EP3134942B1

EP3134942B1 - Leiteranschlussklemme

Info

Publication number: EP3134942B1
Application number: EP15720648.3A
Authority: EP
Inventors: Henry Ziesemann
Original assignee: Wago Verwaltungs GmbH
Current assignee: Wago Verwaltungs GmbH
Priority date: 2014-04-23
Filing date: 2015-04-23
Publication date: 2019-11-27
Anticipated expiration: 2035-04-23
Also published as: CN106256046B; KR20160146832A; CN106256046A; DE202014101915U1; JP2017514282A; WO2015162210A1; EP3134942A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Leiteranschlussklemme mit mindestens einem Leiterklemmelement, dass aus einem Blechteil einstückig gebildet ist und einen Basisabschnitt, einen sich an den Basisabschnitt anschließenden Federbogen und einen sich an den Federbogen anschließenden und dem Basisabschnitt gegenüberliegenden Klemmschenkel hat, wobei das freie Klemmende des Klemmschenkels eine Klemmkante zum Anklemmen eines elektrischen Leiters bildet und wobei ein Anschlusskontakt aus dem Basisabschnitt freigelegt und aus der Ebene des Basisabschnitts in eine zu dem Klemmschenkel entgegengesetzte Richtung herausgebogen ist.
Derartige Leiteranschlussklemmen dienen zum Anklemmen eines elektrischen Leiters und Herstellen einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen dem elektrischen Leiter und einem mit dem Anschlusskontakt direkt oder indirekt elektrisch leitend verbundenen Gerät. Die Leiteranschlussklemme kann z.B. mit ihren Anschlusskontakten auf eine Leiterplatte aufgelötet sein.
EP 1 947 738 A1 zeigt eine Leiteranschlussklemme und einen Blattfederkontakt hierzu, der in ein Isolierstoffgehäuse eingebaut ist. Das Isolierstoffgehäuse hat einen von der Rückseite in die Leitereinführungsöffnung des Isolierstoffgehäuses hineinragenden Überlastschutzsteg, der Teil des Isolierstoffgehäuses ist.
EP 0 682 385 B1 offenbart einen elektrischen Verbinder mit einem Isolierstoffgehäuse und einem in das Isolierstoffgehäuse eingebautem Leiterklemmelement das aus einem Blechteil einstückig gebildet ist. An einer Seite des Basisabschnitts ist über einen Federbogen ein Klemmschenkel herausgebogen, der sich schräg zum Basisabschnitt weg erstreckt. An der dem Federbogen gegenüberliegenden Seite des Basisabschnitts ist ein Anschlusskontakt nach unten entgegengesetzt zur Erstreckungsrichtung des Klemmschenkels heruntergebogen, sodass der Anschlusskontakt aus dem Isolierstoffgehäuse im eingebauten Zustand herausragt.
Weiterhin ist von dem Basisabschnitt ein Materiallappen freigelegt und in Richtung des Klemmschenkels herausgebogen. Dieser Materiallappen bildet einen Überlastanschlag für den Klemmschenkel, sodass der Klemmschenkel bei Verlagerung in Richtung Basisabschnitt auf den Überlastanschlag aufstößt. Auf diese Weise wird eine übermäßige Kompression des Federbogens unter Einbeziehung der Federeigenschaften vermieden. Der Überlastanschlag dient zudem als Anschlag für ein Montagewerkzeug, sodass das Leiterklemmelement in den Innenraum des Isolierstoffgehäuses hineingeführt und dort verkeilt werden kann.
FR 1 562 716 A4 offenbart eine Leiteranschlussklemme mit einem einstückig gebildeten Leiterklemmelement. Das Leiterklemmelement weist dabei einen Klemmschenkel auf, der zum Anklemmen eines elektrischen Leiters an eine Stromschiene, die aus einem Gehäuse der Leiteranschlussklemme heraus führt, eingerichtet ist. Des Weiteren bildet ein Endabschnitt des Leiterklemmelementes einen Überlastanschlag, wobei der Klemmschenkel bei Betätigung gegen den Überlastanschlag stößt.
WO 2012/032097 A1 zeigt eine Leiteranschlussklemme mit einem Klemmelement, das aus einer gedrehten Feder gebildet ist, wobei ein freies Ende der gedrehten Feder zum Anklemmen eines elektrischen Leiters an einen Anschlusskontakt ausgebildet ist. Dabei kann der Anschlusskontakt über eine Öffnung und einem Kontaktstreifen nach außen verbunden werden.
GB 1 528 993 A offenbart eine Leiteranschlussklemme, wobei ein Anschlusskontakt als Stift in eine Öffnung der Leiteranschlussklemme eingesetzt ist. Des Weiteren wird ein Überlastanschlag durch eine Zunge an der Leiteranschlussklemme bereitgestellt.
US 6 074 242 A beschreibt eine Leiteranschlussklemme mit einem Klemmelement, wobei ein Anschlusskontakt aus dem Klemmelement herausgebogen ist. Dabei wird der elektrische Leiter an einem freien Ende des Klemmelementes elektrisch kontaktiert.
DE 87 09 226 U1 zeigt eine elektrische Verbindungsklemme mit einem Isolierstoffgehäuse, einem Kontaktrahmen und einer Kontaktfeder. Je nach Durchmesser eines eingeführten Leiters werden ein oder zwei Schenkel der Kontaktfeder zur Herstellung einer kraftschlüssigen Klemmverbindung genutzt. Die Kontaktfeder hat zudem eine von einem Basisabschnitt der Kontaktfeder abragende Erdungszunge.
Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine verbesserte Leiteranschlussklemme zu schaffen, die besonders kompakt und materialsparend ist und unabhängig von dem Isolierstoffgehäuse einen Überlastschutz bereitstellt.
Die Aufgabe wird durch die Leiteranschlussklemme mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Bei der Leiteranschlussklemme erstreckt sich der dem Federbogen gegenüberliegende Endabschnitt des Basisabschnitts von der durch den Basisabschnitt aufgespannten Ebene in Richtung des Klemmschenkels und bildet einen Überlastanschlag für den Klemmschenkel, der eine weitere Verlagerung des Klemmschenkels nach unten in Richtung Basisabschnitt verhindert. Der Überlastanschlag ist somit aus einem Materiallappen gebildet, der den Basisabschnitt gegenüberliegend zum Federbogen verlängert und aus der Ebene des Basisabschnitts herausgebogen ist. Dieser aus der Ebene des Basisabschnitts herausgebogene freie Endabschnitt des Blechteils ist so in Richtung Klemmschenkel gebogen und hat eine derart angepasste Länge, dass eine übermäßige Verlagerung des Klemmschenkels in Richtung Basisabschnitt verhindert wird. Hierzu bildet dieser Endabschnitt einen Anschlag für den Klemmschenkel. Wesentlich ist, dass das Leiterklemmelement einstückig aus einem Blechteil gebildet ist. Unter "einstückig" ist zu verstehen, dass der Basisabschnitt, der Federbogen und der Klemmschenkel sowie der aus dem Endabschnitt, der dem Federbogen gegenüberliegt, gebildete Überlastanschlag fügefrei (frei von Fügestellen) aus einem Teil gebildet sind.
Vorteilhaft ist, dass mindestens ein Anschlusskontakt vorhanden ist, der aus dem Basisabschnitt freigelegt (z.B. freigeschnitten oder freigestanzt) und nach unten herausgebogen ist. Das Leiterklemmelement kann auf diese Weise besonders kompakt und materialsparend gebildet werden. Der Überlastanschlag ist dabei mit hinreichender Länge ausführbar und kann auf das freie Klemmende ausgerichtet werden.
Durch diese Anordnung ist die Stromführung zudem optimiert und so kurz wie möglich gehalten, da der dem Federbogen gegenüberliegende freie Endabschnitt, der sich an dem Basisabschnitt anschließt, nunmehr für den Überlastanschlag und nicht für den Anschlusskontakt genutzt wird.
Nach der Erfindung ist vorgesehen, dass der Anschlusskontakt aus dem Basisabschnitt freigelegt und aus der Ebene des Basisabschnitts in zu dem Klemmschenkel entgegengesetzter Richtung herausgebogen ist. Dabei verbleibt ein Schlitz im Basisabschnitt. Die den Schlitz begrenzenden Seitenstege werden dabei nicht mehr zur Stromführung benötigt, sodass durch das Herausbiegen eines Materiallappens aus dem Basisabschnitt der stromführende Querschnitt und damit der Stromübergangswiderstand nicht beeinträchtigt wird.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Anschlusskontakt in einem an dem Übergang des Basisabschnitts zum Federbogen angrenzenden Bereich aus dem Basisabschnitt herausgebogen ist. Dann sind die Stromwege von dem freien Klemmende bis zum Anschlusskontakt so kurz wie möglich gehalten.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das freie Ende des den Überlastanschlag bildenden Endabschnitts in Richtung des freien Endes des Klemmschenkels umgebogen ist. Durch diese weitere in Richtung Federbogen und den daran anschließenden Klemmschenkel ausgerichtete Umbiegung wird erreicht, dass der Überlastanschlag nicht starr auf den Klemmschenkel wirkt, sondern leicht elastisch nachgiebig ist. Dies reduziert die Beanspruchung auf den Klemmschenkel.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das freie Ende des den Überlastanschlag bildenden Endabschnitts verjüngt ist. Damit wird erreicht, dass der den Überlastanschlag bildende freie Endbereich durch seine anfänglich größere Breite hinreichend stabil ist. Mit Hilfe der Verjüngung wird die Anschlagsfläche für den Klemmschenkel auf die Breite des freien Klemmendes angepasst und gegebenenfalls noch weiter reduziert. Weiterhin wird durch die Verjüngung die Montage des Leiterklemmelementes in das Isolierstoffgehäuse vereinfacht.
Das freie Klemmende des Klemmschenkels ist in einer bevorzugten Ausführungsform aus der durch den Klemmschenkel aufgespannten Ebene in eine Richtung von dem Basisabschnitt weggebogen. Damit ist das freie Klemmende im Vergleich zum daran angrenzenden Bereich des Klemmschenkels steiler zur Leiterachse eines in eine Leitereinführungsöffnung eingeführten und oberhalb des Leiterklemmelementes platzierten elektrischen Leiters hin ausgerichtet.
Hierdurch wird sichergestellt, dass das freie Klemmende den elektrischen Leiter mit einer möglichst scharfen Kante kontaktiert, um auf diese Weise die Fläche zwischen Klemmschenkel und elektrischen Leiter zu reduzieren und die Flächenpressung zu erhöhen. Die Federkontaktkraft des Leiterklemmelementes wird auf diese Weise auf einen möglichst kleinen Kontaktbereich konzentriert und die Flächenpressung damit erhöht. Dies verbessert die Stromübergangswerte und reduziert hierbei insbesondere den Stromübergangswiderstand.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn sich die Stirnfläche des freien Klemmendes des Klemmschenkels in einem Winkel im Bereich von 65° bis 85° zur Ebene des Klemmschenkels im Bereich des freien Klemmendes erstreckt. Die Stirnfläche geht dabei nicht senkrecht von der Ebene des Klemmschenkels ab, sondern ist hierzu schräg ausgebildet. Auf diese Weise wird eine noch schärfere Kontaktkante bereitgestellt, als bei einer Stirnfläche, die bei einem einfachen rechteckförmigen Blechteil am freien Klemmende bereitgestellt wird. Bei einem solchen Schrägschnitt für die Stirnfläche im Bereich von 65° bis 85° und bevorzugt ca. 70° werden die normativen Leiterhaltekräfte erhöht, sodass der elektrische Leiter besser vor Herausziehen gesichert ist.
Das mindestens eine Leiterklemmelement ist vorzugsweise in ein Isolierstoffgehäuse eingebaut, um eine Leiteranschlussklemme zu bilden. Das Isolierstoffgehäuse hat dabei mindestens eine zu einem zugeordneten freien Klemmende eines Klemmschenkels führende Leitereinführungsöffnung.
Dabei ist eine Variante denkbar, bei der mehrere voneinander unabhängige Leiterklemmelemente nebeneinander in ein Isolierstoffgehäuse eingebaut sind, um eine mehrpolige Leiteranschlussklemme zu bilden. Denkbar ist aber auch, dass ein einziges Leiterklemmelement vorgesehen ist, bei dem von einem gemeinsamen Basisabschnitt jeweils nebeneinander angeordnete Klemmschenkel und zugeordnete Überlastanschläge am freien Endabschnitt abragen. Dies entspricht sinngemäß einer Variante mit mehreren Leiterklemmelementen, die sich einen gemeinsamen Basisabschnitt teilen bzw. deren Basisabschnitte miteinander verbunden sind. Dabei ist jeweils eine Leitereinführungsöffnung auf einen zugeordneten Klemmschenkel ausgerichtet. Bei dieser Ausführungsform können mehrere elektrische Leiter nebeneinander in das Isolierstoffgehäuse eingeführt und elektrisch leitend miteinander durch das Leiterklemmelement verbunden werden. Bei dieser Ausführungsform ist es besonders vorteilhaft, wenn mindestens eine auf einen zugeordneten Klemmschenkel ausgerichtete Prüföffnung in dem Isolierstoffgehäuse vorgesehen ist. Die Prüföffnung geht dabei im Innenraum des Isolierstoffgehäuses in eine bezogen auf die Ebene des Isolierstoffgehäuses an der Außenseite in dem an die Prüföffnung angrenzenden Bereich schräge Fläche über.
Diese schräge Fläche an einer Innenseite des Isolierstoffgehäuses angrenzend an die Prüföffnung verhindert ein Anstoßen und Heraustreten von krummen Leitern bzw. von Leiterenden eines mehrdrähtigen elektrischen Leiters sowie ein Anstoßen und Heraustreten von schief eingesteckten elektrischen Leitern.
Die Prüföffnung kann nicht nur zum Prüfen des elektrischen Potentials an dem Leiterklemmelement, sondern alternativ oder zusätzlich zum Öffnen der durch das Leiterklemmelement gebildeten Klemmstelle für einen elektrischen Leiter durch Verlagern des Klemmschenkels in Richtung Basisabschnitt mit Hilfe eines in die Prüföffnung eingeführten Betätigungswerkzeugs genutzt werden. Eine Prüföffnung im Sinne der vorliegenden Erfindung ist damit eine zum Klemmschenkel führende Öffnung unabhängig von ihrem Zweck und umfasst jedenfalls auch eine Löseöffnung.
Die Prüföffnung ist vorzugsweise seitlich versetzt zu einer von der Leitereinführungsöffnung vorgegebenen Leitereinführungsachse angeordnet, auf der ein in das Isolierstoffgehäuse eingesteckter und an dem Klemmschenkel angeklemmter elektrischer Leiter positioniert ist. Durch diesen seitlichen Versatz ist insbesondere eine Nutzung der Prüföffnung als Löseöffnung für ein Betätigungswerkzeug zum Öffnen einer durch das Leiterklemmelement gebildeten Klemmstelle möglich.
Neben dem freien Klemmende des Klemmschenkels kann sich ein Materiallappen über die Länge des freien Klemmendes hinaus erstrecken. Dieser Materiallappen ist bei dieser Ausführungsform unterhalb der Prüföffnung positioniert. Mit Hilfe eines solchen verlängerten Materiallappens kann die Prüföffnung weiter in den rückwärtigen Bereich des Isolierstoffgehäuses verlagert werden. Die Betätigung des Leiterklemmelementes erfolgt dabei über ein in die Prüföffnung eingeführtes Betätigungswerkzeug, das auf dem Materiallappen wirkt. Der Hebelarm wird auf diese Weise vergrößert und die Betätigung des Leiterklemmelementes verbessert.
Das Blechteil des mindestens einen Leiterklemmelementes kann aus einem Federblechmaterial, welches z.B. mit Kupfer plattiert sein kann, gebildet sein. Ein Federblech mit federelastischen Eigenschaften wird insbesondere durch einen Federstahl bereitgestellt. Hierbei sind chromhaltige Legierungen besonders geeignet.
Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn das Blechteil aus einer Kupferlegierung gebildet ist. Kupfer ist im Vergleich zu Federstahl zwar weniger elastisch und hat den Nachteil leichter plastisch zu verformen. Es ist aber im Vergleich zu Federstahl elektrisch leitfähiger und stellt geringere Stromübergangswiderstände bereit. Mit Hilfe des aus dem freien Endbereich des Blechteils herausgebogenen Überlastanschlages kann die plastische Verformung des aus einer Kupferlegierung gebildeten Leiterklemmelementes aber wirksam unterbunden werden, sodass sich das erfindungsgemäße Leiterklemmelement besonders für Blechteile aus Kupferlegierung eignet.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit den beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 -: perspektivische Darstellung einer Leiteranschlussklemme mit eingeführtem elektrischen Leiter;
Figur 2 -: Draufsicht auf die Leiteranschlussklemme aus Figur 1;
Figur 3 -: Seiten-Schnittansicht der Leiteranschlussklemme aus Figur 1 und 2 im Schnitt B-B
Figur 4 -: Seiten-Schnittansicht der Leiteranschlussklemme aus Figur 1 und 2 im Schnitt C-C;
Figur 5 -: perspektivische Ansicht eines Leiterklemmelementes der Leiteranschlussklemme aus Figuren 1 bis 4;
Figur 6 -: Seitenansicht des Leiterklemmelementes aus Figur 5;
Figur 7 -: Seiten-Schnittansicht der Leiteranschlussklemme aus Figuren 1 bis 4 ohne eingesteckten Leiter im Schnitt B-B;
Figur 8 -: Seiten-Schnittansicht der Leiteranschlussklemme aus Figur 7 im Schnitt C-C;
Figur 9 -: perspektivische Ansicht einer Leiteranschlussklemme ohne eingesteckten Leiter mit in eine Prüföffnung eingeführtem Prüf- oder Betätigungswerkzeug;
Figur 10 -: Seiten-Schnittansicht der Leiteranschlussklemme aus Figur 9 mit in die Prüföffnung eingeführtem Prüf- oder Betätigungswerkzeug und geöffnetem Leiterklemmelement;
Figur 11 -: perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Leiterklemmelementes mit Betätigungslasche.

Figur 1 lässt eine perspektivische Ansicht einer Leiteranschlussklemme 1 erkennen, die ein Isolierstoffgehäuse 2 und darin eingebauten Leiterklemmelementen 3 aufweist. In der Darstellung ist nur ein Leiterklemmelement 3 zum Anklemmen des auf der linken Seite dargestellten elektrischen Leiters 4 zu erkennen, der in eine zugehörige Leitereinführungsöffnung 5 an der Frontseite des Isolierstoffgehäuses 2 in das Isolierstoffgehäuse 2 zu einem zugeordneten Leiterklemmelement 3 geführt ist. Erkennbar ist von dem im Innenraum des Isolierstoffgehäuses 2 angeordneten Leiterklemmelement 3 nur ein von der Unterseite aus dem Isolierstoffgehäuse 2 herausragender Anschlusskontakt 6. Dieser Anschlusskontakt 6 ist in der dargestellten Ausführungsform als Lötstift ausgeführt und vorgesehen, in eine Bohrung einer Platine eingeführt und dort mit einer Leiterbahn auf der einen Platine verlötet zu werden. Denkbar sind aber auch andere Ausführungsformen von Anschlusskontakten 6, z.B. Oberflächen-Lötmontagekontakte (SMD).
Es sind aber auch Leiteranschlussklemmen 1 gleichermaßen denkbar, bei denen kein Anschlusskontakt 6 aus dem Isolierstoffgehäuse 2 herausragt. Stattdessen können bei einer solchen Ausführungsform mehrere nebeneinander liegende Leiterklemmelemente 3 elektrisch leitend miteinander verbunden sein, um nebeneinander in das Isolierstoffgehäuse 2 eingeführte und an jeweils zugeordnete Leiterklemmelemente 3 angeklemmte elektrische Leiter 4 elektrisch leitend miteinander zu verbinden. Eine solche Leiteranschlussklemme 1 wäre dann eine sogenannte Dosenklemme oder Verbindungsklemme.
Erkennbar ist weiterhin, dass das Isolierstoffgehäuse 2 im rückwärtigen Teil mit einem Deckel 7 verschlossen ist. In der dargestellten Ausführungsform ist der Deckel 7 integral über ein Filmscharnier 8 mit dem Grundkörper des Isolierstoffgehäuses 2 verbunden. Mit Hilfe des Deckels 7 kann das mindestens eine Leiterklemmelement 3 in den Grundkörper des Isolierstoffgehäuses 2 eingeführt und dort montiert werden.
Weiterhin ist erkennbar, dass an der Oberseite des Isolierstoffgehäuses 2 bzw. des Grundkörpers Prüföffnungen 9 eingebracht sind. Deutlich wird, dass die Prüföffnung 9 in Bezug auf die durch die zugeordnete Leitereinführungsöffnung 5 und die Leitereinführungsachse, auf der ein in das Isolierstoffgehäuse 2 eingesteckter und an einem zugeordneten Leiterklemmelement 3 angeklemmter elektrischer Leiter 4 positioniert ist, seitlich versetzt angeordnet ist. Die Prüföffnung 9 führt somit in einen Bereich des Leiterklemmelementes 3, der neben dem abisolierten freien Ende eines eingesteckten elektrischen Leiters 4 und des zugehörigen freien Klemmendes eines Klemmschenkels des Leiterklemmelementes 3 liegt. Mit Hilfe dieser Prüföffnung 9 kann das elektrische Potential an dem zugeordneten Leiterklemmelement 3 gemessen werden. Zusätzlich oder alternativ hierzu kann die Prüföffnung 9 als Betätigungsöffnung genutzt werden, um die durch das Leiterklemmelement 3 gebildete Klemmstelle für einen elektrischen Leiter 4 zu öffnen und eine Entnahme eines angeklemmten elektrischen Leiters 4 zu ermöglichen.
Figur 2 lässt die Leiteranschlussklemme 1 aus Figur 1 in der Draufsicht erkenne. Hierbei wird nochmals deutlich, dass die Prüföffnungen 9 zu einem zugeordneten Leiterklemmelement 3 im Innenraum des Grundkörpers des Isolierstoffgehäuses 2 führen.
Aus der Figur 2 sind auch die Schnittlinien B-B entlang der Leitereinführungsachse erkennbar, auf der ein in das Isolierstoffgehäuse 2 eingesteckter und an einem zugeordneten Leiterklemmelement 3 angeklemmter elektrischer Leiter 4 positioniert ist. Weiter ist der Schnitt C-C parallel zu dieser Leitereinführungsachse erkennbar, der durch eine Prüföffnung 9 führt.
Figur 3 lässt eine Seiten-Schnittansicht der Leiteranschlussklemme 1 aus Figuren 1 und 2 im Schnitt B-B, d.h. entlang der Leitereinführungsachse erkennen. In der dargestellten Ausführungsform der Leiteranschlussklemme 1 ist ein elektrischer Leiter 4 in die zugeordnete Leitereinführungsöffnung 5 des Isolierstoffgehäuses 2 eingesteckt.
Erkennbar ist, dass in den Innenraum des Isolierstoffgehäuses 2 für jeden anzuschließenden elektrischen Leiter 4, d.h. für jede Leitereinführungsöffnung 5 ein Leiterklemmelement 3 vorgesehen ist. Das Leiterklemmelement 3 ist einstückig aus einem Blechteil gebildet und hat einen Basisabschnitt 10, der auf dem Boden des Isolierstoffgehäuses 2 aufliegt. An den Basisabschnitt 10 schließt sich ein Federbogen 11 an, der in einen sich schräg von dem Basisabschnitt 10 weg erstreckenden Klemmschenkel 12 übergeht. Das freie Klemmende 13 des Klemmschenkels ist noch weiter von dem Basisabschnitt 10 weg in Richtung Leitereinführungsachse und elektrischen Leiter 4 im angeklemmten Zustand bzw. in Richtung der Oberseite des Isolierstoffgehäuses 2 gegenüberliegend vom Boden des Isolierstoffgehäuses 2 gebogen und bildet eine Klemmstelle für einen anzuklemmenden elektrischen Leiter 4. Deutlich wird, dass sich die scharfe Kante am freien Klemmende 13 in das abisolierte Ende des elektrischen Leiters 4 verkeilt und den elektrischen Leiter 4 damit vor Herausziehen sichert.
Es ist erkennbar, dass aus dem Basisabschnitt 10 der Anschlusskontakt 6 freigelegt und nach unten aus dem Boden des Isolierstoffgehäuses 2 in eine Richtung entgegengesetzt zur Erstreckungsrichtung des Federbogens 11 und des Klemmschenkels 12 herausgebogen ist.
Ein elektrischer Strom fließt somit über den elektrischen Leiter 4 und das freie Klemmende 13 über den Klemmschenkel 12 und den Federbogen 11 direkt in den Anschlusskontakt 6. Auf diese Weise wird ein relativ kurzer Stromweg erreicht.
Auf der dem Federbogen 11 gegenüberliegenden Seite des Basisabschnitts 10 ist das freie Ende des Basisabschnitts 10 nach oben in Richtung Klemmschenkel 12 und elektrischen Leiter 4 im angeklemmten Zustand bzw. Oberseite des Isolierstoffgehäuses 2 heraufgebogen. Dieser dem Federbogen 11 gegenüberliegende Endabschnitt 14 bildet einen Überlastanschlag für den Klemmschenkel 12 und ist hierzu auf den Klemmschenkel 12 so ausgerichtet, dass dieser an dem freie Ende des Endabschnitts 14 anschlägt, wenn der Klemmschenkel 12 in Richtung Basisabschnitt 10 verlagert ist und dabei die Klemmstelle für den elektrischen Leiter 4 hinreichend geöffnet ist.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wirkt der Überlastanschlag bereits in einer Position des Klemmschenkels 12, bei der sich das freie Klemmende 13 des Klemmschenkels 12 in etwa auf der tiefsten Leiterebene (gestrichelte Linie in Fig. 3) in Richtung Basisabschnitt 10 liegt, welche durch den Radius bzw. der Lage des Querschnitts der Leitereinführungsöffnung 5 im Übergang zum Innenraum des Isolierstoffgehäuses 2 definiert ist. Dieser Radius legt fest, wie weit ein elektrischer Leiter 4 in Richtung Basisabschnitt 10 verlagert werden kann und begrenzt den maximalen Querschnitt des abisolierten Endes eines anzuschließenden elektrischen Leiters 4.
Deutlich wird, dass der den Überlastanschlag bildende Endabschnitt 14 an seinem freien Ende in Richtung freies Klemmende 13 des Klemmschenkels 12 umgebogen ist. Das freie Ende des Endabschnitts 14 ist somit in Richtung Klemmschenkel bzw. in Richtung Leitereinführungsöffnung 5 des Isolierstoffgehäuses 2 im eingebauten Zustand des Leiterklemmelementes 3 bzw. in Richtung Federbogen 11 umgebogen. Damit wird erreicht, dass das Leiterklemmelement 3 eine möglichst große Länge und damit eine gute Standfläche auf seinem Basisabschnitt 10 und eine hinreichende Länge für den Anschlusskontakt 6 aufweist und dennoch einen Überlastanschlag für den Klemmschenkel 12 bildet.
Figur 4 lässt die Leiteranschlussklemme 1 aus den Figuren 1 bis 3 im Schnitt C-C erkennen, der parallel zur Leitereinführungsachse durch eine Prüföffnung 9 hindurch führt. Auch hier ist ein elektrischer Leiter 4 in die zugeordnete Leitereinführungsöffnung 5 eingeführt und an das zugeordnete Leiterklemmelement 3 angeklemmt. Die Breite des Klemmschenkels 12 kann größer als der Querschnitt des anzuklemmenden elektrischen Leiters 4 und bevorzugt größer als der kleinste Durchmesser der Leitereinführungsöffnung 5 sein, sodass das freie Klemmende 13 seitlich neben dem abisolierten freien Ende des elektrischen Leiters 4 herausragt. Zudem kann die Mitte des Leiterklemmelementes 3 auch gegenüber der Leitereinführungsöffnung 5 bzw. der Leitereinsteckrichtung seitlich versetzt angeordnet sein. Die Prüföffnung 9 ist auf diesen seitlich überstehenden Bereich des freien Klemmendes 13 ausgerichtet und fluchtet hiermit. Damit kann ein Prüfwerkzeug seitlich neben einem angeklemmten elektrischen Leiter 4 vorbei auf den Klemmschenkel 12 bzw. dessen freies Klemmende 13 geführt werden, um einerseits elektrisches Potential zu messen, welches möglicherweise an dem Klemmelement 3 anliegt und andererseits die durch das Leiterklemmelement 3 gebildete Klemmstelle zum Entnehmen des elektrischen Leiters 4 zu öffnen. Hierzu kann mit einem Betätigungswerkzeug, wie bspw. einem Stab, einem Schraubendreher oder ähnlichem der Klemmschenkel 12 in Richtung Basisabschnitt 10 verlagert werden. Um eine übermäßige Verlagerung des Klemmschenkels 12 in Richtung Basisabschnitt 10 und damit eine plastische Verformung, welche die Federeigenschaften des Leiterklemmelementes 3 verschlechtern, zu vermeiden ist ein Überlastanschlag vorgesehen. Dieser wird aus dem freien Endabschnitt 14 des Basisabschnitts 10 gegenüberliegend zum Federbogen 11 gebildet, der in Richtung Klemmschenkel 12 und insbesondere in Richtung des freien Klemmendes 13 des Klemmschenkels 12 entgegengesetzt zur Erstreckungsrichtung der Anschlusskontakte 6 umgebogen ist.
Aus der Schnittdarstellung wird auch deutlich, dass der Deckel 7 des Isolierstoffgehäuses 2 mit einer Rastnase 15 an einer Rastöffnung 16 am Boden des Isolierstoffgehäuses 2 verrastet ist. Hierzu taucht die Rastnase 15 in die Rastöffnung 16 ein und wird in einem die Rastöffnung 16 begrenzenden Quersteg 17 des Isolierstoffgehäuses vor unbeabsichtigtem Öffnen gesichert.
Deutlich wird weiterhin, dass nicht nur ein Anschlusskontakt 6 unterhalb der Leitereinführungsöffnung 5 des sichtbaren Leiterklemmelementes 3 aus der Unterseite des Isolierstoffgehäuses 2 herausragt. Vielmehr ist ein weiterer Anschlusskontakt 6 versetzt zu dem ersten Anschlusskontakt 6 vorgesehen, der ebenfalls, nunmehr im Bereich benachbart zum Deckel 7 an der Unterseite des Isolierstoffgehäuses 2 herausgeführt ist. Dieser Anschlusskontakt ist Teil eines weiteren Leiterklemmelementes 3, das neben dem sichtbaren Leiterklemmelement 3 zum Anklemmen eines weiteren elektrischen Leiters 4 vorgesehen ist, welcher in eine zugeordnete weitere Leitereinführungsöffnung 5 neben der ersten Leitereinführungsöffnung 5 eingeführt werden kann. Auf diese Weise können mehrpolige Leiteranschlussklemmen 1 realisiert werden, bei denen die Anschlusskontakte 6 alterniert versetzt sind. Damit wird die Handhabbarkeit verbessert und hinreichende Abstände der einzelnen Anschlusskontakte 6 voneinander gewährleistet. Zudem kann die Leiteranschlussklemme 1 hierdurch sehr stabil mechanisch an einer Leiterplatte durch Verlöten befestigt werden.
Figur 5 lässt eine Skizze eines Leiterklemmelementes 3 in perspektivischer Ansicht erkennen. Deutlich wird, dass das Leiterklemmelement 3 einstückig aus einem einzigen Blechteil geformt ist. Hierzu bietet sich insbesondere eine Kupferlegierung für das Blechteil an. Eine Kupferlegierung bietet bessere Stromleiteigenschaften als Federstahl und hat einen geringeren Stromübergangswiderstand. Die Federeigenschaften einer Kupferlegierung sind allerdings nicht so gut, wie die Federeigenschaften von Federstahl, der insbesondere aus einer Chromlegierung gebildet ist. Daher ist bei einem Blechteil aus einer Kupferlegierung sicherzustellen, dass der Klemmschenkel 12 und insbesondere der Federbogen nur begrenzt ausgelenkt wird und sich nicht plastisch verformt. Auf diese Weise ist sicherzustellen, dass die federelastischen Eigenschaften des Leiterklemmelementes 1 erhalten bleiben.
Dies wird durch den hochgebogenen Endabschnitt 14 des Basisabschnitts 10 erreicht, der einen Überlastanschlag bildet. Deutlich wird, dass das freie Ende dieses Endabschnitts 14 verjüngt ist. Es ist damit an die Breite des ebenfalls verjüngten freien Klemmendes 13 angepasst und hat eine der Breite des freien Klemmendes 13 entsprechende oder eine noch geringere Breite.
Deutlich wird weiterhin, dass der Anschlusskontakt 6 aus dem Basisabschnitt 10 freigelegt ist. Dies kann durch Freischneiden oder Freistanzen des Anschlusskontaktes 6 aus dem Blechteil im noch ungebogenen Zustand erfolgen. Im Basisabschnitt 10 verbleibt dann ein Schlitz 18, der durch zwei Seitenstege begrenzt ist. Ein Teil des Materials des Basisabschnitts 10 wird somit zur Bildung des Anschlusskontaktes 6 genutzt. Der Anschlusskontakt 6 kann mindestens eine Biegung 19 aufweisen, um die Leiteranschlussklemme 1 und das Leiterklemmelement 3 auch ohne Verlöten zur besseren Handhabung in einer Bohrung einer Leiterplatte zu sichern.
Erkennbar ist weiterhin, dass das freie Klemmende 13 in Bezug auf die Ebene, welche durch den Klemmschenkel 12 im Bereich des Übergangs zum Federbogen 11 bis zum freien Klemmende 13 aufgespannt wird, nach oben, d.h. von dem Basisabschnitt 10 weggebogen ist. Damit wird das freie Klemmende 13 in Richtung Leitereinführungsachse bzw. elektrischen Leiter 4 vorgestellt und der Winkel zwischen der Oberseite des freien Klemmendes 13 und eines angeklemmten elektrischen Leiters 4 im Vergleich zum Winkel des Klemmschenkels 12 vergrößert. Durch dieses abgeknickte freie Klemmende 13 werden die normativen Leiterhaltekräfte im Vergleich zu einer Lösung ohne eine solchen Knick verbessert (vergrößert).
Weiterhin wird deutlich, dass an den Seitenkanten des Basisabschnitts 10 Rastelemente 20 in Form von vorstehenden Rastnasen oder von Rastmulden vorgesehen sind. Auf diese Weise kann das Leiterklemmelement in dem Isolierstoffgehäuse 2 verstemmt oder formschlüssig und lagesicher gehalten werden. Im Bereich des Federbogens 11 sorgt der herausgestellte Anschlusskontakt 6 für eine Lagesicherung.
Für das benachbarte Leiterklemmelement 3 mit alterniert versetztem Anschlusskontakt 6 können diese Rastelemente 20 dann im Bereich des Federbogens 11 am Basisabschnitt 10 vorgesehen sein.
Figur 6 lässt eine Seitenansicht des Leiterklemmelements 3 aus Figur 5 erkennen. Hierbei wird deutlich, dass der vom Basisabschnitt 10 herausgestellte Endabschnitt 14 auf das freie Klemmende 13 zur Bildung eines Überlastanschlags so ausgerichtet ist, dass das freie Klemmende 13 bei Verlagerung des Klemmschenkels 12 in Richtung Basisabschnitt 10 auf der Stirnseite des herausgestellten Endabschnitts 14 aufstößt.
Erkennbar ist weiterhin, dass das freie Klemmende 13 in Bezug auf die durch den Klemmschenkel 12 ansonsten aufgespannte Ebene mit einem Innenwinkel β im Bereich von etwa 140° bis 170° und bevorzugt von etwa 160° mit üblicher Toleranz (+- 5°) von dem Basisabschnitt 10 weiter weg herausgebogen ist.
Deutlich wird weiterhin, dass das freie Klemmende in einer Stirnfläche S ausläuft, die nicht wie üblich in einem Winkel von 90° zur Ebene des freien Klemmendes 13 ausgerichtet ist. Vielmehr ist diese Stirnfläche S schräg gestellt, um einen Winkel zu einer Klemmebene K zu bilden, die parallel zur Ebene des Basisabschnitts 10 ist und auf der sich die scharfe Kante des freien Klemmendes 13 im dargestellten ausgefederten Zustand des Klemmschenkels 12 liegt. Der Winkel α zwischen dieser Klemmebene K und der durch die Stirnfläche S aufgespannten Ebene liegt nicht über einer senkrechten Stirnfläche bei etwa 40°, sondern ist hierzu um mindestens 10° vergrößert. Der Winkel α beträgt vorzugsweise etwa 50° bis 70° und besonders bevorzugt etwa 68° +- 5°.
Der Winkel γ dieser Stirnfläche zur Ebene des Klemmschenkels 12 im Bereich des freien Klemmendes 13 liegt aber dann etwa im Bereich von 65° bis 85° und beträgt bevorzugt etwa 70° +- einer üblichen Toleranz.
Auf diese Weise kann die Erfüllung der normativen Leiterhaltekräfte sichergestellt werden.
Figur 7 lässt eine Seiten-Schnittansicht im Schnitt B-B der Leiteranschlussklemme 1 aus den Figuren 1 bis 4 ohne eingesteckten elektrischen Leiter erkennen. Es wird deutlich, dass der umgebogene, dem Federbogen 11 gegenüberliegende Endabschnitt 14, der den Überlastanschlag bildet, mit seinem freien Ende etwas unterhalb einer Ebene E liegt, die durch die Leitereinführungsöffnung 5 mit ihrem geringsten Durchmesser an der tiefgelegensten, d.h. dem Basisabschnitt 10 am nächsten gelegenen Innenfläche aufgespannt wird und die parallel zur Ebene des Basisabschnitts 10 ist. Dabei ist das freie Ende des Endabschnitts 14 etwa um die Dicke des freien Klemmendes 13 von der Ebene E beabstandet. Wenn nun der Klemmschenkel 12 in Richtung Basisabschnitt 10 verlagert wird, schlägt das freie Klemmende 13 in einer Position auf den Endabschnitt 14 auf, bei dem die scharfe Klemmkante des freien Klemmendes 13 etwa auf der Ebene E liegt. Eine weitere Verlagerung des Klemmschenkels 12 nach unten in Richtung Basisabschnitt 10 ist zum Öffnen einer Klemmstelle nicht erforderlich. Es wird somit sichergestellt, dass der Klemmschenkel 12 und der sich daran anschließende Federbogen 11 nur so weit wie unbedingt notwendig verlagert wird. Damit wird eine ungünstige plastische Verformung und eine übermäßige Beanspruchung des Leiterklemmelementes 3 verhindert.
Figur 8 lässt die Leiteranschlussklemme 1 aus Figur 7 im Schnitt C-C erkennen, der durch die Prüföffnung 9 hindurch führt. Dabei wird deutlich, dass die Prüföffnung 9 im Innenraum des Isolierstoffgehäuses 2 in eine schräge Fläche 21 übergeht. Im Vergleich zur Ebene an der Oberseite des Isolierstoffgehäuses 2, in das die Prüföffnung 9 eingebracht ist, läuft die Prüföffnung 9 im Innenraum des Isolierstoffgehäuses 2 somit in einer diesbezüglich schrägen Fläche 21 aus. Entsprechend definiert die Leitereinführungsöffnung 5 eine Leitereinführungsachse, die parallel zur durch den Basisabschnitt 10 aufgespannten Fläche verläuft. Auch gegenüber dieser Leitereinführungsachse ist die schräge Fläche 21 schräg gestellt. Durch diese Schrägfläche 21 im Isolierstoffgehäuse 2 im Mündungsbereich der Prüf-/Löseöffnung 9 wird ein Anstoßen und Heraustreten von krummen elektrischen Leitern 4 bzw. von einzelnen Drähten eines mehrdrähtigen elektrischen Leiters 4 oder beim schiefen Stecken von elektrischen Leitern 4 verhindert.
Deutlich wird auch, dass die Prüföffnung 9 mit dem freien Klemmende 13 des Klemmschenkels 12 fluchtet und zu diesem freien Klemmende 13 führt.
Figur 9 lässt eine perspektivische Ansicht der vorher beschriebenen Leiteranschlussklemme 1 mit eingestecktem Prüf- oder Lösewerkzeug 22 erkennen. Dieses Prüf- oder Lösewerkzeug ist von der Oberseite des Isolierstoffgehäuses 2 in eine zugeordnete Prüföffnung 9 eingesteckt. Damit kann gemessen werden, ob ein elektrisches Potential an dem Leiterklemmelement 3 anliegt. Es kann aber auch einfach nur die durch den Klemmschenkel 12 gebildete Klemmstelle zum Anklemmen eines elektrischen Leiters 4 geöffnet werden, indem der Klemmschenkel 12 in Richtung Basisabschnitt 10 verlagert wird.
Figur 10 lässt eine Seiten-Schnittansicht der Leiteranschlussklemme 1 aus Figur 9 mit eingesteckten Prüf- bzw. Lösewerkzeug 22 erkennen. Hierbei wird deutlich, dass ein stabförmiges Ende 23 des Prüf- bzw. Lösewerkzeugs 22 auf dem freien Klemmende 13 aufstößt und dieses durch Krafteinwirkung in Richtung Basisabschnitt 10 verlagert. Dabei schlägt das freie Klemmende 13 an dem umgebogenen Endabschnitt 14 des Basisabschnitts 10 an. Auf diese Weise wird ein Überlastanschlag bereitgestellt, der eine weitere Verlagerung des Klemmschenkels 12 nach unten in Richtung Basisabschnitt 10 verhindert.
Figur 11 lässt eine weitere Ausführungsform eines Leiterklemmelementes 3 erkennen, bei der aus dem Basisabschnitt 10 unter Belassung von zwei parallelen Stegen ein Anschlusskontakt 6 freigelegt und aus der Ebene des Basisabschnitts 10 herausgebogen ist. Am Klemmschenkel 12 ragt in Richtung der Breite neben dem freien Klemmende 13 eine Betätigungslasche 25 hervor, die aus der Ebene des angrenzenden freien Klemmendes 13 schräg herausgebogen ist. Die Betätigungslasche 25 steht über dem freien Klemmende 13 hervor und stellt eine Betätigungsfläche zur Beaufschlagung mit einem Betätigungswerkzeug oder mit einem in ein umgebendes Isolierstoffgehäuse beweglich gelagerten Betätigungsdrücker bereit.
Das freie Ende des Endabschnitts 14 ist wiederum in Richtung des freien Klemmendes 13 gebogen und hat angrenzend zu dem freien Klemmende 13 einen Anschlaglappen 26 zur Bildung eines Überlastanschlages für den Klemmschenkel 12. Damit wird die Auslenkung des Klemmschenkels 12 begrenzt, indem das freie Klemmende 13 an der Stirnseite des Anschlaglappens 26 anstößt. Das Ende des Klemmabschnitts 14 ist in Richtung der Breite des Endabschnitts 14 neben dem Anschlaglappen 25 verkürzt, um eine Tasche 27 zu bilden, in welche die Betätigungslasche 25 eintauchen kann. Die Stirnseite des Klemmendes 13 kann im Bereich der Tasche 27 ebenfalls einen Überlastanschlag für die Betätigungslasche 25 ausbilden.

Claims

Leiteranschlussklemme (1) mit mindestens einem Leiterklemmelement (3), das aus einem Blechteil einstückig gebildet ist und einen Basisabschnitt (10), einen sich an den Basisabschnitt (10) anschließenden Federbogen (11) und einen sich an den Federbogen (11) anschließenden und dem Basisabschnitt (10) gegenüberliegenden Klemmschenkel (12) hat, wobei das freie Klemmende (13) des Klemmschenkels (12) eine Klemmkante zum Anklemmen eines elektrischen Leiters (4) bildet und wobei ein Anschlusskontakt (6) aus dem Basisabschnitt (10) freigelegt und aus der Ebene des Basisabschnitts (10) in eine zu dem Klemmschenkel (12) entgegengesetzte Richtung herausgebogen ist, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein dem Federbogen (11) gegenüberliegender Endabschnitt (14) des Basisabschnitts (10) von der durch den Basisabschnitt (10) aufgespannten Ebene in Richtung des Klemmschenkels (12) erstreckt und einen Überlastanschlag für den Klemmschenkel (12) bildet, der eine weitere Verlagerung des Klemmschenkels (12) nach unten in Richtung Basisabschnitt (10) verhindert.
Leiteranschlussklemme (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlusskontakt (6) in einem an den Übergang des Basisabschnitts (10) zum Federbogen (11) angrenzenden Bereich oder im Bereich der Federwurzel aus dem Basisabschnitt (10) herausgebogen ist.
Leiteranschlussklemme (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das freie Ende des den Überlastanschlag bildenden Endabschnitts (14) in Richtung des freien Endes des Klemmschenkels (12) umgebogen ist.
Leiteranschlussklemme (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das freie Ende des den Überlastanschlag bildenden Endabschnitts (14) verjüngt ist.
Leiteranschlussklemme (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das freie Klemmende (13) des Klemmschenkels (12) aus der durch den Klemmschenkel (12) aufgespannten Ebene in eine Richtung von dem Basisabschnitt (10) weggebogen ist.
Leiteranschlussklemme (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Stirnfläche des freien Klemmendes (13) des Klemmschenkels (12) in einem Winkel (γ) im Bereich von 65° bis 85° zur Ebene des Klemmschenkels (12) im Bereich des freien Klemmendes (13) erstreckt.
Leiteranschlussklemme (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Leiterklemmelement (3) in ein Isolierstoffgehäuse (2) eingebaut ist, wobei das Isolierstoffgehäuse (2) mindestens eine zu einem zugeordneten freien Klemmende (13) eines Klemmschenkels (12) führende Leitereinführungsöffnung (5) hat.
Leiteranschlussklemme (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine auf einen zugeordneten Klemmschenkel (12) ausgerichtete Prüföffnung (9) in dem Isolierstoffgehäuse (2) vorgesehen ist, und dass die Prüföffnung (9) im Innenraum des Isolierstoffgehäuses (2) in eine bezogen auf die Ebene der Wandung/Oberfläche des Isolierstoffgehäuses (2) in dem an die Prüföffnung (9) angrenzenden Bereich an der Außenseite schräge Fläche (21) übergeht.
Leiteranschlussklemme (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüföffnung (9) seitlich versetzt zu einer an der Leitereinführungsöffnung (5) vorgegebenen Leitereinführungsachse, auf der ein in das Isolierstoffgehäuse (2) eingesteckter und an den Klemmschenkel (12) angeklemmter elektrischer Leiter (4) positioniert ist, angeordnet ist.
Leiteranschlussklemme (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich neben dem freien Klemmende (13) des Klemmschenkels (12) ein Materiallappen über die Länge des freien Klemmendes (13) hinaus erstreckt, wobei der Materiallappen unterhalb der Prüföffnung (9) positioniert ist.
Leiteranschlussklemme (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Blechteil des mindestens einen Leiterklemmelementes (3) aus einer Kupferlegierung gebildet ist.