäuse (100) mit einer ersten Öffnung (101), die zum Einschieben des elektrischen Leiters (10) in einen Hohlraum (104) des Gehäuses (100) geeignet ist, und mit einer zweiten Öffnung (102), die zum Einschieben der elektrischen Leiterbahn (20) in den Hohlraum (104) des Gehäuses geeignet ist, – einen Kontaktbügel (200), der in dem Hohlraum (104) des Gehäuses (100) angeordnet ist, – wobei der Kontaktbügel (200) einen ersten Abschnitt (210) mit einem Ende (211), das zum Andrücken des Leiters (10) an die Leiterbahn (20) geeignet ausgebildet ist, und einen zweiten Abschnitt (220), aus dem ein Materialvorsprung (221) des Kontaktbügels (200) hervorsteht, aufweist, – wobei der Kontaktbügel (200) in dem Hohlraum (104) derart gebogen ausgebildet ist, dass der erste Abschnitt (210) unter einer Biegespannung steht und das Ende (211) des ersten Abschnitts (210) des Kontaktbügels (200) durch die Biegespannung gegen den Materialvorsprung (221) gedrückt wird, – wobei der zweite Abschnitt (220) des Kontaktbügels (200) unter der ersten Öffnung (101) des Gehäuses (100) angeordnet ist, – wobei der zweite Abschnitt (220) des Kontaktbügels (200) in dem Gehäuse (100) derart beweglich angeordnet ist, dass der zweite Abschnitt (220) des Kontaktbügels und der Materialvorsprung (221) verschoben werden, wenn eine Kraft auf den zweiten Abschnitt (220) des Kontaktbügels (200) einwirkt, wodurch das Ende (211) des ersten Abschnitts (210) des Kontaktbügels (200) von dem Anliegen an dem Materialvorsprung (221) freigegeben wird und infolge der Biegespannung des ersten Abschnitts (210) des Kontaktbügels (200) gegen den Leiter (10) gedrückt wird, so dass der Leiter (10) im Klemmsitz an der Leiterbahn (20) gehalten wird, wenn der Leiter (10) durch die erste Öffnung (101) und die Leiterbahn (20) durch die zweite Öffnung (102) in die Kontaktierungsvorrichtung eingeschoben ist.
Kontaktierungsvorrichtung nach Anspruch 1, umfassend: ein Führungselement (300), das in dem Hohlraum (104) des Gehäuses (100) angeordnet ist und entlang dem der Kontaktbügel (200) derart geführt ist, dass der erste Abschnitt (210) des Kontaktbügels (200) die Biegespannung aufweist.
Kontaktierungsvorrichtung nach Anspruch 2, – wobei das Führungselement (300) einen Anschlag (310) zur Begrenzung einer Bewegung des ersten Abschnitts (210) des Kontaktbügels (200) zwischen dem Anschlag (310) und dem Materialvorsprung (221) des Kontaktbügels aufweist, – wobei der Anschlag (310) des Führungselements (300) in dem Hohlraum (104) an einer Position angeordnet ist, so dass die Biegespannung des ersten Abschnitts (210) des Kontaktbügels beim Anliegen des ersten Abschnitts (210) des Kontaktbügels an dem Anschlag (310) höher als beim Anliegen an dem Materialvorsprung (221) des Kontaktbügels ist.
Kontaktierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, – wobei der zweite Abschnitt (220) des Kontaktbügels (200) in dem Gehäuse (100) senkrecht zur Längsrichtung der ersten Öffnung (101) des Gehäuses (100) in einem Abstand über der Bodenfläche (105) des Hohlraums (104) angeordnet ist, – wobei der Kontaktbügel (200) einen dritten Abschnitt (230) aufweist, der in dem Gehäuse (100) senkrecht zu dem zweiten Abschnitt (220) des Kontaktbügels (200) angeordnet ist, – wobei das Führungselement (300) eine erste Anlage (320), an der der dritte Abschnitt (230) des Kontaktbügels anliegt, aufweist.
Kontaktierungsvorrichtung nach Anspruch 4, – wobei der Kontaktbügel (200) einen vierten Abschnitt (240) aufweist, der sich an den dritten Abschnitt (230) des Kontaktbügels (200) anschließt, – wobei der vierte Abschnitt (240) des Kontaktbügels einen gebogenen Bereich (241) aufweist, – wobei das Führungselement (300) eine zweite Anlage (330), auf dem der gebogene Bereich (241) des vierten Abschnitts (240) des Kontaktbügels aufliegt, aufweist.
Kontaktierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, – wobei das Führungselement (300) eine Auflage (340), auf der der zweite Abschnitt (220) des Kontaktbügels aufliegt, aufweist, – wobei die Auflage (340) des Führungselements an einem Ende des zweiten Abschnitts (220) des Kontaktbügels angeordnet ist, an dem der zweite Abschnitt (220) in den dritten Abschnitt (230) des Kontaktbügels übergeht.
Kontaktierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei das Führungselement (300) als ein Metallrahmen (301), der in dem Hohlraum (104) des Gehäuses (100) angeordnet ist, ausgebildet ist oder als eine Kontur (304) des Gehäuses ausgeformt ist.
Kontaktierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Materialvorsprung (221) als eine Nase zum Verrasten des Endes (211) des ersten Abschnitts (210) des Kontaktbügels (200) ausgebildet ist und die Nase aus der Ebene des zweiten Abschnitts (220) des Kontaktbügels herausgebogen ist.
Kontaktierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, umfassend: – ein Betätigungselement (400) zum Bewegen des ersten Abschnitts (210) des Kontaktbügels (200) entgegen der Rückstellkraft des Kontaktbügels, – wobei das Gehäuse (100) eine dritte Öffnung (103) zur Aufnahme des Betätigungselements (400) umfasst, – wobei der elektrische Leiter aus dem Klemmsitz lösbar ist, wenn das Betätigungselement (400) in der dritten Öffnung (103) des Gehäuses nach unten in Richtung des Hohlraums (104) des Gehäuses bewegt wird.
Kontaktierungsvorrichtung nach Anspruch 9, wobei der erste Abschnitt (210) des Kontaktbügels (200) als ein federnder Schenkel ausgebildet ist, der bei der Entnahme des Leiters (10) aus der ersten Öffnung (101) des Gehäuses (100) in Richtung der ersten Öffnung (101) des Gehäuses ausgelenkt wird, wenn der elektrische Leiter (10) durch das Bewegen des Betätigungselements (400) nach unten in Richtung des Hohlraums (104) des Gehäuses (100) aus dem Klemmsitz gelöst worden ist.
Kontaktierungsvorrichtung nach Anspruch 10, – wobei das Betätigungselement (400) in dem Hohlraum (104) des Gehäuses auf dem ersten Abschnitt (210) des Kontaktbügels aufliegt, wobei das Betätigungselement (400) in Abhängigkeit von der Bewegung des ersten Abschnitts (210) des Kontaktbügels (200) in der dritten Öffnung (103) des Gehäuses (100) nach oben bewegt wird.
Kontaktbügel für eine Kontaktierungsvorrichtung zum Kontaktieren eines elektrischen Leiters an eine elektrische Leiterbahn, umfassend: – einen ersten Abschnitt (210) mit einem Ende (211), – einen zweiten Abschnitt (220), aus dem ein Materialvorsprung (221) des Kontaktbügels (200) hervorsteht, – wobei der Kontaktbügel (200) derart gebogen ausgebildet ist, dass der erste Abschnitt (210) unter einer Biegespannung steht und das Ende (211) des ersten Abschnitts (210) des Kontaktbügels (200) durch die Biegespannung gegen den Materialvorsprung (221) gedrückt wird.
Kontaktbügel nach Anspruch 12, – wobei der Kontaktbügel derart geformt ist, dass das Ende (211) des ersten Abschnitts (210) des Kontaktbügels (200) von dem Anliegen an dem Materialvorsprung (221) freigegeben und infolge der Biegespannung ausgelenkt wird, wenn eine Kraft auf den zweiten Abschnitt (220) des Kontaktbügels (200) einwirkt.
Kontaktbügel nach einem der Ansprüche 12 oder 13, wobei der Materialvorsprung (221) als eine Nase zum Verrasten des Endes (211) des ersten Abschnitts (210) des Kontaktbügels (200) ausgebildet ist und die Nase aus der Ebene des zweiten Abschnitts (220) des Kontaktbügels herausgebogen ist.