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Die Erfindung betrifft eine Verbindungsklemme zum Verbinden wenigstens zweier elektrischer Leiter miteinander, wobei die Verbindungsklemme ein Gehäuse hat, in dem wenigstens ein erster Leiterführungskanal zum Führen eines ersten elektrischen Leiters und wenigstens ein zweiter Leiterführungskanal zum Führen eines zweiten elektrischen Leiters ausgebildet ist.
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Verbindungsklemmen sind in diversen Gestaltungen bekannt, z.B. als Lüsterklemme in Schraubausführung. Aus der
DE 35 14 097 C2 ist eine verbesserte Verbindungsklemme mit einer Klemmfeder zum Zusammenklemmen der elektrischen Leiter bekannt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine weiter verbesserte Verbindungsklemme anzugeben.
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Diese Aufgabe wird bei einer Verbindungsklemme der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der erste und der zweite Leiterführungskanal sich an einer Leiterklemmstelle, an der der erste elektrische Leiter mit dem zweiten elektrischen Leiter zusammenklemmbar ist, schräg zueinander in einem Winkel überkreuzen. Eine solche Leiteranschlussklemme kann mit äußerst geringem Aufwand bereitgestellt werden, da sie mit sehr wenigen Bauteilen realisiert werden kann. Insbesondere kann eine solche Verbindungsklemme ohne die von anderen Leiteranschlussklemmen bekannte Stromschiene realisiert werden. Dies wird dadurch möglich, dass der erste und der zweite elektrische Leiter nicht, wie im Stand der Technik, jeweils mit einem Stromschienenstück verbunden werden, sondern bei der erfindungsgemäßen Verbindungsklemme an der Leiterklemmstelle direkt miteinander zusammengeklemmt werden können, d.h. unmittelbar in mechanischen und elektrischen Kontakt gebracht werden. Der erste und der zweite Leiterführungskanal sind somit zumindest im Bereich der Leiterklemmstelle soweit offen gestaltet, dass die elektrischen Leiter direkt miteinander in Kontakt gebracht werden können.
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Der erste Leiterführungskanal und/oder der zweite Leiterführungskanal kann dabei vorteilhaft aus dem Material des Gehäuses ausgebildet sein, beispielsweise einstückig mit einem oder mehreren Gehäuseteilen des Gehäuses ausgeformt sein. Das Gehäuse kann vorteilhaft als Isolierstoffgehäuse ausgebildet sein, d.h. aus einem Isolierstoffmaterial bestehen, z.B. einem Kunststoff.
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Der erste Leiterführungskanal und/oder der zweite Leiterführungskanal kann als durchgehender Kanal oder als Kanal mit einer oder mehreren Unterbrechungen ausgebildet sein. Die Verbindungsklemme kann auch zum Verbinden von mehr als zwei elektrischen Leitern miteinander ausgebildet sein. In diesem Fall hat die Verbindungsklemme in einer vorteilhaften Ausgestaltung einen oder mehrere weitere Leiterführungskanäle. Die Leiterklemmstellen können dann in einer vorteilhaften Ausgestaltung derart ausgebildet sein, dass an jeder Leiterklemmstelle sich jeweils zwei in die Leiterführungskanäle eingeführte elektrische Leiter überkreuzen und dort direkt zusammenklemmbar sind. Ist beispielsweise ein dritter Leiterführungskanal vorhanden, so kann sich dieser mit dem zweiten Leiterführungskanal in einem Winkel schräg zueinander an einer Leiterklemmstelle überkreuzen, an der der dritte elektrische Leiter mit dem zweiten elektrischen Leiter zusammenklemmbar ist.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Verbindungsklemme wenigstens eine aus Metall ausgebildete Klemmfeder hat, durch die der erste elektrische Leiter und der zweite elektrische Leiter an der Leiterklemmstelle zusammenklemmbar sind. Dies erlaubt eine zuverlässige, langlebige und schnell herzustellende elektrische Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten elektrischen Leiter. Durch die Klemmfeder wird die Leiterklemmstelle selbsttätig durch Federkraft geschlossen. Durch die Klemmfeder werden dann der erste und der zweite elektrische Leiter aneinander gepresst. Die Klemmfeder kann aus einem geeigneten Federstahl bestehen, z.B. aus Chromnickel-Stahl. Zur Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit kann die Klemmfeder zusätzlich mit einem Material mit hoher Leitfähigkeit beschichtet sein, z.B. mit Kupfer.
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Die Verbindungsklemme kann zum manuellen Öffnen der Leiterklemmstelle, d.h. zum Auslenken der Klemmfeder ein Betätigungselement haben, z.B. einen Betätigungsdrücker oder einen Betätigungshebel. Die Verbindungsklemme kann auch ohne eigenes Betätigungselement ausgebildet sein. In diesem Fall kann die Leiterklemmstelle z.B. durch ein geeignetes Werkzeug, wie z.B. einen Schraubendreher, geöffnet werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Klemmfeder ein erstes und ein zweites Schenkelende hat, die aufeinander zu gebogen sind. Die Leiterklemmstelle kann dann zum Beispiel zwischen dem ersten und dem zweiten Schenkelende angeordnet sein. Beispielsweise kann die Klemmfeder nach Art einer Klammer oder Zange geformt sein. Zur Verstärkung der Klemmkraft der Klemmfeder kann zusätzlich eine Überfeder daran angebracht sein.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass sich das zweite Schenkelende durch eine Ausnehmung im ersten Schenkelende hindurch erstreckt. Hierdurch kann die Klemmfeder sehr kompakt gestaltet werden und zugleich eine hohe Klemmkraft ausüben. Die Ausnehmung kann z.B. als fensterartige Ausnehmung ausgebildet sein. Die Klemmfeder kann z.B. als Käfigzugfeder ausgebildet sein.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Leiterklemmstelle im Bereich der Ausnehmung im ersten Schenkelende angeordnet ist. Vorteilhafter Weise kreuzen sich somit die elektrischen Leiter im Bereich der Ausnehmung. An dieser Stelle kann eine hohe Klemmkraft auf die elektrischen Leiter durch die Klemmfeder ausgeübt werden, ohne dass diese übermäßig verformt werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Klemmfeder vollständig oder zumindest überwiegend innerhalb des Gehäuses angeordnet ist. Auf diese Weise können die elektrisch leitenden Elemente der Verbindungsklemme gut isoliert werden und vor ungewollten Berührungen geschützt werden. Vorteilhafter Weise kann das Gehäuse daher einen Berührschutz mit Luft- und Kriechstrecken um die Leiterklemmstelle herum bilden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Winkel zwischen dem ersten Leitungsführungskanal und dem zweiten Leitungsführungskanal an der Leiterklemmstelle zwischen 3° und 90° beträgt, insbesondere zwischen 3° und 80°. Dies erlaubt eine besonders zuverlässige Klemmung der elektrischen Leiter aneinander, insbesondere ohne die Gefahr des seitlichen Wegrutschens eines Leiters.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der erste Leiterführungskanal an einer ersten Leitereinführöffnung in eine Gehäusewand des Gehäuses mündet und der zweite Leiterführungskanal an einer zweiten Leitereinführöffnung in eine Gehäusewand des Gehäuses mündet. Die Leitereinführöffnungen sind somit an solchen Gehäusewänden ausgebildet. Die Gehäusewand kann insbesondere eine Außenwand des Gehäuses sein.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die erste und die zweite Leitereinführöffnung in derselben Gehäusewand oder in verschiedenen Gehäusewänden angeordnet sind, die in einem Winkel zueinander angeordnet sind. Dies erlaubt vielfältige Gestaltungsmöglichkeiten der Verbindungsklemme für unterschiedlichste Anwendungsfälle.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Längsachse des ersten Leiterführungskanals zumindest im Bereich der ersten Leitereinführöffnung schräg zur Gehäusewand verläuft und/oder die Längsachse des zweiten Leiterführungskanals zumindest im Bereich der zweiten Leitereinführöffnung schräg zur Gehäusewand verläuft. Die Längsachse verläuft dabei insbesondere schräg zu unmittelbar an die jeweilige Leitereinführöffnung angrenzende Bereiche der Gehäusewand, in der sich die Leitereinführöffnung befindet. Die Längsachse des jeweiligen Leiterführungskanals ist dabei die Mittenachse, d.h. eine jeweils mittig im Leiterführungskanal verlaufende gedachte Linie.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Längsachse des ersten Leiterführungskanals zumindest abschnittsweise gekrümmt verläuft und/oder die Längsachse des zweiten Leiterführungskanals zumindest abschnittsweise gekrümmt verläuft. Auf diese Weise kann auch bei in derselben Gehäusewand angeordneten ersten und zweiten Leitereinführöffnungen mit wenig Aufwand die gewünschte Kreuzung der Leiterführungskanäle realisiert werden. Zudem ist es möglich, dass die Längsachsen der Leiterführungskanäle zumindest im Bereich der zugeordneten Leitereinführöffnungen rechtwinklig zur Gehäusewand verlaufen. Hierdurch wird ein intuitiv günstiges senkrechtes Einstecken der elektrischen Leiter in die Verbindungsklemme möglichst.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Verbindungsklemme stromschienenlos ausgebildet ist. Auf diese Weise kann die Verbindungsklemme mit einem Minimum an Einzelteilen bereitgestellt werden. Hierdurch wird auch ein relativ geringes Gewicht der Verbindungsklemme ermöglicht.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Verbindungsklemme zur Direktverbindung zwischen dem ersten und dem zweiten elektrischen Leiter ausgebildet ist. Im zusammengeklemmten Zustand liegt damit der erste Leiter unmittelbar am zweiten elektrischen Leiter an. Der erste und der zweite elektrische Leiter sind selbstverständlich zumindest im Bereich der Leiterklemmstelle im abisolierten Zustand zu platzieren.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass in dem Gehäuse ein erster Leiteranschlag zur Begrenzung der Einstecktiefe des ersten elektrischen Leiters und/oder ein zweiter Leiteranschlag zur Begrenzung der Einstecktiefe des zweiten elektrischen Leiters vorhanden ist. Hierdurch ist eine einfache haptische Kontrolle möglich, ob der jeweilige elektrische Leiter korrekt eingesteckt ist. Zudem können die gewünschten Luft- und Kriechstrecken sichergestellt werden.
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Die Klemmfeder kann in dem Gehäuse fest oder schwimmend gelagert werden, d.h. bei schwimmender Lagerung kann sie in einem gewissen Bereich frei beweglich sein.
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Die erfindungsgemäße Verbindungsklemme hat den Vorteil, dass daran elektrische Leiter beliebiger Art angeschlossen werden können, sowohl eindrähtige Leiter als auch mehrdrähtige oder feindrähtige Leiter, d.h. Litzenleiter. Es können elektrische Leiter aus grundsätzlich beliebigem Material angeschlossen werden, z.B. aus Kupfer oder Aluminium. Es ist auch möglich, elektrische Leiter mit einer daran befestigten Aderendhülse an der Verbindungsklemme anzuschließen. Der Leiteranschluss kann dabei als selbsttragendes System ausgebildet sein. Die Verbindungsklemme kann für unterschiedliche Leiterquerschnitte ausgelegt sein.
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Im Sinne der vorliegenden Erfindung ist unter dem unbestimmten Begriff „ein“ kein Zahlwort zu verstehen. Wenn also z.B. von einem Bauteil die Rede ist, so ist dies im Sinne von „mindestens einem Bauteil“ zu interpretieren. Soweit Winkelangaben in Grad gemacht werden, beziehen sich diese auf ein Kreismaß von 360 Grad (360°).
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Verwendung von Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen
- 1 eine Verbindungsklemme in seitlicher Schnittdarstellung,
- 2 die Verbindungsklemme gemäß 1 mit angeklemmten elektrischen Leitern,
- 3 eine Klemmfeder in perspektivischer Darstellung,
- 4 eine erste Variante sich überkreuzender Leiterführungskanäle,
- 5 eine zweite Variante sich überkreuzender Leiterführungskanäle,
- 6 eine dritte Variante sich überkreuzender Leiterführungskanäle,
- 7 eine zweite Variante einer Klemmfeder.
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Die in den 1 und 2 dargestellte Verbindungsklemme 21 weist ein Gehäuse 3 auf, z.B. ein Isolierstoffgehäuse, das beispielsweise aus zwei Gehäuseteilen aufgebaut sein kann. In dem Gehäuse 3 befindet sich eine Klemmfeder 7. Im Gehäusematerial des Gehäuses 3 sind ein erster Leiterführungskanal 15 und ein zweiter Leiterführungskanal 16 ausgebildet. Der erste Leiterführungskanal 15 mündet in eine Gehäusewand 6 des Gehäuses 3, an der sich eine erste Leitereinführöffnung 1 befindet. Der zweite Leiterführungskanal 16 mündet in eine andere Gehäusewand 20 des Gehäuses 3, an der sich eine zweite Leitereinführöffnung 2 befindet. Die Leiterführungskanäle 15, 16 überkreuzen sich in einem Winkel schräg zueinander an einer Leiterklemmstelle 4. Aufgrund der dargestellten Schnittebene ist der Überkreuzungswinkel in den 1 und 2 nicht erkennbar, wird aber nachfolgend anhand anderer Figuren erläutert.
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Die Klemmfeder 7 ist aus einem federnden Flachmaterial geformt und besitzt zwei Schenkelenden 9, 10, die derart aufeinander zu gebogen sind, dass sich das eine Schenkelende 10 durch eine Ausnehmung 11 in dem anderen Schenkelende 9 hindurcherstreckt. Dadurch ist diese Klemmfeder 7 in sich selbsttragend. Die Klemmfeder 7 kann schwimmend im Gehäuse angeordnet werden oder, wie dargestellt, durch einen Haltezapfen 13, einen Kopfanschlag 14 und/oder einen in die Ausnehmung 11 eingreifenden Sperrhebel 12 lagefixiert sein.
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Die Verbindungsklemme 21 weist außerdem ein manuelles Betätigungselement 8 auf, mit dem die Klemmfeder 7 mechanisch beaufschlagt und hierdurch ausgelenkt werden kann, um die Leiterklemmstelle 4 manuell zu öffnen.
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Die 1 zeigt die Verbindungsklemme 21 ohne angeschlossene elektrische Leiter und bei unbetätigtem Betätigungselement 8. Die 2 zeigt die Verbindungsklemme 21 mit einem ersten elektrischen Leiter 17, der im ersten Leiterführungskanal 15 angeordnet ist, und einem zweiten elektrischen Leiter 18, der im zweiten Leiterführungskanal 16 angeordnet ist. Der erste und der zweite elektrische Leiter 17, 18 überkreuzen sich zumindest mit ihren abisolierten Bereichen im Bereich der Leiterklemmstelle 4. Der Winkel, mit dem sich die elektrischen Leiter an der Leiterklemmstelle 4 überkreuzen, entspricht zumindest näherungsweise dem Winkel zwischen dem ersten und dem zweiten Leiterführungskanal 15, 16 im Bereich der Leiterklemmstelle 4. Durch die Gestaltung der Leiterführungskanäle 15, 16 kann somit der Kreuzungswinkel der elektrischen Leiter zumindest näherungsweise festgelegt werden.
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Die 3 zeigt die Klemmfeder 7 als einzelnes Bauteil. Beispielsweise kann die Klemmfeder 7 als Käfigzugfeder ausgebildet sein. Das zweite Schenkelende 10, das die Funktion eines Anlageschenkels zum Halten der Klemmfeder im Gehäuse 3 haben kann, kann sich über einen oder mehrere bogenförmige Bereiche 19 hin zu dem ersten Schenkelende 9 hin erstrecken. Das erste Schenkelende 9 bildet einen Klemmschenkel. Das Festklemmen der elektrischen Leiter erfolgt dann zwischen der unteren Kante der Ausnehmung 11 und der zu dieser unteren Kante hin gewandten Unterseite des zweiten Schenkelendes 10.
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Anhand der 4 wird eine erste Ausführungsmöglichkeit der Verbindungsklemme hinsichtlich der sich überkreuzenden Leiterführungskanäle 15, 16 schematisch verdeutlicht. In diesem Ausführungsbeispiel sind beide Leitereinführöffnungen 1, 2 an derselben Gehäusewand 6 des Gehäuses 3 angeordnet. Die Leiterführungskanäle 15, 16 erstrecken sich hierbei geradlinig (linear) durch das Gehäuse 3 und überkreuzen sich im Bereich der Leiterklemmstelle 4 mit einem Winkel α. Im Bereich der Leiterklemmstelle 4 sind die Leiterführungskanäle 15, 16 zumindest auf etwas voneinander unterschiedlichen Höhenebenen angeordnet, sodass die eingeführten elektrischen Leiter an der Leiterklemmstelle 4, d.h. bei der Überkreuzung, nicht direkt zusammenstoßen, sondern aneinander vorbeigeführt werden. Für jeden der eingeführten elektrischen Leiter 17, 18 kann ein Leiteranschlag 5 vorhanden sein, durch den die Einstecktiefe des jeweiligen elektrischen Leiters 17, 18 begrenzt wird. Der Leiteranschlag 5 kann z.B. als Endwand des jeweiligen Leiterführungskanals 17, 18 ausgebildet sein.
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Die 5 zeigt eine weitere Ausführungsform der Verbindungsklemme, bei der ebenso wie bei der Ausführungsform der 4 die Leitereinführöffnungen 1, 2 an derselben Gehäusewand 6 angeordnet sind. Im Unterschied zur Ausführungsform der 4, bei der die elektrischen Leiter 17, 18 schräg zur Gehäusewand 6 in den jeweiligen Leiterführungskanal 15, 16 eingeführt werden müssen, erlaubt die Ausführungsform der 5 ein rechtwinkliges Einführen der elektrischen Leiter 17, 18 in den jeweiligen Leiterführungskanal 15, 16. Die gewünschte Überkreuzung der Leiterführungskanale 15, 16 im Winkel α an der Leiterklemmstelle 4 wird dadurch geschaffen, dass die Leiterführungskanäle 15, 16 zumindest abschnittsweise gekrümmt ausgebildet sind. Die in die Leiterführungskanäle 15, 16 eingeführten elektrischen Leiter 17, 18 werden durch diese gekrümmten Bereiche entsprechend verformt und verlaufen dementsprechend ebenfalls gekrümmt. Hierdurch ist wiederum die gewünschte Überkreuzung der elektrischen Leiter 17, 18 an der Leiterklemmstelle 4 erreichbar.
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Die 6 zeigt eine Ausführungsform der Verbindungsklemme 1, bei der die Leiterführungskanäle 15, 16 wiederum geradlinig verlaufen, wie bei 4, wobei die Leitereinführöffnungen 1, 2 an unterschiedlichen Gehäusewänden 6, 20 angeordnet sind.
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Wie der Fachmann erkennt, lassen sich auch beliebige Kombinationen der anhand der 4 bis 6 dargestellten Ausführungsformen realisieren, z.B. Varianten mit einem geradlinigen und einem zumindest abschnittsweise gekrümmten Leiterführungskanal.
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Die Verbindungsklemme 21 kann grundsätzlich mit unterschiedlichen Arten von Klemmfedern realisiert werden. Bei den vorherigen Beispielen wurde von der Ausführungsform einer Käfigzugfeder ausgegangen. Die 7 zeigt eine alternative Gestaltung einer Klemmfeder 7 in Form einer Klemmfeder mit einem bogenförmigen Bereich 19, von dem aus zwei zum Beispiel symmetrisch gestaltete Schenkelenden abragen, nämlich ein erstes Schenkelende 9 und ein zweites Schenkelende 10. Zwischen den freien Enden der Schenkelenden 9,10 befindet sich die Leiterklemmstelle 4. In diesem Fall ist die Klemmfeder 7 ohne Ausnehmung 11 gestaltet. Zur Erhöhung der Klemmkraft kann optional noch eine Überfeder 22 an der Klemmfeder 7 angebracht werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Leitereinführöffnung
- 2
- Leitereinführöffnung
- 3
- Gehäuse
- 4
- Leiterklemmstelle
- 5
- Leiteranschlag
- 6
- Gehäusewand
- 7
- Klemmfeder
- 8
- Betätigungselement
- 9
- erstes Schenkelende
- 10
- zweites Schenkelende
- 11
- Ausnehmung
- 12
- Sperrhebel
- 13
- Haltezapfen
- 14
- Kopfanschlag
- 15
- erster Leitereinführungskanal
- 16
- zweiter Leitereinführungskanal
- 17
- erster elektrischer Leiter
- 18
- zweiter elektrischer Leiter
- 19
- bogenförmiger Bereich
- 20
- andere Gehäusewand
- 21
- Verbindungsklemme
- 22
- Überfeder
- α
- Winkel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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