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Die Erfindung betrifft ein Kontaktelement für eine elektrische Federkraft-Klemmkontaktanordnung zum elektrischen Kontaktieren von wenigstens zwei elektrischen Leitern, wobei das Kontaktelement sich in Längsrichtung von einem ersten Endbereich zu einem zweiten Endbereich erstreckt und zwischen den Endbereichen einen Verbindungsabschnitt mit einem in Längsrichtung S-förmigen Querschnitt aufweist.
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DE 10 2006 016 364 B4 zeigt einen Klemmenblock zum Anschließen von elektrischen Leitern mit einem ersten Klemmfederelement und einem zweiten Klemmfederelement zum Festklemmen elektrischen Leiter. Das erste und das zweite Klemmfederelement werden von einem S-förmigen Kontaktelement gestützt und elektrisch leitend verbunden. Das S-förmige Kontaktelement umgreift hierbei die Klemmfederelemente jeweils oberhalb und unterhalb eines jeden Klemmfederelementes vollständig und bildet hierdurch eine Art stützenden Rahmen für einen geschlossenen Kraftfluss.
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Ausgehend hiervon ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine kompakte Federkraft-Klemmkontaktanordnung mit zwei Klemmstellen zum Anschließen elektrischer Leiter bereitzustellen und ein hierfür besonders geeignetes Kontaktelement sowie geeignete Klemmfedern bereitzustellen.
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Die Aufgabe wird durch ein Kontaktelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Es wird vorgeschlagen, dass sich von dem Verbindungsabschnitt in Längsrichtung eine obere Stromschiene und eine untere Stromschiene zu dem zweiten Endbereich hin erstreckt, wobei die obere Stromschiene eine zu der unteren Stromschiene hin orientierte und zum Anlegen eines Anlageschenkels einer oberen Klemmfeder eingerichtete obere Anlagefläche aufweist und die untere Stromschiene eine zu der oberen Stromschiene hin orientierte und zum Anlegen eines Anlageschenkels einer unteren Klemmfeder eingerichtete untere Anlagefläche aufweist.
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Die auch im Weiteren genannte S-förmige Gestalt ist als mehrfach abgewinkelte bzw. gebogene Form zu verstehen, d.h. als vereinfachter Begriff, da die Abwinkelungen sowohl in gleicher Richtung ebenen-parallel als auch in entgegengesetzter Richtung ebenen-parallel verlaufen können.
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Als Leiter werden zu kontaktierende / verbindende elektrische Leitelemente wie z. B. Kontaktstifte oder ein oder mehrdrähtige Leiter usw. verstanden,
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Der zwischen der oberen Anlagefläche der oberen Stromschiene und der unteren Anlagefläche der unteren Stromschiene gebildete lichte Bereich kann zur Aufnahme des Anlageschenkels einer oberen Klemmfeder und des Anlageschenkels einer unteren Klemmfeder besonders niedrig bauend ausgestaltet sein. Insbesondere wird eine erheblich reduzierte Bauhöhe erreicht, da nicht notwendigerweise über die Anlageschenkel hinaus die gesamten Klemmfedern von dem Kontaktelement im Sinne einer tragenden Struktur umgriffen werden. Hierdurch wird eine besonders kompakte Bauform des Kontaktelementes und somit auch einer Federkraft-Klemmkontaktanordnung, in dem das Kontaktelement zum Einsatz kommt, erreicht.
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In einer Weiterbildung weist die obere Stromschiene auf ihrer der oberen Anlagefläche gegenüberliegenden Kontaktierungsseite eine zum Bilden einer oberen Klemmstelle eingerichtete obere Klemmkante auf. Ergänzend oder alternativ weist die untere Stromschiene auf ihrer der unteren Anlagefläche gegenüberliegenden unteren Kontaktierungsseite eine zum Bilden einer unteren Klemmstelle eingerichtete untere Klemmkante auf.
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Dies hat den Vorteil, dass eine oder beide Klemmstellen außerhalb des lichten Bereichs zwischen den Anlageflächen der Stromschiene angeordnet werden und hierzu notwendige Komponenten der an dem Kontaktelement anzuordnenden Klemmfedern nicht mehr mit von dem Kontaktelement umgriffen werden müssen. Hierdurch wird wiederum Bauhöhe des Kontaktelementes eingespart.
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Der S-förmigen Verbindungsabschnitt kann einen waagerechten oberen S-Abschnitt, einen waagerechten mittleren S-Abschnitt und einen waagerechten unteren S-Abschnitt aufweisen, die beabstandet zueinander übereinander positioniert sind. Hierdurch bildet der S-förmigen Verbindungsabschnitt eine tragende Struktur für die sich an den oberen S-Abschnitt, den mittleren S-Abschnitt und den unteren S-Abschnitt anschließenden Komponenten des Kontaktelements.
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Der waagerechte obere S-Abschnitt und der waagerechte mittlere S-Abschnitt können durch einen im Wesentlichen senkrechten oberen S-Abschnitt verbunden sein, der sich an eine erste Seite des waagerechten oberen S-Abschnitts und an eine erste Seite des waagerechten mittleren S-Abschnitts anschließt. Der waagerechte mittlere S-Abschnitt und der waagerechte untere S-Abschnitt sind durch einen im Wesentlichen senkrechten unteren S-Abschnitt verbunden, der sich an eine zweite Seite des waagerechten mittleren S-Abschnitts, die der ersten Seite des waagerechten mittleren S-Abschnitts gegenüberliegt, und an eine zweite Seite des waagerechten unteren S-Abschnitts anschließt. Hierdurch bilden der waagerechte obere S-Abschnitt, der waagerechte mittlere S-Abschnitt und der senkrechte obere S-Abschnitt eine zu der zweiten Seite des waagerechten oberen S-Abschnitts und des waagerechten mittleren S-Abschnitts offene obere C-Form. Entsprechend bilden der waagerechte mittlere S-Abschnitt, der waagerechte untere S-Abschnitt und der senkrechte untere S-Abschnitt eine zu der ersten Seite des waagerechten mittleren S-Abschnitts und des waagerechten unteren S-Abschnitts offene untere C-Form. Somit sind die obere C-Form und die untere C-Form zu entgegengesetzten Richtungen offen. In Kombination mit den sich an den Verbindungsabschnitt anschließenden Komponenten ist das Kontaktelement hierduch besonders vorteilhaft für seitlich an die Stromschienen montierbare Klemmfedern eingerichtet.
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Die obere Stromschiene kann in den mittleren waagerechten S-Abschnitt des S-förmigen Verbindungsabschnitts übergehen. Alternativ oder ergänzend kann die untere Stromschiene in den waagerechten unteren S-Abschnitt des S-förmigen Verbindungsabschnitts übergehen. Hierdurch werden die untere Stromschiene und die obere Stromschiene entsprechend dem Abstand des waagerechten unteren S-Abschnitts von dem waagerechten mittleren S-Abschnitt zueinander beabstandet orientiert. Die S-Förmigkeit des Verbindungsabschnitts mit den derartig anschließenden Stromschienen erlaubt zudem eine besonders einfache und kostengünstige Fertigung des Kontaktelements durch Umbiegen aus einer gestanzten Netzgeometrie, insbesondere aus einem Blech.
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Die obere Stromschiene kann an dem zweiten Endbereich des Kontaktelements ein freies Ende aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann die untere Stromschiene an dem zweiten Endbereich des Kontaktelements ein freies Ende aufweisen. Hierdurch kann an der jeweiligen Anlagefläche der - oberen und/oder unteren - Stromschiene jeweils eine Klemmfeder montiert und um das freie Ende dieser Stromschiene herum jeweils bis zu der Klemmkante an der Kontaktierungsseite der Stromschiene geführt werden. Eine derartige Möglichkeit der Anordnung der Klemmfedern an den freien Enden erlaubt wiederum eine besonders geringe Bauhöhe des Kontaktelementes selber.
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Zum Bilden einer oberen elektrische Klemmstelle mit einem oberen einsteckbaren elektrischen Leiter kann die obere Klemmkante aus der Ebene der oberen Kontaktierungsseite erhaben hervorstehen. Alternativ oder ergänzend kann zum Bilden einer unteren elektrischen Klemmstelle mit einem unteren einsteckbaren elektrischen Leiter die untere Klemmkante aus der Ebene der unteren Kontaktierungsseite erhaben hervorstehen. Hierdurch kann der jeweilige elektrische Leiter zuverlässig kontaktiert werden.
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Die obere Klemmkante kann zu einer oder zu beiden Seiten durch mindestens eine angrenzende Begrenzungslasche begrenzt sein, die aus der Ebene der Kontaktierungsseite der oberen Stromschiene erhaben hervorsteht. Alternativ oder zusätzlich kann die untere Klemmkante zu einer oder zu beiden Seiten durch mindestens eine angrenzende Begrenzungslasche begrenzt sein, die aus der Ebene der Kontaktierungsseite der unteren Stromschiene erhaben hervorsteht. Hierdurch ist ein an die jeweilige Klemmkante anlegbarer Klemmabschnitt einer Klemmfeder und/oder ein eingeklemmter elektrischer Leiter gegen seitliches Abrutschen von der Klemmkante geschützt.
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Das Kontaktelement kann einen Federkraftklemmanschluss mit einem oberen Federarm und einem unteren Federarm aufweisen, wobei sich die Federarme auf der den Stromschienen abgewandten Seite des S-förmigen Verbindungsabschnitts entgegengesetzt zur Erstreckung der Stromschienen in Längsrichtung des Kontaktelements erstrecken. Hierdurch ist das Kontaktelement als Teil einer Federkraft-Klemmkontaktanordnung mit einem dem Federkraftklemmanschluss korrespondierenden Steckkontakt elektrisch verbindbar. Über das Kontaktelement ist somit eine elektrische Verbindung zwischen einem Steckkontakt und den an dem Kontaktelement anschließbaren elektrischen Leitern möglich.
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Der obere Federarm kann in den oberen waagerechten S-Abschnitt des Verbindungsabschnitts übergehen. Alternativ oder zusätzlich kann der untere Federarm in den mittleren oder den unteren S-Abschnitt des Verbindungsabschnitts übergehen. Hierdurch werden der obere Federarm und der untere Federarm beabstandet zueinander orientiert. Die S-Förmigkeit des Verbindungsabschnitts mit den derartig anschließenden Stromschienen erlaubt weiterhin eine besonders einfache und kostengünstige Herstellung des Kontaktelements durch Umbiegen aus einer gestanzten Netzgeometrie, insbesondere aus einem Blech.
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Der obere Federarm kann ein oberes freies Ende mit einer oberen Kontaktkuppe aufweisen. Der untere Federarm kann ein unteres freies Ende mit einer unteren Kontaktkuppe aufweisen, wobei die Kontaktkuppen zum Bilden einer Klemmstelle aufeinander zu gerichtet orientiert sind. Die Federarme umgreifen hierdurch einen ansteckbaren Steckerkontakt beidseitig für einen guten elektrischen Kontakt zwischen dem Steckerkontakt und dem Kontaktelement, wobei ein geschlossenen Kraftfluss durch das Kontaktelement gewährleistet ist.
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Die obere Stromschiene kann eine obere seitliche Einkerbung haben. Alternativ oder zusätzlich kann die untere Stromschiene eine untere seitliche Einkerbung haben. Die Einkerbung erlaubt das Herstellen einer formschlüssigen und somit besonders stabilen Verbindung mit an dem Kontaktelement anbringbaren Klemmfedern, die zu den Einkerbungen korrespondierend passende Komponenten aufweisen.
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Die Aufgabe wird durch eine Klemmfeder für eine elektrische Federkraft-Klemmkontaktanordnung zum elektrischen Kontaktieren von wenigstens zwei elektrischen Leitern gelöst, wobei die Klemmfeder einen Anlageschenkel mit einer Anlagefläche aufweist und der Anlageschenkel in einen im stumpfen Winkel von dem Anlageschenkel abgebogen orientierten Hauptabschnitt übergeht, welcher sich von der Anlagefläche weg gerichtet erstreckt und anschließend in einen U-förmigen Federbogen übergeht, welcher wiederum in einen auf die Anlagefläche zurück gerichtet oberen Klemmschenkel mit einem freien Klemmende übergeht.
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Diese Orientierung der sich an den Anlageschenkel anschließenden Komponenten der Klemmfeder erlauben das Bereitstellen einer Federkraft-Klemmkontaktanordnung mit einem vorstehend genannten Kontaktelement, der eine besonders geringe Bauhöhe aufweist. Insbesondere ist mit der Klemmfeder ein freies Ende einer Stromschiene von einer Anlagefläche um das freie Ende herum derart umgreifbar, dass eine Klemmstelle mit einem elektrischen Leiter auf einer der Anlagefläche abgewandten Klemmseite der Stromschiene bereitstellbar ist.
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Die Klemmfeder kann in ihrem Hauptabschnitt ein Durchsteckfenster zum Hindurchstecken eines elektrischen Leiters, insbesondere eines Kabels, haben. Hierdurch ist ein elektrischer Leiter bei einer Federkraft-Klemmkontaktanordnung mit einer solchen Klemmfeder einfach in Steckrichtung, die parallel mit der Längsrichtung des Kontaktelements verläuft, von außen bis zur Klemmstelle führbar.
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Der Anlageschenkel kann auf der dem Hauptabschnitt gegenüberliegenden Seite mittels eines Biegeabschnitts in eine bezüglich des Anlageschenkels abgewinkelte, insbesondere rechtwinkelig abgewinkelte, Steckzunge übergehen. Durch die Steckzunge ist eine formschlüssige Befestigung der Klemmfeder an einem Kontaktelement möglich.
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Der Biegeabschnitt kann schmaler als der Anlageschenkel sein. Hierdurch ist eine formschlüssige Verbindung mit einem Kontaktelement der vorstehenden Art möglich, indem der Biegeabschnitt beispielsweise an eine seitliche Einkerbung einer Stromschiene des Kontaktelements korrespondierend angepasst ist. Beispielsweise kann der Biegeabschnitt von der Anlageseite der Stromschiene durch eine derartige Einkerbung hindurch zu der Kontaktierungsseite geführt werden
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Die Steckzunge kann breiter als der Biegeabschnitt sein, insbesondere breiter als der Anlageschenkel, und seitlich über den Biegeabschnitt überstehen. Hierdurch kann in einer vorgenannten formschlüssigen Verbindung mit einem Kontaktelement die überstehende Steckzunge die Kontaktierungsseite der Stromschiene übergreifen. Somit kann die Klemmfeder besonders stabil formschlüssig an einem entsprechenden Kontaktelement angeordnet werden, so dass auch bei dem Aufbringen großer Kräfte beim Biegen der Klemmfeder eine zuverlässige Anordnung sichergestellt bleibt.
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Die Aufgabe wird auch durch ein Doppelfederelement für eine elektrische Federkraft-Klemmkontaktanordnung zum elektrischen Kontaktieren von wenigstens zwei elektrischen Leitern gelöst. Das Doppelfederelement hat eine obere Klemmfeder in einer der vorgenannten Ausgestaltungen und eine untere Klemmfeder in einer der vorgenannten Ausgestaltungen. Hierbei sind die obere Klemmfeder und die untere Klemmfeder jedoch nicht immer notwendigerweise identisch ausgebildet, können dies jedoch sein.
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Bei dem Doppelfederelement sind der Anlageschenkel der oberen Klemmfeder und der Anlageschenkel der unteren Klemmfeder im Wesentlichen parallel und zueinander beabstandet orientiert. Mittels eines sich seitlich an die Anlageschenkel anschließenden Verbindungsstegs sind die Anlageschenkel starr miteinander verbunden. Der Hauptabschnitt, der Federbogen und der Klemmschenkel der oberen Feder können gegensinnig verlaufend im Vergleich zu dem Hauptabschnitt, dem Federbogen und dem Klemmschenkel der unteren Klemmfeder angeordnet sein.
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Das Doppelfederelement kann einstückig ausgebildet sein. Dies kann beispielsweise durch das Herstellen des Doppelfederelements mittels Biegen aus einer ausgestanzten Netzgeometrie, beispielsweise aus einem Blech, erfolgen. Denkbar ist beispielsweise auch, dass jede Klemmfeder mittels Biegen aus einer ausgestanzten Netzgeometrie, beispielsweise aus einem Blech, ausgeformt ist und die separaten Klemmfedern dann durch Fügen mit einem dafür separat hinzugefügten Verbindungssteg zu einem einstückigen Doppelfederelement verbunden werden. Auch denkbar ist, den Verbindungssteg oder Teile davon an einer oder beiden der Klemmfedern mittels Biegen aus einer ausgestanzten Netzgeometrie, beispielsweise aus einem Blech, auszuformen und zu dem Doppelfederelement zu fügen.
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Der Anlageschenkel der oberen Klemmfeder kann mindestens eine obere Fixierfeder haben, die aus der Ebene der Anlagefläche der oberen Klemmfeder hervorsteht. Alternativ oder zusätzlich kann der Anlageschenkel der unteren Klemmfeder mindestens eine untere Fixierfeder haben, die aus der Ebene der Anlagefläche der unteren Klemmfeder hervorsteht. Dies hat den Vorteil, dass das Doppelfederelement an einem Kontaktelement fest zwischen der Anlagefläche der oberen Stromschiene und der Anlagefläche der unteren Stromschiene einklemmbar ist.
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Die mindestens eine Fixierfeder kann bündig in die Ebene, aus der sie hervorsteht, eindrückbar sein und eine aus der jeweiligen Ebene heraus gerichtete Fixierkraft ausbilden. Dies hat den Vorteil, dass bei einer bündigen Anlage der Anlageschenkel der Klemmfedern an den Anlageflächen der Stromschienen des Kontaktelements eine Sicherung gegen Verkippen bereitgestellt wird und zugleich zwischen den Anlageschenkeln der Klemmfedern und den Anlageflächen des Kontaktelements eine gute Reibwirkung erzeugt werden kann, die ein Verrutschen des Doppelfederelements zwischen den Anlageflächen verhindert. Die mindestens eine Fixierfeder kann dabei insbesondere als Federzunge aus dem Anlegeschenkel herausgestellt sein, was einfach und kostengünstig herstellbar ist.
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Bei einer Federkraft-Klemmkontaktanordnung hat ein oben beschriebenes Kontaktelement entweder ein Doppelfederelement oder eine obere Klemmfeder in und eine untere Klemmfeder. Mit anderen Worten, es kann eine einstückige Doppelfeder, als auch jeweils Einzelfedern, d.h. zweistückige Doppelfeder aufgenommen werden. Hierdurch kann die Federkraft-Klemmkontaktanordnung mit geringer Bauhöhe ausgestaltet werden.
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Der Anlageschenkel der oberen Klemmfeder und der Anlageschenkel der unteren Klemmfeder können zwischen der oberen Stromschiene und der unteren Stromschiene angeordnet sein.
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Die obere Klemmkante der oberen Stromschiene und das Klemmende der oberen Klemmfeder können eine obere Klemmstelle zum elektrischen Kontaktieren eines oberen elektrischen Leiters ausbilden. Alternativ oder zusätzlich können die untere Klemmkante der unteren Stromschiene und das Klemmende der unteren Klemmfeder eine untere Klemmstelle zum elektrischen Kontaktieren eines unteren elektrischen Leiters ausbilden.
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Das freie Ende der oberen Stromschiene kann ausgehend von der Anlagefläche der oberen Stromschiene von der oberen Klemmfeder umgriffen werden. Die Klemmkante des Klemmschenkels der oberen Klemmfeder kann dabei ohne einen eingesteckten Leiter auf der Kontaktierungsseite der oberen Stromschiene anliegen und dort eine Klemmstelle bilden. Entsprechend kann das freie Ende der unteren Stromschiene ausgehend von der Anlagefläche der unteren Stromschiene von der unteren Klemmfeder umgriffen werden. Die Klemmkante des Klemmschenkels der unteren Klemmfeder kann dabei ohne einen eingesteckten Leiter auf der Kontaktierungsseite der unteren Stromschiene anliegen und dort eine Klemmstelle ausbilden.
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Der Abstand zwischen dem Anlageschenkel der oberen Klemmfeder und dem Anlageschenkel der unteren Klemmfeder kann geringer sein, als der Abstand zwischen der oberen Anlagefläche und der unteren Anlagefläche des Kontaktelements.
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Der Anlageschenkel der oberen Klemmfeder und der Anlageschenkel der unteren Klemmfeder kann zwischen der oberen Stromschiene und der unteren Stromschiene angeordnet sein.
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Die Klemmfedern können um eine Spiegelachse gespiegelt angeordnet sein, wobei sich die Spiegelachse entlang eines der Anlageschenkel erstreckt.
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Der Federbogen und/oder der Klemmschenkel und/oder der Hauptabschnitt der oberen Klemmfeder können neben und/oder über der oberen Klemmstelle positioniert und in Bezug auf eine parallel mit der Längsrichtung des Kontaktelements verlaufende Steckrichtung eines an die obere Klemmstelle ansteckbaren oberen elektrischen Leiters diagonal orientiert sein. Zusätzlich oder alternativ kann der Federbogen und/oder der Klemmschenkel und/oder der Hauptabschnitt der unteren Klemmfeder neben und/oder unter der unteren Klemmstelle positioniert und in Bezug auf eine parallel mit der Längsrichtung des Kontaktelements verlaufende Steckrichtung eines an die untere Klemmstelle ansteckbaren unteren elektrischen Leiters diagonal orientiert sein.
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Durch diese Positionierung und Erstreckung der mindestens einen Klemmfeder ist das Umgreifen der freien Enden der Stromschienen besonders platzsparend möglich, wobei zugleich eine hinreichende Klemmkraft zwischen den Klemmenden der Klemmfedern und den Klemmkanten der Stromschienen zum zuverlässigen Anschließen eines elektrischen Leiters gewährleistet wird.
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Die Federkraft-Klemmkontaktanordnung kann zum rückwärtigen Einführen eines oberen elektrischen Leiters durch das Durchsteckfenster der oberen Klemmfeder an die obere Klemmstelle eingerichtet sein. Zusätzlich oder alternativ kann die Federkraft-Klemmkontaktanordnung zum rückwärtigen Einführen eines unteren elektrischen Leiters durch das Durchsteckfenster der unteren Klemmfeder an die untere Klemmstelle eingerichtet sein. Hierzu sind die Durchsteckfenster entlang der Steckrichtung der von außen in ein Isolierstoffgehäuse einführbaren elektrischen Leiter vor den Klemmstellen angeordnet. Ein elektrischer Leiter wird zum Anklemmen an einer Klemmstelle zunächst durch das jeweilige Durchsteckfenster an die Klemmstelle mit davon abgehobenem Klemmschenkel geführt und durch Federkraft des Klemmschenkels an die jeweilige Stromschiene angeklemmt und dort elektrisch kontaktiert.
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Der Anlageschenkel der oberen Klemmfeder kann an der Anlagefläche der oberen Stromschiene anliegen. Die Steckzunge der oberen Klemmfeder kann die obere Stromschiene auf der oberen Kontaktierungsseite übergreifen. Alternativ oder zusätzlich kann der Anlageschenkel der unteren Klemmfeder an der Anlagefläche der unteren Stromschiene anliegen und die Steckzunge der unteren Klemmfeder die untere Stromschiene auf der unteren Kontaktierungsseite übergreifen. In beiden Fällen kann sich dabei der jeweilige Biegeabschnitt zwischen der Steckzunge und dem Anlageschenkel einer Klemmfeder durch die seitliche Einkerbung der Stromschiene hindurch erstrecken.
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Im Falle, dass die Klemmfedern mit einem Doppelfederelement zum Einsatz kommen, können die eine oder mehreren Fixierfedern des Anlageschenkels der oberen Klemmfeder gegen die Anlagefläche der oberen Stromschiene und/oder die eine oder mehrere Fixierfedern des Anlageschenkels der unteren Klemmfeder drücken gegen die Anlagefläche der unteren Stromschiene drücken.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
- 1a - eine perspektivische Ansicht eines Kontaktelements;
- 1b - eine Seitenansicht des Kontaktelements aus 1a;
- 1c - eine Seitenansicht des um 90 Grad nach rechts gekippten Kontaktelements aus 1b;
- 1d - eine Seitenansicht des um 90 Grad nach unten gekippten Kontaktelements aus 1b;
- 2a - eine perspektivische Ansicht eines Doppelfederelements;
- 2b - eine Seitenansicht des Doppelfederelements aus 2a;
- 2c - eine Seitenansicht des um 90 Grad nach links gekippten Doppelfederelements aus 2b;
- 2d - eine Seitenansicht des um 90 Grad nach unten gekippten Doppelfederelements aus 2b;
- 3a - eine perspektivische Ansicht einer Federkraft-Klemmkontaktanordnung mit Kontaktelement und Doppelfederelement;
- 3b - eine Seitenansicht der Federkraft-Klemmkontaktanordnung aus 3a.
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1a bis 1d zeigen jeweils ein beispielhaftes Kontaktelement 1. Dieses erstreckt sich von einem ersten Endbereich 2 zu einem zweiten Endbereich 3 entlang einer Längsrichtung 4. Ein S-förmiger Verbindungsabschnitt 5 zwischen dem ersten Endbereich 2 und dem zweiten Endbereich 3 bildet eine tragende Struktur für mehrere Komponenten des Kontaktelements 1. Der S-förmige Verbindungsabschnitt 5 hat einen waagerechten oberen S-Abschnitt 6, einen dazu parallel orientierten waagerechten mittleren S-Abschnitt 7 und einen dazu parallel orientierten waagerechten unteren S-Abschnitt 8. Ein senkrechter oberer S-Abschnitt 9 verbindet den waagerechten oberen S-Abschnitt 6 und den waagerechten mittleren S-Abschnitt 7, indem sich der relativ hierzu senkrechte obere S-Abschnitt 9 an eine erste Seite des waagerechten mittleren S-Abschnitts 7 und eine erste Seite des waagerechten oberen S-Abschnitts 9 anschließt. Ein senkrechter unterer S-Abschnitt 10 verbindet den waagerechten mittleren S-Abschnitt 7 mit dem waagerechten unteren S-Abschnitt 8, indem sich der senkrechte untere S-Abschnitt 10 auf einer zweiten Seite des waagerechten mittleren S-Abschnitts 7 und einer zweiten Seite des waagerechten unteren S-Abschnitts 8 zwischen diesen erstreckt. Die jeweilige erste Seite eines waagerechten S-Abschnitts 6, 7, 8 liegt der jeweiligen zweiten Seite gegenüber. Die Übergänge zwischen jedem waagerechten Abschnitt 6, 7, 8 in die sich seitlich anschließenden senkrechten S-Abschnitte sind als Biegungen ausgeformt.
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Eine obere Stromschiene 11 schließt sich an den S-förmigen Verbindungsabschnitt 5 an und erstreckt sich in Längsrichtung zu dem zweiten Endbereich 3 hin. Die obere Stromschiene 11 und der waagerechte mittlere S-Abschnitt 7 gehen dabei ineinander über. Zudem schließt sich eine untere Stromschiene 12 an den S-förmigen Verbindungsabschnitt 5 an und erstreckt sich in Längsrichtung zu dem zweiten Endbereich 3 hin. Dabei gehen die untere Stromschiene 12 und der waagerechte untere S-Abschnitt 8 ineinander über. Die obere Stromschiene 11 und die untere Stromschiene 12 sind dabei parallel zueinander orientiert.
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Die obere Stromschiene 11 weist eine obere Anlagefläche 13 auf. Die untere Stromschiene 12 weist eine untere Anlagefläche 14 auf. Die obere Anlagefläche 13 ist hierbei zu der unteren Stromschiene 12 und deren untere Anlagefläche 14 hin orientiert. Das heißt, dass die obere Anlagefläche 13 und die untere Anlagefläche 14 aufeinander zu weisen. Die untere Anlagefläche 14 ist zu der oberen Stromschiene 11 und deren obere Anlagefläche 13 hin orientiert. Die obere Anlagefläche 13 und die untere Anlagefläche 14 sind parallel zueinander orientiert und begrenzen zwischen sich einen lichten Bereich.
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Die obere Stromschiene 11 hat eine der oberen Anlagefläche 13 gegenüberliegende Kontaktierungsseite 15 mit einer oberen Klemmkante 16. Die untere Stromschiene 12 hat eine der unteren Anlagefläche 14 gegenüberliegende Kontaktierungsseite 17 mit einer unteren Klemmkante 18. An die obere Klemmkante 16 grenzt zu der zweiten Seite der oberen Stromschiene 11 hin eine Begrenzungslasche 19 an, die aus der oberen Stromschiene 11 hervorsteht.
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An den S-förmigen Verbindungsabschnitt 5 schließt sich auf der den Stromschienen 11, 12 gegenüberliegenden Seite ein Federkraftklemmanschluss 20 mit einem oberen Federarm 21 und einem unteren Federarm 22 an. Der obere Federarm 21 geht dabei ein den waagerechten oberen S-Abschnitt 6 über. Der untere Federarm 22 geht in den waagerechten mittleren S-Abschnitt 7 über. Der obere Federarm 21 hat eine obere Kontaktkuppe 23 und der untere Federarm 22 hat eine untere Kontaktkuppe 24. Die obere Kontaktkuppe 23 und die untere Kontaktkuppe 24 sind aufeinander zu gerichtet orientiert, sodass eine Klemmstelle in einem Kontaktbereich mit definiert verringertem Abstand und definierten Kontaktflächen gebildet wird, in der ein Kontaktstift klemmend kontaktiert werden kann.
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Die obere Stromschiene 11 hat eine seitliche Einkerbung 25 und die untere Stromschiene 12 hat eine seitliche Einkerbung 26, um hierdurch einen Formschluss mit dem ansteckbaren Doppelfederelement 27 herstellen zu können.
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Das Doppelfederelement 27 ist in den 2a bis 2d gezeigt. Es hat eine obere Klemmfeder 28 und eine untere Klemmfeder 29. Die obere Klemmfeder 28 hat einen Anlageschenkel 30 mit einer Anlagefläche 31. Die untere Klemmfeder 29 hat einen Anlageschenkel 32 mit einer Anlagefläche 33.
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Jede der Klemmfedern 28, 29 hat einen Hauptabschnitt 34, der sich an den jeweiligen Anlageschenkels 30, 32 anschließt, wobei sich an den jeweiligen Hauptabschnitt 34 ein jeweils U-förmiger Federbogen 35 anschließt. An den jeweiligen Federbogen schließt sich jeweils wiederum ein Klemmschenkel 36 an, der sich von dem Federbogen 35 zurück in Richtung auf die zugehörige Anlagefläche 31, 33 des zugehörigen Anlageschenkels 30,32 gerichtet erstreckt. Die Klemmschenkel 36 haben auf der dem Fehlerbogen 35 abgewandten Seite jeweils ein freies Klemmende 37. Die Hauptabschnitte 34 haben jeweils ein Durchsteckfenster 38, durch das ein elektrischer Leiter hindurchführbar ist. Der Hauptabschnitt 34, Federbogen 35, Klemmschenkel 36, das freie Klemmende 37 und das Durchsteckfenster 38 sind bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bis auf die gegensinnigen Verläufe aufgrund der Anordnung geometrisch gleichartig ausgebildet und insofern mit gleichem Bezugszeichen für die obere Klemmfeder 28 und die untere Klemmfeder 29 versehen.
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Die obere Klemmfeder 28 und die untere Klemmfeder 29 sind mittels eines Verbindungsstegs 39 starr verbunden. Dabei sind der Anlageschenkel 30 der oberen Klemmfeder 28 und der Anlageschenkel 32 der unteren Klemmfeder parallel zueinander orientiert und beabstandet angeordnet.
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Die Anlageschenkels 30, 32 haben zungenförmige Fixierfedern 40, die, solange das Doppelfederelement nicht in das Kontaktelement eingesteckt ist, aus den Anlageflächen 31, 33 hervorstehen, was besonders in 2d ersichtlich ist.
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Auf der dem Hauptabschnitt 34 jeweils gegenüberliegenden Seite hat jede Klemmfeder 28, 29 einen Biegeabschnitt 41, 42, wobei sich an jeden der Biegeabschnitte 41, 42 eine Steckzunge 43, 44 seitlich anschließt. Die Steckzungen 43, 44 stehen jeweils seitlich über den zugehörigen Biegeabschnitt 41, 42 über.
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Eine Federkraft-Klemmkontaktanordnung, in der das vorgenannte Kontaktelement und der vorgenannte Doppelfederkontakt in montierter Weise zusammenwirken, ist in den 3a und 3b gezeigt. Das Doppelfederelement 27 ist seitlich an das Kontaktelement 1 angesteckt. Dabei liegt die Anlagefläche 31 des Anlageschenkels 30 der oberen Klemmfeder 28 auf der oberen Anlagefläche 13 der oberen Stromschiene 11 flächig auf, wobei zugleich die Anlagefläche 33 des Anlageschenkels 32 der unteren Klemmfeder 29 auf der unteren Anlagefläche 14 der unteren Stromschiene 12 flächig aufliegt.
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Somit sind die Anlageschenkel 30, 32 der beiden Klemmfedern 28, 29 zwischen der oberen und der unteren Stromschiene angeordnet. Durch dieses beidseitige flächige Aufliegen wird das Doppelfederelement 27 effektiv gegen ein Verkippen in Bezug auf das Kontaktelement 1 gesichert.
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Das Doppelfederelement 27 ist derart orientiert an dem Kontaktelement 1 befestigt, dass die obere Klemmkante 16 der oberen Stromschiene 11 und das freie Klemmende 37 der oberen Klemmfeder 28 eine obere Klemmstelle 45 zum Anschließen eines oberen elektrischen Leiters bilden, bei der im Ruhezustand, bei dem kein elektrischer Leiter angeklemmt ist, das freie Klemmende 37 an der oberen Klemmkante 16 oder dicht benachbart dazu ruht. Entsprechend bilden dabei die untere Klemmkante 18 der unteren Stromschiene 12 und das freie Klemmende 37 der unteren Klemmfeder 29 eine untere Klemmstelle 46 zum Anschließen eines unteren elektrischen Leiters, bei der im Ruhezustand ohne eingesteckten und angeklemmten elektrischen Leiter das freie Klemmende 37 an der unteren Klemmkante 28 oder dicht benachbart dazu an der unteren Stromschiene 12 aufliegt.
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Die von den freien Klemmenden 37 auf die obere Klemmkante 16 und auf die untere Klemmkante 18 aufgebrachten Klemmkräfte können dabei erheblich sein, insbesondere bei unsymmetrischer Öffnung der Klemmschenkel 36. Eine gute formschlüssige Verbindung, die ein Verrutschen des Doppelfederelements 27 zwischen den Stromschienen 11, 12 in Bezug auf das Kontaktelement 1 verhindert, wird durch die obere Steckzunge 43 der oberen Klemmfeder 28 und durch die untere Steckzunge 44 der unteren Klemmfeder 29 erzielt. Dabei übergreift die obere Steckzunge 43 die obere Stromschiene 11 auf ihrer Kontaktierungsseite 15. Die untere Steckzunge 44 übergreift die untere Stromschiene 12 auf ihrer Kontaktierungsseite 17. Durch elastische Verformung bei leichter Verwindung können die Steckzungen 43, 44 einerseits eine Reibschlüssigkeit zwischen dem Doppelfederelement 27 und dem Kontaktelement verbessern. Zudem sind mittels der übergreifenden Steckzungen 43, 44 die Anlageflächen 31, 33 der Klemmfedern 28, 29 an die Stromschienen 11, 12 andrückbar. Hierdurch kann insbesondere eine gute Klemmung aufgrund der zuverlässig eingedrückten Fixierfedern 40 in den Anlageschenkeln 30, 31 erreicht werden, die derart mit einer zuverlässig aufrechterhaltenen Klemmkraft auf die Stromschienen 11, 12 einwirken und stabilisierende Reibkräfte aufrechterhalten können.
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Ergänzend erstreckt sich der Biegeabschnitt 41 der oberen Klemmfeder 28 durch die Einkerbung 25 hindurch, sodass der Biegeabschnitt 41 in Längsrichtung 4 an der Wandung der Einkerbung 25 abgestützt wird und zur weiteren Stabilisierung zwischen dem Doppelfederelement 27 und dem Kontaktelement 1 beiträgt. Ebenso erstreckt sich der Biegeabschnitt 42 der unteren Klemmfeder 29 durch die Einkerbung 26 hindurch, sodass der Biegeabschnitt 42 in Längsrichtung 4 an der Wandung der Einkerbung 26 abgestützt wird und damit zur weiteren Stabilisierung zwischen dem Doppelfederelement 27 und dem Kontaktelement beiträgt.
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Ein dazu einzusteckender oberer Leiter für die obere Klemmstelle 45 ist entlang der Steckrichtung, die der Längsrichtung 4 entgegengerichtet ist, durch das Durchsteckfenster 38 der oberen Klemmfeder 28 hindurchfühbar und durch Abheben des freien Klemmendes 37 der oberen Klemmfeder 28 von der oberen Klemmstelle 45 an die Klemmstelle heranführbar. Durch anschließendes Freigeben der Federkraft der oberen Klemmfeder 28 wird der obere Leiter somit angeklemmt. Entsprechend ist ein einzusteckender unterer Leiter für die untere Klemmstelle 46 entlang der Steckrichtung durch das Durchsteckfenster 38 der unteren Klemmfeder 29 hindurchführbar und durch Abheben des freien Klemmendes 37 der unteren Klemmfeder 29 von der unteren Klemmstelle 46 an die Klemmstelle heranführbar. Durch anschließendes Freigeben der Federkraft der unteren Klemmfeder 29 wird der untere Leiter somit angeklemmt.
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Der jeweilige Hauptabschnitt 34, Federbogen 35, Klemmschenkel 36 und Klemmende 35 sowohl der oberen Klemmfeder 28, als auch der unteren Klemmfeder 29 sind als längliche Schlaufe ausgestalten. Die längliche Schlaufe der oberen Klemmfeder 28 erstreckt sich hierbei schräg in Bezug auf die Längsrichtung 4 des Kontaktelements 1, insbesondere diagonal, am zweiten Endbereich 3 von dem Kontaktelement weg gerichtet. Die diagonale Ausrichtung der Schlaufen ist hierbei im Wesentlichen zueinander gespiegelt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kontaktelement
- 2
- erster Endbereich
- 3
- zweiter Endbereich
- 4
- Längsrichtung
- 5
- S-förmiger Verbindungsabschnitt
- 6
- waagerechter oberer S-Abschnitt
- 7
- waagerechter mittlerer S-Abschnitt
- 8
- waagerechter unterer S-Abschnitt
- 9
- senkrechter oberen S-Abschnitt
- 10
- senkrechter unterer S-Abschnitt
- 11
- obere Stromschiene
- 12
- untere Stromschiene
- 13
- obere Anlagefläche
- 14
- untere Anlagefläche
- 15
- obere Kontaktierungsseite
- 16
- obere Klemmkante
- 17
- untere Kontaktierungsseite
- 18
- untere Klemmkante
- 19
- Begrenzungslasche
- 20
- Federkraftklemmanschluss
- 21
- oberer Federarm
- 22
- unterer Federarm
- 23
- obere Kontaktkuppe
- 24
- untere Kontaktkuppe
- 25
- Einkerbung
- 26
- Einkerbung
- 27
- Doppelfederkontakt
- 28
- obere Klemmfeder
- 29
- untere Klemmfeder
- 30
- Anlageschenkel
- 31
- Anlagefläche
- 32
- Anlageschenkel
- 33
- Anlagefläche
- 34
- Hauptabschnitt
- 35
- Federbogen
- 36
- Klemmschenkel
- 37
- freies Klemmende
- 38
- Durchsteckfenster
- 39
- Verbindungssteg
- 40
- Fixierfedern
- 41
- Biegeabschnitt
- 42
- Biegeabschnitt
- 43
- Steckzunge
- 44
- Steckzunge
- 45
- obere Klemmstelle
- 46
- untere Klemmstelle
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006016364 B4 [0002]
