EP3116067A1 - Verbindungsvorrichtung mit steckklemme - Google Patents

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EP3116067A1
EP3116067A1 EP16174157.4A EP16174157A EP3116067A1 EP 3116067 A1 EP3116067 A1 EP 3116067A1 EP 16174157 A EP16174157 A EP 16174157A EP 3116067 A1 EP3116067 A1 EP 3116067A1
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EP
European Patent Office
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clamping
contact
contact lug
lug
spring
Prior art date
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EP16174157.4A
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English (en)
French (fr)
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EP3116067B1 (de
Inventor
Ralph Burckhardt
Alexander Wachter
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ABB Schweiz AG
Original Assignee
ABB Schweiz AG
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Publication date
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Application filed by ABB Schweiz AG filed Critical ABB Schweiz AG
Publication of EP3116067A1 publication Critical patent/EP3116067A1/de
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Publication of EP3116067B1 publication Critical patent/EP3116067B1/de
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R9/00Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, e.g. terminal strips or terminal blocks; Terminals or binding posts mounted upon a base or in a case; Bases therefor
    • H01R9/22Bases, e.g. strip, block, panel
    • H01R9/24Terminal blocks
    • H01R9/2458Electrical interconnections between terminal blocks
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00Electrically-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
    • H01R4/28Clamped connections, spring connections
    • H01R4/48Clamped connections, spring connections utilising a spring, clip, or other resilient member
    • H01R4/4809Clamped connections, spring connections utilising a spring, clip, or other resilient member using a leaf spring to bias the conductor toward the busbar
    • H01R4/48185Clamped 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
    • H01R4/4819Clamped 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
    • H01R4/4821Single-blade spring
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00Electrically-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
    • H01R4/28Clamped connections, spring connections
    • H01R4/48Clamped connections, spring connections utilising a spring, clip, or other resilient member
    • H01R4/4809Clamped connections, spring connections utilising a spring, clip, or other resilient member using a leaf spring to bias the conductor toward the busbar
    • H01R4/4828Spring-activating arrangements mounted on or integrally formed with the spring housing
    • H01R4/483Pivoting arrangements, e.g. lever pushing on the spring

Definitions

  • the invention is based on a connecting device which has at least one service switching device with a housing and with at least one screwless terminal and at least one connecting element, wherein the connecting element has at least one connecting conductor with at least one contact lug arranged thereon, according to the preamble of claim 1.
  • connection element that can be used in a generic connection device is a busbar.
  • a bus bar is a device for simultaneously electrically connecting a plurality of juxtaposed terminals of one or more stacked service switching devices.
  • the pole rail of the busbar and of the pole rail usually approximately comb-like protruding tabs are made of a rigid and electrically highly conductive material, a rigid guide plate, for example, preferably made of copper or a highly conductive copper alloy.
  • the pole rail is accommodated in an insulating profile from which the contact lugs protrude through openings at the points provided for this purpose.
  • connection element that can be used in a generic connection device is a connector.
  • Connectors are used to establish an electrical connection between the terminals, for example, a motor protection switch and a contactor.
  • a connector for connecting two three-phase devices has three Connecting conductors, which can be arranged together in an insulating material housing, projecting from each connecting conductor two tabs, one for insertion into the terminal of the motor protection switch and one for insertion into the terminal of the contactor.
  • connection element that can be used in a generic connection device for the electrical connection of a three-pole contactor is a so-called turning connector.
  • This is in principle a three-pole connector in which the connection conductors between the individual poles of the two devices to be connected are arranged so that the direction of rotation of a connected motor reverses.
  • connection of a connecting element takes place in two steps. First, the connecting element is placed on the open screw terminals, while the contact lugs of the busbar are inserted into the open screw terminals. Then the clamping screws are tightened one by one.
  • the spring clamp has a clamping frame and an approximately ⁇ -shaped clamping spring, which has a support wing, a clamping wing with slot for clamping the connecting conductor and a loop which forms a spring and connects the support with the clamping wing.
  • a clamping screw known as a cage spring clamp assembly
  • the spring clamp has a clamping frame and an approximately ⁇ -shaped clamping spring, which has a support wing, a clamping wing with slot for clamping the connecting conductor and a loop which forms a spring and connects the support with the clamping wing.
  • the restoring spring force of the loop retracts the clamping wing and the lead is clamped in the slot.
  • the clamping force is adjusted reproducibly by the spring force of the spring loop and no longer dependent on the torque with which the installer attracts the clamping screw.
  • the tool is again required to press the clamping wing back into its open position.
  • the clamp is of the type having at least one clamping spring acting as a compression spring on a clamping point of the contact lug for clamping the contact lug and for pressing a contact point of the contact lug against a bus bar, and the connecting element is formed with a manually operable opening member upon actuation, the clamping spring presses away from the clamping point and thus allows removal of the contact lug from the clamp without the use of an additional tool.
  • the object is achieved according to the invention thus by two measures.
  • the first relates to the use of another type of screwless spring clip, namely of the type having at least one clamping spring acting as a compression spring on a clamping point of the contact lug for clamping a connecting conductor.
  • This type is also known as a spring-loaded clamp, also known in English as a "push-in" clamp.
  • a rigid connection conductor for example a contact lug
  • the spring pressure clamp has a support wing, a clamping wing for clamping the connection conductor or the contact lug at the free end of the clamping wing and a loop, which forms a spring and connects the support with the clamping wing.
  • a connector such as a bus bar with its plurality of adjacent rigid tabs, or even a male or female connector, can be easily inserted and clamped into a plurality of adjacent clamping apertures without the need for a tool.
  • the clamping end of the clamping wing When pressed, the clamping end of the clamping wing could be pressed into the material of the contact lug, in particular if it consists of a highly conductive copper alloy. The clamping end of the clamping wing could then catch a little in the contact lug. This can cause a pulling out of the busbar is no longer easy and only with considerable effort against the Verhakungswiderstand is possible, with repeated pulling the clamping spring or the contact lug could be damaged.
  • the second inventive measure is therefore to form the connecting element with a manually operable opening member which presses the clamping spring away from the clamping point upon actuation and thus allows removal of the contact lug from the terminal, without the use of an additional tool.
  • the connecting element has an insulating profile in which the one or more connecting conductors is embedded with the or the contact lugs or, so in an advantageous embodiment, the insulating profile is formed with the manually operable opening member.
  • the contact force at the clamping point may be loosened or the contact lug may be "shaken out" of the connection terminal.
  • the locking member prevents loose shaking of the connecting element.
  • the connecting element has an insulating profile in which the one or more connecting conductors is embedded with the or the contact lugs or, so in an advantageous embodiment, the insulating profile is formed with the manually operable opening member.
  • this can be realized in a busbar with insulating profile.
  • the locking member prevents here also a loose shaking the busbar total.
  • the locking member is formed to a releasable locking connection with the locking means on the housing, so that the connecting element, for example, the busbar or the connector or the turning connector can also be removed again.
  • An advantageous example of a locking member according to the invention is a locking lug on a resiliently clamped locking bar on one side, and the corresponding locking means on the housing can be in an advantageous example, a molded on the housing corresponding locking lug or a detent opening.
  • busbar with insulating profile is chosen and described here by way of example only and by way of example, the choice of this example is by no means meant to be limiting.
  • the idea of the invention described using the example of the busbar can be easily transferred to other connecting elements, in particular to plug connectors and reversing connectors, without the need for further figurative explanations.
  • FIG. 7 shows a connecting device 100 according to the invention.
  • this has two three-phase motor protection switches 1, 1 'arranged next to one another at their broad sides.
  • Each of the two motor protection switches 1, 1 ' has three access terminals 3, 4, 5, 3', 4 ', 5' and in each case opposite three outgoing terminals, in the figure only two can be seen, with the reference numerals 6, 7.
  • a busbar 8 to be infected The busbar 8 has an insulating profile 9, in which a pole rail 10 (see FIG. 8 ) is arranged on the comb-like six contact lugs 11, 12, 13, 14, 15, 16 are formed and projecting perpendicular to the longitudinal direction of the pole rail.
  • the busbar 8 is attached to the contact lugs 11, 12, 13, 14, 15, 16 ahead perpendicular to the front side 17 of the motor protection switch, the tabs then engage in the terminal openings one.
  • FIG. 8 shows in a detail view one of the terminals from diagonally above.
  • the insulating profile is here removed from the busbar, you can see the pole rail 10 and two of the contact lugs 12, 13.
  • the terminal is a spring plug terminal as a clamping spring 40. It can be seen the upper part of the loop 18 and a portion of the clamping wing 19th
  • the contact lugs 12 and 13 are located shortly before insertion into the respective terminal openings.
  • FIG. 1 shows schematically and exemplarily a cross section through a part of the connecting device 100 as in FIG. 7 and 8th shown.
  • an insertion opening 28 is formed for inserting the contact lug 11 of the busbar 8 to the Clamping point in the direction of arrow P.
  • the nip is formed by a spring plug terminal.
  • This has a clamping spring 40 with a support wing 25, a clamping wing 19 and a loop 18 which connects the clamping wing 19 with the support wing 25 and which forms a spring and causes the restoring spring force on the clamping wing 19.
  • the clamping wing 19 has a slight kink, its terminal end 24 is slightly upwards, to the front side 21, bent.
  • the clamping spring 40 With the support wing 25, the clamping spring 40 is supported on a support rail 26 in the interior of the service switching device 1. With the clamping end 24, the clamping spring 40 presses an inserted connecting conductor, for example the contact lug 11, against a busbar 27. The electrical contact takes place between the busbar 27 and the contact lug 11, see FIG.
  • the busbar 27 and the support rail 26 may be parts of a common terminal frame, but they may also be designed as individual parts.
  • the support rail 26 could also be designed as a housing projection.
  • At the power rail 27 further conductor pieces are then connected inside the service switching device, which continue the current path from the terminal point inside the service switching device 1.
  • busbar 8 and the motor protection switch 1 are still separated from each other.
  • the busbar 8 can be inserted into the insertion opening 28 in the direction of the arrow P, with the contact lug 11 in the forward direction become.
  • FIG. 2 shows the state in which the busbar 8 is inserted with the contact lug 11 ahead in the insertion opening 28.
  • the contact lug 11 pushes the clamping end 24 of the clamping spring 40 away.
  • the free end of the contact lug 11 has a flat side, which slides along the busbar 27, which is also formed with a flat surface.
  • FIG. 2 presses the clamping end 24 of the clamping wing 19 against the clamping wing 19 side facing the tail of the contact lug 11.
  • the area in which the clamping end 24 rests against the contact lug 11 is referred to as a nip 29.
  • a contact point 30 Due to the pressure effect of the clamping end 24 of the clamping wing 19 on the contact lug 11 of the nip 29 opposite side of the contact lug 11 is pressed flat against the busbar 27.
  • the region in which the clamping point 29 opposite side of the contact lug 11 bears flat against the busbar 27 is referred to as a contact point 30.
  • the electrical contact between the contact lug 11 and the bus bar 27 takes place. There, the current flows from the contact lug 11 into the service switching device 1 or out of the service switching device 1 in the contact lug 11 out. At the contact point 30 should therefore prevail a low electrical contact resistance. If the pole rail with the contact lugs 11 made of a highly conductive material, such as copper or a copper alloy, that is reachable at a sufficiently large contact pressure from the side of the clamping spring 40 and the clamping end 24 forth on the nip 29.
  • a highly conductive material such as copper or a copper alloy
  • a spring steel used for the production of the clamping spring 40 is usually not a good electrical conductor, it is specially optimized in terms of its elastic properties.
  • the clamping end 24 of the clamping spring 40 can be cut into the contact lug 11 in the region of the clamping point 29, which is made of a highly conductive but less hard material. It then finds a clawing of the terminal end 24 of the clamping wing 19 of the clamping spring 40 instead. The busbar could then be pulled out of the insertion opening 28 only with increased effort again, possibly would be repeated pulling out and the clamping spring 40 or the Contact lug 11 damage.
  • the insulating profile 9 is formed with a manually operable opening member 35 which presses the clamping end 24 of the clamping spring away from the nip 29 on actuation and thus allows removal of the contact lug 11 from the terminal without the use of an additional tool.
  • the insulating profile 9 is formed with a manually operable opening member, as it is merely exemplary in the Figures 1 - 3 is shown.
  • the opening member 35 is formed in the example in the form of a Doppelarmhebels 35 here. Whose pivot axis 36 is located on a Anformung 37 on the insulating 9, which protrudes from the insulating section 9 a piece. As a result, one of the insulating profile 9 spaced, firmly connected to the insulating profile 9 pivot point for the double arm 35 is created, which allows pivoting to the insulating 9 and out of the insulating 9 away.
  • a first arm 38 of the double-armed lever 35 extends approximately parallel to the contact lug 11 in the direction of the clamping wing 19 of the clamping spring 40.
  • a second arm 39 of the double-armed lever 35 extends into the space outside of the insulating profile 9 and is operable with inserted busbar 8 from the outside by hand.
  • the second arm 39 is slightly angled so that it is better to reach it with a finger for actuation.
  • FIG. 1 shows the busbar separate from the service switching device.
  • FIG. 2 shows the busbar 8 plugged onto the insertion opening 28 of the service switching device 1.
  • the free end of the first arm 38 of the opening member 35 terminates in this case just before the clamping wing 19 of the clamping spring 40th
  • FIG. 3 Pressure on the second arm 39 in the direction of arrow D pivots the first arm 38 in a clockwise direction, this presses the clamping end 24 of the clamping wing 19 away from the clamping point 29, indicated by the arrow F, and the contact lug 11 can be pulled upwards, see arrow E.
  • FIGS. 4 to 6 differs from that in the FIGS. 1-3 shown embodiment in that here the insulating profile 9 is additionally formed with a locking member 31, which with a matching detent element 32 on the housing of the service switching device 1, here in the example on the rear narrow side 23, cooperating latching, when the clamping spring 40 with the clamping end 24, the contact lug 11 clamped at the terminal point 29 and presses against the contact rail 30 to the busbar 27.
  • the locking member 31 is a latching lug 33 on a one-sided resiliently clamped locking bar 34.
  • the corresponding latching element 32 on the housing is formed on the housing corresponding latching lug or a latching opening (not shown in the figure).
  • the locking member 31 in engagement with the locking element 32 prevents shaking loose of the insulating 9 and thus also shaking loose the busbar in an industrial environment, and thus supports the clamping action of the clamping end 24 of the clamping spring 40 on the contact lug 11.
  • the locking member 31 are tool bent away with one or more fingers, so that the locking lug 33 releases the locking element 32, and with the same hand or the other hand then the busbar 8 can be pulled out of the insertion opening 28.
  • Motor protection switch 23 rear narrow side 1' Motor protection switch 24 jammed 3 access terminal 25 supporting wing 3 ' access terminal 26 support rail 4 access terminal 27 conductor rail 4 ' access terminal 28 insertion opening 5 access terminal 29 nip 5 ' access terminal 30 contact point 6 outgoing terminal 31 detent member 7 outgoing terminal 32 locking element 8th bus 33 locking lug 9 insulating profile 34 Rest bar 10 pole bus 35 opening member 11 contact tag 36 swivel axis 12 contact tag 37 conformation 13 contact tag 38 first arm 14 contact tag 39 second arm 15 contact tag 40 clamping spring 16 contact tag 100 connecting device 17 front P arrow 18 loop D arrow 19 clamping wing e arrow 20 front front F arrow 21 rear front 22 front narrow side

Landscapes

  • Connections Arranged To Contact A Plurality Of Conductors (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verbindungsvorrichtung (100), die mindestens ein Installationsschaltgerät (1) mit einem Gehäuse und mit mindestens einer schraubenlosen Klemme und mindestens ein Verbindungselement (8) aufweist, wobei das Verbindungselement (8) wenigstens einen Verbindungsleiter (10) mit wenigstens einer daran angeordneten Kontaktfahne (11) hat, dadurch gekennzeichnet , dass die Klemme von dem Typ ist, der wenigstens eine als Druckfeder auf eine Klemmstelle (29) der Kontaktfahne (11) einwirkende Klemmfeder (40) zum Festklemmen der Kontaktfahne (11) und zum Andrücken einer Kontaktstelle (30) der Kontaktfahne (11) an einer Stromschiene (27) aufweist, und dass das Verbindungselement (8) mit einem von Hand betätigbaren Öffnungsorgan (35) ausgebildet ist, welches bei Betätigung die Klemmfeder (40) von der Klemmstelle (29) weg drückt und somit ein Entfernen der Kontaktfahne (11) aus der Klemme ermöglicht ohne Einsatz eines zusätzlichen Werkzeugs.

Description

  • Die Erfindung geht aus von einer Verbindungsvorrichtung, die mindestens ein Installationsschaltgerät mit einem Gehäuse und mit mindestens einer schraubenlosen Klemme und mindestens ein Verbindungselement aufweist, wobei das Verbindungselement wenigstens einen Verbindungsleiter mit wenigstens einer daran angeordneten Kontaktfahne hat, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
  • Eine solche gattungsgemäße Verbindungsvorrichtung ist bekannt im Zusammenhang mit Leitungsschutzschaltern, Fehlerstromschutzschaltern, Motorschutzschaltern, Relais oder Schützen, insbesondere zur Anwendung in Verteilern oder Schaltanlagen im industriellen Einsatz, also beispielsweise bei der Stromversorgung oder Steuerung von Motoren oder in Niederspannungsschaltanlagen. Ein Beispiel für ein Verbindungselement, das bei einer gattungsgemäßen Verbindungsvorrichtung zum Einsatz kommen kann, ist eine Sammelschiene. Eine Sammelschiene ist eine Vorrichtung, um gleichzeitig eine Mehrzahl von aneinandergereihten Anschlüssen eines oder mehrerer aneinandergereihter Installationsschaltgeräte elektrisch miteinander zu verbinden. Die Polschiene der Sammelschiene und die von der Polschiene meistens in etwa kammartig abstehenden Kontaktfahnen sind aus einem starren und elektrisch gut leitenden Material, einem starren Leitblech beispielsweise, bevorzugt aus Kupfer oder einer gut leitenden Kupferlegierung, gefertigt. Zum Zweck der elektrischen Berührsicherheit ist die Polschiene in einem Isolierprofil aufgenommen, aus dem die Kontaktfahnen an den dafür vorgesehenen Stellen durch Öffnungen hindurchragen.
  • Ein weiteres Beispiel für ein Verbindungselement, das bei einer gattungsgemäßen Verbindungsvorrichtung zum Einsatz kommen kann, ist ein Steckverbinder. Steckverbinder dienen zum Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen den Anschlussklemmen beispielsweise eines Motorschutzschalters und eines Schützes. Ein Steckverbinder zur Verbindung zweier dreiphasiger Geräte hat beispielsweise drei Verbindungsleiter, die gemeinsam in einem Isolierstoffgehäuse angeordnet sein können, wobei von jedem Verbindungsleiter zwei Kontaktfahnen abstehen, eine jeweils zum Einführen in die Anschlussklemme des Motorschutzschalters und eine zum Einführen in die Anschlussklemme des Schützes.
  • Ein weiteres Beispiel für ein Verbindungselement, das bei einer gattungsgemäßen Verbindungsvorrichtung zum elektrischen Anschluss eines dreipoligen Schützes zum Einsatz kommen kann, ist ein sogenannter Wendeverbinder. Das ist im Prinzip ein dreipoliger Steckverbinder, bei dem die Verbindungsleiter zwischen den einzelnen Polen der beiden zu verbindenden Geräte so angeordnet sind, dass die Laufrichtung eines angeschlossenen Motors sich umkehrt.
  • Traditionell werden bei im industriellen Umfeld verwendeten Installationsschaltgeräten Schraubklemmen eingesetzt. Das Anschließen eines Verbindungselementes erfolgt dabei in zwei Schritte. Zunächst wird das Verbindungselement auf die geöffneten Schraubklemmen aufgelegt, dabei werden die Kontaktfahnen der Sammelschiene in die geöffneten Schraubklemmen eingesetzt. Danach werden einzeln nacheinander die Klemmschrauben angezogen.
  • In letzter Zeit wurde vorgeschlagen, auch schraubenlose Klemmen bei im industriellen Umfeld verwendeten Installationsschaltgeräten einzusetzen. Dabei wird anstatt einer Klemmschraube eine als Käfig-Federzugklemme bekannte Anordnung eingesetzt. Ein Beispiel dafür ist in der EP 0 928 043 B1 gezeigt. Die Federzugklemme hat einen Klemmrahmen und eine in etwa Ω-förmig gebildete Klemmfeder, die einen Auflageflügel, einen Klemmflügel mit Schlitz zum Festklemmen des Anschlussleiters und eine Schleife, die eine Feder bildet und den Auflage- mit dem Klemmflügel verbindet, aufweist. Um den Anschlussleiter anzuklemmen, muss man mit einem Werkzeug auf die Schleife drücken und damit den Klemmflügel verschieben, so dass der Schlitz frei gegeben wird zum Einführen des Anschlussleiters. Wenn das Werkzeug entfernt wird, zieht die rückstellende Federkraft der schleife den Klemmflügel wieder zurück, und der Anschlussleiter wird im Schlitz festgeklemmt. Gegenüber der Schraubklemme bietet das eine gewisse Arbeitserleichterung, und die Klemmkraft ist reproduzierbar durch die Federkraft der Federschleife eingestellt und nicht mehr abhängig davon, mit welchem Drehmoment der Monteur die Klemmschraube anzieht. Zum Entfernen des Anschlussleiters wird wieder das Werkzeug benötigt, um den Klemmflügel wieder in seine Öffnungsstellung zu drücken.
  • Beim Anschluss eines Verbindungselementes mit Kontaktfahne an ein oder mehrere nebeneinander angereihte Installationsschaltgeräte mit solchen schraubenlosen Federzugklemmen ergibt sich allerdings die Schwierigkeit, dass eine Mehrzahl von Federzugklemmen, so viele, wie Kontaktfahnen eingesteckt sind, gleichzeitig geöffnet werden müsste. Das kann für den Monteur nahezu unmöglich sein, da sich für eine Person eine Mehrzahl von Werkzeugen mit einer Hand kaum sinnvoll betätigen lässt, und auch die vom Monteur aufzubringende Kraft zum Öffnen einer Anzahl von aneinandergereihten Klemmen ein Vielfaches der Klemmkraft einer einzelnen Federzugklemme beträgt, was leicht eine nicht mehr handhabbare Dimension der aufzubringenden Öffnungskraft erreichen kann.
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gattungsgemäße Verbindungsvorrichtung so zu verbessern, dass ein werkzeugloses Verbinden bzw. wieder Entfernen eines Verbindungselementes mit bzw. von einer Mehrzahl von aneinandergereihten schraubenlosen Klemmanschlüssen aneinandergereihter Installationsschaltgeräte ermöglicht wird.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Verbindungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
  • Erfindungsgemäß also ist die Klemme von dem Typ, der wenigstens eine als Druckfeder auf eine Klemmstelle der Kontaktfahne einwirkende Klemmfeder zum Festklemmen der Kontaktfahne und zum Andrücken einer Kontaktstelle der Kontaktfahne an einer Stromschiene aufweist, und das Verbindungselement ist mit einem von Hand betätigbaren Öffnungsorgan ausgebildet, welches bei Betätigung die Klemmfeder von der Klemmstelle weg drückt und somit ein Entfernen der Kontaktfahne aus der Klemme ermöglicht ohne Einsatz eines zusätzlichen Werkzeugs.
  • Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß somit durch zwei Maßnahmen. Die erste betrifft die Verwendung eines anderen Typs von schraubenloser Federklemme, nämlich des Typs, der wenigstens eine als Druckfeder auf eine Klemmstelle der Kontaktfahne einwirkende Klemmfeder zum Festklemmen eines Anschlussleiters aufweist. Dieser Typ ist auch bekannt als Federdruckklemme, im englischen Sprachgebrauch auch als "push-in" - Klemme bekannt. Bei der Federdruckklemme kann ein starrer Anschlussleiter, beispielsweise eine Kontaktfahne, ohne Öffnungswerkzeug eingeschoben werden. Die Federdruckklemme hat einen Auflageflügel, einen Klemmflügel zum Festklemmen des Anschlussleiters beziehungsweise der Kontaktfahne am freien Ende des Klemmflügels und eine Schleife, die eine Feder bildet und den Auflage- mit dem Klemmflügel verbindet. Beim Einschieben drückt der starre Anschlussleiter beziehungsweise die Kontaktfahne das Klemmende, das Endstück des Klemmflügels, beiseite, die rückstellende Federkraft der Schleife sorgt für die nötige Kontaktdruckkraft. Durch Verwendung dieses Typs von schraubenloser Federklemme lässt sich ein Verbindungselement, beispielsweise eine Sammelschiene mit ihrer Mehrzahl von nebeneinanderliegenden starren Kontaktfahnen oder auch ein Steckverbinder oder ein Wendeverbinder leicht in eine Mehrzahl von nebeneinander angeordneten Klemmöffnungen einsetzen und festklemmen, ohne dass ein Werkzeug benötigt würde.
  • Beim Andrücken könnte sich das Klemmende des Klemmflügels in das Material der Kontaktfahne eindrücken, insbesondere wenn diese aus einer gut leitfähigen Kupferlegierung besteht. Das Klemmende des Klemmflügels könnte sich dann ein wenig in der Kontaktfahne verhaken. Das kann dazu führen, dass ein Herausziehen der Sammelschiene nicht mehr einfach und nur noch mit erheblichem Kraftaufwand gegen den Verhakungswiderstand möglich ist, wobei bei wiederholtem Herausziehen die Klemmfeder oder die Kontaktfahne Schaden nehmen könnte.
  • Die zweite erfinderische Maßnahme liegt daher darin, das Verbindungselement mit einem von Hand betätigbaren Öffnungsorgan auszubilden, welches bei Betätigung die Klemmfeder von der Klemmstelle weg drückt und somit ein Entfernen der Kontaktfahne aus der Klemme ermöglicht, ohne Einsatz eines zusätzlichen Werkzeugs. Wenn das Verbindungselement ein Isolierprofil hat, in dem der oder die Verbindungsleiter mit der oder den Kontaktfahnen eingebettet ist bzw. sind, so ist in vorteilhafter Weiterbildung das Isolierprofil mit dem von Hand betätigbaren Öffnungsorgan ausgebildet.
  • Beim Betrieb einer erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung in industrieller Umgebung könnte es unter ungünstigen Umständen, beispielsweise durch starke Vibrationen, zu einer Lockerung der Andruckkraft an der Klemmstelle oder zu einem "Herausrütteln" der Kontaktfahne aus der Anschlussklemme kommen. Um das zu verhindern, wird gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung vorgeschlagen, das Verbindungselement mit einem Rastorgan auszubilden, welches mit einem daran angepassten Rastelement an dem Gehäuse des Installationsschaltgerätes verrastend zusammenwirkt, wenn die Klemmfeder die Kontaktfahne an der Klemmstelle festklemmt und an der Kontaktstelle an die Stromschiene andrückt. Das Rastorgan verhindert ein Losrütteln des Verbindungselements. Wenn das Verbindungselement ein Isolierprofil hat, in dem der oder die Verbindungsleiter mit der oder den Kontaktfahnen eingebettet ist bzw. sind, so ist in vorteilhafter Weiterbildung das Isolierprofil mit dem von Hand betätigbaren Öffnungsorgan ausgebildet. Beispielsweise kann das bei einer Sammelschiene mit Isolierprofil so realisiert sein. Das Rastorgan verhindert hier auch ein Losrütteln der Sammelschiene insgesamt. Das Rastorgan ist zu einer lösbaren Rastverbindung mit dem Rastmittel am Gehäuse ausgebildet, so dass das Verbindungselement, beispielsweise die Sammelschiene oder der Steckverbinder oder der Wendverbinder auch wieder abgenommen werden kann. Ein vorteilhaftes Beispiel für ein erfindungsgemäßes Rastorgan ist eine Rastnase an einem einseitig federnd eingespannten Rastbalken, und das damit korrespondierende Rastmittel an dem Gehäuse kann in einem vorteilhaften Beispiel eine an dem Gehäuse angeformte korrespondierende Rastnase oder eine Rastöffnung sein.
  • Figurenbeschreibung
  • Figuren und Beschreibung dienen dem besseren Verständnis des Gegenstands. Gegenstände oder Teile von Gegenständen, die im Wesentlichen gleich oder ähnlich sind, können mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Die Figuren sind lediglich eine schematische Darstellung von vier möglichen Ausführungsformen der Erfindung.
  • Dabei zeigt:
  • Figur 1
    schematisch und exemplarisch einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Verbindungsanordnung gemäß einer ersten Ausführungsform, exemplarisch gezeigt mit einer Sammelschiene, vor dem Einstecken der Sammelschiene,
    Figur 2
    schematisch und exemplarisch einen Querschnitt durch die Verbindungsanordnung nach Figur 1, mit eingesteckter Sammelschiene,
    Figur 3
    schematisch und exemplarisch einen Querschnitt durch die Verbindungsanordnung nach Figur 1, vor dem Herausziehen der Sammelschiene,
    Figur 4
    schematisch und exemplarisch einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Verbindungsanordnung gemäß einer zweiten Ausführungsform, vor dem Einstecken der Sammelschiene,
    Figur 5
    schematisch und exemplarisch einen Querschnitt durch die Verbindungsanordnung nach Figur 4, mit eingesteckter Sammelschiene,
    Figur 6
    schematisch und exemplarisch einen Querschnitt durch die Verbindungsanordnung nach Figur 4, vor dem Herausziehen der Sammelschiene,
    Figur 7
    eine erfindungsgemäße Verbindungsanordnung mit zwei aneinandergereihten Motorschutzschaltern und einer Sammelschiene,
    Figur 8
    eine Detailansicht von schräg oben auf eine erfindungsgemäße Verbindungsanordnung nach Figur 7, kurz bevor die Kontaktfahnen der Sammelschiene in die Steckfederklemme eingesteckt werden.
  • In den Figuren sind gleiche, ähnliche sowie gleich oder ähnlich wirkende Elemente mit denselben Bezugsziffern bezeichnet.
  • Das Beispiel der Sammelschiene mit Isolierprofil ist hier lediglich beispielhaft und exemplarisch gewählt und beschrieben, keinesfalls ist die Wahl dieses Beispiels einschränkend gemeint. Die am Beispiel der Sammelschiene beschriebene Erfindungsidee lässt sich ohne weiteres auf andere Verbindungselemente, insbesondere auf Steckverbinder und Wendeverbinder, übertragen, ohne dass es dazu weiterer figürlicher Erläuterungen bedürfte.
  • Es werde zunächst die Figur 7 und 8 betrachtet. Die Figur 7 zeigt eine erfindungsgemäße Verbindungsvorrichtung 100. Diese weist hier im Beispiel zwei an ihren Breitseiten aneinandergereihte dreiphasige Motorschutzschalter 1,1' auf. Jeder der beiden Motorschutzschalter 1, 1' hat drei Zugangsklemmen 3, 4, 5, 3', 4', 5' und jeweils gegenüberliegend drei Abgangsklemmen, in der Abbildung sind nur zwei zu sehen, mit den Bezugszeichen 6, 7. An der Zugangsseite soll eine Sammelschiene 8 angesteckt werden. Die Sammelschiene 8 hat ein Isolierprofil 9, in dem eine Polschiene 10 (siehe Figur 8) angeordnet ist, an der kammartig sechs Kontaktfahnen 11, 12, 13, 14, 15, 16 angeformt sind und senkrecht zur Längserstreckungsrichtung der Polschiene abstehen. Wie der Pfeil P in Figur 7 andeutet, wird die Sammelschiene 8 mit den Kontaktfahnen 11, 12, 13, 14, 15, 16 voran senkrecht auf die Frontseite 17 der Motorschutzschalter aufgesteckt, die Kontaktfahnen greifen dann in die Klemmenöffnungen ein.
  • Figur 8 zeigt in einer Detailansicht eine der Anschlussklemmen von schräg oben. Das Isolierprofil ist hier von der Sammelschiene entfernt, man sieht die Polschiene 10 und zwei der Kontaktfahnen 12, 13. Bei der Anschlussklemme handelt es sich um eine Federsteckklemme als Klemmfeder 40. Man sieht den oberen Teil der Schleife 18 und einen Teil des Klemmflügels 19. Die Kontaktfahnen 12 und 13 befinden sich kurz vor dem Einstecken in die jeweiligen Klemmenöffnungen.
  • Es werden nun die Figuren 1, 2 und 3 betrachtet. Figur 1 zeigt schematisch und exemplarisch einen Querschnitt durch einen Teil der Verbindungsvorrichtung 100 wie in Figur 7 und 8 gezeigt. Man erkennt einen Teil des Gehäuses des Motorschutzschalters 1: die vordere Frontseite 20, die hintere Frontseite 21, die vordere Schmalseite 22, die hintere Schmalseite 23. An der hinteren Schmalseite 21 ist eine Einführöffnung 28 gebildet zum Einführen der Kontaktfahne 11 der Sammelschiene 8 an die Klemmstelle in Pfeilrichtung P.
  • Die Klemmstelle ist durch eine Federsteckklemme gebildet. Diese hat eine Klemmfeder 40 mit einem Auflageflügel 25, einem Klemmflügel 19 und einer Schleife 18, die den Klemmflügel 19 mit dem Auflageflügel 25 verbindet und die eine Feder bildet und die rückstellende Federkraft auf den Klemmflügel 19 bewirkt. Der Klemmflügel 19 hat einen leichten Knick, sein Klemmende 24 ist leicht nach oben, zu der Frontseite 21 hin, abgebogen. Mit dem Auflageflügel 25 ist die Klemmfeder 40 an einer Auflageschiene 26 im Inneren des Installationsschaltgerätes 1 abgestützt. Mit dem Klemmende 24 drückt die Klemmfeder 40 einen eingeführten Anschlussleiter, beispielsweise die Kontaktfahne 11, gegen eine Stromschiene 27. Der elektrische Kontakt erfolgt zwischen der Stromschiene 27 und der Kontaktfahne 11, siehe Figur 2 und 3. Die Stromschiene 27 und die Auflageschiene 26 können Teile eines gemeinsamen Klemmenrahmens sein, sie können aber auch als einzelne Teile ausgeführt sein. Die Auflageschiene 26 könnte auch als Gehäusevorsprung ausgeführt sein. An der Stromschiene 27 sind dann weitere Leiterstücke im Inneren des Installationsschaltgerätes angeschlossen, die den Strompfad von der Klemmstelle aus im Inneren des Installationsschaltgerätes 1 weiterführen.
  • In der Darstellung nach Figur 1 sind die Sammelschiene 8 und der Motorschutzschalter 1 noch voneinander getrennt. Die Sammelschiene 8 kann in Richtung des Pfeiles P, mit der Kontaktfahne 11 voran, in die Einführungsöffnung 28 eingesetzt werden.
  • Figur 2 zeigt den Zustand, in dem die Sammelschiene 8 mit der Kontaktfahne 11 voran in die Einführungsöffnung 28 eingesetzt ist. Die Kontaktfahne 11 drückt das Klemmende 24 der Klemmfeder 40 weg. Das freie Ende der Kontaktfahne 11 hat eine flache Seite, die an der Stromschiene 27, die ebenfalls mit einer flachen Oberfläche ausgebildet ist, entlanggleitet. Im eingeschobenen Zustand, siehe Figur 2, drückt das Klemmende 24 des Klemmflügels 19 gegen die dem Klemmflügel 19 zugewandte Seite des Endstückes der Kontaktfahne 11. Der Bereich, in dem das Klemmende 24 an der Kontaktfahne 11 anliegt, ist als Klemmstelle 29 bezeichnet. Durch die Druckwirkung des Klemmendes 24 des Klemmflügels 19 auf die Kontaktfahne 11 wird die der Klemmstelle 29 gegenüberliegende Seite der Kontaktfahne 11 flächig gegen die Stromschiene 27 gedrückt. Der Bereich, in dem die der Klemmstelle 29 gegenüberliegende Seite der Kontaktfahne 11 flächig an der Stromschiene 27 anliegt, ist als Kontaktstelle 30 bezeichnet.
  • An der Kontaktstelle 30 erfolgt der elektrische Kontakt zwischen der Kontaktfahne 11 und der Stromschiene 27. Dort fließt der Strom von der Kontaktfahne 11 in das Installationsschaltgerät 1 hinein oder aus dem Installationsschaltgerät 1 in die Kontaktfahne 11 heraus. An der Kontaktstelle 30 soll daher ein niedriger elektrischer Übergangswiderstand herrschen. Wenn die Polschiene mit den Kontaktfahnen 11 aus einem gut leitenden Material, beispielsweise Kupfer oder einer Kupferlegierung, besteht, ist das bei einem hinreichend großen Anpressdruck von Seiten der Klemmfeder 40 und deren Klemmende 24 her auf die Klemmstelle 29 erreichbar.
  • An der Klemmstelle 29 gibt es keine Stromfluss, die Klemmstelle 29 hat keine elektrische Kontaktfunktion, nur eine mechanische Funktion. Ein für die Herstellung der Klemmfeder 40 verwendeter Federstahl ist üblicher Weise kein guter elektrischer Leiter, er wird speziell hinsichtlich seiner federelastischen Eigenschaften optimiert.
  • Beim Andrücken des Klemmendes 24 an der Kontaktfahne 11 kann es zu einem Einschneiden des Klemmendes 24 der Klemmfeder 40 in die aus einem gut leitenden, aber weniger harten Material bestehende Kontaktfahne 11 im Bereich der Klemmstelle 29 kommen. Es findet dann ein Festkrallen des Klemmendes 24 des Klemmflügels 19 der Klemmfeder 40 statt. Die Sammelschiene könnte dann nur mit erhöhtem Kraftaufwand wieder aus der Einführöffnung 28 herausgezogen werden, möglicherweise würde bei mehrmaligem Herausziehen auch die Klemmfeder 40 oder die Kontaktfahne 11 Schaden nehmen. Um das zu verhindern, ist das Isolierprofil 9 mit einem von Hand betätigbaren Öffnungsorgan 35 ausgebildet, welches bei Betätigung das Klemmende 24 der Klemmfeder von der Klemmstelle 29 weg drückt und somit ein Entfernen der Kontaktfahne 11 aus der Klemme ermöglicht ohne Einsatz eines zusätzlichen Werkzeugs. Um also immer ohne zusätzliches Werkzeug die Sammelschiene 8 leicht wieder entfernen zu können, wird das Isolierprofil 9 mit einem von Hand betätigbaren Öffnungsorgan ausgebildet, wie es lediglich beispielhaft in den Figuren 1 - 3 gezeigt ist.
  • Das Öffnungsorgan 35 ist hier im Beispiel in Form eines Doppelarmhebels 35 ausgebildet. Dessen Schwenkachse 36 befindet sich an einer Anformung 37 an dem Isolierprofil 9, die von dem Isolierprofil 9 ein Stück weit absteht. Dadurch ist ein von dem Isolierprofil 9 beabstandeter, fest mit dem Isolierprofil 9 verbundener Drehpunkt für den Doppelarmhebel 35 geschaffen, der eine Verschwenkung zu dem Isolierprofil 9 hin und von dem Isolierprofil 9 weg erlaubt. Ein erster Arm 38 des Doppelarmhebels 35 erstreckt sich in etwa parallel zu der Kontaktfahne 11 in Richtung auf den Klemmflügel 19 der Klemmfeder 40 zu. Ein zweiter Arm 39 des Doppelarmhebels 35 erstreckt sich in den Raum außerhalb des Isolierprofils 9 und ist bei eingesteckter Sammelschiene 8 von außen mit der Hand betätigbar. In der hier gezeigten, lediglich als Beispiel dargestellten Ausführungsform, ist der zweite Arm 39 etwas abgewinkelt, so dass er besser mit einem Finger zum Betätigen erreichbar ist.
  • Figur 1 zeigt die Sammelschiene getrennt von dem Installationsschaltgerät 1. Figur 2 zeigt die Sammelschiene 8 aufgesteckt auf die Einführungsöffnung 28 des Installationsschaltgerätes 1. Das freie Ende des ersten Arms 38 des Öffnungsorgans 35 endet hierbei kurz vor dem Klemmflügel 19 der Klemmfeder 40.
  • Figur 3 zeigt die Situation bei Betätigen des Öffnungsorgans 35. Druck auf den zweiten Arm 39 in Richtung des Pfeiles D verschwenkt den ersten Arm 38 im Uhrzeigersinn, dieser drückt dabei das Klemmende 24 des Klemmflügels 19 weg von der Klemmstelle 29, angedeutet durch den Pfeil F, und die Kontaktfahne 11 kann nach oben herausgezogen werden, siehe Pfeil E.
  • Es werden nun die Figuren 4 - 6 betrachtet. Die darin gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der in den Figuren 1 -3 gezeigten Ausführungsform darin, dass hier das Isolierprofil 9 zusätzlich mit einem Rastorgan 31 ausgebildet ist, welches mit einem daran angepassten Rastelement 32 an dem Gehäuse des Installationsschaltgerätes 1, hier im Beispiel an der hinteren Schmalseite 23, verrastend zusammenwirkt, wenn die Klemmfeder 40 mit dem Klemmende 24 die Kontaktfahne 11 an der Klemmstelle 29 festklemmt und an der Kontaktstelle 30 an die Stromschiene 27 andrückt. Das Rastorgan 31 ist eine Rastnase 33 an einem einseitig federnd eingespannten Rastbalken 34. Das damit korrespondierende Rastelement 32 an dem Gehäuse ist eine an dem Gehäuse angeformte korrespondierende Rastnase oder eine Rastöffnung (hier in der Figur nicht dargestellt). Das Rastorgan 31 in Verrastung mit dem Rastelement 32 verhindert ein Losrütteln des Isolierprofils 9 und damit auch ein Losrütteln der Sammelschiene in industrieller Umgebung, und unterstützt damit die Klemmwirkung des Klemmendes 24 der Klemmfeder 40 auf die Kontaktfahne 11. Zum Entfernen der Sammelschiene 8 kann das Rastorgan 31 werkzeuglos mit einem oder mehreren Fingern weggebogen werden, so dass die Rastnase 33 das Rastelement 32 freigibt, und mit derselben Hand oder der anderen Hand kann dann die Sammelschiene 8 aus der Einführungsöffnung 28 herausgezogen werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 1 Motorschutzschalter 23 hintere Schmalseite
    1' Motorschutzschalter 24 Klemmende
    3 Zugangsklemme 25 Auflageflügel
    3' Zugangsklemme 26 Auflageschiene
    4 Zugangsklemme 27 Stromschiene
    4' Zugangsklemme 28 Einführungsöffnung
    5 Zugangsklemme 29 Klemmstelle
    5' Zugangsklemme 30 Kontaktstelle
    6 Abgangsklemme 31 Rastorgan
    7 Abgangsklemme 32 Rastelement
    8 Sammelschiene 33 Rastnase
    9 isolierprofil 34 Rastbalken
    10 Polschiene 35 Öffnungsorgan
    11 Kontaktfahne 36 Schwenkachse
    12 Kontaktfahne 37 Anformung
    13 Kontaktfahne 38 erster Arm
    14 Kontaktfahne 39 zweiter Arm
    15 Kontaktfahne 40 Klemmfeder
    16 Kontaktfahne 100 Verbindungsvorrichtung
    17 Frontseite P Pfeil
    18 Schleife D Pfeil
    19 Klemmflügel E Pfeil
    20 vordere Frontseite F Pfeil
    21 hintere Frontseite
    22 vordere Schmalseite

Claims (6)

  1. Verbindungsvorrichtung (100), die mindestens ein Installationsschaltgerät (1) mit einem Gehäuse und mit mindestens einer schraubenlosen Klemme und mindestens ein Verbindungselement (8) aufweist, wobei das Verbindungselement (8) wenigstens einen Verbindungsleiter (10) mit wenigstens einer daran angeordneten Kontaktfahne (11) hat,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Klemme von dem Typ ist, der wenigstens eine als Druckfeder auf eine Klemmstelle (29) der Kontaktfahne (11) einwirkende Klemmfeder (40) zum Festklemmen der Kontaktfahne (11) und zum Andrücken einer Kontaktstelle (30) der Kontaktfahne (11) an einer Stromschiene (27) aufweist, und dass das Verbindungselement (8) mit einem von Hand betätigbaren Öffnungsorgan (35) ausgebildet ist, welches bei Betätigung die Klemmfeder (40) von der Klemmstelle (29) weg drückt und somit ein Entfernen der Kontaktfahne (11) aus der Klemme ermöglicht ohne Einsatz eines zusätzlichen Werkzeugs.
  2. Verbindungsvorrichtung (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (8) mit einem Rastorgan (31) ausgebildet ist, welches mit einem daran angepassten Rastelement (32) an dem Gehäuse des Installationsschaltgerätes (1) verrastend zusammenwirkt, wenn die Klemmfeder (40) die Kontaktfahne (11) an der Klemmstelle (29) festklemmt und an der Kontaktstelle (30) an die Stromschiene (27) andrückt.
  3. Verbindungsvorrichtung (100) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastorgan (31) eine Rastnase (33) an einem einseitig federnd eingespannten Rastbalken (34) ist, und dass das damit korrespondierende Rastelement (32) an dem Gehäuse eine an dem Gehäuse angeformte korrespondierende Rastnase oder eine Rastöffnung ist.
  4. Verbindungsvorrichtung (100) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (8) eine Sammelschiene ist, die ein Isolierprofil (9) hat und wobei der Verbindungsleiter eine in dem Isolierprofil (9) angeordnete Polschiene ist, und dass das von Hand betätigbare Öffnungsorgan (35) an dem Isolierprofil (9) ausgebildet ist.
  5. Verbindungsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement ein Steckverbinder zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen den Anschlussklemmen eines Motorschutzschalters und eines Schützes ist.
  6. Verbindungsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement ein Wendeverbinder ist.
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