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Die
Erfindung betrifft eine elektrische Klemme in Schneid-Anschlußtechnik,
insbesondere zum Aufrasten auf eine Tragschiene, mit einem Gehäuse, mit
Anschlüssen
für isolierte
Leiter, mit mindestens einer Stromschiene, mit mindestens zwei Betätigungselementen
und mit mindestens zwei Schneidelementen, wobei die Betätigungselemente
relativ zu den Schneidelementen in der elektrischen Klemme drehbar
angeordnet sind und jeweils eine für die anzuschließenden Leiter
vorgesehene Leiteraufnahme aufweisen und die Schneidelemente den
elektrischen Kontakt eines in die Leiteraufnahme eingesteckten Leiters
mit der Stromschiene herstellen.
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Elektrische
Klemmen, insbesondere 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. Die Klemmen
sind in der Regel als Verbindungsklemmen ausgebildet, so daß sie mindestens
zwei Leiteranschlußelemente
aufweisen, die über
eine elektrisch leitende Verbindungsschiene, die Stromschiene, elektrisch
miteinander verbunden sind. Neben diesem Grundtyp der Reihenklemmen gibt
es darüber
hinaus eine Vielzahl von unterschiedlichen Reihenklemmentypen, die
speziell den jeweiligen Anwendungsfällen angepaßt sind. Als Beispiel seien
hier Doppelstock- oder Dreistock-Klemmen sowie Dreileiter- oder
Vierleiter-Klemmen
genannt, die dann jeweils eine entsprechend größere Anzahl an Leiteranschlußelementen
aufweisen.
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Als
Leiteranschlußelemente
werden in Reihenklemmen überwiegend
Schraubklemmen oder Zugfederklemmen verwendet. Das Klemmprinzip
bei Zugfederklemmen ist ähnlich
dem der Schraubtechnik. Während
bei der Schraubklemme eine Zughülse durch
die Betätigung
der Klemmenschraube den Leiter gegen den Strombalken zieht, wird
bei der Zugfederklemme diese Aufgabe von der Zugfeder übernommen.
Hierzu wird die vorgespannte Zugfeder mit einem Betätigungswerkzeug,
beispielsweise einem Schraubendreher geöffnet, so daß der Leiter
durch ein Fenster im Federschenkel der Zugfeder in den Anschlußraum eingeführt werden
kann. Nach dem Entfernen des Betätigungs werkzeuges
wird der Leiter durch die Federkraft der Zugfeder gegen den Strombalken
gezogen.
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Sowohl
bei der Schraubklemme als auch bei der Zugfederklemme muß der elektrische
Leiter nach dem Ablängen
zunächst
abisoliert werden, bevor die Kontaktierung des elektrischen Leiters
erfolgen kann. Da für
das Abisolieren des elektrischen Leiters Spezialwerkzeuge erforderlich
sind und da das Abisolieren relativ viel Zeit in Anspruch nimmt,
werden seit vielen Jahren auch elektrische Klemmen verwendet, an
die elektrische Leiter ohne vorheriges Abisolieren angeschlossen
werden können.
Dazu wird der isolierte Leiter in eine Leiteraufnahme im Gehäuse der Klemme
eingeführt
und anschließend
in ein Schneidelement gedrückt,
wodurch die Isolierung des Leiters durchtrennt und die Seele des
Leiters von dem Schneidelement kontaktiert wird. Dabei gibt es eine Vielzahl
von Ausführungsmöglichkeiten
derartiger Klemmen zum Anschluß von
nicht-abisolierten Leitern. Diese unterscheiden sich insbesondere
dadurch, wie der in die Leiteraufnahme eingeführte Leiter in das Schneidelement
gedrückt
wird.
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Eine
eingangs beschriebene elektrische Klemme in Schneid-Anschlußtechnik
ist beispielsweise aus der
DE
199 21 775 A1 bekannt. Bei dieser bekannten Verbindungsklemme
stützen
sich die Betätigungselemente
mittels relativ großer,
radartiger Führungen
in einer von der Gehäuseseitenwand
gebildeten Drehlagerung ab. Dadurch, daß die Betätigungselemente direkt in einer
Seitenwand des Gehäuses
drehbar gelagert sind, steht für
den anzuschließenden
Leiter ein maximaler Durchmesser zur Verfügung. Somit kann bei einem
gegebenen Leiterquerschnitt die Breite der elektrischen Klemme relativ klein
gewählt
werden. Die radartige Führung
der Betätigungselemente
in der Seitenwand hat jedoch den Nachteil, daß aufgrund der großen, radartigen
Führungen
auch die Höhe
der elektrischen Klemme relativ groß ist. Außerdem kann es durch die großen, radartigen
Führungen
u. U. zu Problemen bei der Einhaltung der erforderlichen Kriechstrecken
und damit zu Isolationsproblemen insbesondere bei höheren Strömen kommen.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine eingangs
beschriebene elektrische Klemme in Schneid-Anschlußtechnik
zur Verfügung
zu stellen, die bei einem möglichst
einfachen Aufbau eine gute und sichere Handhabung gewährleistet
und darüber
hinaus nach Möglichkeit
eine kleine Baugröße aufweist.
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Diese
Aufgabe ist bei der erfindungsgemäßen elektrischen Klemme dadurch
gelöst,
daß an mindestens
einer Seitenfläche
des Betätigungselementes
mindestens ein Zapfen und in mindestens einer Seitenwand des Gehäuses mindestens
ein korrespondierendes Langloch derart ausgebildet bzw. angeordnet
ist, daß das
Betätigungselement
beim Verschwenken aus einer ersten Stellung, in der das Einstecken
eines ankommenden Leiters möglich
ist (Einführstellung),
in eine zweite Stellung, in der der Leiter durch das Schneidelement
kontaktiert ist (Kontaktstellung), durch die Führung des Zapfens in dem Langloch
geführt
und begrenzt ist.
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Durch
das Zusammenwirken des mindestens einen Zapfens mit dem korrespondierenden Langloch
in der Seitenwand des Gehäuses
ergibt sich nicht nur eine Lagerung des Betätigungselements beim Verschwenken,
wie dies bei einem normalen Drehzapfen der Fall ist, sondern gleichzeitig auch
eine Begrenzung der maximal möglichen
Drehung bzw. Verkippung des Betätigungselements. Vorzugsweise
sind dabei an der Seitenfläche
des Betätigungselements
zwei Zapfen und in der entsprechenden Seitenwand des Gehäuses korrespondierend
zwei Langlöcher
ausgebildet bzw. angeordnet, wodurch sich die Führung des Betätigungselements beim
Verschwenken weiter erhöht.
Um beim Verschwenken des Betätigungselements
aus der ersten Stellung in die zweite Stellung eine Drehbewegung des
Betätigungselements
zu ermöglichen,
sind die beiden Langlöcher
so angeordnet, daß sie
auf einer gemeinsamen Kreisbahn liegen und voneinander beabstandet
sind. Der Mittelpunkt der Kreisbahn entspricht dabei der Schwenkachse
des Betätigungselements.
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Zusätzlich zu
der erfindungsgemäßen Führung des
Betätigungselements
durch das Zusammenspiel der Zapfen mit den Langlöchern ist vorzugsweise eine
Ausnehmung in den Betätigungselementen
ausgebildet und sind im Inneren des Gehäuses korrespondierende Rippen
angeordnet. Beim Verschwenken des Betätigungselements aus der ersten
Stellung (Einführstellung)
in die zweite Stellung (Kontaktstellung) greifen dann die Rippen
in die Ausnehmungen in den Betätigungselementen
ein. Somit wird eine zusätzliche
Führung
des Betätigungselements
beim Verschwenken durch das Eingreifen der Rippe in die Ausnehmung
erreicht. Die Führung
des Betätigungselements
kann dabei dadurch weiter verbessert werden, daß an der Stirnseite des Betätigungselements
oberhalb der Ausnehmung ein radialer Vorsprung ausgebildet ist,
der sich beim Verschwenken des Betätigungselements aus der Einführstellung
in die Kontaktstellung auf der Rippe abstützt. Bei der zuvor beschriebenen
bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen elektrischen Klemme erfolgt
die Abstützung
bzw. Führung des
Betätigungselements
somit sowohl in der Seitenwand als auch im Inneren des Gehäuses. Dadurch
ist eine besonders sichere Führung
des Betätigungselements
gewährleistet,
so daß auch
hohe Beschaltungskräfte
beim Kontaktieren von Leitern mit relativ großem Querschnitt beherrscht
werden.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn die zuvor beschriebene Rippe im Inneren
des Gehäuses
so ausgebildet und angeordnet, daß die Rippe gleichzeitig auch
als Zugentlastung für
einen eingesteckten Leiter wirkt. Dies wird dadurch erreicht, daß in der zweiten
Stellung (Kontaktstellung) des Betätigungselements ein in die
Leiteraufnahme eingesteckter Leiter durch die Rippe geklemmt bzw.
fixiert wird. Durch eine entsprechende Dimensionierung der Rippe kann
dabei gewährleistet
werden, daß bei
der Klemmung des Leiters lediglich die Isolierung des Leiters und
nicht dessen Seele eingedrückt
wird. Durch eine derartige Klemmung des angeschlossenen elektrischen
Leiters wird eine "Ruhigstellung" der Kontaktstelle
des elektrischen Leiters bzw. der Seele mit dem Schneidelement gewährleistet.
Hierdurch wird dem in der Praxis auftretenden Problem entgegengewirkt, daß es aufgrund
von Zugbeanspruchungen an den elektrischen Leitern zu einer geringen
Relativbewegung zwischen dem elektrischen Leiter und dem Schneidelement
kommt, was zu Oxidation und einem hohen Übergangswiderstand führen kann.
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Zur
einfachen Handhabung der elektrischen Klemme kann das Betätigungselement
gemäß einer bevorzugten
Ausgestaltung der erfindungsgemäßen elektrischen
Klemme sowohl in einer ersten Stellung, in der das Einstecken eines
ankommenden Leiters möglich
ist (Einführstellung),
als auch in einer zweiten Stellung, in der der Leiter durch das
Schneidelement kontaktiert ist (Kontaktstellung), verrastet werden.
Hierzu sind im oberen Bereich des Betätigungselements an einer Stirnseite
Rippen ausgebildet, die mit dem oberen Rand der Klemme eine Verrastung bilden
Dadurch besteht die Möglichkeit, die
elektrische Klemme beim Ausliefern an den Kunden in der ersten Stellung,
der Einführstellung,
zu fixieren, so daß beim
Anschließen
einzelner elektrischer Leiter an eine Vielzahl von nebeneinander
auf einer Tragschiene aufgerasteten elektrischen Klemmen die jeweiligen
Leiter von dem Monteur problemlos in die jeweiligen Leiteraufnahmen
eingeschoben werden können.
Die Möglichkeit
der Verrastung in der zweiten Stellung, der Kontaktstellung, verhindert,
daß ein einmal
angeschlossener elektrischer Leiter – ungewollt – wieder
aus der elektrischen Klemme herausgezogen werden kann.
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Die
gewünschte
geringe Baugröße der elektrischen
Klemme wird zunächst – bezüglich der
Bauhöhe – durch
die Ausbildung der relativ kleinen Zapfen anstelle der relativ großen, radartigen
Führungen bei
der aus der
DE 199
21 775 A1 bekannten Klemme erreicht. Die Baubreite der
erfindungsgemäßen Klemme
kann zum einen dadurch reduziert werden, daß bei der besonders bevorzugten
doppelten Führung
der Betätigungselemente
sowohl durch die Zapfen und die Langlöcher als auch durch die Rippen
in Verbindung mit den Ausnehmungen, die Wandstärke der Seitenwand sehr gering
gewählt
werden kann. Darüber
hinaus kann die Baubreite dadurch weiter verringert werden, daß die Leiteraufnahme,
die vorzugsweise als Langloch ausgebildet ist, eine offene Längsseite
aufweist. Dadurch kann die Breite des Betätigungselements – und damit
auch die Gesamtbreite der elektrischen Klemme – verringert werden, ohne daß sich der
maximale Querschnitt der anzuschließenden Leiter verringert.
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Im
einzelnen gibt es nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, die erfindungsgemäße elektrische Klemme
auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird verwiesen einerseits
auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche, andererseits
auf die Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung
mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen
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1 eine
perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen elektrischen
Klemme, mit teilweise entfernter Seitenwand,
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2 die
Rückseite
der elektrischen Klemme gemäß 1,
mit teilweise entfernter Seitenwand, und
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3 eine
vergrößerte Darstellung
eines Betätigungselements
in zwei verschiedenen Positionen.
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Die
in den 1 und 2 dargestellte elektrische Klemme 1 besteht
zunächst
aus einem Gehäuse 2,
wobei in den Figuren eine Verbindungsklemme für zwei anzuschließende Leiter
dargestellt ist. Es versteht sich von selbst, daß die erfindungsgemäße elektrische
Klemme auch als Dreileiter- oder Vierleiter-Verbindungsklemme ausgebildet sein kann.
In dem Gehäuse 2 der
elektrischen Klemme 1 sind eine Stromschiene 3 und
zwei Betätigungselemente 4 angeordnet.
Darüber
hinaus weisen die elektrischen Klemmen 1 jeweils zwei Schneidelemente 5 auf,
die jeweils durch die Stromschiene 3 elektrisch leitend
miteinander verbunden sind.
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Die
Betätigungselemente 4,
die jeweils eine Leiteraufnahme 6 für die – hier nicht dargestellten – anzuschließenden Leiter
aufweisen, sind relativ zu den Schneidelementen 5 drehbar
in dem Gehäuse 2 der
elektrischen Klemme 1 angeordnet, so daß die Betätigungselemente 4 aus
einer ersten Stellung, in der das Einstecken eines ankommenden Leiters
in die Leiteraufnahme 6 möglich ist (Einführstellung),
in eine zweite Stellung, in der die Leiter durch die Schneidelemente 5 kontaktiert
sind (Kontaktstellung), verschwenkt werden können. Bei der in 2 dargestellten
elektrischen Klemme 1 befindet sich das linke Betätigungselement 4 in
der Einführstellung,
während
sich das rechte Betätigungselement 4 in
der Kontaktstellung befindet.
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Bei
der elektrischen Klemme 1 ist nun vorgesehen, daß an einer
Seitenfläche 7 des
Betätigungselementes 4 zwei
Zapfen 8, 9 und in der entsprechenden Seitenwand 10 des
Gehäuses 2 zwei
korrespondierendes Langlöcher 11, 12 angeordnet
bzw. ausgebildet sind. Beim Verschwenken des Betätigungselements 4 aus
der ersten Stellung, in der das Einstecken eines ankommenden Leiters
möglich
ist (Einführstellung),
in die zweite Stellung, in der der Leiter durch das Schneidelement 5 kontaktiert
ist (Kontaktstellung), wird dann das Betätigungselement 4 durch
die Führung
der Zapfen 8, 9 in den Langlöchern 11, 12 geführt wobei
gleichzeitig die Schwenkbewegung durch die Langlöcher 11, 12 begrenzt
ist. Durch die Länge
der Langlöcher 11, 12 wird
dabei der maximal mögliche
Drehwinkel der Betätigungselemente 4 festgelegt.
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Der 1 kann
dabei entnommen werden, daß die
beiden Langlöcher 11, 12 so
in der Seitenwand 10 des Gehäuses 2 angeordnet
sind, daß die Längsachsen
der beiden Langlöcher 11, 12 näherungsweise
senkrecht zueinander stehen. Hierdurch wird eine besonders gute
Führung
des Betätigungselements 4 in
dem Gehäuse 2 der
elektrischen Klemme 1 gewährleistet.
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Die
Führung
bzw. Lagerung des Betätigungselements 4 in
dem Gehäuse 2 ist
dadurch weiter verbessert, daß in
dem Betätigungselement 4 eine
Ausnehmung 13 ausgebildet und im Inneren des Gehäuses 2 eine
korrespondierende Rippe 14 angeordnet ist, wobei die Rippe 14 beim
Verschwenken des Betätigungselements
aus der Einführstellung – linke
Seite der in 1 dargestellten elektrischen Klemme 1 – in die
Kontaktstellung – rechte
Seite der in 2 dargestellten elektrischen
Klemme 1 – in
die Ausnehmung 13 eingreift. Den Figuren kann dabei entnommen
werden, daß sowohl
die Ausnehmung 13 als auch die Rippe 14 kreisbogenförmig ausgebildet
sind, so daß die
Schwenkbewegung des Betätigungselements 4 durch
das Zusammenwirkung von Ausnehmung 13 und Rippe 14 nicht
beeinträchtigt wird.
Vielmehr erfährt
das Betätigungselement 4 durch
das Zusammenwirken von Ausnehmung 13 und Rippe 14 eine
zusätzliche
Führung.
Diese Führung
kann dadurch noch weiter verbessert werden, daß an der Stirnseite 15,
an der die Ausnehmung 13 ausgebildet ist, ein radialer
Vorsprung 16 in Form einer Nase ausgebildet ist, der sich
beim Verschwenken des Betätigungselements 4 in
die Kontaktstellung auf der Rippe 14 abstützt.
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Die
zuvor beschriebene Rippe 14 dient – im Zusammenspiel mit der
Ausnehmung 13 – nicht
nur zur Führung
des Betätigungselements 4,
sondern gleichzeitig auch als Zugentlastung für einen in die Leiteraufnahme 6 eingesteckten
Leiter. Dies wird dadurch erreicht, daß die vordere Kante der Rippe 14 in der
Kontaktstellung des Betätigungselements 4 geringfügig in die
Leiteraufnahme 6 hineinragt, wodurch ein angeschlossener
Leiter geklemmt wird. Durch diese Klemmung eines angeschlossenen
Leiters wird eine "Ruhigstellung" der Kontaktstelle
zwischen dem Schneidelement 5 und dem angeschlossenen Leiter erreicht.
Wie insbesondere der 1 entnommen werden kann, sind
die Rippen 14 in dem Gehäuse 2 kurz oberhalb
der Schneidelemente 5 angeordnet. Somit wird die gewünschte Zugentlastung
möglichst nahe
an der Kontaktstelle des eingesteckten Leiters mit dem Schneidelement 5 realisiert.
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An
einer Stirnseite des Betätigungselements 4 sind
im oberen Bereich Rippen 17 ausgebildet, die zusammen mit
dem oberen Rand des Gehäuses 2 eine
zweistufige Verrastung bilden. Dadurch kann das Betätigungselement 4 sowohl
in der Einführstellung
als auch in der Kontaktstellung fixiert werden, so daß zum einen
die Möglichkeit
besteht, die elektrische Klemme 1 beim Ausliefern an Kunden
in der Einführstellung
zu fixieren, zum anderen ein ungewolltes Zurückschwenken des Betätigungselements 4 aus
der Kontaktstellung in die Einführstellung
nach dem Kontaktieren eines anzuschließenden Leiters verhindert wird.
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Der 3 ist
darüber
hinaus entnehmbar, daß die
Leiteraufnahme 6 als Langloch ausgebildet ist und in einer
Aufnahmetasche 18 endet, wobei die Aufnahmetasche 18 im
montierten Zustand des Betätigungselements 4 in
der elektrischen Klemme 1 unterhalb des Schneidelements 5 angeordnet
ist. Die Aufnahmetasche 18 dient dabei als Anschlaghilfe
für den
Monteur beim Einführen
eines Leiters in die Leiteraufnahme 6. Ist das Ende des
Leiters bis in die Aufnahmetasche 18 eingeführt, so
ist sichergestellt, daß beim
Verschwenken des Betätigungselements 4 in
die Kontaktestellung der Leiter von dem Schneidelement 5 ordnungsgemäß erfaßt und somit
die Seele des Leiters elektrisch kontaktiert wird.
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Zur
weiteren Reduzierung der Baubreite der elektrischen Klemme 1 weist
die Leiteraufnahme 6 eine offene Längsseite auf, wodurch die Breite
des Betätigungselements 4,
bei unverändertem
maximalen Querschnitt eines anzuschließenden Leiters, verringert
werden kann. Die Führung
des anzuschließenden
Leiters wird dann auf dieser Seite durch die Seitenwand 10 des
Gehäuses 2 realisiert.
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Zur
einfachen Handhabung ist in dem Betätigungselement 4 nicht
nur die Leiteraufnahme 6 sondern zusätzlich noch eine weitere Aufnahme 19 zum Eingriff
eines Hilfsmittels vorgesehen. Bei dem Hilfsmittel kann es sich
beispielsweise um die Spitze eines Schraubendrehers handeln, der
in die Aufnahme 19 eingesteckt wird, so daß dann mit
Hilfe des Schraubendrehers das Betätigungselement 4 aus der
ersten Stellung in die zweite Stellung, oder umgekehrt, verbracht
werden kann. Durch die sich nach unten verjüngende Form der Betätigungselemente 4 können diese
einfach von oben in die entsprechen de Öffnung in dem Gehäuse 2 eingesetzt
werden, was grundsätzlich
auch bei geschlossenem Gehäuse 2 möglich ist,
so daß die
Seitenwand 10 des Gehäuses zur
Montage der Betätigungselemente 4 nicht
entfernt werden muß
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Schließlich ist
insbesondere im Zusammenhang mit der 2 erkennbar,
daß die
Betätigungselemente 4 derart
ausgebildet und in dem Gehäuse 2 angeordnet
sind, daß eine
optische Unterscheidung der Einführstellung
von der Kontaktstellung einfach möglich ist. Bei dem in 2 links
dargestellten Betätigungselement 4,
das sich in der Einführstellung befindet,
steht der obere Rand 20 des Betätigungselements 4 deutlich über den
oberen Rand des Gehäuses 2 über. Im
Unterschied dazu ist bei dem in 2 rechts
dargestellten Betätigungselement 4, das
in der Kontaktstellung verrastet ist, der obere Rand 20 des
Betätigungselement 4 bündig zu
dem oberen Rand des Gehäuses 2.
Damit kann der Monteur auch optisch die jeweilige Stellung des Betätigungselements 4 leicht
erkennen.