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Die Erfindung betrifft eine elektrische Reihenklemme, mit einem Klemmengehäuse, mit mindestens zwei darin angeordneten Leiteranschlusselementen und mit zwei Strombalken. Die Strombalken weisen jeweils einen Anschlussabschnitt, einen ersten federnden Kontaktabschnitt und einen zweiten federnden Kontaktabschnitt auf. Die Anschlussabschnitte sind jeweils einem Leiteranschlusselement zugeordnet, wobei die ersten Kontaktabschnitte zusammen einen ersten Kontaktbereich und die zweiten Kontaktabschnitte zusammen einen zweiten Kontaktbereich zur Aufnahme und Kontaktierung des Steckers eines Prüfsteckers oder eines Trennsteckers bilden. Die ersten Kontaktabschnitte kontaktieren sich, wenn kein Stecker eingesteckt ist, sodass die beiden Leiteranschlusselemente über die beiden Strombalken elektrisch miteinander verbunden sind, und die zweiten Kontaktabschnitte voneinander beabstandet sind, wenn kein Stecker eingesteckt ist. Der zweite Kontaktbereich der Strombalken ist in Einsteckrichtung des Steckers vor dem ersten Kontaktbereich der Strombalken angeordnet. Die beiden Strombalken bestehen jeweils aus zwei einzelnen Metallstreifen, die miteinander elektrisch leitend verbunden sind. Die beiden Anschlussabschnitte sind jeweils an einem ersten Metallstreifen ausgebildet und die Kontaktabschnitte werden zusammen jeweils von einem zweiten Metallstreifen gebildet. Daneben betrifft die Erfindung noch einen Reihenklemmenblock bestehend aus mindestens zwei nebeneinander angeordneten Reihenklemmen.
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Elektrische Reihenklemmen sind seit Jahrzehnten bekannt und werden millionenfach bei der Verdrahtung elektrischer Anlagen und Geräte verwendet. Die Klemmen werden meist auf Tragschienen aufgerastet, welche ihrerseits häufig in einer Mehrzahl in einem Schaltschrank angeordnet sind. In der Schalt-, Mess- und Regeltechnik sind Durchgangsklemmen mit Trennmöglichkeit der Standard. Die bei derartigen Durchgangsklemmen durch die Ausbildung einer Trennstelle im Strombalken realisierte Trennmöglichkeit ermöglicht es dabei, unterschiedliche Stecker mit unterschiedlichen Funktionen in das Klemmengehäuse der Reihenklemme einzustecken, die dann an der Trennstelle den Strombalken kontaktieren. Als Stecker können dabei neben einfachen Trennsteckern oder Durchgangsverbindern insbesondere auch Prüf- oder Teststecker verwendet werden, die spezielle Bauelemente aufweisen können und ein Überprüfen der ordnungsgemäßen Funktion des an die Reihenklemme angeschlossenen Stromkreises ermöglichen.
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Reihenklemmen mit Trennstellen werden insbesondere zum Anschluss von Stromwandlern eingesetzt. Ein wichtiges Funktionsmerkmal besteht dabei darin, dass ein angeschlossener Stromwandler kurzgeschlossen wird, wenn der Sekundärkreis von der Last getrennt wird.
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Eine eingangs beschriebene elektrische Reihenklemme mit einem Klemmengehäuse, zwei darin angeordneten Leiteranschlusselementen und zwei Strombalken ist aus der
DE 10 2015 114 186 A1 bekannt. Die beiden Strombalken weisen jeweils einen Anschlussabschnitt und zwei federnde Kontaktabschnitte auf, die jeweils einen Kontaktbereich zur Aufnahme und Kontaktierung des Steckers eines Prüfsteckers oder eines Trennsteckers bilden, wobei die beiden Kontaktabschnitte in Einsteckrichtung des Steckers hintereinander angeordnet sind. Bei der bekannten Reihenklemme bestehen die beiden Strombalken jeweils aus zwei einzelnen Metallstreifen, die fest miteinander elektrisch verbunden sind, insbesondere miteinander verschweißt, verlötet oder vernietet.
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Auch aus der
DE 10 2011 113 333 A1 ist eine elektrische Reihenklemme in Form einer Prüfklemme bekannt, bei der im Gehäuse ebenfalls zwei Leiteranschlusselemente und zwei Strombalken angeordnet sind. Die beidenForm einer Prüfklemme bekannt, bei der im Gehäuse ebenfalls zwei Leiteranschlusselemente und zwei Strombalken angeordnet sind. Die beiden Strombalken weisen neben einem Anschlussabschnitt und einem ersten Kontaktabschnitt jeweils zusätzlich noch einen zweiten Kontaktabschnitt auf. Die ersten Kontaktabschnitte sind voneinander beabstandet und nur bei eingestecktem Stecker über den Stecker elektrisch leitend miteinander verbunden so dass diese Reihenklemme nach dem Schließer-Prinzip arbeitet. Außerdem sind im Gehäuse noch zwei weitere Strombalkenstücke angeordnet, in denen eine Ausnehmung zum Einstecken eines Schenkels einer Steckbrücke ausgebildet ist. Jeweils einer der Strombalkenstücke ist einem der beiden Strombalken zugeordnet, so dass der zweite Kontaktabschnitt eines Strombalkens auf Grund seiner Federkraft das zugeordnete Strombalkenstück kontaktiert, wenn kein Stecker eingesteckt ist.
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Eine ganz ähnliche Prüfklemme ist auch aus der
DE 10 2015 102 257 B4 bekannt. Bei der aus dieser Druckschrift bekannten Prüfklemme sind zusätzlich noch zwei Federelemente im Klemmengehäuse angeordnet, die einen Verbindungsabschnitt und einen federnden Kontaktabschnitt aufweisen, wobei die Verbindungsabschnitte jeweils mit einem der Strombalkenstücke elektrisch leitend verbunden sind. Die Kontaktabschnitte der Federelemente bilden zusammen einen zweiten Kontaktbereich zur Aufnahme des Steckers eines Betriebssteckers oder eines Prüfsteckers, wobei auch diese Kontaktabschnitte voneinander beabstandet sind, wenn kein Stecker eingesteckt ist.
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Elektrische Reihenklemmen, die in der Regel scheibenförmig ausgebildet sind, werden häufig mit mehreren anderen elektrischen Reihenklemmen zu einem Reihenklemmenblock zusammengesteckt und auf eine Tragschiene aufgerastet oder in einem Wandausschnitt, beispielsweise eines Schaltschranks, montiert. Entsprechend werden auch die einzelnen Prüfstecker, die in ihrer Breite in der Regel der Breite der Reihenklemmen entsprechen, zu einem Prüfsteckerblock verbunden und gemeinsam auf einen korrespondierenden Reihenklemmenblock aufgesetzt. Hierbei besteht die Anforderung, dass die Anzahl der miteinander verbundenen Reihenklemmen sowie die Anzahl der miteinander zu einem Prüfsteckerblock zusammengefassten Prüfstecker frei wählbar ist. Gleichzeitig sollen jedoch die zu einem Prüfsteckerblock zusammengefassten Prüfstecker möglichst einfach gemeinsam betätigt, d. h. gemeinsam auf den Reihenklemmenblock aufgesteckt werden können.
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Häufig sollen bei einem Prüfvorgang in bestimmten Reihenklemmen in einem Reihenklemmenblock die elektrisch leitende Verbindung zuerst unterbrochen werden, bevor die Verbindung der restlichen Reihenklemmen aufgetrennt wird. Aus dem Stand der Technik ist bekannt, dass die Schaltvorgänge der zeitlich versetzten Auftrennung der elektrischen Verbindung durch unterschiedliche Stecker realisiert wird.
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Die
DE 10 2012 017 429 A1 zeigt beispielsweise einen Prüfsteckerblock, bei dem die einzelnen Prüfstecker des Prüfsteckerblocks unterschiedlich lange Kontaktstecker aufweisen. Beim Aufstecken des Prüfsteckerblocks auf einen Reihenklemmenblock tauchen dann zunächst die längeren Kontaktstecker einzelner Prüfstecker in die korrespondierenden Öffnungen im Klemmengehäuse der Reihenklemmen ein und kontaktieren dort den in Aufsteckrichtung des Prüfsteckers ersten, voreilenden Kontaktbereich der beiden Strombalken. Wird der Prüfsteckerblock weiter auf den Reihenklemmenblock aufgesteckt, so tauchen die längeren Kontaktstecker in den zweiten Kontaktbereich ein, wodurch dieser Kontaktbereich geöffnet wird, so dass die elektrisch leitende Verbindung zwischen den beiden Strombalken - und damit auch zwischen den beiden mit den Strombalken verbundenen Leiteranschlusselementen - unterbrochen wird. Wird der Prüfsteckerblock weiter auf den Reihenklemmenblock aufgesteckt, so kontaktieren als nächstes die kürzeren Kontaktstecker zunächst entsprechend den voreilenden Kontaktbereich in den Reihenklemmen, bevor auch die kürzeren Kontaktstecker den zweiten Kontaktbereich öffnen und dadurch auch die Stromführung dieser Reihenklemmen unterbrochen und ggf. über die Prüfstecker umgeleitet wird.
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Nachteilig bei den aus dem Stand der Technik bekannten Prüfsteckerblöcken bzw. Reihenklemmenblöcken ist, dass für unterschiedliche Schaltvorgänge auch unterschiedlich lange Stecker verwendet werden müssen. Dies erschwert die Konstruktion eines für den gewünschten Zweck geeigneten Prüfsteckerblocks, da es unzählige Möglichkeiten gibt, die einzelnen Stecker anzuordnen.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Reihenklemme sowie einen Reihenklemmenblock anzugeben, bei denen die Schaltvorgänge vereinfacht realisiert werden und die kostengünstig und zeitsparend hergestellt werden können.
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Diese Aufgabe ist bei der eingangs beschriebenen elektrischen Reihenklemme mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 dadurch gelöst, dass die beiden ersten Metallstreifen an ihrem dem Anschlussabschnitt abgewandten Ende einen stufenförmigen Bereich mit mindestens zwei Stufen aufweisen und dass die beiden zweiten Metallstreifen an zwei einander gegenüberliegenden Stufen des stufenförmigen Bereichs der ersten Metallstreifen befestigt sind. Das Klemmengehäuse ist vorzugsweise so ausgestaltet, dass die zweiten Metallstreifen an einer beliebige Stufe des stufenförmigen Bereichs befestigt werden können. Das Klemmengehäuse bietet genug Raum, dass die zweiten Metallstreifen nicht aus dem Klemmengehäuse hinaus ragen. Je nachdem, an welcher Stufe die zweiten Metallstreifen befestigt werden, sind die Strombalken insgesamt kürzer oder länger. Die sich gegenüberliegenden Kontaktabschnitte sind jeweils auf den gleichen Stufen befestigt, sodass die Kontaktabschnitte insgesamt spiegelsymmetrisch zueinander angeordnet sind.
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Durch die Ausbildung des zweiten Kontaktbereichs an den Strombalken wird sichergestellt, dass ein eingeführter Stecker eines Prüf- oder Trennsteckers zunächst die zweiten Kontaktabschnitte kontaktiert, bevor der elektrische Kontakt der beiden Strombalken im ersten Kontaktbereich durch das Einführen des Steckers aufgetrennt wird.
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Für eine einfachere Montage und optimale Bedienbarkeit ist bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der elektrischen Reihenklemme vorgesehen, dass die zweiten Metallstreifen als C-förmige Kontaktfedern ausgebildet sind, die mit ihrem C-Rücken an einer Stufe des stufenförmigen Bereichs der ersten Metallstreifen befestigt sind. Die beiden einander zugewandten Kontaktabschnitte der beiden Kontaktfedern dienen dabei als eine Art Einführtrichter für den Stecker des einzusteckenden Prüf- oder Trennsteckers, so dass die Gefahr des Verkantens minimiert wird und der Stecker gleichzeitig in den Kontaktbereich geführt wird. Durch die Ausgestaltung und Abbiegung der zweiten Metallstreifen zu Kontaktfedern mit zwei Schenkeln, kann die von den Kontaktfedern auf einen eingesteckten Stecker wirkende Kontaktkraft den jeweiligen Anforderungen entsprechend einfach angepasst werden.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind an dem stufenförmigen Bereich mindestens eine erste Stufe und eine zweite Stufe vorgesehen und die erste Stufe ist in Einsteckrichtung des Steckers hinter der zweiten Stufe angeordnet. Der stufenförmige Bereich erstreckt sich folglich in Richtung der Einsteckrichtung des Steckers. Die Kontaktabschnitte befinden sich, je nach Stufe, entweder tiefer im Gehäuse oder näher an der Gehäusewand bzw. näher an der Einsteckstelle des Steckers. Wenn die zweiten Metallstreifen mit den Kontaktabschnitten an der ersten Stufe angeordnet sind, überlappen sich die ersten Metallstreifen und die zweiten Metallstreifen. Je nachdem, wie viele Stufen vorgesehen sind, überlappen sich die ersten Metallstreifen und die zweiten Metallstreifen in der vollen Länge des C-Rückens der zweiten Metallstreifen oder die ersten Metallstreifen stehen sogar über die zweiten Metallstreifen über. Wenn die zweiten Metallstreifen an der letzten Stufe befestigt sind, ist die maximale Länge der Strombalken erreicht. Die minimale Länge der Strombalken wird erreicht, wenn die zweiten Metallstreifen an der ersten Stufe des stufenförmigen Bereichs der ersten Metallstreifen angeordnet sind.
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Für eine vereinfachte Herstellung der erfindungsgemäßen Reihenklemme ist bei einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen, dass die stufenförmigen Bereiche der beiden ersten Metallstreifen spiegelsymmetrisch und der übrige Teil ersten Metallstreifen deckungsgleich zueinander ausgestaltet sind. Durch die spiegelsymmetrische Anordnung der stufenförmigen Bereiche sind diese etwa V-förmig zueinander angeordnet. Der Abstand zwischen den gegenüberliegenden Stufen der beiden Anschlussabschnitte wird mit zunehmender Stufenzahl größer. Der Abstand zwischen den ersten Stufen ist geringer, als der Abstand zwischen den zweiten Stufen zueinander, da die Stufen durch die Stufenvorsprünge weiter nach außen orientiert werden. Aufgrund der Stufenvorsprünge ist für die Kontaktabschnitte jeweils ein definierter Bereich vorgegeben, an denen die Kontaktabschnitte befestigt werden können.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die ersten Metallstreifen am Übergang zum stufenförmigen Bereich leicht abgewinkelt, sodass die gegenüberliegenden Stufen der stufenförmigen Bereiche alle in etwa denselben Abstand zueinander aufweisen.
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Insgesamt sind bei dieser Ausgestaltung nur zwei verschiedene Strombalken notwendig, um eine Vielzahl an Konfigurationen der Reihenklemme zu ermöglichen. Auf diese Weise wird der Herstellungsaufwand im Vergleich zum Stand der Technik erheblich reduziert.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass zwei Federelemente im Klemmengehäuse angeordnet sind, die jeweils einen federnden Kontaktabschnitt aufweisen, dass die Kontaktabschnitte der beiden Federelemente zusammen einen weiteren Kontaktbereich für den Stecker bilden, der in Einsteckrichtung des Steckers vor dem zweiten Kontaktbereich der Strombalken angeordnet ist, und dass mindestens eines der Federelemente eine Aufnahme für einen Schenkel einer Steckbrücke aufweist, wobei jeweils ein Federelement über den Stecker elektrisch leitend mit einem Strombalken verbunden ist, wenn der Stecker eines Prüfsteckers oder eines Trennsteckers in die Reihenklemme eingesteckt ist.
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Folglich sind bei der elektrischen Reihenklemme zwei voreilende Federelemente im Klemmengehäuse angeordnet, so dass beim Einstecken des Steckers eines Prüf- oder Trennsteckers dieser zunächst von den Kontaktabschnitten der Federelemente kontaktiert wird, bevor der Stecker auf die Kontaktabschnitte der Strombalken trifft und diese ebenfalls kontaktiert. Bevor der Stecker eines Prüf- oder Trennsteckers somit den Kontakt zwischen den Kontaktabschnitten der beiden Strombalken auftrennt, ist ein elektrischer Kontakt zwischen dem Stecker und den zusätzlichen Federelementen hergestellt. Über den Stecker eines in die Reihenklemme eingesteckten Prüf- oder Trennsteckers erfolgt dann eine elektrisch leitende Verbindung zwischen jeweils einem Federelement und dem zugeordneten Strombalken.
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Für eine Verbindung von mehreren Reihenklemmen miteinander, bei eingestecktem Stecker,ist bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass in mindestens einem der Federelemente eine Ausnehmung als Aufnahme zum Einstecken eines Schenkels einer Steckbrücke ausgebildet ist. Die Federelemente können dabei insgesamt näherungsweise S-förmig ausgebildet sein, wobei die Verbindungsabschnitte auch zur sicheren Fixierung und Halterung der Federelemente in dem Klemmengehäuse genutzt werden. Die Herstellung der Federelemente lässt sich dadurch weiter vereinfachen, wenn als Aufnahme zum Einstecken eines Schenkels einer Steckbrücke eine Ausnehmung aus dem entsprechenden Federelement, insbesondere dessen Verbindungsabschnitt, ausgestanzt ist. Die Federelemente können dann besonders einfach als Stanz-Biegeteile gefertigt werden.
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Zur einfacheren Bedienung ist bei einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass im Klemmengehäuse mindestens eine Stecköffnung zum Einstecken des Schenkels einer Steckbrücke in die Aufnahme eines Federelements ausgebildet ist, wobei die Stecköffnung von einer ersten Seite, der Bedienerseite, aus zugänglich ist. Wie eingangs ausgeführt worden ist, werden Reihenklemmen oder ein aus mehreren nebeneinander angeordneten Reihenklemmen bestehender Reihenklemmenblock in der Regel auf einer Tragschiene aufgerastet, die in einem Schaltschrank befestigt ist. Alternativ dazu kann ein derartiger Reihenklemmenblock auch direkt in einer entsprechenden Öffnung in einer Schrankwand eingesetzt sein. Die Orientierung der Reihenklemmen ist dabei stets gleich, sodass die Reihenklemmen mit ihrer Bedienseite zur Schranköffnung angeordnet sind bzw. mit der Bedienseite aus der Öffnung in einer Schrankwand hinausragen. Die Stecköffnung ist folglich für die einfachere Bedienung von der Bedienseite aus zugänglich.
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Entpsrechend ist bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass im Klemmengehäuse eine Öffnung zum Einstecken des Steckers eines Prüfsteckers oder eines Trennsteckers in die Kontaktbereiche ausgebildet ist, wobei die Öffnung von einer ersten Seite, der Bedienerseite, aus zugänglich ist.
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Für eine direkte Verbindung von zwei Reihenklemmen ist bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass in mindestens einem der ersten Metallstreifen eine Brückenausnehmung und mindestens ein im Klemmengehäuse ausgebildeter korrespondierender Brückenschacht zur Aufnahme eines Schenkels einer Streckbrücke ausgebildet ist. Der zusätzliche Brückerschacht zur Aufnahme des Schenkels einer Steckbrücke kann seitlich am Gehäuse angeordnet sein. Falls die Brückenausnehmungen an beiden ersten Metallstreifen vorgesehen sind, können diese versetzt zueinander ausgestaltet sein. Entsprechend können die Brückenschächte ebenfalls versetzt zueinander im Klemmengehäuse ausgebildet sein, sodass im Falle von zwei eingesteckten Steckbrücken keine Behinderungen auftreten. Die Steckbrücken können in der versetzten Anordnung problemlos auch bis in das Zentrum des Klemmengehäuses eingeführt werden.
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Gemäß einer zweiten Lehre bezieht sich die Erfindung auf einen Reihenklemmenblock mit mindestens zwei nebeneinander angeordneten Reihenklemmen, gemäß Patentanspruch 10. Der erfindungsgemäße Reihenklemmenblock ist dadurch gekennzeichnet, dass die Reihenklemmen erfindungsgemäß ausgestaltet sind.
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Die Ausführungen zu der erfindungsgemäßen Reihenklemme gelten entsprechend auch für den erfindungsgemäßen Reihenklemmenblock mit mehren Reihenklemmen.
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Bei einer Ausgestaltung des Reihenklemmenblocks ist vorgesehen, dass die zweiten Metallstreifen mindestens einer Reihenklemme an einer anderen Stufe des stufenförmigen Bereichs der ersten Metallstreifen befestigt sind als die zweiten Metallstreifen der anderen Reihenklemme. Wie bereits eingangs beschrieben, ist es im Stand der Technik üblich, dass bei Reihenklemmenblöcken unterschiedliche Prüfstecker mit unterschiedlichen Längen verwendet werden, damit beim Aufstecken des Prüfsteckerblocks auf einen Reihenklemmenblock zunächst die längeren Kontaktstecker einzelner Prüfstecker in die korrespondierenden Öffnungen im Klemmengehäuse der Reihenklemmen eintauchen. Auf diese Weise können unterschiedliche Reihenklemmen zuerst kontaktiert bzw. können die Verbindungen zuerst getrennt werden, wohingegen die elektrisch leitende Verbindung von anderen Reihenklemmen möglicherweise erst später getrennt werden soll bzw. muss.
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Bei der vorliegenden Erfindung ist es nicht mehr nötig, dass unterschiedlich lange Stecker verwendet werden. Die Reihenklemme kann von vornherein an den gewünschten Zweck angepasst und die Kontaktabschnitte in einer bestimmten Position im Gehäuse an den ersten Metallstreifen befestigt werden. So werden Kontakte, die auf der letzten Stufe des stufenförmigen Bereichs angeordnet sind, beim Einstecken eines Prüfsteckers zuerst kontaktiert, da die Kontakte näher an der Einstecköffnung des Steckers im Klemmengehäuse angeordnet sind. Entsprechend werden Kontakte der Kontaktabschnitte erst später kontaktiert, wenn sie auf einer der ersten Stufen angeordnet sind. Die einzelnen Schaltvorgänge werden foglich nicht mehr durch unterschiedliche Stecker gelöst, sondern durch die unterschiedliche Anordnung der Kontaktabschnitte innerhalb des Klemmengehäuses. Das Risiko einer falschen Kontaktierung, aufgrund eines falsch gewählten Prüfsteckers, entfällt foglich, da für jede Reihenklemme derselbe Prüfstecker bzw. für jeden Reihenklemmenblock ein Prüfsteckerblock mit gleichen Prüfsteckern genutzt werden kann.
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Sollte eine Unterscheidung der Schaltvorgänge nicht notwendig sein, ist bei einer alternativen Ausgestaltung des Reihenklemmenblocks vorgesehen, dass zweiten Metallstreifen der Reihenklemmen jeweils an der gleichen Stufe des stufenförmigen Bereichs der ersten Metallstreifen befestigt sind.. Somit sind identische Reihenklemmen im Reihenklemmenblock angeordnet. Die Kontaktabschnitte sind alle auf der gleichen Ebene angeordnet, so dass auf der einen Seite dennoch ein Prüfsteckerblock bzw. unterschiedliche Prüfstecker verwendet werden können, wenn dies dem Wunsch des Anwenders entspricht. Auf der anderen Seite sind bei identischen Prüfsteckern auch identische Schaltvorgänge möglich, da die Prüfstecker die Kontaktabschnitte beim Einstecken zur gleichen Zeit kontaktieren.
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Im Einzelnen gibt es eine Vielzahl von Möglichkeiten, die erfindungsgemäße Reihenklemme sowie den erfindungsgemäßen Reihenklemmenblock auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird verwiesen sowohl auf die den Patentansprüchen 1 und 10 nachgeordneten Patentansprüche als auch auf die nachfolgende Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen
- 1a eine schematische Darstellung einer Reihenklemme, im Längsschnitt,
- 1b eine schematische Darstellung der Reihenklemme gemäß 1a mit unterschiedlich positionierten Kontaktabschnitten, im Längsschnitt,
- 1c eine schematische Darstellung der der Reihenklemme gemäß 1b mit unterschiedlich positionierten Kontaktabschnitten, im Längsschnitt,
- 2a eine Darstellung von zwei Strombalken mit einem stufenförmigen Bereich,
- 2b eine Darstellung von zwei Strombalken mit einem stufenförmigen Bereich gemäß 2a mit unterschiedlich positionierten Kontaktabschnitten,
- 2c eine Darstellung von zwei Strombalken mit einem stufenförmigen Bereich gemäß 2b mit unterschiedlich positionierten Kontaktabschnitten,
- 3 eine perspektivische Darstellung eines Reihenklemmenblocks,
- 4 eine perspektivische Darstellung von zwei nebeneinander montierten Reihenklemmenblöcken und
- 5 eine perspektivische Darstellung eines Reihenklemmenblocks mit einem dazu korrespondierenden Prüfsteckerblock.
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1a zeigt eine erfindungsgemäße elektrische Reihenklemme 1. Die Reihenklemme 1 weist ein Klemmengehäuse 2 aus Kunststoff auf. Im Inneren des Klemmengehäuses 2 sind zwei Leiteranschlusselemente 3, 3' angeordnet, bei denen es sich vorliegend um Schraubklemmen handelt. Alternativ dazu können jedoch auch andere Arten von Anschlusselementen, beispielsweise Zugfederklemmen, Schenkelfederklemmen oder Schneidanschlussklemmen als Leiteranschlusselemente 3, 3' verwendet werden.
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Im Klemmengehäuse 2 sind darüber hinaus noch zwei Strombalken 4, 4' angeordnet. Die Strombalken 4, 4' sind jeweils zweiteilig ausgestaltet, wobei ein sie einen Anschlussabschnitt 5, 5' zum Anschluss der Strombalken 4, 4' an die Leiteranschlusselemente 3, 3' Schraubklemme aufweisen. An den Strombalken sind jeweils ein erster Kontaktabschnitt 6, 6' und ein zweiter Kontaktabschnitt 7, 7' ausgebildet. Der erste Kontaktabschnitt weist einen ersten Kontaktbereich 8 und der zweite Kontaktabschnitt 7, 7' einen zweiten Kontaktbereich 9 auf, die von einem hier nicht dargestellten Stecker 10 kontaktiert werden können.
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Die Anschlussabschnitte sind an einem ersten Metallstreifen 11, 11' und die Kontaktabschnitte 6, 6', 7, 7' an einem zweiten Metallstreifen 12, 12' ausgebildet. Die ersten Kontaktabschnitte 6, 6' der beiden Strombalken 4, 4' sind derart an den zweiten Metallstreifen 12, 12' gegenüberliegend ausgebildet und angeordnet, dass sie zusammen den ersten Kontaktbereich 8 für den Stecker 10 eines hier nicht dargestellten Prüf- oder Trennsteckers bilden. Die ersten Kontaktabschnitte 6, 6' berühren sich, sodass sie elektrisch leitend miteinander verbunden sind, wenn kein Stecker 10 in die Reihenklemme 1 eingesteckt ist. Die zweiten Kontaktabschnitte 7, 7' sind ebenfalls gegenüberliegend zueinander orientiert und bilden zusammen den zweiten Kontaktbereich 9. Die zweiten Kontaktabschnitte 7, 7' berühren sich nicht. Beim Einstecken eines, hier nicht dargestellten, Steckers 10 wird folglich zunächst der in Einsteckrichtung E voreilende zweite Kontaktbereich 9 kontaktiert, bevor die elektrisch leitende Verbindung des ersten Kontaktbereichs 8 aufgetrennt wird.
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Die ersten Metallstreifen sind mit ihrem den Kontaktabschnitten 6, 6', 7, 7' abgewandten Ende mit dem Anschlussabschnitt 5, 5' mit den Schraubklemmen verbunden. An dem anderen Ende weisen die ersten Metallstreifen 11, 11' einen stufenförmigen Bereich 14, 14' auf. In diesem Ausführungsbeispiel sind drei Stufen 17, 18, 19 vorgesehen. Aus den 1a, 1b und 1c ist ersichtlich, dass die zweiten Metallstreifen 12, 12', die in Form einer Kontaktfeder 16 ausgestaltet sind, an unterschiedlichen Stufen 17, 18, 19 angeordnet werden können und sich somit an unterschiedlichen Positionen im Klemmengehäuse 2 befinden können. Die an den zweiten Metallstreifen 12, 12' ausgebildeten Kontaktabschnitte 6, 6', 7, 7' können somit insbesondere in Einsteckrichtung E eines, hier nicht dargestellten, Steckers 10 tiefer im Klemmengehäuse 2 oder näher in Richtung der Stirnseite des Klemmengehäuses 2 verschoben werden. In Einsteckrichtung E sind die Stufen hintereinander angeordnet, wobei eine erste Stufe 17 hinter einer zweiten Stufe 18 und die zweite Stufe 18 hinter einer dritten Stufe 19 angeordnet ist.
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Zusätzlich sind im Klemmengehäuse 2 Federelemente 20, 20' angeordnet. Die Federelemente 20, 20' sind im Grundzustand der Reihenklemme 1 gemäß 1, d.h. bei nicht eingestecktem Stecker 10 nicht mit den Strombalken 4, 4' elektrisch leitend verbunden. Die beiden Federelemente 20, 20' weisen jeweils einen federnden Kontaktabschnitt 21, 21' auf, wobei die Federelemente 20, 20' derart spiegelsymmetrisch zueinander angeordnet sind, dass die Kontaktabschnitte 21, 21' einen weiteren Kontaktbereich 22 für einen Stecker 10 eines Prüfsteckers oder eines Trennsteckers bilden. Die Kontaktabschnitte 21, 21' können dabei, wie in den Figuren dargestellt, einen Abstand zueinander aufweisen, so dass sie sich nicht kontaktieren. Grundsätzlich können die Kontaktabschnitte 21, 21' jedoch auch so ausgebildet und angeordnet sein, dass sich die Kontaktabschnitte 21, 21' kontaktieren, wenn kein Stecker 10 eingesteckt ist.
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Die Federelemente 20, 20' dienen dazu, auf einfache Art und Weise eine Querbrückung zwischen zwei Reihenklemme 1 herzustellen. Hierzu ist in mindestens einem der beiden Federelemente 20, 20' eine Ausnehmung als Aufnahme 23 für einen Schenkel einer Steckbrücke ausgebildet. Bei zwei benachbarten Reihenklemmen 1 sind dann zwei Federelemente 20 oder 20' über die beiden Schenkel einer Steckbrücke elektrisch miteinander verbunden.
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Wenn der Stecker 10 eines Prüfsteckers in eine Reihenklemme 1 eingesteckt wird, so führt dies dazu, dass jeweils ein Federelement 20, 20' mit dem zugeordneten Strombalken 4, 4' elektrisch leitend verbunden wird. Im vollständig eingesteckten Zustand des Steckers 10 sind darüber hinaus die beiden Strombalken 4, 4' im ersten Kontaktbereich 8 durch den Stecker 10 voneinander getrennt, so dass dann auch die beiden Leiteranschlusselemente 3, 3' nicht mehr über die Strombalken 4, 4' elektrisch miteinander verbunden sind.
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Die Federelemente 20, 20', die einfach durch Ausstanzen und anschließendes Abbiegen aus einem Metallstreifen hergestellt werden können, weisen neben den näherungsweise C-förmigen Kontaktabschnitten 21, 21' jeweils noch einen im Wesentlichen geraden Verbindungsabschnitt auf, in dem die Aufnahme 23 zum Einstecken des Schenkels einer Steckbrücke ausgestanzt ist, wobei die Steckbrücke durch eine Stecköffnung 24 im Klemmengehäuse 2 eingesteckt werden kann. Die Stecköffnung 24 befindet sich auf der Bedienerseite der Reihenklemme 1 und ist für einen Anwender leicht zugänglich. Eine entsprechende Öffnung 25, zum Einstecken des Steckers 10, ist ebenfalls auf der Bedienerseite vorgesehen. Insgesamt weisen die Federelemente 20, 20' eine näherungsweise S-förmige Gestalt auf, wobei die Federelemente 20, 20' vorzugsweise über entsprechend ausgebildete Vorsprünge im Klemmengehäuse 2 befestigt sind.
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Zusätzlich sind in den ersten Metallstreifen 11, 11' Brückenausnehmungen 26 vorgesehen, die zur Aufnahme einer Steckbrücke dienen, um zwei Reihenklemmen 1 direkt miteinander verbinden zu können. Die Brückenausnehmungen 26 sind im Klemmengehäuse 2 durch einen Brückenschacht 27 zugänglich. In den 1a, 1b und 1c ist ersichtlich, dass die Brückenausnehmungen 26 an versetzt in den ersten Metallstreifen 11, 11' ausgebildet sind. Die in dem Bereich deckungsgleichen ersten Metallstreifen 11, 11' weisen in dem Bereich der Brückenausnehmungen 26 eine etwa trapezförmige Biegung 28 auf. Die Brückenausnehmung 26 ist bei dem ersten Metallstreifen 4 an einem ersten Trapezschenkel 29 ausgebildet, wohingegen die Brückenausnehmung bei dem anderen ersten Metallstreifen 11' an dem zweiten Trapezschenkel 30 ausgebildet ist. Die Trapezschenkel 29, 30 haben der Geometrie eines Trapezes entsprechend Steigungen mit unterschiedlichen Vorzeichen, sodass die Schenkel einer eingesteckten Steckbrücke schräg in das Klemmengehäuse 2 eingesteckt werden können.
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In den 2a, 2b und 2c sind die Strombalken 4, 4' der Reihenklemme 1 dargestellt. Erkennbar ist, dass sich die relative Länge der Strombalken 4, 4' verändert, je nachdem an welcher Stufe die zweiten Metallstreifen 12, 12' angeordnet sind. Die ersten Metallstreifen 11, 11' sind weitestgehend deckungsgleich ausgestaltet. Lediglich die stufenförmigen Bereiche 14, 14' sind spiegelsymmetrisch zueinander angeordnet, sodass bei beiden Strombalken 4, 4', aufgrund der Stufenform, eine Auf- bzw. Anlagemöglichkeit für die zweiten Metallstreifen 12, 12' gegeben ist. Insgesamt sind für verschiedene Konfigurationen der Reihenklemme 1 folglich nur zwei verschiedene Strombalken 4, 4' notwendig. Die zweiten Metallstreifen 12, 12' können an unterschiedlichen Stufen 15 des stufenförmigen Bereichs 14, 14' angeordnet werden. In 2a sind die zweiten Metallstreifen 12, 12' beispielsweise an der dritten Stufe 19 angeordnet, wohingegen sie in 2b an der zweiten Stufe 18 und in 2c an der ersten Stufe 17 positioniert sind.
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3 zeigt einen Reihenklemmenblock 31 mit mehreren erfindungsgemäßen Reihenklemmen 1, die nebeneinander angeordnet sind. Das Klemmengehäuse 2 ist scheibenartig ausgesstaltet, sodass mehrere Reihenklemmen 1 mit ihrer Grundseite aneinander angeordnet werden können, ohne dass sich die Raumbeanspruchung nicht unvorteilhaft vergrößert. In der perspektivischen Darstellung ist die Öffnung 25 zum Einstecken eines Prüfsteckers sichtbar. Neben der Öffnung 25 sind Felder 32 angeordnet, die die Bezeichnungen S, M und L tragen. Die Felder 32 dienen der Kennzeichnung der Reihenklemme 1, sodass von außen sichtbar ist, auf welcher der drei Stufen 17, 18, 19 die Kontaktabschnitte 6, 6', 9, 9' bzw. die zweiten Metallstreifen 12, 12' angeordnet sind. Entsprechend kann der Anwender sehen, welche der Reihenklemmen 1 beim Einstecken eines Prüfsteckers zuerst kontaktiert wird bzw. bei welcher Reihenklemme 1 die elektrisch leitende Verbindung zuerst getrennt wird, wenn ein Prüfsteckerblock mit identischen Prüfsteckern in den Reihenklemmenblock 31 eingesteckt wird.
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In 4 sind zwei nebeneinander angeordnete Reihenklemmenblöcke 31 dargestellt, wie sie beispielsweise in einem Schaltschrank angeordnet sein können. Die Konfiguration der Reihenklemmen 1 innerhalb des Reihenklemmenblocks 31 ist frei wählbar. Die Klemmengehäuse 2 unterscheiden sich bis auf die Felder 32 nicht voneinander, so dass die Reihenklemmenblöcke problemlos modular und für den gewünschten Einsatzzweck zusammengebaut werden können.
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5 zeigt einen Reihenklemmenblock 31 mit einem Prüfsteckerblock 33. Die Stecker 10 der Prüfstecker haben alle die gleiche Länge, da die Schaltvorgänge, aufgrund der unterschiedlichen Konfigurationen der Reihenklemmen 1, innerhalb der Reihenklemmen 1 durchgeführt werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Gefahr der Benutzung eines falschen Prüfsteckerblocks 33, also einer falschen Kontaktierung der Reihenklemmen 1, minimiert, da die Prüfstecker alle identisch ausgestaltet sein können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Elektrische Reihenklemme
- 2
- Klemmengehäuse
- 3, 3'
- Leiteranschlusselement
- 4, 4'
- Strombalken
- 5, 5'
- Anschlussabschnitt
- 6, 6'
- erster Kontaktabschnitt
- 7, 7'
- zweiter Kontaktabschnitt
- 8
- erster Kontaktbereich
- 9
- zweiter Kontaktbereich
- 10
- Stecker
- 11, 11'
- erster Metallstreifen
- 12, 12'
- zweiter Metallstreifen
- 13
- abgewandtes Ende
- 14, 14'
- stufenförmiger Bereich
- 15
- Stufe
- 16
- Kontaktfeder
- 17
- erste Stufe
- 18
- zweite Stufe
- 19
- dritte Stufe
- 20, 20'
- Federelement
- 21, 21'
- Kontaktabschnitte der Federelemente
- 22
- Kontaktbereich der Federelemente
- 23
- Aufnahme
- 24
- Stecköffnung
- 25
- Öffnung
- 26
- Brückenausnehmung
- 27
- Brückenschacht
- 28
- trapezförmige Biegung
- 29
- erster Trapezschenkel
- 30
- zweiter Trapezschenkel
- 31
- Reihenklemmenblock
- 32
- Feld
- 33
- Prüfsteckerblock
- E
- Einsteckrichtung
