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Die
Erfindung betrifft eine elektrische Anschlussklemme, insbesondere
Reihenklemme, mit einem Klemmengehäuse und einem innerhalb
des Klemmengehäuses angeordneten Federkraftelement zum
Anklemmen eines eingeführten Leiters, wobei das Federkraftelement
als Biegefeder ausgestaltet ist und einen als Widerlager für
die Klemmung des Leiters dienenden Anlageschenkel und einen die Klemmkraft
aufbringenden Klemmschenkel aufweist.
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Eine
elektrische Anschlussklemme der eingangs genannten Art ist beispielsweise
aus der
DE 7728 519
U bekannt. Die dort offenbarte Anschlussklemme weist ein
Federkraftelement auf, welches aus einem Federstahl einstückig
gebogen ist und als Kastenfeder mit innenliegenden Klemmschenkel ausgeführt
ist. Das Ende des innenliegenden Klemmschenkels drückt
einen hier durch eine Durchtrittsöffnung im abgebogenen
Anlageschenkel eingeführten elektrischen Leiter federnd
und kontaktierend an den Anlageschenkel an und klemmt den Leiter
so in der vom Klemmschenkel und Anlageschenkel gebildeten Anschlusskammer
fest. Mehrere derartige Federkraftelemente können hierbei
einstückig miteinander ausgeführt nebeneinander
angeordnet sein, so dass die eingeführten elektrischen
Leiter miteinander elektrisch verbunden sind.
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Bei
der bekannten elektrischen Anschlussklemme ist aber insbesondere
eine Ausführung als Reihenklemme vorgesehen, bei der das
Federkraftelement in einem aus Isolierstoff bestehenden Klemmengehäuse
angeordnet ist. Im Klemmengehäuse befindet sich eine Stromschiene,
die ebenfalls mit dem Federkraftelemente elektrisch kontaktiert
sein muss. Dies ist hier dadurch realisiert, dass an anderer Stelle
des Federkraftelements ein weiterer Klemmschenkel abgebogen ist
und mit einem entsprechend ausgebildeten weiteren Anlageschenkel eine
weitere Anschlussklemme bildet, in die die Stromschiene kontaktierend
und klemmend eingeschoben ist.
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Eine
derartige Anschlussklemme ist jedoch sehr aufwendig konstruiert
und weist eine sehr große Baugröße auf,
was insbesondere bei Frontalanschlussklemmen nachteilig ist, da
bei derartigen Anschlussklemmen eine möglichst kleine Baugröße
gewünscht ist, um eine hohe Anschlussdichte erzielen zu
können, indem unabhängig voneinander eine Vielzahl
derartiger Anschlussklemmen nebeneinander im Schaltschrank oder
auf einer Platine angeordnet werden können.
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Es
ist daher Aufgabe der Erfindung eine elektrische Anschlussklemme,
insbesondere Reihenklemme, zur Verfügung zu stellen, welche
als Frontalanschlussklemme geeignet ist, benutzerfreundlich ist und
sich durch eine möglichst geringe Baugröße
auszeichnet, so dass mehrere derartiger Anschlussklemmen nebeneinander
auf geringem Raum positioniert werden können.
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Die
erfindungsgemäße elektrische Anschlussklemme,
insbesondere Reihenklemme, weist ein Klemmengehäuse und
ein innerhalb des Klemmengehäuses angeordnetes Federkraftelement
zum Anklemmen eines eingeführten Leiters auf, wobei das
Federkraftelement als Biegefeder ausgestaltet ist und einen als
Widerlager für die Klemmung des Leiters dienenden Anlageschenkel
und einen die Klemmkraft aufbringenden Klemmschenkel aufweist Das
Federkraftelement weist eine Öffnung auf, durch welche
ein in das Klemmengehäuse eingeführter Strombalken
geführt ist, wobei das Federkraftelement durch Aufbringung
einer Kraft auf das Federkraftelement derart biegbar ist, dass zur
Kontaktierung des Leiters mit dem Strombalken der Leiter durch die Öffnung
führbar ist.
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Ist
kein Leiter in der Anschlussklemme angeklemmt, ist die Öffnung
vorzugsweise gerade so groß, dass der Strombalken durch
die Öffnung geführt sein kann. Ein derartiger
Strombalken ist für Durchgangsklemmen und andere Reihenklemmen typisch,
er stellt die Verbindung zwischen verschiedenen elektrischen Klemmkörpern,
insbesondere Federkraftklemmen, her. Soll ein Leiter angeklemmt werden,
wird auf das Federkraftelement eine Kraft derart ausgeübt,
dass das Federkraftelement derart gebogen wird, dass sich die Öffnung
soweit vergrößert, dass der Leiter leicht in die Öffnung
geführt werden kann und zwischen dem Strombalken und dem Rand
der Öffnung sicher geklemmt werden kann, indem nach Einführung
des Leiters in die Öffnung die auf das Federkraftelement
aufgebrachte Kraft reduziert wird, so dass sich die Größe
der Öffnung soweit reduzieren kann, dass der Leiter sicher
gegen ungewollte Bewegungen fest in der Öffnung geklemmt
ist. Dadurch findet eine direkte Kontaktierung des Leiters mit dem
Strombalken innerhalb der Öffnung statt. Aufgrund der variabel
einstellbaren Größe der Öffnung können
Leiter mit unterschiedlichsten Durchmessern bei der erfindungsgemäßen
Anschlussklemme verwendet werden, so dass insbesondere auch eine
sichere Klemmung bei Leitern mit kleineren Durchmessern erfolgen
kann. Die einzelnen Bauteile, wie das Federkraftelement, der Strombalken und
der Leiter können sehr kompakt in der Anschlussklemme bzw.
in dem Klemmengehäuse positioniert werden, so dass die
Anschlussklemme insgesamt eine kleine und kompakte Baugröße
aufweisen kann, so dass eine hohe Anschlussdichte mehrerer Anschlussklemmen
erzielt werden kann, wodurch derartige Anschlussklemmen insbesondere
für Frontalanschlussklemmen geeignet sind. Zudem weist die
erfindungsgemäße Anschlussklemme aufgrund ihres
einfachen Aufbaus eine hohe Bedienerfreundlichkeit, bei der der
Leiter auf einfache Art und Weise angeklemmt werden kann.
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Zur
Anklemmung der Leiters innerhalb der Öffnung weist das
Federkraftelement nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung
einen Federschenkel auf. Dieser Federschenkel ist vorzugsweise mittig
entlang des Federkraftelements angeordnet. Der Federschenkel ist
unabhängig von dem Rest des Federkraftelements bewegbar.
Mittels des Federschenkels kann innerhalb der Öffnung eine
Kraft derart auf den eingeführten Leiter ausgeübt
werden, dass der Federschenkel den Leiter innerhalb der Öffnung
bewegungssicher fixiert. Gleichzeitig kann der Federschenkel den
Strombalken an den eingeführten Leiter drücken,
so dass eine sichere Kontaktierung gewährleistet werden
kann.
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Der
Federschenkel ist nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung
der Erfindung mittels des durch die Öffnung geführten
Strombalkens bei der Biegebewegung des Federkraftelements in einer
festen Position fixierbar. Der in das Klemmengehäuse eingeführte
Strombalken ist innerhalb des Klemmengehäuses in einer
Position fixiert, so dass sich der Strombalken nicht ungewollt bewegen
kann. Der Strombalken ist dabei durch die Öffnung des Federkraft elements
hindurchgeführt, wobei der Federschenkel zumindest teilweise
an einer ersten Seitenfläche des Strombalkens anliegt.
Soll ein Leiter angeklemmt werden, so wird das Federkraftelement
durch Aufbringung einer Kraft gebogen, wobei der Federschenkel in
seiner vorherigen Position, d. h. in der Position, welche der Federschenkel
aufweist, wenn kein Leiter in das Klemmengehäuse eingeführt
ist, verbleibt und nicht mitgebogen wird. Dadurch ist es möglich,
dass sich beim Biegen des Federkraftelements die Öffnung
zwischen dem Randbereich der Öffnung und dem Strombalken
bzw. dem Federschenkel vergrößert. Der angeklemmte
Leiter liegt an der der ersten Seitenfläche gegenüberliegenden zweiten
Seitenfläche des Strombalkens an und ist dadurch zwischen
dem Randbereich der Öffnung und dem Strombalken geklemmt,
wobei der Strombalken durch die mittels des Federschenkels auf die
erste Seitenfläche des Strombalkens wirkende Kraft auf die
Oberfläche des Leiters gedrückt wird.
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Die Öffnung
ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der
Erfindung im Bereich des Klemmschenkels angeordnet, so dass der
eingeführte Leiter durch eine im Bereich des Klemmschenkels
aufgebrachte Klemmkraft geklemmt werden kann. Der Anlageschenkel
liegt an einer Innenseite des Klemmengehäuses an und wird
vorzugsweise bei der Ausübung einer Kraft auf das Federkraftelement
nicht mitgebogen, sondern verbleibt in seiner ursprünglichen Form
und Position. Die Kraft zur Biegung des Federkraftelements wird
vorzugsweise im Bereich des Klemmschenkels auf das Federkraftelement
aufgebracht, so dass der Klemmschenkel bei Aufbringung der Kraft
aus seiner ursprünglichen Position ausgelenkt wird.
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Bevorzugt
weist das Federkraftelement im Bereich der Öffnung Stege
auf, welche zur Oberfläche des Federkraftelements gewinkelt
angeordnet sind. Das Federkraftelement ist vorzugsweise als gebogenes
Federstahlband ausgebildet. Das Federstahlband weist im Bereich
der Öffnung des Federkraftelements relativ schmale Seitenbereiche
auf, welche leicht instabil werden können und dadurch leicht
verformbar sind. Zur Stabilisierung und Erhöhung des Widerstandsmoments
gegen Biegung weisen die Seitenbereiche erfindungsgemäß Stege
auf, welche gegenüber der Oberfläche des Federstahlbandes
gewinkelt angeordnet sind, vorzugsweise in einem Winkel von 90° gegenüber
der Oberfläche des Federstahlbandes angeordnet sind. Dadurch
ist eine Kompensation der aufgrund der Öffnung verursachten
Materialschwächung möglich und es kann eine homogene
Biegung des Federkraftelements gewährleistet werden. Zudem
können die abgewinkelten Stege als Führung beim
Einführen des Leiters in die Öffnung dienen.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Federkraftelement
mittels eines Betätigungswerkzeugs biegbar, wobei das Federkraftelement
einen Eingriffsbereich aufweist, welcher derart geformt ist, dass
das Betätigungswerkzeug in diesen eingreifen kann. Dadurch
ist es auf sichere und einfache Art und Weise möglich auf das
Federkraftelement eine Biegekraft auszuüben.
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Weiter
weist das Federkraftelement vorzugsweise zwischen dem Klemmschenkel
und dem Anlageschenkel einen Biegebereich auf, wobei der Eingriffsbereich
an dem dem Biegebereich gegenüberliegenden Ende des Klemmschenkels
vorgesehen ist. Dadurch, dass der Eingriffsbereich zur Ausübung einer
Kraft auf das Federkraftelement an dem dem Biegebereich gegenüberliegenden
Ende des Klemmschenkels vorgesehen ist, ist ein gegenüber
herkömmlichen Federkraftelementen größerer
Hebelarm gegeben, so dass bei dem erfindungsgemäßen Federkraftelement
für die gleiche erzielte Klemmkraft eine viel geringere
auf das Federkraftelement mittels des Betätigungswerkzeuges
auszuübende Betätigungskraft notwendig ist.
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Das
Betätigungswerkzeug ist gemäß einer bevorzugten
Ausgestaltung der Erfindung drehbar an dem Klemmengehäuse
gelagert. Durch die drehbare Lagerung kann das Betätigungswerkzeug
der Biegebewegung des Federkraftelements folgen, indem es nicht
aus dem Eingriffsbereich des Federkraftelements entfernt wird, sondern
vorzugsweise im permanenten Eingriff verbleibt. Die Richtung der
Bewegung des Betätigungswerkzeuges kann beispielsweise
mit tels eines in eine an dem Betätigungswerkzeug vorgesehene Öffnung
eingreifenden Schraubendrehers beeinflusst werden.
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Um
das Federkraftelement in einer Position innerhalb des Klemmengehäuses
sicher zu fixieren, so dass es beispielsweise auch bei Schüttelbewegungen
nicht innerhalb des Gehäuses verrutschen kann, weist der
Anlageschenkel nach einer weiter bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung
eine Durchgangsbohrung auf, durch welche der Strombalken hindurchgeführt
ist.
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Nachfolgend
wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen
anhand einer bevorzugten Ausführungsform näher
erläutert.
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Es
zeigen:
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1 eine
perspektivische schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen
elektrischen Anschlussklemme gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
ohne eingeführten Leiter;
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2 eine
perspektivische schematische Schnittansicht der in 1 gezeigten
elektrischen Anschlussklemme mit eingeführtem Leiter; und
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3 eine
perspektivische schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen
Federkraftelements.
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In 1 ist
eine erfindungsgemäße elektrische Anschlussklemme
in einer Schnittansicht gezeigt bei der kein Leiter eingeklemmt
ist. Die Anschlussklemme weist ein Klemmengehäuse 10 aus einem
Isolierstoff auf, wobei innerhalb des Klemmengehäuses 10 ein
Federkraftelement 12 in Form einer Biegefeder angeordnet
ist.
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Das
Federkraftelement 12 ist, wie in 3 gezeigt,
aus einem gebogenen Federstahlband und weist einen als Widerlager
für die Klemmung eines Leiters dienenden Anlageschenkel 14 und
einen die Klemmkraft aufbringenden Klemmschenkel 16 auf. Zwischen
dem Klemmschenkel 16 und dem Anlageschenkel 14 ist
ein im Wesentlichen halbkreisförmiger Biegebereich 18 vorgesehen.
Das Federkraftelement 12 weist im Bereich des Klemmschenkels 16 eine Öffnung 20 auf,
durch welche ein in das Klemmengehäuse 10 eingeführter
Strombalken 22 geführt ist. Das Federstahlband
weist im Bereich der Öffnung 20 des Federkraftelements 12 relativ
schmale Seitenbereiche auf, welche leicht instabil werden können
und dadurch leicht verformbar sind. Zur Stabilisierung und Erhöhung
des Widerstandsmoments gegen Biegung weisen die Seitenbereiche Stege 36 auf,
welche gegenüber der Oberfläche des Federstahlbandes
bzw. des Federkraftelements 12 gewinkelt angeordnet sind,
vorzugsweise in einem Winkel von 90° gegenüber
der Oberfläche des Federstahlbandes bzw. des Federkraftelements 12 angeordnet sind.
Dadurch ist eine Kompensation der aufgrund der Öffnung 20 verursachten
Materialschwächung möglich und es kann eine homogene
Biegung des Federkraftelements 12 gewährleistet
werden. Zudem können die abgewinkelten Stege 36 als
Führung beim Einführen des Leiters 26 in
die Öffnung 20 dienen. Zur Fixierung des Strombalkens 22 innerhalb des
Klemmengehäuses 10 ist der Strombalken 22 innerhalb
einer an einer Innenseite des Klemmengehäuses 10 angeordneten
Rastausnehmung 24 eingeklemmt.
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Zum
Anklemmen eines Leiters 26, wie dies in 2 gezeigt
ist, wird auf das Federkraftelement 10 mittels eines an
dem Klemmengehäuse 10 drehbar gelagerten Betätigungswerkzeugs 28 eine
Kraft derart ausgeübt, dass das Federkraftelement 10 nach unten
gebogen wird, so dass zur Kontaktierung des Leiters 26 mit
dem Strombalken 22 der Leiter 26 durch die Öffnung 20 geführt
werden kann. Der Leiter 26 kann über eine in dem
Klemmengehäuse 10 angeordnete Leitereinführöffnung 30 in
das Klemmengehäuse eingeführt werden. Die Richtung
der Bewegung des Betätigungswerkzeuges 28 kann
beispielsweise mittels eines über eine an dem Betätigungswerkzeug
vorgesehene Öffnung in das Betätigungswerkzeug 28 eingreifenden
Schraubendrehers 32 beeinflusst werden.
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Um
eine Kraft auf das Federkraftelement 12 ausüben
zu können, greift das Betätigungswerkzeug 28 in
einen an dem Federkraftelement 12 im Bereich des Klemmschenkels 16 angeordneten
Eingriffsbereich 34 ein. Der Eingriffsbereich 34 ist
an dem dem Biegebereich 18 gegenüberliegenden
Ende des Klemmschenkels 16 vorgesehen. Dadurch, dass der Eingriffsbereich 34 zur
Ausübung einer Kraft auf das Federkraftelement 12 an
dem dem Biegebereich 18 gegenüberliegenden Ende
des Klemmschenkels 16 vorgesehen ist, ist ein gegenüber
herkömmlichen Federkraftelementen größerer
Hebelarm gegeben, so dass bei dem erfindungsgemäßen
Federkraftelement 12 für die gleiche erzielbare
Klemmkraft eine viel geringere auf das Federkraftelement 12 mittels
des Betätigungswerkzeuges 28 auszuübende
Betätigungskraft notwendig ist. Durch die drehbare Lagerung 38 kann
das Betätigungswerkzeug 28 der Biegebewegung des
Federkraftelements 12 folgen, indem es nicht aus dem Eingriffsbereich 34 des
Federkraftelements 12 entfernt wird, sondern vorzugsweise
im permanenten Eingriff verbleibt.
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Zur
Anklemmung der Leiters 26 innerhalb der Öffnung 20 weist
das Federkraftelement 12 einen Federschenkel 40 auf.
Dieser Federschenkel 40 ist vorzugsweise mittig entlang
des Federkraftelements 12 angeordnet. Der Federschenkel 40 ist
unabhängig von dem Rest des Federkraftelements 12 bewegbar. Mittels
des Federschenkels 40 kann innerhalb der Öffnung 20 eine
Kraft derart auf den eingeführten Leiter 26 ausgeübt
werden, dass der Federschenkel 40 den Leiter 26 innerhalb
der Öffnung 20 bewegungssicher fixiert. Gleichzeitig
kann der Federschenkel 40 den Strombalken 22 an
den eingeführten Leiter 26 drücken, so
dass eine sichere Kontaktierung gewährleistet werden kann.
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Der
Federschenkel 40 ist mittels des durch die Öffnung 20 geführten
Strombalkens 22 bei der Biegebewegung des Federkraftelements 12 in
einer festen Position fixierbar. Der in das Klemmengehäuse 10 eingeführte
Strombalken 22 ist innerhalb des Klemmengehäuses 10 in
einer Position fest fixiert, so dass sich der Strombalken 22 nicht
ungewollt bewegen kann. Der Strombalken 22 ist dabei durch
die Öffnung 20 des Federkraftelements 12 hindurchgeführt, wobei
der Federschenkel 40 zumindest teilweise an einer ersten
Seitenfläche des Strombalkens 22 an dem Strombalken 22 anliegt.
Soll ein Leiter 26 angeklemmt werden, so wird das Federkraftelement 12 durch
Aufbringung einer Kraft gebogen, wobei der Federschenkel 40 in
seiner vorherigen Position, d. h. in der Position, welche der Federschenkel 40 aufweist,
wenn kein Leiter 26 in das Klemmengehäuse 10 eingeführt
ist, verbleibt und nicht mitgebogen wird. Dadurch ist es möglich,
dass sich beim Biegen des Federkraftelements 12 die Öffnung 20 zwischen
dem Randbereich der Öffnung 20 und dem Strombalken 22 bzw.
dem Federschenkel 40 vergrößert. Der
angeklemmte Leiter 26 liegt an der der ersten Seitenfläche gegenüberliegenden
zweiten Seitenfläche des Strombalkens 22 an und
ist dadurch zwischen dem Randbereich der Öffnung 20 und
dem Strombalken 22 geklemmt, wobei der Strombalken 22 durch
die mittels des Federschenkels 40 auf die erste Seitenfläche
des Strombalkens 22 wirkende Kraft auf die Oberfläche
des Leiters 26 gedrückt wird.
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Um
das Federkraftelement 12 in einer Position innerhalb des
Klemmengehäuses 10 sicher zu fixieren, so dass
es beispielsweise auch bei Schüttelbewegungen nicht innerhalb
des Klemmengehäuses 10 verrutschen kann, weist
der Anlageschenkel 14 eine Durchgangsbohrung 42 auf,
durch welche der Strombalken 22 hindurchgeführt
ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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