EP3061154B1

EP3061154B1 - Federkraftklemmanschluss und steckverbinder

Info

Publication number: EP3061154B1
Application number: EP14784492.2A
Authority: EP
Inventors: Carsten Ludewig; Viktor Mickmann
Original assignee: Wago Verwaltungs GmbH
Current assignee: Wago Verwaltungs GmbH
Priority date: 2013-10-21
Filing date: 2014-10-17
Publication date: 2019-04-24
Anticipated expiration: 2034-10-17
Also published as: US20160248174A1; CN105659436B; CN105659436A; WO2015059054A1; EP3061154A1; CN107919538B; DE102013111574B4; CN107919538A; US9847587B2; US20170214154A1; DE102013111574A1; US9614301B2

Description

Die Erfindung betrifft einen Federkraftklemmanschluss zum Anklemmen elektrischer Leiter mit

einem Isolierstoffgehäuse, das mindestens eine Leitereinführungsöffnung zum Einführen eines elektrischen Leiters hat,
mindestens einer Klemmfeder, die einen Anlageschenkel, einen Klemmschenkel und einen den Anlageschenkel und den Klemmschenkel miteinander verbindenden Federbogen hat, und
mit mindestens einem verschiebbar in einer Drückeröffnung im Isolierstoffgehäuse aufgenommenen Betätigungsdrücker, der eine Betätigungsfläche zur Anlage an dem Klemmschenkel und zur Verlagerung des Klemmschenkels in Richtung Anlageschenkel zum Öffnen der Klemmstelle bei Verschiebung des Betätigungsdrückers in Richtung Innenraum des Isolierstoffgehäuses hat.

Derartige Federkraftklemmanschlüsse dienen zum Anklemmen elektrischer Leiter und sind insbesondere vorteilhaft, wenn eine Mehrzahl solcher Federkraftklemmanschlüsse eng nebeneinander in einem Steckverbinder eingebaut ist.
DE 43 36 965 A1 zeigt eine Anschlussklemme mit einer doppelschenkligen Klemmfeder, die einen anzuschließenden elektrischen Leiter jeweils gegen eine Stromschiene drückt und elektrisch leitend anklemmt. Es ist ein Betätigungsdrücker zur gleichzeitigen Betätigung der einander gegenüberliegenden Klemmschenkel vorgesehen, um die jeweiligen Klemmstellen zu öffnen. Der Betätigungsdrücker hat eine dem jeweiligen Leitereinführungskanal zugewandte, halbrunde, muldenförmige Fläche, welche eine Teilwandung des jeweiligen Leitereinführungskanals bildet.
DE 100 37 191 C2 offenbart eine Klemme mit einem Isolierstoffgehäuse, bei dem ein Betätigungsdrücker für eine Klemmfeder eine muldenförmige Führungsfläche für einen einzusteckenden elektrischen Leiter hat.
Aus EP 0 899 818 B1 ist eine Anschlussklemme mit einer in einem Klemmengehäuse angeordneten Kastenfeder bekannt, die einen Klemmschenkel zum Anklemmen eines elektrischen Leiters hat. Es ist ein in Längsrichtung des Klemmschenkels zu dessen Klemmende hin verschiebliches Betätigungsteil vorgesehen, das einen Durchlasskanal für die Durchführung eines elektrischen Leiters hat. Der Durchlasskanal erstreckt sich von einer Leitereinführungsöffnung am Drückerende bis zu einer Leiteraustrittsöffnung am Innenende des Betätigungsteils. Der Durchlasskanal und die Leitereinführungsöffnung des Betätigungsteils sind einseitig entlang einer Längsseite offen und an der Offenseite durch das Klemmengehäuse geschlossen.
Aus der DE 203 08 863 U1 ist eine weitere Anschlussklemme bekannt, die die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 offenbart.
Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Federkraftklemmanschluss zu schaffen, bei dem ein Betätigungsdrücker sehr kompakt und stabil im Isolierstoffgehäuse aufgenommen ist.
Die Aufgabe wird durch den Federkraftklemmanschluss mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Die Aufgabe wird weiterhin durch den Steckverbinder mit einem Isolierstoffgehäuse und mit mindestens einem solchen Federkraftklemmanschluss gelöst. Es wird vorgeschlagen, dass mindestens eine Drückeröffnung im Isolierstoffgehäuse zur Aufnahme eines zugeordneten Betätigungsdrückers vorgesehen ist, wobei diese Drückeröffnung jeweils zu einer zugeordneten Leitereinführungsöffnung hin geöffnet ist. Der in dieser Drückeröffnung verschiebbar gelagerte Betätigungsdrücker bildet dabei einen Teil der Wandung der Leitereinführungsöffnung. Dies wird dadurch ermöglicht, dass die Drückeröffnung zur Leitereinführungsöffnung hin geöffnet ist und dieser geöffnete Teil der Drückeröffnung dann durch den Betätigungsdrücker mindestens teilweise ausgefüllt wird. Die Drückeröffnung ist von einem an die Leitereinführungsöffnung angrenzenden Mündungsabschnitt ausgehend zu dem der Leitereinführungsöffnung gegenüberliegenden Rücken der Drückeröffnung hin verbreitert. Der Betätigungsdrücker ist dabei im Querschnitt an die sich verbreiternde Kontur der Drückeröffnung angepasst. Damit hat der Betätigungsdrücker angrenzend an den elektrischen Leiter, d. h. in dem Teil, der die Wandung der Leitereinführungsöffnung mit bildet, eine geringere Breite, als im gegenüberliegenden Bereich, der an die Klemmfeder angrenzt. Auf diese Weise wird bei einem kompakten Aufbau eine stabile Lagerung des Betätigungsdrückers im Isolierstoffgehäuse unter einem verbesserten Kraftfluss erreicht.
Erfindungsgemäß hat der Betätigungsdrücker an der Betätigungsfläche, die dem einen Teil der Wandung des Isolierstoffgehäuses bildenden Fläche gegenüberliegt, eine Vertiefung zur Aufnahme eines Abschnitts des Klemmschenkels. Der Klemmschenkel wird somit in diese Vertiefung eingeführt, was eine verbesserte Lagerung des Betätigungsdrückers unter Reduzierung der auf das benachbarte Isolierstoffgehäuse wirkenden Kraftbelastung und eine verbesserte Führung an dem Klemmschenkel der Klemmfeder zur Folge hat.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Betätigungsdrücker von seinem von der Außenseite zum Verschieben des Betätigungsdrücker zugänglichen Kopfende bis zu der im Innenraum des Isolierstoffgehäuses an dem Klemmschenkel anliegenden Betätigungsfläche hin konisch verjüngt ist. Damit wird eine ausreichende Fläche am Kopfende zum Herunterdrücken des Betätigungsdrückers unter reduziertem Raumbedarf erreicht. Die konische Verjüngung ist dabei optimal auf den verfügbaren Raum oberhalb des schräg zur Betätigungsrichtung und Leitereinsteckrichtung verlaufenden Klemmschenkels abgestimmt und stellt bei geringem Raumbedarf eine optimale Betätigungskinematik sicher.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das freie Ende des Betätigungsdrückers, das in dem Innenraum des Isolierstoffgehäuses benachbart zu der Klemmstelle angeordnet ist, eine vorstehende, die Leitereinführungsöffnung teilweise mit bildende und einen elektrischen Leiter zur Klemmstelle führende Nase hat. Eine solche vorspringende Nase bildet einen Leitereinführungstrichter mit aus und hat weiterhin, insbesondere in Verbindung mit der optionalen Vertiefung zur Aufnahme eines Abschnitts des Klemmschenkels den Vorteil zu einer hinreichenden Versteifung im Betätigungsbereich, der auf den Klemmschenkel wirkt, beizutragen. Die Gefahr eines Verbiegens des Betätigungsdrückers wird dadurch reduziert.
Zur verbesserten Betätigung des Betätigungsdrückers von der Außenseite z. B. durch einen Schraubendreher als Betätigungswerkzeug ist es weiterhin vorteilhaft, wenn das zur Außenseite des Isolierstoffgehäuses hin zugängliche freie Ende eine Betätigungsvertiefung z.B. in Form eines Schlitzes oder Kreuzschlitzes aufweist. Das freie Ende eines Schraubendrehers kann dann in den Schlitz hineingeführt und durch die Betätigungsvertiefung vor Abrutschen gesichert werden.
Der Federkraftklemmanschluss hat vorzugsweise mindestens ein Stromschienenstück mit einem Klemmabschnitt, der zusammen mit einer Klemmkante des Klemmschenkels eine Klemmstelle zum Anklemmen eines elektrischen Leiters zwischen der Klemmkante und dem Klemmabschnitt bereitstellt. Ein in eine zugeordnete Leitereinführungsöffnung eingeführter elektrischer Leiter wird dann durch die Kraft der Klemmfeder gegen den Klemmabschnitt der Stromschiene gedrückt und dort elektrisch leitend mit der Stromschiene verbunden. Die elektrisch leitende Anbindung des Federkraftklemmanschlusses an eine Leiterplatte oder einen sonstigen elektrischen Anschluss kann erreicht werden, wenn die Stromschiene elektrisch leitend mit mindestens einem Anschlusskontakt z.B. in Form eines Lötstiftes, einer Lötfahne oder eines Steckkontaktes verbunden ist. Der Lötstift bzw. die Lötfahne ragen dabei aus dem Isolierstoffgehäuse heraus.
Einen besonders kompakten und an den elektrischen Leiter festklemmenden Federkraftklemmanschluss bei einfachem Aufbau lässt sich erreichen, wenn das Stromschienenstück für eine Klemmfeder einteilig ist und einen planaren Klemmabschnitt mit einer Vorwölbung zur Bildung der Klemmfläche, eine von dem planaren Klemmabschnitt abgebogene planare Leiterführungsfläche und eine von der Leiterführungsfläche abgebogene Anlagefläche hat. Der Anlageschenkel der U-förmig gebogenen Klemmfeder liegt dabei mindestens teilweise an der Anlagefläche an. Das freie Ende des Klemmschenkels ist zur Vorwölbung hin gerichtet, um einen elektrischen Leiter zwischen dem freien Ende des Klemmschenkels der Klemmfeder und der Vorwölbung des planaren Klemmabschnitts des Stromschienenstücks anzuklemmen.
Das Stromschienenstück bildet auf diese Weise einen im Querschnitt mindestens teilweise durch den Klemmabschnitt, die Leiterführungsfläche und die Anlagefläche geschlossenen Käfig, in dem die U-förmige Klemmfeder getragen wird. Dieser Federkraftklemmanschluss ist insoweit selbsttragend, als die auf den elektrischen Leiter wirkende Klemmkraft von dem Stromschienenstück aufgefangen und nicht an das Isolierstoffgehäuse weiter übertragen wird.
Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn von dem planaren Klemmabschnitt und der Leiterführungsfläche zwei sich nebeneinander erstreckende Federarme mit aufeinander zu gerichteten Vorwölbungen zur Bildung eines Steckkontaktes abragen. Damit lässt sich z. B. eine Leiterplatte mit darauf angeordneten Kontaktbahnen zwischen diese Federarme positionieren bzw. der Federkraftklemmanschluss auf eine solche Leiterplatte aufstecken und mit den Kontaktflächen auf der Leiterplatte elektrisch leitend verbinden. Diese Federarme können z. B. in Erstreckungsrichtung des Anlageschenkels bzw. in Leitereinsteckrichtung abragen und somit den Federkraftklemmanschluss nach unten verlängern. Denkbar ist aber auch, dass die Federarme in einem Winkel zum Anlageschenkel bzw. zur Leitereinsteckrichtung und der Erstreckungsrichtung des Betätigungsdrückers abgebogen sind und sich schräg zum Anlageschenkel in einem Winkelbereich von mehr als 0 Grad bis vorzugsweise etwa 45 Grad erstrecken.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit den beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 -: Querschnittsansicht durch eine Ausführungsform des Federkraftklemmanschlusses ;
Figur 2 -: Draufsicht auf den Federkraftklemmanschluss in Teilansicht;
Figur 3 -: Perspektivische Ansicht des Federkraftklemmanschlusses aus Figur 1 ohne Isolierstoffgehäuse;
Figur 4 -: Perspektivische Seitenansicht des Federkraftklemmanschlusses aus Figur 3 ohne Isolierstoffgehäuse;
Figur 5 -: Perspektivische Rückseitenansicht des Betätigungsdrückers für den Federkraftklemmanschluss aus Figur 1 bis 4;
Figur 6 -: Perspektivische Vorderansicht des Betätigungsdrückers aus Figur 5;
Figur 7 -: Vorderansicht des Betätigungsdrückers mit den Schnitten A-A, B-B und C-C;
Figur 8 -: Mit den Teilfiguren a) bis c) den Betätigungsdrücker im Schnitt A-A, B-B und C-C;
Figur 9 -: Seitenansicht des Betätigungsdrückers aus Figuren 5 bis 8;
Figur 10 -: Draufsicht auf den Betätigungsdrücker aus Figuren 5 bis 9;
Figur 11 -: perspektivische Ansicht eines Elektronikgerätes mit einem Steckverbinder;
Figur 12 -: Explosionsansicht des Elektronikgerätes aus Figur 11.

Figur 1 lässt eine Seiten-Schnittansicht eines Federkraftklemmanschlusses 1 erkennen. Der Federkraftklemmanschluss 1 ist in der dargestellten Ausführungsform als Steckverbinder ausgebildet und hat ein Isolierstoffgehäuse 2, in das eine Mehrzahl von Leiteranschlussklemmen 3 nebeneinander eingebaut sein können. Die Leiteranschlussklemmen 3 haben jeweils ein Stromschienenstück 4 sowie eine Klemmfeder 5. Das Stromschienenstück 4 ist aus einem umgefalteten Blechelement ausgebildet und hat eine Anlagefläche 6, an der ein Anlageschenkel 7 der Klemmfeder 5 mindestens teilweise z.B. im Bereich eines sich an den Anlageschenkel 7 anschließenden Federbogens 8 und am freien Ende des Anlageschenkels 7 anliegt.
Von der Anlagefläche 6 des Stromschienenstücks 4 ist (nicht sichtbar) um 90° eine planare Leiterführungsfläche abgebogen, die sich zu einem der Anlagefläche 6 gegenüberliegenden Klemmabschnitt 9 erstreckt. Der Klemmabschnitt 9 ist von der in dem dargestellten Schnitt nicht sichtbaren Leiterführungsfläche um 90° parallel zur Anlagefläche 6 abgewinkelt.
Die Klemmfeder 5 hat angrenzend an den Federbogen 8 einen Klemmschenkel 10, der sich mit seinem freien Ende zum Klemmabschnitt 9 des Stromschienenstücks 4 erstreckt. Der Klemmabschnitt 9 hat eine Vorwölbung 11 zur Bildung einer definierten Klemmfläche, an der ein nicht dargestellter elektrischer Leiter beim Einführen in eine Leitereinführungsöffnung 12 des Isolierstoffgehäuses 2 durch das freie Ende des Klemmschenkels 10 angeklemmt wird. Damit wird die Kraft der Klemmfeder 5 auf die Vorwölbung 11 mit reduzierter Anlagefläche konzentriert und eine sichere Kontaktierung mit ausreichender Flächenpresskraft sichergestellt.
Der Klemmschenkel 10 hat eine Biegung 13 zur Ausbildung einer Betätigungsmulde, in die eine Betätigungsfläche 14 eines Betätigungsdruckers 15 eintaucht. Der Betätigungsdrucker 15 ist verschiebbar in einer Drückeröffnung 16 des Isolierstoffgehäuses 2 aufgenommen. Erkennbar ist, dass der Betätigungsdrücker 15 an einem Kopfende 17 von der Außenseite des Isolierstoffgehäuses 2 zum Verschieben des Betätigungsdrückers 15 in Leitereinsteckrichtung L von außen zugänglich ist. Das Kopfende 17 hat eine Betätigungsvertiefung 18 zur Aufnahme des freien Endes eines Schraubendrehers, um den Betätigungsdrücker 15 mit Hilfe eines Schraubendrehers zum Öffnen der Klemmstelle nach unten zu drücken. Die Betätigungsvertiefung 18 kann z.B. als Schlitz oder Kreuzschlitz ausgeführt werden.
Deutlich wird, dass der Betätigungsdrücker 15 von dem Kopfende 17 zu der Betätigungsfläche 14 im Innenraum des Isolierstoffgehäuses 2 konisch zulaufend ist. Zumindest im Bereich der Betätigungsfläche 14 hat der Betätigungsdrücker 15 rückseitig eine Vertiefung 19, die durch zwei gegenüberliegende Randstege 20 seitlich begrenzt ist. Der Klemmschenkel 10 taucht in diese Vertiefung 19 ein, wodurch der Betätigungsdrücker 15 kippsicher an dem Klemmschenkel 10 geführt ist. Deutlich wird weiterhin, dass an der dem Kopfende 17 gegenüberliegenden Ende des Betätigungsdrücker 15 eine in Richtung Leitereinführungsöffnung 12 vorstehende Nase 21 vorgesehen ist, an der die Betätigungsfläche 14 rückseitig vorhanden ist. Diese Nase 21 bildet zusammen mit dem angrenzenden Isolierstoffgehäuse 2 einen Leitereinführungstrichter 12a, um einen elektrischen Leiter durch die Leitereinführungsöffnung 12 zu der durch die Vorwölbung 11 und die am freien Ende des Klemmschenkels 10 ausgebildete Klemmkante 22 gebildete Klemmstelle für den elektrischen Leiter zu führen.
Erkennbar ist, dass der Betätigungsdrücker 15 nicht nur im Bereich der vorstehenden Nase 21, sondern auch im darüberliegenden Bereich angrenzend an die Leitereinführungsöffnung 12 einen Teil der Wandung der Leitereinführungsöffnung 12 zusammen mit dem daran angrenzenden Isolierstoffgehäuse 2 bildet. Dies ermöglicht eine sehr kompakte Ausgestaltung des Federkraftklemmanschlusses 1.
Von der Anlagefläche 6 des Stromschienenstücks 4 ragt in Leitereinsteckrichtung L bzw. in Erstreckungsrichtung des Anlageschenkels 7 der Klemmfeder 5 ein erster Federarm 23a ab. Ein zweiter Federarm 23b erstreckt sich parallel zum ersten Federarm 23a. Dieser Federarm ist aus demselben Blechmaterial von der nicht sichtbaren Leiterführungsfläche abgebogen. Beide Federarme 23a, 23b haben jeweils eine Vorwölbung 24 und bilden zusammen einen Steckkontakt zur Kontaktierung einer nicht sichtbaren Kontaktfläche einer Leiterplatte 25, die zwischen die Federarme 23a, 23b geschoben werden kann. Damit lässt sich der Federkraftklemmanschluss 1 auf eine Leiterplatte 25 aufsetzen, elektrisch leitend mit den Kontaktbahnen auf der Leiterplatte 25 verbinden und eine elektrisch leitende Verbindung zu einem angeklemmten elektrischen Leiter herstellen.
Deutlich wird weiterhin, dass das Isolierstoffgehäuse 2 zweiteilig ist und ein Oberteil 26 sowie ein Unterteil 27 hat. Das Oberteil 26 nimmt die Klemmfeder 5 und das Stromschienenstück 4 sowie den Betätigungsdrücker 15 auf und wird durch das Unterteil 27 verschlossen. Das Unterteil 27 und das Oberteil 26 sind dabei vorzugsweise mittels Rastelementen miteinander verrastet. Das Unterteil 27 hat mindestens eine Schutzhülse 28, die die Federarme 23a, 23b umgeben und im unteren Ende eine Öffnung zum Einführen der Leiterplatte 25 aufweist.
Figur 2 lässt eine Draufsicht in einer Teilansicht auf den Federkraftklemmanschluss 1 erkennen. Dargestellt ist nur eine einzige Leiteranschlussklemme. Der Federkraftklemmanschluss 1 kann mehrere solcher Leiteranschlussklemmen 3 nebeneinander haben. Erkennbar ist aus der Draufsicht, dass der Betätigungsdrücker 15 einen Teil der Wandung der Leitereinführungsöffnung 12 bildet. Das Isolierstoffgehäuse 2 ist hierbei zur Drückeröffnung 16 hin geöffnet, wobei die Drückeröffnung 16 wesentlich breiter als der zur Leitereinführungsöffnung 12 hinführende Kanal 29 ist. Die Drückeröffnung 16 ist somit ausgehend von einem an die Leitereinführungsöffnung 12 angrenzenden Mündungsabschnitt 50 ausgehend zu dem der Leitereinführungsöffnung 12 gegenüberliegenden Rücken 51 der Drückeröffnung 16 hin verbreitert. Der Betätigungsdrücker 15 ist dabei im Querschnitt an die sich verbreiternde Kontur der Drückeröffnung 16 angepasst. Damit wird der Betätigungsdrücker 15 kipp- und verdrehsicher im Isolierstoffgehäuse 2 geführt und stellt dennoch einen sehr kompakten Aufbau sicher.
Es ist weiter erkennbar, dass die Drückeröffnung 16 in Verlängerung der Betätigungsvertiefung 18 durch eine Ausbuchtung 52 im Isolierstoffgehäuse 12 verbreitert ist. Damit kann der Betätigungsdrücker 15 unter Ausnutzung des verfügbaren Bauraums und unter Einhaltung der Luft- und Kriechstrecken auch mit herkömmlichen breiteren Schraubendrehern betätigt (heruntergedrückt) werden. Die Ausbuchtung 52 hat eine Bodenfläche 53 mit der eine maximale Betätigungstiefe vorgegeben ist. Dadurch, dass ein Schraubendreher bei maximaler Einstecktiefe auf die Bodenfläche 53 auftrifft, kann eine Überlastung des Betätigungsdrückers 15 und/oder der Klemmfeder wirksam verhindert werden.
Benachbart zum Betätigungsdrücker 15 gegenüberliegend zur Leitereinführungsöffnung 12 ist eine Prüföffnung 30 im Isolierstoffgehäuse 2 vorgesehen, die zum Federbogen 8 der Klemmfeder 5 führt. Durch Einführen eines Prüfstiftes durch die Prüföffnung 30 kann überprüft werden, ob an der Leiteranschlussklemme 1 ein elektrisches Potential anliegt. Die Prüföffnung 30 führt dabei bevorzugt zum Stromschienenstück 4, so dass er Prüfstift in elektrischen Kontakt zum Stromschienenstück 4 kommt. Dies hat im Vergleich zum Abgriff auf der Klemmfeder 5 den Vorteil, dass der ohmsche Widerstand des Stromschienenstücks 4 in der Regel geringer als der ohmsche Widerstand der Klemmfeder 5 ist und das Spannungspotential damit am Stromschienenstück 4 genauer, d.h. unbeeinflusst von einem Spannungsabfall über der Klemmfeder 5 gemessen werden kann.
Figur 3 lässt eine perspektivische Ansicht einer Leiteranschlussklemme 3 erkennen, die durch das Stromschienenstück 4, die Klemmfeder 5 und den Betätigungsdrücker 15 gebildet ist. Dabei wird deutlich, dass der Anlageschenkel 7 der Klemmfeder 5 mit Hilfe eines aus der Anlagefläche 6 des Stromschienenstücks 4 herausgebogenen Materiallappens 31 an der Anlagefläche 6 festgelegt ist. Dieser Materiallappen 31 greift vorzugsweise in eine Ausnehmung 60des Anlageschenkels 7 ein, um den Anlageschenkel 7 dadurch in vertikaler Richtung an dem Stromschienenstück 4 festlegen bzw. dort zu sichern.
Weiterhin wird deutlich, dass der Klemmabschnitt 9 von einer sich in sich rechtwinklig hierzu in Richtung Anlagefläche 6 erstreckende Leiterführungsfläche 32 abgebogen und von dieser frei im Raum getragen ist.
Erkennbar ist weiterhin, dass der zweite Federarm 23b ebenfalls von der Leiterführungsfläche 32 frei gestanzt oder frei geschnitten und umgefaltet ist und sich parallel zum ersten Federarm 23a erstreckt.
Figur 4 lässt die Leiteranschlussklemme 3 in der perspektivischen Rückseitenansicht erkennen. Hierbei wird nochmals deutlich, dass das Stromschienenstück 4 ein einteiliges Blechteil ist, das als Hauptfläche eine planare Leiterführungsfläche 32 aufweist. Frontseitig ist von der planaren Leiterführungsfläche 32 rechtwinklig der Klemmabschnitt 9 abgebogen. Dieser ist unter Bildung unter anderem der Vorwölbung 11, aber auch unter Bildung weiterer Vorwölbungen weiter umgeformt. Diese weiteren Vorwölbungen dienen zur Erhöhung der Stabilität des Klemmanschnitts 9 und der Kontaktsicherheit.
Gegenüberliegend zum Klemmabschnitt 9 ist die Anlagefläche 6 abgebogen, die aus einem oberen umgefalteten Abschnitt und einem unteren umgefalteten Abschnitt besteht. An dem unteren umgefalteten Abschnitt ist der Materiallappen 31 zur Fixierung des Anlageschenkels 7 umgebogen. Weiterhin erstreckt sich von dem unteren Abschnitt der Anlagefläche 6 der erste Federarm 23a in Leitereinsteckrichtung L nach unten, d.h. in Richtung der Erstreckungsrichtung des Anlageschenkels 7 der Klemmfeder 5.
In dieser Darstellung wird deutlich, dass der Betätigungsdrücker 15 rückseitig eine beidseits durch Stege 20 begrenzte Vertiefung 19 hat, in der der Klemmschenkel 10 der Klemmfeder 5 teilweise aufgenommen ist. Damit wird der Betätigungsdrücker 15 an dem Klemmschenkel 10 kippsicher geführt. Deutlich wird auch, dass sich an dem Betätigungsdrücker 15 die Nase 21 in Richtung planarem Klemmabschnitt 9 des Stromschienenstücks 5 und insbesondere in Richtung der Vorwölbung 11 des Klemmanschnitts 9 erstreckt.
Figur 5 lässt eine perspektivische Rückseitenansicht des Betätigungsdrückers 15 erkennen. Hieraus wird deutlich, dass der Betätigungsdrücker 15 rückseitig eine sich vom Kopfende 17 zum unteren freien Ende mit der Betätigungsfläche 14 hin erstreckende Vertiefung 19 hat, die seitlich durch Stege 20 begrenzt ist. Die Vertiefung 19 läuft in Richtung des unteren freien Endes unter Bildung einer Betätigungsfläche 14 konvex gekrümmt aus und führt zu der Nase 21.
Figur 6 lässt eine perspektivische Frontseitenansicht des Betätigungsdrückers 15 erkennen. Hierbei wird deutlich, dass gegenüberliegend zur rückseitigen Vertiefung 19 mit den Stegen 20 eine konkav gekrümmte und gegenüber dem Hauptteil 35 des Betätigungsdrückers 15 vorstehende Leiterführungsfläche 33 vorgesehen ist, die sich von dem Kopfende 17 zum freien Ende hin bis zur Nase 21 erstreckt. Diese konkave Leiterführungsfläche 33 bildet einen Teil der Leitereinführungsöffnung 12 und ist unter Bildung von zwei sich in Längsrichtung des Betätigungsdrückers 15 erstreckenden Führungseinschnitten 34 schmaler als der Hauptteil des Betätigungsdrückers 15 im Querschnitt ausgebildet. Diese konkave Leiterführungsfläche 33 wird in dem schmalen Kanal 29 des Isolierstoffgehäuses 2 aufgenommen und grenzt an die Drückeröffnung 16 im Isolierstoffgehäuse 2 an.
Der Betätigungsdrücker 15 ist somit im Querschnitt annähernd T-förmig ausgebildet.
Weiterhin ist erkennbar, dass der Betätigungsdrücker 15 vom Kopfende 17 zum unteren freien Ende mit der Nase 21 hin konisch zulaufend, d.h. sich verjüngend ausgebildet ist.
Figur 7 lässt eine Frontansicht des Betätigungsdrückers 15 mit den Schnitten A-A im oberen Bereich, B-B im mittleren Bereich und C-C im unteren Bereich der Nase 21 erkennen. Der Schnitt A-A ist in der Teilfigur a) der Figur 8 dargestellt. Teilfigur b) zeigt den Schnitt B-B und Teilfigur c) den Schnitt C-C.
Deutlich wird, dass die Materialdicke des Betätigungsdrückers 15 durch die konisch zulaufende (sich verjüngende) Form des Betätigungsdrückers 15 vom Kopfende 17 zum freien Betätigungsende hin, d.h. in der Folge des Schnitts A-A zum Schnitt C-C hin abnimmt. Deutlich wird auch, dass der Betätigungsdrücker 15 im Querschnitt etwa T-förmig mit einem verbreitertem Hauptteil 35 und einer hiervon zentral abragenden konkaven Leiterführungsfläche 33 ist.
Figur 9 lässt eine Seitenansicht des Betätigungsdrückers 15 erkennen. Hierbei wird nochmals die vom Kopfende 17 zum freien Betätigungsende mit der Nase 21 hin konisch zulaufende Kontur des Betätigungsdrückers 15 deutlich. Deutlich wird auch, dass die zur Nase 21 hinführende konkave Leiterführungsfläche 33 unter Bildung von seitlichen Führungseinschnitten 34 schmaler als der Hauptteil 35 ausgebildet ist.
Figur 10 lässt eine Draufsicht auf den Betätigungsdrücker 15 erkennen. Hierbei wird nochmals die im Querschnitt T-förmige Form deutlich. Erkennbar ist auch, dass gegenüberliegend zur konkaven Leiterführungsfläche 33 und der Nase 21 eine Rastnase 36 angeformt ist, die mit einem korrespondierenden Anschlag oder einer korrespondierenden Rastöffnung in der Leitereinführungsöffnung 2 im Bereich der Drückeröffnung 16 zusammenwirkt und verhindert, dass der Betätigungsdrücker 15 aus dem Isolierstoffgehäuse 2 herausfallen kann.
Figur 11 lässt eine perspektivische Ansicht eines modularen Elektronikgerätes 37 erkennen, wie es insbesondere für modulare Steuerungseinrichtung Verwendung findet. Das Elektronikgerät 37 ist z.B. ein Eingabe- oder Ausgabemodul, an das Busteilnehmer (Sensoren, Aktoren oder sonstige Geräte) an einen Steckverbinder 38 angeschlossen werden können. Diese Busteilnehmer können dann mit einer nicht dargestellten Steuerungseinheit kommunizieren, die über einen Datenbus mit dem Elektronikgerät 37 verbunden ist. Der Datenbus wird über Steckkontakte 39 an den einander gegenüberliegenden Seitenwänden des Elektronikgerätes 37 etabliert. Eine Leistungsversorgung kann ebenfalls beim Aufstecken einer Folge von solchen Elektronikgeräten 37 nebeneinander auf eine Tragschiene über Steckkontakte 40 an den gegenüberliegenden Seitenwänden bereitgestellt werden. Das Elektronikgerät 37 hat einen Rastfuß 41 an einem Basismodul 42, mit dem das Basismodul 42 auf eine Tragschiene (nicht dargestellt) aufgerastet werden kann.
Auf das Basismodul 42 ist ein Elektronikmodul 43 aufsteckbar, das eine an die Funktionalität des Elektronikgerätes 37 angepasste Elektronik auf eine im Elektronikmodul 43 vorhandenen Leiterplatte hat. Auf dieses Elektronikmodul 43 ist der Steckverbinder 38 aufsteckbar, der einen oben beschriebenen Federkraftklemmanschluss bildet.
Figur 12 lässt eine Explosionsansicht des Elektronikgerätes 37 aus Figur 11 erkennen. Deutlich wird hierbei, dass der Steckverbinder 38 wie in Figur 1 skizziert aus einem Steckverbinderoberteil 26 und einem Steckverbinderunterteil 27 aus einem Isolierstoffmaterial gebildet ist. Eine Anzahl von Leiteranschlussklemmen 3 sind nebeneinander und durch Isolierstoffwände voneinander elektrisch isoliert beabstandet in dem Steckverbinderoberteil 26 und Steckverbinderunterteil 27 aufgenommen. Deutlich wird dabei, dass die Federarme 23a, 23b in Richtung Leiterplatte 25 ragen, um im aufgesetzten Zustand in elektrisch leitenden Kontakten mit Leiterbahnen 44 und/oder Kontaktstellen auf der Leiterplatte 25 zu treten.
Weiterhin ist erkennbar, dass das Basismodul 42 einen Steckkontakteinsatz 45 mit seitlich zugänglichen Steckkontakten 39 hat. Dieser Steckkontakteinsatz 45 ist an eine parallel zur Ausrichtung der Leiterplatte 25 in Leitereinsteckrichtung L ausgerichtete Leiterplatte 46 angebunden. Diese Leiterplatte 46 trägt einen Steckverbinder 47, der vorgesehen ist, um mit einem korrespondierenden Gegensteckverbinder 48 auf der Leiterplatte 25 in Kontakt zu treten, wenn das Elektronikmodul 43 auf das Basismodul 42 aufgesteckt ist.
Damit kann eine Signalverbindung zwischen den an dem Steckverbinder 38 angeschlossene Busteilnehmer über eine Elektronik auf der Leiterplatte 25 und gegebenenfalls auf der Leiterplatte 46 über den durch die Steckverbinder 39 etablierten Datenbus zu einer an den Datenbus 39 direkt oder indirekt angeschlossenen Steuerungseinheit hergestellt werden.

Claims

Federkraftklemmanschluss (1) zum Anklemmen elektrischer Leiter mit:
- einem Isolierstoffgehäuse (2), das mindestens eine Leitereinführungsöffnung (12) zum Einführen eines elektrischen Leiters hat,

- mindestens einer Klemmfeder (5), die einen Anlageschenkel (7), einen Klemmschenkel (10) und einen den Anlageschenkel (7) und den Klemmschenkel (10) miteinander verbindenden Federbogen (8) hat, und

- mit mindestens einem verschiebbar in einer Drückeröffnung (16) im Isolierstoffgehäuse (2) aufgenommenen Betätigungsdrücker (15), der eine Betätigungsfläche (14) zur Anlage an dem Klemmschenkel (10) und zur Verlagerung des Klemmschenkels (10) in Richtung Anlageschenkel (7) zum Öffnen der Klemmstelle bei Verschiebung des Betätigungsdrückers (15) in Richtung Innenraum des Isolierstoffgehäuses (2) hat,
wobei die mindestens eine Drückeröffnung (16) im Isolierstoffgehäuse (2) zur Aufnahme des zugeordneten Betätigungsdrückers (15) zu einer zugeordneten Leitereinführungsöffnung (12) hin geöffnet ist und dass der in dieser Drückeröffnung (16) verschiebbar gelagerte Betätigungsdrücker (15) einen Teil der Wandung der Leitereinführungsöffnung (12) bildet, wobei die Drückeröffnung (16) von einem an die Leitereinführungsöffnung (12) angrenzenden Mündungsabschnitt (50) ausgehend zu dem der Leitereinführungsöffnung (2) gegenüberliegenden Rücken (51) der Drückeröffnung (16) hin verbreitert ist, und wobei der Betätigungsdrücker (15) im Querschnitt an die sich verbreiternde Kontur der Drückeröffnung (16) angepasst ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsdrücker (15) an der Betätigungsfläche, die der Fläche, die einen Teil der Wandung des Isolierstoffgehäuses (2) bildet, gegenüberliegt, eine Vertiefung (19) zur Aufnahme eines Abschnitts des Klemmschenkels (10) hat.
Federkraftklemmanschluss (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsdrücker (15) von seinem von der Außenseite zum Verschieben des Betätigungsdrückers (15) zugänglichen Kopfende (17) bis zu der im Innenraum des Isolierstoffgehäuses (2) an dem Klemmschenkel (10) anliegenden Betätigungsfläche (14) hin konisch verjüngt ist.
Federkraftklemmanschluss (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 2,
dadurch gekennzeichnet, dass das freie Ende des Betätigungsdrückers (15), das in dem Innenraum des Isolierstoffgehäuses (2) benachbart zu der Klemmstelle angeordnet ist, eine vorstehende, die Leitereinführungsöffnung (2) teilweise mit bildende und einen elektrischen Leiter zur Klemmstelle führende Nase (21) hat.
Federkraftklemmanschluss (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zur Außenseite des Isolierstoffgehäuses (2) hin zugängliche freie Ende (17) des Betätigungsdrückers (15) einen Betätigungsvertiefung (18) hat.
Federkraftklemmanschluss (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Federkraftklemmanschluss (1) mindestens ein Stromschienenstück (4) mit einem Klemmabschnitt (9) hat, der zusammen mit einer Klemmkante (22) des Klemmschenkels (10) eine Klemmstelle zum Anklemmen eines elektrischen Leiters zwischen der Klemmkante (22) und dem Klemmabschnitt (9) bereitstellt.
Federkraftklemmanschluss (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Stromschienenstück (4) für eine Klemmfeder (5) einteilig ist und eine Klemmfläche (9) mit einer Vorwölbung (11) zur Bildung des Klemmabschnitts, einen von der Klemmfläche (9) abgebogene planare Leiterführungsfläche (32) und einen von der Leiterführungsfläche (32) abgebogene Anlagefläche (6) hat, wobei der Anlageschenkel (7) der U-förmig gebogenen Klemmfeder (5) mindestens teilweise an der Anlagefläche (6) anliegt, und das freie Ende des Klemmschenkels (10) zur Vorwölbung hin gerichtet ist.
Federkraftklemmanschluss (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass von der Klemmfläche (9) und der Leiterführungsfläche (32) zwei sich nebeneinander erstreckende Federarme (23a, 23b) mit aufeinander zu gerichteten Vorwölbungen (24) zur Bildung eines Steckkontaktes abragen.
Federkraftklemmanschluss (1) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Stromschienenstück (4) elektrisch leitend mit mindestens einem Anschlusskontakt verbunden ist, wobei der Anschlusskontakt als Lötstift, Lötfahne oder als Steckkontakt ausgeführt ist.
Federkraftklemmanschluss (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass das Isolierstoffgehäuse (2) eine Kontaktstift-Aufnahmeöffnung hat, die relativ zur Leitereinführungsöffnung (12) und zur Klemmfeder (5) so ausgerichtet ist, dass ein in die Leitereinführungsöffnung (12) eingeführter und durch die Klemmfeder (5) mit einer Klemmkraft beaufschlagter elektrischer Leiter mit einem in die Kontaktstift-Aufnahmeöffnung eingesteckten Kontaktstift elektrisch leitend kontaktiert wird.
Steckverbinder (38) mindestens einem Federkraftklemmanschluss (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmfeder (5) in einem Steckverbinderunterteil (27) und der Betätigungsdrücker (15) sowie die mindestens eine Leitereinführungsöffnung (12) in einem Steckverbinderoberteil (26) aufgenommen ist, wobei das Steckverbinderoberteil (26) und das Steckverbinderunterteil (27) Rastelemente zur gegenseitigen Verrastung miteinander haben.