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Die Erfindung betrifft eine Federanschlusseinrichtung zum Anschließen eines elektrischen Leiters nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Eine derartige Federanschlusseinrichtung umfasst ein Gehäuse, das eine Stecköffnung zum Einstecken eines elektrischen Leiters entlang einer Steckrichtung aufweist. An dem Gehäuse ist eine Stromschiene angeordnet, die zum Kontaktieren mit einem elektrischen Leiter dient. An dem Gehäuse ist zudem ein Federelement angeordnet, das einen elastisch zu der Stromschiene verstellbaren Klemmabschnitt aufweist. Zu dem Gehäuse kann ein Betätigungselement entlang einer Betätigungsrichtung verstellt werden, um zum Verstellen des Klemmabschnitts relativ zu der Stromschiene auf das Federelement einzuwirken. Das Betätigungselement weist ein entlang der Betätigungsrichtung zu dem Gehäuse verstellbares, erstes Teilelement und ein mit dem ersten Teilelement in Wirkverbindung stehendes, zweites Teilelement zum Einwirken auf das Federelement auf, wobei das zweite Teilelement relativ zu dem ersten Teilelement entlang einer Drehrichtung um die Betätigungsrichtung verdrehbar ist, sodass das zweite Teilelement in zumindest einer ersten Drehstellung gemeinsam mit dem ersten Teilelement entlang der Betätigungsrichtung zu dem Gehäuse verstellbar und in zumindest einer zweiten Drehstellung relativ zu dem Gehäuse entgegen der Betätigungsrichtung gesperrt ist. Das erste Teilelement weist einen Körper und zumindest ein an dem Körper geformtes, erstes Führungselement auf, das an einer Führungsbahn des Gehäuses geführt ist.
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Eine solche Federanschlusseinrichtung, auch bezeichnet als Federkraftklemme, ermöglicht das Anschließen eines oder mehrerer elektrischer Leiter. Eine solche Federanschlusseinrichtung kann beispielsweise an einer Leiterplatte angeordnet sein, sodass über die Federanschlusseinrichtung ein oder mehrere elektrische Leiter an die Leiterplatte angeschlossen werden können.
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Bei einer solchen Federanschlusseinrichtung ist zum einen wünschenswert, dass ein eingesteckter elektrischer Leiter mechanisch fest an der Federanschlusseinrichtung gehalten wird und zudem zuverlässig mit der Stromschiene kontaktiert ist. Zum anderen soll eine einfache Anschließbarkeit ermöglicht werden. Ein Federelement einer solchen Federanschlusseinrichtung kann beispielsweise als sogenannte Zugfeder ausgebildet sein, bei der ein eingesteckter elektrischer Leiter über eine durch das Federelement bewirkte Zugkraft in Anlage mit der Stromschiene gehalten wird. Solche Zugfederklemmen ermöglichen einen bedienerunabhängigen, vibrationssicheren Halt eines eingesteckten Leiters in dem Gehäuse bei zuverlässiger, beständiger elektrischer Kontaktierung mit der Stromschiene. Das Federelement kann aber auch einen anderen Federtyp, zum Beispiel eine Schenkelfeder nach Art einer Druckfeder, verwirklichen
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Das Betätigungselement dient dazu, auf das Federelement einzuwirken, um den Klemmabschnitt relativ zu der Stromschiene zu verstellen. Ist der Klemmabschnitt relativ zu der Stromschiene verstellt worden, kann ein elektrischer Leiter in einfacher, insbesondere kraftloser Weise in die Stecköffnung des Gehäuses eingesteckt werden, um in dem Gehäuse mit der Stromschiene elektrisch zu kontaktieren, oder ein an die Anschlusseinrichtung angeschlossener elektrischer Leiter kann aus der Stecköffnung entfernt werden. Ist ein elektrischer Leiter an die Federanschlusseinrichtung angeschlossen, so wird der elektrische Leiter über den Klemmabschnitt des Federelements in elastisch vorgespannter Weise in Richtung der Stromschiene belastet und dadurch in elektrischem Kontakt mit der Stromschiene gehalten.
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Wünschenswert ist bei einer solchen Federanschlusseinrichtung eine Bedienbarkeit, die es ermöglicht, das Federelement mit seinem Klemmabschnitt in geöffneter Stellung zu halten, sodass - ohne fortdauernde Krafteinwirkung auf das Betätigungselement - ein elektrischer Leiter in einfacher Weise an die Federanschlusseinrichtung angeschlossen werden kann.
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Aus einer aus der
DE 10 2008 039 232 A1 bekannten Federanschlusseinrichtung ist ein Betätigungselement bekannt, das durch einen Nutzer unter Verwendung eines geeigneten Werkzeugs, zum Beispiel eines Schraubendrehers, verdreht werden kann, um in einer in ein Gehäuse eingesteckten Stellung mit dem Gehäuse zu verrasten.
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Bei einem aus der
DE 32 37 832 C2 bekannten Anschluss kann ein Spannelement verdreht werden, um auf ein Federelement einzuwirken.
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Die
DE 31 41 362 C1 beschreibt eine Federdruckklemme für elektrische Leitungen mit einer seitlich neben einer Leitereinführöffnung eines Isoliergehäuses angeordneten Klemmschiene und einem beweglich gelagerten, die Klemmschiene untergreifenden, unter der Wirkung einer sich auf der Klemmschiene abstützenden Druckfeder stehenden Klemmrahmen, der durch Eingreifen eines Werkzeugs in eine Gehäuseöffnung von der Öffnungs- in die Klemmstellung verbracht werden kann. Der in einer quer zur Klemmschiene gerichteten Gleitführung gelagerte Klemmrahmen ist auf seiner dem Klemmende abgelegenen Stirnseite mit einem sich mit stirnseitigen Schrägflächen an den Gegenschrägen eines gehäuseseitigen Stellgliedes abstützenden Verriegelungsglied versehen, wobei das Verriegelungsglied oder das Stellglied drehbar am Klemmrahmen bzw. am Isoliergehäuse gelagert sind, so dass bei seiner Verwendung zwischen selbsthaltenden Endstellungen der Klemmrahmen unter Freigabe der elektrischen Leitung von der Klemmschiene abhebt bzw. an ihn anschnappt.
In der
JP H11 - 317 249 A ist eine Federkraftklemme beschrieben, bei welcher eine Zugfeder über ein drehbares Betätigungselement betätigbar ist, wobei das drehbare Betätigungselement über eine Druckfeder mit der Zugfeder zusammenwirkt.
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Die
WO 01/47067 A1 beschreibt eine schraubenlose Klemme mit einer Klemmfeder zum Anschließen eines Leiters gegen eine Stromschiene. Mit der Klemmfeder ist in deren Löserichtung ein Lösekörper in Wirkverbindung bringbar, der Teil einer Verbundvorrichtung zum Lösen mehrerer Klemmfedern ist.
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Weiter ist in der
DE 10 2008 008 651 A1 eine elektrische Klemme mit einem Federkraftklemmanschluss in einem Isolierstoffgehäuse für den Anschluss eines elektrischen Leiters an eine in dem Isolierstoffgehäuse des Federkraftklemmanschlusses angeordneten Stromschiene beschrieben, wobei der Federkraftklemmanschluss als Käfigzugfeder ausgebildet ist, die in einem Kontaktkäfig eingesetzt und deren Klemmschenkel über eine Gewindeschraube bewegbar ist. Die Käfigzugfeder ist über den Klemmschenkel mit einer Gewindemutter verbunden. Die Gewindemutter ist verdrehsicher in dem Isolierstoffgehäuse längsverschieblich geführt. Die Öffnung des Klemmanschlusses zur Aufnahme des elektrischen Leiters erfolgt durch den Zug der Gewindemutter am Klem mschenkel.
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Eine schraubenlose Anschlussklemme zum Anschluss eines elektrischen Leiters an einen Kontaktkörper, an dem eine Klemmfeder zum Anklemmen eines Leiters angeordnet ist, weist gemäß der
DE 299 20 231 U1 ein Schiebeelement auf, das von einer Ausgangsposition in eine Entriegelungsposition bewegbar ist, um eine Klemmverbindung zwischen dem Leiter und der Klemmfeder herzustellen oder zu lösen. Das Schiebeelement ist nach der Betätigung mittels einer Spanneinrichtung in die Ausgangsposition zurück verschiebbar.
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In der
DE 600 07 149 T2 ist ein bistabiler Anschlussverbinder beschrieben, der einen Käfig für die Aufnahme wenigstens eines Leiters und eines leitenden Anschlusses, der einer relativen Verlagerung unterworfen werden kann, um die Verbindung des oder der Leiter durch Ausüben einer Klemmung zwischen einer Wand des Käfigs und dem Anschluss zu ermöglichen, umfasst. Der Anschlussverbinder hat Mittel zum Zurückstellen des Anschlusses in einen Kontakt mit der Wand des Käfigs sowie Mittel zum Steuern der Position des Anschlusses zwischen zwei stabilen Positionen, einer ersten stabilen Position zum Klemmen des oder der Leiter in Kontakt mit der Wand und eine zweite stabile Position zum Lösen der Klemmung des oder der Leiter in einen Abstand hiervon, wobei die Positionsdifferenz durch eine schraubenlinienförmige Bewegung der Steuermittel in der Größenordnung einer halben Ganghöhe erhalten wird.
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Ein weiterer Federkraftklemmanschluss ist aus der
JP H10 - 50 367 A bekannt, wobei das Betätigungselement zum Betätigen der Klemmfeder um eine Drehachse drehbar ist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Federanschlusseinrichtung zum Anschließen eines elektrischen Leiters zur Verfügung zu stellen, die eine einfache Bedienbarkeit, insbesondere durch Halten des Federelements in einer geöffneten Stellung, ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Demnach weist das zweite Teilelement einen Körper und zumindest ein an dem Körper geformtes, zweites Führungselement auf, wobei das zumindest eine zweite Führungselement des zweiten Teilelements in der zumindest einen ersten Drehstellung des zweiten Teilelements entlang der Führungsbahn des Gehäuses bewegbar ist.
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Das Betätigungselement ist somit zweiteilig mit einem ersten Teilelement und einem zweiten Teilelement ausgebildet. Das erste Teilelement ist beispielsweise für einen Nutzer von außen zugänglich und weist beispielsweise eine Betätigungsfläche auf, auf die ein Nutzer drücken kann, um das erste Teilelement in die Betätigungsrichtung relativ zu dem Gehäuse zu bewegen. Das zweite Teilelement dient demgegenüber dazu, auf das Federelement einzuwirken und insbesondere den Klemmabschnitt so zu der Stromschiene auszulenken, dass ein elektrischer Leiter mit einem abisolierten Leiterende in die Stecköffnung des Gehäuses eingesteckt werden und in dem Gehäuse mit der Stromschiene elektrisch kontaktieren kann.
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Das erste Teilelement ist entlang der Betätigungsrichtung zu dem Gehäuse verstellbar und hierzu vorteilhafterweise linear in einer Betätigungsöffnung des Gehäuses geführt. Das erste Teilelement kann somit nach Art eines Drückers entlang der Betätigungsrichtung zu dem Gehäuse verstellt werden und ist aufgrund der Führung in der Betätigungsöffnung drehfest zu dem Gehäuse gehalten.
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Das zweite Teilelement kann demgegenüber relativ zum ersten Teilelement verdreht werden. In einer ersten Drehstellung ist das zweite Teilelement entlang der Betätigungsrichtung gemeinsam mit dem ersten Teilelement zu dem Gehäuse verstellbar und ist beispielsweise ebenfalls in der Betätigungsöffnung des Gehäuses geführt. Aus der ersten Drehstellung kann das zweite Teilelement in eine zweite Drehstellung relativ zum ersten Teilelement gebracht werden, in der das zweite Teilelement gegenüber dem Gehäuse gesperrt ist und somit nicht entgegen der Betätigungsrichtung zurückbewegt werden kann. In der zweiten Drehstellung wird das zweite Teilelement somit in der Betätigungsöffnung in Position gehalten, sodass auch das Federelement mit seinem Klemmabschnitt in Position relativ zu der Stromschiene gehalten wird.
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Dadurch, dass das erste Teilelement linear entlang des Gehäuses bewegbar und das zweite Teilelement relativ zum ersten Teilelement verdrehbar ist, kann ein Nutzer zum Betätigen des Betätigungselements auf das erste Teilelement einwirken, indem der Nutzer das erste Teilelement in die Betätigungsrichtung zum Beispiel in das Gehäuse hineindrückt, ohne dabei aber das erste Teilelement zu verdrehen. Die Betätigung des Betätigungselements ist somit einfach und intuitiv. Bei Betätigen des ersten Teilelements wird auch das zweite Teilelement bewegt und hierbei beispielsweise zunächst in der ersten Drehstellung gemeinsam mit dem ersten Teilelement verstellt. Dadurch wirkt das zweite Teilelement auf das Federelement ein und verstellt den Klemmabschnitt des Federelements insbesondere in Richtung der geöffneten Stellung, in der ein elektrischer Leiter in die Stecköffnung des Gehäuses eingesteckt und in elektrischen Kontakt mit der Stromschiene gebracht werden kann. Ist die geöffnete Stellung erreicht, wird das zweite Teilelement unter Wechselwirkung mit dem ersten Teilelement aus der ersten Drehstellung in Richtung der zweiten Drehstellung verdreht und verrastet auf diese Weise mit dem Gehäuse, sodass das zweite Teilelement in seiner eingenommenen Stellung gesperrt ist. Somit wird auch das Federelement in seiner geöffneten Stellung gehalten. Wird nunmehr wiederum das erste Teilelement betätigt, so wirkt das erste Teilelement auf das zweite Teilelement ein, löst das zweite Teilelement aus seiner Verrastung und überführt das zweite Teilelement aus der zweiten Drehstellung in die erste Drehstellung, sodass das zweite Teilelement wiederum gemeinsam mit dem ersten Teilelement bewegt und entgegen der Betätigungsrichtung zurückgestellt werden kann und das Federelement somit geschlossen werden kann.
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Das erste Teilelement verwirklicht gemeinsam mit dem zweiten Teilelement auf diese Weise beispielsweise einen Rastmechanismus nach Art eines Kugelschreibermechanismus, bei dem durch Drücken auf das erste Teilelement das zweite Teilelement in die Betätigungsrichtung verstellt und verrastet und durch erneutes Drücken auf das erste Teilelement das zweite Teilelement sodann aus der Verrastung gelöst und entgegen der Betätigungsrichtung zurückgestellt werden kann. Eine Spannkraft auf das zweite Teilelement wird hierbei durch das Federelement bewirkt, mit der das zweite Teilelement in Wechselwirkung steht und auf das das zweite Teilelement zum Verstellen des Klemmabschnitts einwirkt.
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Das erste Teilelement weist einen zum Beispiel zylindrisch geformten Körper auf, an dem zumindest ein erstes Führungselement geformt ist. Das erste Führungselement ist an einer Führungsbahn des Gehäuses geführt, sodass das erste Teilelement (ausschließlich) entlang der Betätigungsrichtung zu dem Gehäuse bewegbar, dabei aber drehfest zu dem Gehäuse gehalten ist.
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Auch das zweite Teilelement weist einen Körper auf, an dem zumindest ein zweites Führungselement geformt ist. Das zweite Führungselement ist derart ausgebildet, dass in der ersten Drehstellung des zweiten Teilelements das zweite Führungselement entlang der Führungsbahn an dem Gehäuse bewegt werden kann, in der zweiten Drehstellung des zweiten Teilelements aber mit einem Sperrabschnitt des Gehäuses in Wechselwirkung steht derart, dass das zweite Teilelement entgegen der Betätigungsrichtung zu dem Gehäuse gesperrt und somit in Position zu dem Gehäuse gehalten ist.
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Der Sperrabschnitt kann beispielsweise an einer die Betätigungsöffnung begrenzenden Wandung des Gehäuses geformt sein. Der Sperrabschnitt steht beispielsweise radial nach innen in die Betätigungsöffnung vor und dient zum Wechselwirken mit dem zweiten Teilelement, um das zweite Teilelement in seiner zweiten Drehstellung gegenüber dem Gehäuse entgegen der Betätigungsrichtung zu sperren.
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In einer Ausgestaltung weist der Sperrabschnitt eine Anschlagkante auf, die die zweite Drehstellung definiert. Bei Überführen des zweiten Teilelements aus der ersten Drehstellung in die zweite Drehstellung gelangt das zweite Führungselement in die Drehrichtung in Anlage mit der Anschlagkante, sodass das zweite Teilelement nicht ohne weiteres über die zweite Drehstellung hinaus verdreht werden kann. In der zweiten Drehstellung ist das zweite Teilelement dann über den Sperrabschnitt gesperrt und kann nicht entgegen der Betätigungsrichtung zurückgestellt werden.
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In einer Ausgestaltung ist die Anschlagkante mittig zwischen einer ersten Schrägführung und einer zweiten Schrägführung, die jeweils zur Betätigungsrichtung geneigt und umfänglich um die Betätigungsrichtung erstreckt sind, angeordnet. Betrachtet in die Drehrichtung ist die erste Schrägführung hierbei vor der Anschlagkante angeordnet, während die zweite Schrägführung in die Drehrichtung an die Anschlagkante anschließt und somit hinter der Anschlagkante angeordnet ist. Die erste Schrägführung dient dazu, beim Überführen des zweiten Teilelements aus der ersten Drehstellung in die zweite Drehstellung das Führungselement des zweiten Teilelements in Anlage mit der Anschlagkante zu führen. Über die zweite Schrägführung wird das Führungselement demgegenüber aus der zweiten Drehstellung in Richtung der ersten Drehstellung geführt, wenn das zweite Teilelement durch Betätigung des ersten Teilelements in die Betätigungsrichtung über die Anschlagkante gehoben und somit aus der zweiten Drehstellung entsperrt worden ist.
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Vorzugsweise weist das erste Teilelement an einer dem zweiten Teilelement zugewandten Seite eine um die Betätigungsrichtung umlaufende Verzahnungskontur zum Wechselwirken mit dem zweiten Teilelement auf. Zudem ist vorzugsweise an einer dem ersten Teilelement zugewandten Seite des zweiten Teilelements zumindest eine zur Betätigungsrichtung geneigte Schrägfläche geformt, über die das zweite Teilelement mit der Verzahnungskontur des ersten Teilelements wechselwirkt. Die Wechselwirkung zwischen dem ersten Teilelement und dem zweiten Teilelement ist hierbei derart, dass das zweite Teilelement bei Betätigen des ersten Teilelements in die Betätigungsrichtung in die Drehrichtung verstellt wird, wenn das zweite Teilelement nicht linear in die Betätigungsrichtung zu dem Gehäuse geführt ist und insbesondere das zumindest eine zweite Führungselement des zweiten Teilelements nicht in einer zugeordneten Führungsbahn des Gehäuses einliegt. Über die Verzahnungskontur des ersten Teilelements in Wechselwirkung mit den Schrägflächen des zweiten Teilelements wird somit eine Verdrehung des zweiten Teilelements relativ zu dem ersten Teilelement bei linearer Betätigung des ersten Teilelements bewirkt, wobei das Verdrehen des zweiten Teilelements aus der ersten Drehstellung in die zweite Drehstellung oder aus der zweiten Drehstellung in die erste Drehstellung gegebenenfalls zusätzlich unterstützt wird durch an dem Sperrabschnitt des Gehäuses geformte Schrägführungen.
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Hingewiesen sei an dieser Stelle darauf, dass das zweite Teilelement grundsätzlich mehrere erste und zweite Drehstellungen aufweisen kann. Auf eine erste Drehstellung folgt hierbei eine zweite Drehstellung (betrachtet in Drehrichtung), und auf eine zweite Drehstellung folgt wiederum eine erste Drehstellung. Beispielsweise kann zwischen einer ersten Drehstellung und einer zweiten Drehstellung ein Winkelabstand von 45° und entsprechend zwischen zwei benachbarten ersten Drehstellungen ein Winkelabtsand von 90° bestehen.
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Das Federelement ist in sich zumindest abschnittsweise elastisch ausgebildet. Insbesondere kann der Umgriffsabschnitt derart elastisch sein, dass bei einem Verstellen des Klemmabschnitts bei Einstecken eines elektrischen Leiters eine elastische Vorspannkraft wirkt, die den elektrischen Leiter in Richtung der Stromschiene belastet.
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Die Betätigungsrichtung ist insbesondere senkrecht zur Einsteckrichtung gerichtet, insbesondere im Wesentlichen parallel zur Bewegungsrichtung, entlang derer der Klemmabschnitt des Federelements in dem Gehäuse verstellbar ist. Die Einsteckrichtung, in die ein elektrischer Leiter in die Stecköffnung des Gehäuses eingesteckt werden kann, und die Betätigungsrichtung, entlang derer auf das Federelement zum Auslenken des Klemmabschnitts eingewirkt werden kann, unterscheiden sich somit und sind im Wesentlichen senkrecht zueinander gerichtet, was vorteilhaft für die Bedienbarkeit sein kann.
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Das Gehäuse weist beispielsweise einen Halteabschnitt auf, um den herum ein gebogener Umgriffsabschnitt des Federelements greift. Insbesondere im Bereich des Umgriffsabschnitts kann das Federelement elastisch ausgebildet sein und somit elastisch verformt werden, um den Klemmabschnitt relativ zu der Stromschiene zu verstellen. Das zweite Teilelement des Betätigungselements kann hierbei dazu ausgebildet sein, zum Verstellen des Klemmabschnitts relativ zu der Stromschiene auf den Umgriffsabschnitt des Federelements einzuwirken, insbesondere indem das zweite Teilelement in die Betätigungsrichtung auf den Umgriffsabschnitt drückt und dadurch den Klemmabschnitt relativ zu der Stromschiene auslenkt. In der zweiten Drehstellung wirkt das zweite Teilelement hierbei derart auf den Umgriffsabschnitt ein, dass der Klemmabschnitt in geöffneter Stellung so zu der Stromschiene ausgelenkt ist, dass ein elektrischer Leiter in die Stecköffnung des Gehäuses bis in den Bereich der Stromschiene eingesteckt werden kann, um in dem Gehäuse mit der Stromschiene elektrisch zu kontaktieren.
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In einer Ausgestaltung weist das Federelement einen von dem Umgriffsabschnitt erstreckten, an dem Gehäuse abgestützten Stützabschnitt auf. Über den Stützabschnitt ist das Federelement gegenüber dem Gehäuse festgelegt, wobei sich der Stützabschnitt beispielsweise zwischen dem Halteabschnitt und der Stromschiene erstreckt und dadurch in dem Gehäuse fixiert ist.
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In einer Ausgestaltung ist der Klemmabschnitt entlang einer Bewegungsrichtung quer zur Einsteckrichtung zu der Stromschiene verstellbar. Der Klemmabschnitt kann somit quer zur Einsteckrichtung ausgelenkt werden, wenn ein elektrischer Leiter in die Stecköffnung des Gehäuses eingesteckt wird.
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In einer Ausgestaltung weist der Klemmabschnitt eine Öffnung auf, durch die die Stromschiene hindurchgreift und die derart zu der Stecköffnung angeordnet ist, dass ein elektrischer Leiter beim Einstecken in die Stecköffnung in Eingriff mit der Öffnung des Klemmabschnitts gelangt. Ist ein elektrischer Leiter in die Stecköffnung eingesteckt worden, greift der elektrische Leiter somit durch die Öffnung des Klemmabschnitts hindurch und erstreckt sich in den Bereich der Stromschiene, wobei der elektrische Leiter über den Klemmabschnitt in Richtung der Stromschiene belastet und somit in elektrischen Kontakt mit der Stromschiene gedrückt wird.
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Das Federelement kann hierbei als Zugfeder ausgebildet sein, bei der ein elektrischer Leiter durch die Öffnung hindurchgreift und an einer dem Umgriffsabschnitt des Federelements abliegenden Seite der Stromschiene zu liegen kommt. Über das Federelement wird der elektrische Leiter somit unter vorspannender Wirkung des Umgriffsabschnitts in Anlage mit der Stromschiene gezogen und somit mit der Stromschiene kontaktiert.
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Dies ist jedoch nicht beschränkend. Das Federelement kann auch mit einem anderen Federtyp, zum Beispiel einer eine Druckkraft auf einen elektrischen Leiter bewirkenden Schenkelfeder, ausgebildet sein.
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Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke soll nachfolgend anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigen:
- 1 eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Federanschlusseinrichtung, in einem Leerzustand, in dem kein elektrischer Leiter in eine Stecköffnung eines Gehäuses der Federanschlusseinrichtung eingesteckt ist;
- 2 eine Ansicht der Federanschlusseinrichtung mit gesonderter Darstellung eines ein erstes Teilelement und ein zweites Teilelement aufweisenden Betätigungselements;
- 3 eine Schnittansicht durch die Federanschlusseinrichtung, mit voneinander getrenntem ersten Teilelement und zweiten Teilelement des Betätigungselements;
- 4 eine Seitenansicht der Anordnung gemäß 3;
- 5 eine Schnittansicht durch die Federanschlusseinrichtung, bei aneinander angesetztem ersten Teilelement und zweiten Teilelement des Betätigungselements;
- 6 eine Schnittansicht durch die Federanschlusseinrichtung, bei in einer Betätigungsöffnung eines Gehäuses aufgenommenem Betätigungselement, in dem Leerzustand gemäß 1 bei nicht betätigtem Betätigungselement;
- 7 die Schnittansicht gemäß 6, bei Betätigen des Betätigungselements zum Verstellen eines Klemmabschnitts eines Federelements zum Einführen eines elektrischen Leiters in die Federanschlusseinrichtung;
- 8 die Schnittansicht gemäß 7, bei Betätigen des Betätigungselements zum Lösen eines elektrischen Leiters aus der Federanschlusseinrichtung;
- 9 eine gesonderte Darstellung des zweiten Teilelements des Betätigungselements;
- 10 eine gesonderte Darstellung des ersten Teilelements des Betätigungselements; und
- 11 eine Schnittansicht durch das Gehäuse der Federanschlusseinrichtung.
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1 bis 11 zeigen ein Ausführungsbeispiel einer Federanschlusseinrichtung 1, die ein Anschließen eines elektrischen Leiters 2 (siehe 8) entlang einer Einsteckrichtung E ermöglicht und beispielsweise an einer Leiterplatte angeordnet sein kann, um den elektrischen Leiter 2 elektrisch mit der Leiterplatte zu verbinden.
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Die Federanschlusseinrichtung 1 weist ein Gehäuse 10 und ein in einer Aufnahmekammer 102 des Gehäuses 10 eingefasstes Federelement 12 auf. In dem Gehäuse 10 ist eine Stecköffnung 100 geformt, in die ein elektrischer Leiter 2 mit einem abisolierten Leiterende 20 in eine Einsteckrichtung E eingesteckt werden kann, um mit einer an dem Gehäuse 10 angeordneten Stromschiene 11 elektrisch zu kontaktieren und somit den elektrischen Leiter 2 an die Federanschlusseinrichtung 1 anzuschließen.
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Das Federelement 12 weist einen gebogenen Umgriffsabschnitt 120 auf, der in der Aufnahmekammer 102 einliegt und einen an dem Gehäuse 10 geformten Halteabschnitt 103 umgreift. Von dem Umgriffsabschnitt 120 erstreckt sich ein Stützabschnitt 121, der an dem Gehäuse 10 abgestützt ist derart, dass über den Stützabschnitt 121 das Federelement 12 in dem Gehäuse 10 festgelegt ist.
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Von dem Umgriffsabschnitt 120 erstreckt sich zudem, an einem von dem Stützabschnitt 121 abliegenden Ende, ein Klemmabschnitt 122, der unter elastischer Verformung des Umgriffsabschnitts 120 zu der Stromschiene 11 verstellbar ist. In dem Klemmabschnitt 122 ist eine Öffnung 123 geformt, durch die die Stromschiene 11 mit einem Ende 111 hindurchgreift. Mit einem Kontaktierungsabschnitt 110 erstreckt sich die Stromschiene 11 hierbei parallel zur Einsteckrichtung E in dem Gehäuse 10, wobei das Federelement 12 mit dem Stützabschnitt 121 zwischen dem Kontaktierungsabschnitt 110 der Stromschiene 11 und dem Halteabschnitt 103 des Gehäuses 10 angeordnet und somit in dem Gehäuse 10 festgelegt ist.
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Der Klemmabschnitt 122 ist entlang einer Bewegungsrichtung A in dem Gehäuse 10 verstellbar und, unter elastischer Verformung des Federelements 12 insbesondere im Bereich des Umgriffsabschnitts 120, somit relativ zu der Stromschiene 11 und dem Stützabschnitt 121 auslenkbar.
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Bei Betätigung des Federelements 12 wird der Klemmabschnitt 122 in die Bewegungsrichtung A relativ zu der Stromschiene 11 und dem Stützabschnitt 121 verstellt, sodass ein die Öffnung 123 in die Bewegungsrichtung A begrenzender, unterer Randabschnitt 124 des Klemmabschnitts 122 von der Stromschiene 11 entfernt wird und die Öffnung 123 so zu der Stromschiene 11 bewegt wird, dass ein elektrischer Leiter 2 mit einem Leiterende 20 durch die Öffnung 123 hindurch in den Bereich des Kontaktierungsabschnitts 110 gesteckt werden kann, wie dies in 8 dargestellt ist.
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Ist ein elektrischer Leiter 2 in die Stecköffnung 100 eingesteckt worden, so wird der elektrische Leiter 2 mit seinem Leiterende 20 aufgrund der Elastizität des Federelements 12 über den Klemmabschnitt 122 entgegen der Bewegungsrichtung A hin zu dem Kontaktierungsabschnitt 110 der Stromschiene 11 belastet und somit in Anlage mit dem Kontaktierungsabschnitt 110 gedrückt. Auf diese Weise ist der elektrische Leiter 2 zum einen mechanisch in dem Gehäuse 10 arretiert und zum anderen elektrisch mit der Stromschiene 11 kontaktiert.
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Das Federelement 12 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Zugfeder ausgestaltet, die über eine elastische Verformung an dem Umgriffsabschnitt 120 eine Zugkraft an dem Klemmabschnitt 122 in Richtung des Kontaktierungsabschnitts 110 der Stromschiene 11 bewirkt und über eine solche Zugkraft auf einen in die Stecköffnung 100 eingesteckten elektrischen Leiter 2 einwirkt.
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Zur Betätigung des Federelements 12 ist ein Betätigungselement 13 in einer Betätigungsöffnung 101 des Gehäuses 10 angeordnet und entlang einer Betätigungsrichtung B zu dem Gehäuse 10 verstellbar. Das Betätigungselement 13 ist hierbei zweiteilig mit einem ersten Teilelement 14 und einem zweiten Teilelement 15 ausgebildet, die zusammenwirken, um das Federelement 12 für ein Einstecken eines elektrischen Leiters 2 oder für ein Lösen eines eingesteckten elektrischen Leiters 2 zu verstellen und dabei nach einer Betätigung in geöffneter Stellung zu halten.
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Das erste Teilelement 14 weist einen Körper 140 auf, an dem, umfänglich um die Betätigungsrichtung B um 90° zueinander versetzt, vier Führungselemente 141 in Form von radial zu dem zylindrischen Körper 140 vorstehenden Vorsprüngen geformt sind. Über die Führungselemente 141 ist das erste Teilelement 14 entlang der Betätigungsrichtung B an zugeordneten Führungsbahnen 104 innerhalb der Betätigungsöffnung 101 geführt, sodass das erste Teilelement 14 ausschließlich entlang der Betätigungsrichtung B zu dem Gehäuse 10 verstellbar und dabei drehfest zu dem Gehäuse 10 gehalten ist.
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Eine jede Führungsbahn 104 (in der Betätigungsöffnung 101 sind insgesamt vier Führungsbahnen 104 geformt, die umfänglich zueinander versetzt und jeweils einem Führungselement 141 des ersten Teilelements 14 zugeordnet sind) ist entgegen der Betätigungsrichtung B durch ein Stoppelement 105 am äußeren Ende der Betätigungsöffnung 101 verschlossen, sodass das erste Teilelement 14 nicht entgegen der Betätigungsrichtung B aus der Betätigungsöffnung 101 herausfallen kann.
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Das erste Teilelement 14 bildet, an einer nach außen weisenden Seite, eine Betätigungsfläche 143 zum Beispiel mit einem Schlitz zum Eingriff für einen Schraubendreher aus, über die ein Nutzer auf das erste Teilelement 140 einwirken kann, um das erste Teilelement 140 in die Betätigungsrichtung B in das Gehäuse 10 hineinzudrücken, wenn das Federelement 12 zum Beispiel zum Einstecken eines elektrischen Leiters 2 verstellt werden soll.
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Das erste Teilelement 14 wirkt mit dem zweiten Teilelement 15 zusammen, das einen zylindrischen Körper 150 und vier umfänglich um 90° zueinander versetzte Führungselemente 151 in Form von radial nach außen vorstehenden Vorsprüngen aufweist. Über die Führungselemente 151 ist - abhängig von der Position des Betätigungselements 13 in der Betätigungsöffnung 101 - auch das zweite Teilelement 15 an den Führungsbahnen 104 in der Betätigungsöffnung 101 geführt, wobei bei einem Betätigen des Betätigungselements 13 die Führungselemente 151 aus dem Bereich der Führungsbahnen 104 heraus bewegt werden können, um ein Verdrehen des zweiten Teilelements 15 in eine Drehrichtung D um die Betätigungsrichtung B relativ zu dem ersten Teilelement 14 zu ermöglichen und dadurch das zweite Teilelement 15 in eine zu dem Gehäuse 10 gesperrte Stellung zu bringen.
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Das erste Teilelement 14 weist, an einer dem zweiten Teilelement 15 zugewandten Seite, eine Verzahnungskontur 142 auf, die - wie insbesondere aus 10 ersichtlich ist - durch alternierend zueinander angeordnete Schrägflächen 144, 145 zur Ausbildung einer Verzahnung geformt ist. Die Verzahnungskontur 142 wirkt mit Schrägflächen 152 an einer dem ersten Teilelement 14 zugewandten Seite des zweiten Teilelements 15 zusammen derart, dass abhängig von der Stellung des Betätigungselements 13 in der Betätigungsöffnung 101 das zweite Teilelement 15 in die Betätigungsrichtung B zusammen mit dem ersten Teilelement 14 bewegt oder relativ zu dem ersten Teilelement 14 in die Drehrichtung D in der Betätigungsöffnung 101 verdreht wird.
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Das erste Teilelement 14 weist eine zentrale Öffnung 146 in Form eines Sacklochs auf, in die ein Zapfen 153 des zweiten Teilelements 15 eingreift, sodass das erste Teilelement 14 und das zweite Teilelement 15 entlang der Drehrichtung D drehbar aneinander gelagert sind.
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Das durch das erste Teilelement 14 und das zweite Teilelement 15 gebildete Betätigungselement 13 wirkt nach Art einer Kugelschreiberverrastung.
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In einem in 6 dargestellten Leerzustand der Federanschlusseinrichtung 1, in dem kein elektrischer Leiter an die Federanschlusseinrichtung 1 angeschlossen und das Betätigungselement 13 nicht betätigt ist, nimmt das Betätigungselement 13 eine nach außen versetzte Stellung in der Betätigungsöffnung 101 ein, in der der untere Randabschnitt 124, der die Öffnung 123 des Klemmabschnitts 122 des Federelements 12 in die Bewegungsrichtung A begrenzt, dem Ende 111 der Stromschiene 11 angenähert ist, sodass ein elektrischer Leiter 2 nicht durch die Öffnung 123 des Klemmabschnitts 122 hindurchgeführt und in Kontakt mit der Stromschiene 11 gebracht werden kann, wie dies insbesondere aus 3 ersichtlich ist.
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Drückt ein Nutzer in dieser Stellung auf das Betätigungselement 13, so wird das erste Teilelement 14 in die Betätigungsrichtung B in die Betätigungsöffnung 101 hineingedrückt und nimmt das zweite Teilelement 15 in die Betätigungsrichtung B mit, wobei das zweite Teilelement 15 durch Eingriff der Führungselemente 151 in die Führungsbahnen 104 in der Betätigungsöffnung 101 geführt ist. Das zweite Teilelement 15 befindet sich hierbei in einer ersten Drehstellung. Dadurch wird der Klemmabschnitt 122 in die Bewegungsrichtung A ausgelenkt und somit geöffnet.
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Wenn das erste Teilelement 14 so weit in die Betätigungsrichtung B in die Betätigungsöffnung 101 hineingedrückt worden ist, dass das zweite Teilelement 15 mit seinen Führungselementen 151 aus den Führungsbahnen 104 herausbewegt ist und mit Spitzen 154 der Führungselemente 151 in den Bereich von Schrägführungen 107 an Sperrabschnitten 106 innerhalb der Betätigungsöffnung 101 gelangt, so wird das zweite Teilelement 15 in die Drehrichtung D relativ zu dem ersten Teilelement 14 verdreht und läuft mit den Spitzen 154 der Führungselemente 151 auf die Schrägführungen 107 auf. Dies wird unterstützt dadurch, dass die Schrägflächen 152 des zweiten Teilelements 15 auf die Schrägflächen 144 der Verzahnungskontur 142 des ersten Teilelements 14 auflaufen und somit unter Kraftumlenkung ein Drehmoment auf das zweite Teilelement 15 in die Drehrichtung D bewirkt wird.
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Die Ausbildung der Schrägführung 107 an den Sperrabschnitten 106 ist insbesondere aus 11 ersichtlich, wobei einem jeden Führungselement 151 des zweiten Teilelements 15 ein Sperrabschnitt 106 mit daran geformten Schrägführungen 107, 109 und einer Anschlagkante 108 zugeordnet ist (aus der Schnittansicht gemäß 11 ist aufgrund der Schnittdarstellung lediglich ein Sperrabschnitt 106 ersichtlich).
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Sind die Spitzen 154 der Führungselemente 151 in den Bereich der zugeordneten Schrägführungen 107 eingelaufen, so wird das zweite Teilelement 15 aufgrund der Neigung der Schrägführungen 107 und aufgrund der entgegen der Betätigungsrichtung B wirkenden Federvorspannung des Federelements 12 bis in Anlage mit den Anschlagkanten 108 geführt. Das zweite Teilelement 15 gelangt somit in eine zweite Drehstellung, in der die Führungselemente 151 mit ihren Spitzen 154 in Anlage mit jeweils einer zugeordneten Anschlagkante 108 sind und durch die Schrägführungen 107 entgegen der Betätigungsrichtung B zu dem Gehäuse 10 gesperrt sind. Das zweite Teilelement 15 wird somit in der eingenommenen, in 7 dargestellten Stellung gehalten, sodass über das zweite Teilelement 15 auch der Klemmabschnitt 122 des Federelements 12 in einer betätigten, geöffneten Stellung festgehalten wird.
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Ein elektrischer Leiter 2 kann somit, wie dies in 8 dargestellt ist, durch die Öffnung 123 des Klemmabschnitts 122 hindurchgeführt und in elektrisch kontaktierende Anlage mit der Stromschiene 11 gebracht werden.
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Soll das Betätigungselement 13 zurückgestellt und aus seiner Verrastung gelöst werden, kann ein Nutzer wiederum in die Betätigungsrichtung B auf das erste Teilelement 14 einwirken. Dadurch wirkt das erste Teilelement 14 in die Betätigungsrichtung B auf das zweite Teilelement 15 ein und hebt die Spitzen 154 der Führungselemente 151 über die zugeordneten Anschlagkanten 108 an den Sperrabschnitten 106 innerhalb der Betätigungsöffnung 101, sodass die sperrende Anlage der Führungselemente 151 mit den Anschlagkanten 108 aufgehoben ist. Über in die Drehrichtung D an die Anschlagkanten 108 anschließende, geneigte Schrägführungen 109 wird das zweite Teilelement 15 sodann in die Drehrichtung D verdreht und soweit entlang des Sperrabschnitts 106 geführt, bis die Führungselemente 151 wiederum in den Bereich der Führungsbahnen 104 gelangen und das zweite Teilelement 15 somit entgegen der Betätigungsrichtung B zusammen mit dem ersten Teilelement 14 zurückgestellt werden kann.
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Dies ist in 8 dargestellt. 8 zeigt das erste Teilelement 14 und das zweite Teilelement 15 in einer Stellung zueinander, in der das Betätigungselement 13 entgegen der Betätigungsrichtung B zurückgestellt und der Klemmabschnitt 122 des Federelements 12 somit entgegen der Bewegungsrichtung A in Anlage mit dem Leiterende 20 des Leiters 2 gebracht werden kann.
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Im Übergang von 6 zu 8 ist das zweite Teilelement 15 aus der ersten Drehstellung gemäß 6 um 45° in die zweite Drehstellung gemäß 7 und dann wiederum um 45° in die erste Drehstellung gemäß 8 und damit insgesamt um 90° verdreht worden. Das Betätigungselement 13 kann durch Drücken auf das erste Teilelement 14 somit wiederholt zwischen einer Freigabestellung (6) und einer verrasteten, betätigten Stellung (7) verstellt werden. Es ergibt sich eine einfache, intuitive Bedienung für einen Nutzer, bei der das Federelement 12 in der betätigten Stellung festgehalten wird und somit ein elektrischer Leiter 2 in komfortabler Weise in die Stecköffnung 100 eingesteckt werden kann.
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Die Betätigungsrichtung B, entlang derer das Betätigungselement 13 in der Betätigungsöffnung 101 des Gehäuses 10 verstellbar ist, ist näherungsweise senkrecht zur Einsteckrichtung E gerichtet. Ein Einstecken eines elektrischen Leiters 2 und eine Betätigung des Betätigungselements 13 sind somit entlang unterschiedlicher Richtungen E, B möglich, was die Bedienbarkeit der Federanschlusseinrichtung 1 erleichtern kann.
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Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke ist nicht auf die vorangehend geschilderten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern lässt sich grundsätzlich auch in anderer Weise verwirklichen.
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Eine Federanschlusseinrichtung der beschriebenen Art kann beispielsweise an einer Leiterplatte angeordnet sein, um einen elektrischen Leiter mit einer Leiterplatte zu verbinden. Die Federanschlusseinrichtung kann hierbei mit weiteren Federanschlusseinrichtungen kombiniert sein, um eine Anordnung zu schaffen, über die mehrere elektrische Leiter an die Leiterplatte angeschlossen werden können.
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Denkbar ist aber auch eine Verwendung der Federanschlusseinrichtung an einer anderen elektrischen Baugruppe, zum Beispiel an einer Reihenklemme oder dergleichen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Federanschlusseinrichtung
- 10
- Gehäuse
- 100
- Stecköffnung
- 101
- Betätigungsöffnung
- 102
- Aufnahmekammer
- 103
- Halteabschnitt
- 104
- Führungsbahn
- 105
- Stoppelement
- 106
- Sperrabschnitt
- 107
- Schrägführung
- 108
- Anschlagkante
- 109
- Schrägführung
- 11
- Stromschiene
- 110
- Kontaktierungsabschnitt
- 111
- Ende
- 12
- Federelement
- 120
- Umgriffsabschnitt
- 121
- Stützabschnitt
- 122
- Klemmabschnitt
- 123
- Öffnung
- 124
- Randabschnitt
- 13
- Betätigungselement
- 14
- Erstes Teilelement
- 140
- Körper
- 141
- Führungselement
- 142
- Verzahnungskontur
- 143
- Drückfläche
- 144
- Schrägfläche
- 145
- Schrägfläche
- 146
- Öffnung
- 15
- Zweites Teilelement
- 150
- Körper
- 151
- Führungselement
- 152
- Schrägfläche
- 153
- Zapfen
- 154
- Spitze
- 2
- Leitung
- 20
- Leiterende
- A
- Bewegungsrichtung
- B
- Betätigungsrichtung
- D
- Drehrichtung
- E
- Einsteckrichtung
