EP2319127B1 - Klemmenbauelement - Google Patents

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EP2319127B1
EP2319127B1 EP09777637.1A EP09777637A EP2319127B1 EP 2319127 B1 EP2319127 B1 EP 2319127B1 EP 09777637 A EP09777637 A EP 09777637A EP 2319127 B1 EP2319127 B1 EP 2319127B1
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EP
European Patent Office
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clamping
spring
actuating
clamping spring
leg
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EP09777637.1A
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English (en)
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EP2319127A1 (de
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Hans-Josef Köllmann
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Wago Verwaltungs GmbH
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Wago Verwaltungs GmbH
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Publication date
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Application filed by Wago Verwaltungs GmbH filed Critical Wago Verwaltungs GmbH
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Publication of EP2319127A1 publication Critical patent/EP2319127A1/de
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    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/28—Clamped connections, spring connections
    • H01R4/48—Clamped connections, spring connections utilising a spring, clip, or other resilient member
    • H01R4/4809—Clamped connections, spring connections utilising a spring, clip, or other resilient member using a leaf spring to bias the conductor toward the busbar
    • H01R4/48185—Clamped connections, spring connections utilising a spring, clip, or other resilient member using a leaf spring to bias the conductor toward the busbar adapted for axial insertion of a wire end
    • H01R4/48275—Clamped connections, spring connections utilising a spring, clip, or other resilient member using a leaf spring to bias the conductor toward the busbar adapted for axial insertion of a wire end with an opening in the housing for insertion of a release tool
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    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
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    • H01R9/22—Bases, e.g. strip, block, panel
    • H01R9/24—Terminal blocks

Definitions

  • the invention relates to a terminal device with a Isolierstoffgeophuse and at least one spring clip for clamping an electrical conductor, wherein the spring clip a busbar piece and extending in L Lucassersteckungscardi with a free terminal end in the direction of the busbar piece and forming a terminal point for the electrical conductor against the busbar piece has resilient clamping spring, and wherein in the insulating housing at least one leading to an associated terminal point conductor insertion opening and each one arranged adjacent to a conductor insertion opening and for introducing an actuating tool and opening the associated clamping spring with the actuating tool provided actuating channel.
  • the actuating channel opens in a transversely to the longitudinal direction of the clamping point for the electrical conductor adjacent the actuating portion of the clamping spring, so that nip and actuating portion on the width of the clamping spring are adjacent to each other and that respectively defined by the major axes of the conductor insertion openings and the actuating channel planes transverse to Longitudinal direction of the clamping spring in the region of the clamping point, the width of the clamping spring cutting, parallel to each other.
  • Such terminal components are sufficiently well known, for example, as modular terminal blocks or as input / output modules of a fieldbus system which can be connected to field devices via the spring terminals and are used in particular in automation technology.
  • the spring terminals with their clamping spring provide a long-term stable, vibration-proof contact for an electrical conductor. To open the nip, however, an actuation of the clamping spring against the spring restoring force is necessary.
  • clamping springs are for example off DE 299 15 515 U1 . EP 0 335 093 B1 . GB 1 593 321 . AT 376 524 B and DE 28 26 978 C2 in the insulating material housing integrated operating lever known to press in the direction of the width of the clamping springs in addition to the terminal point for the electrical conductor on the clamping spring.
  • the actuating direction of the actuating lever differs from the conductor insertion direction, so that the spring terminals occupy a relatively large width.
  • Terminal elements are known in which obliquely to the conductor insertion opening actuating channels are provided to actuate a clamping spring.
  • the clamped by the main axes of the conductor insertion openings and the actuating channel in each case and the clamping spring in the region of the clamping point transverse to the longitudinal direction over the width of the clamping spring intersecting planes are at an angle to each other.
  • the actuating channels assigned to the conductor insertion openings occupy a relatively large space.
  • DE 195 04 092 B4 discloses a spring clip for an electrical conductor, wherein a conductor insertion opening is arranged in the deflection of a tension spring parallel to an actuating channel. While the conductor insertion opening opens into a clamping portion at the free end of the tension spring, the actuating channel is aligned on an opposite, adjoining the one spring bow actuating portion of the tension spring to open the tension spring from there with a pressure pin.
  • US 5,348,496 A describes a spring clip with a extending over a spring bow to the terminal end clamping spring, wherein the electrical conductor in the region of the terminal end and along the extension direction of the clamping spring between the conductor insertion opening and spring bow an actuating opening for a Actuating tool is provided.
  • EP 1 353 407 A1 describes a connection device for a conductor with a clamping spring and a bus bar, which is arranged in a metal cage. Again, the actuation takes place at a region of the clamping leg between clamping leg end and spring bow.
  • EP 1 575 130 A1 discloses a spring-loaded terminal in the height of the clamping spring in the rear housing front side a release opening for insertion of a commercially available screwdriver is provided. The application of a force by the actuating tool on the clamping leg of the clamping spring takes place in the region between clamping leg end and spring bow.
  • a circuit board connector with a clamping spring which can be actuated by an actuating push-button.
  • the actuating pushbutton acts on the clamping leg end and is introduced into the insulating material housing offset by 90 ° relative to the conductor insertion opening.
  • the area of the clamping leg end located next to the support of the actuating lever is used for clamping an electrical conductor.
  • US 6,056,585 A is a generic terminal device known.
  • the conductor insertion opening and the operation openings having a circular cross-section are merged with each other, so that the conductor insertion opening provides a lateral space for insertion of a cross-sectionally round operation rod when an electrical conductor is inserted into the conductor insertion opening.
  • the clamping spring Seen over the width of the clamping spring in the region of the clamping point, the clamping spring is divided into two and has an optimized for clamping the electrical conductor clamping portion and an optimized for operation with an operating tool on the actuating channel operating portion.
  • the deflection of the spring can be limited.
  • the bent-back portion of the abutment leg thus forms an overload protection by this abuts in the actuated state of the clamping spring to the plant leg or the insulating material.
  • an improved guidance of an actuating tool is achieved by the bending back of the clamping leg, so that the risk of jamming of the actuating tool is reduced by the clamping spring.
  • the cross section of the actuating channel transverse to the longitudinal direction of the free end of the clamping spring in the direction of the width of the clamping spring is narrower than transverse to the width of the clamping spring.
  • At least one clamping spring is bent over from an abutment leg, which extends essentially parallel to the main axis of the conductor insertion opening and bears against the insulating housing, with a spring bow. Then a clamping leg extends in the direction of the busbar, which adjoins the spring bow.
  • a cage tension spring essentially simply U-shaped bent clamping spring is with the plant leg, or the clamping leg opposite, set in the insulating housing and possibly on or in the busbar.
  • the free end of the abutment leg can be inserted, for example, in an opening in the busbar.
  • the clamping leg of the at least one clamping spring may be bent back in the mouth region of the actuating channel in the direction of the abutment leg, while extending in the direction of the width of the clamping spring adjacent clamping portion of the clamping spring for the electrical conductor from the plant leg away.
  • an overload stop is provided, which is adapted to the clamping point forming free terminal end of the clamping spring such that in an attempt to excessive deflection of the clamping spring by an electrical conductor, the free terminal end abuts the overload stop.
  • the terminal device may be an active or passive device.
  • two or more spring terminals may be simply connected together by the one common bus bar to thereby electrically connect conductors clamped to the spring terminals.
  • a terminal component may be, for example, an input / output module for clamping field devices, wherein on the side surfaces of the insulating housing terminal contacts for establishing a data bus and / or a power supply are arranged when two or more terminal components are snapped directly adjacent to each other on a top hat rail , It is advantageous in this case if the insulating housing has snap-in hooks for latching the terminal component onto a DIN rail.
  • FIGS. 1a ) to d) can be seen a partial section through a terminal device 1 in cross section with an actuating sequence.
  • FIG. 1a shows the partial section of the terminal component 1 in the unactuated state. It can be seen that in a Isolierstoffgeophuse 2 a conductor insertion opening 3 is introduced, which leads to a spring terminal, which is formed in a conventional manner from a busbar piece 5 and a substantially U-shaped bent clamping spring 6.
  • the clamping spring 6 has a fixed in Isolierstoffgeophuse 2 and / or the busbar section 5 contact section 7, an adjoining spring bow 8 and adjoining the spring bow 8 clamping leg 9, the free end 10 in the rebound (relaxed) state at a projection 11 of Busbar piece 5 is applied and forms a terminal point for an electrical conductor in this area.
  • clamping leg 9 over the width of the clamping spring 6, d. H. in the cross-sectional view in the direction transverse to the longitudinal direction L of the clamping leg 9 and transversely to the spring direction F of the clamping spring 6 is divided into two parts such that an adjoining the terminal point and abutting the busbar piece clamping portion of the free end 10 extends in the direction of busbar piece 5, while an over the width of the clamping spring 6 adjacent operating portion 12 is slightly bent back in the direction of the plant leg 6. It can be seen that the deflection takes place at an angle of approximately 15 to 45 degrees from the longitudinal extension direction of the free end 10 forming the nip. The free end of the actuating portion need not point to the plant leg 7 in the relaxed state of the clamping spring 6, but is still bent back in the direction of plant leg compared to the free end.
  • an overload stop Ü is provided on the insulating housing 2 or a portion of the busbar piece 5, which is adapted to the clamping point forming free terminal end 10 of the clamping spring 6 such that in an attempt to excessive deflection of the clamping spring 6 by an electrical conductor, the free Terminal end 10 abuts the overload stop Ü.
  • This also provides protection against overloading by the electrical conductor, for example due to an impermissibly bent conductor end or an excessively large conductor cross-section.
  • FIG. 1b can detect the state of the terminal device 1 when actuated by a screwdriver 13, which is arranged in a arranged adjacent to the conductor insertion opening 3 and based on the illustrated cross section in the same alignment extending actuating channel 14.
  • the actuating channel 14 extends so far that the free end of the screwdriver 13 can reach the actuating portion 12 and pushes the clamping leg 9 with the narrow side edge of the screwdriver 13 in the direction of plant leg 7.
  • the operating section 12 opposite narrow side edge of the screwdriver 13 rests against the insulating housing 2.
  • Figure 1c can detect the operating state of the clamping device 1, wherein the clamping spring 6 by the screwdriver 13 as in the FIG. 1b ) is open and now an electrical conductor 15 is inserted with a stripped at the end of the free conductor end in the conductor insertion channel 3.
  • the clamping point By the bending back of the clamping leg 9 against the spring force in the direction of plant leg 7, the clamping point forming free end 10 of the clamping leg 9 as far from the conductor insertion area sprung out that the electrical conductor 15 can be easily inserted into the insulating housing 2 and the spring clip.
  • Figure 1d reveals the final clamping state in which the screwdriver 13 is now pulled out of the actuating channel 14 and the operating portion 12 is released in this way.
  • the clamping spring 6 can thereby spring back with its clamping leg 9 in the direction of busbar piece, so that the free, forming a nip end 10 abuts the stripped free end of the electrical conductor 15 and this against the busbar 5 and in particular against the projection 11 of the bus bar 5 presses.
  • the projection 11 of the busbar 5 By the projection 11 of the busbar 5, a defined contact point with the smallest possible contact surface is ensured, so that the available spring force can be concentrated on this smallest possible contact surface, as is known.
  • the terminal component 1 offers by running in the transverse direction parallel to the conductor insertion direction operating channel 14 and the provision of the actuating portion in the width direction of the clamping spring 6, the possibility of a very space-saving design.
  • the same opening can be used in principle for the actuating channel 14 and the conductor insertion opening 3. It is also conceivable that between actuation channel 14 and conductor insertion opening 3, a (thin) wall of insulating material is provided, which is made integral with the insulating material 2.
  • FIG. 2 shows a cross-sectional view of a terminal component 1 in partial section with the spring leg 9 rebounded in the rest position and in the actuating position in the direction of the plant leg 7 bent-back clamping leg 7. From the operating position shown in the left half is clear that the bent in the direction of plant leg 7 actuating portion 12 abuts with its free end of the clamping leg 9 on the plant leg 7, when the
  • Screwdriver 13 is inserted into the actuating channel 14. A further deflection and overloading of the clamping spring 6 is thereby prevented.
  • the contact leg 7 of the clamping spring 6 with its free end dips into an opening of the busbar piece 5 in order to fix the clamping spring 6 to the busbar piece 5.
  • the busbar piece 5 itself is bent approximately U-shaped to provide at its bottom a stop surface for the electrical conductor 15 and with its upwardly bent free end a nip.
  • FIG. 3 leaves a longitudinal section through the clamp component 1 FIG. 2 recognize in partial section.
  • the conductor insertion opening 3 is spatially separated by an intermediate wall 16 of insulating material of the insulating housing 2 of the actuating channel 14.
  • the actuating channel extends in cross-section, ie in the direction of the width of the clamping spring 6, in alignment with the conductor insertion opening 3, while the main axis of the actuating channel 14 is in longitudinal section (FIG. FIG. 3 ) is slightly tilted (5 to 25 degrees) to the main axis of the conductor insertion opening 3 is tilted.
  • the actuating channel is tapered from the upper opening down to the spring clamp in longitudinal section and thus adapted to the tapered contour conventional screwdriver 13 accordingly.
  • FIG. 4 shows a plan view of the terminal components 1 from FIGS. 1 to 3 in the area of a nip. It is clear that by the operation of the spring clip with a screwdriver and the thus arranged arrangement of the actuating channel 14 in the width direction of the clamping spring 6 in addition to the conductor insertion opening 3 a balanced in length and width, approximately square space distribution results. On the other hand, results in the in FIG. 5 illustrated conventional terminal components 1 a unequal in width and length space.
  • the terminal device 1 according to the invention allows by the balanced distribution of clamping spring 6, actuating channel 14 and conductor insertion opening 3, a placement of the spring terminals in a uniform grid. Due to the greater width of the clamping spring 6 in comparison to the in FIG. 5 As shown in the conventional variant, it is possible to reduce the thickness of the spring plate, whereby the radius of the spring bow can also be reduced without sacrificing spring force. This leads to a reduction in size.
  • the terminal component 1 can be, for example, a terminal block in which two or more terminal points are connected to one another via the busbars 5.
  • Such terminal blocks are known per se. They may also be equipped with electrical and / or electronic components, such as relays, fuses, etc., to form so-called functional terminals, such as isolating and measuring terminals, fuse terminals, initiator and actuator terminals, diode terminals, LED terminals,
  • functional terminals such as isolating and measuring terminals, fuse terminals, initiator and actuator terminals, diode terminals, LED terminals
  • terminal components are modules for automation technology, such as fieldbus couplers and connected input / output modules, which are connected via the spring terminals with fieldbus devices.
  • connection contacts for establishing a data bus and / or a power power supply protrude on the side walls of the insulating material, when terminal components adjacent to each other are placed side by side on a DIN rail (see. DE 44 02 002 B4 ).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Klemmenbauelement mit einem Isolierstoffgehäuse und mit mindestens einer Federklemme zum Anklemmen eines elektrischen Leiters, wobei die Federklemme eine Stromschienenstück und eine sich in Längsersteckungsrichtung mit einem freien Klemmende in Richtung des Stromschienenstücks erstreckende und unter Bildung einer Klemmstelle für den elektrischen Leiter gegen das Stromschienenstück federnde Klemmfeder hat, und wobei im Isolierstoffgehäuse mindestens eine zu einer zugeordneten Klemmstelle führende Leitereinführungsöffnung und jeweils ein neben einer Leitereinführungsöffnung angeordneter und zum Einführen eines Betätigungswerkzeugs und Öffnen der zugeordneten Klemmfeder mit dem Betätigungswerkzeug vorgesehener Betätigungskanal ist. Der Betätigungskanal mündet in einem quer zur Längserstreckungsrichtung an die Klemmstelle für den elektrischen Leiter angrenzenden Betätigungsabschnitt der Klemmfeder, so dass Klemmstelle und Betätigungsabschnitt auf der Breite der Klemmfeder nebeneinander liegen und dass die durch die Hauptachsen der Leitereinführungsöffnungen und des Betätigungskanals jeweils aufgespannten Ebenen, die quer zur Längserstreckungsrichtung der Klemmfeder im Bereich der Klemmstelle die Breite der Klemmfeder schneidenden, parallel zueinander sind.
  • Derartige Klemmbauelemente sind beispielsweise als Reihenklemmen oder als mit Feldgeräten über die Federklemmen verbindbaren Ein-/Ausgabe-Modulen eines Feldbussystems an sich hinreichend bekannt und werden insbesondere in der Automatisierungstechnik eingesetzt. Die Federklemmen bieten mit ihrer Klemmfeder einen langzeitstabilen, rüttelfesten Kontakt für einen elektrischen Leiter. Zum Öffnen der Klemmstelle ist allerdings eine Betätigung der Klemmfeder entgegen der Federrückstellkraft notwendig.
  • Zur Betätigung von Klemmfedern sind beispielsweise aus DE 299 15 515 U1 , EP 0 335 093 B1 , GB 1 593 321 , AT 376 524 B und DE 28 26 978 C2 in das Isolierstoff gehäuse integrierte Betätigungshebel bekannt, die in Richtung der Breite der Klemmfedern neben der Klemmstelle für den elektrischen Leiter auf die Klemmfeder drücken. Die Betätigungsrichtung des Betätigungshebels unterscheidet sich dabei von der Leitereinführungsrichtung, so dass die Federklemmen eine relativ große Baubreite einnehmen.
  • Beispielsweise aus DE 27 24 354 C2 und DE 79 11 182 U1 sind Klemmenbauelemente bekannt, bei denen schräg zur Leitereinführungsöffnung Betätigungskanäle vorgesehen sind, um eine Klemmfeder zu betätigen. Die durch die Hauptachsen der Leitereinführungsöffnungen und des Betätigungskanals jeweils aufgespannten und die Klemmfeder im Bereich der Klemmstelle quer zur Längserstreckungsrichtung über die Breite der Klemmfeder schneidenden Ebenen stehenden im Winkel zueinander. Dies hat zur Folge, dass die den Leitereinführungsöffnungen zugeordneten Betätigungskanäle einen relativ großen Raum einnehmen.
  • DE 195 04 092 B4 offenbart eine Federklemme für einen elektrischen Leiter, bei dem eine Leitereinführungsöffnung in Auslenkrichtung einer Zugfeder parallel zu einem Betätigungskanal angeordnet ist. Während die Leitereinführungsöffnung in einen Klemmabschnitt am freien Ende der Zugfeder mündet, ist der Betätigungskanal auf einen gegenüberliegenden, sich an den einen Federbogen anschließenden Betätigungsabschnitt der Zugfeder ausgerichtet um die Zugfeder von dort aus mit einem Druckstift zu öffnen.
  • Eine derartige rückwärtige Betätigung ist auch für eine U-förmig gebogene Klemmfeder aus der DE 299 15 512 U1 bzw. EP 1 081 790 A2 bekannt.
  • US 5,348,496 A beschreibt eine Federklemme mit einer sich über einen Federbogen bis zum Klemmende erstreckenden Klemmfeder, wobei der elektrische Leiter im Bereich des Klemmendes und entlang der Erstreckungsrichtung der Klemmfeder zwischen Leitereinführungsöffnung und Federbogen eine Betätigungsöffnung für ein Betätigungswerkzeug vorgesehen ist.
  • EP 1 353 407 A1 beschreibt eine Anschlussvorrichtung für einen Leiter mit einer Klemmfeder und einer Stromschiene, die in einem Metallkäfig angeordnet ist. Auch hier erfolgt die Betätigung an einem Bereich des Klemmschenkels zwischen Klemmschenkelende und Federbogen.
  • EP 1 575 130 A1 offenbart eine Federkraftklemme bei der in der Höhe der Klemmfeder in der hinteren Gehäusefrontseite eine Löseöffnung zum Einführen eines handelsüblichen Schraubendrehers vorgesehen ist. Das Aufbringen einer Kraft durch das Betätigungswerkzeug auf den Klemmschenkel der Klemmfeder erfolgt im Bereich zwischen Klemmschenkelende und Federbogen.
  • Aus JP 03 010475 U ist ein Leiterplattensteckverbinder mit einer Klemmfeder bekannt, die durch einen Betätigungsdrücker betätigt werden kann. Der Betätigungsdrücker wirkt auf das Klemmschenkelende und ist 90° versetzt zur Leitereinführungsöffnung in das Isolierstoffgehäuse eingebracht. Der neben der Auflage des Betätigungsdrückers befindliche Bereich des Klemmschenkelendes wird zum Anklemmen eines elektrischen Leiters genutzt.
  • Aus US 6,056,585 A ist ein gattungsgemäßes Klemmenbauelement bekannt. Leitereinführungsöffnung und Betätigungsöffnungen mit kreisrundem Querschnitt gehen ineinander über, so dass die Leitereinführungsöffnung einen seitlichen Raum zum Einschieben eines im Querschnitt runden Betätigungsstabes bereitstellt, wenn ein elektrischer Leiter in die Leitereinführungsöffnung eingeführt ist.
  • Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Klemmenbauelement zu schaffen, das bei möglichst geringem Bauraum eine einfache und zuverlässige Betätigung einer Federklemme mit einem in einen Betätigungskanal eingeführten Betätigungswerkzeug ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch ein Klemmenbauelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Durch die Anordnung von Betätigungskanal und Leitereinführungsöffnung nebeneinander so, dass im Querschnitt durch die Federklemme gesehen Betätigungskanal und Leitereinführungsöffnung annährend in einer Flucht sind, wird ein minimaler Raum für den Betätigungskanal benötigt. Leitereinführungsöffnung und Betätigungskanal sind durch eine schmale Wand mindestens teilweise voneinander getrennt.
  • Die Betätigung der Klemmfeder mit einem Betätigungswerkzeug durch den Betätigungskanal in der Breite der Klemmfeder gesehen neben dem elektrischen Leiter - und nicht wie zumeist ober- oder unterhalb von der Klemmstelle - führt dazu, dass die Klemmfeder mit den schmalen Seitenflanken eines Schraubendrehers geöffnet wird und nicht wie herkömmlich mit der breiten Keilfläche. Dies führt dazu, dass die Betätigung wesentlich sicherer ist und die Gefahr eines Verbiegens des Betätigungswerkzeuges reduziert wird.
  • Über die Breite der Klemmfeder im Bereich der Klemmstelle gesehen ist die Klemmfeder zweigeteilt und weist einen zum Anklemmen des elektrischen Leiters optimierten Klemmabschnitt und einen zur Betätigung mit einem Betätigungswerkzeug über den Betätigungskanal optimierten Betätigungsabschnitt auf. Durch das Zurückbiegen des Anlageschenkels im Bereich des Betätigungsabschnitts kann die Auslenkung der Feder begrenzt werden. Der zurückgebogene Abschnitt des Anlageschenkels bildet somit einen Überlastschutz, indem dieser im betätigten Zustand der Klemmfeder an den Anlageschenkel oder das Isolierstoffgehäuse anstößt. Zudem wird durch das Zurückbiegen des Klemmschenkels eine verbesserte Führung eines Betätigungswerkzeuges erreicht, so dass die Gefahr des Einklemmens des Betätigungswerkzeuges durch die Klemmfeder reduziert ist.
  • Der Querschnitt des Betätigungskanals quer zur Längserstreckungsrichtung des freien Endes der Klemmfeder in Richtung der Breite der Klemmfeder ist schmaler als quer zur Breite der Klemmfeder. Hierdurch wird die Baugröße weiter reduziert und eine Betätigung durch die schmalen Seitenflanken eines Schraubendrehers ermöglicht.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn mindestens eine Klemmfeder ausgehend von einem sich im Wesentlichen parallel zur Hauptachse der Leitereinführungsöffnung erstreckenden und am Isolierstoffgehäuse anliegenden Anlageschenkel mit einem Federbogen umgebogen ist. Dann erstreckt sich ein Klemmschenkel in Richtung Stromschiene, der sich an den Federbogen anschließt. Eine solche im Unterschied zu einer Käfigzugfeder im Wesentlichen einfach U-förmig gebogenen Klemmfeder ist mit dem Anlageschenkel, oder dem Klemmschenkel gegenüberliegt, im Isolierstoffgehäuse und ggf. an oder in der Stromschiene festgelegt. Das freie Ende des Anlageschenkels kann hierbei beispielsweise in eine Öffnung in der Stromschiene eingesteckt sein.
  • Der Klemmschenkel der mindestens einen Klemmfeder kann im Mündungsbereich des Betätigungskanals in Richtung des Anlageschenkels zurückgebogen sein, während sich der in Richtung der Breite der Klemmfeder benachbarte Klemmabschnitt der Klemmfeder für den elektrischen Leiter vom Anlageschenkel weg erstreckt.
  • Am Isolierstoffgehäuse oder einem Stromschienenabschnitt ist ein Überlastanschlag vorgesehen, der an das die Klemmstelle bildende freie Klemmende der Klemmfeder derart angepasst ist, dass bei dem Versuch einer übermäßigen Auslenkung der Klemmfeder durch einen elektrischen Leiter das freie Klemmende an den Überlastanschlag anstößt.
  • Das Klemmenbauelement kann ein aktives oder passives Bauelement sein. So können zwei oder mehr Federklemmen durch die eine gemeinsame Stromschiene einfach miteinander verbunden sein, um hierdurch an die Federklemmen angeklemmte Leiter elektrisch miteinander zu verbinden.
  • Denkbar ist aber auch, dass in dem Isolierstoffgehäuse mit mindestens einer Federklemme elektrisch leitend verbundene elektrische und/oder elektronische (aktive und/oder passive) Bauelemente angeordnet sind. Ein solches Klemmenbauelement kann beispielsweise ein Ein-/Ausgabe-Modul zum Anklemmen von Feldgeräten sein, wobei an den Seitenflächen des Isolierstoffgehäuses Anschlusskontakte zur Etablierung eines Datenbusses und/oder einer Leistungsstromversorgung angeordnet sind, wenn zwei oder mehr Klemmbauelemente unmittelbar angrenzend aneinander auf eine Hutschiene aufgerastet sind. Vorteilhaft ist es dabei, wenn das Isolierstoffgehäuse Rasthaken zum Aufrasten des Klemmenbauelementes auf eine Hutschiene hat.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit den beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
    • Figur 1 a - d
    - Querschnittsansicht durch ein Klemmenbauelement im Teil schnitt im unbetätigten Zustand, bei der Betätigung durch einen Schraubendreher, nach einstecken eines elektrischen Leiters und im abschließenden Klemmzustand;
    Figur 2
    - Querschnittsansicht eines Klemmenbauelementes im Teilschnitt mit in Richtung Anlageschenkel zurückgebogenem Klemmschenkel im Bereich des Betätigungsabschnitts;
    Figur 3
    - Längsschnitt durch das Klemmenbauelement aus Figur 2 im Teilschnitt;
    Figur 4
    - Draufsicht auf die Klemmenbauelemente aus Figuren 1 bis 3 im Bereich einer Klemmstelle;
    Figur 5
    - Draufsicht auf ein herkömmliches Klemmenbauelement im Bereich einer Klemmstelle.
  • Figuren 1a) bis d) lassen einen Teilschnitt durch ein Klemmenbauelement 1 im Querschnitt mit einer Betätigungssequenz erkennen.
  • Figur 1a) zeigt den Teilschnitt des Klemmenbauelementes 1 im unbetätigten Zustand. Erkennbar ist, dass in ein Isolierstoffgehäuse 2 eine Leitereinführungsöffnung 3 eingebracht ist, die zu einer Federklemme führt, die in an sich bekannter Weise aus einem Stromschienenstück 5 und einer im Wesentlichen U-förmig gebogenen Klemmfeder 6 gebildet ist. Die Klemmfeder 6 hat einen im Isolierstoffgehäuse 2 und/oder dem Stromschienestück 5 festgelegten Anlageabschnitt 7, einen sich daran anschließenden Federbogen 8 und einen sich an den Federbogen 8 anschließenden Klemmschenkel 9, dessen freies Ende 10 im ausgefederten (entspannten) Zustand an einem Vorsprung 11 des Stromschienenstücks 5 anliegt und in diesem Bereich eine Klemmstelle für einen elektrischen Leiter bildet.
  • Deutlich wird auch, dass der Klemmschenkel 9 über die Breite der Klemmfeder 6, d. h. in der Querschnittsansicht in Blickrichtung quer zur Längserstreckungsrichtung L des Klemmschenkels 9 und quer zur Federrichtung F der Klemmfeder 6 zweigeteilt derart ist, dass sich ein an die Klemmstelle bildender und an dem Stromschienenstück anliegender Klemmabschnitt des freien Endes 10 in Richtung Stromschienenstück 5 erstreckt, während ein über die Breite der Klemmfeder 6 benachbarter Betätigungsabschnitt 12 leicht in Richtung des Anlageschenkels 6 zurückgebogen ist. Erkennbar ist, dass die Auslenkung in einem Winkel von etwa 15 bis 45 Grad von der Längserstreckungsrichtung des die Klemmstelle bildenden freien Endes 10 erfolgt. Das freie Ende des Betätigungsabschnitts muss dabei nicht auf den Anlageschenkel 7 im entspannten Zustand der Klemmfeder 6 weisen, ist aber dennoch im Vergleich zu dem freien Ende 10 in Richtung Anlageschenkel zurückgebogen.
  • In entsprechender Weise ist am Isolierstoffgehäuse 2 oder einem Abschnitt des Stromschienenstücks 5 ein Überlastanschlag Ü vorgesehen, der an das die Klemmstelle bildende freie Klemmende 10 der Klemmfeder 6 derart angepasst ist, dass bei dem Versuch einer übermäßigen Auslenkung der Klemmfeder 6 durch einen elektrischen Leiter das freie Klemmende 10 an den Überlastanschlag Ü anstößt. Damit wird auch ein Schutz gegen Überlastung durch den elektrischen Leiter, beispielsweise aufgrund eines unzulässig verbogenen Leiterendes oder eines zu großen Leiterquerschnitts erreicht.
  • Figur 1b) lässt den Zustand des Klemmenbauelements 1 bei der Betätigung durch einen Schraubendreher 13 erkennen, der in einen neben der Leitereinführungsöffnung 3 angeordneten und bezogen auf den dargestellten Querschnitt in gleicher Flucht verlaufenden Betätigungskanal 14 eingeführt ist. Der Betätigungskanal 14 erstreckt sich so weit, dass das freie Ende des Schraubendrehers 13 den Betätigungsabschnitt 12 erreichen kann und den Klemmschenkel 9 mit der schmalen Seitenflanke des Schraubendrehers 13 in Richtung Anlageschenkel 7 zurückdrückt. Die den Betätigungsabschnitt 12 gegenüberliegende schmale Seitenkante des Schraubendrehers 13 liegt dabei am Isolierstoffgehäuse 2 an.
  • Erkennbar ist auch, dass durch das Zurückbiegen des Klemmschenkels 9 im Bereich des Betätigungsabschnitts 12 das freie Ende des Betätigungsabschnitts 12 annährend parallel an der schmalen Seitenkante des Schraubendrehers 13 anliegt und annährend parallel zu der gegenüberliegenden Wandung des Isolierstoffgehäuses 2 im Bereich des Betätigungskanals 14 verläuft, wenn die Klemmfeder 6 vollständig ausgelenkt ist. Hierdurch kann die Gefahr des Verklemmens des Schraubendrehers 13 durch die Klemmfeder 6 reduziert werden.
  • Deutlich wird auch, dass das die Klemmstelle bildende freie Ende 10 des Klemmschenkels 9 hinter dem Schraubendreher 13 vorbeigeführt ist und z. B. ein wenig unter dem freien Ende des Schraubendrehers 13 hervorragt. Der Schraubendreher 13 als Betätigungswerkzeug wirkt somit über die Breite der Klemmfeder 16 im Bereich des Betätigungsabschnitts, während der angrenzende Klemmabschnitt mit der Klemmstelle für einen anzuklemmenden elektrischen Leiter frei bleibt.
  • Figur 1c) lässt den Betätigungszustand des Klemmbauelementes 1 erkennen, bei dem die Klemmfeder 6 durch den Schraubendreher 13 wie in der Figur 1b) geöffnet ist und nunmehr ein elektrischer Leiter 15 mit einem am Ende abisolierten freien Leiterende in den Leitereinführungskanal 3 eingeführt ist. Durch das Zurückbiegen des Klemmschenkels 9 entgegen der Federkraft in Richtung Anlageschenkel 7 wird das die Klemmstelle bildende freie Ende 10 des Klemmschenkels 9 soweit aus dem Leitereinführungsbereich herausgefedert, dass der elektrische Leiter 15 problemlos in das Isolierstoffgehäuse 2 und die Federklemme eingeführt werden kann.
  • Figur 1d) lässt den abschließenden Klemmzustand erkennen, bei dem der Schraubendreher 13 nunmehr aus dem Betätigungskanal 14 herausgezogen wird und der Betätigungsabschnitt 12 auf diese Weise freigegeben ist. Deutlich wird, dass die Klemmfeder 6 hierdurch wieder mit ihrem Klemmschenkel 9 in Richtung Stromschienenstück zurückfedern kann, so dass das freie, eine Klemmstelle bildende Ende 10 an dem abisolierten freien Ende des elektrischen Leiters 15 anliegt und dieses gegen die Stromschiene 5 und insbesondere gegen den Vorsprung 11 der Stromschiene 5 drückt. Durch den Vorsprung 11 von der Stromschiene 5 wird ein definierter Kontaktpunkt mit möglichst geringer Kontaktfläche sichergestellt, so dass die verfügbare Federkraft auf diese möglichst kleine Kontaktfläche konzentriert werden kann, wie an sich bekannt ist.
  • Das Klemmenbauelement 1 bietet durch in Querrichtung gesehenen parallel zur Leitersteckrichtung laufenden Betätigungskanal 14 und das Vorsehen des Betätigungsabschnitts in Breitenrichtung der Klemmfeder 6 die Möglichkeit einer sehr platzsparenden Ausgestaltung. Zudem ist für den Betätigungskanal 14 und die Leitereinführungsöffnung 3 prinzipiell die gleiche Öffnung nutzbar. Denkbar ist aber auch, dass zwischen Betätigungskanal 14 und Leitereinführungsöffnung 3 eine (dünne) Wand aus Isolierstoffmaterial vorgesehen ist, die integral mit dem Isolierstoffgehäuse 2 gefertigt ist.
  • Durch die seitliche Abwinklung des Klemmschenkels 9 im Bereich des Betätigungsabschnitts kann zudem eine Begrenzung der Auslenkung der Klemmfeder 6 erreicht werden. Dies ist aus der Figur 2 besser erkennbar, die eine Querschnittsansicht eines Klemmenbauelementes 1 im Teilschnitt mit in Ruhestellung ausgefedertem Klemmschenkel 9 und in Betätigungsstellung in Richtung Anlageschenkel 7 zurückgebogenem Klemmschenkel 7 zeigt. Aus der in der linken Hälfte dargestellten Betätigungsposition wird deutlich, dass der in Richtung Anlageschenkel 7 umgebogene Betätigungsabschnitt 12 mit seinem freien Ende des Klemmschenkels 9 am Anlageschenkel 7 anliegt, wenn der
  • Schraubendreher 13 in den Betätigungskanal 14 eingeführt ist. Eine weitere Auslenkung und Überlastung der Klemmfeder 6 wird hierdurch verhindert.
  • Erkennbar ist weiterhin, dass der Anlageschenkel 7 der Klemmfeder 6 mit seinem freien Ende in eine Öffnung des Stromschienenstücks 5 eintaucht, um die Klemmfeder 6 an dem Stromschienenstück 5 festzulegen. Weiterhin ist erkennbar, dass das Stromschienenstück 5 selbst annährend U-förmig gebogen ist, um an seinem Boden eine Anschlagfläche für den elektrischen Leiter 15 und mit seinem nach oben gebogenen freien Ende eine Klemmstelle bereitzustellen.
  • Figur 3 lässt einen Längsschnitt durch das Klemmbauelement 1 aus Figur 2 im Teilschnitt erkennen. Deutlich wird hierbei, dass in der dargestellten Ausführungsform die Leitereinführungsöffnung 3 räumlich durch eine Zwischenwand 16 aus Isolierstoffmaterial des Isolierstoffgehäuses 2 von dem Betätigungskanal 14 getrennt ist. Erkennbar ist zudem, dass der Betätigungskanal im Querschnitt, d.h. in Richtung der Breite der Klemmfeder 6 gesehen in einer Flucht zur Leitereinführungsöffnung 3 verläuft, während die Hauptachse des Betätigungskanals 14 im Längsschnitt (Figur 3) leicht winklig (5 bis 25 Grad) zur Hauptachse der Leitereinführungsöffnung 3 verkippt ist. Weiterhin wird deutlich, dass der Betätigungskanal von der oberen Öffnung nach unten zur Federklemme im Längsschnitt konisch zulaufend und damit entsprechend an die konisch zulaufende Kontur herkömmlicher Schraubendreher 13 angepasst ist.
  • Figur 4 zeigt eine Draufsicht auf die Klemmenbauelemente 1 aus Figuren 1 bis 3 im Bereich einer Klemmstelle. Es wird deutlich, dass durch die Betätigung der Federklemme mit einem hochkant gesteckten Schraubendreher und die hierdurch ermöglichte Anordnung des Betätigungskanals 14 in Breitenrichtung der Klemmfeder 6 neben der Leitereinführungsöffnung 3 eine in Länge und Breite ausgewogene, annähernd quadratische Platzaufteilung resultiert. Hingegen resultiert bei den in Figur 5 dargestellten herkömmlichen Klemmenbauelementen 1 ein in Breite und Länge ungleicher Platzbedarf. Das erfindungsgemäße Klemmenbauelement 1 ermöglicht durch die ausgewogene Verteilung von Klemmfeder 6, Betätigungskanal 14 und Leitereinführungsöffnung 3 eine Platzierung der Federklemmen in einem gleichmäßigen Raster. Durch die größere Breite der Klemmfeder 6 im Vergleich zu der in Figur 5 gezeigten herkömmlichen Variante ist es möglich, die Dicke des Federblechs zu reduzieren, wodurch der Radius des Federbogens ebenfalls verringert werden kann, ohne Einbußen an Federkraft zu haben. Dies führt zu einer Verringerung der Baugröße.
  • Das Klemmenbauelement 1 kann beispielsweise eine Reihenklemme sein, bei dem zwei oder mehr Klemmstellen über die Stromschienen 5 miteinander verbunden sind. Derartige Reihenklemmen sind an sich hinreichend bekannt. Sie können auch mit elektrischem und/oder elektronischen Bauelementen, wie Relais, Sicherungen etc. ausgestattet sein, um auf diese Weise so genannte Funktionsklemmen zu bilden, wie beispielsweise Trenn- und Messklemmen, Sicherungsklemmen, Initiatoren- und Aktorenklemmen, Diodenklemmen, LED-Klemmen, etc. Denkbar ist allerdings auch, dass Klemmenbauelemente Module für die Automatisierungstechnik sind, wie beispielsweise Feldbuskoppler und daran angeschlossene Ein-/Ausgabe-Module, die über die Federklemmen mit Feldbusgeräten verbunden sind. Dabei ist es vorteilhaft, wenn an den Seitenwandungen des Isolierstoffgehäuses zwei Anschlusskontakte zur Etablierung eines Datenbusses und/oder einer Leistungsstromversorgung hervorragen, wenn Klemmenbauelemente aneinander angrenzend nebeneinander auf einer Hutschiene aufgesetzt sind (vgl. DE 44 02 002 B4 ).

Claims (6)

  1. Klemmenbauelement (1) mit einem Isolierstoffgehäuse (2) und mit mindestens einer Federklemme zum Anklemmen eines elektrischen Leiters (15), wobei die Federklemme ein Stromschienenstück (5) und eine sich in Längserstreckungsrichtung (L) mit einem freien Klemmende (11) in Richtung des Stromschienenstücks (5) erstreckende und unter Bildung einer Klemmstelle für den elektrischen Leiter (15) gegen das Stromschienenstück (5) federnde Klemmfeder (6) hat, die einen Anlageschenkel (7), einen Federbogen (8) und einen sich daran anschließenden Klemmschenkel (9) hat und wobei im Isolierstoffgehäuse (2) mindestens eine zu einer zugeordneten Klemmstelle führende Leitereinführungsöffnung (3) und jeweils ein neben einer Leitereinführungsöffnung (3) angeordneter und zum Einführen eines Betätigungswerkzeuges (13) und Öffnen der zugeordneten Klemmfeder (6) mit dem Betätigungswerkzeug (13) vorgesehener Betätigungskanal (14) ist, wobei der Betätigungskanal (14) in einem quer zur Längserstreckungsrichtung (L) an die Klemmstelle für den elektrischen Leiter (15) angrenzenden Betätigungsabschnitt (12) der Klemmfeder (6) mündet, so dass Klemmstelle und Betätigungsabschnitt (12) auf der Breite der Klemmfeder (6) nebeneinander liegen und dass die durch die Hauptachsen der Leitereinführungsöffnung (3) und des Betätigungskanals (14) jeweils aufgespannten Ebenen, die quer zur Längserstreckungsrichtung der Klemmfeder (6) im Bereich der Klemmstelle die Breite der Klemmfeder (6) schneiden, parallel zueinander sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Betätigungskanals (14) quer zur Längsersteckungsrichtung (L) in Richtung der Breite der Klemmfeder (6) schmaler als quer zur Breite der Klemmfeder (6) ist und dass der Klemmschenkel (9) im Mündungsbereich des Betätigungskanals (14) in Richtung des Anlageschenkels (7) zurückgebogen ist, während sich der in Richtung der Breite der Klemmfeder (6) benachbarte Klemmstellenabschnitt der Klemmfeder (6) für den elektrischen Leiter (15) vom Anlageschenkel (7) weg erstreckt.
  2. Klemmenbauelement (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Klemmfeder (6) ausgehend von einem sich im Wesentlichen parallel zur Hauptachse der Leitereinführungsöffnung (3) erstreckenden und am Isolierstoffgehäuse (2) anliegenden Anlageschenkel (7) mit einem Federbogen (8) umgebogen ist, und ein sich an den Federbogen (8) anschließender Klemmschenkel (9) ist Richtung Stromschienenstück (5) erstreckt.
  3. Klemmenbauelement (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlageschenkel (7) der mindestens einen Klemmfeder (6) in dem Stromschienenstück (5) festgelegt ist.
  4. Klemmenbauelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen an das die Klemmstelle bildende freie Klemmende (10) der Klemmfeder (6) derart angepassten Überlastanschlag (Ü) am Isolierstoffgehäuse (2) oder dem Stromschienenstück (5), dass eine übermäßige Auslenkung der Klemmfeder (6) durch einen elektrischen Leiter durch Anstoßen des freien Klemmendes (10) an den Überlastanschlag (Ü) verhindert wird.
  5. Klemmenbauelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Isolierstoffgehäuse (2) mit mindestens einer Federklemme elektrisch verbundene elektrische und/oder elektronische Bauelemente angeordnet sind.
  6. Klemmenbauelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Leitereinführungsöffnung (3) und Betätigungskanal (14) durch eine Zwischenwand (16) mindestens teilweise voneinander getrennt sind.
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