DE19711051C5

DE19711051C5 - Elektrische Klemme

Info

Publication number: DE19711051C5
Application number: DE19711051.7A
Authority: DE
Inventors: Hans Josef Köllmann
Original assignee: Wago Verwaltungs GmbH
Current assignee: Wago Verwaltungs GmbH
Priority date: 1997-03-03
Filing date: 1997-03-03
Publication date: 2015-03-19
Anticipated expiration: 2017-03-04
Also published as: DE19711051B4; DE19711051A1

Abstract

Elektrische Klemme – mit einem Isolierstoffgehäuse und mit mindestens einem Feder- kraftklemmanschluss zum Anschließen eines elektrischen Leiters, – der Federkraftklemmanschluss besteht aus einer aus einem federnden Flachmaterial gefertigten Klemmfeder, die auf ein Endstück einer Stromschiene aufgesetzt ist, – die Klemmfeder besitzt einen rückwärtigen, etwa halbkreisförmigen Federbogen und davon ausgehend je einen Anlageschenkel, der an dem Stromschienen-Endstück anliegt, und einen Klemmschenkel, – der Anlageschenkel erstreckt sich im Wesentlichen in Richtung des Stromschienen-Endstücks und der Klemmschenkel ist in Art einer Schlaufe gebogen und läuft in Querrichtung auf das Stromschienen-Endstück zu und besitzt an seinem freien Ende eine Fensterausnehmung, mittels der er das Stromschienen-Endstück untergreift – derart, dass zwischen der das Stromschienen-Endstück untergreifenden Kante der Fensterausnehmung und der Unterseite des Stromschienen-Endstücks eine Klemmstelle für den anzuschließenden elektrischen Leiter gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, – daß die Klemmfeder mit ihrer Klemmschenkel-Ausnehmung (10) voran auf das Stromschienen-Endstück (8) aufgesetzt ist,– dass das Stromschienen-Endstück (8) in Form eines hochgestellten Lappens aus der Stromschiene (11) freigestanzt ist und sich in Richtung des rückwärtigen Federbogens (6) der Klemmfeder durch die Fensterausnehmung (10) des Klemmschenkels (9) der Klemmfeder hindurcherstreckt und hinter der Fensterausnehmung mit einem kurzen Ende endet derart, dass das kurze Ende nur noch die Kontaktfläche für einen in der Klemmstelle festgeklemmten elektrischen Leiter (13) zur Verfügung stellt, – und dass die Isolierstoffwand eines Leitereinführungskanals (14), der in dem Isolierstoffgehäuse der Klemme mit einem wesentlichen Teil seiner Länge unterhalb des Anlageschenkels (7) der Klemmfeder ausgebildet ist, in der Erstreckungsebene des Stromschienen-Endstücks (8) bis an das kurze Ende des Stromschienen-Endstücks herangeführt ist, und – dass in dem rückwärtigen Federbogen (6) der Klemmfeder die Schwenkachse (20) eines aus Isolierstoff bestehenden und im Isolierstoffgehäuse der Klemme gelagerten Schwenkhebels (21) positioniert ist, der den Klemmschenkel (9) der Klemmfeder von außen übergreift und an dem Rücken des Klemmschenkels anliegt, ...

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Klemme mit einem Isolierstoffgehäuse und mit mindestens einem Federkraftklemmanschluß zum Anschließen eines elektrischen Leiters gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1.
Der Federkraftklemmanschluß besitzt eine Klemmfeder, die aus einem federnden Flachmaterial gefertigt ist und die einen rückwärtigen, in der Seitenansicht etwa halbkreisförmigen Federbogen aufweist, von dem sich einerseits ein Anlageschenkel, der an dem Stromschienen-Endstück anliegt, und andererseits ein Klemmschenkel hinwegerstrecken, wobei der Klemmschenkel in Art einer Schlaufe auf das Ende des Anlageschenkels zugebogen ist und eine Fensterausnehmung aufweist, durch die das Ende des Anlageschenkels und das Endstück einer Stromschiene hindurchgeführt sind derart, daß zwischen der das Stromschienen-Endstück untergreifenden Kante der Fensterausnehmung des Klemmschenkels und der Unterseite des Stromschienen-Endstücks eine Klemmstelle für den anzuschließenden elektrischen Leiter gebildet ist.
Die aus einem federnden Flachmaterial geformten Klemmfedern sind bei den bekannten Klemmen auf ebenfalls flach ausgeformte Endstücke der Stromschiene aufgesetzt in der Weise, daß ihr flacher Anlageschenkel im wesentlichen parallel zu dem Stromschienen-Endstück verläuft und sich vollflächig auf diesem abstützt, und zwar direkt mit einer unmittelbaren Kontaktanlage zwischen dem Anlageschenkel und dem Stromschienen-Endstück (siehe hierzu DE 42 39 480 A1 und DE 94 14 939 U1 ) oder indirekt, indem zwischen dem Anlageschenkel und dem Stromschienen-Endstück noch eine weitere, im Querschnitt ebenfalls flach ausgeführte und elektrisch leitfähige Strom-Sammelschiene zwischengesetzt ist (siehe hierzu DE 196 26 390 A1 , dort 5, die drei rechts dargestellten Federkraftklemmanschlüsse).
Eine Sonderform zeigt die DE 35 14 099 C2 mit einem Federkraftklemmanschluß, bei dem das Stromschienen-Endstück in einem parallelen Abstand zu dem Anlageschenkel der Klemmfeder positioniert ist derart, daß sowohl zwischen dem Stromschienen-Endstück und dem Anlageschenkel als auch unterhalb des Stromschienen-Endstücks jeweils ein elektrischer Leiter geklemmt und elektrisch kontaktiert werden kann.
Infolge der vorgenannten, zusätzlich zwischen dem Anlageschenkel und dem Stromschienen-Endstücks zwischengeklemmenten Elemente (Strom-Sammelschiene bzw. elektrischer Leiter) ergibt sich eine Aufbauhöhe des Federkraftklemmanschlusses senkrecht zum Anlageschenkel der Klemmfeder, die für eine Miniaturisierung solcher Klemmen nachteilig ist. Das gilt unabhängig davon, ob das Stromschienen-Endstück gleichgerichtet mit der Erstreckungsrichtung des Anlageschenkels der Klemmfeder durch die Fensterausnehmung im Klemmschenkel der Klemmfeder hindurchgeführt ist (siehe hierzu DE 42 39 480 A1 und DE 94 14 939 U1 ) oder ob das Stromschienen-Endstück ”umgekehrt”, d. h. in entgegengesetzter Richtung zur Erstreckungsrichtung des Anlageschenkels durch die Fensterausnehmung im Klemmschenkel der Klemmfeder hindurchgeführt ist (siehe hierzu DE 196 26 390 A1 , dort 5, die drei rechts dargestellten Federkraftklemmanschlüsse).
Ein weiterer Nachteil der Klemmen dieses Typs ergibt sich aus dem hohen Materialverbrauch für die relativ groß zu bemessenden Stromschienen-Endstücke, an denen der Anlageschenkel der Klemmfeder mit seinen nicht unerheblichen Abmessungen vollflächig anliegt. Da die Stromschienen solcher Klemmen üblicherweise aus einem elektrisch gut leitfähigen Material (und damit aus einem relativ teuren Material) hergestellt werden, ist dies bei der Massenproduktion solcher Klemmen ein unerwünscht hoher Kostenfaktor.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, bei den Klemmen des im Oberbegriff des Anspruches 1 definierten Typs sowohl die vorgenannte Aufbauhöhe der Federkraftklemmanschlüsse als auch den Materialverbrauch für die Stromschienen solcher Klemmen zu verringern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Klemmfeder mit ihrer Klemmschenkel-Ausnehmung voran auf das Stromschienen-Endstück aufgesetzt ist, und das Stromschienen-Endstück in Form eines hochgestellten Lappens aus der Stromschiene freigestanzt ist und sich in Richtung des rückwärtigen Federbogens der Klemmfeder durch die Fensterausnehmung des Klemmschenkels der Klemmfeder hindurcherstreckt und hinter der Fensterausnehmung mit einem kurzen Ende endet derart, daß das kurze Ende nur noch die Kontaktfläche für einen in der Klemmstelle festgeklemmten elektrischen Leiter zur Verfügung stellt, und daß die Isolierstoffwand eines Leitereinführungskanals, der in dem Isolierstoffgehäuse der Klemme mit einem wesentlichen Teil seiner Länge unterhalb des Anlageschenkels der Klemmfeder ausgebildet ist, in der Erstreckungsebene des Stromschienen-Endstücks bis an das kurze Ende des Stromschienen-Endstücks herangeführt ist.
Die erfindungsgemäße Anordnung der Klemmfeder auf dem Stromschienen-Endstück ermöglicht es, das Stromschienen-Endstück extrem kurz auszubilden. Das Endstück der Stromschiene, auf dem die Klemmfeder lediglich im Bereich der Klemmstelle aufsitzen muß, kann so klein bemessen sein, daß es nur noch die Kontaktfläche für den in der Klemmstelle festgeklemmten elektrischen Leiter zur Verfügung stellt.
Zugleich ist nach der Lehre der Erfindung der Leitereinführungskanal mit einem wesentlichen Teil seiner Länge unterhalb des Anlageschenkels der Klemmfeder positioniert (und zwar in der Erstreckungsebene des nunmehr verkürzten Stromschienen-Endstücks), wodurch der ohnehin vorhandene Raum unterhalb des Anlageschenkels der Klemmfeder für eine besonders kompakte Bauweise der Klemme genutzt wird.
Für das Einführen des elektrischen Leiters in die Klemmstelle muß die Klemmstelle vorher geöffnet werden. Das kann auf verschiedene Weise erfolgen, beispielsweise mittels eines Werkzeuges oder mittels eines Drückers.
Bei den gemäß der Erfindung ausgebildeten Klemmen verbessern die ”umgekehrte” Anordnung der Klemmfeder auf dem Stromschienen-Endstück und das nunmehr sehr kurz zu bemessende Stromschienen-Endstück die Voraussetzungen dafür, daß die Klemmstelle mittels eines schwenkbar gelagerten Kraftübersetzungshebels (= Schwenkhebel) geöffnet werden kann, wie dies im Prinzip bereits aus der DE 42 39 480 A1 bekannt ist. Nach Anspruch 1 der vorliegenden Erfindung ist die Schwenkachse seines solchen Schwenkhebels im Zentrum des rückwärtigen Federbogens der Klemmfeder gelagert, wobei der Schwenkhebel den Klemmschenkel der Klemmfeder von außen übergreift und an dem Rücken des Klemmschenkels der Klemmfeder anliegt. Der Schwenkhebel wird in einer Bahnkurve in dem Isolierstoffgehäuse der Klemme bewegt, wobei ein Stopp-Anschlag die maximale Schwenkbewegung des Schwenkhebels begrenzt, so daß auf diese Weise die Klemmfeder beim Öffnungsvorgang der Klemme gegen Überlastung geschützt ist.
Besonders zweckmäßige Ausführungsformen der Erfindung sehen nach Anspruch 2 vor, daß bei den sogenannten Frontverdrahtungsklemmen der rückwärtige Federbogen der Klemmfeder in dem Isolierstoffgehäuse der Klemme zwischen der Leitereinführungsöffnung und der Schwenkhebelbetätigungsöffnung positioniert ist derart, daß der Federbogen im wesentlichen mit seiner gesamten Bogenlänge in dem Isolierstoff des Isolierstoffgehäuses eingebettet und dadurch besonders geschützt ist.
Nach Anspruch 3 ist vorgesehen, den in der Frontfläche des Isolierstoffgehäuses zwischen der Leitereinführungsöffnung und der Schwenkhebelbetätigungsöffnung vorhandenen Freiraum als Kennzeichnungsfeld oder für die Anordnung einer Aufnahmenut zum Einrasten eines Klemmenbezeichnungsschildes zu nutzen.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
1 eine perspektivische Darstellung einer Klemme,
2 einen Querschnitt durch drei Federkraftklemmanschlüsse einer Verteilerklemme,
3 einen Querschnitt durch eine Zwei-Leiter-Klemme,
4 einen Querschnitt durch Federkraftklemmanschlüsse mit einer Schwenkhebel-Betätigung gemäß Anspruch 1.
Die in den 1 bis 4 dargestellte Klemmfeder ist (für sich allein betrachtet) bekannt. Anhand der 1 soll sie kurz beschrieben werden.
In 1 ist die Klemmfeder in einem Isolierstoffgehäuse 5 angeordnet. Sie besitzt ausgehend von ihrem rückwärtigen Federbogen 6 einen Anlageschenkel 7, der an dem Stromschienen-Endstück 8 anliegt, und einem Klemmschenkel 9, der in Art einer Schlaufe auf das Ende des Anlageschenkels 7 zugebogen ist und der eine Fensterausnehmung 10 aufweist, durch die sich das Endstück 8 der Stromschiene 11 hindurcherstreckt.
Die Kante 12 der Klemmschenkel-Fensterausnehmung 10 bildet mit dem Stromschienen-Endstück 8 eine Klemmstelle derart, daß ein zwischen der Klemmkante 12 der Fensterausnehmung und dem Endstück 8 eingeführter elektrischer Leiter 13 gegen das Stromschienen-Endstück 8 festgeklemmt wird (vergl. hierzu 2).
Die Klemmfeder ist mit der Klemmschenkel-Fensterausnehmung 10 voran auf das Stromschienen-Endstück 8 aufgesetzt. Das Stromschienen-Endstück 8 ist in seiner Erstreckungsrichtung unterhalb des Anlageschenkels 7 der Klemmfeder so kurz bemessen, daß es nur noch die Kontaktfläche für den in der Klemmstelle festgeklemmten elektrischen Leiter 13 zur Verfügung stellt.
Ein derartig kurzes Stromschienen-Endstück 8 kann problemlos in Form eines hochgestellten Lappens aus der Stromschiene 11 freigestanzt werden, wie dies 1 am besten zeigt. Das Stromschienen-Endstück 8 zum Aufsetzen der Klemmfeder erfordert somit kein zusätzliches Material. Es ist die Stromschiene 11 selbst, aus der das Material für das Stromschienen-Endstück 8 herausgeformt wird und dabei wird zugleich ein Durchbruch in der Stromschiene geschaffen, durch den das vordere Ende des in die Klemmstelle eingeführten elektrischen Leiters hindurchgesteckt werden kann.
Diese material-sparende Konstruktion einer Stromschiene (die theoretisch endlos lang sein kann) mit beliebig vielen aus der Stromschiene selbst herausgestanzten Stromschienen-Endstücken (die einstückig mit der Stromschiene ausgebildet sind und keine weiteren Arbeitsvorgänge für ihre mechanische und/oder elektrische Verbindung zur Stromschiene benötigen) eignet sich besonders gut für Strom-Sammelschienen oder für Stromverteileranlagen, die mit einer Vielzahl von Klemmstellen zum Anschließen von elektrischen Leitern ausgerüstet sein müssen. 2 zeigt einen solchen Ausschnitt mit drei Klemmstellen einer solchen Mehrleiter-Klemme.
Jeder der in 2 dargestellten Federkraftklemmanschlüssen besitzt einen Leitereinführungskanal 14, der in dem Isolierstoffgehäuse ausgeformt ist. Nach der Lehre der Erfindung ist dieser Leitereinführungskanal mit einem wesentlichen Teil seiner Länge unterhalb des Anlageschenkels 7 der Klemmfeder positioniert, wodurch die Länge des Anlageschenkels und die Länge des Leitereinführungskanals einander überlappen und in Richtung der Leitereinführung eine äußerst kompakte, d. h. eine in dieser Richtung sehr kurz bauende Klemme entsteht.
Zum Einführen und Klemmen eines elektrischen Leiters 13 in eine der in 2 dargestellten Klemmstellen wird die Klinge eines Schraubendrehers 16 (siehe in 2 die linke Darstellung) in die Betätigungsöffnung 17 der jeweiligen Klemmstelle eingesteckt, wodurch die Klemmstelle geöffnet wird und der elektrische Leiter in die Klemmstelle eingeführt werden kann (siehe in 2 die rechte Darstellung). Unmittelbar neben dem geklemmten elektrischen Leiter bzw. dem jeweiligen Leitereinführungskanal ist eine Aufnahmenut 18 zum Einsetzen eines Klemmenbezeichnungsschildes vorhanden.
4 zeigt im Prinzip den gleichen Ausschnitt einer Klemme, wie sie in 2 dargestellt ist, jedoch in der im Anspruch 1 angegebenen Ausführungsform mit einem Schwenkhebel-Betätigungsdrücker zum Öffnen der Klemmstelle. Es ist ein Vorteil der erfindungsgemäßen Klemmenkonstruktion, daß in dem Federbogen 6 der Klemmfeder die Schwenkachse 20 des Schwenkhebels 21 gelagert werden kann, der aus Isolierstoff besteht und der den Klemmschenkel 9 der Klemmfeder übergreift. Infolge der ”umgekehrten” Anordnung der Klemmfeder auf dem Stromschienen-Endstück 8 ist die Bewegungsrichtung des Klemmschenkels 9 der Klemmfeder gleichgerichtet mit der Bewegungsrichtung des Schwenkhebels 21. Da beide Bewegungen um dieselbe Achse ausgeführt werden, sind Zwangsverschiebungen des Schwenkhebels auf dem Rücken des Klemmschenkels nicht möglich. Die Klemmfeder wird geschont und ist zudem gegen Überlastung beim Öffnungsvorgang gesichert durch den Stopp-Anschlag 23, der die maximale Schwenkbewegung des Schwenkhebels 21 begrenzt.
3 zeigt eine Zwei-Leiter-Klemme, d. h. es handelt sich um eine sogenannte Durchgangsklemme mit nur zwei Klemmstellen.

Claims

Elektrische Klemme – mit einem Isolierstoffgehäuse und mit mindestens einem Feder- kraftklemmanschluss zum Anschließen eines elektrischen Leiters, – der Federkraftklemmanschluss besteht aus einer aus einem federnden Flachmaterial gefertigten Klemmfeder, die auf ein Endstück einer Stromschiene aufgesetzt ist, – die Klemmfeder besitzt einen rückwärtigen, etwa halbkreisförmigen Federbogen und davon ausgehend je einen Anlageschenkel, der an dem Stromschienen-Endstück anliegt, und einen Klemmschenkel, – der Anlageschenkel erstreckt sich im Wesentlichen in Richtung des Stromschienen-Endstücks und der Klemmschenkel ist in Art einer Schlaufe gebogen und läuft in Querrichtung auf das Stromschienen-Endstück zu und besitzt an seinem freien Ende eine Fensterausnehmung, mittels der er das Stromschienen-Endstück untergreift – derart, dass zwischen der das Stromschienen-Endstück untergreifenden Kante der Fensterausnehmung und der Unterseite des Stromschienen-Endstücks eine Klemmstelle für den anzuschließenden elektrischen Leiter gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, – daß die Klemmfeder mit ihrer Klemmschenkel-Ausnehmung (10) voran auf das Stromschienen-Endstück (8) aufgesetzt ist, – dass das Stromschienen-Endstück (8) in Form eines hochgestellten Lappens aus der Stromschiene (11) freigestanzt ist und sich in Richtung des rückwärtigen Federbogens (6) der Klemmfeder durch die Fensterausnehmung (10) des Klemmschenkels (9) der Klemmfeder hindurcherstreckt und hinter der Fensterausnehmung mit einem kurzen Ende endet derart, dass das kurze Ende nur noch die Kontaktfläche für einen in der Klemmstelle festgeklemmten elektrischen Leiter (13) zur Verfügung stellt, – und dass die Isolierstoffwand eines Leitereinführungskanals (14), der in dem Isolierstoffgehäuse der Klemme mit einem wesentlichen Teil seiner Länge unterhalb des Anlageschenkels (7) der Klemmfeder ausgebildet ist, in der Erstreckungsebene des Stromschienen-Endstücks (8) bis an das kurze Ende des Stromschienen-Endstücks herangeführt ist, und – dass in dem rückwärtigen Federbogen (6) der Klemmfeder die Schwenkachse (20) eines aus Isolierstoff bestehenden und im Isolierstoffgehäuse der Klemme gelagerten Schwenkhebels (21) positioniert ist, der den Klemmschenkel (9) der Klemmfeder von außen übergreift und an dem Rücken des Klemmschenkels anliegt, – und dass der Schwenkhebel zum Öffnen der Klemmstelle betätigbar ist, so dass sich der Klemmschenkel (9) der Klemmfeder gegen den Anlageschenkel (7) der Klemmfeder bewegt und die Klemmstelle öffnet, – und dass der Schwenkhebel in einer Bahnkurve in dem Isolierstoffgehäuse der Klemme bewegt wird, die einen Stopp-Anschlag (23) für die maximale Schwenkbewegung des Schwenkhebels aufweist.
Klemme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, – dass der Leitereinführungskanal (14) und der Schwenkhebel (21) in etwa aus derselben Richtung über Öffnungen in der Frontseite des Isolierstoffgehäuses der Klemme zugänglich sind – und dass der rückwärtige Federbogen (6) der Klemmfeder zwischen der Leitereinführungsöffnung und der Schwenkhebelbetätigungsöffnung positioniert ist derart, – dass der Federbogen im Wesentlichen mit seiner gesamten Bogenlänge in dem Isolierstoff (5) des Isolierstoffgehäuses eingebettet ist.
Klemme nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, – dass in der Frontfläche des Isolierstoffgehäuses zwischen der Leitereinführungsöffnung und der Schwenkhebelbetätigungsöffnung ein Kennzeichnungsfeld oder eine Aufnahmenut (18) für ein Klemmenbezeichnungsschild angeordnet ist.