EP2987205B1 - Federkraftklemmelement mit schwenkhebel - Google Patents

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EP2987205B1
EP2987205B1 EP14716868.6A EP14716868A EP2987205B1 EP 2987205 B1 EP2987205 B1 EP 2987205B1 EP 14716868 A EP14716868 A EP 14716868A EP 2987205 B1 EP2987205 B1 EP 2987205B1
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EP
European Patent Office
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spring
clamping
clamping element
force
leg
Prior art date
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Active
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EP14716868.6A
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English (en)
French (fr)
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EP2987205A1 (de
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Stefan Aporius
Constantin Classen
Dirk Hanke
Sascha Nolte
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Weidmueller Interface GmbH and Co KG
Original Assignee
Weidmueller Interface GmbH and Co KG
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Publication date
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Publication of EP2987205A1 publication Critical patent/EP2987205A1/de
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/62—Means for facilitating engagement or disengagement of coupling parts or for holding them in engagement
    • H01R13/629—Additional means for facilitating engagement or disengagement of coupling parts, e.g. aligning or guiding means, levers, gas pressure electrical locking indicators, manufacturing tolerances
    • H01R13/633—Additional means for facilitating engagement or disengagement of coupling parts, e.g. aligning or guiding means, levers, gas pressure electrical locking indicators, manufacturing tolerances for disengagement only
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • 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
    • H01R4/4819—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 the spring shape allowing insertion of the conductor end when the spring is unbiased
    • H01R4/4821—Single-blade spring
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
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    • 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
    • H01R4/4828—Spring-activating arrangements mounted on or integrally formed with the spring housing
    • H01R4/483—Pivoting arrangements, e.g. lever pushing on the spring
    • H—ELECTRICITY
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    • 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
    • H01R4/4846—Busbar details

Definitions

  • the present invention relates to a spring-force clamping element which has a pivot lever for opening a clamping point, so that an electrical conductor can easily be plugged into and / or detached from the spring-force clamping element, according to the preamble of claim 1.
  • Spring-force clamping elements have clamping springs which are provided for clamping the electrical conductor inserted in the spring clamp.
  • the electrical conductors are, for example, solid wire conductors, stranded conductors or sleeves in which stranded conductors are clamped in order to protect the strands from damage.
  • the wires of the conductors are mostly made of a copper-containing metal or copper and are soft compared to the spring steel used for clamping springs.
  • Spring force elements according to the preamble of claim 1 disclose the US 2002/074218 A1 and the US 2010/167573 A1 .
  • the pamphlet US 8,262,422 B1 discloses a spring-loaded clamping element in which an electrical conductor is clamped at a clamping point in a spring housing between a busbar and a spring leg.
  • the spring leg can be pivoted about an axis.
  • the spring leg has an extension, on the outer edge of which a web is provided which engages in a groove of a lever pivotable about the same axis.
  • the extension of the spring leg requires a relatively wide spring and thus a large overall depth. Very precise guidance of the lever is required so that the web does not slip out of the groove. And due to the introduction of force on the outer edge of the extension, there is a risk that the spring will move when it is actuated of the lever bends towards the outer edge and the actuating force acts unevenly on the spring.
  • the object of the invention is to create an alternative spring force clamping element that ensures that an electrical conductor is clamped well and that the clamping point can be opened easily.
  • a spring force clamping element is created for this, which has a spring housing which has an insertion area for inserting an electrical conductor, a busbar and a clamping spring being arranged in the spring housing, so that an electrical conductor inserted through the insertion area into the spring housing at a clamping point between the The clamping spring and the busbar can be clamped, the spring-force clamping element also having a pivoting lever which can be pivoted about a pivot axis to open the clamping point in a pivoting direction, and which has a contact geometry that presses the clamping spring in the pivoting direction when the clamping point is opened.
  • Such a spring force clamping element is preferably used as a circuit board terminal.
  • the contact geometry is arranged between an insertion area of the spring housing and the clamping spring.
  • the contact geometry is arranged in the interior of the spring housing.
  • the clamping spring therefore does not have to be made wider than is necessary for the conductor diameter of the electrical conductor that can be clamped in the spring-force clamping element.
  • the overall depth of the spring-loaded clamping element can be adapted to the conductor diameter.
  • a guide contour is provided on the pivot lever which, in an assembled state of the spring-force clamping element is arranged between the clamping leg and a support leg of the clamping spring.
  • the guide contour is therefore arranged in the interior of the spring housing and does not increase the overall depth.
  • a guide groove for the clamping spring is formed between the contact geometry and the guide contour.
  • the insertion area is preferably funnel-shaped or cylindrical.
  • the contact geometry is preferably designed as a contact surface.
  • other shapes of the insertion area and / or the contact geometry are also preferred.
  • the clamping spring has a clamping leg which is provided such that it can pivot about the pivot axis.
  • it also has a support leg which is supported on the spring housing and / or on a clamping cage when the clamping leg is pivoted.
  • the clamping spring is particularly preferably designed as a leaf spring. It is very particularly preferably made from a spring steel.
  • the contact geometry lies at least partially flat on the clamping leg, at least when the clamping point is opened. In the area of the contact geometry, the force acting on the clamping leg is thus evenly distributed over it.
  • the pivot lever preferably has an axle side and an actuation side, the contact geometry being arranged between the axle side and the actuation side. It is advantageously approximately U-shaped so that it can be easily and compactly integrated into the construction.
  • the pivot lever is preferably mounted on its axle side.
  • it has a steering knuckle. He also preferably points to his Actuating side on an actuating leg. Alternatively, it is semicircular. As a result, actuation running approximately in a straight line over the actuation angle is possible.
  • the contact geometry is arranged between the axle side and the actuation side.
  • the pivot lever is preferably mounted on the steering knuckle so that it can rotate about the pivot axis. Furthermore, an actuating surface is preferably provided on the actuating leg. As a result, the lever path is designed to be as large as possible and the force required to actuate the clamping leg is low. It is preferred that the actuation surface is designed for tool-free actuation and / or for actuation with an actuating tool.
  • the clamping leg preferably has a first kink at the open end and a second kink in the area of the contact geometry. Due to the second bend, the clamping leg extends between the first bend and the second bend almost transversely to a jammed electrical conductor or a conductor insertion direction. This enables a lower overall height. As a result of the first kink, an angle between the clamping leg and the electrical conductor is also formed butt and the jammed electrical conductor cannot be pulled out of the spring-force clamping element and is securely clamped. In addition, the open end of the clamping leg points through the first bend in the conductor insertion direction. As a result, the electrical conductor can be inserted and clamped into the spring housing without damage.
  • the spring-force clamping element 1 has a spring housing 2 with an interior space 20 in which a clamping cage 3 is arranged.
  • the invention also includes spring-loaded clamping elements (not shown) that have no clamping cage 3 but only a separate busbar (not shown).
  • the clamping cage 3 is accessible through an insertion area 21 which is provided in the spring housing 2.
  • the spring housing 2 is preferably made of an electrically insulating material, preferably a plastic, and can be formed as part of a higher-level housing, for example a terminal block.
  • the terminal cage 3 is preferably made of a metal with good electrical conductivity, preferably made of a copper-containing metal or copper.
  • a retaining contour 26 for a clamping spring 4 is provided.
  • the clamping spring 4 is designed here as a leaf spring. It has a clamping leg 41 and a support leg 42, which by an approximately semicircular Cross legs 46 are connected to one another.
  • the clamping spring 4 is preferably made from a spring steel.
  • the clamping spring 4 is guided around the holding contour 26.
  • a web 60 is formed approximately in the center of the transverse limb 46, which extends concentrically around a pivot axis 6 and forms a pivot shaft.
  • the clamping leg 41 can be pivoted about the pivot axis 6.
  • web 60 and pivot shaft are used synonymously.
  • the preferably U-shaped terminal cage 3 has a busbar 33 which is arranged transversely to a rear wall 35 of the terminal cage 3. Opposite the busbar 33, a side wall 32 is formed transversely to the rear wall 35, on which a support web 321 is provided.
  • connection web 31 is also provided on the terminal cage 3, on which four connection pins 311 are provided here for connecting electrical conductors (not shown).
  • the connection pins 311 shown here are designed as solder pins. However, other connections are also possible, for example a contact spring or a contact tulip or differently designed connections that allow soldering, clamping, plugging or the like.
  • the arrangement of the connecting web 31, the connecting pin 311 or other connections can be selected depending on the available space.
  • the clamping cage 3 can be pushed into the interior 20 of the spring-force clamping element 1 above a transverse web 22 of the spring housing 2.
  • the connecting pins 311 are led outwards, so that the interior space 20 for the clamping spring 4 and an electrical conductor 7 inserted into the spring housing 2 (see Fig. Fig. 2 ) remains free.
  • the connection pins 311 are thereby accessible from the outside.
  • the electrical conductor 7 can be pushed into a conductor insertion direction 8 in this direction and between the clamping leg 41 and the busbar 33.
  • a mounting position M s. Fig. 2 , 3
  • it is pressed against the pivoting direction 61 against the busbar 33 by the clamping leg 41 at a clamping point 40, which is shown here by an arrow.
  • a sleeve is shown here as an example, into which a stranded conductor is usually inserted.
  • the spring force clamping element can also be used for a stranded conductor without a sleeve and for a solid wire conductor.
  • a pivot lever 5 is provided. With the pivot lever 5, not only the electrical conductor 7 can be detached from the spring-loaded clamping element 1. Instead, the pivot lever 5 is provided for opening the clamping point 40. It therefore also enables the clamping point 40 to be opened before an electrical conductor 7, in particular a fine-wire electrical conductor 7, is intended to be clamped in the spring-force clamping element 1. When the terminal point 40 is open, the introduction of the electrical conductor 7 into the terminal point 40 is very easy.
  • the pivot lever 5 has an axle side 560 and an actuation side 570, which are connected via a base leg 580 ( Figure 4a ).
  • the base leg of the pivot lever 5 is approximately U-shaped here.
  • Figures 4b and d illustrate that the U-shaped clamping cage 3 of the pivot levers are advantageously opposite one another in such a way that they form a kind of closed contour that includes an inserted conductor, the pivot lever 5 remaining or being pivotable.
  • the pivot lever 5 has a steering knuckle 56 on its axle side 560. At the end 58 of the steering knuckle 56, it is arranged on the pivot shaft 60 and rotatably mounted about the pivot axis 6. A through hole 51 is provided for this, which extends concentrically around the pivot axis 6 and which is rotatably arranged on the pivot shaft 60.
  • pivot levers 5 for example a semicircular or a V-shaped pivot lever 5, conceivable.
  • the pivot lever 5 on its actuation side 570 has an actuation leg 57 at the end opposite the stub axle 56.
  • an actuation surface 53 here an actuation handle 53
  • the terms actuation surface 53 and actuation handle are used synonymously below.
  • the pivot lever 5 can be actuated manually on the actuating handle 53.
  • a recess 54 for an actuating tool (not shown) is provided at the open end 59 of the actuating leg 57, so that the pivot lever 5 can also be actuated there with the actuating tool, for example a screwdriver.
  • a more compact actuating surface 53 is also preferred, which only allows actuation with an actuating tool.
  • the contact geometry 52 is flat and at least partially lies flat on the clamping leg 41 when the clamping point 40 is opened, that is, when the pivot lever 5 is pivoted in the pivoting direction 61. As a result, the force in the area of the contact geometry 52 is evenly distributed over the clamping leg 41. In addition, it does not break when the pivot lever is actuated.
  • the clamping leg 41 Due to the restoring force of the clamping spring 4, the clamping leg 41 is automatically pivoted back against the pivoting direction 61 when the electrical conductor 7 is removed from the spring force clamping element 1 and no actuating force acts on the pivot lever 5 any more.
  • the clamping leg 41 is at least partially in contact with the contact geometry 52 and presses against the pivoting direction 61 on the contact geometry 52, so that the pivot lever 5 is pivoted back with the clamping spring 4.
  • a guide contour 55 is also provided on the pivot lever 5, which is arranged between the clamping leg 41 and the support leg 42 in the assembled state of the spring-force clamping element 1.
  • the pivot lever 5 is arranged between the clamping leg 41 and the support leg 42 in the assembled state of the spring-force clamping element 1.
  • a lever guide 23 is provided on the spring cage 2.
  • the lever guide 23 prevents the pivot lever 5 from pivoting freely when the electrical conductor 7 is connected.
  • the clamping leg 41 has a first bend 43 and a second bend 45.
  • the first kink 43 is provided at an open end 44 of the clamping leg 41.
  • the second bend 45 is provided in the area of the contact geometry 52. Through the second bend 45, the clamping leg 41 extends between the first bend 43 and the second bend 45 almost transversely to the jammed electrical conductor 7 or the conductor insertion direction 8. The overall height is therefore low.
  • the first bend 43 creates an angle between the clamping leg 41 and the electrical conductor 7, which is securely clamped in the spring-force clamping element 1.
  • the direction of the overall depth 81, the overall width 82 and the overall height 83 are in the Figures 2 and 3 shown.
  • the Fig. 3 shows in (b) a side view of the spring-force clamping element and in (a), (c) and (d) each perspective views of the spring-force clamping element, one of the front from Fig. 2 opposite rear side of the spring-loaded clamping element Fig. 1 map, wherein a rear wall of a clamping cage of the spring force clamping element is not shown in (a), in (b) and (c) by dashed lines, and in (d).
  • Fig. 4 (a) and (c) show a basic position G of the clamping spring 4, in which no electrical conductor 7 is inserted into the spring housing 2. In this basic position, the clamping leg 41 extends approximately transversely to the conductor insertion direction 8.
  • the Fig. 4 (b) shows a mounting position M of the clamping spring 4, in which an electrical conductor 7 is inserted into the spring housing 2 and is clamped in this between the open end 44 of the clamping leg 41 and the busbar 33.
  • the electrically conductive end of the sleeve 7 is denoted here by the reference numeral 71.
  • FIG. 4 (d) an open position O of the clamping spring 4 is shown, in which the clamping leg 41 and the pivot lever 5 are pivoted as far as possible in the pivoting direction 61.
  • This open position O is only possible if the actuating force acts on the pivot lever 5 in the conductor insertion direction 8.
  • the actuation force is shown here by an arrow 9.
  • latching means (not shown) in the spring-force clamping element 1, so that the pivot lever 5 latches in the open position O.

Landscapes

  • Clamps And Clips (AREA)
  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Federkraftklemmelement, das einen Schwenkhebel zum Öffnen einer Klemmstelle aufweist, so dass ein elektrischer Leiter leicht in das Federkraftklemmelement einsteckbar und/oder lösbar ist, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Federkraftklemmelemente weisen Klemmfedern auf, die zum Verklemmen des in der Federklemme eingesteckten elektrischen Leiters vorgesehen sind. Die elektrischen Leiter sind beispielsweise Volldrahtleiter, Litzenleiter oder Hülsen, in denen Litzenleiter verklemmt sind, um die Litzen vor einer Beschädigung zu schützen. Damit eine gute elektrische Leitfähigkeit gewährleistet ist, sind die Adern der Leiter zumeist aus einem kupferhaltigen Metall oder Kupfer gefertigt und im Vergleich zu dem für Klemmfedern verwendeten Federstahl weich.
  • Federkraftelemente nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 offenbaren die US 2002/074218 A1 und die US 2010/167573 A1 .
  • Dabei erfordert die Miniaturisierung der Elektronik immer wieder neue, Bauraum sparende Konzepte.
  • Die Druckschrift US 8,262,422 B1 offenbart ein Federkraftklemmelement, bei dem ein elektrischer Leiter an einer Klemmstelle in einem Federgehäuse zwischen einer Stromschiene und einem Federschenkel verklemmt wird. Der Federschenkel ist um eine Achse verschwenkbar. Zum Lösen des elektrischen Leiters weist der Federschenkel eine Verlängerung auf, an deren Außenkante ein Steg vorgesehen ist, der in eine Nut eines um dieselbe Achse verschwenkbaren Hebels eingreift. Dadurch ist der Federschenkel mit dem Hebel gegen seine Rückstellkraft verschwenkbar und der elektrische Leiter ist dem Federgehäuse entnehmbar.
  • Die Verlängerung des Federschenkels erfordert jedoch eine verhältnismäßig breite Feder und somit eine große Bautiefe. Damit der Steg nicht aus der Nut rutscht, ist eine sehr genaue Führung des Hebels erforderlich. Und durch die Krafteinleitung an der Außenkante der Verlängerung besteht die Gefahr, dass sich die Feder beim Betätigen des Hebels zu der Außenkante hin biegt und die Betätigungskraft ungleichmäßig auf die Feder wirkt.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein alternatives Federkraftklemmelement zu schaffen, dass das Verklemmen eines elektrischen Leiters gut gewährleistet und ein leichtes Öffnen der Klemmstelle ermöglicht.
  • Die Aufgabe wird gelöst mit einem Federkraftklemmelement gemäß dem Anspruch 1. Vorteilhafte Ausführungsformen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Dafür wird ein Federkraftklemmelement geschaffen, das ein Federgehäuse aufweist, das einen Einführbereich zum Einführen eines elektrischen Leiters aufweist, wobei in dem Federgehäuse eine Stromschiene sowie eine Klemmfeder angeordnet sind, so dass ein durch den Einführbereich in das Federgehäuse eingeführter elektrischer Leiter an einer Klemmstelle zwischen der Klemmfeder und der Stromschiene verklemmbar ist, wobei das Federkraftklemmelement zudem einen Schwenkhebel aufweist, der zum Öffnen der Klemmstelle in eine Schwenkrichtung um eine Schwenkachse verschwenkbar ist, und der eine Anlagegeometrie aufweist, die die Klemmfeder beim Öffnen der Klemmstelle in die Schwenkrichtung drückt.
  • Ein solches Federkraftklemmelement wird bevorzugt als eine Leiterplattenklemme verwendet.
  • Es ist die Anlagegeometrie zwischen einem Einführbereich des Federgehäuses und der Klemmfeder angeordnet.
  • Dadurch ist die Anlagegeometrie im Innenraum des Federgehäuses angeordnet. Die Klemmfeder muss daher nicht breiter ausgebildet sein, als für den Leiterdurchmesser des in dem Federkraftklemmelement verklemmbaren elektrischen Leiters erforderlich ist. Dadurch ist die Bautiefe des Federkraftklemmelementes an den Leiterdurchmesser anpassbar.
  • Weiterhin ist nach dem Kennzeichen des Anspruchs 1 am Schwenkhebel eine Führungskontur vorgesehen, die in einem montierten Zustand des Federkraftklemmelementes zwischen dem Klemmschenkel und einem Stützschenkel der Klemmfeder angeordnet ist. Die Führungskontur ist daher im Innenraum des Federgehäuses angeordnet und erhöht die Bautiefe nicht. Zudem ist zwischen der Anlagegeometrie und der Führungskontur eine Führungsnut für die Klemmfeder ausgebildet. Außerdem wird der Schwenkhebel beim Zurückschwenken des Klemmschenkels mit diesem automatisch gegen die Schwenkrichtung zurück verschwenkt.
  • Der Einführbereich ist bevorzugt trichterförmig oder zylinderförmig ausgebildet. Weiterhin bevorzugt ist die Anlagegeometrie als eine Anlagefläche ausgebildet. Es sind aber auch andere Formen des Einführbereiches und/oder der Anlagegeometrie bevorzugt.
  • Es ist bevorzugt, dass die Klemmfeder einen Klemmschenkel aufweist, der um die Schwenkachse verschwenkbar vorgesehen ist. Vorzugsweise weist sie zudem einen Stützschenkel auf, der sich beim Verschwenken des Klemmschenkels am Federgehäuse und/oder an einem Klemmkäfig abstützt. Besonders bevorzugt ist die Klemmfeder als Blattfeder ausgebildet. Ganz besonders bevorzugt ist sie aus einem Federstahl hergestellt.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform liegt die Anlagegeometrie zumindest beim Öffnen der Klemmstelle zumindest teilweise flächig am Klemmschenkel an. Im Bereich der Anlagegeometrie wird die auf den Klemmschenkel wirkende Kraft dadurch gleichmäßig auf diesen verteilt. Zudem ist es bevorzugt, am Federgehäuse eine Hebelführung vorzusehen, entlang der der Schwenkhebel beim Öffnen geführt wird. Dadurch wird ein Verdrehen des Schwenkhebels beim Öffnen unterbunden und die Klemmfeder beziehungsweise der Klemmschenkel sicher betätigt.
  • Der Schwenkhebel weist bevorzugt eine Achsseite und eine Betätigungsseite auf, wobei die Anlagegeometrie zwischen der Achsseite und der Betätigungsseite angeordnet ist. Es ist vorteilhaft etwa u-förmig ausgebildet, so dass er gut und kompakt in die Konstruktion integrierbar ist.
  • Vorzugsweise ist der Schwenkhebel an seiner Achsseite gelagert. Dafür ist es bevorzugt, dass er einen Achsschenkel aufweist. Ebenfalls bevorzugt weist er an seiner Betätigungsseite einen Betätigungsschenkel auf. Alternativ ist er halbrund ausgebildet. Dadurch ist eine über den Betätigungswinkel angenähert geradlinig verlaufende Betätigung möglich.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Anlagegeometrie zwischen der Achsseite und der Betätigungsseite angeordnet. Dadurch ist ein offenes Ende des Klemmschenkels beim Öffnen der Klemmstelle frei beweglich, wodurch das Entnehmen des elektrischen Leiters leicht ist.
  • Der Schwenkhebel ist bevorzugt am Achsschenkel drehbar um die Schwenkachse gelagert. Weiterhin bevorzugt ist am Betätigungsschenkel eine Betätigungsfläche vorgesehen. Dadurch ist der Hebelweg möglichst groß ausgebildet und die erforderliche Kraft zum Betätigen des Klemmschenkels gering. Es ist bevorzugt, dass die Betätigungsfläche für eine werkzeuglose Betätigung und/oder für eine Betätigung mit einem Betätigungswerkzeug ausgebildet ist.
  • Der Klemmschenkel weist bevorzugt einen ersten Knick am offenen Ende auf, sowie einen zweiten Knick im Bereich der Anlagegeometrie. Durch den zweiten Knick erstreckt sich der Klemmschenkel zwischen dem ersten Knick und dem zweiten Knick nahezu quer zu einem verklemmten elektrische Leiter beziehungsweise einer Leitereinführrichtung. Dies ermöglicht eine geringere Bauhöhe. Durch den ersten Knick ist zudem ein Winkel zwischen dem Klemmschenkel und dem elektrischen Leiter stumpf ausgebildet und der verklemmte elektrische Leiter nicht aus dem Federkraftklemmelement heraus ziehbar und sicher verklemmt. Außerdem weist das offene Ende des Klemmschenkels durch den ersten Knick in die Leitereinführrichtung. Dadurch ist der elektrische Leiter ohne Beschädigung in das Federgehäuse einführbar und verklemmbar.
  • Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei weitere Vorteile der Erfindung deutlich werden. Es zeigt:
    • Fig. 1
    in eine perspektivische Ansicht des Federkraftklemmelementes in einer Explosionsdarstellung;
    Fig. 2
    in (a) - (c) Seitenansichten des Federkraftklemmelementes und in (d) - (f) perspektivische Ansichten des Federkraftklemmelementes, die eine Vorderseite des Federkraftklemmelementes aus Fig. 1 zeigen, wobei in (a) und (d) jeweils der Schwenkhebel aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellt ist, wobei in (b) und (e) jeweils der Schwenkhebel mit gestrichelten Linien angedeutet ist, und wobei in (c) und (f) der Schwenkhebel dargestellt ist,
    Fig. 3
    in (b) eine Seitenansicht des Federkraftklemmelementes und in (a), (c) und (d) jeweils perspektivische Ansichten des Federkraftklemmelementes, die eine der Vorderseite aus Fig. 2 gegenüber liegende Rückseite des Federkraftklemmelementes aus Fig. 1 zeigen, wobei eine Rückwand eines Klemmkäfigs des Federkraftklemmelementes in (a) nicht, in (b) und (c) durch gestrichelte Linien, und in (d) dargestellt ist; und
    Fig. 4
    in (a) und (c) jeweils die Klemmfeder und den Schwenkhebel des Federkraftklemmelementes der Fig. 1 ohne Federgehäuse und Klemmkäfig, und (b) und (d) die Klemmfeder, den Schwenkhebel und den Klemmkäfig des Federkraftklemmelementes der Fig. 1 ohne Federgehäuse, jeweils in perspektivischen Ansichten der Rückseite.
  • Das Federkraftklemmelement 1 weist ein Federgehäuse 2 auf mit einem Innenraum 20, in dem ein Klemmkäfig 3 angeordnet ist. Die Erfindung umfasst aber auch Federkraftklemmelemente (nicht dargestellt), die keinen Klemmkäfig 3 sondern nur eine separate Stromschiene (nicht dargestellt) aufweisen. Der Klemmkäfig 3 ist durch einen Einführbereich 21 zugänglich, der im Federgehäuse 2 vorgesehen ist. Das Federgehäuse 2 ist bevorzugt aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff, vorzugsweise einem Kunststoff, gefertigt und kann als ein Teil eines übergeordneten Gehäuses beispielsweise einer Reihenklemme ausgebildet sein. Der Klemmkäfig 3 ist bevorzugt aus einem elektrisch gut leitenden Metall, vorzugsweise aus einem kupferhaltigen Metall oder Kupfer gefertigt.
  • Neben dem Einführbereich 21 ist eine Haltekontur 26 für eine Klemmfeder 4 vorgesehen. Die Klemmfeder 4 ist hier als Blattfeder ausgebildet. Sie weist einen Klemmschenkel 41 sowie einen Stützschenkel 42 auf, die durch einen etwa halbrunden Querschenkel 46 miteinander verbunden sind. Bevorzugt ist die Klemmfeder 4 aus einem Federstahl hergestellt.
  • Im Bereich des Querschenkels 46 ist die Klemmfeder 4 um die Haltekontur 26 geführt. Etwa mittig des Querschenkels 46 ist ein Steg 60 ausgebildet, der sich konzentrisch um eine Schwenkachse 6 erstreckt und eine Schwenkwelle bildet. Dadurch ist der Klemmschenkel 41 um die Schwenkachse 6 verschwenkbar. Im Folgenden werden die Begriffe Steg 60 und Schwenkwelle synonym verwendet.
  • Der vorzugsweise u-förmige Klemmkäfig 3 weist eine Stromschiene 33 auf, die quer zu einer Rückwand 35 des Klemmkäfigs 3 angeordnet ist. Gegenüber der Stromschiene 33 ist quer zur Rückwand 35 eine Seitenwand 32 ausgebildet, an der ein Stützsteg 321 vorgesehen ist.
  • Bei einem Verschwenken des Klemmschenkels 41 der Klemmfeder 4 in eine Schwenkrichtung 61 um die Schwenkachse 6 stützt sich diese mit dem Stützschenkel 42 am Stützsteg 321 ab. Dabei wird der Klemmschenkel 41 gegen eine Rückstellkraft der Klemmfeder 4 in die Schwenkrichtung 61 verschwenkt.
  • Am Klemmkäfig 3 ist zudem ein Anschlusssteg 31 vorgesehen, an dem hier vier Anschlusspinne 311 zum Anschließen elektrischer Leiter (nicht gezeigt) vorgesehen sind. Die hier gezeigten Anschlusspinne 311 sind als Lötstifte ausgebildet. Es sind aber auch andere Anschlüsse möglich, beispielsweise eine Kontaktfeder oder eine Kontakttulpe oder anders ausgebildete Anschlüsse, die ein Verlöten, Verklemmen, Aufstecken oder ähnliches ermöglichen. Die Anordnung des Anschlusssteges 31, der Anschlusspinne 311 oder anderer Anschlüsse ist in Abhängigkeit von den vorhandenen Bauraumverhältnissen wählbar.
  • Der Klemmkäfig 3 ist oberhalb eines Querstegs 22 des Federgehäuses 2 in den Innenraum 20 des Federkraftklemmelementes 1 einschiebbar. Bei eingeschobenem Klemmkäfig 3 sind die Anschlusspinne 311 nach außen geführt, so dass der Innenraum 20 für die Klemmfeder 4 und einen in das Federgehäuse 2 eingeführten elektrischen Leiter 7 (s. Fig. 2) frei bleibt. Außerdem sind die Anschlusspinne 311 dadurch von außen zugänglich.
  • Der elektrische Leiter 7 ist bei montiertem Federkraftklemmelement 1 in eine Leitereinführrichtung 8 in diese und zwischen den Klemmschenkel 41 und die Stromschiene 33 einschiebbar. In einer Montageposition M (s. Fig. 2, 3) wird er an einer Klemmstelle 40, die hier durch einen Pfeil gezeigt ist, durch den Klemmschenkel 41 gegen die Schwenkrichtung 61 gegen die Stromschiene 33 gedrückt. Als elektrischer Leiter 7 ist hier beispielhaft eine Hülse gezeigt, in die üblicherweise ein Litzenleiter eingeführt ist. Das Federkraftklemmelement ist aber auch für einen Litzenleiter ohne Hülse und für einen Volldrahtleiter verwendbar.
  • Um den elektrischen Leiter 7 aus dem Federkraftklemmelement 1 lösen und dieser gegen die Leitereinführrichtung 8 entnehmen zu können, ist ein Schwenkhebel 5 vorgesehen. Mit dem Schwenkhebel 5 ist nicht nur der elektrische Leiter 7 aus dem Federkraftklemmelement 1 lösbar. Sondern der Schwenkhebel 5 ist zum Öffnen der Klemmstelle 40 vorgesehen. Er ermöglicht daher auch ein Öffnen der Klemmstelle 40, bevor ein elektrischer Leiter 7, insbesondere ein feinadriger elektrischer Leiter 7, in dem Federkraftklemmelement 1 verklemmt werden soll. Bei geöffneter Klemmstelle 40 ist das Einführen des elektrischen Leiters 7 in die Klemmstelle 40 sehr leicht möglich.
  • Der Schwenkhebel 5 weist eine Achsseite 560 und eine Betätigungsseite 570 auf, die über einen Grundschenkel 580 verbunden sind (Fig. 4a). Der Grundschenkel des Schwenkhebels 5 ist hier etwa u-förmig ausgebildet. Fig. 4b und d veranschaulichen, dass der U-förmige Klemmkäfig 3 der -Schwenkhebel vorteilhaft einander so gegensinnig gegenüber liegen, so dass sie eine Art geschlossene Kontur bilden, die einen eingeführten Leiter umfasst, wobei der Schwenkhebel 5 verschwenkbar bleibt bzw. ist. Der Schwenkhebel 5 weist an seiner Achsseite 560 einen Achsschenkel 56 auf. Am Ende 58 des Achsschenkels 56 ist er an der Schwenkwelle 60 angeordnet und um die Schwenkachse 6 drehbar gelagert. Dafür ist eine Durchbohrung 51 vorgesehen, die sich konzentrisch um die Schwenkachse 6 erstreckt und die drehbar an der Schwenkwelle 60 angeordnet ist.
  • Es sind auch anders geformte Schwenkhebel 5, beispielsweise ein halbrunder oder ein v-förmiger Schwenkhebel 5, denkbar.
  • Zudem weist der Schwenkhebel 5 an seiner Betätigungsseite 570 einen Betätigungsschenkel 57 am dem Achsschenkel 56 gegenüberliegenden Ende auf. Am offenen Ende 59 des Betätigungsschenkels 57 ist eine Betätigungsfläche 53, hier ein Betätigungsgriff 53, angeordnet. Im Folgenden werden die Begriffe Betätigungsfläche 53 und Betätigungsgriff synonym verwendet. Am Betätigungsgriff 53 ist der Schwenkhebel 5 händisch betätigbar. Zudem ist am offenen Ende 59 des Betätigungsschenkels 57 eine Ausnehmung 54 für ein Betätigungswerkzeug (nicht gezeigt) vorgesehen, so dass der Schwenkhebel 5 dort auch mit dem Betätigungswerkzeug, beispielsweise einem Schraubendreher, betätigbar ist. Anstelle eines Betätigungsgriffes 53 ist aber auch eine kompaktere Betätigungsfläche 53 bevorzugt, die nur eine Betätigung mit einem Betätigungswerkzeug zulässt.
  • Um mit dem Schwenkhebel 5 den Klemmschenkel 41 betätigen zu können, so dass die Klemmstelle 40 geöffnet wird und der verklemmte elektrische Leiter 7 in das Federkraftelement 1 einführbar oder dem Federkraftklemmelement 1 wieder entnehmbar ist, ist zwischen dem Achsschenkel 56 und dem Betätigungsschenkel 57 eine Anlagegeometrie 52 vorgesehen. Die Anlagegeometrie 52 ist bei montiertem Federkraftklemmelement 1 zwischen dem Klemmschenkel 41 und dem Einführbereich 21 angeordnet. Dadurch ist sie im Innenraum 20 des Federkraftklemmelementes 1 angeordnet und erhöht die Bautiefe des Federkraftklemmelementes 1 nicht.
  • Beim Verschwenken des Schwenkhebels 5 um die Schwenkachse 6 in die Schwenkrichtung 61 drückt die Anlagegeometrie 52 auf den Klemmschenkel 41. Dadurch wird auch der Klemmschenkel 41 um die Schenkachse 6 in die Schwenkrichtung 61 verschwenkt.
  • Die Anlagegeometrie 52 ist flächig ausgebildet und liegt zumindest beim Öffnen der Klemmstelle 40, also beim Verschwenken des Schwenkhebels 5 in die Schwenkrichtung 61, zumindest teilweise flächig am Klemmschenkel 41 an. Dadurch verteilt sich die Kraft im Bereich der Anlagegeometrie 52 gleichmäßig auf den Klemmschenkel 41. Zudem bricht sie dadurch beim Betätigen des Schwenkhebels nicht.
  • Aufgrund der Rückstellkraft der Klemmfeder 4 wird der Klemmschenkel 41 gegen die Schwenkrichtung 61 selbsttätig zurück verschwenkt, wenn der elektrische Leiter 7 dem Federkraftklemmelement 1 entnommen ist und keine Betätigungskraft mehr auf den Schwenkhebel 5 wirkt. Dabei liegt der Klemmschenkel 41 zumindest teilweise an der Anlagegeometrie 52 an und drückt gegen die Schwenkrichtung 61 auf die Anlagegeometrie 52, so dass der Schwenkhebel 5 mit der Klemmfeder 4 zurück geschwenkt wird.
  • Am Schwenkhebel 5 ist zudem eine Führungskontur 55 vorgesehen, die im montierten Zustand des Federkraftklemmelementes 1 zwischen dem Klemmschenkel 41 und dem Stützschenkel 42 angeordnet ist. Dadurch ist zwischen der Anlagegeometrie 52 und der Führungskontur 55 eine Führungsnut 551 (s. Fig. 2 (b)) ausgebildet, in der der Klemmschenkel 41 beim Verschwenken sicher geführt ist.
  • Damit die Bautiefe des Federkraftklemmelementes 1 durch den Schwenkhebel 5 nicht unnötig vergrößert ist, ist am Federkäfig 2 eine Hebelführung 23 vorgesehen. Beim Verschwenken wird der Schwenkhebel 5 entlang der Hebelführung 23 geführt. Die Hebelführung 23 verhindert ein freies Verschwenken des Schwenkhebels 5 bei angeschlossenem elektrischem Leiter 7.
  • Um die Bauhöhe des Federkraftklemmelementes 1 zu begrenzen und eine gute Haltekraft auf den eingeführten elektrischen Leiter 7 zu bewirken, weist der Klemmschenkel 41 einen ersten Knick 43 sowie einen zweiten Knick 45 auf.
  • Der erste Knick 43 ist an einem offenen Ende 44 des Klemmschenkels 41 vorgesehen. Der zweite Knick 45 ist im Bereich der Anlagegeometrie 52 vorgesehen. Durch den zweiten Knick 45 erstreckt sich der Klemmschenkel 41 zwischen dem ersten Knick 43 und dem zweiten Knick 45 nahezu quer dem verklemmten elektrischen Leiter 7 beziehungsweise die Leitereinführrichtung 8. Dadurch ist die Bauhöhe gering. Durch den ersten Knick 43 ist ein Winkel zwischen dem Klemmschenkel 41 und dem elektrischen Leiter 7 stumpf ausgebildet und dieser in das Federkraftklemmelement 1 sicher verklemmt.
  • Die Richtung der Bautiefe 81, der Baubreite 82 und der Bauhöhe 83 sind in den Figuren 2 und 3 gezeigt.
  • Zum Öffnen der Klemmstelle und Lösen eines in dem Federkraftklemmelement 1 verklemmten elektrischen Leiters 7 ist eine Betätigungskraft auf den Betätigungsgriff 53 oder die Ausnehmung 54 am offenen Ende 59 des Betätigungsschenkels 57 des Schwenkhebels 5 erforderlich, die in Leitereinführrichtung 8 wirkt.
  • Die Fig. 3 zeigt in (b) eine Seitenansicht des Federkraftklemmelementes und in (a), (c) und (d) jeweils perspektivische Ansichten des Federkraftklemmelementes, die eine der Vorderseite aus Fig. 2 gegenüber liegende Rückseite des Federkraftklemmelementes aus Fig. 1 abbilden, wobei eine Rückwand eines Klemmkäfigs des Federkraftklemmelementes in (a) nicht, in (b) und (c) durch gestrichelte Linien, und in (d) dargestellt ist.
  • Die Fig. 4 (a) und (c) zeigen eine Grundposition G der Klemmfeder 4, in der kein elektrischer Leiter 7 in das Federgehäuse 2 eingeführt ist. In dieser Grundposition erstreckt sich der Klemmschenkel 41 etwa quer zur Leitereinführrichtung 8.
  • Die Fig. 4 (b) zeigt eine Montageposition M der Klemmfeder 4, in der ein elektrischer Leiter 7 in das Federgehäuse 2 eingeführt ist und in diesem zwischen dem offenen Ende 44 des Klemmschenkels 41 und der Stromschiene 33 verklemmt ist. Mit dem Bezugszeichen 71 ist hier das elektrisch leitend ausgebildete Ende der Hülse 7 bezeichnet.
  • Und in der Fig. 4 (d) ist eine offene Position O der Klemmfeder 4 gezeigt, in der der Klemmschenkel 41 sowie der Schwenkhebel 5 so weit wie möglich in Schwenkrichtung 61 verschwenkt sind. Diese offene Position O ist nur möglich, wenn die Betätigungskraft in Leitereinführrichtung 8 auf den Schwenkhebel 5 wirkt. Die Betätigungskraft ist hier durch einen Pfeil 9 gezeigt. Es ist aber ebenfalls bevorzugt, in dem Federkraftklemmelement 1 Rastmittel (nicht gezeigt) vorzusehen, so dass der Schwenkhebel 5 in der offenen Position O verrastet. Bezugszeichenliste
    1 Federkraftklemmelement
    2 Gehäuse
    20 Innenraum
    21 Einführöffnung
    22 Quersteg
    23 Hebelführung
    26 Haltekontur für die Klemmfeder
    3 Klemmkäfig
    31 Anschlusssteg
    311 Anschlusspin
    32 Seitenwand
    321 Stützsteg
    33 Stromschiene
    34 Haltekante
    35 Rückwand
    4 Klemmfeder
    40 Klemmstelle
    41 Klemmschenkel
    42 Stützschenkel
    43 Erster Knick
    44 Offenes Ende des Halteschenkels
    45 Zweiter Knick
    5 Schwenkhebel
    51 Durchbohrung
    52 An lagegeometrie
    53 Betätigungsfläche, Betätigungsgriff
    54 Ausnehmung
    55 Führungskontur
    551 Führungsnut
    56 Achsschenkel
    560 Achsseite
    57 Betätig ungsschenkel
    570 Betätigungsseite
    580 Grundschenkel
    58 Offenes Ende des Achsschenkels
    59 Offenes Ende des Betätigungsschenkels
    6 Schwenkachse
    60 Steg, Schwenkwelle
    61 Schwenkrichtung
    7 Hülse, elektrischer Leiter
    71 elektrisch leitend ausgebildetes Ende der Hülse
    8 Leitereinführrichtung
    81 Tiefe
    82 Breite
    83 Höhe
    9 Betätigungskraft
    G Grundposition
    M Montageposition
    O Offene Position

Claims (8)

  1. Federkraftklemmelement (1) mit einem Federgehäuse (2), das einen Einführbereich (21) zum Einführen eines elektrischen Leiters (7) aufweist, und in dem eine Stromschiene (33) sowie eine Klemmfeder (4) angeordnet sind, so dass ein in das Federgehäuse (2) eingeführter elektrischer Leiter (7) an einer Klemmstelle (40) zwischen der Klemmfeder (4) und der Stromschiene (33) verklemmbar ist, wobei das Federkraftklemmelement (1) einen Schwenkhebel (5) aufweist, der zum Öffnen der Klemmstelle (40) in eine Schwenkrichtung (61) um eine Schwenkachse (6) verschwenkbar ist, und der eine Anlagegeometrie (52) aufweist, die die Klemmfeder (4) beim Öffnen der Klemmstelle (40) in die Schwenkrichtung (61) drückt, und wobei der Schwenkhebel (5) eine Achsseite (560) und eine Betätigungsseite (570) aufweist, und wobei die Anlagegeometrie (52) zwischen der Achsseite (560) und der Betätigungsseite (570) angeordnet ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Anlagegeometrie (52) zwischen einem Einführbereich (21) des Federgehäuses (2) und der Klemmfeder (4) angeordnet ist; und
    - am Schwenkhebel (5) eine Führungskontur (55) vorgesehen ist, die in einem montierten Zustand des Federkraftklemmelementes (1) zwischen dem Klemmschenkel (41) und einem Stützschenkel (42) der Klemmfeder (4) angeordnet ist.
  2. Federkraftklemmelement (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagegeometrie (52) zumindest teilweise flächig am Klemmschenkel (41) anliegt und diesen beim Lösen in die Schwenkrichtung (61) drückt.
  3. Federkraftklemmelement (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmfeder (4) einen Klemmschenkel (41) aufweist, der um die Schwenkachse (6) verschwenkbar vorgesehen ist.
  4. Federkraftklemmelement (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkhebel (5) an seiner Achsseite (560) einen Achsschenkel (56) aufweist, an dem er drehbar um die Schwenkachse (6) gelagert ist.
  5. Federkraftklemmelement (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkhebel (5) an seiner Betätigungsseite (570) einen Betätigungsschenkel (57) aufweist, an dem eine Betätigungsfläche (53) vorgesehen ist.
  6. Federkraftklemmelement (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsfläche (53) sowohl für eine werkzeuglose Betätigung als auch für eine Betätigung mit einem Betätigungswerkzeug vorgesehen ist.
  7. Federkraftklemmelement (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagegeometrie (52) im Innenraum (20) des Federgehäuses (2) angeordnet ist.
  8. Federkraftklemmelement (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der U-förmige Klemmkäfig (3) und der Schenkhebel gemeinsam eine Art geschlossener Kontur bilden, die einen eingeführten Leiter (7) umfasst.
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