EP3028344B1

EP3028344B1 - Elektrische anschlussklemme und verfahren

Info

Publication number: EP3028344B1
Application number: EP14741327.2A
Authority: EP
Inventors: Andreas Wendt
Original assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Current assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Priority date: 2013-07-30
Filing date: 2014-07-21
Publication date: 2021-01-06
Anticipated expiration: 2034-07-21
Also published as: CN105409061B; US20160149319A1; WO2015014649A1; US9543668B2; EP3028344A1; CN105409061A; DE102013108116A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Anschlussklemme und ein Verfahren zum Anschließen eines Leiters an eine Anschlussklemme.
Im Stand der Technik sind verschiedene Anschlussklemmen bekannt geworden, die sich auch zum Anschluss von Leiter großer Durchmesser eignen. So können beispielsweise Leitern mit großen Querschnitten an Schraubklemmen angeschlossen werden. Dabei wird der Leiter über eine Schraubverbindung an der elektrischen Anschlussklemme festgeklemmt. Nachteilig bei solchen Schraubklemmen ist es allerdings, dass ein einfaches Einschwenken des abisolierten Leiters von oben nicht ohne Weiteres möglich ist. Dies führt insbesondere bei großen und massiv ausgebildeten Leitern dazu, dass die Montage erheblich erschwert wird, da der Leiter umgebogen werden muss und axial von vorne in die Schraubklemme eingeführt werden muss, bevor der Leiter geklemmt werden kann.
Leichter ist demgegenüber die Montage bei einer elektrischen Anschlussklemme, welche das Einschwenken eines anzuschließenden Leiters von oben erlaubt. Dabei kann der anzuschließende Leiter zuvor auf die passende Länge gekürzt werden und wird dann bei der Montage eingeschwenkt.
Mit der WO 2013/004343 A1 ist eine solche Anschlussklemme bekannt geworden. Bei dieser elektrischen Anschlussklemme sind ein Handhebel und ein Klemmhebel vorgesehen, die über ein dynamisches Übersetzungsverhältnis miteinander verbunden sind, sodass zu Beginn des Schließvorgangs durch eine große Bewegung des Klemmhebels eine relativ geringe Bewegung des Handhebels bewirkt wird, während am Ende des Schließvorgangs eine große Bewegung des Handhebels zu einer relativ geringen Bewegung des Klemmhebels führt. Bei dieser Hebelklemme wird ein guter Kompromiss aus Öffnungswinkel und Betätigungskraft erreicht. Weitere Anschlussklemmen sind aus der DE 10 2011 106432 A1 , DE 10 2006 043276 A1 und US 4 589 722 A bekannt.
Gegenüber dem bekannten Stand der Technik ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektrische Anschlussklemme zur Verfügung zu stellen, welche einen größeren Öffnungsbereich und/oder eine geringere Betätigungskraft ermöglicht.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine elektrische Anschlussklemme mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Das erfindungsgemäße Verfahren ist Gegenstand des Anspruchs 10. Bevorzugte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der allgemeinen Beschreibung und der Beschreibung des Ausführungsbeispiels.
Eine erfindungsgemäße elektrische Anschlussklemme dient zum elektrisch kontaktierenden Anschluss wenigstens eines Leiters an einen Strombalken, der an einer Halterung aufgenommen ist. Weiterhin sind ein Betätigungshebel zum Öffnen und Schließen der Anschlussklemme und einen Klemmhebel und eine Klemmfeder zum Klemmen des Leiters vorgesehen. Der Betätigungshebel wirkt auf den Klemmhebel ein, wobei der Klemmhebel über eine Schwenkachse verschwenkbar an der Halterung aufgenommen ist. Erfindungsgemäß weist die Halterung zwei seitliche Wände auf, wobei in beiden seitlichen Wänden eine Kulissenführung vorgesehen ist, welche wenigstens eine Schließkulisse und eine davon abzweigende Spannkulisse umfasst. Dabei ist der Betätigungshebel mit einer ersten Achse und mit einer zweiten Achse in der Kulissenführung beweglich aufgenommen bzw. darin geführt. Die Kulissenführung umfasst eine Freigabekulisse, die quer von der Schließkulisse abzweigt, wobei sich insbesondere die Freigabekulisse und die Spannkulisse in entgegengesetzte Richtungen erstrecken. Die Freigabekulisse, die Spannkulisse und wenigstens der Teil der Schließkulisse, der die Freigabekulisse und die Spannkulisse miteinander verbindet, weisen eine "S"-förmige Gestalt auf.
Die erfindungsgemäße elektrische Anschlussklemme hat viele Vorteile, da sie eine einfache und flexible Anschlussmöglichkeit für elektrische Leiter, auch großer Durchmesser, bietet und eine zuverlässige Kontaktierung erlaubt. Die Führung des Betätigungshebels in einer Kulissenführung erlaubt es einerseits, die Anschlussklemme beim Anschließen eines Leiters zunächst weitgehend und im Wesentlichen kraftlos zu schließen und anschließend eine hohe Klemmkraft aufzubringen, wenn der Betätigungshebel von einer Schließkulisse in die Spannkulisse überführt wird.
Dadurch wird eine einfache elektrische Anschlussklemme zur Verfügung gestellt, welche die gestellten Anforderungen erfüllt. Die erfindungsgemäße elektrische Anschlussklemme stellt eine Art Kipp-Hebelklemme zur Verfügung.
Die Halterung weist zwei seitliche Wände auf, die vorzugsweise wenigstens etwa parallel zueinander ausgerichtet sind. Die Kulissenführung ist vorzugsweise in beiden seitlichen Wänden wenigstens teilweise identisch oder insgesamt identisch vorgesehen. Das bedeutet, dass der Betätigungshebel in beiden seitlichen Wänden geführt ist. Die Führung in der Schließkulisse dient dabei zum Schließen, wobei ein großer Weg ohne Kraft oder mit nur relativ geringem Kraftaufwand überwindbar ist. Das Überführen der ersten Achse in die Spannkulisse führt schließlich zum Aufbringen der nötigen Klemmkraft.
Die Anschlussklemme weist einen freien Einschwenkbereich für einen Leiter auf. Der nach oben offene freie Einschwenkbereich wird durch die Halterung oder ein Gehäuse nicht beeinträchtigt. Vorzugsweise beträgt ein Öffnungswinkel zwischen dem Strombalken und der Klemmkante im Öffnungszustand wenigstens 45°. Insbesondere ist der Öffnungswinkel bzw. der maximale Öffnungswinkel größer 60° und vorzugsweise größer 75°. Öffnungswinkel von 90° und sogar mehr als 90° sind möglich und bevorzugt. Durch große Öffnungswinkel und einen nach oben hin frei zugänglichen Einschwenkbereich wird eine einfache Montage auch von Leitern mit großen Querschnitten ermöglicht, da die Leiter einfach von "oben", d. h. von der dem Strombalken gegenüberliegenden Seite in die Anschlussklemme eingeschwenkt werden können. Ein Umbiegen und Zurückschieben der in der Regel starren Leiter, um den Leiter dann von vorn in die Anschlussklemme einzuschieben, ist nicht nötig.
In bevorzugten Weiterbildungen erstreckt sich die Schließkulisse im Wesentlichen quer zu dem Strombalken. Dabei ist der Winkel zwischen der Schließkulisse und dem Strombalken insbesondere größer 30° und vorzugsweise größer 45° und besonders bevorzugt größer 60° oder größer 75°. Je größer der Winkel zwischen der Schließkulisse und dem Strombalken, desto größer ist der beim Schließen zurückgelegte Weg in Klemmrichtung.
Die Kulissenführung umfasst eine Freigabekulisse, die quer von der Schließkulisse abzweigt. Dabei erstrecken sich die Freigabekulisse und die Spannkulisse vorzugsweise in entgegengesetzte Richtungen. Durch eine solche Ausgestaltung ist es möglich, dass die erste Achse des Betätigungshebels beim Schließen in die Spannkulisse eintaucht und dass die zweite Achse des Betätigungshebels in die Freigabekulisse eintaucht. Dadurch wird zum Schließen der Anschlussklemme eine Verschwenkung des Betätigungshebels verwendet, wodurch hohe Klemmkräfte erzeugbar sind. Die Schließkulisse, die Spannkulisse und die Freigabekulisse sind Kulissenarme der Kulissenführung. Die Kulissenarme bilden Führungsarme in der Halterung, innerhalb derer sich die erste Achse und die zweite Achse des Betätigungshebels geführt bewegen können.
Die Freigabekulisse, die Spannkulisse und wenigstens der Teil der Schließkulisse, der die Freigabekulisse und die Spannkulisse miteinander verbindet, bilden eine insgesamt etwa S-förmige Gestalt. Taucht die erste Achse des Betätigungshebels in die Spannkulisse ein und taucht die zweite Achse des Betätigungshebels in die Freigabekulisse ein, so wird insgesamt eine Drehung des Betätigungshebels um eine virtuelle zentrale Achse des Betätigungshebels erzielt. Das ermöglicht eine raumsparende Ausgestaltung.
In bevorzugten Ausgestaltungen weist die erste Achse einen größeren Durchmesser auf als die zweite Achse. Vorzugsweise weist die erste Achse einen größeren Durchmesser auf als eine Breite der Freigabekulisse. Besonders bevorzugt weist die zweite Achse eine kleinere Achse auf als diese Breite der Freigabekulisse. Durch eine solche Weiterbildung wird sichergestellt, dass die erste Achse nicht in die Freigabekulisse eingeführt werden kann. Die zweite Achse kann hingegen in die Freigabekulisse eingeschwenkt werden. Dabei ist es bevorzugt, dass die Breite der Freigabekulisse am Abzweigpunkt von der Schließkulisse kleiner ist als der Durchmesser der ersten Achse, sodass ein Eintauchen der ersten Achse in die Freigabekulisse verhindert wird. Möglich ist es aber auch, dass die minimale Breite der Freigabekulisse von dem Abzweigpunkt einen geringen Abstand aufweist. Dann wird wenigstens ein weites Eintauchen verhindert. Im weiteren Verlauf kann die Freigabekulisse wieder eine größere Breite aufweisen.
In besonders bevorzugten Ausgestaltungen befinden sich im Klemmzustand die erste Achse in der Spannkulisse und die zweite Achse in der Freigabekulisse. Ebenso ist es bevorzugt, dass sich im Öffnungszustand sowohl die erste Achse als auch die zweite Achse in der Schließkulisse befinden. Dadurch wird beim Überführen von dem Öffnungszustand in den Klemmzustand zunächst eine lineare Führung ermöglicht, sodass einerseits ein großer Öffnungswinkel der Anschlussklemme ermöglicht wird, während andererseits der nötige Betätigungsweg relativ klein ist.
In allen Ausgestaltungen ist es vorgesehen, dass neben dem Betätigungshebel ein Klemmhebel vorgesehen ist. Dabei wirkt der Betätigungshebel beim Schließen auf den Klemmhebel ein. Der Klemmhebel ist dabei über eine Schwenkachse verschwenkbar in der Halterung aufgenommen. Der Klemmhebel kann über wenigstens eine Klemmkante verfügen, um damit einen eingelegten Leiter gegen den Strombalken zu klemmen.
Dadurch, dass neben dem Betätigungshebel noch ein Klemmhebel verwendet wird, kann ein besonders effektives Übersetzungsverhältnis zur Verfügung gestellt werden. Zunächst wird beim Schließen der Betätigungshebel mit beiden Achsen in der Schließführung geführt, wodurch der Klemmhebel um einen großen Schwenkwinkel verschwenkt wird. Im Anschluss daran wird beim Überführen der ersten Achse des Betätigungshebels in die Spannkulisse der Betätigungshebel verschwenkt, während der Betätigungshebel auf den Klemmhebel einwirkt. Durch einen Exzenter an dem Betätigungshebel wird eine hohe Kraftübersetzung zur Verfügung gestellt, sodass auch bei relativ geringen Betätigungskräften hohe Klemmkräfte aufbringbar sind. Dabei wirkt der Betätigungshebel über den Exzenter auf den Klemmhebel ein.
Besonders bevorzugt ist es, dass die Klemmfeder im Klemmzustand auf die erste Achse und die Schwenkachse einwirkt. Im Klemmzustand ist die Klemmfeder vorzugsweise vorgespannt und bringt die nötige Klemmkraft dauerhaft und zuverlässig auf den Klemmhebel auf. Besonders bevorzugt ist es dabei, dass sich im Klemmzustand der Klemmhebel hinter einen Totpunkt befindet. Das bedeutet, dass im Klemmzustand eine Selbsthemmung vorliegt, in der jegliche Verschwenkung des Klemmhebels zunächst einen Kraftaufwand erfordert. Das bedeutet, dass sowohl beim Versuch, den Klemmhebel weiter zu schließen als auch wieder zu öffnen, zunächst eine erhöhte Kraft aufwendet werden muss, indem die Klemmfeder entgegen ihrer Klemmkraft zunächst beispielsweise weiter geöffnet werden muss.
In besonders bevorzugten Ausgestaltungen liegt die erste Achse im Klemmzustand an der Klemmfeder an. Besonders bevorzugt ist es auch, dass die erste Achse im Öffnungszustand von der Klemmfeder beabstandet angeordnet ist. Das wird vorzugsweise dadurch realisiert, dass die Klemmfeder insgesamt eine etwa C-förmige Ausgestaltung aufweist. Beim Schließen der Anschlussklemme werden zunächst die erste Achse und die zweite Achse des Betätigungshebels in der Schließkulisse geführt, sodass sich der Betätigungshebel mit der ersten und der zweiten Achse auf den Strombalken zu bewegt. Bei dieser Bewegung taucht die erste Achse zwischen die beiden Enden der Klemmfeder ein. Im Anschluss wird der Betätigungshebel verschwenkt, sodass die erste Achse in die Spannkulisse und die zweite Achse in die Freigabekulisse eintauchen. Beim weiteren Verschwenken wird die erste Achse gegen einen Arm der Klemmfeder gedrückt, sodass die Klemmfeder beim weiteren Verschwenken des Betätigungshebels vorgespannt wird und die erforderliche Klemmkraft aufbringt.
Beim Öffnen der elektrischen Anschlussklemme erfolgt ein umgekehrter Ablauf, sodass die erste Achse den Schenkel der Klemmfeder entlastet und sich schließlich davon entfernt. Beim weiteren Überführen in den Öffnungszustand wird sie schließlich aus dem Querschnitt der Klemmfeder heraus gefahren. Möglich ist es aber auch, dass die erste Achse ständig innerhalb des durch die beiden Schenkel aufgespannten Querschnitts der Klemmfeder verbleibt und im Öffnungszustand nicht an der Klemmfeder anliegt, während sie im Klemmzustand unmittelbar oder mittelbar an einem Schenkel der Klemmfeder anliegt, um die Klemmfeder vorzuspannen.
In bevorzugten Weiterbildungen weist der Betätigungshebel wenigstens eine Werkzeugöffnung auf. Beispielsweise kann die Werkzeugöffnung dazu geeignet sein, einen Schraubendreher oder ein ähnliches stabförmiges Werkzeug aufzunehmen, sodass der Betätigungshebel über ein in die Werkzeugöffnung eingeführtes Werkzeug betätigt werden kann.
An dem Betätigungshebel können umgebogene Laschen vorgesehen sein. Möglich ist es auch, dass an dem Betätigungshebel wenigstens eine Achse aufgenommen ist, die als Gegenlager bei der Betätigung dient. Beispielsweise kann der Betätigungshebel umgebogene Laschen und/oder wenigstens einen Stift als Gegenlager aufweisen, sodass eine effektive Kraftübertragung von einem an der Werkzeugöffnung aufgenommenen Werkzeug auf den Betätigungshebel erfolgt.
In bevorzugten Weiterbildungen ist wenigstens eine Rückstellfeder vorgesehen, die den Betätigungshebel in die Öffnungsstellung bzw. den Öffnungszustand vorbelastet. In bevorzugten Ausgestaltungen ist die Rückstellfeder derart angeordnet, dass die Rückstellfeder in dem Klemmzustand die Klemmkraft erhöht. Das ist vorteilhaft, da die Rückstellfeder in dem Klemmzustand keine Minderung der Klemmwirkung bewirkt.
In allen Ausgestaltungen ist es besonders bevorzugt, dass die Halterung und der Klemmhebel und der Betätigungshebel jeweils gestanzte Biegeteile sind. Darüber wird eine einfache und kostengünstige Fertigung ermöglicht. Auch eine unaufwendige Montage wird ermöglicht. Gleichzeitig werden stabile Komponenten zur Verfügung gestellt, die auch eine Vielzahl von Öffnungs- und Schließvorgängen unbeschadet erlauben.
In besonders bevorzugten Weiterbildungen ist an dem Strombalken wenigstens eine Nut zur Sicherung eines eingeschobenen Leiters vorgesehen. Weiterhin ist vorzugsweise wenigstens eine Leiterführung zur Zentrierung eines an dem Strombalken aufgenommenen Leiters vorgesehen. Möglich und bevorzugt ist es, dass die Nut an dem Strombalken dort positioniert ist, wo die Klemmkante gegen einen eingelegten Leiter drückt. Dadurch wird insbesondere bei dünneren Leitern eine lokale Verbiegung des Leiters in die Nut hinein bewirkt, sodass die nötige Auszugskraft deutlich erhöht wird. Die Leiterführung zur Zentrierung bewirkt eine reproduzierbare mittige Aufnahme eines Leiters, sodass reproduzierbare Bedingungen und ungleiche Belastungen vermieden werden. Beispielsweise können zwei Leiterführungen unter einem Winkel von 120° in einer V-förmigen Struktur vorgesehen sein, um eingelegte Leiter zu zentrieren.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Klemmen wenigstens eines Leiters an einer Anschlussklemme, um den Leiter elektrisch leitend zu kontaktieren. Dabei ist an einer Halterung der Anschlussklemme ein Strombalken aufgenommen. Zur Betätigung ist ein Betätigungshebel vorgesehen. Zum Klemmen des eingelegten Leiters gegen den Strombalken ist ein Klemmhebel vorgesehen. Zur Erzeugung einer Klemmkraft dient wenigstens eine Klemmfeder. Der Betätigungshebel wirkt auf den Klemmhebel ein, wobei der Klemmhebel über eine Schwenkachse verschwenkbar an der Halterung aufgenommen ist. Der Betätigungshebel wird mit einer ersten Achse und mit einer zweiten Achse in einer Kulissenführung beweglich geführt, welche in beiden seitlichen Wänden der Halterung vorgesehen ist. Zum Anschließen wird der Betätigungshebel zunächst mit der ersten Achse und der zweiten Achse in der Schließkulisse der Kulissenführung geführt. Beim Erreichen einer quer von der Schließkulisse abzweigenden Spannkulisse wird die erste Achse in die Spannkulisse geführt, um den Leiter zu klemmen. Der Betätigungshebel wird zunächst in einer Längsrichtung geführt und anschließend verschwenkt. Die zweite Achse taucht beim Verschwenken in einer quer von der Schließkulisse abzweigende Freigabekulisse ein.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den erheblichen Vorteil, dass die Anschlussklemme beim Führen der ersten und zweiten Achse innerhalb der Schließkulisse die Anschlussklemme im Wesentlichen geschlossen wird, während beim Führen der ersten Ache in der Spannkulisse die benötigte Spannkraft aufgebracht wird. Dadurch wird auf sehr einfache Art und Weise ein besonders großes Übersetzungsverhältnis zur Verfügung gestellt. Beim Beginn des Schließvorgangs wird mit dem Werkzeug ein relativ geringer Weg zurückgelegt, der zu einer erheblichen Schließbewegung führt und im Anschluss daran wird mit dem Werkzeug ein größerer Weg mit geringem Kraftaufwand zurückgelegt, während an der Anschlussklemme die benötigte hohe Klemmkraft erzeugt wird.
Insgesamt ermöglicht die elektrische Anschlussklemme einen besonders großen Öffnungsbereich und eine geringe Betätigungskraft, da bei der Abwärtsbewegung des als Exzenter dienenden oder einen Exzenter aufweisenden Betätigungshebels die elektrische Anschlussklemme zunächst weitgehend geschlossen wird. Im Anschluss daran wird der gesamte Schwenkwinkel bei der Betätigung zum Spannen genutzt. Im Unterschied dazu wurde im Stand der Technik wenigstens ein Teil eines Schwenkwinkels auch schon zum Spannen genutzt.
Dadurch, dass bei der Betätigung ein großer Schwenkwinkel zum Spannen genutzt werden kann, kann eine besonders starke Feder eingesetzt werden, die sich zur Aufbringung hoher Klemmkräfte eignet.
Insgesamt wird eine Anschlussklemme zur Verfügung gestellt, bei der auch dicke und schwer zu biegende oder nicht verschiebbare Anschlussleitungen in eine solche Anschlussklemme eingeschwenkt werden können. Damit kann die elektrische Anschlussklemme auch zum Anschließen von Anschlussleitungen verwendet werden, die anders nicht in den Klemmkörper gelangen können.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus dem Ausführungsbeispiel, das im Folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Figuren erläutert wird.
In den Figuren zeigen:

Fig. 1: eine schematische perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen elektrischen Anschlussklemme mit angesetztem Werkzeug;
Fig. 2: eine vergrößerte Darstellung der elektrischen Anschlussklemme nach Fig. 1;
Fig. 3: eine Seitenansicht der elektrischen Anschlussklemme nach Fig. 1;
Fig. 4: eine Vorderansicht der elektrischen Anschlussklemme nach Fig. 1;
Fig. 5: eine Draufsicht auf die elektrische Anschlussklemme nach Fig. 4;
Fig. 6: einen Querschnitt gemäß der Schnittlinien A - A aus Fig. 5;
Fig. 7: eine stark schematische Seitenansicht der elektrischen Anschlussklemme nach Fig. 1 in einer ersten Stellung;
Fig. 8: eine stark schematische Seitenansicht der elektrischen Anschlussklemme nach Fig. 1 in einer zweiten Stellung;
Fig. 9: eine stark schematische Seitenansicht der elektrischen Anschlussklemme nach Fig. 1 in einer dritten Stellung; und
Fig. 10: eine stark schematische Seitenansicht der elektrischen Anschlussklemme nach Fig. 1 in einer vierten Stellung.

Figur 1 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung einer elektrischen Anschlussklemme 100 mit einem eingelegten Kabel 125 mit mehreren Leitern 126. Dabei ist in dem Betätigungshebel 103 der elektrischen Anschlussklemme 100 ein Werkzeug 120 in Form eines Schraubendrehers eingeführt, um die elektrische Anschlussklemme 100 in einen Klemmzustand 145 zu überführen.
In dem Klemmzustand 145 (Fig. 10) klemmt der Klemmhebel 102 die eingelegten Leiter 106 gegen den Strombalken 110. Der Strombalken 110 ist an der Halterung 108 aufgenommen, die von einem hier nicht dargestellten Kunststoffgehäuse umgeben sein kann. Die Anschlussklemme 100 kann als Reihenklemme ausgeführt sein.
Der Klemmhebel 102 ist über eine Achse 111 an der Halterung 108 verschwenkbar aufgenommen. Ein Schenkel 136 der Klemmfeder 101 liegt an der Achse 111 an (vgl. auch Fig. 7).
Der Betätigungshebel 103 weist (vgl. Fig. 2) eine Werkzeugöffnung 109 auf. An dem Betätigungshebel sind eine erste Achse 130 und eine zweite Achse 131 vorgesehen. In dem Gehäuse ist eine Kulissenführung 114 vorgesehen, die eine Schließführung 104 umfasst, die hier linear ausgerichtet ist und sich quer zu dem Strombalken 110 erstreckt. Von der Schließkulisse 104 zweigt am unteren Ende eine Spannkulisse 105 ab, in die die erste Achse 130 eingetaucht ist. Die zweite Achse 131 ist in die ebenfalls von der Schließkulisse 114 abzweigende Freigabekulisse 106 eingetaucht.
Die erste Achse 130 liegt an dem Schenkel 137 der Klemmfeder 101 an (vgl. Fig. 7), sodass bei der weiteren Schwenkbewegung mit dem Werkzeug 120 die Klemmfeder 101 gespannt wird, wenn sich die erste Achse 130 weiter in der Spannkulisse 105 bewegt.
Fig. 2 zeigt eine schematisch vergrößerte Darstellung der elektrischen Anschlussklemme 100 aus Fig. 1.
Die Schließkulisse 104 umfasst einen ersten Teil 104a und 104b. Der Teil 104a erstreckt sich von der Abzweigung der Freigabekulisse 106 aus nach oben und der zweite Teil 104b erstreckt sich von dem Abzweig der Freigabekulisse 106 aus nach unten. Am unteren Ende der Schließkulisse 104 zweigt die Spannkulisse 105 ab, in die die erste Achse 130 beim Spannen eingeführt wird. Die zweite Achse 131 taucht hingegen beim Spannen in die Freigabekulisse 106 ein.
Am oberen Ende der Halterung 108 ist ein Loch 107 für eine Achse 133 (gestrichelt eingezeichnet) vorgesehen, an der eine hier nicht dargestellte Rückstellfeder 135 angreift, um den Betätigungshebel 103 in die Öffnungsposition vorzubelasten. Der Klemmhebel 102 ist so wie die Halterung 108 als Stanzbiegeteil ausgeführt. Der Klemmhebel 102 weist zwei voneinander beabstandete und hier parallele seitliche Wände 116 und 117 auf. Der Klemmhebel 102 wird um die Achse 111 verschwenkt, die an der Halterung 108 aufgenommen ist.
Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht der elektrischen Anschlussklemme 100. Dabei ist erkennbar, dass der Außendurchmesser 140 der ersten Achse 130 größer ist als der Außendurchmesser 141 der zweiten Achse 131. Insbesondere ist der Außendurchmesser 140 der ersten Achse 130 größer als die Breite 142 der Freigabekulisse 106 am Abzweigpunkt 138 von der Schließkulisse 104. Dadurch wird verhindert, dass die erste Achse 130 versehentlich in die Freigabekulisse 106 eingetaucht wird.
Beim Überführen von einer oberen Öffnungsstellung in einen Klemmzustand wird der Betätigungshebel 103 mit der ersten Achse 130 und der zweiten Achse 131 nach unten bewegt. Wenn die erste Achse 130 hier den Boden der Schließkulisse 104 erreicht, erreicht die zweite Achse 131 den Abzweig der Freigabekulisse 106. Im Anschluss daran kann die erste Achse 130 in die Spannkulisse 105 eintauchen, während die zweite Achse 131 beim Verschwenken des Betätigungshebels 103 in die Freigabekulisse 106 geführt wird.
Der Betätigungshebel 103 weist die Werkzeugöffnung 109 auf, in die ein Werkzeug 120 eingeführt werden kann.
Wie der Vorderansicht nach Fig. 4 entnommen werden kann, sind an dem Betätigungshebel 103 einstückig geformte umgebogene Laschen 122 und 123 vorgesehen, die ein Gegenlager für ein eingeführtes Werkzeug bilden.
In der Vorderansicht der elektrischen Anschlussklemme 100 ist erkennbar, dass sich die Klemmfeder 101 außerhalb der Halterung 108 über die vollständige Breite der Halterung 108 erstreckt. Dadurch wird eine besonders hohe Festigkeit erzielt.
In der Draufsicht gemäß Fig. 5 ist die Werkzeugöffnung 109 in dem Betätigungshebel 103 von oben erkennbar. Weiterhin sind die umgebogenen Laschen 122 und 123 als Gegenlager für ein Werkzeug sichtbar.
Fig. 6 zeigt den Schnitt A-A aus Fig. 5. Dabei ist die vordere Wand der Halterung 108 weggeschnitten. Die Klemmfeder 101 weist eine Einschnürung 118 auf. Die Klemmfeder 101 hintergreift mit dem Schenkel 136 die Achse 111 des Klemmhebels 102. Der andere Schenkel 137 der Klemmfeder 101 liegt in diesem Zustand an der ersten Achse 130 des Betätigungshebels 103 an. Gestrichelt eingezeichnet ist hier die Rückstellfeder 134 zwischen der Achse 107 und der zweiten Achse 131, die nach einem Zurückschwenken des Betätigungshebels 103 zu einer selbsttätigen Überführung des Betätigungshebels 103 in die Öffnungsstellung dient. Über eine entsprechend geeignete Feder wird auch eine Vorbelastung des Klemmhebels 102 in die Öffnungsstellung bewirkt.
Unterhalb der Klemmkante 119 des Klemmhebels 102 sind hier an dem Strombalken 110 eine Nut 113 und eine Führung 112 zu erkennen. Die Nut 113 bewirkt, dass Leiter mit insbesondere geringeren Durchmessern besonders auszugfest aufgenommen werden, da sie durch die Klemmkante 119 in die Nut hineingedrückt werden. Die Führung 112 bewirkt eine Zentrierung aufgenommener Leiter an dem Strombalken 110.
Mit Bezug auf die Figuren 7 bis 10 wird im Folgenden die Funktion der elektrischen Anschlussklemme 100 erläutert. Dabei zeigen die Figuren 7 bis 10 unterschiedliche Positionen und Stellungen der elektrischen Anschlussklemme 100 in jeweils stark schematisierter Form. Dabei wurde die Halterung 108 und es wurden weitere Teile weggelassen, um die Übersichtlichkeit zu erhöhen.
Fig. 7 zeigt die elektrische Anschlussklemme 100 etwa in dem Öffnungszustand 144. Ein Schenkel 136 der Klemmfeder 101 hintergreift die Schwenkachse 111 des Klemmhebels 102, während der andere Schenkel 137 freiliegt. Der Betätigungshebel 103 befindet sich weit oberhalb der Klemmfeder 101. Die erste Achse 130 und die zweite Achse 131 befinden sich in der hier nicht dargestellten Schließkulisse 104 der Kulissenführung 114. In dieser Stellung kann ein Leiter von oben in die weit geöffnete Anschlussklemme eingeschwenkt werden.
Der Öffnungswinkel 146 zwischen dem Strombalken 110 und der Klemmkante 1119 des Klemmhebels 102 beträgt hier weitaus mehr als 75° und hier sogar 90°. Je nach geometrischer Auslegung des Klemmhebels 102 kann der Öffnungswinkel 146 auch noch größer oder auch etwas kleiner gewählt werden. In der Regel reicht ein Öffnungswinkel 146 von 75° aber aus, um auch besonders starre Leiter 126 mit großen Querschnitten in den Einschwenkbereich 115 von oben einschwenken zu können. Bei 90° Öffnungswinkel kann jeder Leiter eingeschwenkt werden.
Durch eine im Wesentlichen nach unten entlang des Pfeils 134 gerichtete Bewegung des Betätigungshebels 103 wird die Anschlussklemme von dem Öffnungszustand nach Fig. 7 in den Zustand nach Fig. 8 überführt. Dabei wird der um etwa 90° geöffnete Klemmhebel 102 um fast 45° verschwenkt, da der Klemmhebel 102 der Exzenterkurve 129 in Kontakt mit der Gleitkante 127 des Klemmhebels 102 gerät und somit für eine weite Verschwenkung des Klemmhebels 102 sorgt.
In der Darstellung gemäß Fig. 8 beginnt die erste Achse 130 in den durch die Schenkel 136 und 137 aufgespannten Querschnitt der Klemmfeder 101 einzutauchen.
Bei der weiteren Abwärtsbewegung der ersten Achse 130 und der zweiten Achse 131 entlang der Schließkulisse 104 der Kulissenführung 114 bewirkt der Kontakt der Exzenterkurve 129 mit der Klemmkurve 128 des Klemmhebels 102 eine weitgehende Schließung des Klemmhebels 102. Etwa diesem Zustand erreicht die erste Achse 130 den Boden der Schließkulisse 104 und die zweite Achse 131 erreicht die Abzweigung der Freigabekulisse 106.
Im Folgenden erfolgt eine Verschwenkbewegung des Betätigungshebels 103, wobei die erste Achse 130 in die Spannkulisse 105 und die zweite Achse 131 in die Freigabekulisse 106 eintauchen. Dabei drückt die erste Achse 130 gegen den Schenkel 137 der Klemmfeder 101 und spannt die Klemmfeder 101, während gleichzeitig die Exzenterkurve 129 in Kontakt mit der Klemmkurve 128 des Klemmhebels 102 ist und für eine weitere Verschwenkung des Klemmhebels 102 sorgt, sodass die Klemmkante 119 gegen die Leiter 126 des Kabels 125 gedrückt wird, wie es in Fig. 9 dargestellt ist.
Fig. 10 zeigt den Klemmzustand 145, in dem die Klemmfeder 101 gespannt ist und dafür sorgt, dass der Klemmzustand 145 aufrechterhalten bleibt. Die Ausrichtung des Betätigungshebels 103 und des Klemmhebels 102 ist dabei derart, dass eine Selbsthemmung erzielt wird, sodass nach dem Entfernen des Werkzeugs 120 aus der Werkzeugöffnung 109 der eingestellte Zustand sicher aufrechterhalten bleibt, bis über ein weiteres Einführen des Werkzeugs 120 und eine entgegengesetzte Bewegung die elektrische Anschlussklemme 100 wieder geöffnet wird.

Die Erfindung ermöglicht eine Anschlussklemme 100 mit einem großen Öffnungswinkel, während die elektrische Anschlussklemme 100 gleichzeitig mit geringer Betätigungskraft wieder geschlossen werden kann. Dadurch, dass der Betätigungshebel 103 zunächst praktisch kraftlos abgesenkt werden kann, steht der Verschwenkungsweg zur Erzeugung einer hohen Klemmkraft zur Verfügung.

Bezugszeichenliste

Anschlussklemme	100
Klemmfeder	101
Klemmhebel	102
Betätigungshebel, Exzenter	103
Schließkulisse, Kulissenarm	104
Spannkulisse, Kulissenarm	105
Freigabekulisse, Kulissenarm	106
Loch	107
Halterung	108
Werkzeugöffnung	109
Strombalken	110
Schwenkachse	111
Führung	112
Nut	113
Kulisse	114
Gerade	115
Wand	116
Wand	117
Einschnürung	118
Klemmkante	119
Werkzeug, Schraubendreher	120
Lasche	122
Lasche	123
Kabel	125
Leiter	126
Gleitkante	127
Klemmkurve	128
Exzenterkurve	129
Erste Achse	130
Zweite Achse	131
Achse	132
Achse	133
Pfeil	134
Rückstellfeder	135
Schenkel	136
Schenkel	137
Abzweigpunkt	138
Durchmesser	140
Durchmesser	141
Breite	142
Öffnungs zustand	144
Klemmzustand	145
Öffnungswinkel	146

Claims

Anschlussklemme (100) zum elektrisch kontaktierenden Anschluss wenigstens eines Leiters (126) an einen an einer Halterung (108) aufgenommenen Strombalken (110), wobei ein Betätigungshebel (103), ein Klemmhebel (102) und eine Klemmfeder (101) vorgesehen sind, wobei der Betätigungshebel (103) auf den Klemmhebel (102) einwirkt, wobei der Klemmhebel (102) über eine Schwenkachse (111) verschwenkbar an der Halterung (108) aufgenommen ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Halterung (108) zwei seitliche Wände aufweist, wobei in beiden seitlichen Wänden eine Kulissenführung (114) vorgesehen ist, welche wenigstens eine Schließkulisse (104) und eine quer davon abzweigende Spannkulisse (105) umfasst, und dass der Betätigungshebel (103) mit einer ersten Achse (130) und einer zweiten Achse (131) in der Kulissenführung (114) beweglich geführt ist, wobei die Kulissenführung (114) eine Freigabekulisse (106) umfasst, die quer von der Schließkulisse (104) abzweigt, wobei sich die Freigabekulisse (106) und die Spannkulisse (105) in entgegensetzte Richtungen erstrecken und wobei die Freigabekulisse (106), die Spannkulisse (105) und wenigstens der Teil der Schließkulisse (104), der die Freigabekulisse (106) und die Spannkulisse (105) miteinander verbindet, eine "S"-förmige Gestalt aufweisen.
Anschlussklemme (100) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei sich die Schließkulisse (104) im Wesentlichen quer zu dem Strombalken (110) erstreckt.
Anschlussklemme (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Achse (130) einen größeren Durchmesser (140) aufweist als eine Breite (142) der Freigabekulisse (106) und wobei die zweite Achse (131) einen kleineren Durchmesser (141) aufweist als die Breite (142) der Freigabekulisse (106).
Anschlussklemme (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich im Klemmzustand (145) die erste Achse (130) in der Spannkulisse (105) und die zweite Achse (131) in der Freigabekulisse (106) befinden.
Anschlussklemme (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Klemmfeder (101) im Klemmzustand (145) auf die erste Achse (130) und die Schwenkachse (111) einwirkt.
Anschlussklemme (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich der Klemmhebel (102) in dem Klemmzustand (145) hinter einem Totpunkt befindet.
Anschlussklemme (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Achse (130) im Klemmzustand (145) an der Klemmfeder (101) anliegt und im Öffnungszustand (144) von der Klemmfeder (101) beabstandet angeordnet ist.
Anschlussklemme (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Betätigungshebel (103) eine Werkzeugöffnung (109) aufweist.
Anschlussklemme (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an dem Betätigungshebel (103) umgebogene Laschen (122, 123) vorgesehen sind und/oder eine Achse (132) aufgenommen ist, um ein Gegenlager bei der Betätigung zur Verfügung zu stellen.
Verfahren zum Anschließen eines Leiters (126) an einer Anschlussklemme (100), um den Leiter (126) elektrisch leitend zu kontaktieren, wobei an einer Halterung (108) der Anschlussklemme (100) ein Strombalken (110) aufgenommen ist und wobei zur Betätigung ein Betätigungshebel (103), zum Klemmen des eingelegten Leiters gegen den Strombalken (110) ein Klemmhebel (102) und zur Erzeugung einer Klemmkraft eine Klemmfeder (101) vorgesehen sind, wobei der Betätigungshebel (103) auf den Klemmhebel (102) einwirkt, wobei der Klemmhebel (102) über eine Schwenkachse (111) verschwenkbar an der Halterung (108) aufgenommen ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Betätigungshebel (103) mit einer ersten Achse (130) und einer zweiten Achse (131) in einer Kulissenführung (114) beweglich geführt wird, welche in beiden seitlichen Wänden der Halterung (108) vorgesehen ist, und dass zum Anschließen der Betätigungshebel (103) zunächst mit der ersten Achse (130) und der zweiten Achse (131) in einer Schließkulisse (104) der Kulissenführung (114) geführt wird, und dass beim Erreichen einer quer von der Schließkulisse (104) abzweigenden Spannkulisse (105) die erste Achse (130) in die Spannkulisse (105) geführt wird, wobei der Betätigungshebel (103) zunächst in einer Längsrichtung geführt wird und anschließend verschwenkt wird, und wobei die zweite Achse (131) beim Verschwenken in eine quer von der Schließkulisse (104) abzweigende Freigabekulisse (106) eintaucht, wobei die Freigabekulisse (106), die Spannkulisse (105) und wenigstens der Teil der Schließkulisse (104), der die Freigabekulisse (106) und die Spannkulisse (105) miteinander verbindet, eine "S"-förmige Gestalt aufweisen.