WO2012038291A1 - Klemmeinheit und anschlussvorrichtung mit einer solchen klemmeinheit - Google Patents

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WO2012038291A1
WO2012038291A1 PCT/EP2011/065760 EP2011065760W WO2012038291A1 WO 2012038291 A1 WO2012038291 A1 WO 2012038291A1 EP 2011065760 W EP2011065760 W EP 2011065760W WO 2012038291 A1 WO2012038291 A1 WO 2012038291A1
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clamping
section
clamping unit
conductor
edge
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PCT/EP2011/065760
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French (fr)
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Constantin Classen
Stephan Fehling
Herbert Fricke
Walter Hanning
Michael Herrmann
Dietmar Horn
Paulo Russo
Karlo Stjepanivic
Siegfried Storm
Jürgen Ziemke
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Weidmüller Interface GmbH & Co. KG
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/28—Clamped connections, spring connections
    • 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
    • H01R4/4828—Spring-activating arrangements mounted on or integrally formed with the spring housing
    • H01R4/48365—Spring-activating arrangements mounted on or integrally formed with the spring housing with integral release means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R9/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, e.g. terminal strips or terminal blocks; Terminals or binding posts mounted upon a base or in a case; Bases therefor
    • H01R9/22—Bases, e.g. strip, block, panel
    • H01R9/24—Terminal blocks
    • H01R9/26—Clip-on terminal blocks for side-by-side rail- or strip-mounting

Definitions

  • the invention relates to a clamping unit according to the preamble of claim 1 and a connection device with such a clamping unit according to the preamble of claim 7.
  • Such a clamping unit is used in connection devices for connection or contacting of an electrical conductor.
  • a stripped or bare electrical conductor is brought into an electrically conductive connection with a contact section via a clamping edge of a clamping element by means of spring force.
  • the conductor end to be connected is inserted into the connection device.
  • the clamping unit of the connecting device can be opened in an initial position without a conductor connected for easy insertion of the conductor and in the clamping position for pulling out the conductor by an actuating device.
  • connection devices there is in particular the demand for an optimization of the electrical contact between the conductor to be connected and the connection device.
  • the object of the invention is to provide an improved clamping unit.
  • a further object of the invention is therefore to provide an improved connection device.
  • the terminal unit combines the advantages of a tension spring and a so-called push-in clamping spring in that the contact portion is disposed at the end of the contact portion with the insertion portion, and a pivot axis is disposed in the vicinity of the other end of the contact portion is.
  • the pivot axis lies below the contact rich, whereby a high force application point is in the vicinity of the insulation of a conductor to be inserted.
  • a clamping unit according to the invention for electrical conductors comprises:
  • the clamping unit is characterized in that the contact portion is disposed at the end of the contact portion with the insertion portion, and a pivot axis is disposed near the other end of the contact portion (4 ').
  • the clamping unit also has a self-locking function, which effectively prevents the conductor from being pulled out of the connection device.
  • a pull-out force which acts on the clamped conductor, as a pulling force in the
  • Clamping unit passed over a clamping section. Buckling by pressure forces is avoided.
  • a self-reinforcement adapts to the conductor cross-section, i. larger conductor diameters result in higher self-reinforcement.
  • the clamping element is a loop spring, one leg of which is a holding section and extends through a window of the other leg formed as a clamping portion with the clamping edge, both legs are connected via an arc portion.
  • a simple spring contour makes a relatively small space requirement possible and results in a favorable force application as traction.
  • the window is enclosed on all sides by the clamping section. This also guides the conductor to be connected.
  • the window also contains the con- Clock section of the busbar, which is used as an abutment for the conductor.
  • the clamping portion and the holding portion form an angle which may be in the range of more than 0 °, preferably 10 ° to 60 °, most preferably in the range of 20 ° to 40 °. It is clear that this angle varies depending on the strength of the conductor element to be clamped.
  • the clamping element is a spring-biased clamping lever, which is pivotable about a pivot axis.
  • the clamping lever has the clamping edge, which is an edge of an inclined surface at an angle to the contact portion.
  • the angle may be in the range of 10 ° to 60 °, preferably in the range of 20 ° to 40 °. Again, it is clear that the angle is variable depending on the strength of the conductor element to be clamped
  • An electrical conductor connecting apparatus includes: a body having an inner space and an insertion opening for introducing the electrical conductor in an insertion direction into the inner space; a clamping unit arranged in the interior for clamping and contacting the electrical conductor; an actuating device for releasing the clamping unit from a basic position and a clamping position.
  • the connecting device is characterized in that the clamping unit is a clamping unit with a loop spring described above.
  • the actuator may be arranged in parallel or at an angle to the direction of insertion in the body.
  • This angle can be in a range of more than 0 ° and less than 170 °, preferably 10 ... 60 °, very particularly preferably 20 ... 40 °. It is particularly advantageous if it is located in one of said angular ranges, since so the operating force is particularly low.
  • the clamping unit may alternatively also be a clamping unit with a clamping lever described above.
  • a loop spring for such a clamping unit is characterized in that one leg is a holding section and extends through a window of another extending as a clamping portion with a clamping edge formed leg, wherein both legs are connected via an arc portion.
  • a baying terminal has at least one connection device described above.
  • Stripping the conductors can be less problematic because the conductor is clamped near the insulation.
  • the stripping tolerances can be larger, which saves manufacturing costs.
  • the conductor ends are also easier to cut, since the clamping point is higher and higher tolerances can be allowed.
  • the clamping unit can be used mechanically without plastic, whereby it is fully functional.
  • connection device has an actuating device. But also the
  • Clamping unit with the loop spring itself can be opened manually or with tools.
  • Figure 1, 1 a-b is a schematic perspective view of a conventional
  • FIG. 2a-b is a schematic perspective view of a first embodiment of a clamping unit according to the invention and schematic representations thereto;
  • Figure 3 is a schematic side view of a first embodiment of a connecting device according to the invention with the clamping unit of Figure 2;
  • Figure 4 shows the first embodiment of the connecting device according to the invention according to Figure 3 in a sectional view;
  • Figure 5 shows the first embodiment of the connecting device according to the invention according to Figure 3 during installation of an actuating device;
  • FIG. 6 shows the first exemplary embodiment of the connecting device according to the invention according to FIG. 3 with built-in actuating device
  • Figure 7 shows the first embodiment of the connecting device according to the invention according to Figure 3 with an inserted
  • Figure 8-1 the first embodiment of the connecting device according to the invention according to Figure 7 in different phases during insertion of a conductor
  • Figure 12 is a perspective view of a loop spring
  • Figure 13 is a schematic side view of a second embodiment of a connecting device according to the invention.
  • Figure 13a is a schematic enlarged view of clamping edge and contact portion of Figure 13;
  • FIGS. 14-16 show the second exemplary embodiment of the connecting device according to the invention according to FIG. 13 in different phases during insertion of a conductor
  • FIG. 17 shows a third exemplary embodiment of the connection device according to the invention with an inserted clamping unit according to FIG. 2; 18-21, the third embodiment of the connecting device according to the invention according to Figure 17 in different phases during insertion of a conductor;
  • Figure 22 is a perspective view of the clamping unit of Figure 2 with an actuating device of the third embodiment of the connecting device according to the invention according to Figure 17;
  • FIG. 22b is a sectional view of the actuating device according to FIG.
  • FIG. 1 shows a schematic perspective view of a conventional one
  • Clamping unit 1 ' and Figures 1 a and 1 b show schematic diagrams thereto.
  • the clamping unit is well suited for installation - individually or in multiple versions - in an electrical device, in particular in a housing of a terminal block for snapping onto mounting rails.
  • clamping unit 1 ' In a basic position without a connected conductor, the clamping unit 1 'is not actuated.
  • a state "open" clamping unit 1 ' means that the clamping unit 1' is actuated and a previously clamped conductor can be removed or a conductor to be clamped in. After insertion of a conductor and cancellation of the operation, the conductor is clamped and connected by the clamping unit 1 ' This is referred to as a clamping position or as a clamping position with a connected conductor.
  • the conventional clamping unit 1 ' consists of a holder 5, to which a clamping element K1 in the form of a V-shaped clamping spring with a holding portion 6 is attached.
  • the holding portion 6 is a leg of the V-shaped clamping spring.
  • a resilient arc section 6a which in turn is connected to a further leg, namely a clamping section 6b.
  • the clamping portion 6 is provided at its end with a clamping edge 6d, which presses by the spring action of the clamping element K1 against a stripped conductor element 2a of a conductor 2 with insulation 2b.
  • the conductor element 2a is connected through an insertion section E between clamping edge 6d and current Rail 4 is inserted and is pressed in this manner against a busbar 4 in a clamping region 7 (see Figure 1 a), wherein an electrical contact is made.
  • the clamping region 7 is located here at a lower end of the busbar 4, at which the end of the conductor element 2a is located.
  • An upper end of the bus bar 4 is in the vicinity of the insulation of the conductor 2.
  • FIG. 2 shows a schematic perspective view of a first exemplary embodiment of a clamping unit K2 according to the invention in a clamping position, schematic representations of which are illustrated in FIGS. 2a and 2b.
  • the clamping unit 1 has as a clamping element K2 on a so-called loop spring, which is attached to a holding portion 6 on a surface of a contact portion 4 'of a bus bar 4.
  • the holding portion 6 extends straight here and parallel to the contact portion 4 ', on which the conductor element 2 a rests.
  • the holding portion 6 is substantially parallel to the longitudinal axis of the contact portion 4 'adjacent conductor element 2a.
  • the holding section goes down into an arc section 6a with the pivot axis 3 over.
  • the arc section 6a forms an approximately three-quarter circle in the form of a loop, which runs counterclockwise here and merges into a clamping section 6b, which with the holding section 6 an angle ⁇ > 0 ° and ⁇ ⁇ 90 ° (see Fig. 2a), eg 10 ... 60 °, preferably 20 ... 40 °, forms or encloses and extends over the holding portion 6 away.
  • the clamping section 6b has a window 6e through which the holding section 6 extends with the contact section 4 'of the busbar 4. This window 6e is enclosed on all sides by the clamping section 6b.
  • a clamping edge 6d is disposed within the window 6e.
  • the end of the clamping portion 6b is slightly bent down and can be operated by hand or with a tool, for example, for opening the clamping unit 1, for example.
  • the insertion portion E for the conductor element 2a.
  • the stripped conductor element 2a of the conductor 2 is pressed by the clamping edge 6d to the contact portion 4', wherein the spring force of the arc portion 6a of the clamping element K2 acts.
  • the conductor element 2a also extends through the window 6e of the loop spring.
  • the busbar 4 acts as an abutment of the conductor element 2a.
  • the bow portion 6a of the loop spring is supported with its outer surface on a foot portion 4 "of the bus bar 4, wherein the foot portion 4" is mounted approximately at right angles to the contact portion 4 'below.
  • the fulcrum axis 3 lies below the clamping area 7 in the loop spring of the clamping unit 1.
  • the clamping area 7 lies at the upper end of the busbar 4 or the contact section 4 'of the busbar 4.
  • the clamping area 7 is thus easier to reach.
  • a self-energizing effect also occurs when pulling out the conductor 2 and increases with larger conductor diameters.
  • the clamping portion 6b of the loop spring is exposed only to tensile forces, which are generated by the pull-out force F A. Such a tensile load is cheaper than a compressive load, since there is no risk of Ausknick.
  • the angle ⁇ is dependent on the size, ie the diameter, of the conductor element 2a to be clamped. This means that the angle ⁇ in the clamping position without a clamped conductor element 2a has a smallest value, the angle ⁇ in the clamping position with a clamped conductor element 2a depending on the size of the conductor element 2a is greater than this smallest value.
  • the clamping edge 6d (see Figure 2b) is located at a short distance with the dimension Y to the end of the insulation 2b of the conductor 2. As a result, a Strisoliertown is not critical. Likewise, cut-off errors of the end of the conductor element 2a may occur which do not reach the clamping region 7, since this is far away from the conductor end. Also wire end ferrule do not cause any problems. Turning test results are positive due to the short measure X.
  • FIG. 3 shows a schematic side view of a first embodiment of a connection device 10 according to the invention with the clamping unit 1 in the clamping position according to FIG. 2.
  • connection device 10 comprises a body 8, e.g. a cuboid Isolierstoffblock with an interior 1 1, which is accessible from the visible side in the figure 3 and is closed from the other side.
  • a body 8 e.g. a cuboid Isolierstoffblock with an interior 1 1, which is accessible from the visible side in the figure 3 and is closed from the other side.
  • the inner space 1 1 surrounded by a bottom wall with a bottom 8b, laterally by walls with end faces 8c and 8d and above with a wider wall with a top 8a.
  • the interior 1 1 is divided by the inserted clamping unit 1 in two areas. To the right of the clamping unit 1 is a connection space 1 1 a and to the left of an operating space (without reference numeral). Approximately in the middle of the upper wall of the body 8, an insertion opening 12 is formed for the conductor 2, which communicates with the interior 1 1, ie the connection space 1 1 a.
  • the conductor 2 is here introduced from top to bottom in an insertion direction 15 in the insertion opening 12, as will be explained further below.
  • an actuator 9 in the form of a slider which is also referred to as a pusher, in the direction from top to bottom and vice versa is included. More specifically, in the insertion direction 15.
  • This pusher has at its upper end an operating portion 9a and at its lower end, which projects into the inner space 1 1, the operating space, a pressure portion 9b with a pressure edge 9c for cooperation with the clamping unit 1 ,
  • the pressure edge 9c is rounded here, which facilitates sliding on the clamping section 6b when actuated, because the clamping section 6b extends at the angle ⁇ to the displacement direction of the actuating device 9 and the insertion direction 15.
  • the actuating device 9 can also be reached and actuated in the insertion direction 15.
  • the clamping unit 1 of the connecting device 10 is shown here in the clamping position and unconfirmed, wherein the electrical conductor 2 is connected.
  • the conductor When actuated in the clamping position for releasing the clamping unit 1, the conductor can be inserted or removed in the insertion direction 15.
  • the conductor 2 In an unactuated position and an inserted conductor 2, the conductor 2 is connected to the connecting device 10 in the clamping position of the clamping unit 1, wherein an electrical connection between the contact portion 4 'of the busbar 4 of the connecting device 10 and the conductor 2 is made.
  • Rigid conductors can also be inserted directly without actuation.
  • the clamping unit 1 is inserted into the interior 1 1 with the busbar 4 designed as a right-angle, so that the foot section 4 "rests on the bottom wall in the left-hand operating space
  • the conductor element 2a which is inserted between the end of the contact section 4' of the busbar 4 and the end of the clamping section 6b through the insertion section E, is located on a contact surface 4a the contact portion 4 'of the bus bar 4, to which it is pressed by the clamping portion 6b of the clamping unit 1 with the clamping edge 6d in the clamping region 7.
  • the pusher 9 is inserted in the insertion direction 15 in the interior 1 1 and its pressure edge 9c touches the clamping portion 6b of the loop spring just before the window 6e. Another pressure on the pusher 9 causes the clamping portion 6b pivoted clockwise down to the right and the clamping edge 6d detached from the conductor element 2a, so that the conductor 2 can be pulled out of the terminal compartment 1 1 a against the insertion direction 15.
  • the operating portion 9a has a slot, e.g. the insertion of a tool, e.g. a screwdriver blade, relieved.
  • FIG. 5 is shown how the pusher 9 is inserted into the left side of the inner space 1 1 of the body 8 below the receptacle 8e. He lies with his pressure section on the bottom wall of the interior 1 1 on.
  • FIG. 6 shows the pusher 9 pushed into the receptacle 8e from below. A shoulder of the pressure section 9b abuts a lug of the upper wall of the interior. On the right above this nose, a slot is formed in the upper wall, which accommodates an upper, obliquely bent end of the busbar 4 of the clamping unit 1, which is now inserted into the inner space 11, as shown in FIG. The clamping unit 1 is in the home position.
  • the head portion 6c of the clamping portion 6b of the loop spring (clamping element K2) is here rounded down and rests with its upper convex surface on the correspondingly shaped inside of the upper wall 8f of the interior 1 1, ie here the connection space 1 1 a.
  • the pressure edge 9c of the pusher 9 rests on the clamping portion 6b.
  • the connecting device 10 is here in the normal position. There is no conductor 2 connected.
  • connection device 10 is shown in the basic position of the clamping unit 1 prior to actuation of the actuator 9 by a tool 14.
  • the tool 14 may reach the actuator 9 in the insertion direction 15 from the upper side 8 a of the body 8.
  • FIG. 9 The actuation of the clamping unit 1 by means of the tool 14 down in the insertion direction 15 pushed pusher 9 illustrates Figure 9.
  • the pusher 9 presses with its pressure edge 9c the clamping portion 6b of the loop spring so that it pivots clockwise into the terminal compartment 1 1 a.
  • the window 6e and the insertion section E are so far "opened” that the conductor element 2a can be inserted through the insertion opening 12 in the insertion direction 15 through in the insertion section E.
  • clamping unit 1 is actuated and opened and the conductor element 2a in the connection space 1 1 a through the window 6e of the clamping portion 6b of
  • FIG. 10 shows a perspective view of a loop spring as a clamping element K2. Between the end of the clamping portion 6d and the holding portion 6 is the insertion portion E for the conductor element 2a.
  • the one leg of the loop spring formed as a holding section 6 is perpendicular here and extends through the window 6e of the other leg of the loop spring formed as a clamping section 6b with the clamping edge 6d. Both legs are connected by the arc section 6a. Attention is drawn to the explanations already given in connection with FIGS. 2 to 4, which will not be repeated here.
  • FIG. 13 shows a second exemplary embodiment of the connection device 10 'according to the invention in a schematic side view.
  • connection device 10 ' is shown in the basic position.
  • the body 8 has an inner space 11 in which a clamping unit 1 "is arranged, and a bus bar 4 with the contact section 4 'is guided below the upper wall of the inner space 11 and perpendicularly below a funnel-shaped insertion opening 12 in the upper wall Angled down into the inner space 1 1 and extends to just before the lower bottom wall of the inner space 1 1. Furthermore, there is a clamping element K3 in the inner space 1 1, which has a clamping lever 6'h on the right side next to the contact portion At its upper end facing the contact section 4 ', the clamping section 6'b has an inclined surface 6'i with a clamping edge 6' facing the contact section 4 '.
  • this surface 6'i is inclined at an angle ⁇ to the insertion direction 15 and to the contact portion 4 ', such that the clamping edge 6'd moves farther from the insertion opening 12 lies opposite the edge of the inclined surface 6'i opposite it, in other words, this surface 6'i is inclined downward with the clamping edge 6'd.
  • 13a shows an enlarged schematic illustration of the clamping edge and contact section of FIG. 13.
  • the angle ⁇ can be more than 0 ° and less than 90 °, preferably 10... 60 °, particularly preferably 20 ... 40 ° and is formed between the contact portion 4 'and the insertion direction 15 and the inclined surface 6'i.
  • Clamping portion 6'b bent down to the left and forms a V-like shape.
  • the leg of this V-like shape bent to the left is approximately at its center in a direction perpendicular to the insertion direction 15 Swivel axle 6'f pivotally mounted.
  • the clamping edge 6'd is the insertion portion E for the conductor element 2a.
  • the left end of this leg has a force introduction portion 6'g which is provided at the bottom with a nose, which cooperates with a pressure edge 9c of a here from the bottom 8b of the body 8 against the insertion direction 15 slidably received pushers 9.
  • the force introduction section 6'g is provided on its nose side opposite the upper side with a receptacle for a spring pressure portion 16b of a leg of a spring 16 which is arranged V-shaped around a projection 8g of the body 8 or an insert part in the interior 1 1.
  • the other leg of this spring 16 is bent in the middle to the left and bent over at right angles to the top, which then conforms to the busbar 4 as a spring holding section 16a.
  • the spring pressure section 16b presses on the force introduction section 6'g of the clamping lever 6'h and holds it around the
  • the inclined surface 6'i forms an obliquely upward-directed guide surface, which facilitates the insertion of the conductor, in particular a rigid conductor without the use of the actuator.
  • FIG. 14 shows the connecting device 10 'according to FIG. 13 in the opened clamping position.
  • the pusher 9 is pressed against the insertion direction 15 with a tool 14 (indicated only as an arrow) and pivots against the spring force of the spring 16, the clamping lever 6'h in a clockwise direction, so that the clamping portion 6'b in the interior 1 1 pivoted to the right and the clamping edge 6'd has a large distance to the contact portion 4 'for insertion of the conductor element 2a in the insertion direction 15 through the insertion opening 12.
  • FIG. 17 shows a third exemplary embodiment of the connecting device 10 according to the invention with an inserted clamping unit 1 in the basic position according to FIG. 2.
  • the structure of the third embodiment corresponds to the receptacle 8e and the actuator 9 to the first embodiment of Figure 3 and is shown reversed. Therefore only the differences are explained.
  • the receptacle 8e in which the pusher 9 is slidably received in an actuating direction 17 and back, is accessible from the top 8a of the connecting device 10 and extends within the body 8 at an angle ß inclined to the direction of insertion on the clamping portion 6b out.
  • the angle ⁇ may be between 0 ° and 170 °, in particular 10 ... 60 °, preferably 20 ... 40 °, with just the last-mentioned areas contributing to a particularly compact design.
  • the pusher 9 has the actuating portion 9a and the pressure portion 9b, wherein the pressure portion 9b, in contrast to the first embodiment, two pressure edges 9c (see Figure 22, 22a-b), which cover a smaller sliding path on actuation on the clamping portion 6b.
  • the pusher 9 here has shoulders 9d on both sides, which prevent it from falling out of the receptacle 8e by cooperating with stops, not shown, in the receptacle 8e, which is easy to imagine.
  • the conductor 2 is inserted with the conductor element 2a.
  • the end of the conductor element 2a rests on a raised bottom step of the body 8. This is shown in FIG 20.
  • the clamping unit 1 assumes the clamping position shown in Figure 21 and the pusher 9 moves in the receptacle 8e in the opposite direction of actuation 19 back.
  • Figure 22 shows a perspective view of a clamping unit of Figure 2 with the actuator 9 of the third embodiment of the connecting device according to the invention according to Figure 17 in the actuated open position.
  • Figure 22a shows a perspective view of the actuator of Figure 22 and
  • Figure 22b is a sectional view of the actuator of Figures 22 and 22a.
  • the actuation direction 19 is opposite the insertion direction 15, which runs parallel to the contact portion 4 ', inclined by the angle ß.
  • the tool 14 may be inclined for operation at the same or approximately the same angle.
  • the actuator or the pusher 9 is provided on both sides with the shoulders 9d and here has a rectangular cross-section. Since the pressing portion 9b is disposed in the region of the window 6e of the clamping unit 1 and the contact portion 4 ', the printing portion 9b is recessed in the middle in the longitudinal direction from the lower end in the width of the window 6e. As a result, two pressure edges 9c (FIG. 22a) are formed, which each interact with an oblong side edge of the window 6e of the clamping portion 6b. In FIG.
  • the pusher 9 is shown in a longitudinal section, wherein the recess of the pressure section 9b and an inner side of the one pressure edge 9c can be seen.
  • the Recess extends from a right lower end of the pressure section 9b, which is opposite to the pressure edges 9c, to the left side about one third above the pressure edges 9c out.
  • the operating portion 9a is inclined to the longitudinal axis of the pusher 9 by the angle ß, wherein the upper side of the Betchanistsab- section 9a is parallel to the upper side 8a of the body 8, when the pusher 9 is received in the receptacle 8e (see Figure 17).
  • connection devices 10, 10 ' can be designed as a series terminal.
  • the clamping unit 1 is without body 8 or housing functional.
  • the pusher 9 may also have a different cross section, which may be formed, for example, triangular or polygonal, oval or circular with a nose to prevent rotation.

Landscapes

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

Abstract

Klemmeinheit (1, 1'') für elektrische Leiter (2), mit einer Stromschiene (4) mit einem Kontaktabschnitt (4') und einem Kontaktbereich (7); und einem Klemmelement (K2, K3) mit mindestens einer Klemmkante (6d, 6'd), die dem Kontaktbereich (7) gegenübersteht, wobei ein Ende des Kontaktabschnitts (4') und die Klemmkante (6d, 6'd) einen Einführungsabschnitt (E) für den elektrischen Leiter (2) bilden, wobei der Kontaktbereich (7) an dem Ende des Kontaktabschnitts (4') mit dem Einführungsabschnitt (E) angeordnet ist, und dass eine Schwenkachse (3, 6'f) in der Nähe des anderen Endes des Kontaktabschnitts (4') angeordnet ist.

Description

Klemmeinheit und Anschlussvorrichtung mit einer solchen Klemmeinheit
Die Erfindung betrifft eine Klemmeinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Anschlussvorrichtung mit einer solchen Klemmeinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 7.
Eine solche Klemmeinheit wird in Anschlussvorrichtungen zum Anschluss bzw. einer Kontaktierung eines elektrischen Leiters verwendet. In einer Klemmstellung ist ein abisolierter oder blanker elektrischer Leiter mit einem Kontaktabschnitt über eine Klemmkante eines Klemmelementes mittels Federkraft in elektrisch leitende Verbindung gebracht. Dazu wird das anzuschließende Leiterende in die Anschlussvorrichtung eingeführt. Die Klemmeinheit der Anschlussvorrichtung kann in einer Grundstellung ohne angeschlossenen Leiter zur leichten Einführung des Lei- ters und in der Klemmstellung zum Herausziehen des Leiters durch eine Betätigungseinrichtung geöffnet werden.
Bei derartigen Anschlussvorrichtungen besteht insbesondere die Forderung nach einer Optimierung des elektrischen Kontaktes zwischen anzuschließenden Leiter und der Anschlussvorrichtung.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Klemmeinheit bereitzustellen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, eine verbesserte An- Schlussvorrichtung zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch eine Klemmeinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst Die Aufgabe wird auch durch eine Anschlussvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst.
Die Klemmeinheit bzw. Leiteranschluss-Klemmeinrichtung vereint die Vorteile einer Zugfeder und einer so genannten Push-In Klemmfeder, indem der Kontaktbe- reich an dem Ende des Kontaktabschnitts mit dem Einführungsabschnitt angeordnet ist, und dass eine Schwenkachse in der Nähe des anderen Endes des Kontaktabschnitts angeordnet ist. Die Schwenkachse liegt unterhalb des Kontaktbe- reiches, wodurch sich ein hoher Kraftangriffspunkt in der Nähe der Isolierung eines einzuführenden Leiters befindet.
Eine erfindungsgemäße Klemmeinheit für elektrische Leiter weist auf:
eine Stromschiene mit einem Kontaktabschnitt und einem Kontaktbereich; und ein Klemmelement mit mindestens einer Klemmkante, die dem Kontaktbereich gegenübersteht, wobei ein Ende des Kontaktabschnitts und die Klemmkante einen Einführungsabschnitt für den elektrischen Leiter bilden. Die Klemmeinheit ist dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktbereich an dem Ende des Kontaktab- Schnitts mit dem Einführungsabschnitt angeordnet ist, und dass eine Schwenkachse in der Nähe des anderen Endes des Kontaktabschnitts (4') angeordnet ist.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass durch den hohen Kraftangriffspunkt ein so genannter Drehtest positiv ausfällt als beim Stand der Technik, bei welchem der Kraftangriffspunkt weiter unten liegt und somit ein größerer Abstand zwischen Klemmpunkt und Isolation besteht.
Die Klemmeinheit besitzt außerdem eine Selbsthemmungsfunktion, die ein Herausziehen des Leiters aus der Anschlussvorrichtung wirkungsvoll verhindert. Da- bei wird eine Auszugskraft, die am geklemmten Leiter wirkt, als Zugkraft in die
Klemmeinheit über einen Klemmabschnitt geleitet. Ausknicken durch Druckkräfte wird vermieden.
Weiterhin wird auch ein so genanntes Wandern des Klemmpunkts des Leiters wei- testgehend reduziert.
Eine Selbstverstärkung passt sich dem Leiterquerschnitt an, d.h. größere Leiterdurchmesser ergeben eine höhere Selbstverstärkung. Dazu ist es bevorzugt, dass das Klemmelement eine Schlaufenfeder ist, deren einer Schenkel ein Halteabschnitt ist und sich durch ein Fenster des anderen als Klemmabschnitt mit der Klemmkante ausgebildeten Schenkels hindurch erstreckt, wobei beide Schenkel über einen Bogenabschnitt verbunden sind. Eine einfache Federkontur macht einen relativ geringen Bauraumbedarf möglich und ergibt eine günstige Krafteinleitung als Zugkraft.
Das Fenster ist allseitig vom Klemmabschnitt umschlossen. Durch dies wird auch der anzuschließende Leiter geführt. In dem Fenster befindet sich auch der Kon- taktabschnitt der Stromschiene, welcher als Gegenlager für den Leiter verwendet wird.
Der Klemmabschnitt und der Halteabschnitt bilden einen Winkel, der im Bereich von mehr als 0°, vorzugsweise 10° bis 60°, ganz besonders vorzugsweise im Bereich von 20° bis 40°, liegen kann. Dabei ist klar, dass sich dieser Winkel in Abhängigkeit von der Stärke des zu klemmenden Leiterelementes veränderlt.
In einer alternativen Ausführung ist das Klemmelement ein mit Federkraft vorge- spannter Klemmhebel, der um eine Schwenkachse verschwenkbar ist.
Der Klemmhebel weist die Klemmkante auf, welche eine Kante einer in einem Winkel zu dem Kontaktabschnitt geneigten Fläche ist. Der Winkel kann im Bereich von 10° bis 60°, vorzugsweise im Bereich von 20° bis 40°, liegen. Auch hierbei ist klar, dass der Winkel in Abhängigkeit von der Stärke des zu klemmenden Leiterelementes veränderlich ist
Eine Anschlussvorrichtung für elektrische Leiter weist Folgendes auf: einen Körper mit einem Innenraum und einer Einführungsöffnung zur Einführung des elektri- sehen Leiters in einer Einführungsrichtung in den Innenraum; eine im Innenraum angeordnete Klemmeinheit zur Klemmung und Kontaktierung des elektrischen Leiters; eine Betätigungseinrichtung zur Lösung der Klemmeinheit aus einer Grundstellung und einer Klemmstellung. Die Anschlussvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmeinheit eine Klemmeinheit mit einer oben beschrie- benen Schlaufenfeder ist.
Auch die Betätigungseinrichtung kann parallel oder in einem Winkel zu der Einführungsrichtung in dem Körper angeordnet sein. Dieser Winkel kann in einem Bereich von mehr als 0° und weniger als 170°, vorzugsweise 10...60°, ganz beson- ders vorzugsweise 20...40° liegen. Dabei ist es von besonderem Vorteil, wenn sie in einem der genannten Winkelbereiche liegt, da so die Betätigungskraft besonders gering ist.
Die Klemmeinheit kann alternativ auch eine Klemmeinheit mit einem oben be- schriebenen Klemmhebel sein.
Eine Schlaufenfeder für eine solche Klemmeinheit ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Schenkel ein Halteabschnitt ist und sich durch ein Fenster eines anderen als ein Klemmabschnitt mit einer Klemmkante ausgebildeten Schenkels hindurch erstreckt, wobei beide Schenkel über einen Bogenabschnitt verbunden sind.
Eine Anreihklemme weist zumindest eine oben beschriebene Anschlussvorrichtung auf.
Durch die erfindungsgemäße Anschlussvorrichtung mit der erfindungsgemäßen Klemmeinheit können Drehtests wie ein Test auf Leiterbeschädigung und Lochung ohne weiteres problemlos bestanden werden. Die angeschlossenen Leiter sind gegen Auszug besser gesichert als im Stand der Technik.
Ein Abisolieren der Leiter kann unproblematischer sein, da der Leiter nahe der Isolierung geklemmt wird. Somit können die Abisoliertoleranzen größer ausfallen, was Fertigungskosten einspart. Auch die Leiterenden sind leichter zu schneiden, da der Klemmpunkt höher liegt und höhere Toleranzen zugelassen werden können.
Die Klemmeinheit kann mechanisch ohne Kunststoff verwendet werden, wobei sie voll funktionstüchtig ist.
Kleine Leiter mit vielen Litzen sind besonders gut klemmbar, indem die Anschlussvorrichtung eine Betätigungseinrichtung aufweist. Aber auch die
Klemmeinheit mit der Schlaufenfeder selbst kann manuell oder mit Werkzeug geöffnet werden.
Anhand beispielhafter Ausführungen wird die Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigen:
Figur 1 , 1 a-b eine schematische Perspektivansicht einer herkömmlichen
Klemmeinheit und Prinzipdarstellungen dazu;
Figur 2, 2a-b eine schematische Perspektivansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Klemmeinheit und Prinzipdarstellungen dazu;
Figur 3 eine schematische Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung mit der Klemmeinheit nach Figur 2; Figur 4 das erste Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung nach Figur 3 in einer Schnittansicht; Figur 5 das erste Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung nach Figur 3 beim Einbau einer Betätigungseinrichtung;
Figur 6 das erste Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen An- Schlussvorrichtung nach Figur 3 mit eingebauter Betätigungseinrichtung;
Figur 7 das erste Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung nach Figur 3 mit einer eingesetzten
Klemmeinheit nach Figur 2;
Figur 8-1 1 das erste Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung nach Figur 7 in verschiedenen Phasen beim Einführen eines Leiters;
Figur 12 eine perspektivische Darstellung einer Schlaufenfeder;
Figur 13 eine schematische Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung
Figur 13a eine schematische vergrößerte Darstellung von Klemmkante und Kontaktabschnitt aus Figur 13;
Figur 14-16 das zweite Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen An- Schlussvorrichtung nach Figur 13 in verschiedenen Phasen beim Einführen eines Leiters;
Figur 17 ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung mit einer eingesetzten Klemmeinheit nach Figur 2; Figur 18-21 das dritte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung nach Figur 17 in verschiedenen Phasen beim Einführen eines Leiters;
Figur 22 eine perspektivische Darstellung der Klemmeinheit nach Figur 2 mit einer Betätigungseinrichtung des dritten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung nach Figur 17;
Figur 22a perspektivische Darstellung der Betätigungseinrichtung
Figur 22; und
Figur 22b eine Schnittdarstellung der Betätigungseinrichtung nach
22 und 22a.
Figur 1 zeigt eine schematische Perspektivansicht einer herkömmlichen
Klemmeinheit 1 ', und Figuren 1 a und 1 b zeigen Prinzipdarstellungen dazu. Die Klemmeinheit eignet sich gut zum Einbau - einzeln oder in mehrfacher Ausführung - in ein elektrisches Gerät, insbesondere in ein Gehäuse einer Reihenklemme zum Aufrasten auf Tragschienen.
In einer Grundstellung ohne angeschlossenen Leiter ist die Klemmeinheit 1 ' unbe- tätigt. Ein Zustand„geöffnete" Klemmeinheit 1 ' bedeutet, dass die Klemmeinheit 1 ' betätigt ist und ein zuvor geklemmter Leiter entfernt oder ein zu klemmender Leiter eingeführt werden kann. Nach Einführung eines Leiters und aufgehobener Betätigung ist der Leiter durch die Klemmeinheit 1 'geklemmt und angeschlossen. Dies wird als Klemmstellung oder als Klemmstellung mit angeschlossenem Leiter bezeichnet.
Die herkömmliche Klemmeinheit 1 ' besteht aus einer Halterung 5, an welcher ein Klemmelement K1 in Gestalt einer V-förmige Klemmfeder mit einem Halteabschnitt 6 angebracht ist. Der Halteabschnitt 6 ist ein Schenkel der V-förmigen Klemmfeder. An diesen schließt sich ein federnder Bogenabschnitt 6a an, der seinerseits mit einem weiteren Schenkel, nämlich einem Klemmabschnitt 6b verbunden ist. Der Klemmabschnitt 6 ist an seinem Ende mit einer Klemmkante 6d versehen, welche durch die Federwirkung des Klemmelementes K1 gegen ein abisoliertes Leiterelement 2a eines Leiters 2 mit Isolierung 2b drückt. Das Leiterelement 2a ist durch einen Einführungsabschnitt E zwischen Klemmkante 6d und Strom- schiene 4 eingeführt und wird auf diese Weise gegen eine Stromschiene 4 in einem Klemmbereich 7 (siehe Figur 1 a) gepresst, wobei ein elektrischer Kontakt hergestellt wird. Der Klemmbereich 7 liegt hier an einem unteren Ende der Stromschiene 4, an dem sich das Ende des Leiterelementes 2a befindet. Ein oberes Ende der Stromschiene 4 liegt in der Nähe der Isolierung des Leiters 2. Beim Einführen des Leiterelementes 2a (hier von oben nach unten) drückt das Leiterelement 2a den Klemmabschnitt 6b des Klemmelementes K1 nach links zur Seite, wobei dies um eine Drehpunktachse 3, die durch den Bogenabschnitt 6a verläuft, im Uhrzeigersinn verschwenkt wird. Beim Herausziehen des Leiterelementes 2a in umgekehrter Richtung mit einer Ausziehkraft FA (siehe Figur 1 a) wirkt eine Selbsthemmung der Klemmeinheit 1 ', indem der Klemmabschnitt 6b über die Klemmkante 6d einem Herausziehen widersteht. Dabei nimmt der Klemmabschnitt 6b eine Druckkraft auf, die von der Ausziehkraft FA abhängt. Die Klemmkante 6d ist von der Isolierung 2b des geklemmten Leiters 2 um ein
Maß X beabstandet und liegt in Nähe des Endes des abisolierten Leiterelementes 2a. Die Drehpunktachse 3 ist über dem Klemmbereich 7 angeordnet. Dies führt zu einer tiefliegenden Kontaktstelle zwischen Klemmkante 6d und Leiterelement 2a und somit auch zu großen Abisolierlängen. Das Leiterelement 2a wird im letzten Drittel geklemmt, was Probleme bei einem so genannten Drehtest verursachen kann. Das Ende des Leiterelementes 2a muss korrekt abgeschnitten sein, da Fehlerbereich, wie sie zum Beispiel bei einem schräges Abschneiden entstehen, in den Klemmbereich 7 geraten können. In Figur 2 ist eine schematische Perspektivansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Klemmeinheit K2 in einer Klemmstellung gezeigt, Prinzipdarstellungen dazu illustrieren Figur 2a und 2b.
Die Klemmeinheit 1 weist als Klemmelement K2 eine so genannte Schlaufenfeder auf, welche mit einem Halteabschnitt 6 an einer Fläche eines Kontaktabschnitts 4' einer Stromschiene 4 angebracht ist. Der Halteabschnitt 6 verläuft hier gerade und parallel zu dem Kontaktabschnitt 4', an welchem das Leiterelement 2a anliegt. Somit liegt der Halteabschnitt 6 im Wesentlichen parallel zur Längsachse des am Kontaktabschnitt 4' anliegenden Leiterelementes 2a. Der Halteabschnitt geht nach unten in einen Bogenabschnitt 6a mit der Drehpunktachse 3 über. Der Bogenabschnitt 6a bildet einen ungefähren Dreiviertelkreis in Gestalt einer Schlaufe, der hier gegen den Uhrzeigersinn verläuft und in einen Klemmabschnitt 6b übergeht, der mit dem Halteabschnitt 6 einen Winkel α > 0° und α < 90° (siehe Fig. 2a), z.B. 10...60°, bevorzugt 20...40°, bildet bzw. einschließt und sich über den Halteabschnitt 6 hinweg erstreckt. Dabei weist der Klemmabschnitt 6b ein Fenster 6e auf, durch welches sich der Halteabschnitt 6 mit dem Kontaktabschnitt 4' der Stromschiene 4 hindurch erstreckt. Dieses Fenster 6e ist allseitig von dem Klemmab- schnitt 6b umschlossen. An der zum Ende (hier links) des Klemmabschnitts 6b liegenden Fensterseite des Fensters 6e ist eine Klemmkante 6d innerhalb des Fensters 6e angeordnet. Das Ende des Klemmabschnitts 6b ist leicht nach unten gebogen und kann zum Beispiel damit von Hand oder mit einem Werkzeug betätigt werden, zum Beispiel zum Öffnen der Klemmeinheit 1 . Zwischen dem Ende des Kontaktabschnitts 4' der Stromschiene 4 und dem Ende des Klemmabschnitts 6b befindet sich der Einführungsabschnitt E für das Leiterelement 2a. An der anderen Fläche des Kontaktabschnitts 4' der Stromschiene 4 liegt das abisolierte Leiterelement 2a des Leiters 2 an und wird von der Klemmkante 6d an den Kontaktabschnitt 4' gedrückt, wobei die Federkraft des Bogenabschnitts 6a des Klemmelementes K2 wirkt. Das Leiterelement 2a erstreckt sich ebenfalls durch das Fenster 6e der Schlaufenfeder. Die Stromschiene 4 wirkt als Gegenlager des Leiterelementes 2a.
Der Bogenabschnitt 6a der Schlaufenfeder stützt sich mit seiner Außenfläche an einem Fußabschnitt 4" der Stromschiene 4 ab, wobei der Fußabschnitt 4" in etwa rechtwinklig an dem Kontaktabschnitt 4' unten angebracht ist.
Wie Figur 2a und 2b zeigen, liegt die Drehpunktachse 3 bei der Schlaufenfeder der Klemmeinheit 1 unterhalb des Klemmbereiches 7. Der Klemmbereich 7 liegt am oberen Ende der Stromschiene 4 bzw. des Kontaktabschnitts 4' der Stromschiene 4. Der Klemmbereich 7 ist so leichter erreichbar. Ein Selbstverstärkungseffekt wird beim Herausziehen des Leiters 2 ebenfalls und nimmt bei größeren Leiterdurchmessern zu. Der Klemmabschnitt 6b der Schlaufenfeder ist dabei nur Zugkräften ausgesetzt, welche durch die Ausziehkraft FA erzeugt werden. Eine solche Zugkraftbelastung ist günstiger als eine Druckkraftbelastung, da keine Ausknickgefahr besteht.
Der Winkel α ist von der Größe, d.h. des Durchmessers, des zu klemmenden Leiterelementes 2a abhängig. Das bedeutet, dass der Winkel α in der Klemmstellung ohne ein geklemmtes Leiterelement 2a einen kleinsten Wert aufweist, wobei der Winkel α in der Klemmstellung mit einem geklemmtem Leiterelement 2a je nach Größe des Leiterelementes 2a größer als dieser kleinste Wert ist. Die Klemmkante 6d (siehe Figur 2b) liegt in einem kurzen Abstand mit dem Maß Y zum Ende der Isolierung 2b des Leiters 2. Dadurch ist ein Abisoliermaß unkritisch. Ebenfalls können Abschneidefehler des Endes des Leiterelementes 2a vorkommen, die nicht in den Klemmbereich 7 gelangen, da dieser vom Leiterende weit entfernt ist. Auch Aderendhülse bereiten keine Probleme. Drehtestergebnisse sind positiv aufgrund des kurzen Maßes X.
Figur 3 zeigt eine schematische Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung 10 mit der Klemmeinheit 1 in Klemmstellung nach Figur 2.
Die Anschlussvorrichtung 10 weist einen Körper 8, z.B. einen quaderartigen Isolierstoffblock mit einem Innenraum 1 1 , der von der sichtbaren Seite in der Figur 3 zugänglich ist und von der anderen Seite verschlossen ist. Unten ist der Innen- räum 1 1 durch eine Bodenwand mit einer Unterseite 8b, seitlich durch Wände mit Stirnseiten 8c und 8d und oben mit einer breiteren Wand mit einer Oberseite 8a umgeben.
Der Innenraum 1 1 ist durch die eingesetzte Klemmeinheit 1 in zwei Bereiche auf- geteilt. Rechts von der Klemmeinheit 1 befindet sich ein Anschlussraum 1 1 a und links davon ein Betätigungsraum (ohne Bezugszeichen). Ungefähr in der Mitte der oberen Wand des Körpers 8 ist eine Einführungsöffnung 12 für den Leiter 2 eingeformt, welche mit dem Innenraum 1 1 , d.h. dem Anschlussraum 1 1 a kommuniziert. Der Leiter 2 wird hier von oben nach unten in einer Einführungsrichtung 15 in die Einführungsöffnung 12 eingeführt, wie unten noch weiter erläutert ist. Auf der linken Seite ist die obere Wand des Körpers 8 mit einer von der Oberseite zum Innenraum durchgehenden Aufnahme 8e versehen, in welcher eine Betätigungseinrichtung 9 in Form eines Schiebers, der auch als Pusher bezeichnet wird, in der Richtung von oben nach unten und umgekehrt verschiebbar aufgenommen ist. Genauer gesagt, in der Einführungsrichtung 15. Dieser Pusher weist an seinem oberen Ende einen Betätigungsabschnitt 9a und an seinem unteren Ende, das in den Innenraum 1 1 , den Betätigungsraum, hineinragt, einen Druckabschnitt 9b mit einer Druckkante 9c zur Zusammenwirkung mit der Klemmeinheit 1 auf. Die Druckkante 9c ist hier abgerundet, wodurch ein Gleiten auf dem Klemmabschnitt 6b bei Betätigung erleichtert wird, denn der Klemmabschnitt 6b verläuft in dem Winkel α zur Verschieberichtung der Betätigungseinrichtung 9 und der Einführungsrichtung 15. Die Betätigungseinrichtung 9 ist auch in Einführungsrichtung 15 erreichbar und betätigbar. Die Klemmeinheit 1 der Anschlussvorrichtung 10 ist hier in Klemmstellung und unbetätigt gezeigt, wobei der elektrische Leiter 2 angeschlossen ist. Bei einer Betätigung in Klemmstellung zum Lösen der Klemmeinheit 1 kann der Leiter in der Einführungsrichtung 15 eingeführt oder entfernt werden. Bei einer unbetätigten Stellung und einem eingeführten Leiter 2 ist der Leiter 2 an die Anschlussvorrichtung 10 in der Klemmstellung der Klemmeinheit 1 angeschlossen, wobei eine elektrische Verbindung zwischen dem Kontaktabschnitt 4' der Stromschiene 4 der Anschlussvorrichtung 10 und dem Leiter 2 hergestellt ist. Starre Leiter können auch direkt ohne Betätigung eingeführt werden.
Die Klemmeinheit 1 ist mit der als rechtwinklig ausgebildeten Stromschiene 4 so in den Innenraum 1 1 eingesetzt, dass der Fußabschnitt 4" im Betätigungsraum links auf der Bodenwand aufliegt. Die Schlaufenfeder ist mit dem Halteabschnitt 6 an einer Anlagefläche 4b des Kontaktabschnitts 4' der Stromschiene 4 im Betätigungsraum in nicht näher erläuterter Weise befestigt. Auf der anderen Seite des Kontaktabschnitts 4' liegt das Leiterelement 2a, das zwischen dem Ende des Kontaktabschnitts 4' der Stromschiene 4 und dem Ende des Klemmabschnitts 6b durch den Einführungsabschnitt E eingeführt ist, an einer Kontaktfläche 4a des Kontaktabschnitts 4' der Stromschiene 4 an, an welchen es durch den Klemmabschnitt 6b der Klemmeinheit 1 mit der Klemmkante 6d im Klemmbereich 7 gedrückt wird.
In Figur 4 ist das erste Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anschluss- Vorrichtung 10 nach Figur 3 in einer Schnittansicht dargestellt.
Hierbei ist zu erkennen, dass der Pusher 9 in Einführungsrichtung 15 in den Innenraum 1 1 eingeschoben ist und seine Druckkante 9c den Klemmabschnitt 6b der Schlaufenfeder kurz vor dem Fenster 6e berührt. Ein weiterer Druck auf den Pusher 9 führt dazu, dass der Klemmabschnitt 6b im Uhrzeigersinn nach rechts unten verschwenkt und die Klemmkante 6d vom Leiterelement 2a löst, so dass der Leiter 2 aus dem Anschlussraum 1 1 a gegen die Einführungsrichtung 15 herausgezogen werden kann. Der Betätigungsabschnitt 9a weist einen Schlitz auf, der z.B. das Einsetzen eines Werkzeugs, z.B. eine Schraubendreherklinge, erleichtert.
Im Folgenden wird der Einbau und die Funktion der Betätigungseinrichtung 9 erläutert. In Figur 5 ist gezeigt, wie der Pusher 9 in die linke Seite des Innenraums 1 1 des Körpers 8 unterhalb der Aufnahme 8e eingesetzt ist. Er liegt dabei mit seinem Druckabschnitt auf der Bodenwand des Innenraums 1 1 auf. Figur 6 zeigt den in die Aufnahme 8e von unten eingeschobenen Pusher 9. Dabei stößt eine Schulter des Druckabschnitts 9b an eine Nase der oberen Wand des Innenraums. Rechts oberhalb dieser Nase ist ein Schlitz in die obere Wand eingeformt, welcher ein oberes, schräg abgebogenes Ende der Stromschiene 4 der, wie in Figur 7 gezeigt ist, nun in den Innenraum 1 1 eingesetzten Klemmeinheit 1 auf- nimmt. Die Klemmeinheit 1 ist in Grundstellung. Der Kopfabschnitt 6c des Klemmabschnitts 6b der Schlaufenfeder (Klemmelement K2) ist hier nach unten abgerundet und ruht mit seiner oberen konvexen Oberfläche auf der entsprechend geformten Innenseite der oberen Wand 8f des Innenraums 1 1 , d.h. hier des Anschlussraums 1 1 a. Die Druckkante 9c des Pushers 9 ruht auf dem Klemmab- schnitt 6b. Die Anschlussvorrichtung 10 befindet sich hier in der Grundstellung. Es ist kein Leiter 2 angeschlossen.
In Figur 8 ist die Anschlussvorrichtung 10 in der Grundstellung der Klemmeinheit 1 vor Betätigung der Betätigungseinrichtung 9 durch ein Werkzeug 14 gezeigt. Das Werkzeug 14 kann die Betätigungseinrichtung 9 in Einführungsrichtung 15 von der Oberseite 8a des Körpers 8 erreichen.
Die Betätigung der Klemmeinheit 1 durch den mittels Werkzeug 14 nach unten in Einführungsrichtung 15 gedrückten Pusher 9 illustriert Figur 9. Dabei drückt der Pusher 9 mit seiner Druckkante 9c den Klemmabschnitt 6b der Schlaufenfeder so, dass er im Uhrzeigersinn in den Anschlussraum 1 1 a verschwenkt. Dabei sind das Fenster 6e und der Einführungsabschnitt E soweit„geöffnet", dass das Leiterelement 2a durch die Einführungsöffnung 12 in Einführungsrichtung 15 durch in den Einführungsabschnitt E eingeführt werden kann.
Nun ist die Klemmeinheit 1 betätigt und geöffnet und das Leiterelement 2a in den Anschlussraum 1 1 a durch das Fenster 6e des Klemmabschnitts 6b der
Klemmeinheit 1 eingeführt. Dies zeigt Figur 10. Das Werkzeug 14 wird entfernt, der Pusher 9 wird dann durch die Kraft des Klemmelementes K2 nach oben ge- drückt. Gleichzeitig zieht die Federkraft der Schlaufenfeder (Klemmelement K2) die Klemmkante 6d gegen das Leiterelement 2a und presst dieses gegen die Kontaktfläche 4a der Stromschiene 4, wodurch der Leiter 2 angeschlossen ist. Diese Klemmstellung der Klemmeinheit 1 ist in Figur 1 1 dargestellt. Figur 12 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Schlaufenfeder als Klemmelement K2. Zwischen dem Ende des Klemmabschnitts 6d und dem Halteabschnitt 6 befindet sich der Einführungsabschnitt E für das Leiterelement 2a. Der eine als Halteabschnitt 6 ausgebildete Schenkel der Schlaufenfeder steht hier senkrecht und erstreckt sich durch das Fenster 6e des anderen als Klemmabschnitt 6b mit der Klemmkante 6d ausgebildeten Schenkels der Schlaufenfeder. Beide Schenkel sind durch den Bogenabschnitt 6a verbunden. Es wird auf die bereits erfolgten Erläuterungen im Zusammenhang mit Figur 2 bis 4 hingewiesen, die hier nicht wiederholt werden sollen.
Figur 13 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung 10' in einer schematischen Seitenansicht.
Die Anschlussvorrichtung 10' ist in der Grundstellung gezeigt.
Der Körper 8 weist einen Innenraum 1 1 auf, in welchem eine Klemmeinheit 1 " angeordnet ist. Eine Stromschiene 4 mit dem Kontaktabschnitt 4' ist unterhalb der oberen Wand des Innenraums 1 1 geführt und unterhalb einer hier trichterförmigen Einführungsöffnung 12 in der oberen Wand senkrecht nach unten in den Innen- räum 1 1 abgewinkelt und erstreckt sich bis kurz vor die untere Bodenwand des Innenraums 1 1 . Weiterhin befindet sich ein Klemmelement K3 in dem Innenraum 1 1 , welches einen Klemmhebel 6'h aufweist. Auf der rechten Seite neben dem Kontaktabschnitt 4' ist ein Klemmabschnitt 6'b des Klemmhebels 6'h angeordnet. Der Klemmabschnitt 6'b weist an seinem oberen, dem Kontaktabschnitt 4' zuge- wandten Ende eine geneigte Fläche 6'i mit einer zu dem Kontaktabschnitt 4' weisenden Klemmkante 6'd auf, wobei diese Fläche 6'i in einem Winkel α zur Einführungsrichtung 15 und zu dem Kontaktabschnitt 4' geneigt ist, dergestalt, dass die Klemmkante 6'd weiter von der Einführungsöffnung 12 entfernt liegt als die ihr gegenüberliegende Kante der geneigten Fläche 6'i, mit anderen Worten, diese Flä- che 6'i ist mit der Klemmkante 6'd nach unten geneigt. Figur 13a zeigt eine vergrößerte schematische Darstellung von Klemmkante und Kontaktabschnitt aus Figur 13. Der Winkel α (siehe auch Figur 2a und Erläuterungen dazu) kann mehr als 0° une weniger als 90°, vorzugsweise 10...60°, besonders vorzugsweise vorteilhaft 20...40° betragen und ist zwischen dem Kontaktabschnitt 4' bzw. der Ein- führungsrichtung 15 und der geneigten Fläche 6'i gebildet. Weiterhin ist der
Klemmabschnitt 6'b unten nach links abgebogen und bildet eine V-ähnliche Gestalt. Der nach links abgebogene Schenkel dieser V-ähnlichen Gestalt ist ungefähr in seiner Mitte in einer rechtwinklig zur Einführungsrichtung 15 verlaufenden Schwenkachse 6'f verschwenkbar angebracht. Zwischen dem Ende des Kontaktabschnitts 4' der Stromschiene 4 und dem Ende des Klemmabschnitts 6'b, hier der Klemmkante 6'd befindet sich der Einführungsabschnitt E für das Leiterelement 2a.
Das linke Ende dieses Schenkels weist einen Krafteinleitungsabschnitt 6'g auf, der nach unten mit einer Nase versehen ist, die mit einer Druckkante 9c eines hier von der Unterseite 8b des Körpers 8 entgegen der Einführungsrichtung 15 verschiebbar aufgenommenen Pushers 9 zusammenwirkt.
Der Krafteinleitungsabschnitt 6'g ist auf seiner der Nase gegenüberliegenden, oberen Seite mit einer Aufnahme für einen Federdruckabschnitt 16b eines Schenkels einer Feder 16 versehen, die V-förmig um einen Vorsprung 8g des Körpers 8 bzw. eines Einsatzteils im Innenraum 1 1 angeordnet ist. Der andere Schenkel die- ser Feder 16 ist in der Mitte nach links eingeknickt und oben nach links rechtwinklig umgebogen, wobei sich dieser dann als ein Federhalteabschnitt 16a unter die Stromschiene 4 anschmiegt.
Mittels der Federkraft der Feder 16 drückt der Federdruckabschnitt 16b auf den Krafteinleitungsabschnitt 6'g des Klemmhebels 6'h und hält diesen um die
Schwenkachse 6'f verschwenkt mit der Klemmkante 6'd gegen den Kontaktabschnitt 4' gerichtet, den sie aber jedenfalls im Zustand der Fig. 14 nicht berührt. Die geneigte Fläche 6'i bildet eine schräg nach oben rechts gerichtete Führungsfläche, welche das Einführen des Leiters erleichtert, insbesondere eines starren Leiters ohne Benutzung der Betätigungseinrichtung 9.
Figur 14 zeigt die Anschlussvorrichtung 10' nach Figur 13 in der geöffneten Klemmstellung. Dabei ist der Pusher 9 entgegen die Einführungsrichtung 15 mit einem Werkzeug 14 (nur als Pfeil angedeutet) eingedrückt und verschwenkt ge- gen die Federkraft der Feder 16 den Klemmhebel 6'h im Uhrzeigersinn, so dass der Klemmabschnitt 6'b in den Innenraum 1 1 nach rechts verschwenkt und die Klemmkante 6'd einen großen Abstand zu dem Kontaktabschnitt 4' zur Einführung des Leiterelementes 2a in Einführungsrichtung 15 durch die Einführungsöffnung 12 aufweist.
In Figur 15 ist noch die geöffnete Klemmstellung der Anschlussvorrichtung 10' beibehalten, wobei das Leiterelement 2a in den Innenraum 1 1 durch die Einführungsöffnung 12 zwischen Kontaktabschnitt 4' und Klemmabschnitt 6'b mit Klemmkante 6'd eingeführt ist. Nun wird die Betätigungseinrichtung 9 losgelassen und die Federkraft der Feder 16 verschwenkt den Klemmhebel 6'h um die
Schwenkachse 6'f gegen den Uhrzeigersinn, so dass die Klemmkante 6'd des Klemmabschnitts 6'b auf das Leiterelement 2a drückt und dieses gegen den Kon- taktabschnitt 4' presst, wodurch ein elektrisch leitender Kontakt zwischen Leiterelement 2a und der Stromschiene 4 in der in Figur 16 gezeigten Klemmstellung hergestellt ist.
Beim Herausziehen wirkt wieder die oben beschriebene Selbsthemmung durch die Klemmkante 6'd und den unterhalb des Klemmbereiches 7 angeordneten Drehpunkt in der Schwenkachse 6'f.
Figur 17 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung 10 mit einer eingesetzten Klemmeinheit 1 in Grundstellung nach Figur 2.
Der Aufbau des dritten Ausführungsbeispiels entspricht bis auf die Aufnahme 8e und die Betätigungseinrichtung 9 dem ersten Ausführungsbeispiel nach Figur 3 und ist seitenverkehrt gezeigt. Es werden daher nur die Unterschiede erläutert.
Die Aufnahme 8e, in welcher der Pusher 9 in einer Betätigungsrichtung 17 und zurück verschiebbar aufgenommen ist, ist von der Oberseite 8a der Anschlussvorrichtung 10 erreichbar und erstreckt sich innerhalb des Körpers 8 in einem Winkel ß geneigt zur Einführungsrichtung auf den Klemmabschnitt 6b hin. Der Winkel ß kann zwischen 0° und 170°, insbesondere 10...60°, vorzugsweise 20...40° betragen, wobei gerade die letztgenannten Bereiche zu einer besonders kompakten Bauform beitragen. Der Pusher 9 weist den Betätigungsabschnitt 9a und den Druckabschnitt 9b auf, wobei der Druckabschnitt 9b im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel zwei Druckkanten 9c (siehe Figur 22, 22a-b) aufweist, die auf dem Klemmabschnitt 6b einen geringeren Gleitweg beim Betätigen zurücklegen. Außerdem wird im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel durch die geneigte Anordnung der Aufnahme 8e eine größere Kraftkomponente der Betätigungskraft, die durch das Werkzeug 14 auf den Pusher 9 ausgeübt wird, senkrecht in den Klemmabschnitt 6b eingeleitet. Daraus ergibt sich der Vorteil einer reduzierten Betätigungskraft. In Figur 18 ist der Pusher 9 durch das Werkzeug 14 soweit in Betätigungsrichtung 19 in die Aufnahme 8e eingeschoben, dass der Druckabschnitt 9b mit den Druckkanten 9c den Klemmabschnitt 6b kontaktiert. Weiteres Einschieben des Pushers 9 in Betätigungsrichtung 19 öffnet die
Klemmeinheit 1 in die in Figur 19 dargestellte geöffnete Stellung. Der Pusher 9 weist hier beidseitig Schultern 9d auf, welche ein Herausfallen aus der Aufnahme 8e verhindern, indem sie mit nicht gezeigten Anschlägen in der Aufnahme 8e zusammenwirken, was leicht vorstellbar ist.
Nun wird der Leiter 2 mit dem Leiterelement 2a eingeführt. Das Ende des Leiterelementes 2a liegt dabei auf einer erhöhten Bodenstufe des Körpers 8 auf. Dies zeigt Figur 20. Nach dem Rückziehen des Werkzeugs 14 nimmt die Klemmeinheit 1 die in Figur 21 gezeigte Klemmstellung ein und der Pusher 9 bewegt sich in der Aufnahme 8e in entgegengesetzter Betätigungsrichtung 19 zurück.
Figur 22 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Klemmeinheit nach Figur 2 mit der Betätigungseinrichtung 9 des dritten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung nach Figur 17 in betätigter geöffneter Stellung. Figur 22a zeigt eine perspektivische Darstellung der Betätigungseinrichtung aus Figur 22, und Figur 22b ist eine Schnittdarstellung der Betätigungseinrichtung nach Figur 22 und 22a.
Die Betätigungsrichtung 19 ist gegenüber der Einführungsrichtung 15, welche parallel zum Kontaktabschnitt 4' verläuft, um den Winkel ß geneigt. Das Werkzeug 14 kann zur Betätigung in gleichem oder annähernd gleichem Winkel geneigt sein. Die Betätigungseinrichtung bzw. der Pusher 9 ist beidseitig mit den Schultern 9d versehen und weist hier einen rechtwinkligen Querschnitt auf. Da der Druckabschnitt 9b im Bereich des Fensters 6e der Klemmeinheit 1 und des Kontaktabschnitts 4' angeordnet ist, ist der Druckabschnitt 9b in der Mitte in Längsrichtung vom unteren Ende her in der Breite des Fensters 6e ausgespart. Dadurch sind zwei Druckkanten 9c (Figur 22a) gebildet, die jeweils mit einem länglichen Seitenrand des Fensters 6e des Klemmabschnitts 6b zusammenwirken. In Figur 22b ist der Pusher 9 in einem Längsschnitt gezeigt, wobei die Aussparung des Druckabschnitts 9b und eine Innenseite der einen Druckkante 9c zu erkennen sind. Die Aussparung erstreckt sich von einem rechten unteren Ende des Druckabschnitts 9b, welches den Druckkanten 9c gegenüberliegt, zur linken Seite etwa ein Drittel oberhalb der Druckkanten 9c hin. Der Betätigungsabschnitt 9a ist zur Längsachse des Pushers 9 um den Winkel ß geneigt, wobei die Oberseite des Betätigungsab- Schnitts 9a parallel zur Oberseite 8a des Körpers 8 verläuft, wenn der Pusher 9 in der Aufnahme 8e aufgenommen ist (siehe Figur 17).
Die Erfindung ist nicht auf die oben erläuterten Ausführungsbeispiele beschränkt. Im Rahmen der angefügten Ansprüche ist die Erfindung modifizierbar.
Die Anschlussvorrichtungen 10, 10' können als Anreihklemmen ausgebildet sein.
Die Klemmeinheit 1 ist ohne Körper 8 bzw. Gehäuse funktionstüchtig. Der Pusher 9 kann auch einen anderen Querschnitt aufweisen, der z.B. drei- oder mehreckig, oval oder kreisrund mit einer Nase als Verdrehsicherung ausgebildet sein kann.
Bezugszeichen
U M " Klemmeinheit
2 Leiter
2a Leiterelement
2b Isolierung
3 Drehpunktachse
4 Stromschiene
4' Kontaktabschnitt
4" Fußabschnitt
4a Kontaktfläche
4b Anlagefläche
5 Halterung
6 Halteabschnitt
6a Bogenabschnitt
6b, 6'b Klemmabschnitt
6c Kopfabschnitt
6d, 6'd Klemmkante
6e Fenster
6'f Schwenkachse
6'9 Krafteinleitungsabschnitt
6'h Klemmhebel
6'i Fläche
7 Klemmbereich
8 Körper
8a Oberseite
8b Unterseite
8c, 8d Stirnseite
8e Aufnahme
8f Wand
8g Vorsprung
9 Betätigungseinrichtung, Pusher
9a Betätigungsabschnitt
9b Druckabschnitt
9c Druckkante
9d Schulter
10, 10' Anschlussvorrichtung
1 1 Innenraum 1 1 a Anschlussraum
12 Einführungsöffnung
13 Kontaktbereich
14 Werkzeug
15 Einführungsrichtung
16 Feder
16a Federhalteabschnitt
16b Federdruckabschnitt
17 Betätigungsrichtung α, ß Winkel
E Einführungsabschnitt
FA Ausziehkraft
K1 -3 Klemmelement
X, Y Maß

Claims
Ansprüche
Klemmeinheit (1 , 1 ") für elektrische Leiter (2), mit
a) einer Stromschiene
(4) mit einem Kontaktabschnitt (4') und einem
Kontaktbereich (7); und
b) einem Klemmelement (K2, K3) mit mindestens einer Klemmkante (6d, 6'd), die dem Kontaktbereich (7) gegenübersteht,
c) wobei ein Ende des Kontaktabschnitts (4') und die Klemmkante (6d, 6'd) einen Einführungsabschnitt (E) für den elektrischen Leiter (2) bilden,
dadurch gekennzeichnet, dass
d) der Kontaktbereich (7) an dem Ende des Kontaktabschnitts (4') mit dem Einführungsabschnitt (E) angeordnet ist, und dass
e) eine Schwenkachse (3, 6'f) in der Nähe des anderen Endes des Kontaktabschnitts (4') angeordnet ist.
Klemmeinheit (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmelement (K2) eine Schlaufenfeder ist, deren einer Schenkel ein Halteabschnitt (6) ist und sich durch ein Fenster (6e) des anderen als Klemmabschnitt (6b) mit der Klemmkante (6d) ausgebildeten Schenkels hindurch erstreckt, wobei beide Schenkel über einen Bogenabschnitt (6a) verbunden sind.
Klemmeinheit (1 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmabschnitt (6b) und der Halteabschnitt (6) einen Winkel (a) bilden, der im Bereich von 10° bis 60°, vorzugsweise im Bereich von 20° bis 40°, liegt.
Klemmeinheit (1 ") nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmelement (K3) ein mit Federkraft vorgespannter Klemmhebel (6'h) ist, der um eine Schwenkachse (6'f) verschwenkbar ist.
5. Klemmeinheit (1 ") nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der
Klemmhebel (6'h) die Klemmkante (6'd) als Kante einer Fläche (6'i) aufweist, welche in einem Winkel (a) zu dem Kontaktabschnitt (4') geneigt ist.
6. Klemmeinheit (1 ") nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (a) im Bereich von 10° bis 60°, vorzugsweise im Bereich von 20° bis 40°, liegt.
7. Anschlussvorrichtung (10) für elektrische Leiter (2), mit
- einem Körper (8) mit einem Innenraum (1 1 ) und einer Einführungsöffnung (12) zur Einführung des elektrischen Leiters (2) in einer Einführungsrichtung (15) in den Innenraum (1 1 );
- einer im Innenraum (1 1 ) angeordneten Klemmeinheit (1 , 1 ") zur Klemmung und Kontaktierung des elektrischen Leiters (2); und
- einer Betätigungseinrichtung (9) zur Lösung der Klemmeinheit (1 , 1 ") in einer Grundstellung und einer Klemmstellung;
dadurch gekennzeichnet, dass
- die Klemmeinheit (1 ) eine Klemmeinheit (1 ) mit einer Schlaufenfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 3 ist.
8. Anschlussvorrichtung (10') nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung (9) parallel oder in einem Winkel (ß), welcher im Bereich von 10...60°, vorzugsweise im Bereich von 20...40° liegt, zu der Einführungsrichtung (15) in dem Körper (8) angeordnet ist.
9. Anschlussvorrichtung (10') nach dem Oberbegriff des Anspruchs 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmeinheit (1 ) eine Klemmeinheit (1 ) mit einem Klemmhebel (6'h) nach einem der Ansprüche 4 bis 6 ist.
10. Schlaufenfeder für eine Klemmeinheit (1 ) für elektrische Leiter (2), dadurch gekennzeichnet, dass ein Schenkel ein Halteabschnitt (6) ist und sich durch ein Fenster (6e) eines anderen als ein Klemmabschnitt (6b) mit einer
Klemmkante (6d) ausgebildeten Schenkels hindurch erstreckt, wobei beide Schenkel über einen Bogenabschnitt (6a) verbunden sind.
1 1 . Schlaufenfeder nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der
Klemmabschnitt (6b) und der Halteabschnitt (6) einen Winkel (a) bilden, der im Bereich von 10° bis 60°, vorzugsweise im Bereich von 20° bis 40°, liegt.
12. Elektrisches Gerät, insbesondere Reihenklemme, mit mindestens einer Anschlussvorrichtung (10, 10') nach einem der Ansprüche 7 bis 8.
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