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Die Erfindung betrifft ein elektrisches
Gerät, insbesondere
eine Reihenklemme zum Aufrasten auf eine Tragschiene, nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Anschlussvorrichtungen mit isolationsdurchdringenden
nadel- und/oder schneidenartigen Schneidkontakten, insbesondere
mit Piercingkontakten, welche beim Beschalten zunächst eine
Leiterisolierung durchtrennen und dann beispielsweise in ein Bündel von
Leitungsadern eindringen und diese kontaktieren, sind in verschiedensten
Ausführungsformen
bekannt.
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So gibt es die Möglichkeit, den Piercingkontakt
mit Hilfe eines Betätigungswerkzeuges,
welches beispielsweise auf einen Schieber einwirkt, an welchem der
Piercingkontakt befestigt ist, in Richtung des Leiters zu bewegen
und diesen derart zu beschalten.
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Es ist auch bekannt, den Piercingkontakt
mittels einer Federmechanik selbsttätig schaltend auszugestalten.
Eine derartige Lösung
unter Einsatz eines federbetätigten
Schiebers, dem auch eine Verriegelungs- und Auslösevorrichtung zugeordnet ist, zeigt
die
DE 198 35 459
C2 . Eine selbstbeschaltende Lösung mittels einer Zugfeder
zeigt ferner die
DE
197 37 947 A1 . Fehlauslösungen
der Verriegelungsvorrichtung, z.B. beim Transport zum Kunden, sind
bei diesen Reihenklemmen nicht ausgeschlossen, so dass es vorkommen
kann, dass der Kunde die Reihenklemme beim Einbau zunächst erneut
in den Auslösezustand
vor dem Beschalten bewegen muss. Da hierzu im allgemeinen ein Betätigungswerkzeug
erforderlich ist, wird der Einbau bzw. die Verdrahtung, z.B. am
Schaltschrank verzögert.
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Vor diesem Hintergrund ist es die
Aufgabe der Erfindung, ein elektrisches Gerät, insbesondere eine Reihenklemme,
der gattungsgemäßen Art
derart weiterzuentwickeln, dass mit einfachen konstruktiven Mitteln
eine zuverlässige
selbsttätige
Beschaltung der Anschlussvorrichtung gewährleistet ist, wobei Fehlauslösungen der
Verriegelungsvorrichtung z.B. beim Transport weitgehend verhindert
werden sollen.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe durch den Gegenstand
des Anspruchs 1 und durch den Gegenstand des Anspruchs 2.
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Nach Anspruch 1 ist die Verriegelungsrichtung
beim Aufrasten auf die Tragschiene durch die Tragschiene von einer
ersten in eine zweite Funktionsstellung bewegbar. Die Erfindung
nutzt also in vorteilhafter Weise den stets notwendigen Vorgang des
Aufrastens der Reihenklemme auf eine Tragschiene dazu, auch die
Verriegelungsvorrichtung zu betätigen,
beispielsweise derart, dass nach dem Aufrasten auf die Tragschiene
ein Beschalten prinzipiell möglich
ist, wogegen die Betätigung
der Anschlussvorrichtungen bzw. der Betätigungselemente im nicht auf
die Reihenklemmen aufgerasteten Zustand sicher blockiert ist, so
dass Fehlbeschaltungen in diesem Zustand verhindert werden.
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Nach einer weiteren, auch unabhängig betrachtbaren
Idee und Weiterbildung, die im Anspruch 2 angegeben ist, sind den
Anschlussvorrichtungen jeweils zwei Verriegelungsvorrichtungen zugeordnet. Diese
können
dann die beiden geforderten Funktionen separat erfüllen. So
ist die eine Verriegelungsvorrichtung vorzugsweise beim Aufras ten
auf die Tragschiene und die andere mittels des in das Betätigungselement
einzuführenden
Leiters betätigbar. Die
erste Verriegelungsvorrichtung verhindert das unbeabsichtigte Auslösen der
Reihenklemme vor dem Aufrasten auf die Tragschiene. Die zweite Verriegelungsvorrichtung
dient dazu, die Anschlussvorrichtungen vor dem Beschalten „vorzuspannen", so dass sie allein
durch das Einführen
eines Leiters ohne Schraubendreher oder dgl. beschaltbar sind.
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Dies lässt sich vorzugsweise konstruktiv
einfach und kostengünstig
dadurch realisieren, dass die Verriegelungsvorrichtung einen in
einem Isolierstoffgehäuse
beweglichen Schieber aufweist, welcher beim Aufrasten auf die Tragschiene
durch diese im Isolierstoffgehäuse
verschiebbar ist und der im aufgerasteten Zustand der Reihenklemme
auf der Tragschiene aufliegt.
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Dabei ist es vorteilhaft, wenn der
Schieber Arme aufweist. So bietet es sich an, wenn wenigstens einer
der Arme als Federarm ausgebildet ist, welcher dazu ausgelegt ist,
den Schieber in Richtung der Tragschiene zu bewegen. Auf diese Weise
wird mit geringsten Mitteln die Funktion der Rückstellung des Schiebers verwirklicht.
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Nach einer weiteren Variante stützt sich
wenigstens einer der Arme im auf die Tragschiene aufgerasteten Zustand
auf der Tragschiene ab. Konstruktiv ist es zudem zweckmäßig, wenn
die Arme symmetrisch zu einem Mittelteil des Schiebers ausgebildet
sind, und zwar sowohl die Federarme als auch die Arme zu den einzelnen
Anschlussvorrichtungen, welche beispielsweise paarweise in Ebenen übereinander
beidseits der Tragschiene in der Reihenklemme angeordnet werden
können.
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Dabei ist es ferner vorteilhaft,
wenn die zu den Anschlussvorrichtungen führenden Arme Verriegelungszapfen
aufweisen, die zum Eingriff in eine Entrieglungsausnehmung an den
Betätigungselementen – Entriegelungsstellung – in der
ersten Funktionsstellung des Schiebers und zur Anlage am Betätigungselement
in der zweiten Funktionsstellung – der Verriegelungsstellung
der Verriegelungsvorrichtung – ausgelegt
sind.
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Um die verschiedenen Funktionselemente der
Reihenklemme platzsparend in dieser günstig anzuordnen, ist es zweckmäßig, wenn
die Betätigungselemente
L-förmig
ausgebildet sind und einen Querschenkel und einen Längsschenkel
aufweisen. Dabei ist es wiederum vorieilhaft, wenn die Querschenkel
des L nach oben hin und die Längsschenkel der
L-förmigen
Betätigungselemente
jeweils nach innen hin gerichtet sind.
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Zur Führung der Betätigungselemente
ist es vorieilhaft, wenn die Längsschenkel
wenigstens einseitig oder beidseitig einen weiteren seitlichen Zapfen
aufweisen, der vorzugsweise in ein Langloch in der wenigstens einseitig
oder zweiseitig vorgesehenen Teilabdeckung eingreift.
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Bei der ersten Verrieglungsvorrichtung
kann es sich um den vorstehend beschriebenen Schieber handeln. Die
zweite Verriegelungsvorrichtung lässt sich beispielsweise dadurch
einfach realisieren, dass die Betätigungselemente, insbesondere
deren Längsschenkel,
mit mindestens einem ersten Steuerzapfen versehen sind, welcher
in eine ebenfalls im wesentlichen L-förmige Steuerkurve im Isolierstoffgehäuse oder
in einer seitlichen Teilabdeckung der Reihenklemme eingreift.
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Weitere vorieilhafte Ausgestaltungen
sind den übrigen
Unteransprüchen
zu entnehmen.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter
Bezug auf die Zeichnung näher
beschrieben. Es zeigt:
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1, 2 zwei verschiedene Seitenansichten einer
ersten Reihenklemme mit abgenommener seitlicher Abdeckung;
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3a–f verschiedene Zustände beim
Be- und Entschalten einer Anschlussvorrichtung für eine Reihenklemme nach An
der 1 mit einem Leiter;
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4a–c eine Reihenklemme nach
An der 1 während drei
aufeinanderfolgender Betriebszustände beim Aufrasten auf eine
Tragschiene;
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5a, b zwei Ausschnittsvergrößerungen aus 4a und 4c.
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1 zeigt
eine Reihenklemme 1 mit einem Isolierstoffgehäuse 2,
welche Befestigungsmittel 3, 4 zum Aufrasten der
Reihenklemme auf eine hier hutartige Tragschiene 5 aufweist.
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Die Reihenklemme 1 ist ferner
mit hier beispielhaft vier Anschlussvorrichtungen 6 zum
Anschluss jeweils wenigstens eines Leiters 7 versehen, welche
jeweils einen Piercingkontakt 8 aufweisen, der wiederum
wenigstens eine Spitze 9 zum Durchdringen einer Leiterisolierung
und zum Kontaktieren der Leitungsadern des Leiters 7 aufweist.
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Der Leiter 7 wird mittels
eines kombiniert schwenkbaren und verschieblichen Betätigungselementes 10,
dem eine Betätigungsfeder 11,
hier eine Schrauben-Druckfeder, zugeordnet ist, selbsttätig auf
die Spitze 9 gedrückt,
so dass diese zunächst
die Leiterisolierung durchdringt und dann in das Bündel der
Leitungsadern eindringt. Diese Anschlussvorrichtung 6 eignet
sich für
einen Einsatz in elektrischen Geräten aller Art wie Reihenklemmen,
Schaltgeräten und
dgl. Besonders geeignet ist sie für die hier dargestellte Reihenklemme.
Die obere Feder ist dabei in 1 ff
dicker gestaltet als die unteren Federn 11, da sie auch
gleich beide oberen Anschlüsse
gemeinsam betätigen
könnte
(drei Federn).
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Die vier Anschlussvorrichtungen 6 liegen
relativ zur Tragschiene 5 in zwei Ebenen übereinander, wobei
die beiden äußeren Anschlussvorrichtungen relativ
zur Tragschiene 5 in der ersten, näher zur Tragschiene liegenden
Ebene und die beiden inneren Anschlussvorrichtungen 6 in
der zweiten, entfernteren Ebene liegen. Das Isolierstoffgehäuse 2 ist
entsprechend an der Oberseite symmetrisch angeschrägt. Für jede der
Anschlussvorrichtungen 6 sind Öffnungen zum Einführen der
Leiter 7 und von Betätigungswerkzeugen
wie Schraubendreher 13 im Isolierstoffgehäuse 2 vorgesehen.
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Die Betätigungselemente 10 sind
L-förmig ausgebildet,
wobei der Querschenkel 14 des L nach oben hin und die Längsschenkel 15 des
L jeweils nach innen hin gerichtet sind.
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Die Querschenkel 14 weisen
Bohrungen zur Aufnahme der Leiter 7 auf. In diese können die
Leiter 7 durch Öffnungen
an der Oberseite des Isolierstoffgehäuses 2 eingeführt werden.
Die Außenseiten
der Querschenkel weisen ferner zwei Ausnehmungen 16, 17 auf,
von denen die eine den Leiter 7 an dessen Außenumfang
abschnittsweise freigibt, damit der Piercingkontakt in den Leiter 7 eindringen
kann, wenn sich dieser dem Piercingkontakt annäheri und von denen die andere
bei Beschalten des Leiters 7 dazu dient, einen Vorsprung 18 im
Inneren des Isolierstoffgehäuses
aufzunehmen, welcher das Betätigungselement 10 beim
Beschalten führt,
d.h. hier ausrichtet und zentrieri.
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Eine weitere Ausnehmung 19,
hier an einem Ansatz 20 an der Außenseite des Grundschenkel 14 erleichtert
das Ansetzen des Schraubendrehers 13 beim Entschalten der
jeweiligen Anschlussvorrichtung 6.
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Die Betätigungsfeder 11 stützt sich
an der dem Piercingkontakt bzw. den Ausnehmungen 16, 17 abgewandten
Seite des Querschenkels 15 zwischen diesem und Anschlägen 21 im
Isolierstoffgehäuse 2 ab.
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Die nach innen gerichtet Längsschenkel 15 sind
an ihren senkrecht zur Hauptebene (Bildebene) gerichteten Außenseiten
einseitig oder beidseitig mit mindestens einem ersten Steuerzapfen 22 versehen, welcher
in eine ebenfalls im wesentlichen L-förmige Steuerkurve 23 im
Isolierstoffgehäuse
oder in einer seitlichen Teilabdeckung 24 der Reihenklemme
eingreift (zweite Verriegelungsvorrichtung).
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Die Längsschenkel 15 weisen
ferner an ihren vom Grundschenkel 14 abgewandten Ende wenigstens
einseitig oder beidseitig einen weiteren seitlichen Zapfen 25 auf,
der in ein Langloch 26 in der wenigstens einseitig oder
zweiseitig vorgesehenen Teilabdeckung 24 eingreifen.
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Im Bereich des Zapfens 25 bzw.
an ihren vom Grundschenkel 14 abgewandten Enden sind die Längsschenkel
ferner mit schlitzartigen Entriegelungsausnehmungen 27 ver sehen,
welche mit Verriegelungszapfen 28 zusammenwirken, welche
an den Enden von vier Armen eines Schiebers 29 angeordnet
sind (erste Verriegelungsvorrichtung). Der im Isolierstoffgehäuse senkrecht
zur Tragschiene verschiebliche bzw. bewegliche Schieber weist einen baumartigen
Aufbau auf, wobei seitlich eines Mittelteils 30 insgesamt
zwei mal vier symmetrisch zum Mittelteil 29 ausgerichtete
Arme 31 bis 38 ausgebildet sind (siehe hier auch 2, die weitere eigentlich
unsichtbare Linien zeigt).
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Vier der Arme, die Arme 31 bis 34,
erstrecken sich vom Mittelteil seitlich jeweils bis zu den Enden
der Längsschenkel 15 der
Betätigungselemente. Diese
Arme 31 bis 34 weisen an ihren Enden die Verriegelungszapfen 28 zum
Eingriff in die Ausnehmungen auf. Die beiden oberen Arme 31 und 32 bilden quasi
direkt die Verriegelungszapfen 28 aus.
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Zwei weitere Arme, die Federarme 35, 36 stützen sich
an Vorsprüngen 39, 40 im
Isolierstoffgehäuse 2 ab.
Diese Federarme 35, 36 dienen dazu, den Schieber 29 im
Isolierstoffgehäuse
im nicht auf eine Tragschiene aufgerasteten Zustand nach unten zu
drücken.
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Die beiden unteren, letzten Arme
erstrecken sich schräg
seitlich des Mittelteils von diesem weg nach unten in Richtung der
Befestigungsmittel 3, 4 zum Aufrasten der Reihenklemme
auf eine Tragschiene. Ihre vom Mittelteil jeweils abgewandten Enden
sind derart ausgebildet, dass sie beim Aufrasten der Tragschiene
auf den seitlichen Endabschnitten der Tragschiene zur Anlage kommen
und dass sie beim Aufrasten auf die Tragschiene gegen die Federkraft
der Federarme 35, 36 nach oben gedrückt werden,
was den gesamten Schieber 29 im Isolierstoffgehäuse nach
oben verschiebt bzw. bewegt.
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Bei der Erläuterung der Funktion dieser
Anordnung sind zwei Bereiche voneinander zu unterscheiden: die Funktion
einer durch das Aufrasten freigebbaren Verriegelungsvorrichtung
V1 und die Funktion der eigentlichen Anschlussvorrichtungen 6.
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Der Schieber 29 bildet im
Zusammenspiel mit den Enden der Längsschenkel 15 der
Betätigungselemente
und deren Entriegelungsausnehmungen 27 eine erste Verriegelungsvorrichtung
V1 bzw. hier eine Blockiervorrichtung für die hier beispielhaft vier
Anschlussvorrichtungen der Reihenklemme 2 aus.
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Die Funktion dieser Verriegelungsvorrichtung
V1 geht aus 4 und 5 hervor.
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In dem nicht auf eine Tragschiene 5 aufgerasteten
Ausgangszustand der 4a – also z.B. nach
dem Kauf der Reihenklemme 1 – drücken die Federarme 35, 36 den
Schieber 29 im Isolierstoffgehäuse nach unten in eine Verriegelungsposition,
in welcher die Verriegelungszapfen 28 an den Enden der
Längsschenkel 15 der
Betätigungselemente 10 unterhalb
der Entriegelungsausnehmungen 27 liegen. Die Klemme ist
derart gegen Fehlauslösungen gesperrt.
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Sodann wird beim Aufrasten der Reihenklemme 1 auf
die Tragschiene mittels deren einem freien Schenkel (4a und 5a) zunächst der eine der beiden unteren
Arme 37, 38 (4b)
und dann beim weiteren Aufrasten (4c und 5b) auch der andere der beiden
unteren Arme 37, 38 nach oben gedrückt, was
den gesamten Schieber 29 um die Dicke der Schenkel 5a und 5b der
Tragschiene 5 im Klemmengehäuse 2 nach oben drückt, bis
die Verriegelungszapfen 28 mit den Entriegelungsausnehmungen 27 fluchten.
In diesem Zustand ist ein Beschalten und Entschalten von Leiter
an den Anschlussvorrichtungen der Reihenklemme möglich, da die Verriegelungszapfen
in die Entriegelungsausnehmungen 27 eingreifen können, so
dass das Betätigungselement 10 bewegbar
ist.
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3a zeigen
am Beispiel einer Anschlussvorrichtung für die Reihenklemme der 1 die Funktion der Anschlussvorrichtungen 6 und
der zweiten Verriegelungsvorrichtungen V2.
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3a zeigt
die Ausgangsstellung. Der Steuerzapfen 22 in dem Querschenkel
der L-förmigen Steuerkurve
arretiert das Betätigungselement
in seiner Ausgangsstellung mit gespannter Betätigungsfeder 11.
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So dann wird ein Leiter in die Bohrungen
des Betätigungselementes 10 eingeführt (3b), was das Betätigungselement 10 im
Isolierstoffgehäuse 2 verschwenkt,
so dass das Betätigungselement
auf einer bogenförmigen
Bahn im Isolierstoffgehäuse 2 nach
unten bewegt wird (3c).
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Sobald der Steuerzapfen 22 aus
dem Querschenkel der L-förmigen
Steuerkurve 23 in den Längsschenkel
der Steuerkurve 23 eintritt, kann die Betätigungsfeder 11 ihre
Wirkung entfalten und das Betätigungselement
in Richtung der Spitze des Piercingkontaktes drücken, so die Leiterisolierung
durchstochen und die Leitungsadern kontaktiert werden (3d).
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Das Entschalten erfolgt mittels einer
Schraubendrehers, mit dem das Betätigungselement 10 unter
Durchführung
einer kombinierten Dreh- und Schiebebewegung im Langloch in seine
Ausgangsstellung zurückbewegt
wird, bis auch der Steuerzapfen wieder in den Querschenkel der Steuerkurve 23 eintritt
(3f).
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- 1
- Reihenklemme
- 2
- Isolierstoffgehäuse
- 3,
4
- Befestigungsmittel
- 5
- Tragschiene
- 5a
und 5b
- Schenkel
- 6
- Anschlussvorrichtungen
- 7
- Leiter
- 8
- Piercingkontakt
- 9
- Spitze
- 10
- Betätigungselement
- 11
- Betätigungsfeder
- 13
- Schraubendreher
- 14
- Querschenkel
- 15
- Längsschenkel
- 16,
17
- Ausnehmungen
- 18
- Vorsprung
- 19
- Ausnehmung
- 20
- Ansatz
- 21
- Anschläge
- 22
- Steuerzapfen
- 23
- Steuerkurve
- 24
- Teilabdeckung
- 25
- Zapfen
- 26
- Langloch
- 27
- Entriegelungsausnehmungen
- 28
- Verriegelungszapfen
- 29
- Schieber
- 30
- Mittelteil
- 31 – 38
- Arme
- 39,
40
- Vorsprünge
- V1,
V2
- Verriegelungsvorrichtungen