Die Erfindung betrifft eine Federkraftklemme zum Anschluss elektrischer Leiter, mit einem
Kontaktrahmen, bei der mittels einer im Bogen sich über dem Kontaktrahmen
erstreckenden Klemmfeder ein elektrischer Leiter gegen den Kontaktrahmen klemmbar
ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie ein Installationsschaltgerät mit einer
Federkraftklemme.
Federkraftklemmen der gattungsgemäßen Art werden beispielsweise als Anschlussvorrichtung
für elektrische Zu- und Abgangsleiter in Installationsschaltgeräten eingesetzt,
um ohne Zuhilfenahme von Werkzeug eine elektrische und mechanische Verbindung
der Leiter zu dem Installationsschaltgerät herzustellen. Installationsschaltgeräte können
beispielsweise Leitungsschutzschalter mit thermischem und magnetischem Auslöser
zur Gewährleistung eines Überlast- und Kurzschlussstromschutzes in nachgeschalteten
Stromkreisen sein.
Die DE 198 17 927 C1 offenbart eine solche gattungsgemäße Federkraftklemme. Dort
wird ein elektrischer Leiter in eine rechteckförmige Ausnehmung einer in ein Klemmengehäuse
eingebrachten Stromschiene mittels einer Blattfeder gegen die obere Kante
der Ausnehmung gedrückt.
Eine einfache und zuverlässige Kontaktierung von zwei oder mehreren Leitern an einer
solchen Federkraftklemme ist allerdings nicht möglich.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Federkraftklemme und ein
Installationsschaltgerät zu schaffen, bei denen der Anschluss von einem oder mehreren
Leitern vereinfacht und zuverlässiger gestaltet wird.
Die Aufgabe wird bezüglich der Federkraftklemme gelöst durch die kennzeichnenden
Merkmale des Anspruchs 1 und hinsichtlich des Installationsschaltgerätes durch die
kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 15.
Erfindungsgemäß also weist der Kontaktrahmen mehrere Stecköffnungen und eine
Halteöffnung auf. Die Klemmfeder ist an einem ersten freien Ende in der Halteöffnung
an dem Kontaktrahmen gehalten. An ihrem zweiten freien Ende ist sie durch eine oder
mehrere schlitzförmige Ausnehmungen in eine der Anzahl an Stecköffnungen entsprechende
Anzahl fingerartiger Fortsätze geteilt, so dass jeder der Fortsätze durch jeweils
eine der Stecköffnungen geführt und in jeder der Stecköffnungen von jeweils einem der
Fortsätze ein Leiter festklemmbar ist.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Federkraftklemme liegt darin, dass jeweils für einen
anzuschließenden Leiter eine eigene Stecköffnung vorgesehen ist, in der ein Leiter mit
einem dieser Stecköffnung zugeordneten Fortsatz der Klemmfeder festklemmbar ist,
unabhängig davon, ob in dem oder den anderen Stecköffnungen sich auch Leite befinden.
Die Klemmfeder ist ein einziges Bauteil, das durch die schlitzförmigen Ausnehmungen
in mehrere funktional gleichwirkende, aber räumlich getrennt und auch unabhängig
voneinander funktionierende Teil-Federn aufgeteilt ist. So kann beispielsweise
bei zwei Stecköffnungen in einer der beiden Stecköffnungen ein Leiter festgeklemmt
sein, in der anderen nicht. Später kann der ein zweiter Leiter in die zweite Stecköffnung
hinzugefügt und/oder der erste Leiter aus der ersten Stecköffnung wieder entfernt werden.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Federkraftklemme ist die einfache Montagemöglichkeit
für die Klemmfeder. Diese kann in die Halteöffnung mit ihrem der Halteöffnung
angepassten freien ende eingesetzt werden und ist an dem Kontaktrahmen
gehalten.
In einer besonders vorteilhaften Variante der Erfindungsgemäßen Federkraftklemme
weist der Kontaktrahmen zwei Stecköffnungen und eine Halteöffnung auf, und die
Klemmfeder ist an einem ersten freien Ende in der Halteöffnung an dem Kontaktrahmen
gehalten, und an ihrem zweiten freien Ende durch eine schlitzförmige Ausnehmung
in zwei fingerartige Fortsätze geteilt, so dass jeder der beiden Fortsätze durch
jeweils eine der Stecköffnungen geführt und in jeder der beiden Stecköffnungen von
jeweils einem der Fortsätze ein Leiter festklemmbar ist. Diese Ausführungsform ist besonders
platzsparend und deckt einen großen Teil der beim Einsatzfälle von Installationsschaltgeräten
ab.
In besonders vorteilhafter Weise ist der Kontaktrahmen durch Stege in Stecköffnungen
und eine Halteöffnung geteilt. Einer der Stege kann dabei gleichzeitig ein Überdehnungsschutz
für die Federfortsätze sein. Das bedeutet, dass dieser Steg den maximalen
Federweg begrenzt, so dass die Klemmfeder nicht über einen maximal zulässigen
Bereich hinaus verbogen werden kann. Dadurch ist eine dauerhaft gleichbleibende
Klemmkraftwirkung der Klemmfeder gewährleistet.
Zwei Stege können dabei als Quersteg und Längssteg in T-Form in dem Kontaktrahmen
angeordnet sein, so dass dadurch zwei Stecköffnungen und eine Halteöffnung
entstehen. Die Halteöffnung kann dann beispielsweise oberhalb des Quersteges und
die Stecköffnungen können unterhalb des Quersteges und beiderseits des Längssteges
in dem Kontaktrahmen angeordnet sein. In diesem Fall fungiert der Quersteg als
Überdehnungsschutz für die Federfortsätze der Klemmfeder.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist die Klemmfeder U-förmig gebogen.
In einer weiterhin besonders vorteilhaften Ausführungsform kann die Klemmfeder zusätzlich
an einem von der Verzweigung der Federfortsätze in Richtung ihres ersten
freien Endes hin ausgehenden Teilabschnittes in Längsrichtung geschlitzt sein. Der
Vorteil eines solchen zusätzlichen Schlitzes liegt in einer weiteren Entkopplung der einzelnen
Federfortsätze voneinander.
Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn der Kontaktrahmen eine rechteckige Außenkontur hat
und auch die Stecköffnungen und die Halteöffnung rechteckförmig ausgebildet sind.
Ein freies Ende des Kontaktrahmens kann in sehr vorteilhafter Weise als Anschlussteil
für die Befestigung eines elektrischen Abgangsleiters ausgebildet und zur Einsteckrichtung
des Leiters hin ausgerichtet sein. Der Abgangsleiter, der beispielsweise bei Verwendung
der erfindungsgemäßen Federkraftklemme als Anschlussklemme in einem
Installationsschaltgerät der Leiter des inneren Hauptstrompfades Strompfades ist, kann
an diesem Anschlussteil beispielsweise angeschweißt sein. Das Ausrichten des Anschlussteils
hin zur Einsteckrichtung des einzusteckenden Leiters bewirkt eine weitere
Platzersparnis bei Einbau der erfindungsgemäßen Federkraftklemme in einem Installationsschaltgerät.
An dem dem Anschlussteil gegenüberliegenden Ende des Kontaktteils kann weiterhin
ein Justagekontaktteil, beispielsweise in Form eines U-förmig gebogenen Bleches, angeformt
sein. Eins solches Justagekontaktteil wird bei der automatisierten Justage im
Zuge der Fertigung von Installationsschaltgeräten mit thermischem Auslöser (Bimetall-Auslöser)
zum Kontaktieren des thermischen Auslösers benötigt. Bei der erfindungsgemäßen
Federkraftklemme lässt sich das Justagekontaktteil vorteilhafterweise in einer
integrierten Baueinheit mit dem Kontaktkörper darstellen.
Schließlich bildet bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen
Federkraftklemme das Justagekontaktteil mit jedem der Federfortsätze einen
solchen Winkel, dass dadurch eine Trichterfunktion zur Erleichterung derEinführung
der Leiterendstücke in die Stecköffnungen realisiert ist.
Ein erfindungsgemäßes Installationsschaltgerät mit wenigstens einer erfindungsgemäßen
Federkraftklemme zeichnet sich dadurch aus, dass das Klemmengehäuse in das
Schaltgerätegehäuse integriert ist. Dies kann beispielsweise vorteilhafterweise so geschehen,
dass die Federkraftklemme im Bereich des Klemmenaufnahmeraums des
Installationsschaltgerätes an den Innenseiten der Gehäuseschalen gehalten ist. Der
Vorteil eines solchen erfindungsgemäßen Installationsschaltgerätes mit einer erfindungsgemäßen
Federkraftklemme liegt in der kostengünstigen Fertigung. Die Federkraftklemme
selbst benötigt kein eigenes Isolierstoffgehäuse, wodurch die Stückkosten
für dieses Bauteil sinken: Sie ist im Zuge einer automatisierten Installationsschaltgerätefertigung
als vorgefertigte Baugruppe, möglicherweise bereits mit dem angeschweißten
Abgangsleiter, maschinell in den Klemmenaufnahmeraum der Gehäuseschalen
des Installationsschaltgerätes einsetzbar. Die Gehäuseschalen des Installationsschaltgerätes
weisen dazu entsprechende, an die Geometrie der Federkraftklemme angepasste,
Haltevorrichtungen auf, im Allgemeinen Nuten und Vorsprünge.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung und weitere
Vorteile sind den weiteren Unteransprüchen zu entnehmen.
Anhand der Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt
sind, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen
der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.
Es zeigen:
- Fig. 1
- eine erfindungsgemäße Federkraftklemme und
- Fig. 2
- schematisch eine erfindungsgemäße Federkraftklemme in Einbaulage in
einem erfindungsgemäßen Installationsschaltgerät
Die Figur 1 zeigt eine Federkraftklemme 1 mit einem rechteckförmigen Kontaktrahmen
3. Ein freies Ende 5 des Kontaktrahmens ist als ebenfalls rechteckförmiges Anschlussteil
5 ausgebildet und in Richtung auf die Klemmfeder 7 hin abgewinkelt. Am freien ende
des Anschlussteils 5 ist ein rechteckiges Kontaktblech 29 angeformt, welches sich
über etwa die halbe Breite des Anschlussteils 5 erstreckt. An das Kontaktblech 29 kann
ein Abgangsleiter angebracht, beispielsweise angeschweißt, werden, wenn die Federkraftklemme
in einem Installationsschaltgerät eingebaut wird.
Der Kontaktrahmen ist durch zwei in T-Form angeordnete Stege, einen Quersteg 31
und einen Längssteg 33, in zwei Stecköffnungen 9, 11 und eine Halteöffnung 13 unterteilt.
Die Einsteckrichtung der Leiter in die Stecköffnungen ist mit dem Pfeil E gekennzeichnet.
Entgegen der Einsteckrichtung E überspannt den Kontaktrahmen die U-förmig gebogene
Klemmfeder 7.
Die Klemmfeder 7 ist mit ihrem ersten freien Ende 15 in der Halteöffnung 13 gegen deren
Haltekante 35 gedrückt und dadurch an dem Kontaktrahmen 3 gehalten. An ihrem
anderen freien Ende ist die Klemmfeder 7 durch eine schlitzförmige Ausnehmung 17 in
zwei fingerförmige Federfortsätze 23, 25 geteilt, die von einer Verzweigungskante 19
ausgehend durch jeweils eine der Stecköffnungen 9, 11 geführt sind.
Die Klemmfeder 7 ist außerdem an dem von der Verzweigungskante 19 in Richtung auf
die Haltekante 35 hin laufenden Teilabschnitt in einem Teilbereich, beginnenden an der
Verzweigungskante 19, durch einen Längsschlitz 21 geschlitzt.
Durch die schlitzförmige Ausnehmung 17 und den Längsschlitz 21 ist bewirkt, dass die
Federfortsätze 23, 25 der Klemmfeder 7 unabhängig voneinander, ohne sich gegenseitig
zu beeinflussen, gebogen werden können. Dadurch wird erreicht, dass in jede der
beiden Stecköffnungen 9, 11 ein Leiter eingesteckt und darin durch den dieser Stecköffnung
zugeordneten Federfortsatz 23, 25 festgeklemmt werden kann, unabhängig
davon, ob in der anderen Stecköffnung 11, 9 ebenfalls ein Leiter eingesteckt ist oder
nicht. Die Klemmkraft der beiden Federfortsätze 23, 25 ist weitgehend unbeeinflusst
davon, ob in einem oder in beiden Stecköffnungen 9, 11 ein Leiter eingeführt ist.
Ohne einen eingeführten Leiter- diese Situation ist in Fig. 1 dargestellt - liegen die Federfortsätze
23, 25 an einer dem Quersteg 31 gegenüberliegenden Kontaktkante 37
der Stecköffnungen 9, 11 an.
Im Anschluss an die Kontaktkante 37 ist an den Kontaktrahmen 3 ein U-förmiges Blech
27 mit einem freien Ende eines Schenkels angeformt, dessen Breite der Breite des
Kontaktrahmens 3 entspricht. Der angeformte Schenkel bildet mit dem Kontaktrahmen
3 einen stumpfen Winkel α. Auf diese Weise entsteht zwischen dem Blech 27 und den
Federfortsätzen 23, 25 ein spitzer Winkel derart, dass dadurch eine trichterförmige Einsteckführung
für in die Stecköffnungen 9, 11 einzusteckende Leiter gegeben ist. Die
Funktion des Bleches 27 ist die eines Justagekontaktteiles. Wenn die Federkraftklemme
1 in ein Installationsschaltgerät eingebaut ist, so dient das durch das Blech 27 realisierte
Justagekontaktteil dazu, einen elektrischen Kontakt für die automatisierte thermische
Justage des thermischen Auslösers des Installationsschaltgerätes zur Verfügung
zu stellen.
Das Einführen eines Anschlussleiters wird durch die trichterförmige Öffnung, gebildet
aus den Federfortsätzen 23, 25 und dem Blech 27, erleichtert. Ein in eine Einstecköffnung
9, 11, entgegen dem Federfortsatz 23, 25 eingeführtes Anschlussleiterstück
drückt das freie Ende des dieser Einstecköffnung zugeordneten Federfortsatzes 23, 25
in Richtung auf den Quersteg 31. Durch die rückstellende Federkraft wird das Anschlussleiterstück
dann von dem freien Ende des entsprechenden Federfortsatzes 23,
25 gegen die Kontaktkante 37 gedrückt, so dass ein mechanischer und elektrischer
Kontakt entsteht.
Der Quersteg 31 wirkt dabei als Überlastschutz für die Federfortsätze 23, 25. Denn weiter
als bis zu dem Quersteg 31 lassen sich die Federfortsätze 23, 25 nicht drücken.
Dadurch kann sicher vermieden werden, dass die Federfortsätze 23, 25 über ihren elastischen
Bereich hinaus verbogen werden und so durch dauerhafte Verformung ihre
Federeigenschaften verschlechtert werden.
Fig. 2 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Federkraftklemme 120 in Einbaulage
in dem Klemmenaufnahmeraum eines Installationsschaltgerätes 100. Das Installationsschaltgerät
100 ist schematisch in Aufsicht auf eine geöffnete Isolierstoffgehäuseschale
dargestellt. Es sind die vordere Frontseite 104, die hintere Frontseite 106, die hintere
Schmalseite 108 und die Befestigungsseite 102 gezeigt. Andere wesentliche Funktionsbäugruppen
des Installationsschaltgerätes sind in der Fig. 2 der Übersichtlichkeit
wegen nicht dargestellt.
Im Bereich zwischen der hinteren Schmalseite 108, der Befestigungsseite 102 und der
hinteren Frontseite 106 ist in den Gehäuseschalen der Klemmenaufnahmeraum gebildet.
Die Federkraftklemme 120 ist dort in der in Fig. 2gezeigten Lage durch - hier nicht
dargestellte - Haltevorrichtungen fixiert. Solche Haltevorrichtungen sind in der Regel an
die Innenseite der Gehäuseschalen angeformte Nuten oder Vorsprünge.
In der hinteren Gehäuseschmalseite 108 ist eine Leiteröffnung 114 durch eine Aussparung
gebildet. Ins Gehäuseinnere ragende Führungsstege 126, 126a bilden einen von
der Leiteröffnung 114 aus ins Gehäuseinnere ragenden Einführtrichter, durch den ein
Anschlussleiter 128 beim Einführen seines abisolierten Anschlussendes in Richtung auf
die Stecköffnung 124 im Kontaktrahmen 125 der Federkraftklemme 120 hingeführt
wird.
An der Federkraftklemme 120 wird das Anschlussende des Anschlussleiters 128 außerdem
noch durch die aus dem in die Stecköffnung 124 ragenden Federfortsatz 122
und dem an den Kontaktrahmen 125 angeformten Justagekontaktteil 134 gebildeten
Einführungstrichter in die Stecköffnung 124 hineingeführt.
Durch das freie Ende der in der Halteöffnung 133 an der Haltekante 132 gehaltene, U-förmig
über dem Kontaktrahmen 125 gebogene Klemmfeder 121 wird das abisolierte
Anschlussende des Anschlussleiters 128 federnd gegen die Kontaktkante 130 der
Stecköffnung 124 im Kontaktrahmen 125 gedrückt, so dass dadurch der elektrische
und mechanische Kontakt zwischen dem Anschlussleiter und der Federkraftklemme
zustande kommt.
Ein Überdehnen der Klemmfeder 121 wird durch den Quersteg 127 im Kontaktrahmen
125 verhindert, der den Kontaktrahmen in die Halteöffnung 133 und die Stecköffnungen
124, von denen hier in der Schnittdarstellung nur eine zu sehen ist, unterteilt.
In Höhe des Justagekontaktteils 134 ist in der hinteren Gehäuseschmalseite 108 eine
Kalibrieröffnung 112 ausgespart, durch die beim automatisierten Kalibrieren ein Kalibrierkontaktstift
mit dem Justagekontaktteil 134 in Kontakt gebracht werden kann. Bei
dem fertig kalibrierten Installationsschaltgerät ist die Kalibrieröffnung 112 dann durch
einen Deckel verschlossen.
In Höhe der Klemmfeder 121 ist in der hinteren Gehäusefrontseite 106 eine Löse-Öffnung
110 ausgespart, die so bemessen ist, dass ein handelsüblicher Schraubendreher
hindurchpasst. Zum Lösen der Klemmverbindung wird dann mit einem durch die
Lose-Öffnung 110 geführten Schraubendreher die Klemmfeder 121 von dem Anschlussleiter
weggedrückt, so dass der Anschlussleiter 128 entnommen werden kann.
Hierbei verhindert auch wieder der Quersteg 127 ein Überdehnen der Klemmfeder 121.
An dem in stumpfem Winkel in Richtung auf den eingesteckten Anschlussleiter 128 hin
gebogenen Anschlussteil 135 des Kontaktrahmens 125 ist ein Abgangsleiter 136 angeschweißt.