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Die Erfindung betrifft eine Klemmfeder für eine Leiteranschlussklemme mit einem Basisabschnitt, einem an dem Basisabschnitt angebundenen Verbindungsabschnitt und mit zumindest zwei nebeneinander angeordneten und zueinander beabstandeten Federzungen. An dem vom Basisabschnitt abgewandten Bereich schließt sich an den Verbindungsabschnitt ein Federbogen an und an dem von dem Verbindungsabschnitt abgewandten Ende des Federbogens schließt sich an den Federbogen jeweils ein der Federzunge zugeordneter Klemmschenkel an. Die Klemmschenkel erstrecken sich in Richtung des Basisabschnitts und weisen an ihrem freien dem Basisabschnitt zugewandten Ende jeweils eine Klemmkante auf. Die Klemmfeder hat einen von dem Basisabschnitt abragenden, zumindest teilweise im Bereich zwischen den Federzungen angeordneten Steg. Die Erfindung betrifft zudem eine Leiteranschlussklemme.
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Aus der
DE 10 2015 105 757 A1 ist ein Doppelfeder-Anschlusselement bekannt, das aus einem einstückigen Metallblech geformt ist und zwei Klemmfedern sowie einen Zwischenwandschenkel aufweist. Der Zwischenwandschenkel wird derart aus dem Metallblech abgebogen, dass er unter einem zwischen den Klemmfedern befindlichen Spalt positioniert ist. Auf diese Weise wird durch den Zwischenwandschenkel eine Kammertrennung zwischen zwei in die beiden Klemmfedern eingeführten Leitern herbeigeführt.
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Die
EP 2 706 617 A1 offenbart eine Leiteranschlussklemme mit einem Federelement, das eine im Querschnitt U-förmige Basis sowie zwei die U-Schenkel der Basis verbindende Klemmzungen aufweist. Des Weiteren ist eine Trennwand aus dem Federelement abgebogen, die die U-Schenkel unterhalb der Klemmzungen verbindet und eine Kammertrennung zwischen zwei in den Klemmbereich der Klemmzungen eingeführten Leitern herstellt.
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Die
DE 10 2012 112 813 A1 und die
EP 2 457 289 B1 zeigen jeweils einen Doppelanschluss mit einer aus einem Metallblech umgeformten Stromschiene, aus der einstückig eine Trennwand zur Bildung von zwei Kontaktkammern abgebogen ist. In die Kontaktkammern werden jeweils einzeln V-förmige Klemmfedern eingesetzt.
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Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Klemmfeder und eine Leiteranschlussklemme mit einer verbesserten Kammertrennung und einer verbesserten Herstellung zu schaffen. Die Aufgabe wird mit der Klemmfeder gemäß Anspruch 1 und der Leiteranschlussklemme gemäß Anspruch 11 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren offenbart.
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Es wird eine Klemmfeder vorgeschlagen, bei der der Steg eine U- oder V-Form mit von den Klemmschenkeln fortweisenden freien Enden aufweist. Durch den von dem Basisabschnitt abragenden, zumindest teilweise im Bereich zwischen den Federzungen angeordneten Steg wird eine Kammertrennung für in die Klemmfeder eingeführte elektrische Leiter bereitgestellt. Die von dem Steg ausgebildete Kammertrennwand, die aufgrund der U- oder V-Form doppelwandig und somit besonders stabil ausgebildet ist, trennt zwei nebeneinander in die Klemmfeder eingeführte elektrische Leiter räumlich, sodass sich die Leiter nicht berühren und es somit nicht zu einer unerwünschten Beeinträchtigung des Anschlusses kommt. Die U- oder V-Schenkel des Steges können jeweils eine Führungsfläche für einen eingeführten elektrischen Leiter bilden. Hierbei trifft der eingeführte Leiter in Einführungsrichtung zunächst auf die Basis der U- oder V-Form, die bei einer U-Form eine Rundung im Bereich des Übergangs zu einem U-Schenkel und bei einer V-Form einen Winkel als Übergang zwischen den V-Schenkeln aufweist. Hierdurch wird ein erleichtertes Einführen des elektrischen Leiters ermöglicht, da er an der Rundung der U-Form oder dem Winkel der V-Form entlanggleitet. Dadurch, dass die freien Enden des Steges von den Klemmschenkeln wegweisen, trifft der eingeführte Leiter nicht auf ein freies Ende, sodass ein mit einem direkten Auftreffen auf das freie Ende verbundenes Aufspleißrisiko des Leiters reduziert wird. Stattdessen wird der Leiter schonend an dem U- oder V-Schenkel des Steges in Richtung des freien Endes geführt.
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Überdies muss der als Kammertrennwand wirkende Steg nicht so exakt zwischen den Federzungen positioniert werden, wie dies im Stand der Technik insbesondere bei einer einfachen Einzelwand der Fall ist, was beispielsweise im Hinblick auf Biegetoleranzen vorteilhaft ist. Durch eine gewisse Elastizität des Steges ausgehend von der U- oder V-Basis kann dieser auch von unterschiedlich breiten Leitern ausgelenkt oder verlagert werden, ohne hierbei den Leiter zu stören oder zu schädigen.
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Ein in die Klemmfeder eingeführter elektrischer Leiter kann in einem Leitereinführungsbereich der Klemmfeder zwischen dem Basisabschnitt und einem Klemmschenkel eingeführt werden. Zur Einführung kann die Klemmkante des Klemmschenkels in Richtung des Verbindungsabschnittes der Klemmfeder verlagert, der Leiter eingesteckt und die Klemmkante zurückverlagert werden, sodass der Leiter durch die zurückverlagerte Klemmkante beispielsweise an ein zusätzlich vorhandenes Stromschienenstück gedrückt wird und sich somit mindestens eine Klemmstelle zur elektrischen Kontaktierung von Stromschienenstück und Leiter ausbildet.
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Die freien Enden des Steges weisen von den Klemmschenkeln fort. Alternativ oder zusätzlich sind die freien Enden von dem Leitereinführungsbereich der Klemmfeder abgewandt. „Freies Ende“ kann in diesem Zusammenhang einen Bereich des Steges bedeuten, an dem dieser frei in den Raum ragt, ohne in diesem Bereich eine direkte Verbindung zu dem Basisabschnitt zu haben.
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Dadurch, dass die Klemmschenkel der Klemmfeder sich in Richtung des Basisabschnitts erstrecken, kann es sich um eine im Querschnitt zumindest annähernd geschlossene Form einer Klemmfeder handeln, die einen von der Klemmfeder umrahmten, seitlich jedoch offenen Federinnenraum haben kann.
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Die Klemmfeder kann für eine Leiteranschlussklemme, insbesondere für eine Leiteranschlussklemme mit Mehrfachanschluss vorgesehen sein. Mehrfachanschluss bedeutet in diesem Zusammenhang, dass mehrere, also zwei, drei oder mehr elektrische Leiter in der Leiteranschlussklemme an ein Stromschienenstück anschließbar sind. Die Anschlüsse der Leiteranschlussklemme können beispielsweise als Federkraftklemmanschluss, aber auch als Steckanschluss für Kontaktstifte oder zum Beispiel als Leiterplattenanschluss vorliegen. Die Klemmfeder kann hierbei einem Federkraftklemmanschluss zugeordnet sein, insbesondere einem Doppel- oder Mehrfach-Federkraftklemmanschluss, mit dem zumindest zwei elektrische Leiter mit dem gleichen Federelement an ein Stromschienenstück anklemmbar sind. Hierzu hat die Klemmfeder zwei nebeneinander angeordnete und zueinander beabstandete Federzungen, die auslenkbar, insbesondere einzeln, also unabhängig voneinander auslenkbar sind. Im ausgelenkten Zustand zumindest einer Federzunge ist die Klemmfeder geöffnet und es kann ein Leiter in diese eingeführt und mittels der in ihre Ausgangsposition zurückverlagerten Federzunge geklemmt werden.
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Mit dem Basisabschnitt kann sich die Klemmfeder innerhalb einer Leiteranschlussklemme abstützen und einer unerwünschten Relativverlagerung der Klemmfeder beim Auslenken der Federzungen entgegenwirken.
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Die Klemmfeder kann ein einteiliges Stanzbiegeteil sein, das zur Herstellung aus einem ebenen Metallblechstück ausgestanzt und anschließend derart gebogen wird, dass es die gewünschte Form erhält. Die Biegestellen des Stanzbiegeteils können derart vorgesehen sein, dass die Biegeradien ein sanfteres Anlaufen und Einführen des Leiters in die Klemmfeder ermöglichen.
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Der Steg hat zwei im Bereich eines Stegrückens miteinander verbundene Flügel, die im Wesentlichen eben ausgebildet sein können. Die Flügel können sich in Richtung des Basisabschnitts erstrecken und die Tiefe der U- oder V-Schenkel erhöhen, sodass sie eine seitliche Oberflächenvergrößerung der U- oder V-Schenkel bewirken. Hierdurch werden vergrößerte Führungsflächen für in die Klemmfeder eingeführte elektrische Leiter bereitgestellt. Die Flügel können beispielsweise drei-, vier- oder vieleckige Flügelflächen als Führungs- und Trennflächen für die elektrischen Leiter haben. In den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Anmeldung wird überwiegend von einer viereckigen Flügelfläche ausgegangen, diese Flächenform ist jedoch nur beispielhaft gewählt. Die dem Stegrücken gegenüberliegenden Flügelkanten können die freien Enden des Steges bilden. Ein in die Klemmfeder eingeführter Leiter trifft zunächst auf eine Flügelbasis am Stegrücken und nicht direkt auf eine Flügelkante, sodass das Aufspleißrisiko verringert wird.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann der Flügelabstand zwischen den zwei Flügeln variierbar sein. Beispielsweise können die Flügel aufeinander zu auslenkbar sein oder weiter auseinander aufspreizbar sein. Vorteilhaft ist es, wenn die Flügel elastisch auslenkbar sind und somit nach Rücknahme einer Belastung wieder in ihre Ausgangsstellung zurückfedern. Durch den variierbaren Flügelabstand zwischen den zwei Flügeln ist es möglich, unterschiedlich große elektrische Leiter in die Klemmfeder einführen und dennoch eine zuverlässige Kammertrennung und Leiterführung bereitstellen zu können. Der Flügelabstand zwischen den zwei Flügeln kann kleiner oder gleich dem Abstand zwischen den Federzungen sein.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann der Übergang vom Stegrücken zu den Flügeln abgerundet oder gebogen sein. Durch einen derart ausgebildeten Radius im Übergang vom Stegrücken zu den Flügeln wird eine Leitereinführschräge für den elektrischen Leiter bereitgestellt, sodass ein sanfterer Anlauf des Leiters an einem weicheren Übergang zwischen dem Stegrücken und den Flügeln ermöglicht wird.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann der Steg im Bereich des Stegrückens über eine Stegwurzel an den Basisabschnitt angebunden sein. Die Stegwurzel bezeichnet hierbei den Übergang des Steges in den Basisabschnitt. Die Stegwurzel liegt am Steg den freien Enden des Steges gegenüber. Der Steg kann an einem freien Ende oder einer Randkante des Basisabschnitts angebunden sein.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform können der Stegrücken und der Basisabschnitt einen Winkel von kleiner oder gleich 90° einschließen. Durch einen derart geneigten Stegrücken wird ein sanfteres, allmähliches Anlaufen des Leiters an den Steg oder Flügel ermöglicht, wobei der Leiter beim Einführen zunächst auf einen Radius an der Stegwurzel treffen kann und erst anschließend an der eigentlichen Steg- oder Flügelfläche entlang geführt wird. Zudem wird der Auslenkradius der Federzungen besser berücksichtigt. Hat der Steg zwei im Bereich eines Stegrückens miteinander verbundene, im Wesentlichen eben ausgebildete Flügel, können diese beispielsweise jeweils eine parallelogrammförmige Flügelfläche aufweisen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann der Verbindungsabschnitt zumindest teilweise dem Basisabschnitt gegenüberliegen und sich von dem Basisabschnitt weg erstrecken. Der Verbindungsabschnitt kann an dem dem Übergang des Basisabschnitts in den Steg gegenüberliegenden Ende des Basisabschnitts vorgesehen ein. Der Verbindungsabschnitt kann den Basisabschnitt mit dem Federbogen und den sich an den Federbogen anschließenden Klemmschenkeln der Klemmfeder verbinden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann der Verbindungsabschnitt einen im Wesentlichen senkrecht vom Basisabschnitt abragenden Vertikalabschnitt und einen sich am vom Basisabschnitt abgewandten Ende des Vertikalabschnitts an den Vertikalabschnitt anschließenden Kopplungsabschnitt aufweisen. Hierbei können der Vertikalabschnitt und der Kopplungsabschnitt unterschiedliche Funktionen erfüllen, beispielsweise in einer Leiteranschlussklemme, in die die Klemmfeder eingesetzt ist. Beispielsweise kann der Vertikalabschnitt einer Abstützung oder Anlage an einer Komponente der Leiteranschlussklemme dienen, während der Kopplungsabschnitt eine Verbindungsfunktion von Vertikalabschnitt und Federbogen der Klemmfeder erfüllen kann. Der Kopplungsabschnitt und der Vertikalabschnitt können einen Winkel größer 90° einschließen. Der Kopplungsabschnitt kann eine Einführschräge für einen in die Klemmfeder eingeführten elektrischen Leiter bilden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann zwischen den Federzungen ein Spalt gebildet sein, welcher sich zumindest bis in den Federbogen hinein erstreckt. Hierdurch kann eine ausreichende Auslenkbarkeit der Federzungen auch unabhängig voneinander gewährleistet werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann sich der Spalt bis in den Kopplungsabschnitt hinein erstrecken. Hierdurch wird die Elastizität der Federzungen weiter erhöht und es werden Material- und Gewichtseinsparungen für die Klemmfeder erzielt.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann die Klemmfeder eine Biegelinie aufweisen, die zwischen dem Basisabschnitt und dem Steg parallel zu zumindest einer Klemmkante der Klemmschenkel verläuft. Der Steg kann an einer Stegwurzel von dem Basisabschnitt um die Biegelinie gebogen sein. Die Biegelinie kann senkrecht auf der Haupterstreckungsrichtung des Basisabschnitts stehen, wobei die Haupterstreckungsrichtung der Längserstreckungsrichtung des Basisabschnitts entspricht, die Länge des Basisabschnitts in Längserstreckungsrichtung größer als seine Breite ist und wobei die Länge und Breite des Basisabschnitts größer als seine Höhe sind. Durch die parallel zu zumindest einer Klemmkante der Klemmschenkel verlaufende Biegelinie kann der Steg bei der Herstellung der Klemmfeder in den Federinnenraum hinein gebogen werden und an dem Biegeradius dieser Biegelinie einen weicheren Übergang oder eine Einführschräge bilden für ein erleichtertes und beschädigungsfreies Einführen eines elektrischen Leiters.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform können weitere Biegelinien innerhalb von im Bereich des Stegrückens miteinander verbundenen Flügeln verlaufen. Hierdurch werden die Flügel aus einem aus dem Federinnenraum zu den offenen Seiten des Federinnenraums heraus weisenden Zustand in einen in den Federinnenraum hinein weisenden Zustand gebogen, sodass eine freie Flügelkante dem Leitereinführungsbereich und der Stegwurzel gegenüber liegt. Hierdurch verlaufen die Flügel zumindest im Wesentlichen parallel zu einem in die Klemmfeder eingeführten Leiter und stellen jeweils eine Trennwand mit einem als Einführschräge wirkenden Biegeradius im Leitereinführungsbereich dar, die das Einführen des Leiters erleichtert. In einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Flügel soweit in den Federinnenraum hinein gebogen, dass die Federzungen bei einer Auslenkbewegung an den Flügeln vorbei führbar sind. Es ist jedoch auch denkbar, durch die Flügel einen Anschlag zur Begrenzung der Auslenkbewegung der Federzungen zu realisieren, um eine Überlastung der Klemmfeder zu vermeiden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Klemmschenkel der Klemmfeder maximal bis zu einer Ebene einer oberen Flügelkante auslenkbar. Eine obere Flügelkante kann beispielsweise eine Flügelbegrenzung sein, die den größten Abstand zum Basisabschnitt hat und parallel zu diesem verläuft. Durch eine solche Begrenzung der Auslenkbarkeit ist erreichbar, dass ein zurückverlagerter Klemmschenkel nicht auf eine Flügelkante aufsetzt, sodass der Klemmvorgang nicht durch einen Flügel behindert wird.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform können die Flügel kongruente Flügelflächen aufweisen, also geometrisch deckungsgleich sein. Es sind jedoch auch unterschiedlich ausgebildete Flügelflächen denkbar, um beispielsweise individuelle Anschlüsse für unterschiedlich geartetete Leiter bereitzustellen. Grundsätzlich kann ein achsen- oder punktsymmetrischer Aufbau der Klemmfeder die Herstellung derselben insbesondere bei einer Herstellung als Stanzbiegeteil vereinfachen, da weniger auf eine korrekte Orientierung oder eine seitenbezogene Ausrichtung beispielsweise von Umformwerkzeugen zu achten ist, wie es bei den aus dem Stand der Technik bekannten asymmetrischen Federelementen der Fall ist.
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Die Aufgabe wird auch mit einer Leiteranschlussklemme mit einem Isolierstoffgehäuse und einem im Isolierstoffgehäuse angeordneten Kontakteinsatz, aufweisend ein Stromschienenstück und eine an dem Stromschienenstück angeordnete Klemmfeder, gelöst. Die Klemmfeder hat einen Basisabschnitt und einen an dem Basisabschnitt angebundenen Verbindungsabschnitt sowie zwei nebeneinander angeordnete und zueinander beabstandete Federzungen, wobei sich an dem vom Basisabschnitt abgewandten Bereich an den Verbindungsabschnitt ein Federbogen anschließt und sich an dem von dem Verbindungsabschnitt abgewandten Ende des Federbogens an den Federbogen jeweils ein der Federzunge zugeordneter Klemmschenkel anschließt, und wobei die Klemmschenkel sich in Richtung des Basisabschnitts erstrecken und an ihrem freien dem Basisabschnitt zugewandten Ende jeweils eine Klemmkante aufweisen, welche mit dem Stromschienenstück eine Klemmstelle zum Anklemmen jeweils eines elektrischen Leiters bilden. Die Klemmfeder hat einen einen von dem Basisabschnitt abragenden, zumindest teilweise im Bereich zwischen den Federzungen angeordneten Steg.
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Es ist vorgesehen, dass der Steg der Klemmfeder des Kontakteinsatzes der Leiteranschlussklemme eine U- oder V-Form mit von den Klemmschenkeln fortweisenden freien Enden aufweist. Hiermit werden ebenfalls die vorstehend dargestellten erfindungsgemäßen Vorteile erzielt. Die Klemmfeder und das Stromschienenstück des Kontakteinsatzes wirken mechanisch zusammen, indem beispielsweise ein Klemmschenkel der Klemmfeder einen elektrischen Leiter mit Federkraft gegen das Stromschienenstück drückt und hierdurch eine Klemmstelle ausbildet, sodass eine elektrische Kontaktierung des Leiters mit dem Stromschienenstück gewährleistet ist. Die Klemmfeder kann weitere Merkmale gemäß der vorstehenden Beschreibung aufweisen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann das Stromschienenstück zwei voneinander beabstandete Stromschienenschenkel aufweisen. Somit kann bei einem Doppelanschluss jedem eingeführten Leiter ein eigener Stromschienenschenkel zur Kontaktierung zugeordnet sein. Die beabstandeten Stromschienenschenkel können zudem eine lösbare formschlüssige Verbindung des Stromschienenstücks mit der Klemmfeder ermöglichen, beispielsweise durch einen Hinterschnitt. Zudem werden durch die Materialaussparung zwischen den Stromschienenschenkeln Material- und Gewichtseinsparungen erzielt.
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Der Steg kann zwei im Bereich eines Stegrückens miteinander verbundene im Wesentlichen ebene ausgebildete Flügel haben. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann der Flügelabstand zwischen den zwei Flügeln variierbar sein. Beispielsweise können die Flügel aufeinander zu auslenkbar sein oder weiter auseinander aufspreizbar sein. Vorteilhaft ist es, wenn die Flügel elastisch auslenkbar sind und somit nach Rücknahme einer Belastung wieder in ihre Ausgangsstellung zurückfedern. Durch den variierbaren Flügelabstand zwischen den zwei Flügeln ist es möglich, unterschiedlich große elektrische Leiter in die Klemmfeder einführen und dennoch eine zuverlässige Kammertrennung und Leiterführung bereitstellen zu können. Der Flügelabstand zwischen den zwei Flügeln kann kleiner oder gleich dem Abstand zwischen den Stromschienenschenkeln sein. Hierbei kann zumindest ein Flügel so in einen zwischen den Stromschienenschenkeln gebildeten Stromschienenspalt hineinragen, dass in einer seitlichen Ansicht eine untere Flügelkante der Klemmfeder unterhalb einer Oberkante zumindest eines Stromschienenschenkels liegt. Der Steg der Klemmfeder taucht somit teilweise in den Stromschienenspalt zwischen den Stromschienenschenkeln ein, sodass nicht nur eine verbesserte Leiterführung bereitgestellt wird, sondern auch eine Kammertrennung bis in einen Bereich des Stromschienenstücks hinein gewährleistet ist und eine Berührung der Leiter auch im Bereich des Stromschienenstücks zuverlässig vermieden wird.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann der Verbindungsabschnitt der Klemmfeder einen zumindest teilweise verjüngten Abschnitt aufweisen, welcher im montierten Zustand in einen zwischen den Stromschienenschenkeln gebildeten Stromschienenspalt des Stromschienenstücks eingeführt ist. Hierdurch kann auf besonders einfache Weise eine mechanische Verschränkung des Stromschienenstücks mit der Klemmfeder ermöglicht werden, sodass ohne zusätzliche Verbindungsmittel eine lösbare formschlüssige Verbindung zwischen der Klemmfeder und dem Stromschienenstück herstellbar ist.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann der Kontakteinsatz eine Kontaktgabei aufweisen. Hierdurch wird auf einfache Weise eine zusätzliche Anschlussmöglichkeit für einen weiteren elektrischen Leiter bereitgestellt, ohne dass ein weiterer Federkraftklemmanschluss integriert werden muss.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform können das Stromschienenstück und die Klemmfeder formschlüssig ineinander verschränkbar sein. Hierzu kann beispielsweise die Klemmfeder eine als Stützflügel ausgebildete Verbreiterung im Basisabschnitt aufweisen, die auf einer Unterseite des Kontakteinsatzes, also auf einer dem Leitereinführungsbereich oder den Federzungen abgewandten Seite des Kontakteinsatzes, an dem Kontakteinsatz anliegt. Hierzu kann beispielsweise der Verbindungsabschnitt der Klemmfeder einen zumindest teilweise verjüngten Abschnitt aufweisen, welcher im montierten Zustand in einen zwischen den Stromschienenschenkeln gebildeten Stromschienenspalt des Stromschienenstücks einführbar ist, sodass die Verbreiterung auf der Unterseite des Kontakteinsatzes zur Anlage bringbar ist. Durch die formschlüssige Verschränkbarkeit sind der Kontakteinsatz und die Klemmfeder besonders einfach, zuverlässig und ohne zusätzliche Verbindungsmittel miteinander verbindbar und bei Bedarf zerstörungsfrei voneinander trennbar.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann ein Vertikalabschnitt der Klemmfeder zumindest bereichsweise über eine vordefinierte Länge flächig an einem Vertikalabschnitt des Kontakteinsatzes anliegen. Hierdurch wird eine beispielsweise formschlüssige Verbindung zwischen der Klemmfeder und dem Kontakteinsatz zusätzlich stabilisiert und die Abstützung der Klemmfeder an dem Kontakteinsatz verbessert. Der Vertikalabschnitt des Kontakteinsatzes kann beispielsweise die Rückseite einer Gabelbasis einer Kontaktgabel sein und an seinem einen Ende in die Kontaktgabel und an dem anderen Ende in einen rechtwinklig von dem Vertikalabschnitt abragenden Horizontalabschnitt übergehen. Die Klemmfeder kann beispielsweise auch flächig mit dem Vertikalabschnitt der Klemmfeder an dem Vertikalabschnitt des Kontakteinsatzes und flächig mit dem Basisabschnitt an dem Horizontalabschnitt des Kontakteinsatzes anliegen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann der Vertikalabschnitt der Klemmfeder bereichsweise als Leiteranschlag ausgebildet sein. Hierzu ist der Vertikalabschnitt mit einer vorgegebenen Breite über eine bestimmte Länge sowie starr genug ausgeführt, um einen definierten Leiteranschlag zu ermöglichen, ohne dass ein eingeführter elektrischer Leiter beispielsweise in einen angrenzenden Bereich einer Kontaktgabel gelangt. Der Leiteranschlag erstreckt sich zudem mit dem Vertikalabschnitt senkrecht zu einer Leitereinführungsrichtung des eingeführten elektrischen Leiters, um zuverlässig einen Anschlag zu gewährleisten. In einer anderen Variante kann ein Vertikalabschnitt der Klemmfeder derart schmal ausgebildet sein, dass ein in die Klemmfeder eingeführter elektrischer Leiter an dem Vertikalabschnitt der Klemmfeder vorbei zu einem an den Vertikalabschnitt der Klemmfeder angrenzenden Stromschienenstück führbar ist. Hierbei wird der Leiteranschlag durch das Stromschienenstück bereitgestellt.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann die Leiteranschlussklemme einen Betätigungshebel zum Öffnen und Schließen der Klemmfeder haben, um beim Öffnen zumindest eine Federzunge auszulenken und somit einen Leitereinführungsbereich zum Einführen eines elektrischen Leiters auszubilden und beim Schließen die Federzunge zurückzuführen, um den elektrischen Leiter zu klemmen. Mittels des Betätigungshebels kann eine manuelle Betätigung des Federkraftklemmanschlusses zwischen Kontakteinsatz und Klemmfeder vereinfacht sowie die hierzu benötigte Betätigungskraft verringert werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann der Steg der Klemmfeder als Hebelanschlag und/oder Hebellager des Betätigungshebels ausgebildet sein. Hierdurch wird eine Doppelfunktion des Stegs zur Kammertrennung und für die Hebelfunktion bereitgestellt, wodurch der benötigte Bauraum der Leiteranschlussklemme reduziert und diese kompakter gestaltet werden kann.
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Ganz allgemein sind im Zusammenhang mit dieser Anmeldung die Wörter „ein/eine“, soweit nicht ausdrücklich anders definiert, nicht als Zahlwort zu verstehen, sondern als unbestimmte Artikel mit dem Wortsinn von „mindestens ein/eine“.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit den beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen in schematischer Weise:
- 1 eine Vorderansicht einer Klemmfeder;
- 2 eine Perspektivansicht der Klemmfeder;
- 3 eine erste Seitenansicht der Klemmfeder;
- 4 eine zweite Seitenansicht der Klemmfeder;
- 5 eine Ansicht der Klemmfeder von unten;
- 6 eine Ansicht der Klemmfeder von oben;
- 7 ein Stanzbiegeteil für eine Klemmfeder;
- 8 die mit einem Kontakteinsatz verbundene Klemmfeder in einer Vorderansicht;
- 9 die mit einem Kontakteinsatz verbundene Klemmfeder in einer Perspektivansicht;
- 10 die mit einem Kontakteinsatz verbundene Klemmfeder in einer Ansicht von unten;
- 11 die mit einem Kontakteinsatz verbundene Klemmfeder in einer Seitenansicht;
- 12 die mit einem Kontakteinsatz verbundene Klemmfeder in einer Vorderansicht mit eingestecktem Leiter;
- 13 die mit einem Kontakteinsatz verbundene Klemmfeder in einer Vorderansicht mit eingestecktem Leiter und ausgelenkter Federzunge;
- 14 die mit einem Kontakteinsatz verbundene Klemmfeder mit zwei eingesteckten Leitern in einer geschnittenen Ansicht von oben;
- 15 eine Perspektivansicht einer Klemmfeder gemäß einer weiteren Ausführungsform;
- 16 eine Perspektivansicht der mit einem Kontakteinsatz verbundene Klemmfeder gemäß der weiteren Ausführungsform;
- 17 eine Perspektivansicht einer Leiteranschlussklemme einer ersten Ausführungsform;
- 18 eine Ansicht der Leiteranschlussklemme von oben;
- 19 einen Querschnitt der in 18 gezeigten Leiteranschlussklemme entlang der Linie A-A;
- 20 einen Querschnitt der in 18 gezeigten Leiteranschlussklemme entlang der Linie B-B;
- 21 eine Seitenansicht der Leiteranschlussklemme;
- 22 einen Querschnitt der in 21 gezeigten Leiteranschlussklemme entlang der Linie D-D;
- 23 eine Ansicht einer Leiteranschlussklemme einer zweiten Ausführungsform von oben;
- 24 einen Querschnitt der in 23 gezeigten Leiteranschlussklemme entlang der Linie C-C.
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Die Klemmfeder 1 wird nachfolgend anhand der 1 bis 6 erläutert. Die Klemmfeder 1 hat einen Basisabschnitt 2 und einen an den Basisabschnitt 2 angebundenen Verbindungsabschnitt 3. An den Verbindungsabschnitt 3 schließen sich zwei Federbögen 5 an, die in Klemmschenkel 6 übergehen. Die Klemmschenkel 6 sind Teil zweier nebeneinander angeordneter und zueinander beabstandeter Federzungen 4, die sich ausgehend von einer im Verbindungsabschnitt 3 angeordneten Federzungenbasis 27 parallel zueinander erstrecken und in dem Federbogen 5 um etwa 180° umgelenkt werden. Ein Federzungenspalt 15 zwischen den Federzungen 4 ermöglicht die einzelne Auslenkbarkeit der Federzungen 4 unabhängig voneinander sowie das Vorbeiführen der Federzungen 4 an dem nachfolgend beschriebenen Steg 8. Die Klemmschenkel 6 erstrecken sich in Richtung des Basisabschnitts 2 und weisen jeweils an ihrem freien, dem Basisabschnitt 2 zugewandten Ende eine Klemmkante 7 auf, mit der ein in die Klemmfeder 1 einsteckbarer elektrischer Leiter klemmbar ist.
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Der Verbindungsabschnitt 3 lässt sich in einen Vertikalabschnitt 13 und einen Kopplungsabschnitt 14 unterteilen. Der Vertikalabschnitt 13 kann beispielsweise in einer Leiteranschlussklemme und/oder in einem Kontakteinsatz eine Abstützung der Klemmfeder 1 erhöhen, während der Kopplungsabschnitt 14 die Federzungenbasis 27 enthält und eine Verbindung zwischen dem Vertikalabschnitt 13 und dem Federbogen 5 darstellt. Der Federzungenspalt 15 erstreckt sich ausgehend von der Federzungenbasis 27 bis zu den Klemmkanten 7 der Federzungen 4, sodass eine unabhängige elastische Auslenkung der Federzungen 4 gewährleistet ist. Der Kopplungsabschnitt 14 und der Vertikalabschnitt 13 schließen in dem gezeigten Ausführungsbeispiel einen Winkel größer 90° ein. Hierdurch kann durch den Kopplungsabschnitt 14 eine Einführschräge für einen in die Klemmfeder 1 eingeführten elektrischen Leiter gebildet werden.
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Dadurch, dass sich die Klemmschenkel 6 der Klemmfeder 1 in Richtung des Basisabschnitts 2 erstrecken, handelt es sich um eine annähernd geschlossene Form einer Klemmfeder 1, die einen seitlich offenen Federinnenraum 21 umrahmt.
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Von dem Basisabschnitt 2 ragt ein zumindest teilweise im Bereich zwischen den Federzungen 4 angeordneter Steg 8 ab, der eine U-Form mit von den Klemmschenkeln 6 abgewandten freien Enden 9 aufweist. Der Steg 8 bildet eine Kammertrennwand für zwei nebeneinander in die Klemmfeder 1 einsteckbare und von den Klemmschenkeln 6 klemmbare elektrische Leiter. Durch die U-Form ist die Kammertrennwand sehr stabil ausgeführt und ein Einführen eines elektrischen Leiters entlang des U-Schenkels des Steges 8 erleichtert. Dadurch, dass die freien Enden 9 des Steges 8 von den Klemmschenkeln 6 wegweisen, trifft der eingeführte Leiter nicht auf ein freies Ende 9, sodass ein mit einem direkten Auftreffen auf das freie Ende 9 verbundenes Aufspleißrisiko des Leiters reduziert wird. Stattdessen wird der Leiter schonend an dem Radius der U-Basis in den Federinnenraum 21 hinein- und an dem U-Schenkel des Steges 8 in Richtung des freien Endes 9 entlang geführt.
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Der Steg 8 hat zwei im Bereich eines Stegrückens 10 miteinander verbundene Flügel 11, die im Wesentlichen eben ausgebildet sind und jeweils eine viereckige Flügelfläche 20 aufweisen. Die Flügel 11 bilden jeweils einen Schenkel des U-förmigen Steges 8 und erhöhen dessen seitliche Führungsfläche für einen in die Klemmfeder 1 eingeführten elektrischen Leiter. Ein in die Klemmfeder 1 eingeführter Leiter trifft zunächst auf den die U-Basis bildenden, gebogenen Stegrücken 10 und wird an der Flügelfläche 20 entlang in Richtung des freien Endes 9 des Steges 8 geführt. Die Flügel 11 weisen hierbei kongruente Flügelflächen 20 auf, sind also geometrisch deckungsgleich.
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Wie in 6 ersichtlich, ist der Flügelabstand A zwischen den zwei Flügeln 11 variierbar. Beispielsweise können die Flügel 11 durch zwei an den Flügeln 11 entlang geführte elektrische Leiter aufeinander zu elastisch ausgelenkt werden, sodass sich der Flügelabstand A verringert. Nach Entfernen der elektrischen Leiter schwingen die Flügel 11 wieder elastisch in ihre Ausgangslage zurück, sodass sich der Flügelabstand A wieder vergrößert. Der Flügelabstand A ist in in dem in 6 gezeigten Ausführungsbeispiel gleich dem Abstand zwischen den Federzungen 4 bzw. gleich der Breite des Federzungenspalts 15.
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Aufgrund der U-Form des Steges 8 ist der Übergang vom Stegrücken 10 zu den Flügeln 11 abgerundet bzw. gebogen. Hierdurch wird ein weicherer Anlauf des Leiters auf den Flügel 11 ermöglicht.
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Der Steg 8 ist im Bereich des Stegrückens 10 über eine Stegwurzel 12 an den Basisabschnitt 2 angebunden. Die Stegwurzel 12 liegt den freien Enden 9 des Steges 8 gegenüber und bildet den Übergang des Steges 8 in den Basisabschnitt 2. Der Stegrücken 10 und der Basisabschnitt 2 schließen einen Winkel α ein, der kleiner 90° ist. Hierdurch ist der Stegrücken 10 geneigt. Durch die Neigung wird der Auslenkradius der Federzungen 4 besser berücksichtigt und ein in die Klemmfeder 1 eingeführter Leiter stets und unabhängig von der Einführposition über eine möglichst lange Strecke an den Flügeln 11 entlang geführt. Der Winkel α wird an den freien Enden 9 des Steges 8 zwischen den die freien Enden 9 bildenden Flügelkanten wiederholt, sodass sich eine parallelogrammförmige Flügelfläche 20 ergibt.
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Zwischen dem Basisabschnitt 2 und den Klemmschenkeln 6 wird bei einer Auslenkung einer Federzunge 4 in den Federinnenraum 21 hinein ein Leitereinführungsbereich 16 ausgebildet, in den ein elektrischer Leiter in einer Leitereinführungsrichtung 19 einführbar ist. Bei Zurückverlagerung der Federzunge 4 wirkt der Klemmschenkel 6 mit seiner Klemmkante 7 durch die Federkraft der Federzunge 4 auf den Leiter, sodass dieser beispielsweise an ein zusätzlich vorhandenes Stromschienenstück gedrückt wird und sich somit mindestens eine Klemmstelle zur elektrischen Kontaktierung von Stromschienenstück und Leiter ausbildet. In 1 ist der zum Betrachter hin nähere Klemmschenkel 6 in einem in den Federinnenraum 21 verlagerten Zustand und der vom Betrachter weiter entferntere Klemmschenkel 6 in einer Ausgangsposition gezeigt.
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Die Klemmschenkel 6 der Klemmfeder 1 sind in dem gezeigten Ausführungsbeispiel maximal bis zu einer Ebene einer oberen Flügelkante 22 auslenkbar, sodass die Klemmschenkel 6 zu keinem Zeitpunkt einer Verlagerung in den Federinnenraum 21 hinein oder heraus auf einem Flügel 11 aufsetzen können und der Klemmvorgang somit ohne Behinderung ablaufen kann.
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In 2 ist erkennbar, dass der Verbindungsabschnitt 3, hier genauer der Vertikalabschnitt 13, bereichsweise als Leiteranschlag 24 ausgebildet ist, um eine definierte Anschlagsfläche für einen eingesteckten Leiter zu bilden und dessen Einführtiefe zu begrenzen. Des Weiteren weist der Basisabschnitt 2 eine als Stützflügel 25 ausgebildete Verbreiterung auf, mit der sich die Klemmfeder 1 beispielsweise an einem Stromschienenstück einer Leiteranschlussklemme abstützen oder einen mechanischen Formschluss mit diesem bilden kann.
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In 3 ist erkennbar, dass der Steg 8 im Bereich seiner Stegwurzel 12 eine Biegelinie 17 aufweist, die parallel zu den Klemmkanten 7 der Federzungen 4 verläuft. An dieser Biegelinie 17 wird der Steg 8 in den Federinnenraum 21 hinein gebogen. Der hierbei entstehende Biegeradius im Bereich der Stegwurzel 12 verringert das Beschädigungsrisiko eines in die Federklemme 1 eingeführten Leiters. Eine weitere Biegelinie 18 verläuft senkrecht zu der Biegelinie 17 im Bereich des Stegrückens 10 des Steges 8. Anhand dieser Biegelinie 18 werden die Flügel 11 aus einem aus dem Federinnenraum 21 seitlich heraus weisenden Zustand in eine Ebene gebogen, in der die Flügel 11 im Wesentlichen parallel zu einem eingeführten elektrischen Leiter verlaufen, sodass die Flügel 11 Führungsflächen für jeweils einen Leiter bilden. Durch den entlang der Biegelinie 18 entstehenden Biegeradius im Bereich des Stegrückens 10 wird überdies jeweils eine Einführschräge zu beiden Seiten des Stegrückens 10 gebildet, sodass das Einführen der Leiter vereinfacht wird.
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Die Klemmfeder 1 weist einen symmetrischen Aufbau auf, der die Herstellung und einen Einbau der Klemmfeder 1 vereinfacht. In den 4 und 6 ist eine entsprechende Symmetrieachse 23 eingezeichnet, die den spiegelbildlichen Aufbau der Klemmfeder 1 zu beiden Seiten der Symmetrieachse 23 verdeutlicht.
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7 zeigt ein Stanzbiegeteil 26 für eine Klemmfeder 1. Das Stanzbiegeteil 26 ist in 7 in einem gestanzten, jedoch noch nicht gebogenen Zustand gezeigt. Das Stanzbiegeteil 26 kann somit als ebenes, im Wesentlichen zweidimensional erstrecktes Bauteil beschrieben werden. Das Stanzbiegeteil 26 hat zwei parallele, sich in einem vordefinierten Abstand voneinander erstreckende Schenkel gleicher Länge, die in Federzungen 4 der Klemmfeder 1 umformbar sind. Die Federzungen 4 sind an einer gemeinsamen Schenkelbasis, der Federzungenbasis 27 angeordnet. Die Federzungenbasis 27 geht auf einer den Federzungen 4 abgewandten Seite in einen Verbindungssteg 28 über, der einen Teil des Vertikalabschnitts 13 und/oder einen Teil des Basisabschnitts 2 bilden kann. Hieran schließen sich die vorbeschriebenen Stützflügel 25 an, die in die Stegwurzel 12 übergehen, die in dem Steg 8 mit den Flügeln 11 mündet. Das in 7 gezeigte Stanzbiegeteil 26 ist symmetrisch geformt. Überdies schneiden weder die Stützflügel 25 noch die Flügel 11 eine gedachte Verlängerung der Außenkanten der Federzungen 4, sodass eine schmale Kontur des Stanzbiegeteils 26 ermöglicht wird, die bei einem Stanzvorgang zur Herstellung des Stanzbiegeteils 26 nur sehr wenig Verschnitt erzeugt.
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Die 8 bis 14 zeigen einen Kontakteinsatz 29 mit einer Klemmfeder 1, die durch Formschluss mit einem Stromschienenstück 30 verbunden ist. In den 12 bis 14 ist der Kontakteinsatz 29 zudem mit eingesteckten elektrischen Leitern 42 gezeigt. Das Stromschienenstück 30 ist einteilig aus einem Metallstück geformt und dient der elektrischen Kontaktierung der elektrischen Leiter 42. Hierzu wirkt das Stromschienenstück 30 mechanisch mit der Klemmfeder 1 zusammen, indem ein Klemmschenkel 6 der Klemmfeder 1 einen Leiter 42 gegen das Stromschienenstück 30 drückt, sodass an einer Klemmstelle 43 eine zuverlässige elektrische Kontaktierung zwischen Leiter 42 und Stromschiene 30 vorliegt.
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Der Kontakteinsatz 29 weist eine einteilig mit dem Stromschienenstück 30 ausgebildete Kontaktgabel 35 und somit eine weitere Anschlussmöglichkeit zusätzlich zu dem zwischen Klemmfeder 1 und Stromschienenstück 30 gebildeten Federkraftklemmanschluss auf. Die Gabelbasis der Kontaktgabel 35 geht in einen Vertikalabschnitt 31 des Stromschienenstücks 30 über, an dem der Vertikalabschnitt 13 der Klemmfeder 1 flächig anliegt, sodass eine mechanische Verbindung zwischen der Klemmfeder 1 und dem Stromschienenstück 30 stabilisiert wird. Der Vertikalabschnitt 13 der Klemmfeder 1 bildet zudem einen Leiteranschlag 24 für eingesteckte elektrische Leiter 42. Der Vertikalabschnitt 31 des Stromschienenstücks 30 erstreckt sich im Wesentlichen senkrecht zu einem Horizontalabschnitt 32 des Stromschienenstücks 30. Die Kontaktgabel 35 und der Horizontalabschnitt 32 des Stromschienenstücks 30 sind auf gegenüberliegenden Seiten des Vertikalabschnitts 31 des Stromschienenstücks 30 angeordnet. Der Horizontalabschnitt 32 weist zwei sich parallel erstreckende, jeweils einem elektrischen Leiter 42 zugeordnete Stromschienenschenkel 33 auf, die zwischen sich einen Stromschienenspalt 34 einschließen.
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Die Klemmfeder 1 taucht mit einem Teil des Vertikalabschnitts 13, der hierzu bereichsweise verjüngt ausgeführt ist, in den Stromschienenspalt 34 ein und stützt sich mit den Stützflügeln 25 an der Unterseite der Stromschienenschenkel 33 gegen das Stromschienenstück 30 ab. Hierdurch wird eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Stromschienenstück 30 und der Klemmfeder 1 zur Bildung des Kontakteinsatzes 29 erzielt. Der Steg 8 bzw. die Flügel 11 tauchen ebenfalls abschnittsweise in den Stromschienenspalt 34 ein, um zu verhindern, dass ein eingeführter elektrischer Leiter 42 in den Stromschienenspalt 34 und unter den Steg 8 gelangt und sich dort verklemmt.
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Die 15 und 16 zeigen eine weitere Ausführungsform der Klemmfeder 1, wobei 15 nur die Klemmfeder 1 und 16 einen Kontakteinsatz 29 mit der Klemmfeder 1 zeigt. Die weitere Ausführungsform unterscheidet sich von den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen darin, dass der Vertikalabschnitt 13 der Klemmfeder 1 deutlich schmaler ausgeführt ist und somit keinen Leiteranschlag mehr für die eingesteckten Leiter bildet. Stattdessen wird in dieser Variante ein eingesteckter Leiter an dem Vertikalabschnitt 13 vorbei geführt und trifft direkt auf den Vertikalabschnitt 31 des Stromschienenstücks 30, der nunmehr die Leiteranschlagsfunktion übernimmt, zugleich aber auch eine weitere Kontaktierungsstelle zur elektrischen Kontaktierung des Leiters ausbilden kann.
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Die 17 bis 24 zeigen Leiteranschlussklemmen 37, die eine vorbeschriebene Klemmfeder 1 sowie ein vorbeschriebenes Stromschienenstück 30 aufweisen. Die Leiteranschlussklemmen 37 haben überdies ein Isolierstoffgehäuse 36, welches Leitereinführungsöffnungen 39 aufweist. Die Leiteranschlussklemmen 37 haben zudem Betätigungshebel 38 zum Betätigen der von den Klemmfedern 1 und Stromschienenstücken 30 gebildeten Federkraftklemmanschlüsse. Die Betätigungshebel 38 können über Hebelzapfen 40 jeweils einen Klemmschenkel 6 oder gemeinsam mehrere Klemmschenkel 6 der Klemmfedern 1 auslenken und hierdurch Leitereinführungsbereiche 16 öffnen und schließen, um die Einführung oder Entnahme elektrischer Leiter zu ermöglichen oder diese zu klemmen. Die Betätigungshebel 38 können hierzu zwischen einer Öffnungs- und einer Schließstellung verschwenkt werden. Wie in 24 gezeigt, kann der Steg 8 der Klemmfeder 1, insbesondere dessen Stegrücken 10, als Hebelanschlag 41 zur Begrenzung der Hebelbewegung genutzt werden. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, die Lagerung des Betätigungshebels 38 in den Steg 8 zu integrieren.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Klemmfeder
- 2
- Basisabschnitt
- 3
- Verbindungsabschnitt
- 4
- Federzunge
- 5
- Federbogen
- 6
- Klemmschenkel
- 7
- Klemmkante
- 8
- Steg
- 9
- freies Stegende
- 10
- Stegrücken
- 11
- Flügel
- 12
- Stegwurzel
- 13
- Vertikalabschnitt Klemmfeder
- 14
- Kopplungsabschnitt
- 15
- Federzungenspalt
- 16
- Leitereinführungsbereich
- 17
- Biegelinie
- 18
- Biegelinie
- 19
- Leitereinführungsrichtung
- 20
- Flügelfläche
- 21
- Federinnenraum
- 22
- obere Flügelkante
- 23
- Symmetrieachse
- 24
- Leiteranschlag
- 25
- Stützflügel
- 26
- Stanzbiegeteil
- 27
- Federzungenbasis
- 28
- Verbindungssteg
- 29
- Kontakteinsatz
- 30
- Stromschienenstück
- 31
- Vertikalabschnitt Stromschienenstück
- 32
- Horizontalabschnitt Stromschienenstück
- 33
- Stromschienenschenkel
- 34
- Stromschienenspalt
- 35
- Kontaktgabel
- 36
- Isolierstoffgehäuse
- 37
- Leiteranschlussklemme
- 38
- Betätigungshebel
- 39
- Leitereinführungsöffnung
- 40
- Hebelzapfen
- 41
- Hebelanschlag
- 42
- Leiter
- 43
- Klemmstelle
- α
- Winkel
- A
- Flügelabstand
