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Die Erfindung betrifft eine Frontschraubklemme für den Anschluss eines elektrischen Leiters gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Im Bereich der elektrischen Anschlusstechnik sind Frontschraubklemmen bekannt, bei denen die Zuführung eines elektrischen Leiters aus der gleichen Richtung erfolgt wie die Betätigung einer Klemmschraube, d.h. im Wesentlichen auf der gleichen Seite einer Klemme. Es gibt verschiedene Ausführungen solcher Frontschraubklemmen, die auf unterschiedliche Arten das gleiche Wirkprinzip verwirklichen. Das durch eine Schraube eingeleitete Drehmoment wird mittels eines verlagerbaren Druckstücks oder Klemmkörpers in eine Klemmkraft umgewandelt, welche den anzuschließenden Leiter auf ein stromleitendes Metallteil presst und so elektrisch leitend fixiert. Hierbei können insbesondere die Ausgestaltung und Lagerung des Druckstücks, sowie die Anordnung der Klemmschraube zum Druckstück variieren.
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Beispielsweise sind Frontschraubklemmen bekannt, bei denen das Druckstück aus einem kaltumgeformten Metallteil besteht, wie es beispielsweise die
DE 93 177 83 U1 oder die
EP 0 271 594 A1 beschreiben. Dazu werden an dem Metallteil die Konturen für einen Klemmbereich und eine Lagerung des Druckstücks angeprägt. Ferner sind Frontschraubklemmen bekannt, bei denen die Montage des Druckstücks in einem Klemmraum sehr aufwendig ist. Oftmals wird als Klemmraum eine U-förmige oder geschlossene Metalltasche verwendet, die aus mehreren abgebogenen Laschen geformt ist, und die notwendige Biegefolge zur Herstellung der Metalltasche ist aufwendig. Auch die Ausformung eines Lagerpunktes für das Druckstück kann je nach Bauform schwierig sein. Bei vielen Frontschraubklemmen liegt der Lagerpunkt beispielsweise zwischen einer Wand einer Klemmtasche, durch welche die Klemmschraube in einem Gewinde geführt ist, und einem Leitereinführungsbereich. Diese Wand einer Klemmtasche bzw. die vollständige Klemmtasche müssen zunächst fertiggebogen werden, so dass das Druckstück danach oftmals nur aufwendig in die Lagerstelle eingefädelt werden kann, wie es beispielsweise bei der Ausführungsform der Fall ist, welche die
DE 93 177 83 U1 beschreibt.
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Bei anderen Ausführungsformen muss ein Druckstück in eine fertiggebogene Klemmtasche eingepresst werden, bis die Position der Lagerstelle erreicht ist, was zu einer nachteiligen mechanischen Belastung der Klemmtasche und des Druckstücks führt. Auch erhöht dies die Kosten bei der Montage. Eine solche Ausführungsform offenbaren beispielsweise die
EP 0 271 564 A1 oder die
DE 10 2008 010 162 A1 . Andere Frontschraubklemmen verfügen zur Lagerung des Druckstücks über eine zusätzliche Achse oder Welle, wie es beispielsweise in der
DE 10 2004 021 836 B4 beschrieben ist. Diese Bauform vereinfacht zwar die Montage des Druckstücks in einer Klemmtasche, erhöht jedoch die Teilekosten. Ebenfalls bekannt sind Frontschraubklemmen, bei denen die Schraubenposition und die Lagerstelle ungünstig zueinander angeordnet sind. Oftmals wird die Klemmschraube dabei als Keil zwischen Metalltasche und Druckstück eingeschraubt, was zu einer Verformung des Schraubengewindes und damit zu einer Schwergängigkeit des Systems führen kann. Dies ist beispielsweise bei Ausführungsformen der Fall, wie sie aus der
EP 0 271 594 A1 oder der
DE 10 2004 010 579 B4 bekannt sind.
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Ferner offenbart die
EP 3 525 289 A1 eine Frontschraubklemme mit einem nockenförmigen Druckstück, das durch die Betätigung einer Klemmschraube gegen die Federkraft einer Rückstellfeder gegen ein elektrisch leitendes Kontaktelement pressbar ist. Dieses Kontaktelement wird durch ein separates, winkelförmiges Metallteil gebildet, welches mit einem ersten Schenkel in eine Klemmtasche aus nicht-leitendem Material einschiebbar ist, wobei der zweite Schenkel eine offene Seite der Klemmtasche zu einem großen Teil verschließt. Vor Anbringung dieses winkelförmigen Kontaktelementes kann das Druckstück über die zunächst offene Seite in die Klemmtasche eingebracht und in Lageraufnahmen eingeschoben werden, die sich auf dieser Seite der Klemmtasche befinden. An dem Kontaktelement stützt sich auch die Rückstellfeder ab. So lässt sich das Druckstück zwar mit dem Kontaktelement und der Feder montieren, aber diese Bauform bedingt ebenfalls einen erhöhten Montageaufwand.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Frontschraubklemme mit Druckstück und Rückstellfeder bereitzustellen, mit welcher sich die genannten Nachteile vermeiden lassen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Frontschraubklemme mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Frontschraubklemme ergeben sich aus den Unteransprüchen 2-16.
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Die erfindungsgemäße Frontschraubklemme ist für den Anschluss eines elektrischen Leiters ausgebildet. Dabei ist unter einer Frontschraubklemme eine Anschlussklemme zu verstehen, bei welcher die Zuführung eines elektrischen Leiters aus der gleichen Richtung erfolgt wie die Betätigung einer Klemmschraube. Diese Seite der Klemme wird im Folgenden als Frontseite bezeichnet, während die gegenüberliegende Seite als Rückseite bezeichnet wird.
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Die erfindungsgemäße Frontschraubklemme weist einen Leiteranschlussbereich und ein elektrisch leitendes Kontaktelement auf. Ein in den Leiteranschlussbereich eingeführter Leiter soll in einem Klemmraum mit dem elektrisch leitenden Kontaktelement kontaktiert werden, indem er auf das Kontaktelement gepresst wird. Dabei kann das Kontaktelement auf verschiedene Arten ausgeführt und angeordnet sein. Die Frontschraubklemme weist ferner eine Klemmschraube, eine Rückstellfeder und eine Klemmtasche auf. Die Klemmtasche bildet den Klemmraum aus. An der Klemmtasche ist ein Druckstück in einer Lagerstelle schwenkbar gelagert. Die Frontschraubklemme ist so ausgebildet, dass das Druckstück durch Betätigung der Klemmschraube gegen die Federkraft der Rückstellfeder in Richtung des Leiteranschlussbereiches verschwenkbar und zum Festklemmen eines in den Leiteranschlussbereich eingeführten Leiters zwischen dem Druckstück und dem elektrisch leitenden Kontaktelement ausgebildet ist. Eine Betätigung der Klemmschraube bedeutet hierbei eine Drehung der Klemmschraube, durch welche die Lage der Klemmschraube in Richtung ihrer Längsachse translatorisch verschoben wird. So wird ein durch eine Klemmschraube eingeleitetes Drehmoment mittels eines verlagerbaren Druckstücks in eine Klemmkraft umgewandelt, welche den anzuschließenden Leiter auf ein stromleitendes Metallteil presst und so elektrisch leitend fixiert.
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In der Klemmtasche ist eine Montageöffnung vorgesehen, durch welche das Druckstück bei der Montage der Frontschraubklemme in die Klemmtasche eingebracht und der Lagerstelle zugeführt ist. Erfindungsgemäß ist die Montageöffnung dabei so angeordnet, dass die Klemmschraube zwischen dem Leiteranschlussbereich und der Montageöffnung liegt.
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Die Erfindung hat den Vorteil, dass die Montageöffnung auf einer Seite der Klemmtasche liegt, welche eine vereinfachte Montage eines Druckstücks in einer Klemmtasche ermöglicht. An der Front der Frontschraubklemme müssen eine Gewindebohrung für die Klemmschraube und eine Leiteröffnung zur Einführung eines Leiters vorgesehen werden, was diese Seite ungeeignet für eine solche Montageöffnung macht. Bekannte Montageöffnungen auf der Rückseite der Frontschraubklemme, d.h. auf der Seite einer Klemmtasche, welche der Gewindebohrung für die Klemmschraube und der Leiteröffnung gegenüberliegt, bedingen üblicherweise einen erhöhten Montageaufwand, da in diesem Bereich oftmals der relevante Biegebereich einer Rückstellfeder liegt und/oder eine Rückstellfeder sogar in diesem Bereich an der Klemmtasche fixiert ist. Die Montage von Druckstück und Rückstellfeder muss daher aufeinander abgestimmt werden.
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Von der Längsachse der Klemmschraube aus gesehen gegenüber dem Leiteranschlussbereich besteht hingegen ausreichend Raum an der Klemmtasche, um eine Montageöffnung vorzusehen. Von dieser Seite aus ist der Klemmraum innerhalb der Klemmtasche gut zugänglich, wobei die Elemente Rückstellfeder und Klemmschraube geeignet so positioniert werden, dass sie auch vor dem Druckelement montiert werden können, aber die Montageöffnung danach nicht blockieren. Dies ist insbesondere der Fall, wenn die Erfindung in einer Ausführungsform vorsieht, dass ein bei Betätigung der Klemmschraube elastisch verformender Biegebereich der Rückstellfeder außerhalb der Montageöffnung liegt. Der wesentliche Bereich einer Rückstellfeder versperrt somit nicht die Montageöffnung. Dies unterscheidet die erfindungsgemäße Frontschraubklemme beispielsweise von der Frontschraubklemme, die aus der
EP 3 525 289 A1 bekannt ist. Bei Letzterer versperrt der Biegebereich einer Rückstellfeder eine Montageöffnung für das Druckstück, was bedeutet, dass das Druckstück nur vor oder gleichzeitig mit der Rückstellfeder montiert werden kann.
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Ferner ermöglicht es die Erfindung, die Rückseite der Klemmtasche frei von einer Montageöffnung zu halten, so dass diese Seite zur Anbringung von abstehenden Kontaktmitteln an der Klemmtasche genutzt werden kann. Darüber hinaus kann aber auch die der Montageöffnung gegenüber liegende Seite der Klemmtasche, d.h. der Taschengrund, zur Anbringung von abstehenden Kontaktmitteln genutzt werden. Bei den Kontaktmitteln handelt es sich beispielsweise um Lötstifte oder eine oder mehrere Kontakttulpen. Die Klemmtasche ist beispielsweise aus einem hochfesten Kupferwerkstoff (z.B. einer Bronze) gebildet und der Taschengrund stellt das Kontaktelement zum Anschlussleiter dar. Die Kontaktmittel können einteilig an den Taschengrund angeformt sein oder durch eine stoffschlüssige Verbindung (z.B. Schweißen) mit dem Taschengrund verbunden sein. Eine Seite der Klemmtasche bleibt dann der Montage des Druckstücks vorbehalten, während die Rückseite und die Unterseite der Klemmtasche der Anbringung eines Kontaktmittels vorbehalten sein kann, was gegenüber anderen Lösungen den Montageaufwand reduziert.
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In einer Ausführungsform der Erfindung wird das elektrisch leitende Kontaktelement einstückig durch die Klemmtasche ausgeformt und stellt kein separates Bauteil dar. Es besteht somit aus dem gleichen stromleitenden Material wie die Klemmtasche. Vorzugsweise handelt es sich bei diesem Material um einen stromleitenden Kupferwerkstoff, der insbesondere hochfest ist. Beispielsweise kann eine Bronze verwendet werden.
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Die Klemmtasche kann aber auch aus einem Material ausgebildet sein, das elektrisch wesentlich schlechter leitend ist als Kupfer. In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Klemmtasche beispielsweise aus einem Stahl gebildet. Um eine elektrisch leitende Kontaktierung des Leiters herzustellen, ist dann ein zusätzliches Bauteil aus einem stromleitenden Werkstoff (z.B. Kupferwerkstoff) erforderlich, welches zwischen dem Druckstück und dem Taschengrund eingelegt wird. Dieses Bauteil bildet dann das Kontaktelement. An dem Kontaktelement können dann die Kontaktmittel einstückig ausgeformt sein.
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Das Druckstück kann als Metallteil gefertigt sein, bei dem Konturen angeprägt sind. In einer alternativen Ausführungsform handelt es sich um ein Stanzbiegeteil, welches aus einem Bandmaterial gefertigt wurde. Die Lagerung des Druckstücks an der Klemmtasche kann auf unterschiedliche Arten ausgestaltet sein. In einer Ausführungsform der Erfindung formt die Klemmtasche beispielsweise zwei Lagerlaschen mit jeweils einer Lageraufnahme aus. Das Druckstück weist dann zwei gegenüberliegende Lagerbolzen auf, über welche das Druckstück schwenkbar zwischen den zwei Lagerlaschen in den Lageraufnahmen gelagert ist. Vorzugsweise sind diese Lageraufnahmen zur Montageöffnung hin offen ausgebildet. Wird das Druckstück durch die Montageöffnung geführt, können die Lagerbolzen in die Lageraufnahmen eingeschoben werden, ohne dass die beiden Lagerlaschen auseinander gedrückt werden müssen. Bei den Lageraufnahmen handelt es sich um Schlitze an jeweils einer Kante einer Lagerlasche, die insbesondere gebogen bzw. hakenförmig ausgeführt sein können und so an ihren geschlossenen Enden Lagereinbuchtungen ausbilden. Die Lagerbolzen des Druckstücks werden bei der Montage bis in diese endseitigen Lagereinbuchtungen geschoben. Die Form und Lage der Lagereinbuchtungen ist insbesondere so gewählt, dass das Druckstück verliersicher in ihnen gehalten ist. Dies kann durch die Federkraft der Rückstellfeder unterstützt werden, durch welche die Lagerbolzen des Druckstücks in die Lagereinbuchtungen gedrückt werden.
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Dabei ist wenigstens ein Formschluss zwischen Lagerbolzen und Lagereinbuchtungen vorgesehen, der eine Bewegung des Druckstücks in seiner Gesamtheit in Richtung der Montageöffnung verhindert.
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Vorzugsweise ist dies auch der Fall, wenn die Klemmschraube (noch) nicht vollständig montiert oder wieder entfernt wurde. Im Sinne der Erfindung ist als eine nicht vollständig montierte Klemmschraube eine Klemmschraube anzusehen, die entweder gar nicht eingeschraubt wurde, oder die zwar in eine Gewindebohrung eingeschraubt wurde, aber nicht in den Innenraum der Klemmtasche hineinragt. In einer Ausführungsform der Erfindung übt die Rückstellfeder eine Kraft auf das Druckstück aus, welche das Druckstück bei nicht vollständig montierter Klemmschraube verliersicher in der Lagerstelle hält. Die Lagerbolzen des Druckstücks werden dabei beispielsweise wie beschrieben in die Lagereinbuchtungen gedrückt. Dieses verliersichere Halten des Druckstücks kann durch Anschläge unterstützt werden, gegen welche andere Bereiche des Druckstücks gedrückt werden.
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Ein Anschlag kann auch dazu genutzt werden, um das Druckstück bei nicht vollständig montierter Klemmschraube in einer definierten Offenstellung zu halten. Diese Offenstellung dient dazu, die Klemmschraube (weiter) einschrauben zu können, ohne dass die Lage des Druckstücks dies erschwert oder sogar vollständig verhindert, wenn es die Bewegung der Klemmschraube blockiert. Wichtig ist bei dieser Ausführungsform, dass das Druckstück nicht zu stark in einen Bereich innerhalb der Klemmtasche ragen kann, in welchen die Spitze der Klemmschraube eingeschraubt wird. Eine solche Spitze ist beispielsweise als abgerundeter Druckzapfen ausgebildet. Eine innerhalb der Klemmtasche liegende Spitze der Klemmschraube ist dann durch eine Schraubbewegung innerhalb eines gedachten, zylinderförmigen Schraubbereiches verlagerbar, und in einer Ausführungsform der Erfindung ist ein Anschlag vorgesehen, welcher bei nicht vollständig montierter Klemmschraube eine durch die Rückstellfeder bewirkte Bewegung des Druckstücks in diesen Schraubbereich begrenzt. So wird eine nachteilige Verlagerung des Druckstücks vor die Gewindebohrung für die Klemmschraube begrenzt.
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Entweder der Anschlag verhindert vollständig eine Bewegung des Druckstücks in diesen Schraubbereich der Klemmschraube, oder die Bewegung wird bis zu einer bestimmten Lage zugelassen, die noch ein Einschrauben der Klemmschraube ermöglicht, indem die Klemmschraube das Druckstück beispielsweise wegdrückt. Dabei muss das Druckstück nicht vollständig aus dem Schraubbereich der Klemmschraube gehalten werden, sondern je nach Bauform kann es ausreichen, wenn bestimmte Bereiche sich nicht vor die Gewindebohrung für die Klemmschraube schieben. Beispielsweise weist das Druckstück einen Druckbereich auf, welcher bei einer Betätigung der Klemmschraube einen in den Leiteranschlussbereich eingeführten Leiter mit einer Klemmkraft gegen das elektrisch leitende Kontaktelement presst. In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Anschlag die Bewegung dieses Druckbereiches des Druckstücks in den Schraubbereich der Klemmschraube begrenzt. Der Druckbereich ist beispielsweise am schwenkbaren Ende des Druckstücks vorgesehen und so ein vor die Gewindebohrung für die Klemmschraube verschwenkter Druckbereich kann den Zugang für die Klemmschraube völlig blockieren, da er unter Umständen aufgrund der übrigen Geometrie des Druckstücks und seiner Lagerstelle an der Klemmtasche nicht von der Klemmschraube weggedrückt werden kann.
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Wenigstens eine Wand der Klemmlasche weist eine Gewindebohrung auf, in welche die Klemmschraube eingeschraubt ist. In einer Ausführungsform der Erfindung ist der zuvor beschriebene Anschlag für das Druckstück durch eine solche Wand gebildet. Die Wand verläuft im Wesentlichen in einem Winkel von etwa 90° zur Längsachse der Klemmschraube und das Druckstück kann aus verschiedenen Richtungen an der Wand anschlagen. Beispielsweise schlägt das Druckstück, insbesondere der Druckbereich des Druckstücks, quer zur Längsachse der Klemmschraube an den Anschlag an. Das Druckstück trifft dann auf eine Kante der Wand. Die Lage der Kante definiert die Offenstellung des Druckstücks und wird entsprechend gewählt. So kann auf einfache und effektive Weise ein Anschlag für den genannten Zweck bereitgestellt werden.
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In einer Ausführungsform der Erfindung ist das Druckstück abgewinkelt ausgeführt, wobei es zum Leiteranschlussbereich hin einen überstumpfen Winkel aufspannt, d.h. es winkelt zur Klemmschraube hin ab. Ein Ende des Druckstücks ist über die Lagerstelle an der Klemmtasche gehalten und das gegenüberliegende Ende ist um die Lagerstelle schwenkbar. Die Rückstellfeder ist beispielsweise durch einen einfach gebogenen Federstahl gebildet, der mit einem Ende fixiert ist. Vorzugsweise ist dieses Ende an der Klemmtasche fixiert. Das andere Ende ist frei beweglich und zwischen den beiden Enden befindet sich ein Biegebereich. Bei Auslenkung des freien Endes der Rückstellfeder erzeugt der Biegebereich eine Federkraft in die entgegengesetzte Richtung.
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Die einfach gebogene Rückstellfeder stellt eine sehr einfache Feder dar, die einfach zu fertigen und einfach zu montieren ist. Dabei ist die Rückstellfeder so angeordnet, dass sie mit ihrem freien Ende das Druckstück auf der Seite kontaktiert, welche der Klemmschraube abgewandt ist. Sie ist ferner so ausgelegt, dass sie eine Federkraft in Richtung Klemmschraube, d.h. vom Leiteranschlussbereich weg, auf das Druckstück ausübt. Wird das Druckstück von der Klemmschraube in Richtung des Leiteranschlussbereiches gedrückt, wird die bogenförmige Rückstellfeder aufgeweitet und die auf das Druckstück aufgebrachte Federkraft erhöht sich weiter.
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Die Rückstellfeder ist beispielsweise so angeordnet, dass die Lagerstelle des Druckstücks von der Rückstellfeder aufgenommen ist. Die Lagerstelle liegt dann innerhalb der Biegung der Rückstellfeder. Dies erlaubt eine raumsparende Anordnung von Druckstück und Rückstellfeder. Ferner kann die Lagerstelle des Druckstücks nahe dem fixierten Ende der Rückstellfeder angeordnet werden. Nicht nur die Lagerstelle des Druckstücks kann innerhalb der Biegung der Rückstellfeder liegen, sondern auch weitere Bereiche des Druckstücks.
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Die Klemmtasche ist geeignet ausgeformt, um wenigstens die Klemmschraube, das Druckstück und die Rückstellfeder zu halten. In einer Ausführungsform der Erfindung handelt es sich um ein Stanzbiegeteil, das einen U-förmig gebogenen Grundkörper aufweist mit einem Taschengrund, von dem rechtwinkelig zwei Lagerlaschen abgehen, die parallel zueinander verlaufen. Zwischen diesen beiden Lagerlaschen liegt der Klemmbereich der Klemmtasche. Der Leiteranschlussbereich liegt im Bereich des Taschengrunds und ein eingeführter Leiter ist durch das Druckstück gegen den Taschengrund pressbar, wodurch der Taschengrund das elektrisch leitende Kontaktelement gemäß der Erfindung bildet. Zwischen den von dem Taschengrund abgehenden Lagerlaschen ist das Druckstück schwenkbar gelagert und die beschriebenen Lageraufnahmen mit den Lagereinbuchtungen sind an diesen Lagerlaschen ausgeformt. Der Taschengrund liegt gegenüber der Montageöffnung, die auf dieser Seite wenigstens durch die Kanten der Lagerlaschen gebildet wird, die eine Nut bzw. einen Spalt ausformen. Die Lageraufnahmen sind auf dieser Seite beispielsweise als offene Schlitze in den Kanten der Lagerlaschen ausgeformt. Sie verlaufen ausgehend von der jeweiligen Kante zunächst in Richtung Taschengrund und winkeln dann in Richtung Rückseite der Klemmtasche ab. Vorzugsweise verlaufen sie etwas weiter zurück in Richtung Kante, um an ihrem Ende eine Lagereinbuchtung zu bilden. Die Lageraufnahmen sind vorzugsweise in die Lagerlaschen eingestanzt.
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Von den Lagerlaschen geht in einer Ausführungsform rechtwinkelig wenigstens eine Gewindelasche ab, in welche die Klemmschraube eingeschraubt ist. Die Gewindelasche geht von einer Seite einer Lagerlasche ab, die rechtwinkelig zum Tiefengrund verläuft, so dass die Gewindelasche ebenfalls rechtwinkelig zum Tiefengrund verläuft. Die Gewindelasche liegt auf der Frontseite der Klemmtasche. Um die Klemmschraube besser zu halten und ein ungewolltes Verformen der Klemmtasche zu verhindern, kann vorgesehen sein, dass von den Lagerlaschen rechtwinkelig zwei Gewindelaschen abgehen, die sich wenigstens teilweise überlappen, und die Klemmschraube im Überlappungsbereich in beide Gewindelaschen eingeschraubt ist. Beispielsweise geht von einer Lagerlasche eine erste Gewindelasche ab, in welche eine Gewindebohrung eingebracht ist, und von der anderen Lagerlasche geht in entgegengesetzte Richtung eine zweite Gewindelasche ab, in welche eine zweite Gewindebohrung eingebracht ist. Die Gewindebohrungen fluchten in einem Überlappungsbereich der Gewindelaschen miteinander, so dass die Klemmschraube durch beide Gewindebohrungen geschraubt werden kann.
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Die wenigstens eine Gewindelasche ragt soweit in Richtung Taschengrund, dass zwischen ihr und dem Taschengrund eine Öffnung verbleibt, durch welche ein Leiter in die Klemmtasche einführbar ist. Diejenige Kante der wenigstens einen Gewindelasche, die zum Taschengrund zeigt, kann ferner einen Anschlag für das Druckstück bilden. Durch eine Betätigung der Klemmschraube wird das Druckstück von der Kante weg in Richtung Taschengrund gedrückt.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung geht von wenigstens einer Lagerlasche rechtwinkelig eine Durchsteckschutzlasche ab, welche den Leiteranschlussbereich in Steckrichtung des Leiters begrenzt. Dies reduziert die Einstecktiefe des Leiters, aber auch abstehende Kontaktmittel wie Lötstifte und/oder Kontakttulpen können an dieser Durchsteckschutzlasche angebracht sein. Die Durchsteckschutzlasche verläuft rechtwinkelig zum Taschengrund und geht von der Seite einer Lagerlasche ab, welche auf der Rückseite der Klemmtasche liegt. Sie verschließt die Rückseite der Klemmtasche teilweise oder vollständig.
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In einer Ausführungsform der Erfindung ist an der Klemmtasche eine Federlasche ausgeformt, an welcher die Rückstellfeder fixiert ist. Die Befestigung erfolgt beispielsweise über eine Vernietung oder Verschweißung. Beispielsweise liegt die Federlasche auf der Seite der Montageöffnung und geht von einer Lagerlasche ab. Die Federlasche verläuft dann im Wesentlichen parallel zum Taschengrund und schließt einen Teil des Spaltes, der auf dieser Seite zwischen den Kanten der beiden Lagerlaschen gebildet ist. Die Montageöffnung wird dann beispielsweise durch die Lagerlaschen, die Federlasche und die wenigstens eine Gewindelasche begrenzt. So bildet sich eine vorzugsweise rechteckige Montageöffnung aus, deren Größe ausreichend ist, um das Druckstück durch die Montageöffnung zu stecken und in seine gewünschte Lage innerhalb der Klemmtasche zu bringen.
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Die Klemmtasche mit den darin eingebauten Funktionskomponenten ist vorzugsweise in einem Isoliergehäuse aus einem elektrisch isolierenden Material angeordnet. Dabei weist das Isoliergehäuse wenigstens zwei Öffnungen auf, um den Zugang zu der Klemmtasche zu ermöglichen. Eine Leiteröffnung dient zur Einführung eines Leiters durch das Isoliergehäuse in den Leiteranschlussbereich der Klemmtasche. Eine weitere Schraubenöffnung dient zur Durchführung der Klemmschraube in die Klemmtasche. Da diese beiden Öffnungen nebeneinander auf der Frontseite der Klemme liegen, können die zwei Öffnungen auch zu einer gemeinsamen Öffnung vereint werden.
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In einer Ausführungsform der Erfindung deckt das Isoliergehäuse dann die Montageöffnung ab. Auch bei der Ausformung des Isoliergehäuses kommt die vorteilhafte Anordnung der Montageöffnung gemäß der Erfindung zum Tragen, da die Rückseite des Isoliergehäuses eine größere Öffnung aufweisen kann, durch welche die gesamte Klemmtasche nach der Montage der Rückstellfeder und des Druckstücks in das Isoliergehäuse eingeschoben werden kann. Dieses einfache Einschieben der Klemmtasche erfolgt in Richtung der Längsachse der Klemmschraube bzw. der Einsteckrichtung des Leiters. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn an der Rückseite der Klemmtasche Kontaktmittel wie Lötstifte oder eine Kontakttulpe angebracht sind. Die größere Einschiebeöffnung auf der Rückseite des Isoliergehäuses kann dann z.B. mit einem Deckel oder einem anderen Gehäuseteil verschlossen werden. Einbuchtungen bzw. Vorsprünge an der Frontseite der Klemmtasche können ferner in Einbuchtungen bzw. Vorsprünge auf der Innenseite der Frontseite des Isoliergehäuses eingreifen und die Klemmtasche ist so quer zur Längsachse der Klemmschraube sicher gehalten.
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Weitere Vorteile, Besonderheiten und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Darstellung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Abbildungen.
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Es zeigen
- 1 einen schematischen Schnitt durch eine erste Ausführungsform einer Frontschraubklemme mit Löt-stiften in einer ersten Ausrichtung;
- 2 einen schematischen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform einer Frontschraubklemme mit Löt-stiften in einer zweiten Ausrichtung;
- 3 einen schematischen Schnitt durch eine dritte Ausführungsform einer Frontschraubklemme als Steckerausführung mit einer Kontakttulpe;
- 4 eine dreidimensionale Ansicht einer Klemmtasche;
- 5 eine dreidimensionale Ansicht eines Druckstücks;
- 6 eine Frontschraubklemme gemäß 1 mit kontaktiertem Leiter;
- 7 eine dreidimensionale Ansicht einer Klemmtasche mit kontaktiertem Leiter; und
- 8 einen schematischen Schnitt durch eine Frontschraubklemme gemäß 1 ohne montierte Klemmschraube.
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Die 1 bis 3 zeigen verschiedene Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Frontschraubklemmen 10, 10' und 10", welche sich lediglich durch die Art oder Anordnung eines abstehenden Kontaktmittels unterscheiden. Beispielsweise haben Kontaktmittel in Form von Lötstiften 12 und 13 bei der Ausführungsform der 1 eine erste Ausrichtung, bei welcher die Lötstifte 12, 13 im Wesentlichen rechtwinkelig zur Bewegungsrichtung einer Klemmschraube 40 abstehen. Sie sind dabei an einer Seite der Frontschraubklemme 10 angebracht, die einer Montageöffnung 15 gegenüberliegt, d.h. im Bereich eines Leiteranschlussbereiches 11.
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Bei der Ausführungsform der 2 verlaufen Löststifte 12, 13 hingegen in Richtung der Bewegungsrichtung einer Klemmschraube 40. Sie stehen von der Rückseite der Frontschraubklemme 10' ab. Bei der Ausführungsform der 3 ist als Kontaktmittel eine Kontakttulpe 14 vorgesehen, die in einem Gehäuseteil 23 liegt und zusammen mit diesem von der Rückseite der Frontschraubklemme 10" absteht. Der übrige Aufbau ist bei allen Ausführungsformen identisch, so dass dieser im Folgenden anhand der 1 erläutert wird, jedoch analog auch für die Ausführungsformen der 2 und 3 gilt. In den 1 bis 3 liegt die Frontseite einer Frontschraubklemme auf der linken Seite, während die Rückseite auf der rechten Seite liegt.
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Eine Frontschraubklemme 10 (10', 10") weist eine Klemmtasche 30 auf, die durch ein Stanzbiegeteil gebildet wird, bei dem durch Umbiegen mehrerer Laschen eine Art Gehäuse entstanden ist. Ein beispielhafter Aufbau der Klemmtasche 30 ist auch der Darstellung der 4 zu entnehmen. Es handelt sich um ein U-förmiges Bauteil mit einem Taschengrund 31, von dem rechtwinkelig zwei Lagerlaschen 32, 33 abgehen, die parallel zueinander verlaufen und zwischen sich einen Klemmraum ausbilden. Auf einer Seite gegenüber dem Taschengrund 31 geht rechtwinkelig eine Federlasche 34 von der Lagerlasche 33 in Richtung der anderen Lagerlasche 32 ab. Ferner sind zwei Gewindelaschen 35 und 36 vorgesehen, die an der Frontseite von jeweils einer Lagerlasche 32, 33 in Richtung der jeweils anderen Lagerlasche abgehen. Die Gewindelaschen 35, 36 überlappen sich wenigstens teilweise und in jeder Gewindelasche 35, 36 befindet sich eine Gewindebohrung. Diese Gewindebohrungen fluchten miteinander, so dass sich insgesamt eine durchgehende Gewindebohrung 38 ergibt (siehe 4 und 8).
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Auf der Rückseite geht von einer Lagerlasche 33 eine Durchsteckschutzlasche 37 ab, welche die Rückseite der Klemmtasche 30 teilweise verschließt. Gegenüber dieser Durchsteckschutzlasche 37 befindet sich auf der Frontseite eine Stecköffnung 16, welche von den beiden Gewindelaschen 35, 36, den beiden Lagerlaschen 32, 33 und dem Taschengrund 31 begrenzt wird. Diese Stecköffnung 16 dient dem Einführen eines Leiters in die Klemmtasche 30. Ferner ist gegenüber dem Taschengrund 31 eine Montageöffnung 15 ausgeformt, welche durch die Federlasche 34, die beiden Lagerlaschen 32, 33 und die innen liegende Gewindelasche 36 begrenzt wird. Diese Montageöffnung 15 dient dem Einbringen eines Druckstücks 50 in die Klemmtasche 30, was bei der Montage der Frontschraubklemme 10 erfolgt.
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Bei der Ausführungsform der 1 sind die Lötstifte 12, 13 elektrisch leitend an dem Taschengrund 31 angebracht. Bei der Ausführungsform der 2 sind die Lötstifte 12, 13 elektrisch leitend an der Durchsteckschutzlasche 37 angebracht. Das Gleiche gilt für die Kontakttulpe 24 der Ausführungsform der 3.
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Die Klemmtasche 30 ist in einem Isoliergehäuse 20 angeordnet. Auf der Frontseite weist das Isoliergehäuse 20 eine Leiteröffnung 21 auf, durch welche ein Leiter durch die Stecköffnung 16 hindurch in einen Leiteranschlussbereich 11 einsteckbar ist. Die Einstecktiefe wird dabei durch die Durchsteckschutzlasche 37 begrenzt. Auf der Frontseite liegt ferner eine Schraubenöffnung 22, durch welche eine Klemmschraube 40 geführt ist. Die Klemmschraube 40 ist in die Gewindebohrung 38 in den beiden Gewindelaschen 35, 36 eingeschraubt und ragt bis in den Innenraum der Klemmtasche 30. Die Klemmschraube 40 weist zur Betätigung einen Betätigungskopf 41 auf, der beispielsweise einen Schlitz zum Ansetzen eines Schlitzschraubendrehers aufweist. Der Betätigungskopf 41 ist über die Schrauben-Öffnung 22 zugänglich. Ferner weist die Klemmschraube 40 an ihrer Spitze einen Druckzapfen 42 mit vorzugsweise abgerundeten Kanten auf, der zur Aufbringung eines Drucks auf ein Druckstück 50 ausgebildet ist.
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Ein Druckstück 50 ist auch der dreidimensionalen Ansicht der 5 zu entnehmen. Das Druckstück 50 ist ein längliches, abgewinkeltes Bauteil mit einem Druckbereich 51, das in einer Lagerstelle 16 schwenkbar zwischen den beiden Lagerlaschen 32, 33 gelagert ist. Hierzu weist das Druckstück 50 an einem Ende zwei gegenüber liegende Lagerzapfen 52, 53 auf, während sich der Druckbereich 51 am anderen Ende des Druckstücks 50 befindet.
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Im Bereich der Montageöffnung 15 sind an den Kanten der beiden Lagerlaschen 32, 33 Lageraufnahmen 80 und 81 ausgebildet, in welche die Lagerzapfen 52, 53 des Druckstücks 50 bei seiner Montage eingeschoben wurden. Bei den Lageraufnahmen 80, 81 handelt es sich um Schlitze, die zur Montageöffnung 15 hin offen sind. Ausgehend von dieser Kante einer Lagerlasche verlaufen die Schlitze der Lageraufnahmen zunächst in Richtung Taschengrund 31 und winkeln dann in Richtung Rückseite der Klemmtasche 30 ab. Anschließend verlaufen sie etwas zurück in Richtung der Ausgangskante, um am Ende des jeweiligen Schlitzes eine Lagereinbuchtung 82, 83 zu bilden, in welcher die Lagerbolzen 52, 53 des Druckstücks gehalten sind. Insgesamt sind die Schlitze der Lageraufnahmen 80, 81 daher gebogen oder hakenförmig ausgebildet.
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Bei der Montage wurde zunächst das Druckstück 50 mit seinem Druckbereich 51 voran durch die Montageöffnung 15 geführt, bis die Lagerzapfen 52, 53 die offenen Enden der Lageraufnahmen 80, 81 erreicht haben und in diese einführbar waren. Die Lagerzapfen 52, 53 wurden entlang der Schlitze bis in die Lagereinbuchtungen 82, 83 geschoben. Das Druckstück 50 ist so montiert, dass es in Richtung der Klemmschraube 40 abgewinkelt ist.
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Vor oder nach der Montage des Druckstücks 50 wird eine Rückstellfeder 60 in der Klemmtasche 30 angebracht. Die Rückstellfeder 60 wird durch einen gebogenen Federstahl gebildet, der mit einem Ende an der Federlasche 34 fixiert ist. Ein frei bewegliches Ende der Rückstellfeder 60 bildet einen Druckschenkel 62, der über einen Biegebereich 63 mit einem Anlageschenkel 61 verbunden ist, der wiederum an der Federlasche 34 fixiert ist. Die Lagerstelle 16 des Druckstücks 50 ist von der Rückstellfeder 60 aufgenommen und liegt nahe bei dem Anlageschenkel 61 und der Federlasche 34. Der Druckschenkel 62 der Rückstellfeder 60 verläuft entlang des Druckstücks 50 und bringt durch die Federkraft der Rückstellfeder 60 eine Druckkraft auf das Druckstück 50 auf, die in Richtung der Klemmschraube wirkt.
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Wird das Druckstück 50 vor der Rückstellfeder 60 montiert, wird die Rückstellfeder 60 nachfolgend so an der Federlasche 34 fixiert, dass ihr Druckschenkel 62 die genannte Druckkraft auf das Druckstück 50 aufbringt. Die Montage der Rückstellfeder 60 kann beispielsweise von der Rückseite durch eine Öffnung zwischen der Federlasche 34 und der Durchsteckschutzlasche 37 erfolgen. Wird die Rückstellfeder 60 vor dem Druckstück 50 montiert, wird das Druckstück 50 so eingebracht, dass es den Druckschenkel 62 der Rückstellfeder 60 dabei in Richtung Rückseite wegdrückt.
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Ferner wird das Druckstück 50 beispielsweise montiert, bevor die Klemmschraube 40 in die Gewindebohrung 38 eingeschraubt ist. Druckstück 50 und Rückstellfeder 60 werden wie beschrieben innerhalb der Klemmtasche 30 montiert und die so vorbereitete Klemmtasche 30 dann von der Rückseite durch eine Einschiebeöffnung 24 in das Isoliergehäuse 20 eingeschoben. Anschließend kann die Einschiebeöffnung 24 mit einem Deckel verschlossen werden (nicht dargestellt). Ein Deckel kann auch durch ein weiteres Gehäuseteil 23 gebildet werden, wie es beispielsweise bei der Ausführungsform der 3 der Fall ist, bei welcher eine Kontakttulpe 14 in einem solchen Gehäusteil 23 aufgenommen ist. Das Gehäuseteil 23 weist zur Kontaktierung eines Leiters mit der Kontakttulpe 24 eine Steckeröffung 25 auf.
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Nach Einbringung der Klemmtasche 30 in das Isoliergehäuse 20 kann die Klemmschraube 40 durch die Schraubenöffnung 22 hindurch in die beiden Gewindelaschen 35, 36 eingeschraubt werden, bis der Druckzapfen 42 in das Innere der Klemmtasche 30 ragt. Bei einer entsprechend großen Schrauben-Öffnung 22 kann die Klemmschraube 40 auch schon vor der Einbringung der Klemmtasche 30 in das Isoliergehäuse 20 eingeschraubt werden, wobei die Klemmschraube 40 dann von innen in die Schraubenöffnung 22 geschoben wird.
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Druckstück 50, Rückstellfeder 60 und Klemmschraube 40 liegen am Ende so zueinander, dass bei ihrer Betätigung die Klemmschraube 40 eine Druckkraft auf das Druckstück 50 ausübt, durch die es ein Drehmoment um die Lagerstelle 16 in Richtung des Leiteranschlussbereiches 11 erfährt. Dies erfolgt gegen die Federkraft der Rückstellfeder 60, die in entgegengesetzte Richtung von dem Druckschenkel 62 aufgebracht wird.
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Soll mit dieser Klemme 10 in elektrischer Leiter 70 angeschlossen werden, wird dieser durch die Leiteröffnung 21 im Isoliergehäuse 20 in den Leiteraufnahmebereich 11 innerhalb der Klemmtasche 30 geschoben, wie es der 6 zu entnehmen ist. 7 zeigt nur die Klemmtasche 30 mit einem eingeführten Leiter 70 ohne umgebendes Isoliergehäuse. Anschließend wird die Klemmschraube 40 betätigt und ragt dabei immer weiter in den Innenraum der Klemmtasche 30 hinein. Die Klemmschraube 40 übt dadurch eine Druckkraft auf das Druckstück 50 aus, deren Angriff und Richtung in 6 vereinfacht mit einem schwarzen Pfeil S dargestellt ist. Durch eine Hebelwirkung erfährt das Druckstück 50 ein Drehmoment um die Lagerstelle 16, durch welches der Druckbereich 51 am freien Ende des Druckstücks 50 in Richtung Leiter 70 schwenkt. Der Druckbereich 51 wird, vereinfacht dargestellt, in Richtung des schwarzen Pfeils F gegen den Leiter 70 gedrückt. So wird eine Klemmkraft erzeugt, welche den Leiter 70 zwischen dem Taschengrund 31 und dem Druckstück 50 einklemmt. Es erfolgt eine elektrische Kontaktierung des Leiters 70 mit dem Taschengrund 31. Dies erfolgt gegen die Federkraft des Rückstellfeder 60, deren Druckschenkel 62 nun eine erhöhte Druckkraft in Richtung des wei-ßen Pfeils R auf das Druckstück 50 aufbringt. Wird die Klemmschraube 40 wieder herausgeschraubt, lässt die Kraft in Richtung F nach, die Federkraft des Druckschenkels 62 hebt das Druckstück 50 wieder vom Leiter 70 ab und der Leiter 70 kann herausgezogen werden.
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Die beschriebenen Komponenten können ferner dazu genutzt werden, das Druckstück 50 bei einer nicht vollständig montierten Klemmschraube 40 in einer definierten Öffnungsstellung zu halten, in welcher es die Gewindebohrung 38 nicht blockiert. Hierzu ist ein Anschlag vorgesehen, gegen den das Druckstück 50 durch die Rückstellfeder 60 gedrückt wird, wenn keine Klemmschraube 40 montiert ist oder eine montierte Klemmschraube nicht in das Innere der Klemmtasche ragt. Besonders einfach lässt sich ein solcher Anschlag 17 durch wenigstens eine der Gewindelaschen 35, 36 ausbilden. Dies wird anhand der 8 erläutert, die eine Frontschraubklemme 10 ohne Klemmschraube zeigt. Würde die Klemmschraube eingeschraubt, würde sich ihre Spitze innerhalb eines gedachten zylinderförmgen Schraubbereiches bewegen, der in der 8 gestrichelt dargestellt und mit der Bezugsziffer 43 bezeichnet ist. Länge und Durchmesser dieses Schraubbereiches 43 dienen dabei lediglich der Veranschaulichung der Funktionsweise des Anschlags 17 und sollen keinen genauen Umriss des möglichen Schraubbereiches 43 definieren.
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Das Druckstück 50 soll bei nicht montierter oder weit herausgeschraubter Klemmschraube durch die Druckkraft der Rückstellfeder 60 nicht soweit in diesen Schraubbereich 43 verschwenken, dass er ein Einschrauben der Klemmschraube blockiert. Hierzu fungieren die Kanten der beiden Gewindelaschen 35, 36 als Anschlag 17, gegen den das Druckstück 50 anschlägt. Insbesondere schlägt das Druckstück 50 im Bereich seines Druckbereichs 51 an diesem Anschlag 17 an.
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Der Anschlag 17 kann auch dazu genutzt werden, das Druckstück 50 bei nicht montierter oder weit herausgeschraubter Klemmschraube verliersicher in der Lagerstelle 16 zu halten. Der Druckschenkel 62 der Rückstellfeder 60 greift dazu so an dem Druckstück 50 an, dass seine Lagerzapfen 52, 53 in Richtung der Federlasche 34 in die Lagereinbuchungen 82, 83 gedrückt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10,10', 10''
- Frontschraubklemme
- 11
- Leiteranschlussbereich
- 12,13
- Lötstift
- 14
- Kontakttulpe
- 15
- Montageöffnung
- 16
- Stecköffnung
- 17
- Anschlag
- 20
- Isoliergehäuse
- 21
- Leiteröffnung
- 22
- Schraubenöffnung
- 23
- Gehäuseteil
- 24
- Einschiebeöffnung
- 25
- Steckeröffnung
- 30
- Klemmtasche
- 31
- Taschengrund
- 32,33
- Lagerlasche
- 34
- Federlasche
- 35,36
- Gewindelasche
- 37
- Durchsteckschutzlasche
- 38
- Gewindebohrung
- 40
- Klemmschraube
- 41
- Betätigungskopf
- 42
- Druckzapfen
- 43
- Schraubbereich
- 50
- Druckstück
- 51
- Druckbereich
- 52,53
- Lagerzapfen
- 60
- Rückstellfeder
- 61
- Anlageschenkel
- 62
- Druckschenkel
- 63
- Biegebereich
- 70
- Leiter
- 80,81
- Lageraufnahme
- 82,83
- Lagereinbuchtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 9317783 U1 [0003]
- EP 0271594 A1 [0003, 0004]
- EP 0271564 A1 [0004]
- DE 102008010162 A1 [0004]
- DE 102004021836 B4 [0004]
- DE 102004010579 B4 [0004]
- EP 3525289 A1 [0005, 0012]
