DE102012110759B4

DE102012110759B4 - Federkraftklemmanschluss und elektrisches Gerät hiermit

Info

Publication number: DE102012110759B4
Application number: DE102012110759.9A
Authority: DE
Inventors: Stephan Gassauer
Original assignee: Wago Verwaltungs GmbH
Current assignee: Wago Verwaltungs GmbH
Priority date: 2012-11-09
Filing date: 2012-11-09
Publication date: 2021-04-01
Anticipated expiration: 2032-11-10
Also published as: CN104885303A; JP2016501420A; DE102012110759A1; PL2917971T3; US20150357727A1; EP2917971B1; EP2917971A1; WO2014072327A1; JP6235033B2; CN104885303B; US9413082B2

Abstract

Federkraftklemmanschluss (1) mit:- einer Stromschiene (2),- einer Klemmfeder (4), die einen Anlageabschnitt (5) hat, der sich an der Stromschiene (2) abstützt, einen Federbogen (6) hat, der sich an den Anlageabschnitt (5) anschließt, einen Betätigungsabschnitt (7) hat, der sich an den Federbogen (6) anschließt und gegenüber von dem Anlageabschnitt (5) liegt, und einen Klemmabschnitt (8) hat, der sich an den Betätigungsabschnitt (7) anschließt und sich von dem Betätigungsabschnitt (7) in Richtung Stromschiene (2) erstreckt,- wobei der Klemmabschnitt (8) eine durch Randstege (11) begrenzte Leiterdurchführungsöffnung (9) hat, und wobei die Stromschiene (2) durch die Leiterdurchführungsöffnung (9) hindurchgeführt ist und eine Klemmstelle für einen anzuschließenden Leiter zwischen der Stromschiene (2) und einem die Leiterdurchführungsöffnung (9) begrenzenden Quersteg (10) vorhanden ist,- und mit einem Betätigungselement (13), das beweglich zur Beaufschlagung des Betätigungsabschnitts (7) so gelagert ist, dass der Quersteg (10), welcher die Leiterdurchführungsöffnung (9) begrenzt und eine Klemmstelle bildet, bei Bewegung des Betätigungselementes (13) in eine Offenstellung von der Stromschiene (2) wegbewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein Lagerarm (12, 22) aus der Richtung der Stromschiene (2) durch die Leiterdurchführungsöffnung (9) hindurch erstreckt und wobei der sich durch die Leiterdurchführungsöffnung (9) erstreckende Abschnitt des Lagerarms (12, 22) in einem Bereich zwischen den Randstegen (11) der Klemmfeder (4) angeordnet ist und das Betätigungselement (13) trägt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Federkraftklemmanschluss mit:

- einer Stromschiene,
- einer Klemmfeder, die einen Anlageabschnitt hat, der sich an der Stromschiene abstützt, einen Federbogen hat, der sich an den Anlageabschnitt anschließt, einen Betätigungsabschnitt hat, der sich an den Federbogen anschließt und gegenüber von dem Anlageabschnitt liegt, und einen Klemmabschnitt hat, der sich an den Betätigungsabschnitt anschließt und sich von dem Betätigungsabschnitt in Richtung Stromschiene erstreckt, wobei der Klemmabschnitt eine durch Randstege begrenzte Leiterdurchführungsöffnung hat und die Stromschiene durch die Leiterdurchführungsöffnung hindurchgeführt ist und eine Klemmstelle für einen anzuschließenden Leiter zwischen der Stromschiene und einem die Leiterdurchführungsöffnung begrenzenden Quersteg vorhanden ist,
- und mit einem Betätigungselement, das beweglich zur Beaufschlagung des Betätigungsabschnitts so gelagert ist, dass der Quersteg, welcher die Leiterdurchführungsöffnung begrenzt und eine Klemmstelle bildet, bei Bewegung des Betätigungselementes z. B. durch Verschwenken oder Linearbewegung in eine Offenstellung von der Stromschiene wegbewegbar ist.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein elektrisches Gerät mit einem Isolierstoffgehäuse und mit mindestens einem solchen Federkraftklemmanschluss in dem Isolierstoffgehäuse.
Federkraftanschlussklemmen sind in vielfältiger Form z. B. aus Leiteranschlussklemmen, Dosenklemmen, Reihenklemmen oder eingebaut in elektrische Geräte, wie z. B. Automatisierungsgeräte für die Industriesteuerung oder Gebäudeautomatisierung bekannt.
EP 1 213 791 B1 offenbart einen elektrischen Verbinder mit einer Käfigzugfeder mit einem selbsttragenden Betätigungshebel. Dieser Betätigungshebel ist an einem umgebogenen Stromschienenabschnitt drehbar gelagert.
DE 10 2008 060 282 A1 zeigt eine werkzeuglos betätigbare Federklemme für einen elektrischen Leiter, bei der ein Betätigungshebel in eine Einbuchtung des Anlageschenkels einer Käfigzugfeder eingehängt und mit mindestens einem Seitenschenkel an der Käfigzugfeder seitlich vorbeigeführt ist.
DE 10 2008 052 626 A1 beschreibt eine Anschlussklemme mit einem eine Klemmfeder beidseits umgreifenden Bügel, an dem ein Betätigungshebel angelenkt ist.
Aus EP 2 001 086 B1 ist eine schraubenlose Anschlussklemme mit einer Käfigzugfeder bekannt, bei der hinter dem Federbogen der Käfigzugfeder ein Betätigungshebel in einen Lagerbogen einer Stromschiene eingehängt ist. Der Betätigungshebel umgreift die Stromschiene beidseits und liegt auf dem Betätigungsabschnitt der Käfigzugfeder auf.
DE 10 2008 060 283 A1 offenbart eine werkzeuglos betätigbare Federklemme mit mehreren Klemmarmen für mehrere elektrische Leiter. Dabei ist eine Käfigzugfeder mit zwei durch einen Schlitz voneinander separierten Anlageschenkeln und zwei durch einen Schlitz voneinander separierten Klemmschenkeln vorgesehen. Beide Klemmschenkel haben jeweils eine Leiterdurchführungsöffnung, durch die sich ein Teil des zugeordneten Anlageschenkels und ein jeweiliger Abschnitt einer gemeinsamen Stromschiene erstreckt. Zwischen diesen beiden Klemmarmen ist ein Betätigungshebel schwenkbar angeordnet, der mit einem gemeinsamen Quersteg die Betätigungsabschnitte der Klemmarme in Richtung Stromschiene drückt, um die beiden separaten Klemmfedern zu öffnen.
Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen verbesserten Federkraftklemmanschluss mit einer selbsttragenden und kompakten Betätigungsanordnung zu schaffen.
Die Aufgabe wird mit dem Federkraftklemmanschluss mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch das elektrische Gerät mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Für einen Federkraftklemmanschluss mit einer Käfigzugfeder wird vorgeschlagen, dass sich ein Lagerarm aus der Richtung der Stromschiene durch die Leitereinführungsöffnung hierdurch hindurch erstreckt und zur beweglichen Lagerung des Betätigungselementes mit dem Betätigungselement zusammenwirkt, wobei der sich durch die Leitereinführungsöffnung erstreckende Abschnitt des Lagerarms in einem Bereich zwischen den Randstegen der Klemmfeder angeordnet ist und das Betätigungselement trägt.
Es wird somit vorgeschlagen, einen Lagerarm nicht wie bislang üblich seitlich an der Klemmfeder vorbei zu führen, sondern den Lagerarm durch die Leitereinführungsöffnung der Käfigzugfeder hindurchzuführen. Dabei grenzt das Betätigungselement an den Lagerarm an und liegt bei ihrer Betätigung zum Ausüben einer Betätigungskraft auf dem Betätigungsabschnitt der Klemmfeder auf. Damit wird eine sehr kompakte und selbsttragende Betätigungsanordnung realisiert, die einen geschlossenen Kraftfluss beim Verschwenken des Betätigungselementes aufweist. Die Hebelbetätigungskräfte wirken im statischen Zustand dabei nicht auf das Gehäuse und die Betätigung durch das Betätigungselement ist weitestgehend unabhängig von dem Isolierstoffgehäuse der Anschlussklemme. Die Teilung der Anschlussklemme bleibt dabei unberührt, so dass die vorgeschlagene Lösung eine auch unter Berücksichtigung der erforderlichen Luft- und Kriechstrecken schmalbauende Anschlussklemme ermöglicht.
Die Breite des Federkraftklemmanschlusses in Teilungsrichtung, d. h. quer zur Erstreckungsrichtung der Stromschiene und des Klemmabschnitts der Klemmfeder wird jedenfalls durch das Betätigungselement nicht vergrößert.
Die Käfigzugfeder mit daran angeordnetem und hindurchgeführten Lagerarm sowie mit dem Betätigungselement lässt sich auch als eine Baugruppe separat handhaben und in ein Gerät einbauen, das bereits eine Stromschiene zur Verfügung stellt.
Das Vorsehen eines Schlitzes in dem Klemmabschnitt und/oder im Betätigungsabschnitt zur Durchführung des Lagerarms hat keine nachteiligen Auswirkungen auf die Spannungsverteilung in der Käfigzugfeder. Diese wird maßgeblich durch den Federbogen festgelegt, der unbeeinträchtigt bleibt.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Lagerarm in Richtung der Breite der Klemmfeder mittig angeordnet ist, d. h. dass der Lagerarm quer zur Erstreckungsrichtung der Stromschiene und quer zur Erstreckungsrichtung des Klemmabschnitts und des Anlageabschnitts der Käfigzugfeder mittig geführt ist. Der Lagerarm befindet sich somit von den gegenüberliegenden Seitenkanten der Käfigzugfeder gesehen im Zentrum und ist dort vorzugsweise im Bereich des Klemmabschnitts angeordnet. Wesentlich ist jedoch, dass der Lagerarm nicht seitlich an der Klemmfeder vorbeigeführt ist, sondern mindestens teilweise in dem von der Klemmfeder umschlossenen Raum angeordnet ist.
Der Lagerarm ist in einer bevorzugten Ausführungsform als Verlängerung des Anlageabschnitts integral mit der Klemmfeder geformt. Hierzu ist aus dem Anlageabschnitt ein Federblechabschnitt herausgeschnitten oder herausgestanzt und in Richtung des Betätigungsabschnitts vom Anlageabschnitt und der darin angeordneten Stromschiene in Richtung Betätigungsabschnitt weg umgebogen.
Das Betätigungselement kann dann schwenkbar an dem freien Ende des Lagerarms gelagert sein. Hierzu ist vorteilhaft, wenn der Lagerarm an seinem von der Stromschiene entfernten Ende ein Schwenklager hat und das Betätigungselement schwenkbar in oder an dem Schwenklager gelagert ist.
In einer alternativen Ausführungsform kann es aber auch linear beweglich an dem herausgestellten Lagerarm gelagert werden. Hierzu kann ggf. ein weiterer aus der Klemmfeder herausgebogenen Materiallappen zur weiteren Führung genutzt werden
Denkbar ist aber auch, dass ein separater Lagerarm zwischen Anlageabschnitt der Klemmfeder und der Stromschiene angeordnet ist. Dieser Lagerarm kann beispielsweise aus einem Kunststoffmaterial geformt sein. Der Lagerarm kann integral mit dem Betätigungselement fest verbunden und schwenkbar oder verschiebbar in dem Rand zwischen Anlageabschnitt der Klemmfeder und der Stromschiene gelagert sein.
Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn der Lagerarm an seinem von der Stromschiene entfernten Ende ein Schwenklager hat und das Betätigungselement schwenkbar in diesem Schwenklager gelagert ist. Der Lagerarm und das Betätigungselement können dabei zwei separate Teile z. B. aus Kunststoffmaterial sein. Denkbar ist aber auch, dass der Lagerarm und das Betätigungselement als integrales Kunststoffteil mit Filmscharnier geformt sind.
In einer alternativen Ausführungsform kann der Lagerarm im Bereich der Auflagerung der Anlageschenkels der Klemmfeder relativ zu der Stromschiene linear verschiebbar an der Stromschiene gelagert sein. Der Lagerarm ist dabei vorzugsweise integral mit dem Betätigungselement geformt. Auf diese Weise kann eine Betätigung der Käfigzugfeder durch Öffnen der Klemmstelle durch ein linear verschiebbares Drückerelement realisiert werden, das durch den Schlitz im Klemmabschnitt und/oder dem Betätigungsabschnitt hindurchgeführt wird. Auch bei dieser Variante wird ein sehr kompaktes und selbsttragendes Betätigungselement realisiert, bei dem keine größere Betätigungskraft auf das Isolierstoffgehäuse übertragen wird.
Eine besonders vorteilhafte, selbsttragende Variante mit linear verschiebbarem Betätigungselement wird erreicht, wenn der Lagerarm an der Stromschiene fixiert ist und das Betätigungselement relativ zur Stromschiene linear beweglich an dem Lagerarm angeordnet ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:

1 - Perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform eines Federkraftklemmelementes mit Stromschiene, Käfigzugfeder und einem an einem integral mit der Stromschiene ausgeformten Lagerarm schwenkbar gelagerten Betätigungselement;
2 - Seitenansicht des Federkraftklemmanschlusses aus 1;
3 - Draufsicht auf den Federkraftklemmanschluss aus 1 und 2;
4 - Seiten-Schnittansicht im Schnitt B-B des Federkraftklemmanschlusses auf den 1 bis 3
5 - Seitenansicht einer Klemmfeder der für die erste Ausführungsform des Federkraftklemmanschlusses gemäß 1 bis 4;
6 - Perspektivische Ansicht der Käfigzugfeder aus 5
7 - Perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform eines Federkraftklemmanschlusses mit separatem zwischen Anlageabschnitt und Stromschienen angeordneten Lagerarm und daran angelenkten Betätigungselement in Vorderseitenansicht;
8 - Perspektivische Ansicht des Federkraftklemmanschlusses aus 7 in Rückseitenansicht;
9 - Seitenansicht der zweiten Ausführungsform des Federkraftklemmanschlusses nach 7 und 8;
10 - Draufsicht auf den Federkraftklemmanschluss aus 7 bis 9;
11 - Seiten-Schnittansicht der zweiten Ausführungsform des Federkraftklemmanschlusses im Schnitt F-F;
12 - Perspektivische Ansicht der zweiten Ausführungsform des Federkraftklemmanschlusses mit hochgestelltem Betätigungselement in der Offenstellung;
13 - Perspektivische Rückseitenansicht des geöffneten Federkraftklemmanschlusses aus 12;
14 - Seitenansicht des geöffneten Federkraftklemmanschlusses aus 12 und 13;
15 - Perspektivische Ansicht der Käfigzugfeder für die zweite Ausführungsform des Federkraftklemmanschlusses gemäß 7 bis 14;
16 - Perspektivische Rückseitenansicht des Federkraftklemmanschlusses aus 15;
17 - Perspektivische Ansicht auf die Käfigzugfeder aus 15 und 16 von oben;
18 - Draufsicht auf die Käfigzugfeder aus 15 bis 17;
19 - Seitenansicht der Käfigzugfeder aus 15 bis 18;
20 - Perspektivische Ansicht eines elektrischen Gerätes mit Isolierstoffgehäuse und darin eingebauten Federkraftklemmanschlüssen der zweiten Ausführungsform;
21 - Draufsicht auf das elektrische Gerät aus 20;
22 - Seiten-Schnittansicht durch das elektrische Gerät gemäß 20 und 21 im Schnitt F-F;
23 - Perspektivische Ansicht einer dritten Ausführungsform eines Federkraftklemmanschlusses mit linear beweglichem Betätigungselement von der Rückseite;
24 - Perspektivische Ansicht der dritten Ausführungsform eines Federkraftklemmanschlusses in Ansicht von vorne;
25 - Draufsicht auf zwei nebeneinander angeordnete Käfigzugfedern im geöffneten und geschlossenen Zustand der dritten Ausführungsform des Federkraftklemmanschlusses aus 23 und 24;
26 - Seitenansicht der dritten Ausführungsform des Federkraftklemmanschlusses im Schnitt F-F der geöffneten Käfigzugfeder;
27 - Seiten-Schnittansicht der dritten Ausführungsform des Federkraftklemmanschlusses im Schnitt G-G der geschlossenen Käfigzugfeder.

1 lässt eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform eines Federkraftklemmelementes 1 erkennen. Das Federkraftklemmelement 1 hat eine Stromschiene 2, deren freies Ende unter Ausbildung einer nach unten gewölbten Klemmkante 3 in an sich bekannter Weise nach oben weggebogen ist. Die Stromschiene 2 ist im Bereich des freien Endes schmaler gestaltet. Dort ist eine Klemmfeder 4 in die Stromschiene 2 eingehängt. Die Klemmfeder 4 ist als an sich bekannte Käfigzugfeder ausgebildet. Eine Käfigzugfeder ist ein schlaufenförmiges Gebilde aus einem federelastischen Material. Die Klemmfeder 4 hat einen Anlageabschnitt 5, der sich an der Stromschiene 2 abstützt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel liegt der Anlageabschnitt mindestens teilweise auf der Stromschiene 2 an. An den Anlageabschnitt 5 schließt sich ein Federbogen 6 an. Der Federbogen 6 geht in einen Betätigungsabschnitt 7 über, der dem Anlageabschnitt 5 gegenüberliegt. Deutlich wird, dass Anlageabschnitt 5 und Betätigungsabschnitt 7 zusammen mit dem Federbogen 6 im Querschnitt V-förmig sind. Von dem Betätigungsabschnitt 7 ist ein Klemmabschnitt 8 abgebogen, der sich vom Betätigungsabschnitt 7 nach unten in Richtung Anlageabschnitt 5 und Stromschiene 2 erstreckt.
Der Klemmabschnitt 8 hat im zentralen Bereich eine Leiterdurchführungsöffnung 9, die am unteren freien Ende des Klemmabschnitts 8 durch einen Quersteg 10 begrenzt ist. Ein unterhalb der Stromschiene 2 eingeführter Leiter wird dann bei von der Stromschiene 2 nach unten verlagertem Quersteg 10 durch die Leiterdurchführungsöffnung 9 geführt und von dem Quersteg 10 an der Stromschiene 2 angeklemmt. Der Leiter wird vorzugsweise an der herausgestellten Klemmkante 3 der Stromschiene 2 angeklemmt.
Der Klemmabschnitt 8 hat durch die ausgeformte Leiterdurchführungsöffnung 9 zwei seitliche Randstege 11, die im unteren Bereich durch den Quersteg 10 miteinander verbunden sind.
Der durch die Leiterdurchführungsöffnung 9 im Klemmabschnitt 8 geschaffene Freiraum wird für einen Lagerarm 12 genutzt, der sich aus Richtung der Stromschiene 2 durch den im dargestellten Ausführungsbeispiel mit Hilfe der Leiterdurchführungsöffnung 9 gebildeten Schlitz im Klemmabschnitt 8 hindurch erstreckt und vorzugsweise oberhalb des Übergangs von dem Betätigungsabschnitt 7 zum Klemmabschnitt 8 endet. Deutlich wird, dass ein separates Betätigungselement 13 in Form eines Hebelarms schwenkbar an dem Lagerarm 12 gelagert ist. Hierzu ist das freie Ende des Lagerarms 12 umgebogen und eine nicht sichtbare Lagerachse ist in das umgebogene Ende 14 des Lagerarms 12 eingehängt.
Das Betätigungselement 13 hat zwei voneinander beabstandete Betätigungsfinger 15, zwischen denen der Lagerarm 12 aufgenommen ist. Die Betätigungsfinger 15 gehen in ein nach vorne ragendes Kopfteil 16 über, das die Betätigungsfinger 15 miteinander verbindet. Kopfteil 16 und Betätigungsfinger 15 sind integral aus einem Kunststoffmaterial zusammen mit der nicht sichtbaren Lagerachse geformt.
Die Betätigungsfinger 15 haben in Richtung der Klemmfeder 4 angrenzend an den Betätigungsabschnitt 7 eine an den Betätigungsabschnitt 7 angepasste Kurvenform derart, dass die freien Enden der Betätigungsfinger 15 bei Hochschwenken des Kopfteils 16 nach unten in Richtung Stromschiene 2 und Anlageabschnitt 5 wandern und dabei den Betätigungsabschnitt 7 in Richtung Anlageabschnitt 5 drücken. Dabei wandert der Quersteg 10 des Klemmabschnitts 8 zur Öffnung der durch den Quersteg 10 und die Stromschiene 2 gebildeten Klemmstelle von der Stromschiene 2 weg nach unten.
2 lässt den Federkraftklemmanschluss 1 aus 1 in der Seitenansicht erkennen. Deutlich wird, dass der Lagerarm 12 integral mit der Klemmfeder 4 geformt ist. Er ist aus dem Blechteil des Anlageabschnitts 5 freigestanzt oder freigeschnitten und im Bereich des freien Endes des Anlageabschnitts 5 aus diesem heraus nach oben entgegengesetzt zur Erstreckungsrichtung des Klemmabschnitts 8 abgebogen.
Deutlich wird, dass der Lagerarm 12 nicht seitlich an der Klemmfeder 4 vorbeigeführt ist, sondern im Bereich zwischen den Seitenkanten der Klemmfeder 4 angeordnet ist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Lagerarm 12 zwischen den Randstegen 11 des Klemmabschnitts 8 durch die Leiterdurchführungsöffnung 9 des Klemmabschnitts 8 hindurchgeführt.
3 lässt eine Draufsicht auf den Federkraftklemmanschluss aus 1 und 2 erkennen. Deutlich wird, dass das Betätigungselement 13 ein Kopfteil 16 mit sich integral daran anschließenden Betätigungsfingern 15 hat. Die Betätigungsfinger 15 sind so weit voneinander beabstandet, dass sie den Lagerarm 12 mit dem umgebogenen freien Ende 14 zwischen sich aufnehmen, um das Betätigungselement 13 schwenkbar an dem Lagerarm 12 zu lagern.
Dies wird aus der Seiten-Schnittansicht im Schnitt B-B der 4 noch deutlicher. Hier ist erkennbar, dass sich quer zu dem Lagerarm 12 eine Lagerachse 17 in Breitenrichtung (d. h. in Blickrichtung) des Federkraftklemmanschlusses 1 erstreckt. Erkennbar ist, dass die Lagerachse 17 zylinderförmig ist und das um mehr als 180 Grad umgebogene freie Ende 14 des Lagerarms 12 auf die Lagerachse 17 aufgeschnappt ist. Damit ist das Betätigungselement 13 schwenkbar an dem Lagerarm 12 gelagert. Durch die Biegung des freien Endes 14 um mehr als 180 Grad wird die Lagerachse 17 von dem freien Ende 14 fest umschlossen und kann nicht nach unten einfach ausweichen.
Deutlich wird weiterhin, dass das Kopfteil 16 eine sich in der dargestellten Ruheposition in Leitereinsteckrichtung, d.h. in der dargestellten Seiten-Schnittansicht, von rechts nach links erstreckende Betätigungsöffnung 18 hat. Die Betätigungsöffnung 18 ist zur Aufnahme des freien Endes eines Betätigungswerkzeuges, wie beispielsweise eines Schraubendrehers, vorgesehen, mit dem der Hebelarm zum Verschwenken des Betätigungselementes 13 nach oben verlängert und die Betätigung erleichtert wird. Die Betätigungsöffnung 18 ist daher in dem dargestellten Ausführungsbeispiel sich zum Boden hin konisch verjüngend ausgebildet.
5 lässt eine Seitenansicht der Klemmfeder 4 erkennen, wie sie in dem vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel des Federkraftklemmanschlusses 1 eingesetzt wird. Im Unterschied zu den an sich bekannten Käfigzugfedern ist aus dem Anlageabschnitt 5 im zentralen Bereich angrenzend an das freie Ende des Anlageabschnitts 5 ein Lagerarm 12 herausgebogen. Der Lagerarm 12 erstreckt sich vom Anlageabschnitt 5 entgegengesetzt zur Ersteckungsrichtung des Klemmabschnitts 8 und endet oberhalb des Übergangs zwischen Betätigungsabschnitt 7 und Klemmabschnitt 8 in einem umgebogenen freien Ende 14. An dem Lagerarm 12 mit dem umgebogenen freien Ende 14 wird dann ein geeignet ausgebildetes Betätigungselement gelagert. Auf diese Weise wird ein selbsttragender hebelbetätigter Federkraftklemmanschluss mit Käfigzugfeder realisiert, der sehr kompakt, materialsparend und einfach aufgebaut ist.
6 lässt eine perspektivische Ansicht der Klemmfeder 4 aus 5 erkennen. Hieraus wird deutlicher sichtbar, dass der Klemmabschnitt 8 unter Belassung von Randstegen 11 eine Leiterdurchführungsöffnung 9 hat, die sich bis zu einem Bogen im Übergang zum Betätigungsabschnitt 7 erstreckt. Im Kopfteil des Bogens 19 im Übergang zwischen Klemmabschnitt 8 und Betätigungsabschnitt 7 ist eine gegenüber der Leiterdurchführungsöffnung 9 schmalere Ausnehmung 20 vorgesehen, in die der Lagerarm 12 beim Herunterdrücken des Betätigungsabschnitts 7 in Richtung Anlageabschnitt 5 eintauchen kann.
Das freie Ende des Anlageabschnitts 5 endet in schmaleren vorstehenden Nasen 21, an denen die Randstege 11 des Klemmabschnitts 8 vorbeigeführt werden.
7 lässt eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform eines Federkraftklemmanschlusses 1 erkennen. Dieser besteht wiederum aus einer Klemmfeder 4 in Form einer Käfigzugfeder, einer Stromschiene 2 und einem Betätigungselement 13. Bei dieser Ausführungsform ist der Lagerarm 22 nicht wie bei der ersten Ausführungsform integral mit der Klemmfeder 4 geformt, sondern als separates Teil ausgebildet. Der Lagerarm 22 ist vorzugsweise ein Kunststoffteil. Er hat einen zwischen Stromschiene 2 und Anlageabschnitt 5 der Klemmfeder platzierten Sockel 23. Von dem Sockel 23 erstreckt sich ein lotrecht auf dem Sockel 23 stehender Armabschnitt 24 senkrecht nach oben. Der Armabschnitt 24 ist in dem durch die Randstege 11 des Klemmabschnitts 8 gebildeten Freiraum und damit im Wesentlichen in dem von der Käfigzugfeder aufgespannten Raum angeordnet. An dem freien Ende des Armabschnitts 24, der dem Sockel 23 gegenüberliegt, ist das Betätigungselement 13 schwenkbar gelagert. Hierzu ist eine Lagerachse 17 durch eine Lageröffnung 25 in den Betätigungsfingern 15 des Betätigungselements 13 hindurchgeführt, die in einer entsprechenden nicht sichtbaren Lageröffnung des Rahmenabschnitts 24 aufgenommen ist. Auf diese Weise wird das Betätigungselement 13 schwenkbar an dem Armabschnitt 24 des Lagerarms 22 gehalten.
8 lässt die zweite Ausführungsform des Federkraftklemmanschlusses 1 aus 7 in der perspektivischen Rückseitenansicht erkennen. Es wird deutlich, dass das Betätigungselement 13 wie bei der ersten Ausführungsform im Abstand zueinander angeordnete Betätigungsfinger 15 hat, die mit ihrer gekurvten Unterseite auf dem Betätigungsabschnitt 7 der Klemmfeder 4 aufliegen.
Es ist auch deutlich erkennbar, dass der Lagerarm 22 mit seinem Sockel 23 durch die Leiterdurchführungsöffnung 9 des Klemmabschnitts 8 der Klemmfeder 4 hindurchgeschoben ist, um zwischen der Stromschiene 2 und dem Anlageabschnitt 5 platziert zu werden. Der Anlageabschnitt 5 stützt sich damit indirekt an der Stromschiene 2 ab und liegt direkt auf dem Sockel 23 des Lagerarms 22 auf.
9 lässt eine Seitenansicht des Federkraftklemmanschlusses 1 aus 7 und 8 erkennen. Dabei ist erkennbar, dass der Sockel 23 an seinem rechten freien Ende, an dem sich der Armabschnitt 24 des Lagerarms 22 anschließt eine nach unten weisende Vorwölbung 25 hat, die in die zur Bildung einer Klemmkante 3 geschaffene Wölbung am freien Ende der Stromschiene 2 eintaucht. Auf diese Weise wird der Lagerarm 22 an der Stromschiene 2 lagefixiert.
10 lässt eine Draufsicht auf den Federkraftklemmanschluss 1 aus 7 bis 9 erkennen. Im Unterschied zur ersten Ausführungsform ist das Betätigungselement 13 auf der Oberseite vollständig geschlossen, so dass die Betätigungsfinger 15 nicht nur durch das Kopfteil 16, sondern auch an der Oberseite miteinander verbunden sind.
11 lässt eine Seiten-Schnittansicht des Federkraftklemmanschlusses 1 der zweiten Ausführungsform gemäß 7 bis 10 erkennen. Hieraus wird deutlich, dass das Kopfteil 16 des Betätigungselementes 13 an der vorderen Stirnseite eine zum Boden hin konisch zulaufende Vertiefung 18 zur Aufnahme eines Betätigungselementes hat. Insoweit kann auf die Ausführungen zur ersten Ausführungsform verwiesen werden.
Erkennbar ist auch, dass der Armabschnitt 24 des Lagerarms 22 am oberen freien Ende, der dem Sockel 23 gegenüberliegt, eine Lageröffnung 26 hat, durch die die Lagerachse 17 hindurch gesteckt ist.
12 lässt eine perspektivische Ansicht der zweiten Ausführungsform eines Federkraftklemmanschlusses 1 von der Vorderseite in der Offenstellung erkennen. Hierbei ist das Betätigungselement 13 im Unterschied zur vorher dargestellten Ruhestellung um etwa 90 Grad mit dem Kopfteil 16 nach oben verschwenkt. Die Betätigungsfinger 15 wandern hierbei mit ihren freien Enden relativ zu der Lagerachse 17 und dem Kopfteil 16 nach unten in Richtung Stromschiene 2, so dass der Betätigungsabschnitt 7 zum Anlageschenkel 5 und der Stromschiene 2 hin heruntergedrückt wird. Hierdurch wird die Klemmstelle geöffnet. Die Klemmstelle wird durch die Quersteg 10, welche die Leiterdurchführungsöffnung 9 nach unten hin begrenzt, und die Klemmkante 3 an der Stromschiene 2 gebildet. Ein elektrischer Leiter kann nun in Blickrichtung von vorne, d. h. von rechts nach links durch die Leiterdurchführungsöffnung 9 des Klemmabschnitts 8 der Klemmfeder 4 hindurch gesteckt werden, um nach Verschwenken des Betätigungselementes 13 in die vorher dargestellte Ruhestellung zwischen Quersteg 10 und Klemmkante 3 durch die Federkraft der Klemmfeder 4 elektrisch leitend an die Stromschiene 2 angeklemmt zu werden.
Deutlich wird, dass der separate Lagerarm 22 in den Schlitz im Klemmabschnitt und teilweise auch im Betätigungsabschnitt der Klemmfeder 4 aufgenommen ist und sich durch den Schlitz, der durch die Leiterdurchführungsöffnung 9 und die Ausnehmung 20 gebildet wird, in der Klemmfeder 4 hindurch erstreckt.
Dies wird aus der perspektivischen Rückseitenansicht der 13 noch deutlicher. Hier ist erkennbar, dass der Armabschnitt 24 von dem Sockel 23 zusätzlich durch eine Ausnehmung 28 im Anlageabschnitt 5 hindurchgeführt ist. Diese Ausnehmungen in der Klemmfeder 4 sind in Breitenrichtung gesehen zwischen den Seitenkanten der Klemmfeder 4 und vorzugsweise zentral bzw. mittig angeordnet. Der Lagerarm 22 ist somit auf halber Breite der Stromschiene 2 und der Klemmfeder 4 angeordnet.
14 lässt eine Seitenansicht der zweiten Ausführungsform des Federkraftklemmanschlusses 1 in der Offenstellung erkennen. In dieser dargestellten Offenstellung ist das Betätigungselement 13 vorzugsweise selbst arretiert. Dies wird dadurch erreicht, dass der Betätigungsabschnitt 7 der Klemmfeder 4 nunmehr eine Kraft auf das Betätigungselement 13 ausübt, das in dieser Offenstellungsposition in etwa zur Lagerachse 17 hin gerichtet ist. Damit wird ein Kippmoment vermieden, das ein Zurückschwenken des Betätigungselementes 13 in die Ruhestellung bewirken würde.
Die Kurvenform der Betätigungsfinger 15 ist somit dahingehend an die Kinematik des Betätigungselementes 13 und der Klemmfeder 4 so angepasst, dass in jeder Winkelstellung des Betätigungselementes 13 eine bestmögliche Kraft- und Momentverteilung sichergestellt wird.
15 lässt eine perspektivische Ansicht der Klemmfeder 4 der zweiten Ausführungsform des Federkraftklemmanschlusses 1 in der Einbaulage erkennen. Im Vergleich zur Klemmfeder 4 für die erste Ausführungsform ist die Ausnehmung 20 länger ausgebildet und erstreckt sich weiter in den Betätigungsabschnitt 7 hinein. Dies ist dadurch verursacht, dass der Armabschnitt 24 des Lagerarms 22 eine größere, dreieckförmige Fläche aufspannt, als der Lagerarm 12 der ersten Ausführungsform, der als flaches Blechelement ausgeführt ist.
Weiterhin ist erkennbar, dass in dem Anlageabschnitt 5 eine Ausnehmung 28 vorgesehen ist, durch die der Armabschnitt 24 des Lagerarms 22 hindurchgeführt wird.
Dies wird anhand der perspektivischen Darstellung in 16 und 17 deutlicher, welche die Klemmfeder 4 in der perspektivischen Rückseitenansicht und perspektivischen Ansicht schräg von oben zeigen. Die Ausnehmung 20 bildet zusammen mit der Leitereinführungsöffnung 9 einen ersten Schlitz und die Ausnehmung 28 einen zweiten Schlitz, durch die sich der Lagerarm 22 von der Unterseite des Anlageabschnitts 5 nach oben in Richtung des Übergangs zwischen Betätigungsabschnitt 7 und Klemmabschnitt 8 hindurch erstrecken kann. Diese Ausnehmungen 20, 28 und die Leiterdurchführungsöffnung 9 sind durch die Seitenkanten der Klemmfeder 4 und insbesondere durch die Randstege 11 des Betätigungsabschnitts 8 beidseits begrenzt bzw. befinden sich innerhalb des durch die Randstege 11 und die Seitenkanten der Klemmfeder 4 gebildeten Raums.
18 lässt eine Draufsicht auf die Klemmfeder 4 aus 15 bis 17 erkennen. Hieraus wird deutlich, dass die Ausnehmung 20, die Leiterdurchführungsöffnung 9 und die Ausnehmung 28 im Anlageschenkel 5 mittig in Breitenrichtung gesehen (in der Darstellung von unten nach oben) angeordnet sind.
19 lässt eine Seiten-Schnittansicht im Schnitt F-F der Klemmfeder 4 aus 18 erkennen. An den schraffierten Abschnitten ist erkennbar, dass dort im Schnitt F-F Federblechmaterial für den Quersteg 10, den Betätigungsabschnitt 7, den Federbogen 6 und den Anlageabschnitt 5 vorhanden ist. Deutlich wird zudem, dass in dem zentralen Schnitt F-F im Übergang zwischen Betätigungsabschnitt 7 und Klemmabschnitt 8 ein Schlitz durch die Ausnehmung 20 und die Leiterdurchführungsöffnung 9 geschaffen wird, der erst am freien Ende des Klemmabschnitts 8 durch den Quersteg 10 begrenzt wird. Der Anlageabschnitt 5 hat ebenfalls einen bis zum freien Ende hin laufenden Schlitz, der durch die Ausnehmung 28 gebildet wird.
20 lässt eine perspektivische Ansicht eines elektrischen Gerätes erkennen, bei dem zwei Federkraftklemmanschlüsse der eingangs genannten Art in ein Isolierstoffgehäuse 29 eingebaut sind. In der dargestellten Ausführungsform wurde die zweite Ausführungsform des Federkraftklemmanschlusses 1 eingesetzt. Gleichermaßen kann jedoch auch der Federkraftklemmanschluss des ersten Ausführungsbeispiels genutzt werden.
Die Federkraftklemmanschlüsse 1 sind selbsttragend ausgeführt und können mitsamt Betätigungselement 13, Stromschiene 2 und Klemmfeder 4 sowie Lagerarm 22 vormontiert in das Isolierstoffgehäuse eingebaut werden. An der vorderen Stirnseitenwand 30 des Isolierstoffgehäuses 29 sind Leitereinführungsöffnungen 31 vorhanden, die in den Raum direkt unterhalb der Stromschiene 2 münden, um einen elektrischen Leiter von der Klemmfeder 4 an der Stromschiene 2 anzuklemmen.
Das Kopfteil 16 der Betätigungselemente 13 ragt jeweils aus dem Gehäuse durch eine entsprechende Aussparung heraus und ist vorzugsweise an der Oberseite bündig mit der Oberseite 32 des Isolierstoffgehäuses in der Ruhestellung (rechter Federkraftklemmanschluss) ausgerichtet. Damit wird eine geschlossene blockartige Anschlussklemme geschaffen.
Dies wird anhand der Draufsicht auf das elektrische Gerät der 20 in der 21 deutlicher.
22 lässt eine Seiten-Schnittansicht im Schnitt F-F durch den sich in der Offenstellung befindlichen Federkraftklemmanschluss 1 erkennen. Hierbei ist erkennbar, dass der Federkraftklemmanschluss 1 mitsamt Stromschiene 2, Klemmfeder 4, Lagerarm 22 und Betätigungselement 13 insgesamt in dem Isolierstoffgehäuse 29 fixiert ist. Erkennbar ist, dass die Leitereinführungsöffnungen 31 an der Stirnseitenwand 30 des Isolierstoffgehäuses 29 in dem Klemmraum 32 unterhalb der Stromschiene 2 einmünden. Das Isolierstoffgehäuse 29 ist mehrteilig ausgeführt und mittels einer Rastvorrichtung 33 miteinander verrastbar. Beispielsweise hat die Rastvorrichtung 33 an einem Teil eine Rastnase, die in eine Rastöffnung des anderen Teils verrastet, um die beiden Gehäuseteile nach Einbau des Federkraftklemmanschlusses 1 fest miteinander zu verbinden.
23 lässt eine perspektivische Ansicht einer dritten Ausführungsform eines Federkraftklemmanschlusses 1 erkennen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Federkraftklemmanschlüsse 1 in Offenstellung und Ruhestellung nebeneinander angeordnet. Der vordere Federkraftklemmanschluss 1 befindet sich in der Offenstellung, bei der die Klemmstelle geöffnet ist, während der hintere Federkraftklemmanschluss in der Ruheposition mit geschlossener Klemmstelle ist. Im Unterschied zu den vorher beschriebenen Ausführungsformen erfolgt die Betätigung nicht durch Verschwenken eines Betätigungselementes 13 (Betätigungshebels), sondern durch Linearverschiebung eines als Betätigungsdrücker ausgeführten Betätigungselementes 13.
Wiederum erstreckt sich ein Lagerarm 22 durch Schlitze in der Klemmfeder 4 hindurch. Insoweit ist die Klemmfeder 4 mit der Klemmfeder für die vorher beschriebene zweite Ausführungsform vergleichbar. Auf die diesbezüglichen Ausführungen und die 15 bis 19 wird verwiesen.
Der Lagerarm 22 ist ebenfalls mit einem Sockel 23 zwischen Anlageabschnitt 5 der Klemmfeder 4 und der Stromschiene 2 gelagert. Der Sockel 23 hat wiederum eine Vorwölbung 25, die in eine entsprechende Mulde zur Ausbildung einer Klemmkante 3 an der Stromschiene 2 eintaucht, um den Lagerarm 22 hinsichtlich seiner Lage auf der Stromschiene 2 zu fixieren.
Das Betätigungselement 13 ist als separates Teil vom Lagerarm 22 gefertigt und linear verschiebbar auf dem Armabschnitt 24 des Lagerarms 22 gelagert. Das Betätigungselement 13 hat wiederum zwei voneinander beabstandete Betätigungsfinger 15, zwischen denen der Armabschnitt 24 aufgenommen ist. Die rückseitigen Stirnflächen der Betätigungsfinger 15 sind geneigt angeordnet und können gegebenenfalls auch einer bestimmten Kurvenform folgen. Sie liegen auf dem Betätigungsabschnitt 7 im Übergang zum Klemmabschnitt 8 auf der Klemmfeder 4 auf. Bei Linearverschiebung des Betätigungselementes 13, d. h. in der Ansicht von 23 von rechts nach links, wird die Klemmfeder von der hinteren dargestellten Ruheposition in die vorne dargestellte Offenposition überführt, indem der Betätigungsabschnitt 7 in Richtung Klemmabschnitt 5 heruntergedrückt wird.
Dies wird nochmals aus 24 deutlicher, die zeigt, dass das rechte Betätigungselement 13 in der Ruheposition nach vorne geschoben ist. Das linke, sich in der Offenstellung befindliche Betätigungselement 13 ist hingegen nach hinten in Richtung Federbogen 6 der Klemmfeder 4 gedrückt.
Um ein Verkippen oder Herausfallen des Betätigungselementes 13 nach oben zu verhindern hat der Lagerarm 22 an seinem oberen freien Ende eine parallel zur Stromschiene 2 bzw. den Sockel 23 ausgerichtete Deckelplatte 35. Auf diese Weise wird wiederum ein selbsttragender Federkraftklemmanschluss 1 geschaffen, der vormontiert in ein Isolierstoffgehäuse eingebaut werden kann. Die Stromschiene 2 kann dabei Teil des vormontierten Federkraftklemmanschlusses 1 sein. Denkbar ist aber auch, dass sich die Stromschiene 2 in dem elektrischen Gerät befindet, in das der Federkraftklemmanschluss ohne vormontierte Stromschiene 2 eingebaut wird. Beim Einbau wird der Federkraftklemmanschluss 1 dann auf die zugehörige Stromschiene 2 aufgeschoben.
25 lässt eine Draufsicht auf die dritte Ausführungsform der Federkraftklemmanschlüsse 1 der 23 und 24 erkennen. Deutlich wird, dass der obere (hintere) Federkraftklemmanschluss in der Ruhestellung mit geschlossener Klemmstelle ist, da das Betätigungselement 13 entgegen der Leitereinsteckrichtung (von rechts nach links) nach vorne aus der Deckelplatte 35 herausragt. Bei dem unteren (vorderen) Federkraftklemmanschluss 1 ist das Betätigungselement (nicht mehr sichtbar) unter die Deckelplatte 35 linear verschoben, so dass eine Betätigungskraft auf die Klemmfeder 4 ausgeübt und die Klemmstelle geöffnet ist.
26 lässt den sich in Offenstellung befindlichen unteren (vorderen) Federkraftklemmanschluss im Schnitt F-F mit dem dahinterliegenden hinteren geschlossenen Federkraftklemmanschluss in der Seiten-Schnittansicht erkennen. Hieraus wird deutlich, dass die Klemmfeder 4 durch Linearverschiebung des Betätigungselementes 13 mit einer Betätigungskraft beaufschlagt werden kann, so dass der Betätigungsabschnitt 7 nach unten in Richtung Anlageabschnitt 5, Sockel 23 und Stromschiene 2 heruntergedrückt wird.
27 lässt eine Seiten-Schnittansicht im Schnitt G-G des sich in Ruhestellung befindlichen Federkraftklemmanschlusses 1 erkennen.
Im Vergleich zur 27 wird deutlich, dass das Betätigungselement 13 linear verschiebbar an dem Armabschnitt 24 des Lagerarms 22 aufgenommen und an der Oberseite durch die Deckelplatte 35 begrenzt ist. An dem Armabschnitt 24 ist unterhalb des Betätigungselementes 13 eine weitere Führungsplatte 36 angeordnet, die zur Führung des linear verschiebbaren Betätigungselementes 13 an der Unterseite dient.

Claims

Federkraftklemmanschluss (1) mit: - einer Stromschiene (2), - einer Klemmfeder (4), die einen Anlageabschnitt (5) hat, der sich an der Stromschiene (2) abstützt, einen Federbogen (6) hat, der sich an den Anlageabschnitt (5) anschließt, einen Betätigungsabschnitt (7) hat, der sich an den Federbogen (6) anschließt und gegenüber von dem Anlageabschnitt (5) liegt, und einen Klemmabschnitt (8) hat, der sich an den Betätigungsabschnitt (7) anschließt und sich von dem Betätigungsabschnitt (7) in Richtung Stromschiene (2) erstreckt, - wobei der Klemmabschnitt (8) eine durch Randstege (11) begrenzte Leiterdurchführungsöffnung (9) hat, und wobei die Stromschiene (2) durch die Leiterdurchführungsöffnung (9) hindurchgeführt ist und eine Klemmstelle für einen anzuschließenden Leiter zwischen der Stromschiene (2) und einem die Leiterdurchführungsöffnung (9) begrenzenden Quersteg (10) vorhanden ist, - und mit einem Betätigungselement (13), das beweglich zur Beaufschlagung des Betätigungsabschnitts (7) so gelagert ist, dass der Quersteg (10), welcher die Leiterdurchführungsöffnung (9) begrenzt und eine Klemmstelle bildet, bei Bewegung des Betätigungselementes (13) in eine Offenstellung von der Stromschiene (2) wegbewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein Lagerarm (12, 22) aus der Richtung der Stromschiene (2) durch die Leiterdurchführungsöffnung (9) hindurch erstreckt und wobei der sich durch die Leiterdurchführungsöffnung (9) erstreckende Abschnitt des Lagerarms (12, 22) in einem Bereich zwischen den Randstegen (11) der Klemmfeder (4) angeordnet ist und das Betätigungselement (13) trägt.
Federkraftklemmanschluss (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerarm (12, 22) in Richtung der Breite der Klemmfeder (4) mittig angeordnet ist.
Federkraftklemmanschluss (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerarm (12) integral mit der Klemmfeder (4) als Verlängerung des Anlageabschnitts (5) geformt und in Richtung Betätigungsabschnitt (7) umgebogen ist.
Federkraftklemmanschluss (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerarm (22) zwischen den Anlageabschnitt (5) der Klemmfeder (4) und der Stromschiene (2) gelagert ist.
Federkraftklemmanschluss (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerarm (12, 22) an seinem von der Stromschiene (2) entfernten Ende ein Schwenklager hat, und dass das Betätigungselement (13) schwenkbar in dem Schwenklager gelagert ist.
Federkraftklemmanschluss (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (13) linear verschiebbar an dem Lagerarm (12, 22) gelagert ist.
Federkraftklemmanschluss (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerarm (22) integral mit dem Betätigungselement (13) geformt und schwenkbar an der Stromschiene (2) gelagert ist.
Federkraftklemmanschluss (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerarm (22) im Bereich der Auflagerung des Anlageschenkels (5) der Klemmfeder (4) relativ zu der Stromschiene (2) linear verschiebbar an der Stromschiene (2) gelagert ist und integral mit dem Betätigungselement (13) geformt ist.
Federkraftklemmanschluss (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerarm (22) an der Stromschiene (2) fixiert ist und das Betätigungselement (13) relativ zur Stromschiene linear beweglich an dem Lagerarm (22) angeordnet ist.
Elektrisches Gerät mit einem Isolierstoffgehäuse (29) dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Federkraftklemmanschluss (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche in das Isolierstoffgehäuse (29) eingebaut ist.