EP4498528A1 - Einteilige federkraftklemme für mindestens einen elektrischen leiter - Google Patents

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EP4498528A1
EP4498528A1 EP23188465.1A EP23188465A EP4498528A1 EP 4498528 A1 EP4498528 A1 EP 4498528A1 EP 23188465 A EP23188465 A EP 23188465A EP 4498528 A1 EP4498528 A1 EP 4498528A1
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EP
European Patent Office
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clamping
section
unit
connection module
spring
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EP23188465.1A
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EP4498528B1 (de
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Andreas Poos
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K & N Schalterentwicklungsgesellschaft MBH
K and N Schalterentwicklungsgesellschaft mbH
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K & N Schalterentwicklungsgesellschaft MBH
K and N Schalterentwicklungsgesellschaft mbH
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Publication date
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    • H01R4/48—Clamped connections, spring connections utilising a spring, clip, or other resilient member
    • H01R4/4809—Clamped connections, spring connections utilising a spring, clip, or other resilient member using a leaf spring to bias the conductor toward the busbar
    • H01R4/4811—Spring details
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    • H—ELECTRICITY
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    • H01R11/09—Individual connecting elements providing two or more spaced connecting locations for conductive members which are, or may be, thereby interconnected, e.g. end pieces for wires or cables supported by the wire or cable and having means for facilitating electrical connection to some other wire, terminal, or conductive member, blocks of binding posts characterised by the relationship between the connecting locations the connecting locations being identical
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    • H01R4/4819—Clamped connections, spring connections utilising a spring, clip, or other resilient member using a leaf spring to bias the conductor toward the busbar adapted for axial insertion of a wire end the spring shape allowing insertion of the conductor end when the spring is unbiased
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    • H01R4/4828—Spring-activating arrangements mounted on or integrally formed with the spring housing
    • H01R4/4833—Sliding arrangements, e.g. sliding button

Definitions

  • the present invention relates to a one-piece spring-loaded terminal for at least one electrical conductor, comprising at least one connection module, wherein the respective connection module comprises a clamping unit and a trigger unit, wherein the respective clamping unit has a clamping section for contacting and clamping an electrical conductor and a clamping spring section in order to force the clamping section into an end position with a spring force in a triggered state of the respective connection module, wherein the respective clamping unit further has an actuating surface section, wherein by pressing on the actuating surface section against the spring force of the clamping spring section, the connection module can be brought from the triggered state into a pre-tensioned state, wherein in the pre-tensioned state the clamping section is held in position by a holding tongue of the respective trigger unit located in a holding position, wherein the respective trigger unit further comprises a trigger surface section and a trigger spring section, wherein by pressing on the trigger surface section against a spring force of the trigger spring section, the holding tongue can be brought from the holding position into
  • Spring-loaded terminals are widely used in control cabinet construction and allow for quick and screwless wiring.
  • an aid slotd screwdriver or similar tool
  • more advanced versions have been used that are equipped with some form of trigger or release mechanism. This allows the spring-loaded terminal to be pre-tensioned or "pulled up" using a screwdriver - there are also versions that do not require any tools at all, with an integrated tensioning element, particularly a tensioning lever. After pre-tensioning, no tools are required. As soon as the conductor to be inserted activates a trigger element, the spring-loaded terminal is triggered and clamps the conductor.
  • a disadvantage of the known spring-loaded terminals with a trigger mechanism is that false triggering can occur if the conductor does not exactly touch the intended trigger element when inserted, but first touches another, particularly protruding, element of the trigger mechanism.
  • a further disadvantage of known spring-loaded terminals is that the actual clamping of the conductor is often not carried out with sufficient mechanical precision and stability and the clamped conductor has an imperfect arrangement and/or an undesirably large amount of freedom of movement.
  • a further problem with spring-loaded terminals with trigger mechanisms known from the prior art is that there is usually only one connection point per connection, which is sufficient, in particular, when used in series terminals.
  • Other applications require several connection points per connection, so that several conductors can be clamped per connection - i.e. with one and the same spring-loaded terminal.
  • the clamped conductors are then electrically connected to one another via the spring-loaded terminal and/or via a housing and/or an additional, electrically conductive element against which housing and/or element the clamped conductors are pressed.
  • Such an application arises, for example, with cam or control switches, where there are two connection points per connection.
  • Another application example is distribution blocks with more than two connection points, e.g. with 8 connection points for clamping 8 electrical conductors.
  • the object of the present invention to provide a spring-loaded terminal that avoids the above-mentioned disadvantages.
  • the spring-loaded terminal should prevent false triggering.
  • the spring-loaded terminal should enable clamping with a well-defined arrangement and/or with high mechanical stability or as little movement as possible for the respective conductor.
  • the spring-loaded terminal should enable clamping of several conductors per connection.
  • a one-piece spring-loaded terminal for at least one electrical conductor comprising at least one connection module
  • the respective connection module comprises a clamping unit and a trigger unit
  • the respective clamping unit has a clamping section for contacting and clamping an electrical conductor and a clamping spring section in order to force the clamping section into an end position with a spring force in a triggered state of the respective connection module
  • the respective clamping unit further has an actuating surface section, wherein by pressing on the actuating surface section against the spring force of the clamping spring section, the connection module can be brought from the triggered state into a pre-tensioned state, wherein in prestressed state, the clamping section is held in position by a holding tongue of the respective trigger unit located in a holding position
  • the respective trigger unit further comprises a trigger surface section and a trigger spring section, wherein by pressing on the trigger surface section against a spring force of the trigger spring section, the holding tongue can be brought from the holding
  • contacting or “contacting” is generally understood to mean mechanical contact. This may be accompanied by electrical contact, which will then be indicated separately.
  • the at least one electrical conductor for which the one-piece spring clamp terminal is suitable can be one or more stranded conductors and/or one or more single-core conductors.
  • connection module is used to connect a conductor and provides a connection point as mentioned above for the respective conductor.
  • the spring-loaded terminal is arranged at least in sections, in particular at least with its at least one connection module, in a corresponding housing in the broadest sense.
  • the clamping of the respective conductor with the respective clamping section can in this case take place in conjunction with the housing, whereby the housing forms a counter bearing or part of a counter bearing.
  • the end position When pushing the clamping section of the respective connection module into the associated end position, the end position is not to be understood as a fixed or always the same value, but rather such that the conductor is clamped with a certain force, whereby the force can depend, for example, on the geometry of the conductor and thus on how far the clamping section is deflected against the spring force of the clamping spring section compared to a "free" end position without conductor and housing.
  • pushing into the end position is to be understood as "in the direction of an end position” if the end position cannot be assumed because, for example, a housing and/or a conductor is blocking the assumption of the end position.
  • the respective clamping section can press against the respective conductor in the triggered state, especially when the latter is inserted into the said housing.
  • An actuating element can be provided for pressing on the actuating surface portion, which can be a separate tool (for example any screwdriver) or an element of a system comprising the spring-loaded clamp, for example a movable pin or lever.
  • the respective clamping section In the pre-tensioned state, the respective clamping section is held in position by the respective retaining tongue against the spring force of the respective clamping spring section.
  • the pressing on the respective trigger surface section is carried out by means of the respective conductor to be clamped, especially when this is inserted into the housing mentioned.
  • the spring force of the trigger spring section which must be overcome in order to push the retaining tongue into the release position, must be designed to be correspondingly small.
  • the retaining tongue of the trigger unit of the respective connection module in the pre-tensioned state By countersunk the retaining tongue of the trigger unit of the respective connection module in the pre-tensioned state into the respective recess, it is ensured that the retaining tongue does not protrude or at most protrudes insignificantly.
  • the retaining tongue creates a surface that is essentially flush with the clamping section in the pre-tensioned state. This means that the retaining tongue does not represent any obstacle for the conductor to be inserted, so that false triggering before the conductor touches the trigger surface section is reliably avoided.
  • the shapes of the retaining tongue and the recess are clearly coordinated in such a way that problem-free pre-tensioning is ensured and the clamping section can slide along the retaining tongue, whereby the clamping section presses the retaining tongue away against the spring force of the release spring section until the retaining tongue snaps back into the holding position.
  • the respective recess can be produced by pressing, in particular embossing, the respective clamping section.
  • other manufacturing methods are of course also conceivable, such as the material-locking joining of several individual parts to form a clamping section with recess or to form a one-piece spring clamp with the aforementioned clamping section.
  • centering embossing refers to an embossing or depression whose shape is designed to center the conductor to be clamped during clamping.
  • the one-piece spring clamp is typically made of a spring-elastic or spring-hard material, preferably metal, particularly preferably steel or a spring-hard steel alloy (also referred to as spring steel) or a copper alloy such as spring-hard bronze, in order to ensure reliable clamping of the conductor, whereby the conductor is mechanically contacted.
  • metal particularly preferably steel or a spring-hard steel alloy (also referred to as spring steel) or a copper alloy such as spring-hard bronze
  • the desired spring forces of the clamping spring section on the one hand and the release spring section on the other hand can be adjusted by appropriate shaping or bending and/or thermal treatment.
  • the one-piece spring clamp does not have to be electrically conductive.
  • electrical conductivity can be present, for example if the spring clamp is made from one of the materials mentioned above as examples.
  • the clamping section can (also) make electrical contact with the conductor.
  • a separate electrically conductive element a so-called contact piece, is provided for electrically contacting the clamped conductor, which is arranged at least in sections in the above-mentioned housing and can form the above-mentioned counter bearing at least in sections.
  • the spring clamp is usually used in a housing.
  • the invention also provides a system with a one-piece spring clamp according to the invention and at least one clamping chamber body, wherein each connection module of the one-piece spring clamp is in each case in an associated clamping chamber unit of the at least one clamping chamber body is arranged and wherein the respective clamping chamber unit has an insertion opening through which the respective electrical conductor can be inserted into the respective clamping chamber unit such that it presses against the trigger surface section of the trigger unit of the respective connection module in the prestressed state in order to transfer the respective connection module into the triggered state and to contact and clamp the respective electrical conductor with the clamping section of the respective connection module.
  • the at least one clamping chamber body with the at least one clamping chamber unit takes on the function of the housing described above. If there are several clamping chamber units, these can be formed by one or more clamping chamber bodies.
  • the at least one clamping chamber body can be a, in particular integral, component of an electrical installation device (i.e. an electrotechnical installation device), for example a switching device, in particular a control or cam switch, or a terminal.
  • an electrical installation device i.e. an electrotechnical installation device
  • a switching device in particular a control or cam switch, or a terminal.
  • connection module The prerequisite for triggering the connection module is that the respective connection module is in the pre-tensioned state when the respective electrical conductor is inserted into the clamping chamber unit assigned to the connection module.
  • the electrical conductor can press against the trigger surface section and thus trigger the connection module or bring it into the triggered state.
  • clamping the respective electrical conductor with the respective clamping section serves to clamp it firmly.
  • the clamping chamber unit forms at least part of a counter bearing against which the clamping section presses the electrical conductor, possibly with one or more additional components in between - in particular an (electrically conductive) contact piece intended for electrical contact with the conductor.
  • the retaining tongue of the trigger unit and the recess of the clamping unit of the respective connection module are designed in such a way that in the pre-tensioned state the retaining tongue is hooked into the recess. This creates a barb effect that reliably prevents the connection module in the pre-tensioned state from releasing itself and being transferred from the pre-tensioned to the triggered state without actuating the trigger surface section or pressing against the trigger surface section. This improves the prevention of false triggering.
  • a particularly preferred embodiment of the one-piece spring clamp according to the invention provides that the recess has a holding surface and the holding tongue has an engagement surface, wherein in the pre-tensioned state the engagement surface contacts the holding surface and forms an angle of at most 30°, preferably at most 10°, with it.
  • said angle is essentially 0°, so that the engagement surface and the holding surface are essentially parallel to one another and in particular contact one another over a surface area.
  • the recess of the clamping unit of the respective connection module has two boundary walls, between which the retaining tongue of the release unit of the respective connection module is arranged in the pre-tensioned state.
  • the boundary walls are opposite one another and serve on the one hand for the lateral Shielding of the retaining tongue when the retaining tongue is sunk into the recess in the pre-tensioned state of the respective connection module. This means that the boundary walls further reduce the possibility of false triggering.
  • the boundary walls are designed so that the conductor to be clamped is arranged between them at least in sections during clamping - depending on the lateral size or diameter. This means that the boundary walls limit possible lateral movements of the conductor to be clamped or clamped accordingly. On the one hand, this increases the mechanical stability and precision when clamping the respective conductor. On the other hand, this achieves a certain centering of the respective electrical conductor, so that the arrangement of the clamped conductor is perfected or a desired arrangement of the clamped conductor is ensured as far as possible.
  • the number of mechanical contact points or clamping points between the respective conductor and the respective clamping section can be increased by the respective electrical conductor not only touching - and being clamped to - a surface of the clamping section arranged between the boundary walls, in particular the aforementioned holding surface, but also touching at least one of the boundary walls.
  • the respective conductor usually has a round - not necessarily circular - cross-section, the respective resulting contact surfaces between the conductor and the clamping section are correspondingly relatively small or even almost point-shaped and are therefore referred to here and below as clamping points. Consequently, the mechanical stability between the clamped electrical conductor and the clamping section or the one-piece spring clamp is further improved.
  • a contact surface for the electrical conductor is arranged between the two boundary walls, which connects the two boundary walls to one another and points in the direction of a free end of the clamping section.
  • the free end of the clamping section can be formed at least in sections by the surface of the clamping section arranged between the boundary walls, with which the respective conductor is clamped, in particular by the aforementioned holding surface.
  • the contact surface helps to center the respective electrical conductor when it is inserted by the conductor first touching the contact surface and then sliding off it so that it is positioned between the two boundary walls. If the conductor has sufficient strength or rigidity, it presses against the spring force of the clamping spring section and moves the clamping section in the direction of its pre-tensioned state, while the conductor slides along the contact surface or clamping section until it slides off the free end of the clamping section, whereupon the conductor is clamped by the clamping section, which is pushed into its end position by the spring force of the clamping spring section.
  • the one-piece spring clamp can also be used in this way in the manner of a push-in variant mentioned at the beginning.
  • the contact surface is not perpendicular to an upper side of the clamping section pointing away from the retaining tongue, but forms an acute angle with this upper side.
  • the contact surface is preferably flat.
  • a curved design would of course also be conceivable, in particular a contact surface that is concavely curved relative to the free end of the clamping section, preferably with continuous and curved transitions to the holding surface and to the boundary walls in order to further improve the guidance and centering of the conductor when it is inserted.
  • the actuating surface section of the clamping unit of the respective connection module is designed to be flat and adjoins the clamping section, wherein the actuating surface section and the clamping section enclose an obtuse angle.
  • this geometry can facilitate the reliable actuation or pressing of the actuating surface section, in particular by means of the actuating element.
  • this geometry promotes the reliable triggering of the pre-tensioned connection module and thus the reliable clamping of the respective electrical conductor when the actuating element in the pre-tensioned state continues to contact the actuating surface section or at least remains arranged in its immediate vicinity, so that the actuating element is in any case contacted and moved by the actuating surface section when the connection module is triggered or transferred to the triggered state.
  • the said geometry can also effectively enlarge the resilient area without the clamping spring section itself having to be enlarged.
  • the actuating surface section of the clamping unit of the respective connection module is arranged between the clamping section and the clamping spring section, wherein the clamping spring section has a curved section and a flat section immediately adjacent thereto and the curved section is arranged between the flat section and the actuating surface section.
  • the clamping spring section has a curved section and a flat section immediately adjacent thereto and the curved section is arranged between the flat section and the actuating surface section.
  • the bent section ensures that the clamping spring section is long enough so that it is deformed purely elastically. At the same time, the clamping spring section is kept short enough to generate a sufficiently high clamping force, in particular to be able to clamp or hold the conductor securely.
  • the bent section can be manufactured in a manner known per se.
  • heat treatment can be provided during manufacture after a bending process in order to ensure high elasticity even after the bending process.
  • the actuating surface section does not have to be directly connected to the curved section of the clamping spring section.
  • a tight bend can be arranged between the actuating surface section and the curved section of the clamping spring section, but this typically has little until nothing contributes to the elastic behavior of the clamping spring section.
  • the release spring section of the release unit of the respective connection module is arranged between the release surface section and the clamping spring section and preferably has two flat band springs arranged parallel to one another.
  • the release spring section can be dimensioned very easily in this way, whereby, as mentioned, no particularly large, but only a relatively small spring force should or must be achieved.
  • the fact that no higher spring forces of the release spring section are required is also due to the fact that the spring force of the release spring section is hardly or not at all required to hold the retaining tongue in the recess.
  • a preferred embodiment of the one-piece spring clamp according to the invention provides that several, preferably two, connection modules and at least one connection unit is provided, wherein two consecutive connection modules are connected to one another by a connection unit which is arranged between the clamping units on the one hand and the trigger units of the two consecutive connection modules on the other.
  • connection unit results in a mechanical decoupling of the spring elements, in particular the clamping spring sections and release spring sections, of the successive connection modules. Accordingly, electrical conductors can be reliably clamped using the connection modules without the release and clamping behavior of one of the connection modules influencing the release and clamping behavior of another of the connection modules.
  • each connection unit comprises a connecting web that extends between the two consecutive connection modules that are connected to one another by the respective connection unit.
  • the connecting web of the connection unit can be used to achieve a mechanically stable connection between the consecutive connection modules.
  • the respective connecting unit can also be completely formed by the respective connecting web or can consist of it.
  • the respective connection unit can of course also comprise other elements than the respective connecting web or further elements apart from the respective connecting web.
  • the respective connection unit can also overlap in sections with the two consecutive connection modules that it connects.
  • the at least one connection unit comprises at least one centering hole, wherein preferably in the respective two consecutive connection modules that are connected to one another by the respective connection unit, one centering hole is provided per connection module, which is arranged between the clamping unit and the trigger unit of the respective connection module.
  • the at least one centering hole proves to be advantageous from a manufacturing point of view, since the one-piece spring clamp or its pre-product can be positioned and held precisely for further processing by at least one projection or the like engaging in the centering hole.
  • the pre-product can, for example, be a fully bent or formed endless chain from which only the one-piece spring clamps with the appropriate number of connection modules have to be separated.
  • the at least one centering hole can also be advantageous when using the one-piece spring clamp in the above-mentioned at least one clamping chamber body with the at least one clamping chamber unit, in that the one-piece spring clamp can be positioned and/or centered exactly in the at least one clamping chamber body with the at least one clamping chamber unit by means of one or more centering lugs that engage in the one or more centering holes.
  • the at least one connection module can be positioned or centered exactly in said clamping chamber unit in this way, ie with a projection or a centering lug in the associated at least one clamping chamber unit.
  • a preferred embodiment of the system according to the invention provides that a contact piece is arranged in the respective clamping chamber unit, wherein a contact section of the contact piece is arranged opposite the clamping section of the clamping unit of the respective connection module when the respective connection module is in the pre-tensioned state in order to enable the respective electrical conductor to be arranged between the clamping section and the contact section when it is introduced into the respective clamping chamber unit, wherein one or more, preferably two, fixing lugs are provided on the contact section.
  • the contact piece with the contact section not only serves for electrical contact, but is also used when clamping the respective conductor by pressing the conductor against the contact section by the clamping section.
  • the respective clamping chamber unit functions at least partially as a counter bearing in that the contact piece or the contact section is supported in or on the clamping chamber unit.
  • the at least one fixing lug causes a locally increased contact pressure when the respective electrical conductor is pressed against the at least one fixing lug during clamping, so that a particularly stable fixation of the conductor is achieved.
  • Several fixing lugs prove to be advantageous in this respect because this reliably prevents the clamped conductor from twisting transversely to its course in the area of the contact section, whereby Two fixing lugs prove to be a particularly economical solution in order to limit or prevent movement of the clamped conductor as best as possible.
  • one (common) contact piece can be provided for several clamping chamber units.
  • several contact pieces are provided for several clamping chamber units, in particular one contact piece per clamping chamber unit.
  • the contact piece can be led out of the at least one clamping chamber unit or the at least one clamping chamber body at at least one point in order to enable an electrical connection from the outside in a manner known per se.
  • the contact piece is led out of one of the clamping chamber units.
  • the at least one contact piece is made of an electrically conductive material, preferably metal, particularly preferably made of copper or a copper alloy or a light metal such as aluminium or an aluminium alloy.
  • an actuating plunger that can be actuated from the outside is provided for each clamping chamber unit in order to be able to press against the actuating surface section of the clamping unit of the respective connection module by moving the actuating plunger parallel to a direction of displacement and thus to be able to bring the respective connection module from the triggered state into the pre-tensioned state, wherein the direction of displacement and a normal vector on the actuating surface section enclose an angle of less than 40°, preferably less than 30°, at a point that can be contacted by the actuating plunger in the pre-tensioned state of the respective connection module.
  • the actuating plunger enables particularly easy and convenient pre-tensioning for the user.
  • the geometric design mentioned above ensures that when the actuating plunger is triggered, the actuating surface section moves it as smoothly as possible anti-parallel to the direction of displacement. This prevents the actuating plunger from becoming jammed, which in turn ensures reliable triggering - and subsequently clamping of the respective electrical conductor.
  • the invention provides a switching device, in particular a cam switch and/or control switch, comprising at least one system according to the invention.
  • a switching device in particular a cam switch and/or control switch, comprising at least one system according to the invention.
  • the switching device can also comprise several one-piece spring-loaded terminals according to the invention.
  • Fig. 1 shows a first embodiment of a one-piece spring clamp 1 according to the invention for at least one electrical conductor 2 (cf. Fig. 10 ) in an axonometric view, wherein a connection module 3 is provided for each electrical conductor 2.
  • the one-piece spring-loaded terminal 1 has two connection modules 3 in the first embodiment shown and can accordingly be used for clamping two electrical conductors 2.
  • Each connection module 3 has a clamping unit 4 and a trigger unit 5, wherein each clamping unit 4 has a clamping section 6 for contacting and clamping the respective electrical conductor 2, cf. Fig. 4 . Furthermore, each clamping unit 4 has a clamping spring section 7 in order to urge the clamping section 6 into an end position with a spring force in a triggered state 9 of the respective connection module 3.
  • Fig. 3 and Fig. 4 each show the triggered state 9 of the connection modules 3 of the first embodiment of the one-piece spring clamp 1, wherein the clamping section 6 is free and also assumes the end position accordingly.
  • each clamping unit 4 has an actuating surface section 8, wherein by pressing on the actuating surface section 8 against the spring force of the clamping spring section 7, the respective connection module 3 can be brought from the triggered state 9 into a pre-tensioned state 10.
  • Fig. 1 and Fig. 2 each show the pre-tensioned state 10 of the connection modules 3 of the first embodiment of the one-piece spring-loaded terminal 1.
  • the clamping section 6 is held in position by a retaining tongue 12 of the respective trigger unit 5, which is located in a holding position 15, cf. Fig. 2 .
  • the respective trigger unit 5 further comprises a trigger surface section 13 and a trigger spring section 14, cf. Fig. 4
  • the retaining tongue 12 can be brought from the holding position 15 into a release position 16 in order to transfer the connection module 3 from the pre-tensioned state 10 into the triggered state 9 by releasing the clamping section 6.
  • the trigger unit 5 with the retaining tongue 12 in the release position 16 is indicated by dashed lines, whereby the trigger unit 5 and thus also the retaining tongue 12 are pressed downwards or bent relative to the rest of the connection module 3 compared to the case in which the retaining tongue 12 is in the holding position 15.
  • the dashed representation accordingly relates to a state of the connection module 3 immediately before the connection module 3 changes from the pre-tensioned state 10 to the triggered state 9.
  • the clamping section 6 of the clamping unit 4 of the respective connection module 3 has a recess 17, which in the illustrated embodiments is designed as an embossing, in particular a centering embossing.
  • the retaining tongue 12 of the trigger unit 5 of the respective connection module 3 is sunk in this recess 17 in the pre-tensioned state 10.
  • each connection module 3 is in an associated clamping chamber unit 31 of at least one clamping chamber body 30 is arranged and the respective clamping chamber unit 31 has an insertion opening 32 through which the respective electrical conductor 2 can be inserted into the respective clamping chamber unit 31 such that it presses against the trigger surface section 13 of the trigger unit 5 of the respective connection module 3 in the prestressed state 10 in order to transfer the respective connection module 3 into the triggered state 9 and to contact and clamp the respective electrical conductor 2 with the clamping section 6 of the respective connection module 3.
  • the one-piece spring clamp 1 is made from a spring-elastic or spring-hard metal, in particular from steel or a spring-hard steel alloy or a copper alloy such as spring-hard bronze.
  • the manufacture from metal facilitates the manufacture of the one-piece spring clamp 1.
  • the desired spring forces of the respective clamping spring section 7 on the one hand and the respective release spring section 14 on the other hand can be set by appropriate shaping or bending and/or thermal treatment.
  • the one-piece spring clamp 1 can easily be produced with any number of connection modules 3, for example by using a rolled endless chain 39, as shown by way of example in Fig. 5 shown, with the large arrow indicating the rolling direction. As shown in Fig. 5 As can be seen, the endless chain 39 already has the punchings necessary for the final shape as well as the embossed recesses 17.
  • connection modules 3 have their actual shape after the bending process, cf. Fig. 6 , which shows a finished endless chain 40, which corresponds to a sequence of interconnected connection modules 3.
  • connection modules 3 In order to now connect the one-piece spring clamps 1 with the desired To produce a large number of connection modules 3, only continuous separation or cutting off after the corresponding number of connection modules 3 is necessary, for example after each connection module 3 or after every second connection module 3 or after every third connection module 3 or after every fourth connection module 3 etc.
  • connection unit 27 is provided for connecting two consecutive connection modules 3.
  • This connection unit 27 is arranged between the clamping units 4 on the one hand and the trigger units 5 of the two consecutive connection modules 3 on the other hand, see e.g. Fig. 4 for the first embodiment shown and e.g. Fig. 7 for a second embodiment shown.
  • the said arrangement of the connecting unit 27 provides a mechanical decoupling of the spring elements, in particular the clamping spring sections 7 and release spring sections 14, of the successive connection modules 3.
  • the connection modules 3 therefore do not influence each other in their release and clamping behavior.
  • each connection unit 27 has a connecting web 28 which extends between the two consecutive connection modules 3 which are connected to one another by the respective connection unit 27, cf. Fig. 7 .
  • connection unit 27 additionally has a centering hole 29 for each connection module 3.
  • the respective centering hole 29 is arranged between the clamping unit 4 and the trigger unit 5 of the respective connection module 3. In the first In this embodiment, however, no centering holes are provided.
  • the centering holes 29 can also be advantageous when using the one-piece spring clamp 1 in the above-mentioned at least one clamping chamber body 30 with the at least one clamping chamber unit 31, in that the one-piece spring clamp 1 can be positioned and/or centered precisely in the at least one clamping chamber body 30 with the at least one clamping chamber unit 31 by means of one or more centering lugs (not shown) which engage in at least one of the centering holes 29.
  • the respective connection module 3 can be positioned or centered precisely in said clamping chamber unit 31 in this way, ie with a projection or a centering lug (not shown) in the associated clamping chamber unit 31.
  • the retaining tongue 12 of the trigger unit 5 and the recess 17 of the clamping unit 4 of the respective connection module 3 are designed in such a way that in the pre-tensioned state 10 the retaining tongue 12 is hooked into the recess 17.
  • This achieves an improved prevention of false triggering by creating a barb effect that reliably prevents the connection module 3 in the pre-tensioned state 10 from releasing itself and from falling out of the prestressed state 10 into the released state 9.
  • the respective recess 17 has a holding surface 18, cf. Fig. 11
  • the retaining tongue 12 has an engagement surface 19, cf. Fig. 7 , wherein in the prestressed state 10 the engagement surface 19 contacts the holding surface 18 and encloses an angle of at most 30°, preferably at most 10°, with the latter.
  • the recess 17 of the clamping unit 4 of the respective connection module 3 has two boundary walls 20, between which the retaining tongue 12 of the trigger unit 5 of the respective connection module 3 is arranged in the pre-tensioned state 10. Accordingly, the boundary walls 20 shield the retaining tongue 12 particularly well at the sides and thus further reduce the possibility of false triggering.
  • boundary walls 20 restrict any possible lateral movement of the conductor 2 to be clamped or clamped.
  • this increases the mechanical stability and precision when clamping the respective conductor 2.
  • this achieves a certain centering of the respective electrical conductor 2, so that the arrangement of the clamped conductor 2 is perfected or a desired arrangement of the clamped conductor 2 is ensured as far as possible.
  • the number of clamping points 11 between the respective conductor 2 and the respective clamping section 6 can be increased by the respective electrical conductor 2 not only touching a surface of the clamping section 6 arranged between the boundary walls 20, in particular the aforementioned holding surface 18, and being clamped thereto, but also touching at least one of the boundary walls 20. Consequently, in particular the mechanical connection between the clamped electrical conductor 2 and the clamping section 6 or the one-piece spring clamp 1, whereby in the embodiments shown, due to the electrically conductive material of the one-piece spring clamp 1, a certain electrical contact or connection between the conductor 2 and the clamping section 6 is also achieved. This is in Fig. 12, Fig. 13 and Fig.
  • the contact piece 33 is made of an (electrically conductive) metal, preferably copper or a copper alloy, although other metals or metal alloys, in particular light metals such as aluminum or aluminum alloys, are also conceivable as materials.
  • the contact piece 33 serves to electrically contact or connect the conductor 2 and is also used when clamping the respective conductor 2, in that the conductor 2 is pressed by the clamping section 6 against the contact section 34 of the contact piece 33.
  • the electrical conductor 2 is single-core and has an essentially circular cross-section.
  • the cross-sectional dimension or the diameter of the circular cross-section is so small that the electrical conductor 2 in its central arrangement between the boundary walls 20 does not touch them.
  • Fig. 13 there is a Fig. 12 An analogous case is present, but the electrical conductor 2 has a slightly larger diameter, so that the electrical conductor 2 touches both boundary walls 20. Accordingly, in addition to the clamping point 11 on the holding surface 18, two clamping points 11 on the boundary walls 20 are formed between the electrical conductor 2 and the clamping section 6. In addition, in this case, there is also a clamping point 11' for electrical and mechanical contact between the electrical conductor 2 and the contact section 34 of the contact piece 33, which runs straight in the sectional view.
  • Fig. 14 a case is shown in which the electrical conductor 2 is constructed in a multi-core manner with nineteen wires 41.
  • Three of these wires 41 each have a clamping point 11 with the holding surface 18.
  • Two further wires 41 each have a clamping point 11 with one of the boundary walls 20, so that a total of five clamping points 11 are formed between the conductor 2 and the clamping section 6.
  • five further wires 41 each have a clamping point 11' with the contact section 34 of the contact piece 33, which runs straight in the sectional view, so that a total of five clamping points 11' are formed for electrical and mechanical contact between the conductor 2 and the contact section 34.
  • a substantially flat contact surface 21 for the electrical conductor 2 is arranged between the two boundary walls 20, which connects the two boundary walls 20 to one another and points in the direction of a free end 22 of the clamping section 6, wherein the holding surface 18 forms part of the free end 22.
  • the contact surface 21 helps to center the respective electrical conductor 2 when it is introduced into the respective clamping chamber unit 31, in that the conductor 2 first touches the contact surface 21 and slides along it so that it is arranged between the two boundary walls 20.
  • the conductor 2 if it has sufficient strength or rigidity for this, presses against the spring force of the clamping spring section 7 and moves the clamping section 6 in the direction of its pre-tensioned state 10, while the conductor 2 slides along the contact surface 21 or the clamping section 6 until it slides off the free end 22 of the clamping section 6, whereupon the clamping of the conductor 2 by the clamping section 6, which is pushed into its end position by the spring force of the clamping spring section 7, takes place.
  • the one-piece spring clamp 1 can also be used in the manner of a push-in variant mentioned at the beginning.
  • the contact surface 21 is not perpendicular to an upper side 23 of the clamping section 6 pointing away from the retaining tongue 12, but rather forms an acute angle with this upper side 23.
  • Fig. 4 and Fig. 8 As can be seen, in the illustrated embodiments of the one-piece spring-loaded terminal 1, the actuating surface section 8 of the clamping unit 4 of the respective connection module 3 is designed to be flat and adjoins the clamping section 6, wherein the actuating surface section 8 and the clamping section 6 form an obtuse angle. This facilitates the actuation or pressing of the actuating surface section 8 by means of an actuating element, which in the illustrated embodiments is designed as an actuating plunger 36, cf. Fig. 9 and Fig. 10 .
  • an actuating element which in the illustrated embodiments is designed as an actuating plunger 36, cf. Fig. 9 and Fig. 10 .
  • an externally operable actuating plunger 36 is provided for each clamping chamber unit 31 in order to press against the actuating surface section 8 of the clamping unit 4 of the respective connection module 3 by moving the actuating plunger 36 parallel to a direction of displacement 37 and thus to be able to bring the respective connection module 3 from the triggered state 9 into the pre-tensioned state 10.
  • the direction of displacement 37 and a normal vector 38 on the actuating surface section 8 at a point that the actuating plunger 36 contacts or can contact in the pre-tensioned state 10 of the respective connection module 3 enclose an angle ⁇ of less than 40°, preferably less than 30°, cf. Fig. 10 .
  • This geometric design ensures that when the actuating plunger 36 is triggered, it is moved as smoothly as possible by the actuating surface section 8 in an anti-parallel direction to the direction of displacement 37. Wedging of the actuating plunger 36 can thus be avoided, which in turn ensures reliable triggering - and subsequently clamping of the respective electrical conductor 2.
  • Fig. 4 combined with Fig. 7
  • the actuating surface section 8 of the clamping unit 4 of the respective connection module 3 is arranged between the clamping section 6 and the clamping spring section 7, wherein the clamping spring section 7 has a curved section 24 and a flat section 25 immediately adjacent thereto and the curved section 24 is arranged between the flat section 25 and the actuating surface section 8.
  • the curved section 24 ensures that the clamping spring section 7 has a sufficient length so that it can be used purely is elastically deformed.
  • the actuating surface section 8 connected between the clamping section 6 and the clamping spring section 7 effectively enlarges the resilient area without the clamping spring section 7 itself having to be enlarged, with a tight bend still being arranged between the actuating surface section 8 and the bent section 24, which, however, contributes little to nothing to the elastic behavior of the clamping spring section 7.
  • the clamping spring section 7 is kept short enough to generate a sufficiently high clamping force, in particular to be able to clamp or hold the conductor 2 securely.
  • Fig. 4 combined with Fig. 8
  • the trigger spring section 14 of the trigger unit 5 of the respective connection module 3 is arranged between the trigger surface section 13 and the clamping spring section 7 and has two flat band springs 26 arranged parallel to one another.
  • the trigger spring section 14 is thus very lightly dimensioned, whereby no particularly large, but only a relatively small spring force should or must be achieved, in particular because due to the barb effect described above, practically no spring force is required to hold the retaining tongue 12 in the recess 17.
  • a contact piece 33 is provided in each clamping chamber unit 31 in order to reliably electrically contact the respective clamped electrical conductor 2 and to be able to establish an electrical connection with the clamped electrical conductor 2.
  • the contact section 34 of the contact piece 33 is arranged opposite the clamping section 6 of the clamping unit 4 of the respective connection module 3 when the respective connection module 3 is in the pre-tensioned state 10 to enable the respective electrical conductor 2 to be arranged between the clamping section 6 and the contact section 34 when it is inserted into the respective clamping chamber unit 31, see in particular Fig. 10 .
  • two fixing lugs 35 are provided on the contact section 34, see. Fig. 9 .
  • the contact piece 33 with the contact section 34 not only serves for electrical contact, but is also used when clamping the respective conductor 2, in that the conductor 2 is pressed by the clamping section 6 against the contact section 34.
  • the respective clamping chamber unit 31 functions at least partially as a counter bearing, in that the contact piece 33 or the contact section 34 is supported in or on the clamping chamber unit 31.
  • the two fixing lugs 35 each cause a locally increased contact pressure when the respective electrical conductor 2 is pressed against the fixing lug 35 during clamping, so that a particularly stable fixation of the conductor 2 is achieved.
  • twisting of the conductor 2 transversely to its course in the area of the contact section 34 is reliably prevented.
  • a single (common) contact piece 33 is provided for all clamping chamber units 31, which is led out of one of the clamping chamber units 31 or out of the clamping chamber body 30 at only one point (in Fig. 9 and Fig. 10 bottom left) to enable electrical connection from the outside in a conventional manner.
  • the system shown can be part of a switching device (not shown), in particular a cam and/or control switch.

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

Abstract

Einteilige Federkraftklemme (1) für mindestens einen elektrischen Leiter (2), umfassend mindestens ein Anschlussmodul (3), welches eine Klemmeinheit (4) und eine Auslöseeinheit (5) umfasst, die jeweilige Klemmeinheit aufweisend einen Klemmabschnitt (6) sowie einen Klemmfederabschnitt (7), um in einem ausgelösten Zustand (9) des jeweiligen Anschlussmoduls den Klemmabschnitt mit einer Federkraft in eine Endposition zu drängen, sowie einen Betätigungsflächenabschnitt (8), wobei durch Drücken auf den Betätigungsflächenabschnitt gegen die Federkraft des Klemmfederabschnitts das Anschlussmodul vom ausgelösten Zustand in einen vorgespannten Zustand (10) bringbar ist, in dem der Klemmabschnitt von einer in einer Halteposition (15) befindlichen Haltezunge (12) in Position gehalten ist, wobei die jeweilige Auslöseeinheit weiters einen Auslöseflächenabschnitt (13) sowie einen Auslösefederabschnitt (14) umfasst, wobei durch Drücken auf den Auslöseflächenabschnitt gegen eine Federkraft des Auslösefederabschnitts die Haltezunge aus der Halteposition in eine Freigabeposition (16) bringbar ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Klemmabschnitt eine Vertiefung (17) aufweist, in der die Haltezunge im vorgespannten Zustand versenkt ist.

Description

    GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine einteilige Federkraftklemme für mindestens einen elektrischen Leiter, umfassend mindestens ein Anschlussmodul, wobei das jeweilige Anschlussmodul eine Klemmeinheit und eine Auslöseeinheit umfasst, wobei die jeweilige Klemmeinheit einen Klemmabschnitt zur Kontaktierung und Klemmung eines elektrischen Leiters aufweist sowie einen Klemmfederabschnitt, um in einem ausgelösten Zustand des jeweiligen Anschlussmoduls den Klemmabschnitt mit einer Federkraft in eine Endposition zu drängen, wobei die jeweilige Klemmeinheit weiters einen Betätigungsflächenabschnitt aufweist, wobei durch Drücken auf den Betätigungsflächenabschnitt gegen die Federkraft des Klemmfederabschnitts das Anschlussmodul vom ausgelösten Zustand in einen vorgespannten Zustand bringbar ist, wobei im vorgespannten Zustand der Klemmabschnitt von einer in einer Halteposition befindlichen Haltezunge der jeweiligen Auslöseeinheit in Position gehalten ist, wobei die jeweilige Auslöseeinheit weiters einen Auslöseflächenabschnitt sowie einen Auslösefederabschnitt umfasst, wobei durch Drücken auf den Auslöseflächenabschnitt gegen eine Federkraft des Auslösefederabschnitts die Haltezunge aus der Halteposition in eine Freigabeposition bringbar ist, um das Anschlussmodul durch Freigabe des Klemmabschnitts aus dem vorgespannten Zustand in den ausgelösten Zustand zu überführen.
    • STAND DER TECHNIK
  • Federkraftklemmen sind im Schaltschrankbau weit verbreitet und erlauben eine schnelle und schraubenlose Verdrahtung. Es existieren "Push-In"-Ausführungen, bei denen, insbesondere mittels eines Hilfsmittels (Schlitzschraubendreher oder ähnliches Werkzeug), eine Feder aufgedrückt werden muss, um einen Leiter in einen Anschlusspunkt einzuführen. In den letzten Jahren kamen weiterentwickelte Ausführungen zum Einsatz, die mit einer Form eines Trigger- bzw. Auslösemechanismus ausgestattet sind. Dies erlaubt, die Federkraftklemme mittels eines Schraubendrehers - es existieren auch Ausführungen, die komplett ohne Werkzeug auskommen, mit integriertem Spannelement, insbesondere Spannhebel - vorzuspannen bzw. "aufzuziehen". Nach dem Vorspannen ist kein Werkzeug mehr notwendig. Sobald der einzuführende Leiter ein Auslöseelement betätigt, wird die Federkraftklemme ausgelöst und klemmt den Leiter. Die Funktionsweise ist im Prinzip ähnlich zu einer Falle (Mausefalle) oder zu anderen Trigger-Mechanismen. Somit kann die Verdrahtung für den Schaltschrankbau noch weiter erleichtert bzw. beschleunigt werden. Außerdem birgt diese Art (wie auch "Push-In") das Potential zur einfacheren Einbindung in einen automatisierten Verdrahtungsprozess, da keine rotierenden Werkzeuge nötig sind, sondern lediglich linear bewegte Vorspannhilfsmittel. Des Weiteren können mit einem zuverlässigen und robusten Trigger-System die Produkte, die solche Klemmen beinhalten, bereits vorgespannt oder "aufgezogen" ausgeliefert werden, wodurch für die Benutzer der Montageaufwand verringert wird. Zum Lösen eines geklemmten Leiters ist ein Werkzeug nötig bzw. muss bei Systemen mit integriertem Spannelement dieses betätigt werden.
  • Nachteilig an den bekannten Federkraftklemmen mit Auslösemechanismus ist, dass es zu Fehlauslösungen kommen kann, wenn der Leiter beim Einführen nicht exakt das dafür vorgesehene Auslöseelement berührt, sondern zuvor z.B. ein anderweitiges, insbesondere abstehendes, Element des Auslösemechanismus.
  • Ein weiterer Nachteil bekannter Federkraftklemmen ist darin zu sehen, dass das eigentliche Klemmen des Leiters oftmals nicht mit hinreichender mechanischer Präzision und Stabilität erfolgt und der geklemmte Leiter eine imperfekte Anordnung aufweist und/oder einen unerwünscht großen Bewegungsfreiraum hat.
  • Ein weiteres Problem bei aus dem Stand der Technik bekannten Federkraftklemmen mit Trigger- bzw. Auslösemechanismen ist, dass üblicherweise nur ein Anschlusspunkt pro Anschluss vorgesehen ist, was insbesondere beim Einsatz in Reihenklemmen ausreichend ist. Andere Anwendungen verlangen jedoch mehrere Anschlusspunkte pro Anschluss, sodass mehrere Leiter pro Anschluss - d.h. mit ein und derselben Federkraftklemme - geklemmt werden können. Entsprechend sind die geklemmten Leiter dann über die Federkraftklemme und/oder über ein Gehäuse und/oder ein zusätzliches, elektrisch leitendes Element, gegen welches Gehäuse und/oder Element die geklemmten Leiter gedrückt sind, elektrisch miteinander verbunden. Ein solcher Anwendungsfall ergibt sich z.B. bei Nocken- oder Steuerschaltern, wo zwei Anschlusspunkte pro Anschluss vorhanden sind. Ein weiteres Anwendungsbeispiel sind Verteilerblöcke mit mehr als zwei Anschlusspunkten, z.B. mit 8 Anschlusspunkten zur Klemmung von 8 elektrischen Leitern. Schließlich sind im Sinne einer kostengünstigen Herstellbarkeit mehrteilige Lösungen als nachteilig zu bezeichnen.
    • AUFGABE DER ERFINDUNG
  • Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Federkraftklemme zur Verfügung zu stellen, die die oben genannten Nachteile vermeidet. Insbesondere soll die Federkraftklemme Fehlauslösungen vorbeugen. Bevorzugt soll die Federkraftklemme das Klemmen mit einer wohldefinierten Anordnung und/oder mit einer hohen mechanischen Stabilität bzw. einem möglichst geringen Bewegungsspielraum des jeweiligen Leiters ermöglichen. Vorzugsweise soll die Federkraftklemme das Klemmen mehrerer Leiter pro Anschluss ermöglichen.
    • DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Zur Lösung der oben genannten Aufgabenstellung ist es bei einer einteiligen Federkraftklemme für mindestens einen elektrischen Leiter, umfassend mindestens ein Anschlussmodul, wobei das jeweilige Anschlussmodul eine Klemmeinheit und eine Auslöseeinheit umfasst, wobei die jeweilige Klemmeinheit einen Klemmabschnitt zur Kontaktierung und Klemmung eines elektrischen Leiters aufweist sowie einen Klemmfederabschnitt, um in einem ausgelösten Zustand des jeweiligen Anschlussmoduls den Klemmabschnitt mit einer Federkraft in eine Endposition zu drängen, wobei die jeweilige Klemmeinheit weiters einen Betätigungsflächenabschnitt aufweist, wobei durch Drücken auf den Betätigungsflächenabschnitt gegen die Federkraft des Klemmfederabschnitts das Anschlussmodul vom ausgelösten Zustand in einen vorgespannten Zustand bringbar ist, wobei im vorgespannten Zustand der Klemmabschnitt von einer in einer Halteposition befindlichen Haltezunge der jeweiligen Auslöseeinheit in Position gehalten ist, wobei die jeweilige Auslöseeinheit weiters einen Auslöseflächenabschnitt sowie einen Auslösefederabschnitt umfasst, wobei durch Drücken auf den Auslöseflächenabschnitt gegen eine Federkraft des Auslösefederabschnitts die Haltezunge aus der Halteposition in eine Freigabeposition bringbar ist, um das Anschlussmodul durch Freigabe des Klemmabschnitts aus dem vorgespannten Zustand in den ausgelösten Zustand zu überführen, erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Klemmabschnitt der Klemmeinheit des jeweiligen Anschlussmoduls eine Vertiefung, vorzugsweise in Form einer Zentrierprägung, aufweist, in der die Haltezunge der Auslöseeinheit des jeweiligen Anschlussmoduls im vorgespannten Zustand versenkt ist.
  • Unter "Kontaktierung" bzw. "kontaktieren" ist hier und im Folgenden grundsätzlich ein mechanisches Kontaktieren zu verstehen. Ggf. kann dies mit einem elektrischen Kontaktieren einhergehen, worauf dann separat hingewiesen wird.
  • Bei dem mindestens einen elektrischen Leiter, für den die einteilige Federkraftklemme geeignet ist, kann es sich um einen oder mehrere Litzenleiter und/oder einen oder mehrere einadrige Leiter handeln.
  • Jedes Anschlussmodul dient dem Anschluss eines Leiters und stellt entsprechend einen eingangs erwähnten Anschlusspunkt für den jeweiligen Leiter zur Verfügung.
  • Üblicherweise ist die Federkraftklemme bei ihrer Verwendung zumindest abschnittsweise, insbesondere zumindest mit ihrem mindestens einen Anschlussmodul, in einem entsprechenden Gehäuse im weitesten Sinne angeordnet. Die Klemmung des jeweiligen Leiters mit dem jeweiligen Klemmabschnitt kann in diesem Fall im Zusammenspiel mit dem Gehäuse erfolgen, wobei das Gehäuse ein Gegenlager bzw. einen Teil eines Gegenlagers ausbildet.
  • Beim Drängen des Klemmabschnitts des jeweiligen Anschlussmoduls in die zugehörige Endposition ist die Endposition nicht als fixer bzw. stets gleicher Wert zu verstehen, sondern so, dass der Leiter jedenfalls mit einer gewissen Kraft geklemmt wird, wobei die Kraft z.B. von der Geometrie des Leiters abhängen kann und somit davon, wie weit der Klemmabschnitt gegenüber einer "freien" Endposition ohne Leiter und Gehäuse gegen die Federkraft des Klemmfederabschnitts ausgelenkt ist. Mit anderen Worten ist das Drängen in die Endposition als "in Richtung einer Endposition" zu verstehen, wenn die Endposition nicht angenommen werden kann, weil z.B. ein Gehäuse und/oder ein Leiter die Einnahme der Endposition blockieren.
  • Entsprechend kann der jeweilige Klemmabschnitt im ausgelösten Zustand gegen den jeweiligen Leiter drücken, insbesondere wenn dieser ins genannte Gehäuse eingeführt ist.
  • Zum Drücken auf den Betätigungsflächenabschnitt kann ein Betätigungselement vorgesehen sein, welches ein separates Werkzeug (beispielsweise ein beliebiger Schraubenzieher) oder ein Element eines Systems umfassend die Federkraftklemme, beispielsweise ein beweglicher Stift oder Hebel, sein kann.
  • Im vorgespannten Zustand ist der jeweilige Klemmabschnitt gegen die Federkraft des jeweiligen Klemmfederabschnitts von der jeweiligen Haltezunge in Position gehalten.
  • Das Drücken auf den jeweiligen Auslöseflächenabschnitt erfolgt mittels des jeweiligen zu klemmenden Leiters, insbesondere wenn dieser in das genannte Gehäuse eingeführt wird. Für ein sensibles, zuverlässiges Auslösen bei unterschiedlichsten Leitern kann die Federkraft des Auslösefederabschnitts, die überwunden werden muss, um die Haltezunge in die Freigabeposition zu überführen, entsprechend klein ausgelegt sein. Hierdurch wird, wenn das jeweilige Anschlussmodul zunächst im vorgespannten Zustand war, das jeweilige Anschlussmodul in den ausgelösten Zustand überführt, da der zugehörige Klemmabschnitt nicht länger durch die zugehörige Haltezunge gehalten wird und aufgrund der Federkraft des zugehörigen Klemmfederabschnitts in die Endposition gedrängt wird.
  • Indem die Haltezunge der Auslöseeinheit des jeweiligen Anschlussmoduls im vorgespannten Zustand in der jeweiligen Vertiefung versenkt ist, ist sichergestellt, dass die Haltezunge nicht oder höchstens unwesentlich vorsteht. Vorzugsweise erzeugt die Haltezunge mit dem Klemmabschnitt im vorgespannten Zustand eine im Wesentlichen bündige Fläche. D.h. die Haltezunge stellt für den einzuführenden Leiter keinerlei Hindernis dar, sodass eine Fehlauslösung, bevor der Leiter den Auslöseflächenabschnitt berührt, zuverlässig vermieden wird.
  • Darüberhinaus sind die Formen der Haltezunge und der Vertiefung klarerweise so aufeinander abgestimmt, dass das problemlose Vorspannen sichergestellt ist und dabei der Klemmabschnitt an der Haltezunge abgleiten kann, wobei der Klemmabschnitt die Haltezunge gegen die Federkraft des Auslösefederabschnitts wegdrückt, bis die Haltezunge in die Halteposition zurückschnappt.
  • Die jeweilige Vertiefung kann durch Eindrücken, insbesondere Prägen, des jeweiligen Klemmabschnitts hergestellt sein. Denkbar sind aber natürlich auch andere Herstellungsarten, etwa stoffschlüssiges Fügen mehrere Einzelteile zum Klemmabschnitt mit Vertiefung bzw. zur einteiligen Federkraftklemme mit dem genannten Klemmabschnitt.
  • Unter "Zentrierprägung" ist eine Prägung bzw. Vertiefung zu verstehen, deren Form dazu eingerichtet ist, den zu klemmenden Leiter beim Klemmen außerdem zu zentrieren.
  • Die einteilige Federkraftklemme ist typischerweise aus einem federelastischen bzw. federharten Material, bevorzugt aus Metall, besonders bevorzugt aus Stahl bzw. aus einer federharten Stahllegierung (auch als Federstahl bezeichnet) oder einer Kupferlegierung wie z.B. federharter Bronze, gefertigt, um eine zuverlässige Klemmung des Leiters zu gewährleisten, wobei der Leiter mechanisch kontaktiert wird. Bei Fertigung aus Metall können die gewünschten Federkräfte des Klemmfederabschnitts einerseits und des Auslösefederabschnitts andererseits durch entsprechende Formgebung bzw. entsprechendes Biegen und/oder thermische Behandlung eingestellt werden.
  • Grundsätzlich muss die einteilige Federkraftklemme nicht elektrisch leitend sein. Eine elektrische Leitfähigkeit kann aber gegeben sein, beispielsweise wenn die Federkraftklemme aus einem der oben beispielhaft genannten Materialien gefertigt ist. In einem solchen Fall kann der Klemmabschnitt den Leiter (auch) elektrisch kontaktieren. Üblicherweise ist zur elektrischen Kontaktierung des geklemmten Leiters ein eigenes elektrisch leitendes Element, ein sog. Kontaktstück, vorgesehen, welches zumindest abschnittsweise im oben genannten Gehäuse angeordnet ist und das oben genannte Gegenlager zumindest abschnittsweise ausbilden kann.
  • Wie gesagt, wird die Federkraftklemme üblicherweise in einem Gehäuse eingesetzt. Entsprechend ist erfindungsgemäß auch ein System mit einer erfindungsgemäßen einteiligen Federkraftklemme und mindestens einem Klemmkammerkörper vorgesehen, wobei jedes Anschlussmodul der einteiligen Federkraftklemme in jeweils einer zugeordneten Klemmkammereinheit des mindestens einen Klemmkammerkörpers angeordnet ist und wobei die jeweilige Klemmkammereinheit eine Einführöffnung aufweist, durch die der jeweilige elektrische Leiter so in die jeweilige Klemmkammereinheit einführbar ist, dass dieser gegen den Auslöseflächenabschnitt der Auslöseeinheit des jeweiligen im vorgespannten Zustand befindlichen Anschlussmoduls drückt, um das jeweilige Anschlussmodul in den ausgelösten Zustand zu überführen und den jeweiligen elektrischen Leiter mit dem Klemmabschnitt des jeweiligen Anschlussmoduls zu kontaktieren und zu klemmen.
  • D.h. der mindestens eine Klemmkammerkörper mit der mindestens einen Klemmkammereinheit übernimmt die Funktion des oben geschilderten Gehäuses. Bei Vorhandensein mehrerer Klemmkammereinheiten können diese durch einen oder mehrere Klemmkammerkörper ausgebildet sein.
  • Der mindestens eine Klemmkammerkörper kann ein, insbesondere integraler, Bestandteil eines Elektroinstallationsgeräts (d.h. eines elektrotechnischen Installationsgeräts), beispielsweise eines Schaltgeräts, insbesondere eines Steuer- oder Nockenschalters, oder einer Klemme sein.
  • Voraussetzung für das Auslösen des Anschlussmoduls ist, dass sich das jeweilige Anschlussmodul im vorgespannten Zustand befindet, wenn der jeweilige elektrische Leiter in die dem Anschlussmodul zugeordnete Klemmkammereinheit eingeführt wird. In diesem Fall kann der elektrische Leiter gegen den Auslöseflächenabschnitt drücken und so das Anschlussmodul auslösen bzw. in den ausgelösten Zustand überführen.
  • Gemäß dem weiter oben Gesagten dient das Klemmen des jeweiligen elektrischen Leiters mit dem jeweiligen Klemmabschnitt dem Festklemmen. Die Klemmkammereinheit bildet dabei zumindest einen Teil eines Gegenlagers aus, gegen das der Klemmabschnitt den elektrischen Leiter, ggf. unter Zwischenlage eines oder mehrerer weiterer Bauteile - insbesondere eines zur elektrischen Kontaktierung des Leiters vorgesehenen (elektrisch leitenden) Kontaktstücks -, drückt.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen einteiligen Federkraftklemme ist vorgesehen, dass die Haltezunge der Auslöseeinheit und die Vertiefung der Klemmeinheit des jeweiligen Anschlussmoduls derart ausgelegt sind, dass im vorgespannten Zustand die Haltezunge mit der Vertiefung verhakt ist. Hierdurch wird ein Widerhakeneffekt erzeugt, der zuverlässig verhindert, dass sich das im vorgespannten Zustand befindliche Anschlussmodul von selbst löst und ohne Betätigung des Auslöseflächenabschnitts bzw. Drücken gegen den Auslöseflächenabschnitt aus dem vorgespannten in den ausgelösten Zustand überführt wird. Dies verbessert die Vermeidung von Fehlauslösungen.
  • Um besagten Widerhakeneffekt konstruktiv und herstellungstechnisch besonders einfach zu verwirklichen, ist es bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen einteiligen Federkraftklemme vorgesehen, dass die Vertiefung eine Haltefläche aufweist und die Haltezunge eine Eingriffsfläche, wobei im vorgespannten Zustand die Eingriffsfläche die Haltefläche kontaktiert und mit dieser einen Winkel von höchstens 30°, bevorzugt höchstens 10°, einschließt. Vorzugsweise ist besagter Winkel im Wesentlichen 0°, sodass die Eingriffsfläche und die Haltefläche im Wesentlichen parallel zueinander sind und einander insbesondere flächig kontaktieren.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen einteiligen Federkraftklemme ist vorgesehen, dass die Vertiefung der Klemmeinheit des jeweiligen Anschlussmoduls zwei Begrenzungswände aufweist, zwischen denen die Haltezunge der Auslöseeinheit des jeweiligen Anschlussmoduls im vorgespannten Zustand angeordnet ist. Die Begrenzungswände liegen einander gegenüber und dienen zum einen der seitlichen Abschirmung der Haltezunge, wenn die Haltezunge im vorgespannten Zustand des jeweiligen Anschlussmoduls in der Vertiefung versenkt ist. D.h. die Begrenzungswände reduzieren somit weiter die Möglichkeit einer Fehlauslösung.
  • Zum anderen sind die Begrenzungswände dazu vorgesehen, dass der zu klemmende Leiter beim Klemmen - je nach lateraler Größe bzw. Durchmesser - zumindest abschnittsweise zwischen diesen angeordnet wird. D.h. die Begrenzungswände schränken mögliche seitliche Bewegungen des zu klemmenden bzw. geklemmten Leiters entsprechend ein. Einerseits bewirkt dies eine Erhöhung der mechanischen Stabilität und Präzision beim Klemmen des jeweiligen Leiters. Andererseits wird hierdurch eine gewisse Zentrierung des jeweiligen elektrischen Leiters erzielt, sodass die Anordnung des geklemmten Leiters perfektioniert wird bzw. eine gewünschte Anordnung des geklemmten Leiters möglichst sichergestellt wird.
  • Weiters kann - je nach lateraler Größe bzw. Durchmesser und konkreter Anordnung des jeweiligen geklemmten Leiters - die Anzahl an mechanischen Kontaktpunkten bzw. Klemmpunkten zwischen dem jeweiligen Leiter und dem jeweiligen Klemmabschnitt erhöht werden, indem der jeweilige elektrische Leiter nicht nur eine zwischen den Begrenzungswänden angeordnete Fläche des Klemmabschnitts, insbesondere die erwähnte Haltefläche, berührt - und mit dieser geklemmt wird - , sondern auch zumindest eine der Begrenzungswände berührt. Da der jeweilige Leiter zumeist einen runden - nicht notwendigerweise kreisförmigen - Querschnitt aufweist, sind die jeweiligen sich ergebenden Kontaktflächen zwischen dem Leiter und dem Klemmabschnitt entsprechend relativ klein oder sogar annähernd punktförmig und sind daher hier und im Folgenden als Klemmpunkte bezeichnet. Folglich wird die mechanische Stabilität zwischen dem geklemmten elektrischen Leiter und dem Klemmabschnitt bzw. der einteiligen Federkraftklemme weiter verbessert.
  • Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen einteiligen Federkraftklemme ist vorgesehen, dass zwischen den zwei Begrenzungswänden eine Anlauffläche für den elektrischen Leiter angeordnet ist, die die zwei Begrenzungswände miteinander verbindet und in Richtung eines freien Endes des Klemmabschnitts weist. D.h. die Anlauffläche selbst bildet das freie Ende des Klemmabschnitts nicht aus. Das freie Ende des Klemmabschnitts kann zumindest abschnittsweise von der zwischen den Begrenzungswänden angeordneten Fläche des Klemmabschnitts, mit der der jeweilige Leiter geklemmt wird, insbesondere von der erwähnten Haltefläche, ausgebildet sein.
  • Die Anlauffläche hilft, wenn sich die einteilige Federkraftklemme im ausgelösten Zustand befindet, den jeweiligen elektrischen Leiter bei dessen Einführung zu zentrieren, indem der Leiter zunächst die Anlauffläche berührt und an dieser so abgleitet, dass er zwischen den zwei Begrenzungswänden angeordnet wird. Dabei drückt der Leiter, wenn dieser eine hierfür ausreichende Festigkeit bzw. Steifigkeit aufweist, gegen die Federkraft des Klemmfederabschnitts und bewegt den Klemmabschnitt dabei in Richtung seines vorgespannten Zustands, während der Leiter an der Anlauffläche bzw. am Klemmabschnitt entlang gleitet, bis er vom freien Ende des Klemmabschnitts abgleitet, woraufhin die Klemmung des Leiters durch den Klemmabschnitt, der durch die Federkraft des Klemmfederabschnitts in seine Endposition gedrängt wird, erfolgt. D.h. die einteilige Federkraftklemme kann auf diese Weise auch nach Art einer eingangs erwähnten Push-In-Variante benutzt werden.
  • Typischerweise ist die Anlauffläche hierfür nicht senkrecht auf eine von der Haltezunge weg weisende Oberseite des Klemmabschnitts, sondern schließt mit dieser Oberseite einen spitzen Winkel ein.
  • Vorzugsweise ist die Anlauffläche eben ausgeführt. Denkbar wäre aber natürlich auch eine gekrümmte Ausführung, insbesondere eine relativ zum freien Ende des Klemmabschnitts hin konkav gekrümmte Anlauffläche, vorzugsweise mit stetigen und gekrümmten Übergängen zur Haltefläche und zu den Begrenzungswänden, um die Führung und Zentrierung des Leiters bei dessen Einführung noch weiter zu verbessern.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen einteiligen Federkraftklemme ist vorgesehen, dass der Betätigungsflächenabschnitt der Klemmeinheit des jeweiligen Anschlussmoduls eben ausgeführt ist und an den Klemmabschnitt anschließt, wobei der Betätigungsflächenabschnitt und der Klemmabschnitt einen stumpfen Winkel einschließen. Einerseits kann diese Geometrie die zuverlässige Betätigung bzw. das Drücken des Betätigungsflächenabschnitts, insbesondere mittels des Betätigungselements, erleichtern.
  • Andererseits fördert diese Geometrie das zuverlässige Auslösen des vorgespannten Anschlussmoduls und damit das zuverlässige Klemmen des jeweiligen elektrischen Leiters, wenn das Betätigungselement im vorgespannten Zustand den Betätigungsflächenabschnitt weiterhin kontaktiert oder zumindest in dessen unmittelbarer Nähe angeordnet bleibt, sodass das Betätigungselement beim Auslösen bzw. Überführen des Anschlussmoduls in den ausgelösten Zustand jedenfalls vom Betätigungsflächenabschnitt kontaktiert und bewegt wird. Dies deswegen, da die Bewegungsrichtung des Betätigungselements mit einem Winkel auf den Betätigungsflächenabschnitt steht, der näher bei 90° liegt bzw. mit dem Normalvektor auf den (ebenen) Betätigungsflächenabschnitt einen kleineren Winkel ein schließt, der näher bei 0° liegt. Hierdurch wir eine potentielle Verkeilung des Betätigungselements beim Auslösen verringert, weil das Betätigungselement besser vom Betätigungsflächenabschnitt weggeschoben wird.
  • Insbesondere wenn der Betätigungsflächenabschnitt zwischen den Klemmabschnitt und den Klemmfederabschnitt geschaltet ist, kann durch besagte Geometrie außerdem der federnde Bereich effektiv vergrößert werden, ohne dass der Klemmfederabschnitt selbst vergrößert werden müsste.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen einteiligen Federkraftklemme ist vorgesehen, dass der Betätigungsflächenabschnitt der Klemmeinheit des jeweiligen Anschlussmoduls zwischen dem Klemmabschnitt und dem Klemmfederabschnitt angeordnet ist, wobei der Klemmfederabschnitt einen gebogenen Abschnitt und einen unmittelbar daran anschließenden ebenen Abschnitt aufweist und der gebogene Abschnitt zwischen dem ebenen Abschnitt und dem Betätigungsflächenabschnitt angeordnet ist. Generell können auf diese Weise hohe Federkräfte durch den Klemmfederabschnitt realisiert werden, um ein rasches und zuverlässiges Auslösen und Klemmen zu ermöglichen.
  • Durch den gebogenen Abschnitt wird eine ausreichende Länge des Klemmfederabschnitts sichergestellt, sodass dieser rein elastisch verformt wird. Gleichzeitig wird der Klemmfederabschnitt kurz genug gehalten, um eine hinreichend hohe Klemmkraft zu erzeugen, insbesondere um den Leiter sicher klemmen bzw. halten zu können.
  • Der gebogene Abschnitt kann in an sich bekannter Weise hergestellt werden. Insbesondere kann bei der Herstellung eine Wärmebehandlung nach einem Biegevorgang vorgesehen sein, um auch nach dem Biegevorgang eine hohe Elastizität zu gewährleisten.
  • Der Betätigungsflächenabschnitt muss nicht unmittelbar an den gebogenen Abschnitt des Klemmfederabschnitts anschließen. Beispielsweise kann zwischen dem Betätigungsflächenabschnitt und dem gebogenen Abschnitt des Klemmfederabschnitts noch eine enge Biegung angeordnet sein, die jedoch typischerweise wenig bis nichts zum elastischen Verhalten des Klemmfederabschnitts beiträgt.
  • Im Gegensatz zum Klemmfederabschnitt ist beim Auslösefederabschnitt eine deutlich geringere Federkraft vorgesehen, um ein zuverlässiges Auslösen auch bei schwach dimensionierten Leitern und/oder Litzenleitern bzw. bei Leitern mit relativ geringer Steifigkeit zu ermöglichen. Hierfür ist es bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen einteiligen Federkraftklemme vorgesehen, dass der Auslösefederabschnitt der Auslöseeinheit des jeweiligen Anschlussmoduls zwischen dem Auslöseflächenabschnitt und dem Klemmfederabschnitt angeordnet ist und vorzugsweise zwei parallel zueinander angeordnete Flachbandfedern aufweist. Der Auslösefederabschnitt kann auf diese Weise sehr leicht dimensioniert werden, wobei wie gesagt keine besonders große, sondern nur eine relativ kleine Federkraft erzielt werden soll bzw. muss. Dass keine höheren Federkräfte des Auslösefederabschnitts erforderlich sind, ist auch dem Umstand geschuldet, dass die Federkraft des Auslösefederabschnitts kaum oder gar nicht für das Halten der Haltezunge in der Vertiefung benötigt wird.
  • Insbesondere wird praktisch keine Federkraft zum Halten der Haltezunge in der Vertiefung benötigt für den bereits erläuterten Fall, dass durch die Auslegung von Vertiefung und Haltezunge im vorgespannten Zustand ein Widerhakeneffekt erzeugt wird. In diesem Fall ist die Haltekraft der Haltezunge aufgrund des Widerhakeneffekts geometrisch bedingt und sohin unabhängig von der Federkraft des Auslösefederabschnitts.
  • Um mehrere Leiter zuverlässig klemmen zu können - und somit mehrere Anschlusspunkte pro Anschluss zur Verfügung stellen zu können -, ist es bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen einteiligen Federkraftklemme vorgesehen, dass mehrere, vorzugsweise zwei, Anschlussmodule und mindestens eine Verbindungseinheit vorgesehen sind, wobei jeweils zwei aufeinanderfolgende Anschlussmodule durch eine Verbindungseinheit, die zwischen einerseits den Klemmeinheiten und andererseits den Auslöseeinheiten der zwei aufeinanderfolgende Anschlussmodule angeordnet ist, miteinander verbunden sind.
  • Durch die genannte Anordnung der Verbindungseinheit ergibt sich eine mechanische Entkopplung der federnden Elemente, insbesondere der Klemmfederabschnitte und Auslösefederabschnitte, der aufeinanderfolgenden Anschlussmodule. Entsprechend können mit den Anschlussmodulen elektrische Leiter zuverlässig geklemmt werden, ohne dass das Auslöse- und Klemmverhalten eines der Anschlussmodule das Auslöse- und Klemmverhalten eines anderen der Anschlussmodule beeinflusst.
  • Aufgrund der Einteiligkeit der Federkraftklemme kann sich automatisch eine elektrische Verbindung der geklemmten elektrischen Leiter miteinander ergeben, wenn die Federkraftklemme selbst elektrisch leitend ist.
  • Um die jeweilige Verbindungseinheit konstruktiv und herstellungstechnisch einfach zu realisieren, ist es bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen einteiligen Federkraftklemme vorgesehen, dass jede Verbindungseinheit einen Verbindungssteg umfasst, der sich zwischen den zwei aufeinanderfolgenden Anschlussmodulen, die durch die jeweilige Verbindungseinheit miteinander verbunden sind, erstreckt. Mit dem Verbindungssteg der Verbindungseinheit kann eine mechanisch stabile Verbindung zwischen den aufeinanderfolgenden Anschlussmodulen erzielt werden.
  • Es ist denkbar, dass die jeweilige Verbindungseinheit dabei auch vollständig durch den jeweiligen Verbindungssteg ausgebildet sein bzw. aus diesem bestehen kann.
  • Die jeweilige Verbindungseinheit kann aber natürlich auch andere Elemente als den oder weitere Elemente außer dem jeweiligen Verbindungssteg umfassen. Insbesondere kann die jeweilige Verbindungseinheit abschnittsweise mit den zwei aufeinanderfolgenden Anschlussmodulen, die sie verbindet, auch überlappen. Entsprechend ist es bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen einteiligen Federkraftklemme vorgesehen, dass die mindestens eine Verbindungseinheit mindestens ein Zentrierloch umfasst, wobei vorzugsweise bei den jeweiligen zwei aufeinanderfolgenden Anschlussmodulen, die durch die jeweilige Verbindungseinheit miteinander verbunden sind, pro Anschlussmodul ein Zentrierloch vorgesehen ist, das zwischen der Klemmeinheit und der Auslöseeinheit des jeweiligen Anschlussmoduls angeordnet ist.
  • Das zumindest eine Zentrierloch erweist sich einerseits in fertigungstechnischer Hinsicht als vorteilhaft, da die einteilige Federkraftklemme bzw. deren Vorprodukt zur weiteren Bearbeitung entsprechend exakt positioniert und gehalten werden kann, indem zumindest ein Vorsprung odgl. in das Zentrierloch eingreift. Bei dem Vorprodukt kann es sich beispielsweise um eine an sich fertig gebogene bzw. geformte Endloskette handeln, von der nur noch die einteiligen Federkraftklemmen mit der passenden Anzahl von Anschlussmodulen abgetrennt werden müssen.
  • Andererseits kann das zumindest eine Zentrierloch aber auch beim Einsatz der einteiligen Federkraftklemme im oben genannten mindestens einen Klemmkammerkörper mit der mindestens einen Klemmkammereinheit vorteilhaft sein, indem die einteilige Federkraftklemme mittels einer oder mehrerer Zentriernasen, die in das eine oder die mehreren Zentrierlöcher eingreifen, exakt im mindestens einen Klemmkammerkörper mit der mindestens einen Klemmkammereinheit positioniert und/oder zentriert werden kann. Insbesondere kann das mindestens eine Anschlussmodul auf diese Weise, d.h. mit einem Vorsprung bzw. einer Zentriernase in der zugehörigen mindestens einen Klemmkammereinheit, exakt in besagter Klemmkammereinheit positioniert bzw. zentriert werden.
  • Um den mindestens einen geklemmten elektrischen Leiter elektrisch zuverlässig kontaktieren und einen elektrischen Anschluss mit dem einen geklemmten elektrischen Leiter herstellen zu können, ist es bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems vorgesehen, dass in der jeweiligen Klemmkammereinheit ein Kontaktstück angeordnet ist, wobei ein Kontaktabschnitt des Kontaktstücks gegenüber dem Klemmabschnitt der Klemmeinheit des jeweiligen Anschlussmoduls angeordnet ist, wenn sich das jeweilige Anschlussmodul im vorgespannten Zustand befindet, um ein Anordnen des jeweiligen elektrischen Leiters bei dessen Einführung in die jeweilige Klemmkammereinheit zwischen dem Klemmabschnitt und dem Kontaktabschnitt zu ermöglichen, wobei am Kontaktabschnitt eine oder mehrere, vorzugsweise zwei, Fixiernasen vorgesehen sind. D.h. das Kontaktstück mit dem Kontaktabschnitt dient nicht nur der elektrischen Kontaktierung, sondern wird auch beim Klemmen des jeweiligen Leiters verwendet, indem der Leiter vom Klemmabschnitt gegen den Kontaktabschnitt gedrückt wird. Wie bereits erläutert, fungiert die jeweilige Klemmkammereinheit dabei zumindest teilweise als Gegenlager, indem sich das Kontaktstück bzw. der Kontaktabschnitt in bzw. an der Klemmkammereinheit abstützt.
  • Die zumindest eine Fixiernase bewirkt einen lokal erhöhten Anpressdruck, wenn der jeweilige elektrische Leiter beim Klemmen gegen die zumindest eine Fixiernase gedrückt wird, sodass eine besonders stabile Fixierung des Leiters erreicht wird. Mehrere Fixiernasen erweisen sich dabei insofern als vorteilhaft, weil hierdurch ein Verdrehen des geklemmten Leiters quer zu seinem Verlauf im Bereich des Kontaktabschnitts zuverlässig vermieden werden kann, wobei zwei Fixiernasen sich als besonders ökonomische Lösung erweisen, um eine Bewegung des geklemmten Leiters bestmöglich einzuschränken bzw. zu verhindern. Bei einem einadrigen Leiter und nur einer Fixiernase entstehen nämlich typischerweise zwei mechanische Kontaktpunkte bzw. Klemmpunkte des geklemmten Leiters - ein erster Klemmpunkt zwischen dem Klemmabschnitt und dem Leiter und ein zweiter Klemmpunkt zwischen der Fixiernase und dem Leiter. Diese zwei Klemmpunkte definieren eine Achse, um die der geklemmte Leiter ggf. ein gewisses Maß hin und her verdreht werden kann. Beim Klemmen mit einer zweiten Fixiernase entstehen typischerweise zwei weitere Klemmpunkte des geklemmten Leiters - ein erster weiterer Klemmpunkt zwischen dem Klemmabschnitt und dem Leiter und ein zweiter weiterer Klemmpunkt zwischen der zweiten Fixiernase und dem Leiter. Durch diese zwei weiteren Klemmpunkte verläuft eine weitere Achse, die die oben genannte Achse üblicherweise kreuzt bzw. schneidet, wobei insgesamt jedenfalls praktisch keine Drehung des Leiters mehr möglich ist.
  • Grundsätzlich kann ein (gemeinsames) Kontaktstück für mehrere Klemmkammereinheiten vorgesehen sein. Es ist aber auch denkbar, dass mehrere Kontaktstücke für mehrere Klemmkammereinheiten, insbesondere jeweils ein Kontaktstück pro Klemmkammereinheit, vorgesehen sind.
  • Das Kontaktstück kann an zumindest einer Stelle aus der zumindest einen Klemmkammereinheit bzw. dem zumindest einen Klemmkammerkörper herausgeführt sein, um einen elektrischen Anschluss von außen in an sich bekannter Weise zu ermöglichen. Insbesondere wenn mehrere geklemmte elektrische Leiter über ein gemeinsames Kontaktstück elektrisch miteinander verbunden sind, genügt es, wenn das Kontaktstück aus einer der Klemmkammereinheiten herausgeführt ist.
  • Das zumindest eine Kontaktstück ist aus einem elektrisch leitenden Material, bevorzugt aus Metall, besonders bevorzugt aus Kupfer oder einer Kupferlegierung oder einem Leichtmetall wie z.B. Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, gefertigt.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems ist vorgesehen, dass bei jeder Klemmkammereinheit ein von außen betätigbarer Betätigungsstößel vorgesehen ist, um durch Verschieben des Betätigungsstößels parallel zu einer Verschieberichtung gegen den Betätigungsflächenabschnitt der Klemmeinheit des jeweiligen Anschlussmoduls drücken und so das jeweilige Anschlussmodul vom ausgelösten Zustand in den vorgespannten Zustand bringen zu können, wobei die Verschieberichtung und ein Normalvektor auf den Betätigungsflächenabschnitt in einem Punkt, der durch den Betätigungsstößel im vorgespannten Zustand des jeweiligen Anschlussmoduls kontaktierbar ist, einen Winkel von weniger als 40°, bevorzugt von weniger als 30°, einschließen.
  • Zum einen ermöglicht der Betätigungsstößel ein besonders einfaches und komfortables Vorspannen für den Benutzer.
  • Zum anderen ist durch die genannte geometrische Auslegung sichergestellt, dass beim Auslösen der Betätigungsstößel durch den Betätigungsflächenabschnitt möglichst problemlos antiparallel zur Verschieberichtung bewegt wird. Ein Verkeilen des Betätigungsstößels kann somit vermieden werden, wodurch wiederum ein zuverlässiges Auslösen - und in weiterer Folge Klemmen des jeweiligen elektrischen Leiters - gewährleistet wird.
  • Analog zum oben Gesagten ist erfindungsgemäß ein Schaltgerät, insbesondere Nocken- und/oder Steuerschalter, umfassend mindestens ein erfindungsgemäßes System vorgesehen. D.h. das Schaltgerät kann auch mehrere erfindungsgemäße einteilige Federkraftklemmen umfassen.
    • KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
  • Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnungen sind beispielhaft und sollen den Erfindungsgedanken zwar darlegen, ihn aber keinesfalls einengen oder gar abschließend wiedergeben.
  • Dabei zeigt:
    • Fig. 1
    eine axonometrische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen einteiligen Federkraftklemme mit zwei Anschlussmodulen in einem vorvorgespannten Zustand
    Fig. 2
    eine Seitenansicht der einteiligen Federkraftklemme aus Fig. 1
    Fig. 3
    eine axonometrische Ansicht der einteiligen Federkraftklemme aus Fig. 1 mit den zwei Anschlussmodulen in einem ausgelösten Zustand
    Fig. 4
    eine Seitenansicht der einteiligen Federkraftklemme aus Fig. 3
    Fig. 5
    eine axonometrische Ansicht einer gewalzten Endloskette
    Fig. 6
    eine axonometrische Ansicht einer fertig geformten Endloskette
    Fig. 7
    eine axonometrische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen einteiligen Federkraftklemme mit zwei Anschlussmodulen im ausgelösten Zustand mit Blick auf eine Verbindungseinheit
    Fig. 8
    eine weitere axonometrische Ansicht der einteiligen Federkraftklemme aus Fig. 7 mit Blickrichtung analog zu Fig. 3
    Fig. 9
    eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Systems mit einer einteiligen Federkraftklemme in einer Klemmkammereinheit eines Klemmkammerkörpers, wobei das dargestellte Anschlussmodul im ausgelösten Zustand ist
    Fig. 10
    eine Schnittansicht analog zu Fig. 9, wobei ein elektrischer Leiter in die Klemmkammereinheit eingeführt und das Anschlussmodul im vorgespannten Zustand ist
    Fig. 11
    eine axonometrische Detailansicht eines Klemmabschnitts mit einer Vertiefung
    Fig. 12
    eine schematische Schnittansicht eines einadrigen Leiters, der mit dem Klemmabschnitt gegen einen Kontaktabschnitt eines Kontaktstücks geklemmt ist
    Fig. 13
    eine Darstellung analog zu Fig. 12, wobei der Durchmesser des einadrigen Leiters größer ist
    Fig. 14
    eine schematische Schnittansicht eines mehradrigen Leiters, der mit dem Klemmabschnitt gegen den Kontaktabschnitt des Kontaktstücks geklemmt ist
    WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
  • Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen einteiligen Federkraftklemme 1 für mindestens einen elektrischen Leiter 2 (vgl. Fig. 10) in einer axonometrischen Ansicht, wobei für jeden elektrischen Leiter 2 ein Anschlussmodul 3 vorgesehen ist. Die einteilige Federkraftklemme 1 weist im dargestellten ersten Ausführungsbeispiel zwei Anschlussmodule 3 auf und kann entsprechend zum Klemmen von zwei elektrischen Leitern 2 verwendet werden.
  • Jedes Anschlussmodul 3 weist eine Klemmeinheit 4 und eine Auslöseeinheit 5 auf, wobei jede Klemmeinheit 4 einen Klemmabschnitt 6 zur Kontaktierung und Klemmung des jeweiligen elektrischen Leiters 2 aufweist, vgl. Fig. 4. Weiters weist jede Klemmeinheit 4 einen Klemmfederabschnitt 7 auf, um in einem ausgelösten Zustand 9 des jeweiligen Anschlussmoduls 3 den Klemmabschnitt 6 mit einer Federkraft in eine Endposition zu drängen. Fig. 3 und Fig. 4 zeigen jeweils den ausgelösten Zustand 9 der Anschlussmodule 3 des ersten Ausführungsbeispiels der einteiligen Federkraftklemme 1, wobei der Klemmabschnitt 6 frei ist und die Endposition entsprechend auch einnimmt.
  • Schließlich weist jede Klemmeinheit 4 einen Betätigungsflächenabschnitt 8 auf, wobei durch Drücken auf den Betätigungsflächenabschnitt 8 gegen die Federkraft des Klemmfederabschnitts 7 das jeweilige Anschlussmodul 3 vom ausgelösten Zustand 9 in einen vorgespannten Zustand 10 bringbar ist. Fig. 1 und Fig. 2 zeigen jeweils den vorgespannten Zustand 10 der Anschlussmodule 3 des ersten Ausführungsbeispiels der einteiligen Federkraftklemme 1.
  • Im vorgespannten Zustand 10 ist der Klemmabschnitt 6 von einer in einer Halteposition 15 befindlichen Haltezunge 12 der jeweiligen Auslöseeinheit 5 in Position gehalten, vgl. Fig. 2. Die jeweilige Auslöseeinheit 5 weist weiters einen Auslöseflächenabschnitt 13 sowie einen Auslösefederabschnitt 14 auf, vgl. Fig. 4. Durch Drücken auf den Auslöseflächenabschnitt 13 gegen eine Federkraft des Auslösefederabschnitts 14 ist die Haltezunge 12 aus der Halteposition 15 in eine Freigabeposition 16 bringbar, um das Anschlussmodul 3 durch Freigabe des Klemmabschnitts 6 aus dem vorgespannten Zustand 10 in den ausgelösten Zustand 9 zu überführen. Dieses Drücken auf den Auslöseflächenabschnitt 13, um die Federkraftklemme 1 auszulösen bzw. das jeweilige Anschlussmodul 3 in den ausgelösten Zustand 9 zu bringen, kann insbesondere mit dem zu klemmenden Leiter 2 geschehen, vgl. Fig. 10, in der eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Systems mit einer erfindungsgemäßen einteiligen Federkraftklemme 1 in einer Klemmkammereinheit 31 eines Klemmkammerkörpers 30 dargestellt ist, wobei der elektrische Leiter 2 in die Klemmkammereinheit 31 eingeführt ist und den Auslöseflächenabschnitt 13 gerade noch nicht berührt, sodass das Anschlussmodul 3 noch im vorgespannten Zustand 10 ist.
  • In Fig. 2 ist die Auslöseeinheit 5 mit der Haltezunge 12 in der Freigabeposition 16 strichliert angedeutet, wobei die Auslöseeinheit 5 und damit auch die Haltezunge 12 gegenüber dem Fall, bei dem die Haltezunge 12 in der Halteposition 15 ist, relativ zum restlichen Anschlussmodul 3 nach unten gedrückt bzw. gebogen ist. Die strichlierte Darstellung betrifft entsprechend einen Zustand des Anschlussmoduls 3, unmittelbar bevor das Anschlussmodul 3 vom vorgespannten Zustand 10 in den ausgelösten Zustand 9 übergeht.
  • Der Klemmabschnitt 6 der Klemmeinheit 4 des jeweiligen Anschlussmoduls 3 weist eine Vertiefung 17 auf, die in den dargestellten Ausführungsbeispielen als Prägung, insbesondere Zentrierprägung, ausgeführt ist. In dieser Vertiefung 17 ist die Haltezunge 12 der Auslöseeinheit 5 des jeweiligen Anschlussmoduls 3 im vorgespannten Zustand 10 versenkt. Indem die Haltezunge 12 der Auslöseeinheit 5 des jeweiligen Anschlussmoduls 3 im vorgespannten Zustand 10 in der jeweiligen Vertiefung 17 versenkt ist, ist sichergestellt, dass die Haltezunge 12 nicht oder höchstens unwesentlich vorsteht, wodurch Fehlauslösungen, insbesondere ein zu frühes Auslösen, beim Einführen des jeweiligen elektrischen Leiters 2 in die jeweilige Klemmkammereinheit 31 vermieden werden.
  • Grundsätzlich ist beim erfindungsgemäßen System vorgesehen, dass jedes Anschlussmodul 3 in jeweils einer zugeordneten Klemmkammereinheit 31 mindestens eines Klemmkammerkörpers 30 angeordnet ist und die jeweilige Klemmkammereinheit 31 eine Einführöffnung 32 aufweist, durch die der jeweilige elektrische Leiter 2 so in die jeweilige Klemmkammereinheit 31 einführbar ist, dass dieser gegen den Auslöseflächenabschnitt 13 der Auslöseeinheit 5 des jeweiligen im vorgespannten Zustand 10 befindlichen Anschlussmoduls 3 drückt, um das jeweilige Anschlussmodul 3 in den ausgelösten Zustand 9 zu überführen und den jeweiligen elektrischen Leiter 2 mit dem Klemmabschnitt 6 des jeweiligen Anschlussmoduls 3 zu kontaktieren und zu klemmen.
  • Die einteilige Federkraftklemme 1 ist in den gezeigten Ausführungsbeispielen jeweils aus einem federelastischen bzw. federharten Metall gefertigt, insbesondere aus Stahl bzw. aus einer federharten Stahllegierung oder einer Kupferlegierung wie z.B. federharter Bronze. Die Fertigung aus Metall begünstigt die Fertigung der einteiligen Federkraftklemme 1. Zum einen können die gewünschten Federkräfte des jeweiligen Klemmfederabschnitts 7 einerseits und des jeweiligen Auslösefederabschnitts 14 andererseits durch entsprechende Formgebung bzw. entsprechendes Biegen und/oder thermische Behandlung eingestellt werden. Zum anderen kann die einteilige Federkraftklemme 1 mit einer beliebigen Anzahl an Anschlussmodulen 3 leicht erzeugt werden, indem z.B. eine gewalzte Endloskette 39, wie sie beispielhaft in Fig. 5 dargestellt ist, hergestellt wird, wobei der große Pfeil die Walzrichtung andeutet. Wie in Fig. 5 erkennbar ist, weist die Endloskette 39 bereits die für die endgültige Form notwendigen Stanzungen auf sowie die geprägten Vertiefungen 17.
  • Die gewalzte Endloskette 39 kann anschließend durch Biegung fertig geformt werden, d.h. die Anschlussmodule 3 weisen nach dem Biegeprozess ihre eigentliche Form auf, vgl. Fig. 6, die eine fertig geformte Endloskette 40 zeigt, die einer Abfolge von miteinander verbundenen Anschlussmodulen 3 entspricht. Um nun die einteiligen Federkraftklemmen 1 mit der gewünschten Anzahl an Anschlussmodulen 3 herzustellen, ist lediglich ein fortlaufendes Abtrennen bzw. Abstechen nach der entsprechenden Anzahl an Anschlussmodulen 3 notwendig, beispielsweise nach jedem Anschlussmodul 3 oder nach jedem zweiten Anschlussmodul 3 oder nach jedem dritten Anschlussmodul 3 oder nach jedem vierten Anschlussmodul 3 etc.
  • Zur Verbindung von jeweils zwei aufeinanderfolgenden Anschlussmodulen 3 ist grundsätzlich jeweils eine Verbindungseinheit 27 vorgesehen. Diese Verbindungseinheit 27 ist zwischen einerseits den Klemmeinheiten 4 und andererseits den Auslöseeinheiten 5 der zwei aufeinanderfolgenden Anschlussmodule 3 angeordnet, vgl. z.B. Fig. 4 für das erste gezeigte Ausführungsbeispiel und z.B. Fig. 7 für ein zweites gezeigtes Ausführungsbeispiel. Durch besagte Anordnung der Verbindungseinheit 27 ist eine mechanische Entkopplung der federnden Elemente, insbesondere der Klemmfederabschnitte 7 und Auslösefederabschnitte 14, der aufeinanderfolgenden Anschlussmodule 3 gegeben. Die Anschlussmodule 3 beeinflussen sich daher nicht gegenseitig in ihrem Auslöse- und Klemmverhalten.
  • Dabei weist in den gezeigten Ausführungsbeispielen jede Verbindungseinheit 27 einen Verbindungssteg 28 auf, der sich zwischen den zwei aufeinanderfolgenden Anschlussmodulen 3, die durch die jeweilige Verbindungseinheit 27 miteinander verbunden sind, erstreckt, vgl. Fig. 7.
  • Das erwähnte zweite Ausführungsbeispiel der einteiligen Federkraftklemme 1 unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel lediglich dadurch, dass bei der Verbindungseinheit 27 zusätzlich jeweils ein Zentrierloch 29 pro Anschlussmodul 3 vorgesehen ist. Wie insbesondere in Fig. 7 und Fig. 8 erkennbar ist, ist das jeweilige Zentrierloch 29 zwischen der Klemmeinheit 4 und der Auslöseeinheit 5 des jeweiligen Anschlussmoduls 3 angeordnet. Beim ersten Ausführungsbeispiel sind hingegen keine Zentrierlöcher vorgesehen.
  • Die Zentrierlöcher 29, die auch in der beispielhaft dargestellten gewalzten Endloskette 39 der Fig. 5 sowie in der beispielhaft dargestellten fertig geformten Endloskette 40 der Fig. 6 erkennbar sind, erweisen sich einerseits in fertigungstechnischer Hinsicht als vorteilhaft. Dies deswegen, da die Endlosketten 39, 40 zur weiteren Bearbeitung entsprechend exakt positioniert und gehalten werden können, indem zumindest ein Vorsprung odgl. (nicht dargestellt) in zumindest eines der Zentrierlöcher 29 eingreift. Andererseits können die Zentrierlöcher 29 aber auch beim Einsatz der einteiligen Federkraftklemme 1 im oben genannten mindestens einen Klemmkammerkörper 30 mit der mindestens einen Klemmkammereinheit 31 vorteilhaft sein, indem die einteilige Federkraftklemme 1 mittels einer oder mehrerer Zentriernasen (nicht dargestellt), die in zumindest eines der Zentrierlöcher 29 eingreifen, exakt im mindestens einen Klemmkammerkörper 30 mit der mindestens einen Klemmkammereinheit 31 positioniert und/oder zentriert werden kann. Insbesondere kann das jeweilige Anschlussmodul 3 auf diese Weise, d.h. mit einem Vorsprung bzw. einer Zentriernase (nicht dargestellt) in der zugehörigen Klemmkammereinheit 31, exakt in besagter Klemmkammereinheit 31 positioniert bzw. zentriert werden.
  • In den gezeigten Ausführungsbeispielen sind die Haltezunge 12 der Auslöseeinheit 5 und die Vertiefung 17 der Klemmeinheit 4 des jeweiligen Anschlussmoduls 3 derart ausgelegt, dass im vorgespannten Zustand 10 die Haltezunge 12 mit der Vertiefung 17 verhakt ist. Hierdurch wird eine verbesserte Vermeidung von Fehlauslösungen erzielt, indem ein Widerhakeneffekt erzeugt wird, der zuverlässig verhindert, dass sich das im vorgespannten Zustand 10 befindliche Anschlussmodul 3 von selbst löst und ohne Betätigung des Auslöseflächenabschnitts 13 bzw. Drücken gegen den Auslöseflächenabschnitt 13 aus dem vorgespannten Zustand 10 in den ausgelösten Zustand 9 überführt wird. Hierzu weist die jeweilige Vertiefung 17 eine Haltefläche 18 auf, vgl. Fig. 11, und die Haltezunge 12 eine Eingriffsfläche 19, vgl. Fig. 7, wobei im vorgespannten Zustand 10 die Eingriffsfläche 19 die Haltefläche 18 kontaktiert und mit dieser einen Winkel von höchstens 30°, bevorzugt höchstens 10°, einschließt.
  • Wie aus Fig. 11 weiters ersichtlich ist, weist in den gezeigten Ausführungsbeispielen die Vertiefung 17 der Klemmeinheit 4 des jeweiligen Anschlussmoduls 3 zwei Begrenzungswände 20 auf, zwischen denen die Haltezunge 12 der Auslöseeinheit 5 des jeweiligen Anschlussmoduls 3 im vorgespannten Zustand 10 angeordnet ist. Entsprechend schirmen die Begrenzungswände 20 die Haltezunge 12 seitlich besonders gut ab und reduzieren somit weiter die Möglichkeit einer Fehlauslösung.
  • Darüberhinaus schränken die Begrenzungswände 20 eine mögliche seitliche Bewegung des zu klemmenden bzw. geklemmten Leiters 2 ein. Einerseits bewirkt dies eine Erhöhung der mechanischen Stabilität und Präzision beim Klemmen des jeweiligen Leiters 2. Andererseits wird hierdurch eine gewisse Zentrierung des jeweiligen elektrischen Leiters 2 erzielt, sodass die Anordnung des geklemmten Leiters 2 perfektioniert wird bzw. eine gewünschte Anordnung des geklemmten Leiters 2 möglichst sichergestellt wird. Weiters kann - je nach lateraler Größe bzw. Durchmesser und konkreter Anordnung des jeweiligen geklemmten Leiters 2 - die Anzahl an Klemmpunkten 11 zwischen dem jeweiligen Leiter 2 und dem jeweiligen Klemmabschnitt 6 erhöht werden, indem der jeweilige elektrische Leiter 2 nicht nur eine zwischen den Begrenzungswänden 20 angeordnete Fläche des Klemmabschnitts 6, insbesondere die erwähnte Haltefläche 18, berührt - und mit dieser geklemmt wird -, sondern auch zumindest eine der Begrenzungswände 20 berührt. Folglich wird insbesondere die mechanische Verbindung zwischen dem geklemmten elektrischen Leiter 2 und dem Klemmabschnitt 6 bzw. der einteiligen Federkraftklemme 1 verbessert, wobei sich bei den dargestellten Ausführungsbeispielen aufgrund des elektrisch leitfähigen Materials der einteiligen Federkraftklemme 1 auch eine gewisse elektrische Kontaktierung bzw. Verbindung zwischen dem Leiter 2 und dem Klemmabschnitt 6 ergibt. Dies ist in Fig. 12, Fig. 13 und Fig. 14 illustriert, wobei der elektrische Leiter 2 jeweils zwischen dem Klemmabschnitt 6 und einem Kontaktabschnitt 34 eines Kontaktstücks 33, das in der jeweiligen Klemmkammereinheit 31 angeordnet ist, vgl. Fig. 9 und Fig. 10, angeordnet bzw. geklemmt ist. Das Kontaktstück 33 ist dabei aus einem (elektrisch leitenden) Metall gefertigt, bevorzugt aus Kupfer oder einer Kupferlegierung, wobei aber auch andere Metalle oder Metalllegierungen, insbesondere Leichtmetalle wie z.B. Aluminium oder Aluminiumlegierungen, als Material denkbar sind. Das Kontaktstück 33 dient der elektrischen Kontaktierung bzw. Verbindung des Leiters 2 und wird auch beim Klemmen des jeweiligen Leiters 2 verwendet, indem der Leiter 2 vom Klemmabschnitt 6 gegen den Kontaktabschnitt 34 des Kontaktstücks 33 gedrückt wird.
  • In Fig. 12 ist der elektrische Leiter 2 einadrig ausgeführt und weist einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt auf. Die Querschnittsdimension bzw. der Durchmesser des kreisförmigen Querschnitts ist dabei so klein, dass der elektrische Leiter 2 in seiner zentralen Anordnung zwischen den Begrenzungswänden 20 diese nicht berührt. D.h. zum Klemmabschnitt 6 ergibt sich lediglich ein Klemmpunkt 11, und zwar zwischen dem elektrischen Leiter 2 und der Haltefläche 18. Darüberhinaus ergibt sich auch ein Klemmpunkt 11' zwischen dem elektrischen Leiter 2 und dem in der Schnittansicht geradlinig verlaufenden Kontaktabschnitt 34 des Kontaktstücks 33, wobei der Klemmpunkt 11` nicht nur der mechanischen, sondern auch der elektrischen Kontaktierung dient.
  • In Fig. 13 liegt ein zur Fig. 12 analoger Fall vor, wobei der elektrische Leiter 2 jedoch einen etwas größeren Durchmesser aufweist, sodass der elektrische Leiter 2 beide Begrenzungswände 20 berührt. Entsprechend ergeben sich zwischen dem elektrischen Leiter 2 und dem Klemmabschnitt 6 zusätzlich zum Klemmpunkt 11 auf der Haltefläche 18 noch zwei Klemmpunkte 11 auf den Begrenzungswänden 20. Darüberhinaus ergibt sich auch in diesem Fall ein Klemmpunkt 11' zur elektrischen und mechanischen Kontaktierung zwischen dem elektrischen Leiter 2 und dem in der Schnittansicht geradlinig verlaufenden Kontaktabschnitt 34 des Kontaktstücks 33.
  • In Fig. 14 ist schließlich ein Fall gezeigt, bei dem der elektrische Leiter 2 mehradrig aufgebaut ist mit neunzehn Adern 41. Drei dieser Adern 41 weisen jeweils einen Klemmpunkt 11 mit der Haltefläche 18 auf. Zwei weitere Adern 41 weisen jeweils einen Klemmpunkt 11 mit jeweils einer der Begrenzungswände 20 auf, sodass sich insgesamt fünf Klemmpunkte 11 zwischen dem Leiter 2 und dem Klemmabschnitt 6 ergeben. Darüberhinaus weisen 5 weitere Adern 41 jeweils einen Klemmpunkt 11' mit dem in der Schnittansicht geradlinig verlaufenden Kontaktabschnitt 34 des Kontaktstücks 33 auf, sodass sich insgesamt fünf Klemmpunkte 11' zur elektrischen und mechanischen Kontaktierung zwischen dem Leiter 2 und dem Kontaktabschnitt 34 ergeben.
  • Wie aus Fig. 11 hervorgeht, ist bei den dargestellten Ausführungsbeispielen der einteiligen Federkraftklemme 1 vorgesehen, dass zwischen den zwei Begrenzungswänden 20 eine im Wesentlichen ebene Anlauffläche 21 für den elektrischen Leiter 2 angeordnet ist, die die zwei Begrenzungswände 20 miteinander verbindet und in Richtung eines freien Endes 22 des Klemmabschnitts 6 weist, wobei die Haltefläche 18 einen Teil des freien Endes 22 ausbildet.
  • Die Anlauffläche 21 hilft, wenn sich die einteilige Federkraftklemme 1 im ausgelösten Zustand 9 befindet, den jeweiligen elektrischen Leiter 2 bei dessen Einführung in die jeweilige Klemmkammereinheit 31 zu zentrieren, indem der Leiter 2 zunächst die Anlauffläche 21 berührt und an dieser so abgleitet, dass er zwischen den zwei Begrenzungswänden 20 angeordnet wird. Dabei drückt der Leiter 2, wenn dieser eine hierfür ausreichende Festigkeit bzw. Steifigkeit aufweist, gegen die Federkraft des Klemmfederabschnitts 7 und bewegt den Klemmabschnitt 6 dabei in Richtung seines vorgespannten Zustands 10, während der Leiter 2 an der Anlauffläche 21 bzw. am Klemmabschnitt 6 entlang gleitet, bis er vom freien Ende 22 des Klemmabschnitts 6 abgleitet, woraufhin die Klemmung des Leiters 2 durch den Klemmabschnitt 6, der durch die Federkraft des Klemmfederabschnitts 7 in seine Endposition gedrängt wird, erfolgt. D.h. die einteilige Federkraftklemme 1 kann auf diese Weise auch nach Art einer eingangs erwähnten Push-In-Variante benutzt werden. Die Anlauffläche 21 ist hierfür nicht senkrecht auf eine von der Haltezunge 12 weg weisende Oberseite 23 des Klemmabschnitts 6, sondern schließt mit dieser Oberseite 23 einen spitzen Winkel ein.
  • Wie beispielsweise aus Fig. 4 und Fig. 8 hervorgeht, ist bei den dargestellten Ausführungsbeispielen der einteiligen Federkraftklemme 1 vorgesehen, dass der Betätigungsflächenabschnitt 8 der Klemmeinheit 4 des jeweiligen Anschlussmoduls 3 eben ausgeführt ist und an den Klemmabschnitt 6 anschließt, wobei der Betätigungsflächenabschnitt 8 und der Klemmabschnitt 6 einen stumpfen Winkel einschließen. Dies erleichtert das Betätigen bzw. Drücken des Betätigungsflächenabschnitts 8 mittels eines Betätigungselements, das in den dargestellten Ausführungsbeispielen als Betätigungsstößel 36 ausgebildet ist, vgl. Fig. 9 und Fig. 10.
  • Konkret ist beim dargestellten System vorgesehen, dass bei jeder Klemmkammereinheit 31 ein von außen betätigbarer Betätigungsstößel 36 vorgesehen ist, um durch Verschieben des Betätigungsstößels 36 parallel zu einer Verschieberichtung 37 gegen den Betätigungsflächenabschnitt 8 der Klemmeinheit 4 des jeweiligen Anschlussmoduls 3 drücken und so das jeweilige Anschlussmodul 3 vom ausgelösten Zustand 9 in den vorgespannten Zustand 10 bringen zu können. Die Verschieberichtung 37 und ein Normalvektor 38 auf den Betätigungsflächenabschnitt 8 in einem Punkt, den der Betätigungsstößel 36 im vorgespannten Zustand 10 des jeweiligen Anschlussmoduls 3 kontaktiert bzw. kontaktieren kann, schließen einen Winkel α von weniger als 40°, bevorzugt von weniger als 30°, ein, vgl. Fig. 10.
  • Durch diese geometrische Auslegung ist sichergestellt, dass beim Auslösen der Betätigungsstößel 36 durch den Betätigungsflächenabschnitt 8 möglichst problemlos antiparallel zur Verschieberichtung 37 bewegt wird. Ein Verkeilen des Betätigungsstößels 36 kann somit vermieden werden, wodurch wiederum ein zuverlässiges Auslösen - und in weiterer Folge Klemmen des jeweiligen elektrischen Leiters 2 - gewährleistet wird.
  • Wie beispielsweise aus Fig. 4 in Verbindung mit Fig. 7 hervorgeht, ist bei den dargestellten Ausführungsbeispielen der einteiligen Federkraftklemme 1 vorgesehen, dass der Betätigungsflächenabschnitt 8 der Klemmeinheit 4 des jeweiligen Anschlussmoduls 3 zwischen dem Klemmabschnitt 6 und dem Klemmfederabschnitt 7 angeordnet ist, wobei der Klemmfederabschnitt 7 einen gebogenen Abschnitt 24 und einen unmittelbar daran anschließenden ebenen Abschnitt 25 aufweist und der gebogene Abschnitt 24 zwischen dem ebenen Abschnitt 25 und dem Betätigungsflächenabschnitt 8 angeordnet ist. Durch den gebogenen Abschnitt 24 wird eine ausreichende Länge des Klemmfederabschnitts 7 sichergestellt, sodass dieser rein elastisch verformt wird. Der zwischen den Klemmabschnitt 6 und den Klemmfederabschnitt 7 geschaltete Betätigungsflächenabschnitt 8 vergrößert dabei effektiv den federnden Bereich, ohne dass der Klemmfederabschnitt 7 selbst vergrößert werden müsste, wobei zwischen dem Betätigungsflächenabschnitt 8 und dem gebogenen Abschnitt 24 noch eine enge Biegung angeordnet ist, die jedoch wenig bis nichts zum elastischen Verhalten des Klemmfederabschnitts 7 beiträgt. Gleichzeitig wird der Klemmfederabschnitt 7 kurz genug gehalten, um eine hinreichend hohe Klemmkraft zu erzeugen, insbesondere um den Leiter 2 sicher klemmen bzw. halten zu können.
  • Wie beispielsweise aus Fig. 4 in Verbindung mit Fig. 8 hervorgeht, ist bei den dargestellten Ausführungsbeispielen der einteiligen Federkraftklemme 1 vorgesehen, dass der Auslösefederabschnitt 14 der Auslöseeinheit 5 des jeweiligen Anschlussmoduls 3 zwischen dem Auslöseflächenabschnitt 13 und dem Klemmfederabschnitt 7 angeordnet ist und zwei parallel zueinander angeordnete Flachbandfedern 26 aufweist. Der Auslösefederabschnitt 14 ist somit sehr leicht dimensioniert, wobei keine besonders große, sondern nur eine relativ kleine Federkraft erzielt werden soll bzw. muss, insbesondere weil aufgrund des oben geschilderten Widerhakeneffekts praktisch keine Federkraft zum Halten der Haltezunge 12 in der Vertiefung 17 benötigt wird.
  • Wie bereits erwähnt, ist beim dargestellten System in jeder Klemmkammereinheit 31 ein Kontaktstück 33 vorgesehen, um den jeweiligen geklemmten elektrischen Leiter 2 zuverlässig elektrisch kontaktieren und einen elektrischen Anschluss mit dem geklemmten elektrischen Leiter 2 herstellen zu können. Dabei ist der Kontaktabschnitt 34 des Kontaktstücks 33 gegenüber dem Klemmabschnitt 6 der Klemmeinheit 4 des jeweiligen Anschlussmoduls 3 angeordnet, wenn sich das jeweilige Anschlussmodul 3 im vorgespannten Zustand 10 befindet, um ein Anordnen des jeweiligen elektrischen Leiters 2 bei dessen Einführung in die jeweilige Klemmkammereinheit 31 zwischen dem Klemmabschnitt 6 und dem Kontaktabschnitt 34 zu ermöglichen, vgl. insbesondere Fig. 10.
  • Weiters sind beim dargestellten System am Kontaktabschnitt 34 zwei Fixiernasen 35 vorgesehen, vgl. Fig. 9.
  • Wie weiter oben, insbesondere anhand der Figuren 12 bis 14, bereits erläutert, dient das Kontaktstück 33 mit dem Kontaktabschnitt 34 nicht nur der elektrischen Kontaktierung, sondern wird auch beim Klemmen des jeweiligen Leiters 2 verwendet, indem der Leiter 2 vom Klemmabschnitt 6 gegen den Kontaktabschnitt 34 gedrückt wird. Die jeweilige Klemmkammereinheit 31 fungiert dabei zumindest teilweise als Gegenlager, indem sich das Kontaktstück 33 bzw. der Kontaktabschnitt 34 in bzw. an der Klemmkammereinheit 31 abstützt.
  • Die zwei Fixiernasen 35 bewirken jeweils einen lokal erhöhten Anpressdruck, wenn der jeweilige elektrische Leiter 2 beim Klemmen gegen die Fixiernase 35 gedrückt wird, sodass eine besonders stabile Fixierung des Leiters 2 erreicht wird. Zudem wird ein Verdrehen des Leiters 2 quer zu seinem Verlauf im Bereich des Kontaktabschnitts 34 zuverlässig verhindert.
  • Beim dargestellten System ist für sämtliche Klemmkammereinheiten 31 ein einziges (gemeinsames) Kontaktstück 33 vorgesehen, das an lediglich einer Stelle aus einer der Klemmkammereinheiten 31 bzw. aus dem Klemmkammerkörper 30 herausgeführt ist (in Fig. 9 und Fig. 10 jeweils links unten), um einen elektrischen Anschluss von außen in an sich bekannter Weise zu ermöglichen.
  • Das dargestellte System kann Teil eines Schaltgeräts (nicht dargestellt), insbesondere eines Nocken- und/oder Steuerschalters, sein.
    • BEZUGSZEICHENLISTE
    • 1
    Federkraftklemme
    2
    Elektrischer Leiter
    3
    Anschlussmodul
    4
    Klemmeinheit
    5
    Auslöseeinheit
    6
    Klemmabschnitt
    7
    Klemmfederabschnitt
    8
    Betätigungsflächenabschnitt
    9
    Ausgelöster Zustand
    10
    Vorgespannter Zustand
    11, 11'
    Klemmpunkt
    12
    Haltezunge
    13
    Auslöseflächenabschnitt
    14
    Auslösefederabschnitt
    15
    Halteposition
    16
    Freigabeposition
    17
    Vertiefung
    18
    Haltefläche
    19
    Eingriffsfläche
    20
    Begrenzungswand
    21
    Anlauffläche
    22
    Freies Ende des Klemmabschnitts
    23
    Oberseite des Klemmabschnitts
    24
    Gebogener Abschnitt des Klemmfederabschnitts
    25
    Ebener Abschnitt des Klemmfederabschnitts
    26
    Flachbandfeder
    27
    Verbindungseinheit
    28
    Verbindungssteg
    29
    Zentrierloch
    30
    Klemmkammerkörper
    31
    Klemmkammereinheit
    32
    Einführöffnung
    33
    Kontaktstück
    34
    Kontaktabschnitt
    35
    Fixiernase
    36
    Betätigungsstößel
    37
    Verschieberichtung
    38
    Normalvektor
    39
    Gewalzte Endloskette
    40
    Fertig geformte Endloskette
    41
    Ader
    α
    Winkel

Claims (15)

  1. Einteilige Federkraftklemme (1) für mindestens einen elektrischen Leiter (2), umfassend mindestens ein Anschlussmodul (3), wobei das jeweilige Anschlussmodul (3) eine Klemmeinheit (4) und eine Auslöseeinheit (5) umfasst, wobei die jeweilige Klemmeinheit (4) einen Klemmabschnitt (6) zur Kontaktierung und Klemmung eines elektrischen Leiters (2) aufweist sowie einen Klemmfederabschnitt (7), um in einem ausgelösten Zustand (9) des jeweiligen Anschlussmoduls (3) den Klemmabschnitt (6) mit einer Federkraft in eine Endposition zu drängen, wobei die jeweilige Klemmeinheit (4) weiters einen Betätigungsflächenabschnitt (8) aufweist, wobei durch Drücken auf den Betätigungsflächenabschnitt (8) gegen die Federkraft des Klemmfederabschnitts (7) das Anschlussmodul (3) vom ausgelösten Zustand (9) in einen vorgespannten Zustand (10) bringbar ist, wobei im vorgespannten Zustand (10) der Klemmabschnitt (6) von einer in einer Halteposition (15) befindlichen Haltezunge (12) der jeweiligen Auslöseeinheit (5) in Position gehalten ist, wobei die jeweilige Auslöseeinheit (5) weiters einen Auslöseflächenabschnitt (13) sowie einen Auslösefederabschnitt (14) umfasst, wobei durch Drücken auf den Auslöseflächenabschnitt (13) gegen eine Federkraft des Auslösefederabschnitts (14) die Haltezunge (12) aus der Halteposition (15) in eine Freigabeposition (16) bringbar ist, um das Anschlussmodul (3) durch Freigabe des Klemmabschnitts (6) aus dem vorgespannten Zustand (10) in den ausgelösten Zustand (9) zu überführen, dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmabschnitt (6) der Klemmeinheit (4) des jeweiligen Anschlussmoduls (3) eine Vertiefung (17), vorzugsweise in Form einer Zentrierprägung, aufweist, in der die Haltezunge (12) der Auslöseeinheit (5) des jeweiligen Anschlussmoduls (3) im vorgespannten Zustand (10) versenkt ist.
  2. Einteilige Federkraftklemme (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltezunge (12) der Auslöseeinheit (5) und die Vertiefung (17) der Klemmeinheit (4) des jeweiligen Anschlussmoduls (3) derart ausgelegt sind, dass im vorgespannten Zustand (10) die Haltezunge (12) mit der Vertiefung (17) verhakt ist.
  3. Einteilige Federkraftklemme (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (17) eine Haltefläche (18) aufweist und die Haltezunge (12) eine Eingriffsfläche (19), wobei im vorgespannten Zustand (10) die Eingriffsfläche (19) die Haltefläche (18) kontaktiert und mit dieser einen Winkel von höchstens 30°, bevorzugt höchstens 10°, einschließt.
  4. Einteilige Federkraftklemme (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (17) der Klemmeinheit (4) des jeweiligen Anschlussmoduls (3) zwei Begrenzungswände (20) aufweist, zwischen denen die Haltezunge (12) der Auslöseeinheit (5) des jeweiligen Anschlussmoduls (3) im vorgespannten Zustand (10) angeordnet ist.
  5. Einteilige Federkraftklemme (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den zwei Begrenzungswänden (20) eine Anlauffläche (21) für den elektrischen Leiter (2) angeordnet ist, die die zwei Begrenzungswände (20) miteinander verbindet und in Richtung eines freien Endes (22) des Klemmabschnitts (6) weist.
  6. Einteilige Federkraftklemme (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsflächenabschnitt (8) der Klemmeinheit (4) des jeweiligen Anschlussmoduls (3) eben ausgeführt ist und an den Klemmabschnitt (6) anschließt, wobei der Betätigungsflächenabschnitt (8) und der Klemmabschnitt (6) einen stumpfen Winkel einschließen.
  7. Einteilige Federkraftklemme (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsflächenabschnitt (8) der Klemmeinheit (4) des jeweiligen Anschlussmoduls (3) zwischen dem Klemmabschnitt (6) und dem Klemmfederabschnitt (7) angeordnet ist, wobei der Klemmfederabschnitt (7) einen gebogenen Abschnitt (24) und einen unmittelbar daran anschließenden ebenen Abschnitt (25) aufweist und der gebogene Abschnitt (24) zwischen dem ebenen Abschnitt (25) und dem Betätigungsflächenabschnitt (8) angeordnet ist.
  8. Einteilige Federkraftklemme (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslösefederabschnitt (14) der Auslöseeinheit (5) des jeweiligen Anschlussmoduls (3) zwischen dem Auslöseflächenabschnitt (13) und dem Klemmfederabschnitt (7) angeordnet ist und vorzugsweise zwei parallel zueinander angeordnete Flachbandfedern (26) aufweist.
  9. Einteilige Federkraftklemme (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere, vorzugsweise zwei, Anschlussmodule (3) und mindestens eine Verbindungseinheit (27) vorgesehen sind, wobei jeweils zwei aufeinanderfolgende Anschlussmodule (3) durch eine Verbindungseinheit (27), die zwischen einerseits den Klemmeinheiten (4) und andererseits den Auslöseeinheiten (5) der zwei aufeinanderfolgende Anschlussmodule (3) angeordnet ist, miteinander verbunden sind.
  10. Einteilige Federkraftklemme (1) nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass jede Verbindungseinheit (27) einen Verbindungssteg (28) umfasst, der sich zwischen den zwei aufeinanderfolgenden Anschlussmodulen (3), die durch die jeweilige Verbindungseinheit (27) miteinander verbunden sind, erstreckt.
  11. Einteilige Federkraftklemme (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Verbindungseinheit (27) mindestens ein Zentrierloch (29) umfasst,
    wobei vorzugsweise bei den jeweiligen zwei aufeinanderfolgenden Anschlussmodulen (3), die durch die jeweilige Verbindungseinheit (27) miteinander verbunden sind, pro Anschlussmodul (3) ein Zentrierloch (29) vorgesehen ist, das zwischen der Klemmeinheit (4) und der Auslöseeinheit (5) des jeweiligen Anschlussmoduls (3) angeordnet ist.
  12. System mit einer einteiligen Federkraftklemme (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 und mindestens einem Klemmkammerkörper (30), wobei jedes Anschlussmodul (3) der einteiligen Federkraftklemme (1) in jeweils einer zugeordneten Klemmkammereinheit (31) des mindestens einen Klemmkammerkörpers (30) angeordnet ist und wobei die jeweilige Klemmkammereinheit (31) eine Einführöffnung (32) aufweist, durch die der jeweilige elektrische Leiter (2) so in die jeweilige Klemmkammereinheit (31) einführbar ist, dass dieser gegen den Auslöseflächenabschnitt (13) der Auslöseeinheit (5) des jeweiligen im vorgespannten Zustand (10) befindlichen Anschlussmoduls (3) drückt, um das jeweilige Anschlussmodul (3) in den ausgelösten Zustand (9) zu überführen und den jeweiligen elektrischen Leiter (2) mit dem Klemmabschnitt (6) des jeweiligen Anschlussmoduls (3) zu kontaktieren und zu klemmen.
  13. System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass in der jeweiligen Klemmkammereinheit (31) ein Kontaktstück (33) angeordnet ist, wobei ein Kontaktabschnitt (34) des Kontaktstücks (33) gegenüber dem Klemmabschnitt (6) der Klemmeinheit (4) des jeweiligen Anschlussmoduls (3) angeordnet ist, wenn sich das jeweilige Anschlussmodul (3) im vorgespannten Zustand (10) befindet, um ein Anordnen des jeweiligen elektrischen Leiters (2) bei dessen Einführung in die jeweilige Klemmkammereinheit (31) zwischen dem Klemmabschnitt (6) und dem Kontaktabschnitt (34) zu ermöglichen, wobei am Kontaktabschnitt (34) eine oder mehrere, vorzugsweise zwei, Fixiernasen (35) vorgesehen sind.
  14. System nach einem der Ansprüche 12 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass bei jeder Klemmkammereinheit (31) ein von außen betätigbarer Betätigungsstößel (36) vorgesehen ist, um durch Verschieben des Betätigungsstößels (36) parallel zu einer Verschieberichtung (37) gegen den Betätigungsflächenabschnitt (8) der Klemmeinheit (4) des jeweiligen Anschlussmoduls (3) drücken und so das jeweilige Anschlussmodul (3) vom ausgelösten Zustand (9) in den vorgespannten Zustand (10) bringen zu können, wobei die Verschieberichtung (37) und ein Normalvektor (38) auf den Betätigungsflächenabschnitt (8) in einem Punkt, der durch den Betätigungsstößel (36) im vorgespannten Zustand (10) des jeweiligen Anschlussmoduls (3) kontaktierbar ist, einen Winkel (α) von weniger als 40°, bevorzugt von weniger als 30°, einschließen.
  15. Schaltgerät, insbesondere Nocken- und/oder Steuerschalter, umfassend mindestens ein System nach einem der Ansprüche 12 bis 14.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102004001202A1 (de) * 2003-01-08 2004-07-22 Bals Elektrotechnik Gmbh & Co. Kg Leiteranschlussklemme, insbesondere für Steckverbinder
WO2021105280A1 (de) * 2019-11-28 2021-06-03 Weidmüller Interface GmbH & Co. KG Federkraftklemme für leiter

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