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Erfindungsgebiet
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Die
Erfindung betrifft eine elektrische Stegklemme, mit mehreren an
einer Kontaktschiene in Reihe angeordneten Klemmfedern zum elektrischen Verbinden
mehrerer elektrischer Leiter. Die Klemmfedern weisen jeweils einen
Leiter- und einen Werkzeugbereich auf, so dass ein Öffnen
der Klemmfedern zum Einführen oder Lösen von Leitern
mit Hilfe eines Spreizwerkzeugs möglich ist.
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Hintergrund der Erfindung
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Stegartige
Klemmen mit Klemmfedern zum elektrischen Verbinden mehrerer abisolierter
Leiter sind aus dem Stand der Technik bekannt.
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Aus
der Auslegeschrift
DE 1246079 ist
eine Anschlussklemme bekannt, mit der zwei Leiterenden parallel
zueinander zwischen einer einteiligen Klemmfeder und einer Kontaktplatte
gehalten werden. Zum Öffnen der Klemmfeder ist eine Öffnung
für das Einführen eines schraubenzieherartigen
Werkzeugs senkrecht zur Leiterführung vorgesehen.
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Aus
2553558 A1 ist
ein elektrischer Steckanschluss bekannt, mit der zwei nebeneinander
angeordnete Leiterenden von einem Klemmfederschenkel mit zwei weitgehend
voneinander unabhängigen Klemmfederabschnitten gehalten
werden. Die Klemmfedern können durch ein seitliches Einführen eines
Werkzeugs hebelartig aufgedrückt werden, so dass ein Einführung
oder Entnehmen der Leiterenden möglich ist.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Erfindungsgemäß wird
eine Stegklemme zur elektrischen Verbindung mehrerer elektrischer
Leiter bereitgestellt, die wenigstens zwei Klemmfedern umfasst.
Die Klemmfedern sind in Reihe an einem elektrisch leitenden Kontaktsteg
angeordnet und um den Kontaktsteg zurückgebogen. Sie weisen
jeweils einen Leiterbereich für das Klemmen eines Leiters
zwischen Klemmfeder und Kontaktsteg sowie einen Werkzeugbereich
für das Einführen eines Spreizwerkzeugs zum Öffnen
der Klemmfeder auf. Der Werkzeugbereich ist als Ausnehmung im Bereich
des Kontaktstegs ausgebildet, so dass das Spreizwerkzeug ohne anfängliche
Spannung der Klemmfeder zwischen Klemmfeder und Kontaktsteg einführbar ist.
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Die
Klemmfedern der erfindungsgemäßen Stegklemme können
so eine relativ hohe Klemmfederkraft aufweisen, wobei gleichzeitig
immer noch ein einfaches Öffnen der Klemmfedern zum Anschließen
oder Entnehmen von elektrischen Leitern möglich ist.
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Zum
Anschluss eines elektrischen Leiters an eine erfindungsgemäße
Stegklemme kann zunächst ein Spreizwerkzeug in die Ausnehmung
des Werkzeugbereichs der Klemmfeder eingeführt werden, ohne
dass die Klemmfeder dabei anfänglich geöffnet wird.
Danach wird die Klemmfeder mit Hilfe des Spreizwerkzeugs geöffnet
und der zu kontaktierende abisolierte Leiter in den Leiterbereich
der Klemmfeder eingeführt. Durch eine rücknehmende
Bewegung des Spreizwerkzeugs wird die Klemmfeder anschließend
geschlossen. Schließlich wird das Spreizwerkzeug entnommen.
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Dadurch
wird ein einfaches und sicheres Anschließen eines elektrischen
Leiters mit geringem Kraftaufwand ermöglicht.
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Allgemeine Beschreibung
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Bevor
eine konkrete Ausführungsform der Stegklemme anhand der
Figuren detailliert beschrieben wird, werden zunächst einige
allgemeine Betrachtungen vorangestellt.
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Federklemmen
ermöglichen im Gegensatz zu Schraubklemmen in der Regel
ein recht einfaches Einsetzen der zu kontaktierenden elektrischen
Leiter und erlauben daher eine komfortable und schnelle Montage.
Bei Steck-Federklemmen, d. h. Federklemmen für das Einsetzen
von Leitern ohne weitere Hilfsmittel, ist allerdings die Klemmkraft
aufgrund der begrenzten Federkraft der Federn für eine
werkzeuglose Montage regelmäßig limitiert. Für
gute Eigenschaften des elektrischen Kontakts zwischen anzuschließenden
elektrischen Leitern und der Klemme ist jedoch ein ausreichender
Klemmdruck notwendig. Bei höherer Federkraft ist jedoch
(abhängig von der Beschaffenheit der Leiteradern) zum Öffnen
der Federn für das Einsetzen der Leiter meist wieder der Einsatz
eines Hilfswerkzeugs nötig (was jedoch regelmäßig
immer noch weniger aufwendig als das Anschließen einer
Schraubklemme ist). Das Spannen von Federn mittels Hilfswerkzeugen
benötigt wiederum Platz an der Klemme. In diesem Spannungsfeld der
verschiedenen konkurrierenden Einflussfaktoren (Klemmdruck, einfache
und schnelle Montage, Platzbedarf) schlägt die vorliegende
Erfindung eine verbesserte Lösung vor.
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Die
erfindungsgemäße Stegklemme ist für die
elektrische Verbindung mehrerer elektrischer Leiter vorgesehen.
Sie kann als Verbindungsklemme für die Verbindung zweier
Leiter, aber auch als Leiterabzweigklemme für den Anschluss
von drei, vier oder mehr Leitern verwendet werden. Sie ist als reine
Federklemme (im Gegensatz zu Schraubklemmen oder kombinierten Schraub-Feder-Klemmen)
ausgebildet.
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Ein
zentrales Element der Stegklemme ist ein (nicht-federnder) Kontaktsteg,
der aus einem elektrisch gut leitenden Material wie beispielsweise Kupfer
gefertigt ist und die elektrische Verbindung zwischen den anzuschließenden
Leitern sicherstellt. An dem Kontaktsteg sind wenigstens zwei Klemmfedern
angebracht, welche für das Festklemmen von Leitern zwischen
sich und dem Kontaktsteg vorgesehen sind. Die Klemmfedern sind aus üblichem
Federstahl gefertigt. Der Stromfluss zwischen mit der Stegklemme
kontaktierten Leitern verläuft so über den Kontaktsteg,
nicht über den (relativ schlecht leitenden) Federstahl
der Klemmfedern.
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Die
Klemmfedern sind dabei nebeneinander, d. h. in Reihe, an dem Kontaktsteg
angeordnet. Je mehr Klemmfedern vorgesehen sind, umso länger
ist diese Reihe und damit auch der Kontaktsteg. Des Weiteren sind
die Klemmfedern vorzugsweise unabhängig voneinander, so
dass elektrische Leiter verschiedenen Querschnitts mit der Stegklemme
kontaktiert werden können.
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Die
Klemmfedern sind an der rückwärtigen Flachseite
des Kontaktstegs angebracht und jeweils um den Kontaktsteg auf dessen
Vorderseite zurückgebogen, beispielsweise bügelförmig
oder in U-förmiger Weise. Wenn kein elektrischer Leiter
eingelegt ist, liegen die Enden der Klemmfedern aufgrund ihrer Federkraft
auf der vorderen Flachseite des Kontaktstegs auf.
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Eine
Klemmfeder ist funktionsmäßig in zwei Bereiche
aufgeteilt. Zum einen ist ein Leiterbereich vorgesehen, in welchen
ein anzuschließender elektrischer Leiter eingeführt
und durch die Klemmfeder auf den Kontaktsteg geklemmt wird. Der
Kontaktsteg dient also als Leiterauflage. Des Weiteren weist die Klemmfeder
einen Werkzeugbereich auf. Dieser erlaubt das Einführen
und Ansetzen eines Spreizwerkzeugs, z. B. eines Schraubendrehers
oder ähnlichen Werkzeugs, mit dessen Hilfe die Klemmfeder
zum Einsetzen oder Lösen eines Leiters geöffnet,
d. h. gespannt werden kann.
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Bei
den aus der
DE 2553558 bekannten Stegfederklemmen
ist vorgesehen, Hilfswerkzeuge zum Spannen der Federn seitlich anzusetzen;
ein gesonderter Zugang für Hilfswerkzeuge ist nicht vorgesehen.
Die in
DE 1246079 offenbarten
Klemmen weisen zwar eine konstruktiv vorgesehene Öffnung
für Hilfswerkzeuge auf, jedoch ist diese im Bereich der Kontaktplatte
angeordnet. Im Gegensatz dazu weist gemäß der
vorliegenden Erfindung der Werkzeugbereich einer Klemmfeder eine
Ausnehmung in ihrem zurückgebogenen Teil im Bereich des
Kontaktstegs auf. Das Spreizwerkzeug ist durch diese Ausnehmung
in den Bereich zwischen Klemmfeder und Kontaktsteg einführbar.
Allerdings verursacht solch ein Einführen, auch wenn noch
kein Leiter in die Klemmfeder eingelegt ist, nicht sofort ein Spannen
der Klemmfeder, da das Spreizwerkzeug zunächst noch nicht
auf das auf dem Kontaktsteg aufliegende Ende der Klemmfeder auftrifft.
Durch diesen Aufbau der Klemmfeder und des Werkzeugbereichs erfordert das
Einführen des Spreizwerks also keinen Kraftaufwand. Das Öffnen
bzw. Spannen einer Klemmfeder kann dann etwa durch ein weiteres
Einführen des Spreizwerkzeugs in Richtung Klemmfederende
erfolgen, wodurch das Klemmfederende vom Kontaktsteg wegbewegt wird.
Alternativ oder zusätzlich ist die Klemmfeder auch mittels
einer Dreh-, Hebel- oder Kippbewegung des Spreizwerkzeugs spannbar.
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Bei
einer fakultativen Weiterbildung der Stegklemme ist der Werkzeugbereich
der Klemmfedern so ausgebildet, dass das Spreizwerkzeug im Wesentlichen
parallel zu der Führung der (in die Klemme einzusetzenden
oder bereits eingesetzten) elektrischen Leiter einführbar
ist. Dies trägt zu einer Platzersparnis bei, dass das Ansetzen
des Spreizwerkzeugs aus der gleichen Richtung wie das Einsetzen
oder Entnehmen des Leiters ermöglicht wird.
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Bei
einer weiteren Ausgestaltung der Stegklemme ist für jeden
zu verbindenden Leiter jeweils eine Klemmfeder vorgesehen. Die Anzahl
der Klemmfedern entspricht also hier der Anzahl der anschließbaren
Leiter. Sind die Klemmfedern unabhängig voneinander, kann
jeweils ein Leiter eingelegt oder gelöst werden, ohne dass
die andere(n) Klemmfeder(n) dabei gespannt oder entspannt werden. Hierdurch
wird ein komfortables Einlegen und Lösen der elektrischen
Leiter ermöglicht.
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Eine
spezielle Ausgestaltung der Stegklemme weist vier Klemmfedern auf,
wodurch vier elektrische Leiter miteinander verbunden werden können. Ebenso
sind selbstverständlich andere Anzahlen von Klemmfedern
(z. B. drei, fünf oder mehr) möglich.
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Eine
weitere optionale Weiterbildung betrifft die Leiterbereiche der
Klemmfedern. In diesem Bereich fungiert das auf den Kontaktsteg
zurückgebogene Klemmfederende jeweils als Zugsicherung,
wodurch eingeklemmte Leiter gegen (gewaltsames) Herausziehen oder
sonstige unbeabsichtigte Lockerung gesichert sind. Die Zugsicherungsfunktion
beruht auf dem Prinzip der Selbstsperrung und wird durch ein kantig
ausgestaltetes Ende der Klemmfeder, welches durch die Federkraft
der Klemmfeder (zumindest geringfügig) in die Oberfläche
des eingeklemmten Leiters einschneidet, erreicht. Hierdurch und
durch die Geometrie der Feder, welche einen Winkel kleiner 90° zwischen
Klemmfeder und Leiter in Sicherungsrichtung gewährleistet,
ist ein Herausziehen des Leiters ohne Zugentlastung der Klemmfeder
ohne Zerstörung oder Beschädigung des Leiters
bzw. der Feder nicht möglich. Die Selbstsperrungsfunktion
kann etwa durch eine (wider)hakenförmige Ausgestaltung des
Klemmfederendes noch verstärkt werden. Eine Aufhebung der
Selbstsperrung für das Lösen eines Leiters ist
wiederum durch Einführen des Spreizwerkzeugs in den Werkzeugbereich
der Federklemme und eine zu Zugentlastung führende Bewegung (z.
B. Hebel-, Kipp- oder Drehbewegung) möglich.
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Das
Klemmfederende im Werkzeugbereich muss dagegen keine Zugsicherungsfunktion
erfüllen und somit keine Klemmkante o. ä. aufweisen,
denn dieser Bereich ist nicht für das Einklemmen eines
Leiters vorgesehen. Die Abwesenheit einer solchen Zugsicherungskante
im Werkzeugbereich kann sogar vorteilhaft sein, da hierdurch das
Klemmfederende im Werkzeugbereich (im Vergleich zum Leiterbereich)
verkürzt ausgebildet sein kann und dann (auch) im Zustand
ohne eingelegten elektrischen Leiter nicht auf dem Kontaktsteg aufliegt.
Dadurch ist ein tieferes Einführen des Spreizwerkzeugs
ohne Kontakt mit Kontaktsteg und Klemmfeder, also ohne Kraftaufwand,
möglich.
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Bei
einer fakultativen Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Leiter
parallel zueinander und orthogonal zu dem Kontaktsteg einklemmbar
sind. Ebenso ist es aber auch möglich, dass die Leiter schief
zueinander und/oder schräg zum Kontaktsteg einlegbar sind.
Es können auch Ausgestaltungen der Stegklemme vorgesehen
sein, die mehrere, verschiedene Orientierungen der Leiter zueinander
und der Leiter zu dem Kontaktsteg erlauben.
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Gemäß einer
optionalen Weiterbildung der Stegklemme ist die Ausnehmung des Werkzeugbereichs
der Klemmfeder als eine fensterartige Öffnung ausgebildet,
das für das Einführen des Spreizwerkzeugs vorgesehen
ist. Zudem weist auch der Leiterbereich eine solche fensterartige Öffnung,
durch welches der Leiter geführt wird. Hierdurch sind beide
Bereiche klar voneinander abgegrenzt und das Einführen
von Spreizwerkzeug und elektrischem Leiter wird erleichtert.
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Bei
einer fakultativen Ausgestaltung ist die Klemmfederkraft der Klemmfedern
derart bemessen, dass ein Öffnen der Klemmfedern für
das Einlegen von elektrischen Leitern nicht durch das Einschieben des
Leiters selbst möglich ist. Bei diesen Ausgestaltungen
ist also – unabhängig von der Art der elektrischen
Leiter – nicht nur für die Zugentlastung beim Lösen
der Leiter, sondern auch für das Spannen beim Anschluss
die Verwendung eines Spreizwerkzeugs notwendig. Der erhöhte
Federdruck sorgt für eine gute elektrische Verbindung,
etwa auch bei hohen betriebsmäßigen Wärmebeanspruchungen
oder Erschütterungen.
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Bei
anderen Ausgestaltungen ist die Klemmfederkraft dagegen etwas geringer,
so dass zumindest festere Drahtleiter ohne die Hilfe eines Spreizwerkzeugs
in die Klemmfedern eingesetzt werden können. Im Zuge des
Einlegens eines solchen festen Drahtleiters wird die Klemmfeder
durch den Leiter selbst geöffnet. Weichere Leiter, z. B.
mehrdrähtige, verdrillte Litzenleiter, bieten bei diesen
Ausgestaltungen aber weiterhin zu wenig Materialwiderstand, so dass
der beim Einführen dieser Leiter entstehende Druck auf
die Klemmfeder ihre Federkraft nicht überwindet. Für
den Anschluss solcher weichen Mehrdraht-Leiter (welcher regelmäßig
unter Verwendung von Adernendhülsen vorgenommen wird) wird
daher die Klemmfeder mit dem Spreizwerkzeug gespannt.
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Bei
manchen fakultativen Weiterbildungen ist der Werkzeugbereich der
Klemmfedern lediglich aus metallischem Material, nicht jedoch etwa
aus Kunststoffteilen o. ä. beschaffen. Beim Spannen der Klemmfeder
mit Hilfe des Spreizwerkzeugs übt dieses dadurch Druck
lediglich auf metallische Bauteile aus. Hierdurch ist sichergestellt,
dass ein ausreichender Gegendruck für das Spannen der Klemmfeder
vorhanden ist und es beim Einsatz des Spreizwerkzeugs nicht zu Beschädigungen
an der Stegklemme kommt.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung weist die Stegklemme zudem ein Klemmengehäuse
aus isolierendem Material auf, so dass ein sicherer Einsatz der
Klemme gewährleistet ist.
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Der
Anschluss eines Leiters an die Stegklemme kann folgendermaßen
erfolgen:
Zunächst wird die betreffende Klemmfeder
mit Hilfe eines Spreizwerkzeugs gespannt. Hierzu wird das Spreizwerkzeug
in die Ausnehmung des Werkzeugbereichs eingeführt. Dieses
Einführen fährt dabei noch nicht gleich zu einer Öffnung
der Klemme, denn das Spreizwerkzeug kann zunächst ohne
Kraftaufwand in den Raum zwischen zurückgebogener Klemmfeder
und Kontaktsteg eingeführt werden. Das Öffnen
der Klemmfeder geschieht durch eine weitere Bewegung des Spreizwerkzeugs,
z. B. durch ein weiteres Einführen über das Klemmfederende
hinweg. Anschließend kann der zu kontaktierende Leiter
(der vorher abisoliert wurde) in den Leiterbereich der Klemmfeder über
das Klemmfederende hinaus eingesetzt werden. Für das Arretieren
des Leiters wird die Klemmfeder geschlossen. Dies geschieht durch eine
rücknehmende Bewegung des Spreizwerkzeugs, also beispielsweise
ein Herausziehen vor das Klemmfederende. Mit dem Entnehmen des Spreizwerkzeugs
ist die Montage abgeschlossen.
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Die
vorliegende Stegklemme erlaubt durch ihren Aufbau das Spannen der
Klemmfedern (und korrespondierend entsprechende rücknehmende
Bewegungen für das Entspannen) durch verschiedene Bewegungen
des Spreizwerkzeugs. Nach dem Einführen ohne anfängliches
Spannen kann ein Öffnen der Klemmfeder z. B. durch eine
axiale Drehbewegung, eine längsgerichtete Weiterführung,
eine Kipp- oder Hebelbewegung des Spreizwerkzeugs vorgenommen werden.
Die rücknehmende Bewegung zum Schließen der Klemmfeder
kann dann entgegengesetzt zur Spannbewegung sein, z. B. ein Zurückkippen
oder ein Herausführen des Spreizwerkzeugs in Längsrichtung,
oder auch sonstiger rücknehmender Art, wie etwa das axiale
Weiterdrehen des Spreizwerkzeugs im gleichen Sinn wie die Spann-Dreh-Bewegung.
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Kurzbeschreibung der Abbildungen
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Ein
Ausführungsbeispiel der Stegklemme wird anhand der folgenden
Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:
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1 eine
schematische, dreidimensionale Darstellung der elektrischen Stegklemme,
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2 eine
Seitenansicht der elektrischen Stegklemme mit einem noch nicht eingesetztem elektrischen
Leiter,
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3 die
Seitenansicht wie in 2, nun mit dem eingesetzten
elektrischen Leiter,
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4 eine
schematische, dreidimensionale Darstellung der elektrischen Stegklemme
im Zuge des Anschlusses eines elektrischen Leiters mit einem noch
nicht eingeführten Spreizwerkzeug,
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5 die
Stegklemme der 4 mit eingeführtem
Spreizwerkzeug, ohne ein Spannen der Klemmfeder,
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6 die
Stegklemme der 5 mit teilgeöffneter
Klemmfeder,
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7 die
Stegklemme der 6, mm mit voll gespannter Klemmfeder,
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8 die
Stegklemme der 7 mit einem einzuführenden
elektrischen Leiter,
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9 die
Stegklemme der 8 mit dem eingesetzten Leiter
und noch eingeführtem Spreizwerkzeug,
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10 die
Stegklemme der 9 mit wieder geschlossener Klemmfeder,
aber noch eingeführtem Spreizwerkzeug,
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11 die
Stegklemme der 10 mit entnommenem Spreizwerkzeug,
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12 eine
schematische, dreidimensionale Darstellung der elektrischen Stegklemme
mit einem ohne Hilfe eines Spreizwerkzeugs einzuführendem elektrischen
Leiter,
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13 die
Stegklemme der 12 mit dem ohne Hilfe eines
Spreizwerkzeugs angeschlossenen elektrischen Leiter,
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14 eine
schematische, dreidimensionale Darstellung einer elektrischen Stegklemme
in einem Klemmengehäuse,
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15 eine
schematische, dreidimensionale Darstellung einer elektrischen Stegklemme
im vollständig montierten Zustand.
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Detaillierte Beschreibung
der Ausführungsformen
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Die
in den Figuren gezeigte Ausführungsform der Stegklemme 1 weist
einen Kontaktsteg 2 in Form einer rechtwinkligen Kupferplatte
und vier aus Federstahl gefertigte Klemmfedern 3 auf. Letztere sind
verbunden durch eine gemeinsame Klemmfederplatte 13, an
der sie in Reihe angeordnet sind. Die Klemmfederplatte 13 ist
an der Rückwand der Kontaktstegplatte 2 befestigt.
Die Klemmfedern 3 sind ausgehend von der Klemmfederplatte 13 auf
die Vorderseite der Kontaktstegplatte 2 bügelartig
herumgebogen. Bei der vorliegenden Ausführungsform der Stegklemme 1 bildet
diese Biegung eine U-Form, so dass Klemmfedern 3 und Kontaktplatte 2 seitlich
gesehen eine tropfenartige Form aufweisen (siehe 2).
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Für
jeden mit der Stegklemme 1 anzuschließenden elektrischen
Leiter 1 ist jeweils eine Klemmfeder 3 vorgesehen;
es können also insgesamt vier Leiter miteinander elektrisch
verbunden werden. Zudem sind die Klemmfedern voneinander unabhängig betätigbar
(siehe 1), so dass die vier Leiter 11 komfortabel
nacheinander mit der Stegklemme kontaktiert werden können,
ohne dass das Öffnen einer Klemmfeder 3 bereits
in andere Klemmfedern 3 eingesetzte Leiter 11 berühren
würde.
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Funktionell
kann jede Klemmfeder 3 in zwei Bereiche aufgeteilt werden.
Die jeweils linke Hälfte der Klemmfedern 3 (”links” bezieht
sich auf die in den 1, 4 bis 13 gezeigte
Blickrichtung auf die Stegklemme 1, also auf die Vorderseite
der Kontaktstegplatte 2 mit den herumgebogenen Klemmfedern)
dient als Leiterbereich 4, ist also für das Einsetzen
und Festklemmen eines elektrischen Leiters 11 vorgesehen.
Die jeweils rechte Hälfte der Klemmfedern ist dagegen als
Werkzeugbereich 6 ausgestaltet und dient dem Einführen
eines Spreizwerkzeugs 12 zum Zwecke des Öffnens
bzw. Spannens der jeweiligen Klemmfeder 3.
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Bei
dem gezeigten Ausführungsbeispiel weisen sowohl Leiterbereich 4 als
auch Werkzeugbereich 6 eine fensterartige Ausnehmung 5, 7 für
das Einführen von elektrischem Leiter 11 respektive Spreizwerkzeug
auf (siehe 1). Ebenso ist es aber denkbar,
dass für beide Bereiche 4, 6 eine einzige,
gemeinsame Ausnehmung vorgesehen ist.
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Ein
Unterschied in der Ausgestaltung von Leiterbereich 4 und
Werkzeugbereich 6 ergibt sich hauptsächlich bezüglich
des Klemmfederendes 8. Dieses weist im Leiterbereich 4 eine
Klemmkante 9 auf. Wie in der 2 gut zu
erkennen ist, ist diese im gezeigten Ausführungsbeispiel
leicht abgewinkelt zum geraden Teil der Federklemme 3 ausgebildet. Bei
einem eingesetzten elektrischen Leiter 11 klemmt die zur
Kontaktstegplatte 2 orientierte Ecke der Klemmkante 9 im
Leiterbereich 4 den Leiter 11 ein (3)
und drückt sich aufgrund der Federkraft der Klemmfeder 3 in
die Oberfläche des Leiters 11 ein (in 3 nicht
gezeigt). Dadurch und durch den Winkel < 90° zwischen Leiter 11 und
Klemmfeder 3 wird der eingesetzte Leiter 11 gegen
Herausziehen zuggesichert. Wenn kein Leiter 11 eingesetzt
ist, liegt die Klemmkante 9 mit ihrer klemmeninneren Ecke
auf der Kontaktstegplatte 2 auf.
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Im
Werkzeugbereich 6 ist dagegen diese Klemmkante 9 nicht
vorhanden (siehe z. B. 6 und 7). Die
Klemmfeder 3 ist in diesem Bereich kürzer, so
dass das Klemmfederende 8 hier auch im ”Leer”-Zustand,
d. h. ohne eingesetzten Leiter 11, nicht auf der Kontaktstegplatte 2 aufliegt.
Zwischen Klemmfederende 8 und Kontaktstegplatte 2 besteht also
im Werkzeugbereich 6 der Klemmfeder 3 eine Lücke,
auch wenn kein Leiter 11 in die Klemmfeder 3 eingesetzt
ist. Diese ermöglicht ein weiteres Einführen eines
Spreizwerkzeugs 12 in den Zwischenraum zwischen Klemmfederende 8 und
Kontaktstegplatte 12 ohne Widerstand und Kraftaufwand.
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Zum
Kontaktieren von elektrischen Leitern 11 werden diese jeweils
durch die Ausnehmung 5 des Leiterbereichs 4 eingeschoben
(dies kann mit oder ohne Hilfe eines Spreizwerkzeugs geschehen, siehe
dazu unten), so dass sie von den Klemmfedern 3 im Wesentlichen
parallel zueinander und quer zur Längsrichtung der Kontaktstegplatte 2 auf
selbige aufgedrückt werden. Hierdurch wird eine ausreichend
große Kontaktfläche zwischen Leiter 3 und Kontaktstegplatte 2 und
damit gute Kontakteigenschaften des elektrischen Kontakts sichergestellt.
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Zur
besseren Veranschaulichung zeigen die 1 bis 13 die
Stegklemme 1 ohne ein Klemmengehäuse 10.
Im tatsächlichen Einsatz ist die Stegklemme 1 jedoch
aufgrund der geltenden Sicherheitsvorschriften in ein Klemmengehäuse 10 integriert
(siehe 14). Dieses ist aus einem isolierenden
Material (z. B. PVC oder einem anderen geeigneten Kunststoff), gefertigt
und weist den Ausnehmungen 5 und 7 des Leiterbereichs 4 bzw.
Werkzeugbereichs 6 entsprechende Öffnungen für
die Durchtritte von Leiter 3 und Spreizwerkzeugen 12 auf.
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Die
Federkraft der Klemmfedern 3 ist bei der beschriebenen
Ausführungsform derartig bemessen, dass elektrische Leiter 11 aus
relativ festem, solidem Draht ohne die Hilfe eines Spreizwerkzeugs 12 in
die Stegklemme 1 eingesetzt werden können (siehe 12 und 13).
Hierzu wird der abisolierte Leiter 11 einfach durch die
Ausnehmung 5 des Leiterbereichs 4 der gewünschten
Klemmfeder 3 eingeführt. Aufgrund der Festigkeit
der Ader wird die Klemmkante 9 und mit ihr die Klemmfeder 3 aufgedrückt,
so dass der Leiter 11 die Klemmkante 9 passiert
und beispielsweise soweit in die Klemmfeder 3 eingeführt werden
kann, bis er bündig mit dem Rand der Kontaktstegplatte 3 abschließt
(13). Die oben angesprochene Zugsicherung gegen
Wiederherausziehen wird aufgrund des spitzen Winkels zwischen Leiter 11 und
Klemmfeder 3 gewährleistet. Selbstverständlich
ist es auch bei den genannten festen Drähten möglich,
diese mit Unterstützung eines Spreizwerkzeugs 12 einzusetzen
(dazu sogleich). Es sind auch andere Ausführungsbeispiele
der Stegklemme 1 mit höherer Federkraft der Klemmfedern 3 denkbar, bei
denen auch Leiter 11 aus festem Draht nicht ohne Hilfe
eines Spreizwerkzeugs 12 eingesetzt werden können.
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Elektrische
Leiter 11, deren Adern aus flexiblen Drähten (z.
B. verdrillte Mehrfach-Litzen) bestehen, werden dagegen bei dem
beschriebenen Ausführungsbeispiel unter Verwendung eines
Spreizwerkzeugs 12 eingesetzt (siehe ausführlich 4 bis 11).
Der durch Einschieben von solchen flexiblen Drähten erzeugbare
Druck kann den Federdruck der Klemmfedern 3 nicht überwinden;
vielmehr kommt es lediglich zu Verformungen der Drähte.
Das Einsetzen erfolgt unter Zuhilfenahme des genannten Spreizwerkzeugs 12 beispielsweise
folgendermaßen:
Zunächst wird das Spreizwerkzeug 12 in
den Werkzeugbereich 6 der ausgewählten Klemmfeder 3 eingeführt.
Bei dem Spreizwerkzeug 12 kann es sich beispielsweise um
einen handelsüblichen Schraubendreher oder, wie in den 4 bis 11 dargestellt,
um ein sonstiges keilartiges Spreizwerkzeug mit isoliertem Griffstück
handeln. Das Einführen kann parallel zur (späteren)
Führung des Leiters 11 erfolgen und erfordert
so praktisch keinen zusätzlichen Platz in der Umgebung
der Stegklemme 1 (im Gegensatz etwa zu einem Einführen
eines Werkzeugs von der Seite). Letztere ist daher auch für
den Einsatz in eingeengten, räumlich begrenzten Umgebungen
gut geeignet. Zudem verlangt das Einführen des Spreizwerkzeugs 12 zunächst
keinerlei Kraftaufwand, denn die Klemmfeder 3 wird in dieser
ersten Phase nicht gespannt. Je nach Größe der
beschriebenen Lücke zwischen Klemmfederende 8 und
Kontaktstegplatte 2 im Werkzeugbereich 6 und Aufbau des
Spreizwerkzeugs 12 kann letzteres bis zu einer gewissen
Tiefe in den Bereich zwischen Klemmfeder 3 und Kontaktstegplatte 2 eingeführt
werden, ohne dass sich die Klemmfeder 3 bereits öffnet
(siehe 5).
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In
der nächsten Phase erfolgt dann die Öffnung der
Klemmfeder 3, wahlweise durch verschiedenartige Bewegungen
des Spreizwerkzeugs 12. Beispielsweise kann das Spreizwerkzeug
zunächst in einer fortgesetzten Einführbewegung
in Längsrichtung die Klemmfeder 3 etwas öffnen
(6). Zusätzlich oder auch alternativ ist
ein (weiteres) Spannen der Klemmfeder 3 durch eine Drehbewegung
des Spreizwerkzeugs 12 um dessen Längsachse im
Uhrzeigersinn möglich (7). Ebenso
sind hebel- oder kippartige Bewegungen oder Kombinationen der genannten
Bewegungsarten denkbar. Vorteilhaft ist bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel
der Stegklemme 1 in diesem Zusammenhang, dass sämtliche
Bauteile, auf die im Rahmen dieser Spannbewegungen des Spreizwerkzeugs 12 Druck
ausgeübt wird, metallisch sind und so ohne die Gefahr von
Beschädigungen einen ausreichende Gegendruck bieten.
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Ist
die Klemmfeder 3 in ausreichendem Maße geöffnet
(vorzugsweise sollte die Öffnung zwischen Klemmkante 9 und
Kontaktstegplatte 2 zumindest dem Durchmesser des einzusetzenden
abisolierten Leiters 11 entsprechen), kann mm der elektrische
Leiter 3 durch die Ausnehmung 5 des Leiterbereichs 4 in
den Bereich zwischen Kontaktstegplatte 2 und Klemmfeder 3 eingeführt
werden (8 und 9).
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Ist
der Leiter 3 in die gewünschte Kontaktposition
gebracht, kann die Klemmfeder 3 für das Festklemmen
des Leiters 11 wieder entspannt werden. Hierzu wird das
Spreizwerkzeug 12 in einer rücknehmenden Bewegung
geführt, die – abhängig von der ursprünglichen
Spannbewegung – beispielsweise eine der Spannbewegung entgegengesetzte
Bewegung sein kann. Im vorliegenden Beispiel wird das Spreizwerkzeug
gegen den Uhrzeigersinn um seine Langsachse zurückgedreht
und anschließend in Längsrichtung entgegen der
Einführrichtung bewegt (9 und 10).
Die Klemmfeder 3 wird somit geschlossen und drückt
den eingesetzten Leiter gegen die Kontaktstegplatte 2.
Die Klemmkante 9 drückt sich dabei leicht in die
Leiteroberfläche ein.
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Mit
dem anschließenden Entnehmen des Spreizwerkzeugs 12 aus
dem Werkzeugbereich 6 der Klemmfeder 3 ist das
Anschließen des Leiters 11 an die Stegklemme 1 abgeschlossen.
Es können dann die weiteren (bis zu drei) Leiter 11 in
gleicher Weise kontaktiert werden. Im vollständig kontaktierten
Zustand (also im vorliegenden Beispiel mit vier eingesetzten Leitern 11,
siehe 15) sind Leiter 11 darin
im Wesentlichen parallel zueinander geführt, und zwar im
Wesentlichen orthogonal zu der Kontaktstegplatte 2 und
damit orthogonal zum Stromweg zwischen den vier Leitern 11.
Ebenso ist es denkbar, die Leiter 11 leicht schräg
zueinander oder auch zur Kontaktstegplatte 2 einzusetzen,
wobei darauf zu achten ist, dass sie immer noch durch die Klemmkante 9 zuggesichert
geklemmt sind.
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Das
Lösen von Leitern 11 erfolgt in analoger Art und
Weise. Da für die Aufhebung der Selbstsperrung grundsätzlich
eine Zugentlastung der jeweiligen Klemmfeder 3 notwendig
ist, geschieht das Lösen unabhängig von der Art
der Leiter 11 (fest oder flexibel) stets unter Zuhilfenahme
des Spreizwerkzeugs 12. Da im Zustand eingesetzter Leiter 11 der
Abstand zwischen Klemmfederende 8 im Werkzeugbereich 12 in
etwa dem Durchmesser des Leiters 11 entspricht, erfordert
die Spannbewegung für den Lösungsvorgang einen
geringeren Kraftaufwand (im Vergleich zum Einsetzvorgang).
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 1246079 [0003, 0016]
- - DE 2553558 A1 [0004]
- - DE 2553558 [0016]
