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Die Erfindung betrifft eine elektrische Anschlussklemme mit einem Klemmengehäuse und einem innerhalb des Klemmengehäuses angeordneten Federkraftelements zum Anklemmen eines in das Klemmengehäuse eingeführten Leiters an eine innerhalb des Klemmengehäuses vorgesehene Kontaktfläche.
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Elektrische Anschlussklemmen sind in einer Vielzahl von Ausführungsformen bekannt. Die Anschlussklemmen können dabei beispielsweise zum Anschluss eines elektrischen Leiters an eine Leiterplatte als sogenannte Printklemme oder zur Verbindung mit einem weiteren Leiter als Reihenklemme ausgebildet sein.
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Als Federkraftelement werden sowohl schlauchförmige Klemmfedern, sogenannte Zugfederklemmen, als auch U-förmige oder V-förmige Klemmfedern, sogenannte Schenkelfedern eingesetzt, in die starre Leiter oder mit einer Aderendhülse versehene Leiter direkt, das heißt ohne dass die Klemmschelle vorher mit einem Werkzeug geöffnet werden muss, eingesteckt werden können. Bei den bekannten schlauchförmigen Zugfedern wird der anzuschließende Leiter vom Klemmschenkel gegen eine Stromschiene gezogen. Im Unterschied dazu wird bei U-förmigen oder V-förmigen Klemmfedern der anzuschließende Leiter vom Klemmschenkel gegen die Stromschiene bzw. einen Bereich des Metallteils gedrückt.
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Zum Betätigen der Zugfederklemme benötigt man ein Betätigungswerkzeug, beispielsweise einen Schraubendreher, der zum Öffnen der Klemme in einem Betätigungsschacht eingeführt wird. Dabei spannt die Spitze des Schraubendrehers die Zugfeder, wodurch sich die Klemmstelle öffnet. Ein anzuschließender Leiter kann dann durch eine Ausnehmung in den Klemmschenkel eingeführt werden und wird nach dem Herausziehen des Betätigungswerkzeugs durch die Unterkante der Ausnehmung gegen eine mit der Zugfeder verbundene Stromschiene geklemmt. Dabei sind auch Anschlussklemmen bekannt, bei denen ein Betätigungselement im Gehäuse gelagert ist, um das öffnen und Schließen der Zugfederklemme zu erleichtern. Das Betätigungselement kann in Form eines Hebels ausgebildet sein, welcher an einer Außenfläche des die Klemmfeder umgebenden Gehäuses angeordnet ist, so dass das Betätigungselement für einen Benutzer leicht zu erreichen und zu bedienen ist.
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Nachteilig bei den bekannten Anschlussklemmen ist, dass das Federkraftelement meist eine Klemmkraft aufweist, welche nur für einen Leiter mit einer bestimmten Querschnittsfläche ausgelegt ist, wobei die Querschnittsfläche dem Durchmesser des Leiters entspricht. Es ist meist nicht möglich mit ein und derselben Anschlussklemme verschiedene Leiter mit unterschiedlichen Querschnittsflächen sicher zu kontaktieren. Um Leiter mit einer relativ kleinen Querschnittsfläche zu kontaktieren, ist lediglich eine relativ kleine Klemmkraft notwendig, die von dem Federkraftelement aufgebracht werden muss. Bei Leitern mit einer größeren Querschnittsfläche hingegen ist eine größere Klemmkraft des Federkraftelements notwendig, um eine ausreichende Kontaktierung des Leiters mit der Stromschiene gewährleisten zu können. Weist das Federkraftelement jedoch eine relativ große Klemmkraft auf, ist es schwierig einen Leiter mit einer kleinen Querschnittsfläche zwischen dem Federkraftelement und der Stromschiene einzubringen bzw. einzustecken, ohne zusätzliches Werkzeug zum öffnen des Federkraftelements zur Hilfe zu nehmen. Weist das Federkraftelement jedoch eine Klemmkraft auf, bei der Leiter mit einer kleinen Querschnittsfläche ohne der Zuhilfenahme eines Werkzeugs eingesteckt werden können, kann eine ausreichende Kontaktierung für Leiter mit einer größeren Querschnittsfläche nicht mehr sichergestellt werden, da hierfür die Klemmkraft des Federkraftelements zu gering ist.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Anschlussklemme zur Verfügung zu stellen, welche unabhängig von der Größe der Querschnittsfläche des eingeführten Leiters eine ausreichende und sichere Kontaktierung ermöglicht.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die erfindungsgemäße elektrische Anschlussklemme weist ein Klemmengehäuse und ein innerhalb des Klemmengehäuses angeordnetes Federkraftelement zum Anklemmen eines in das Klemmgehäuse eingeführten Leiters an eine innerhalb des Klemmengehäuses vorgesehene Kontaktfläche auf, wobei innerhalb des Klemmengehäuses ein zusätzlich zu dem Federkraftelement vorgesehenes Klemmelement zum Anklemmen des eingeführten Leiters an die Kontaktfläche angeordnet ist.
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Das Klemmelement ist vorzugsweise ebenso wie das Federkraftelement in dem Einführungsbereich des einzuführenden Leiters in das Klemmengehäuse angeordnet. Mittels des Klemmelements kann eine Klemmkraft zusätzlich zur Klemmkraft des Federkraftelements auf den eingeführten Leiter aufgebracht werden, so dass eine zusätzliche Stabilisierung der Kontaktierung zwischen der Kontaktfläche und des eingeführten Leiters ermöglicht wird, auch bei einer relativ geringen Klemmkraft des Federkraftelements. Dadurch ist eine besonders sichere Kontaktierung möglich unabhängig von der Größe der Querschnittsfläche des eingeführten Leiters. Die Kontaktfläche ist dabei vorzugsweise in Form einer Stromschiene ausgebildet, welche an einer Innenseitenfläche des Klemmengehäuses angeordnet ist. Der eingeführte Leiter wird dabei zwischen der Kontaktfläche und dem Federkraftelement bzw. dem Klemmelement angeklemmt. Das Klemmelement ist vorzugsweise in Form einer Zunge ausgebildet, welche an der Oberfläche des eingeführten Leiters anliegen kann und dabei eine Klemmkraft auf den eingeführten Leiter in Richtung der Kontaktfläche aufbringen kann. Dadurch, dass zusätzlich zu dem Federkraftelement ein Klemmelement vorgesehen ist, kann die für das Federkraftelement notwendige Klemmkraft deutlich reduziert werden bei einer gleichzeitigen Gewährleistung einer sicheren Kontaktierung auch bei Leitern mit einer größeren Querschnittsfläche. Aufgrund der reduzierten Klemmkraft des Federkraftelements können Leiter mit einer kleinen Querschnittsfläche leicht in das Klemmengehäuse eingesteckt und angeklemmt werden, ohne dass hierfür zusätzliches Werkzeug notwendig wäre. Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird somit der eingeführte Leiter sowohl mittels eines Federkraftelements als auch mittels eines Klemmelements an die Kontaktfläche angeklemmt, wodurch eine besonders sichere Kontaktierung des eingeführten Leiters mit der Kontaktfläche ermöglicht wird.
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Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der eingeführte Leiter mittels des Federkraftelements an einem ersten Endabschnitt der Kontaktfläche anklemmbar und der eingeführte Leiter ist mittels des Klemmelements an einem dem ersten Endabschnitt gegenüberliegenden zweiten Endabschnitt der Kontaktfläche anklemmbar. Dadurch, dass der Leiter sowohl an dem ersten Endabschnitt als auch an dem zweiten Endabschnitt der Kontaktfläche anklemmt werden kann, ist eine gleichmäßige Kontaktierung über die Längsseite des Leiters bzw. der Kontaktfläche möglich. Zudem ist es dadurch möglich, die notwendige Klemmkraft des Federkraftelements zu reduzieren bei einer gleichbleibenden aufgebrachten gesamten Klemmkraft des Federkraftelements und des Klemmelements auf den eingeführten Leiter.
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Weiter ist es bevorzugt vorgesehen, dass die durch das Federkraftelement auf den eingeführten Leiter aufbringbare Klemmkraft größer ist als die durch das Klemmelement auf den eingeführten Leiter aufbringbare Klemmkraft. Dadurch ist sichergestellt, dass die Hauptkontaktierung mittels des Federkraftelements bewirkt wird, so dass eine sichere Kontaktierung gewährleistet werden kann. Das Klemmelement dient dabei lediglich als zusätzliches Hilfsmittel, um eine optimale Kontaktierung des eingeführten Leiters, insbesondere eines eingeführten Leiters mit einer größeren Querschnittsfläche, zu ermöglichen.
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Ferner ist es bevorzugt vorgesehen, dass in einem unbefestigten Zustand der Abstand zwischen der Kontaktfläche und des Klemmelements kleiner ist als der Durchmesser eines in das Klemmengehäuse einführbaren Leiters mit einer Nennquerschnittsfläche. Der unbefestigte Zustand ist der Zustand, bei welchem kein Leiter in das Klemmengehäuse eingeführt ist bzw. innerhalb des Klemmengehäuses angeklemmt ist. Dadurch, dass der Abstand zwischen der Kontaktfläche und des Klemmelements kleiner ist als der Durchmesser eines in das Klemmengehäuse eingeführten Leiters mit einer Nennquerschnittsfläche können Leiter, welche eine Querschnittsfläche eines Nennleiters aufweisen, sicher geklemmt bzw. kontaktiert werden. Dabei ist vorzugsweise jedoch der Abstand zwischen der Kontaktfläche und des Klemmelements nur geringfügig kleiner als der Durchmesser eines Leiters mit einer Nennquerschnittsfläche. Demnach liegt in einem unbefestigten Zustand das Klemmelement nicht unmittelbar an der Kontaktfläche an. Werden Leiter mit einem besonders geringen Durchmesser in das Klemmengehäuse eingeführt und darin mittels des Federkraftelements geklemmt, so sind hierbei keine zusätzlichen Klemmkräfte, zusätzlich zu der Klemmkraft des Federkraftelements, erforderlich, so dass das Klemmelement bzw. die Klemmkraft des Klemmelements hierbei nicht benötigt wird. Daher ist das Klemmelement vorzugsweise derart in dem Klemmengehäuse angeordnet, dass hierbei der Abstand zwischen der Kontaktfläche und dem Klemmelement größer ist als der Durchmesser des eingeführten Leiters mit einer kleinen Querschnittsfläche, so dass das Klemmelement in diesem Fall nicht an der Oberfläche des eingeführten Leiters anliegt und damit auch keine Klemmkraft auf den eingeführten Leiter ausübt. Dadurch ist es möglich, für Leiter mit einer kleinen Querschnittsfläche ein leichtes Einstecken bzw. Kontaktieren zu ermöglichen, da hierbei lediglich die Klemmkraft des Federkraftelements von dem eingeführten Leiter überwunden werden muss, welche relativ gering ist, da aufgrund des zusätzlichen Klemmelements bei Leitern mit einer größeren Querschnittsfläche die zusätzlich erforderliche Klemmkraft durch das Klemmelement auf den Leiter aufgebracht werden kann.
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Gemäß einer weiter vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Klemmelement einen Hinterschnitt auf.
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Der Hinterschnitt ist vorzugsweise in dem Bereich des Klemmelements vorgesehen, welcher hinter der Fläche des Klemmelements angeordnet ist, mittels welcher das Klemmelement auf die Oberfläche des Leiters aufklemmbar ist. Durch den Hinterschnitt ist es möglich, dass die Klemmfläche des Klemmelements, mittels welcher das Klemmelement an der Oberfläche des eingeführten Leiters anliegt, federnd ausgestaltet sein kann, so dass die Klemmfläche insbesondere bei Leitern mit einer großen Querschnittsfläche, bei welchen die Querschnittsfläche größer ist als der Abstand zwischen den Klemmelements und der Kontaktfläche, in Richtung des Hinterschnitts federn kann. Dadurch kann die Höhe der mittels des Klemmelements auf den Leiter wirkenden Klemmkraft auch bei Leitern mit einer größeren Querschnittsfläche in bestimmten Grenzen gehalten werden, so dass diese Klemmkraft des Klemmelements nicht die Klemmkraft des Federelements übersteigt. Dadurch kann auch bei Leitern mit einer größeren Querschnittsfläche eine sichere Kontaktierung gewährleistet werden.
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Das Klemmelement ist nach einer weiter vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung einteilig mit dem Klemmengehäuse ausgeformt. Das Klemmelement ist dabei vorzugsweise in einem Stück mit dem Klemmengehäuse hergestellt beispielsweise in einem Spritzgussverfahren, wobei das Klemmelement und das Klemmengehäuse dabei vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial hergestellt sind. Dadurch ist eine einfache und zeitreduzierte Herstellung einer derartigen Anschlussklemme möglich. Zudem können die Werkzeugkosten und die Herstellungskosten hierdurch reduziert werden.
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Alternativ hierzu ist es nach einer weiter vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung möglich, dass das Klemmelement als ein zusätzlich in das Klemmengehäuse eingebrachtes Bauteil ausgebildet ist. Dadurch ist es möglich, dass das Klemmelement auch nachträglich noch in das Klemmengehäuse eingebaut werden kann bzw. dass die Anschlussklemme mit einem derartigen Klemmelement nachrüstbar ist. Weiter ist es dadurch möglich, das Klemmelement in Abhängigkeit des einzuführenden Leiters auszutauschen, so dass das jeweilige Klemmelement optimal an den einzuführenden Leiter, insbesondere an die Querschnittsfläche des einzuführenden Leiters, anpassbar ist. Dadurch wird eine besonders hohe Flexibilität der elektrischen Anschlussklemme realisiert. Das Klemmelement kann dabei aus einem Kunststoffmaterial oder einem Metall hergestellt sein.
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Weiter ist es alternativ nach einer weiter bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das Klemmelement an dem Federkraftelement angeformt ist. Das Klemmelement kann dabei in einem Stück mit dem Federkraftelement hergestellt sein, wobei das Klemmelement herbei derart an das Federkraftelement angeformt ist, dass die Wirkung des Klemmelements unabhängig von der Wirkung des Federkraftelements zur Verfügung gestellt werden kann. Bei dieser Ausgestaltung ist das Klemmelement vorzugsweise aus einem Metall ausgebildet, wobei vorzugsweise das Klemmelement aus einem Metall mit einer anderen Biegesteifigkeit als das Metall, aus welchem das Federkraftelement hergestellt ist, ausgebildet ist.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand einer bevorzugten Ausführungsform näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 eine schematische Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen elektrischen Anschlussklemme mit einem eine Normquerschnittsfläche aufweisenden eingeführten Leiter;
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2 eine schematische Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen elektrischen Anschlussklemme mit einem eingeführten Leiter, welcher eine Querschnittsfläche aufweist, die größer ist als die Querschnittsfläche des in 1 gezeigten eingeführten Leiters;
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3 eine schematische Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen elektrischen Anschlussklemme mit einem eingeführten Leiter, welcher eine Querschnittsfläche aufweist, welche kleiner ist als die Querschnittsfläche des in 1 gezeigten eingeführten Leiters;
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4 eine schematische Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen elektrischen Anschlussklemme ohne einen eingeführten Leiter; und
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5 eine schematische Draufsicht auf die in 4 gezeigte erfindungsgemäße elektrische Anschlussklemme.
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1 zeigt eine erfindungsgemäße elektrische Anschlussklemme, welche ein Klemmengehäuse 10 und ein innerhalb des Klemmengehäuses 10 angeordnetes Federkraftelement 12 zum Anklemmen eines in das Klemmengehäuse 10 eingeführten Leiter 14 an eine innerhalb des Klemmengehäuses 10 vorgesehene Kontaktfläche 16 aufweist. Das Federkraftelement 12 ist in Form einer Schenkelfeder ausgebildet. Die Kontaktfläche 16 ist in Form einer Stromschiene ausgebildet. Der eingeführte Leiter 14 weist eine Nennquerschnittsfläche auf, wobei hierbei die Querschnittsfläche des eingeführten Leiters 14 bzw. der Durchmesser des eingeführten Leiters 14 der Größe eines Nennquerschnitts entspricht.
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Bei der hier gezeigten erfindungsgemäßen Anschlussklemme wird der eingeführte Leiter 14 sowohl mittels des Federkraftelements 12 als auch mittels eines zusätzlich innerhalb des Klemmengehäuses 10 vorgesehenen Klemmelements 18 an die Kontaktfläche 16 angeklemmt. Das Klemmelement 18 ist vorzugsweise in Form einer Zunge ausgebildet. Das Klemmelement 18 weist eine Klemmfläche 20 auf, welche in einem hier gezeigten geklemmten Zustand bzw. befestigten Zustand eines eingeführten Leiters 14 an der Außenfläche bzw. der Oberfläche des eingeführten Leiters 14 anliegt. Der eingeführte Leiter 14 ist mittels des Federkraftelements 12 an einem ersten Endabschnitt 22 der Kontaktfläche 16 anklemmbar und mittels des Klemmelements 18 an einem dem ersten Endabschnitt 22 gegenüberliegenden zweiten Endabschnitt 24 an der Kontaktfläche 16 anklemmbar. Mittels des zusätzlichen Klemmelements 18 kann eine zusätzliche Klemmkraft auf den eingeführten Leiter 14 aufgebracht werden, so dass die Klemmkraft des Federkraftelementes 12 reduziert werden kann, wodurch die erforderliche Einsteckkraft, welche, zum Einführen des Leiters 14 auf den Leiter 14 aufgebracht werden muss, reduziert werden kann. Dabei ist jedoch die Klemmkraft des Federkraftelements 12 vorzugsweise derart ausgelegt, dass die Klemmkraft des Federkraftelements 12 größer ist als die Klemmkraft des Klemmelements 18.
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In 2 ist eine Ausführungsform gezeigt, bei welcher ein Leiter 14 mit einer Querschnittsfläche größer als der in 1 gezeigten Nennquerschnittsfläche eines Leiters 14 in das Klemmengehäuse 10 eingeführt ist und an der Kontaktfläche 16 kontaktiert. Hierbei ist erkennbar, dass das Klemmelement 18 bzw. die Kontaktfläche 20 des Klemmelements 18 durch die mittels des eingeführten Leiters 14 auf die Klemmfläche 20 aufgebrachte Kraft in Richtung von dem Leiter 14 weggebogen wird, wobei das Klemmelement 18 hierfür einen Hinterschnitt 26 aufweist, mittels welchem die Klemmfläche 20 des Klemmelements 18 von dem Leiter 14 weggebogen werden kann. Dadurch kann die auf den eingeführten Leiter 14 mittels des Klemmelements 18 aufgebrachte Klemmkraft auf ein Maximum reduziert werden, wobei dieses Maximum vorzugsweise kleiner ist als die Klemmkraft des Federkraftelements 12. Mittels des Hinterschnittes 26 ist es somit möglich auch bei Leitern 14 mit einer besonders großen Querschnittsfläche eine sichere Kontaktierung gewährleisten zu können.
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3 zeigt eine erfindungsgemäße elektrische Anschlussklemme, bei welcher ein Leiter 14 mit einer Querschnittsfläche kleiner als der Querschnittsfläche des in 1 gezeigten Leiters 14 in das Klemmengehäuse 10 eingeführt ist. Der Abstand zwischen der Kontaktfläche 16 und des Klemmelements 18 ist vorzugsweise nur wesentlich kleiner als der Durchmesser eines in das Klemmengehäuses 10 einführbaren Leiters 14 mit einer Nennquerschnittsfläche, wie in 1 gezeigt, oder entspricht vorzugsweise dem Durchmesser eines in das Klemmengehäuses 10 eingeführten Leiters 14 mit einer Nennquerschnittsfläche. Wird ein Leiter 14 mit einer Querschnittsfläche kleiner als der Nennquerschnittsfläche in das Klemmengehäuse 10 eingeführt, so ist der eingeführte Leiter 14 soweit von dem Klemmelement 18 beabstandet, dass das Klemmelement 18 nicht auf der Oberfläche des eingeführten Leiters 14 zum Aufliegen kommt, wie dies hier in 3 zu sehen ist. Der eingeführte Leiter 14 wird hierbei somit ausschließlich durch das Federkraftelement 12 an der Kontaktfläche 16 angeklemmt.
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In 4 ist eine erfindungsgemäße elektrische Anschlussklemme in einem unbefestigten Zustand gezeigt, wobei kein Leiter 14 in das Klemmengehäuse 10 eingeführt ist. Hierbei ist zu erkennen, dass das Federkraftelement 12 im unbefestigten Zustand an der Kontaktfläche 16 anliegt und das Klemmelement 18 im unbefestigten Zustand nicht an der Kontaktfläche 16 anliegt. Dadurch ist ersichtlich, dass Leiter 14 mit einer kleinen Querschnittsfläche vorzugsweise ausschließlich durch das Federkraftelement 12 geklemmt werden, wobei hierbei eine relativ geringe Klemmkraft des Federkraftelements 12 ausreicht, welche derart ausgelegt ist, dass die Leiter 14 mit einer kleinen Querschnittsfläche leicht die Klemmkraft des Federkraftelements 12 ohne zusätzliche Werkzeuge überwinden können, um zwischen der Kontaktfläche 16 und dem Federkraftelement 12 geklemmt werden zu können. Erst bei Leitern 14 mit einer größeren Querschnittsfläche wird zusätzlich eine Klemmkraft mittels des Klemmelements 18 auf den Leiter 14 aufgebracht. Damit ist es möglich, auch Leiter 14 mit einer größeren Querschnittsfläche ausreichend sicher zu klemmen und zu kontaktieren, ohne dass das Federkraftelement 12 selber eine besonders große Klemmkraft aufweisen muss.
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5 zeigt eine erfindungsgemäße Anschlussklemme in einer Draufsicht, wobei hierbei die Öffnung 28 des Klemmengehäuses 10 zu sehen ist, durch welche der Leiter 14 in das Klemmengehäuse 10 eingeführt werden kann. Dabei ist erkennbar, dass das Klemmelement 18 im Bereich der Öffnung 28 vorgesehen ist, so dass beim Einführen des Leiters 14 mit einer ausreichend großen Querschnittsfläche das Klemmelement 18 automatisch an den Leiter 14 angreift und diesen an die Kontaktfläche 16 klemmt.
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Mittels der erfindungsgemäßen Anschlussklemme ist es möglich, Leiter 14 einer beliebigen Querschnittsfläche optimal zu klemmen und damit eine sichere Kontaktierung unabhängig von der Größe der Querschnittsfläche des Leiters 14 gewährleisten zu können.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Klemmengehäuse
- 12
- Federkraftelement
- 14
- Leiter
- 16
- Kontaktfläche
- 18
- Klemmelement
- 20
- Klemmfläche
- 22
- Erster Endabschnitt
- 24
- Zweiter Endabschnitt
- 26
- Hinterschnitt
- 28
- Öffnung
