DE19835459C2

DE19835459C2 - Anschlußklemme für elektrische Leiter

Info

Publication number: DE19835459C2
Application number: DE1998135459
Authority: DE
Inventors: Martin Wetter
Original assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Current assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Priority date: 1998-08-06
Filing date: 1998-08-06
Publication date: 2002-12-19
Anticipated expiration: 2018-08-07
Also published as: DE19835459A1

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft eine Elektrische Klemme (1) für einen Anschluß ohne Abisolieren, mit mindestens einem festen und leitfähigen Schneidelement (7), das zwei einen Blockier- und Abisolierschlitz bildende Lippen (15) aufweist und in einer Nut des Isoliergehäuses (2) angeordnet und gemäß der Längsachse dieser Nut ausgerichtet ist.

Stand der Technik

Aus den Druckschriften DE 29 02 536 C2 und DE 32 39 708 C2 sind elektrische Klemmen bekannt, bei denen über ein metallisches mit Schneiden versehenes Schneidelement eine elektrische Verbindung zwischen dem Leiter und Strombalken hergestellt werden kann, ohne daß ein Abisolieren des Leiters erforderlich wäre, weil bei Herstellung der Verbindung die Schneiden des Schneidelements die Isolierungen des Leiters durchdringen und die elektrische Verbindung dabei zwischen dem Kern des Leiters und elektrisch leitenden Schneiden hergestellt wird. Hierzu wird ein Betätigungsschieber verwendet, der bei derartigen elektrischen Klemmen sowohl die Kontaktierung als auch die Lösung der Verbindung des elektrischen Leiters aus dem als Kontaktelement ausgebildeten Schneidelement ermöglicht. Dies ist gemäß der vorgeschlagenen Konstruktion der Druckschriften DE 29 02 536 C2 und DE 32 39 708 C2 nur mittels eines Werkzeugs, z. B. eines Schraubendrehers möglich.

In weiteren Druckschriften des Standes der Technik, nämlich der DE 196 04 615 C1 und DE 44 03 507 C1, werden andere Hilfsmittel zur Kontaktierung eines anzuschließenden isolierten elektrischen Leiters vorgeschlagen. So ist aus der DE 196 04 615 C1 ist eine Kontaktierungseinrichtung zur Kontaktierung von nichtabisolierten Leitungen bekannt, bei der ein keilförmiges Betätigungselement in Richtung der Längsachse der Leitung ein ebenfalls keilförmiges und seitlich verschiebliches Druckstück gegen den Leiter preßt. Zur Führung und Positionierung ist eine federnde Halterung vorgesehen, die vorteilhaft den Leiter zur Kontaktierungseinrichtung positioniert und im Falle eines Lösen des Leiters diesen von der Kontaktierungseinrichtung abstreift. Das keilförmige Betätigungselement wird hierbei in durch eine Nut geführt und gegen eine Feder gedrückt, die dazu benötigt wird, das Betätigungselement nach dem Entriegeln einer vorgesehenen Rastnase aus der Keilstellung zu bewegen. Allerdings wird bei dieser Anordnung der Leiter gegen Kunststoff gelagert, was zur Folge haben kann, daß durch den Dauerdruck der Keilverbindung auf den Leiter zu einer Materialermüdung des federnden Gegenlagers führen kann.

Aus einer weiteren Druckschrift DE 44 03 507 C1 ist eine Klemmkontakteinrichtung bekannt, bei der ein nichtabisolierter Leiter in ein Gehäuse gesteckt werden kann, so daß er seitlich von einer Blattfeder unterstützt wird. Durch eine translatorische Bewegung eines Gehäuseteils mit einem Schälmesser wird ein Stück des Leiters abisoliert. Auf diesem Stück wird mittels einer zusätzlichen Kontaktierungseinrichtung der elektrische Kontakt hergestellt. Damit die Isolation des Leiters das Gehäuseteil mit Schälmesser nicht zurückdrückt, ist eine Verriegelung vorgesehen, die beide Gehäuseteile zusammenhält. Allerdings ist das Gehäuseteil mit Schälmesser zur Kontaktierung des Leiters und nach dem Entriegeln von dem abisolierten Leiter nur mit erhöhtem Kraftaufwand herunterzuschieben.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eines der bekannten Kontaktierungseinrichtungen für isolierten Leiter derart weiterzuentwickeln, so daß die elektrische Verbindung eines in die Klemme eingesteckten Leiters mit dem Strombalken ohne Zuhilfenahme eines Werkzeuges herstellbar ist.

Wege zur Ausführung der Erfindung

Die zuvor aufgezeigte Aufgabe ist nach der Erfindung durch die Merkmale im Anspruch 1 gelöst. Die erfindungsgemäße elektrische Klemme umfaßt ein Isoliergehäuse mit einer Einstecköffnung für ankommenden isolierten Leiter, einen Betätigungsschieber und ein Schneidelement, wobei der Betätigungsschieber relativ zu dem Schneidelement in der elektrischen Klemme beweglich angeordnet ist und eine für den ankommenden Leiter vorgesehene Leiteraufnahme aufweist und das Schneidelement den elektrischen Kontakt eines in die elektrische Klemme eingesteckten Leiters mit dem Strombalken herstellt. Die Klemme ist mit einem Verrieglungselement und einer Federeinrichtung ausgestattet, so daß beim Einstecken eines Leiters in die Leiteraufnahme des Betätigungsschiebers das Verrieglungselement entriegelt und der Betätigungsschieber mit dem Leiter unter der Federkraft der Federeinrichtung in Richtung des Schneidelementes verschoben wird und dies die Kontaktierung des Leiters mit dem Schneidelement ermöglicht.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung erfährt die erfindungsgemäße elektrische Klemme dadurch, daß das Verrieglungselement aus einem biegsamen Balken und einem aus der Oberseite vorstehenden Anschlagteil für die Verrieglung des Betätigungsschiebers besteht, wobei eines seiner Enden des Balkens mit dem Gehäuse befestigt ist und eines seiner anderen Enden eine Betätigungsfläche für den eingeführten Leiter aufweist.

Das Verrieglungselement kann aus Metall oder Kunststoff hergestellt sein. Es läßt sich vorzugsweise aus einem elastischen Kunststoff wie das Isoliermaterial des Gehäuses aus Thermoplast herstellen, so daß es auch einstückig mit dem Gehäuse gespritzt werden kann.

Der Betätigungsschieber weist eine Rückführungshilfe/Betätigungsteil auf. Mit der Rückführungshilfe/Betätigungsteil kann der Betätigungsschieber in die Verrieglungsstellung geführt werden, in der das Einstecken oder Ausziehen eines Leiters oder Lösen einer Verbindung möglich.

Kurze Erläuterungen der Figuren

Im einzelnen gibt es eine Vielzahl von Möglichkeiten, die erfindungsgemäße elektrische Klemme auszugestalten. Dazu wird verwiesen einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche, andererseits auf die Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen.

Es zeigt

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer elektrischen Klemme mit einem in die Klemme eingesteckten isolierten Leiter bei der Verrieglungsstellung,

Fig. 2 die elektrische Klemme in Fig. 1 mit einem in die Klemme eingesteckten isolierten Leiter in der gelösten und kontaktierten Stellung,

Fig. 3a-3c drei Ausführungformen des Verrieglungselements.

Die in Fig. 1 dargestellte elektrische Klemme 1 besteht zunächst aus einem Gehäuse 2 mit einer länglichen Einstecköffnung 3 für mindestens einen isolierten Leiter 4, und aus einem Strombalken 5, welcher mit einem Schneidelement 7 elektrisch und mechanisch verbunden ist.

Im Inneren des Gehäuses 2 befinden sich das Schneidelement 7 und ein Betätigungsschieber 6. Der Betätigungsschieber 6 weist eine Leiteraufnahme 8 auf, die an einem Teil 9 des Betätigungsschiebers 6 ausgebildet ist, der sich einerseits unterhalb der Einstecköffnung 3 des Gehäuses 2 befindet, andererseits beim Verschieben des Betätigungsschiebers 6 über das Schneidelement 7 überlappt. Zwischen dem Betätigungsschieber 6 und einer ihm gegenüberstehenden Wandung des Gehäuses 2 befindet sich eine Federeinrichtung 10, die vorzugsweise in Form einer Druckfeder eine Federkraft auf den Betätigungsschieber 6 ausübt und ihn in Richtung auf das Schneidelement 7 drückt. Um die Wirkung der Federkraft in Richtung auf das Schneidelement 7 zu fixieren, wird der Großteil der Druckfeder 10 in einer fluchtenden Bohrung 19 im Betätigungsschieber 6 gehalten.

Ein unterhalb des Betätigungsschiebers 6 liegendes Verrieglungselement 11 hält den Betätigungsschieber 6 in seiner geöffnete, von dem Schneidelement getrennten Verrieglungsstellung. Wie es in Fig. 1 ersichtlich, besteht das Verrieglungselement 11 aus einem Balken 12 und einem auf seiner Oberseite vorstehenden Anschlagteil 13 zum Verriegeln des Betätigungsschiebers 6, wobei eine Betätigungsendstück 14 am freien Ende des Balkens 12 vorgesehen ist.

Der Anschlagteil 13 ragt über die Oberseite des Balkens 12 hinaus und sperrt den Betätigungsschieber 6 an seiner Verrieglungskante. Vorzugsweise weist der Betätigungsschieber 6 eine entsprechende Gegenform 20 im Kantenbereich für der Anschlagteil 13 auf. Für die Herstellung des Verrieglungselements 11 bevorzugt man Material mit elastischer Eigenschaft, z. B. Thermoplast, damit der Anschlagteil 13 mit dem biegsamen Balken 12 schwenkbar ist. Dies ermöglicht das Verriegeln und Entriegeln des Betätigungsschiebers. Vorzugsweise ist das Verrieglungselement 11 mit dem Gehäuse 2 einstückig ausgebildet, dadurch läßt sich die Klemme kostensparend herstellen.

In Fig. 3a und 3b sind zwei Ausführungsformen des Verrieglungselements 11 genauer dargestellt. Es ist hier besonders ersichtlich, daß das aus der Oberseite des Balkens 12 vorstehende Anschlagteil 13 in Form von beispielsweise zwei Fixierbolzen 13a in Fig. 3a, einem länglichen, quer zur Längsstreckung des Balkens 12 angeordneten Ansatz 13b in Fig. 3b ausgebildet ist, welche den Betätigungsschieber 6 in seiner Verrieglungsstellung sperren. In Fig. 3c umfaßt das Verrieglungselement 11 zwei in der Ebene versetzt angeordnete Balkenstücke, wobei die Versetzungskante eine Anschlagfläche 13c zur Verrieglung des Betätigungsschiebers 6 bildet.

Durch Einstecken eines Leiters 4 in die Leiteraufnahme 8 des Betätigungsschiebers 6 läßt sich das Betätigungsendstück 14 samt dem biegsamen Balken 12 niederdrücken, dies führt zur Entrieglung des Betätigungsschiebers 6. Nun kann der Betätigungsschieber 6 sich unter der Federkraft der Federeinrichtung in Richtung auf das Schneidelement 7 bewegen.

Der Betätigungsschieber 6 ist mit einer Leiteraufnahme 8 versehen, in die ein Leiter 4 eingesteckt werden kann. Es ist so angeordnet, daß das Betätigungsendstück 14 des Verrieglungselements 11 dem Leiter 4 bei der Verrieglungsstellung des Bestätigungsschiebers 6 zugänglich bleibt. Die Leiteraufnahme 8 des Betätigungsschiebers 6 weist vorzugsweise dazu einen Einsteckkonus für den Leiter 4 aus, damit der isolierte Leiter 4 exakt auf das Betätigungsendstück 14 eingeführt werden kann und dieses niederdrückt. Da die Federeinrichtung 10 eine etwa zu dem Strombalken 5 parallele Federkraft ausübt, benötigt der Leiter 4 nur eine geringe Druckkraft, um das Verrieglungselement 11 niederzudrücken und dadurch den Betätigungschieber 6 zu entriegeln. Daher ist es auch für Anwendung der Leitungen mit kleinerem Querschnitt geeignet.

Im entriegelten Zustand wird der Anschlagteil 13 des Verrieglungselements 11 durch den Betätigungschieber 6 niedergedrückt und gleitet an der Unterseite des Betätigungsschiebers 6 entlang. Mit der Federkraft der Federeinrichtung 10 wird der Betätigungsschieber 6 zum Anschließen des eingesteckten isolierten Leiters 4 in Richtung auf das Schneidelement 7 geschoben. Dabei wird der elektrische Leiter 4, der in der Leiteraufnahme 8 des Betätigungsschiebers 6 geführt ist, in die Schneiden 15 des U-förmigen Schneidelements 7 gedrückt, so daß die Isolierung 16 des elektrischen Leiters 4 durchtrennt wird und dadurch der Kern 17 des Leiters 4 über das elektrisch leitende Schneidelement 7 mit dem Strombalken 5 verbunden wird, wie es in Fig. 2 gezeigt wird.

Der Betätigungsschieber 6 weist darüber hinaus noch eine Rückführungshilfe 18 auf, die über die Oberseite des Gehäuses 2 hinausragt, wodurch man den Betätigungsschieber 6 von seiner kontaktierten Stellung wieder in die Verrieglungsstellung, in der das Einstecken oder Ausziehen eines Leiters 4 oder Lösen einer Verbindung möglich ist, geführt werden kann. Die Rückführungshilfe 18 hat einen von dem Betätigungsschieber 6 wegweisenden Betätigungsteil 18', dessen Stellung die Anschlußstellung der elektrischen Klemme 1 entsprechend anzeigt. Die Rückführungshilfe 18 erübrigt die Nutzung eines Werkzeugs, wie eines Schraubendrehers und ist auch mit Hand betätigbar. Sie kann einstückig platzsparend mit dem Betätigungsschieber ausgebildet werden, dadurch lassen sich die Klemmen sehr kompakt bauen.

Der Leiter 4 wird durch die längliche Einstecköffnung 3 des Gehäuses 2 in die Leiteraufnahme 8 des Betätigungsschiebers 6 eingeführt und drückt das schwenkbare Betätigungsendstück 14, damit den Anschlagteil 13 des Verrieglungselements 11, hinunter, so daß den Betätigungsschieber 6 entriegelt wird. Der Betätigungsschieber 6 wird nun unter der Federkraft der Federeinrichtung 10 in Richtung auf das Schneidelement 7 geschoben. Eine seitlich an der Innenfläche des Gehäuses 2 angeformte Führungsnut 21 und eine entsprechende Führungsrippe 22 am Betätigungsschieber 6 gestattet die Verschiebung nur in diese Richtung. Durch das Überlappen des Teils 9 des Betätigungsschiebers 6 über das Schneidelement 7 wird der in der Leiteraufnahme 8 gesteckte Leiter 4 mit Bewegung des Betätigungsschiebers 6 in die Schneiden 15 des Schneidelements 7 geschoben, welches mit einem sich V- förmig öffnenden Schneidenbereich ausgestattet ist. Dabei durchtrennen die Schneiden 15 die Isolierung und kontaktieren den leitenden Kern 17 des elektrischen Leiters 4, wie es in Fig. 2 dargestellt ist.

Beim Lösen des Anschlusses wird der Betätigungsschieber 6 durch Betätigung der Rückführungshilfe 18 zurück zu seiner Verrieglungsstellung geschoben. Während der Anschlagteil 13 im ganzen Betätigungsvorgang niedergedrückt und unter dem Betätigungsschieber 6 bleibt, schwenkt das Balken 12 jetzt zurück in die ursprüngliche Position, indem der Anschlagteil 13 in seine Verrieglungsposition einrastet und den Betätigungsschieber 6 wieder verriegelt. Im obigen Ausführungsbeispiel ist die Federeinrichtung 10 zwischen dem Gehäuse 2 und dem Betätigungsschieber 6 angeordnet. Es ist auch denkbar, daß sie zwischen dem Strombalken 5 und dem Betätigungsschieber 6 befestigt werden kann. Prinzipiell ist die Baugruppe so angeordnet, daß der Betätigungsschieber 6, die Führungsnut 21 und die Führungsrippe 22, sich in Richtung auf das Schneidelement 7 ausgerichtet sind. Die Federeinrichtung 10 wird so dimensioniert, daß sie genügende Federkraft aufweist, die im zusammenwirken mit dem Schneiden 15 die Durchtrennung der Leiterisolierung 16 und die Zugentlastung des Leiters 4 gewährleistet. Die Federeinrichtung 10 kann beispielsweise eine Druckfeder oder eine Schenkelfeder sein.

Der Leiter wird ohne abzuisolieren einfach kontaktiert. Dies geschieht durch eine simple Einführung des Leiters in die Klemme, ohne irgendeinen Werkzeug zur Hilfe zu benutzen. Die auf die Schneide wirkende Federkraft gewährleistet eine dauerhaft gasdichte und rüttelsichere Verbindung der Schnellanschlußtechnik.

Bezugszeichenliste

1

Klemme

2

Gehäuse

3

längliche Einstecköffnung für den Leiter

4

Leiter

5

Strombalken

6

Betätigungsschieber

7

Schneidelement

8

Leiteraufnahme

9

Teil des Bestätigungsschiebers

10

Federeinrichtung

11

Verrieglungselement

12

biegsamer Balken des Verrieglungselements

11

13

Anschlagteil des Verrieglungselements

11

14

Betätigungsendstück des Verrieglungselements

11

15

Schneide des Schneidelements

7

16

Isolierung des Leiters

4

17

Kern des Leiters

4

18

Rückführungshilfe/Betätigungsteil des Betätigungsschiebers

6

19

Gehäusebohrung für die Federeinrichtung

10

20

Verrieglungskante des Betätigungsschieber

6

21

Führungsnut des Gehäuses für den Betätigungsschieber

6

22

Führungsrippe des Betätigungsschiebers

6

Claims

1. Elektrische Klemme (1) für einen Anschluß ohne Abisolieren, mit mindestens einem festen und leitfähigen Schneidelement (7), das zwei einen Blockier- und Abisolierschlitz bildende Lippen (15) aufweist und in einer Nut des Isoliergehäuses (2) angeordnet und gemäß der Längsachse dieser Nut ausgerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Betätigungsschieber (6) aufweist, der mittels einer Federeinrichtung (10) von einer durch ein Verriegelungselement (11) gehaltenen Ausgangsstellung zum Einstecken eines zu kontaktierenden Leiters (4) in eine Kontaktierungsstellung bewegt wird.

2. Elektrische Klemme (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verrieglungselement (11) als ein biegsamer Balken (12) ausgeführt ist, wobei ein Anschlagteil (13) zur Verrieglung des Betätigungsschiebers (6) auf der Oberseite des Balkens (12) angeordnet ist und am freien Ende des Balkens (12) ein Betätigungsendstück (14) für den eingeführten Leiter (4) zum Niederdrücken des Balkens (12) vorgesehen ist.

3. Elektrische Klemme (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlagteil (13) in Form eines oder mehrerer Fixierbolzen (13a) oder einem länglichen, quer zur Längsstreckung des Balkens (12) angeordneten Ansatz (13b) ist.

4. Elektrische Klemme (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verrieglungselement (11) zwei in der Ebene versetzt angeordnete Balkenstücke (12 und 14) umfaßt, wobei die Versetzungskante eine Anschlagfläche/ein Anschlagteil (13c) zur Verrieglung des Betätigungsschiebers (6) ausgebildet ist.

5. Elektrische Klemme (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verrieglungselement (11) vorzugsweise aus einem elastischen Kunststoff wie Thermoplast oder Metall hergestellt ist.

6. Elektrische Klemme (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verrieglungselement (11) einstückig mit dem Isoliergehäuse (2) ist.

7. Elektrische Klemme (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Federeinrichtung (10) sich am Isoliergehäuse (2) oder am Strombalken (5) abstützt.

8. Elektrische Klemme (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Federeinrichtung (10) eine Druckfeder oder eine Schenkelfeder ist.

9. Elektrische Klemme (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsschieber (6) eine Rückführungshilfe (18) aufweist, wobei der Betätigungsschieber (6) durch Betätigung des Rückführungshilfe (18) in seiner Verrieglungsstellung, in der das Einstecken oder Ausziehen eines Leiters (4) oder Lösen einer Verbindung möglich ist, geführt werden kann.

10. Elektrische Klemme (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführungshilfe (18) in die Oberseite des Gehäuses (2) hinausragt und einen von dem Betätigungsschieber (6) wegweisende Betätigungsteil (18') aufweist und daß die Ausrichtung oder Stellung des Betätigungsteils (18') die Anschlußstellung der elektrischen Klemme (1) anzeigt.

11. Elektrische Klemme (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsschieber (6) eine seitlich angeformte, an der gegenüberliegenden Gehäusewandung vorgesehene Führungsnut (21) angepaßte Führungsrippe (22) aufweist, um bei Verschiebung des Betätigungsschieber (6) in Richtung auf das Schneidelement (7) seine Rückführung zu gewährleisten.