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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Klemme, vorzugsweise eine Frontanschlussklemme, zum Anschluss eines elektrischen Leiters.
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Verbindungsmechanismen zur Herstellung eines dauerhaften oder lösbaren elektrischen Kontakts sind in unterschiedlichsten Ausbildungen und Konfigurationen aus dem Stand der Technik bekannt. Häufig kommen zur Verbindung und Trennung und somit zum lösbaren Anschluss elektrischer Leiter (Drähte, Adern Litzen, etc.) Klemmen zum Einsatz. Es handelt sich beispielsweise um Schraubklemmen, Federkraftklemmen oder Schneidklemmen.
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Derartige Klemmen sind oftmals durch einen relativ komplexen Aufbau und durch eine Vielzahl an Komponenten und Elementen gekennzeichnet. Beispielsweise kommen bei bekannten Frontanschlussklemmen aufwendige Umlenkungen von Hebelelementen oder Federelementen noch hinzu.
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So ist beispielsweise aus der deutschen Patentschrift Nr.
DE 10 2015 109 836 B4 eine Kontaktbaugruppe mit einem ersten und einem zweiten Kontaktelement zum Anschluss einer elektrischen Leitung bekannt. Das zweite Kontaktelement umfasst als Stanz-Biegeteil einen Aufnahmeraum mit einem darin verschiebbar gelagerten Spannelement. Das Spannelement ist ein quaderförmig massiver Körper. Über eine Öffnung an der Außenwand ist die Leitung in den Aufnahmeraum und ferner über eine Bohrung in das Spannelement einschiebbar. Eine Feder beaufschlagt auf einer Seite das Spannelement mit einer Druckkraft und eine in den Aufnahmeraum eindrehbare Schraube drückt auf einer gegenüberliegenden, als Rampe ausgebildeten Seite gegen das druckkraftbeaufschlagte Spannelement, um das Spannelement von einer Klemmstellung in eine Montagestellung zu verschieben.
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Aus dem US-Patent Nr.
US 4,511,204 ist eine Klemmverbindung für einen Drahtleiter mit einem Isoliergehäuse bekannt, in welchem ein Stützelement und ein Klemmelement mit zueinander schräg liegenden Oberflächen angeordnet ist. Über eine Feder werden das Stützelement und das Klemmelement miteinander zusammengehalten. Das Stützelement weist zur Aufnahme einer Schraube ein Gewindeloch auf. Mit Eindrehen der Schraube werden die Elemente auseinandergepresst, wodurch das Klemmelement einen in das Isoliergehäuse eingeführten elektrischen Leiter gegen einen Leiter an einem Wandabschnitt festklemmt.
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In der veröffentlichten deutschen Patentanmeldung Nr.
DE 10 2014 103 826 A1 ist ein zur Einführungsrichtung des elektrischen Leiters parallel angeordneter Schraubanschluss mit einem Anschlussgehäuse beschrieben, wobei ein zahnradförmiger Klemmkörper in dem Anschlussgehäuse verschiebbar und um eine Drehachse drehbar gelagert ist.
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In der deutschen Patentschrift Nr.
DE 10 2007 009 448 B4 ist ein Steckkontaktelement mit einem in dem Gehäuse untergebrachten Schraubklemmanschluss beschrieben. Eine Schraube mit Kegelspitze drückt beim Eindrehen in das Gehäuse ein Druckstück, welches sich in einem schräg angeordneten Durchbruch befindet. Eine Unterseite des Druckstücks verpresst einen in den Durchbruch eingeführten elektrischen Leiter.
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Aus der deutschen Offenlegungsschrift Nr.
DE 195 12 337 A1 ist eine Schraubklemme für einen elektrischen Leiter bekannt. Die Schraubklemme umfasst einen als Blechbiegeteil ausgebildeten Käfig mit einem Gewindeabschnitt zur Aufnahme einer Klemmschraube. Ein im Aufnahmeraum des elektrischen Leiters befindliches Druckstück wird von einer Feder an dem freien Ende der Klemmschraube abgestützt. Das Druckstück ist in Richtung eines schräg zur Achse der Klemmschraube liegenden Klemmstücks bewegbar, um einen dort eingesteckten elektrischen Leiter zu klemmen.
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Weitere elektrische Verbinder mit linear verschiebbaren Klemmelementen, welche durch Klemmschrauben betätigt werden, sind aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 44 00 571 A1 sowie dem US-Patent Nr.
US 4,857,020 bekannt.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Klemme bereitzustellen, welche durch eine geringe Anzahl an Komponenten und/oder Elementen sowie durch einen einfachen Aufbau und eine einfache Bedienung gekennzeichnet ist.
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Die Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausführungsbeispiele und Anwendungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und werden in der folgenden Beschreibung unter teilweiser Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert.
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Die Erfindung betrifft nach einem ersten allgemeinen Gesichtspunkt eine Klemme, vorzugsweise eine Frontanschlussklemme, zum Anschluss eines elektrischen Leiters an eine Stromschiene, aufweisend ein Gehäuse, wobei das Gehäuse zur Einführung eines Leiterendabschnitts des elektrischen Leiters in einer Einführrichtung konfiguriert und/oder ausgebildet ist, um den Leiterendabschnitt an der Stromschiene, vorzugsweise an einem Stromschienenendabschnitt der Stromschiene, mittels eines Klemmelements in einer Klemmstellung lösbar zu befestigen, vorzugsweise lösbar zu klemmen, wobei das Klemmelement im Gehäuse verschiebbar gelagert ist und zur Verschiebung zwischen einer Montagestellung und der Klemmstellung mit einem Stellelement gekoppelt ist, wobei das Stellelement um eine Drehachse drehbar gelagert ist, vorzugsweise im Gehäuse um eine Drehachse drehbar gelagert ist, wobei das Klemmelement zur Koppelung, vorzugsweise zur formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen Koppelung, mit dem Stellelement einen Koppelabschnitt aufweist und der Koppelabschnitt konfiguriert und/oder ausgebildet ist, bei einer Drehbewegung des Stellelements das Klemmelement gegenüber dem Stellelement in Richtung der Drehachse zu verschieben und eine Verschiebbarkeit des Klemmelements im Wesentlichen quer zur Richtung der Drehachse zu gewährleisten.
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Mit der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise eine Klemme bereitgestellt werden, welche durch eine reduzierte Anzahl an Komponenten und Elementen gekennzeichnet ist. Ferner kann beispielsweise eine Klemme bereitgestellt werden, welche einen kompakten und platzsparenden Aufbau aufweist.
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Aufgrund der drehbaren Lagerung des Stellelements, vorzugsweise im Gehäuse der Klemme, verbleibt das Stellelement stets an seiner räumlichen Lage oder Position und führt insbesondere keine translatorische Bewegung im Sinne einer Verschiebung, vorzugsweise gegenüber dem Gehäuse, aus.
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Durch die Konfiguration und/oder Ausbildung des Klemmelements und die Koppelung mit dem drehbar gelagerten Stellelement kann vorzugsweise eine Drehbewegung des Stellelements in eine translatorische Bewegung, das heißt in eine Verschiebung des Klemmelements umgewandelt werden, um den Leiterendabschnitt durch das Klemmelement lösbar zu klemmen und den elektrischen Leiter somit an der Stromschiene anzuschließen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Koppelabschnitt abschnittsweise im Wesentlichen zahnplattenförmig konfiguriert und/oder ausgebildet ist, um eine formschlüssige und im Wesentlichen spielfreie Verbindung mit dem Stellelement, vorzugsweise mit einem Stellelementabschnitt des Stellelements, auszubilden, und/oder wobei das Stellelement abschnittsweise gewindeförmig, vorzugsweise gewindebolzenförmig, konfiguriert und/oder ausgebildet ist.
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Der Koppelabschnitt kann in einer Ansicht, vorzugsweise in einer Schnittansicht, zumindest abschnittsweise eine zahnstangenförmige Kontur aufweisen.
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Die im Wesentlichen zahnplattenförmige Konfiguration und/oder Ausbildung kann durch mehrere nebeneinander angeordnete oder nebeneinander liegende Flanken dargestellt werden.
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Das Stellelement kann vorzugsweise als Gewindebolzen oder als Schraube ausgebildet sein und vorzugsweise einen Betätigungsabschnitt, wie beispielsweise einen Flachkopf, zur Betätigung, das heißt Ausführung einer Drehbewegung, mit einem Werkzeug aufweisen.
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Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Stellelement das Klemmelement durchdringt, vorzugsweise in Richtung der Drehachse durchdringt, und/oder das Stellelement an zwei gegenüberliegend angeordneten Stellelementendabschnitten im Gehäuse drehbar gelagert ist, wobei vorzugsweise das Klemmelement zwischen den Stellelementendabschnitten mit dem Stellelement gekoppelt und/oder angeordnet ist.
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Das Klemmelement kann sich vorzugsweise entlang des Stellelements und quer zum Stellelement bewegen.
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Es ist möglich, dass das Klemmelement in einer Ansicht, vorzugsweise in einer Querschnittsansicht in Richtung der Drehachse, eine im Wesentlichen U-förmige Kontur oder eine im Wesentlichen rechteck-rahmenförmige Kontur aufweist, vorzugsweise eine geschlossene im Wesentlichen rechteck-rahmenförmige Kontur aufweist.
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Dadurch kann beispielsweise ein kompakter Aufbau des Klemmelements gewährleistet werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Klemmelement zumindest abschnittsweise in zumindest einem Führungskanal des Gehäuses verschiebbar und/oder gleitbar gelagert ist, wobei sich der zumindest eine Führungskanal in einer Führungsrichtung zumindest abschnittsweise im Wesentlichen geradlinig erstreckt.
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Durch den zumindest einen Führungskanal kann beispielsweise für das Klemmelement eine definierte Wegstrecke von einer Montagestellung zu einer Klemmstellung vorgegeben werden.
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Das Klemmelement unterliegt mit dem zumindest einen Führungskanal somit einer kinematischen Zwangskoppelung, um in einer Klemmstellung eine resultierende Druckkraft auf den Leiterendabschnitt aufzubringen und ihn zu an die Stromschiene, vorzugsweise an den Stromschienenendabschnitt lösbar zu klemmen.
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Es ist möglich, dass der zumindest eine Führungskanal durch ein erstes Gehäuseteil und durch ein zweites Gehäuseteil des Gehäuses ausgebildet wird, wobei das erste Gehäuseteil und das zweite Gehäuseteil ineinandersteckbar, vorzugsweise formschlüssig verrastbar, konfiguriert und/oder ausgebildet sind, vorzugsweise in Einführrichtung ineinandersteckbar konfiguriert und/oder ausgebildet sind.
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Dadurch können beispielsweise eine vereinfachte Herstellung und eine vereinfachte Montage der Klemme gewährleistet werden.
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Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung kann vorgesehen sein, dass sich der zumindest eine Führungskanal in einer Ansicht, vorzugsweise in einer Schnittansicht, zur Richtung der Drehachse schrägliegend erstreckt und/oder schrägliegend ausgebildet ist, vorzugsweise unter Ausbildung eines Winkels im Bereich von 10° bis 45°.
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Es ist möglich, dass der Koppelabschnitt eine erste Koppelwand und eine zweite Koppelwand aufweist, wobei die erste Koppelwand und die zweite Koppelwand voneinander beabstandet und/oder gegenüberliegend angeordnet sind, wobei die erste Koppelwand und die zweite Koppelwand konfiguriert und/oder ausgebildet sind, die Drehbewegung des Stellelements zumindest in eine translatorische Bewegung des Klemmelements umzusetzen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die erste Koppelwand abschnittsweise zumindest eine Flanke und die zweite Koppelwand abschnittsweise zumindest eine Flanke aufweist, wobei jeweils die zumindest eine Flanke abschnittsweise eine formschlüssige Verbindung mit dem Stellelement, vorzugsweise mit einem Stellelementabschnitt des Stellelements, ausbildet.
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Die zumindest eine Flanke kann in einer Ansicht, vorzugsweise in einer Querschnittsansicht, zumindest abschnittsweise eine zahnförmige oder evolventenförmige Kontur aufweisen. Dadurch kann beispielsweise bei einer dazu komplementären Konfiguration und/oder Ausbildung des Stellelements, vorzugsweise des Stellelementabschnitts, mit einer sich spiralförmig erstreckenden, umlaufenden Flanke eine optimale Kraftübertagung und/oder Drehmomentumwandlung zwischen dem Stellelement und dem Klemmelement erzielen werden.
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Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung kann vorgesehen sein, dass an dem Klemmelement zumindest ein Gleitabschnitt ausgebildet ist, um das Klemmelement im Gehäuse zu verschieben, und der zumindest eine Gleitabschnitt konfiguriert und/oder ausgebildet ist, das Klemmelement schräg zur Richtung der Drehachse zu verschieben.
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Die zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele und Merkmale der Erfindung sind beliebig miteinander kombinierbar. Weitere oder andere Einzelheiten und vorteilhafte Wirkungen der Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1A eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels der Klemme gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem in die Klemme eingeführten elektrischen Leiter;
- 1B eine perspektivische Ansicht des ersten Gehäuseteils des Gehäuses der in 1A dargestellten Klemme;
- 1C eine perspektivische Ansicht des zweiten Gehäuseteils des Gehäuses der in 1A dargestellten Klemme;
- 2A eine perspektivische Ansicht des ersten Gehäuseteils des Gehäuses der in 1A dargestellten Klemme mit einem Klemmelement und dem eingeführten, noch anzuschließenden elektrischen Leiter, wobei sich das Klemmelement in einer Montagestellung befindet;
- 2B eine Seitenansicht des ersten Gehäuseteils des Gehäuses der in 1A dargestellten Klemme mit einem Klemmelement und dem eingeführten, noch anzuschließenden elektrischen Leiter, wobei sich das Klemmelement in einer Montagestellung befindet;
- 2C eine Seitenansicht des ersten Gehäuseteils des Gehäuses der in 1A dargestellten Klemme mit einem Klemmelement und dem eingeführten und angeschlossenen elektrischen Leiter, wobei sich das Klemmelement in einer Klemmstellung befindet;
- 3A eine Draufsicht auf die in 1A dargestellte Klemme mit elektrischem Leiter;
- 3B eine erste Schnittansicht (Schnitt A-A aus 3A) der in 3A dargestellten Klemme mit elektrischem Leiter;
- 3C eine zweite Schnittansicht (Schnitt B-B aus 3A) der in 3A dargestellten Klemme mit elektrischem Leiter;
- 4A eine perspektivische Ansicht des Klemmelements der in 1A dargestellten Klemme;
- 4B eine Frontansicht des in 4A dargestellten Klemmelements;
- 4C eine Seitenansicht des in 4A dargestellten Klemmelements;
- 4D eine Draufsicht des in 4A dargestellten Klemmelement;
- 5A eine perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Klemmelements mit einem Stellelement;
- 5B eine Frontansicht des in 5A dargestellten Klemmelements mit dem Stellelement;
- 5C eine Draufsicht des in 5A dargestellten Klemmelements mit dem Stellelement.
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Gleiche oder funktional äquivalente Komponenten oder Elemente sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet. Zu deren Erläuterung wird teilweise auch auf die Beschreibung anderer Ausführungsbeispiele und/oder Figuren verwiesen, um Wiederholungen zu vermeiden.
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Die folgende detaillierte Beschreibung der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele dient zur näheren Veranschaulichung oder Verdeutlichung und soll den Umfang der vorliegenden Erfindung in keiner Weise beschränken.
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Zunächst werden einzelne Komponenten und/oder Elemente dargestellt und beschrieben, welche in Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung zur Anwendung kommen können.
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1A zeigt eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels der Klemme 1 gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Die Klemme 1 umfasst ein Gehäuse 4. Das Gehäuse 4 umfasst Wände und/oder Wandabschnitte entsprechender Wanddicke oder Wandstärke und ist im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet. Das Gehäuse 4 weist ein erstes Gehäuseteil 4T1 und ein zweites Gehäuseteil 4T2 auf. Sowohl das erste Gehäuseteil 4T1 als auch das zwei Gehäuseteil 4T2 ist aus einem Isolierstoff hergestellt, beispielsweise durch zumindest einen Spritzvorgang und/oder durch zumindest einen Gießvorgang. Es ist möglich, dass das erste Gehäuseteil 4T1 und/oder das zweite Gehäuseteil 4T2 zusätzlich oder alternativ durch zumindest einen Sintervorgang und/oder durch zumindest einen 3D-Druckvorgang ausgebildet und/oder hergestellt ist. Vorzugsweise ist das erste Gehäuseteil 4T1 und/oder das zweite Gehäuseteil 4T2 integral einstückig ausgebildet.
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Ein elektrischer Leiter 2 ist an die Klemme 1 anschließbar. Der elektrische Leiter 2 ist in einer Einführrichtung X über eine Anschlussöffnung 7 am ersten Gehäuseteil 4T1 in das Gehäuse 4 der Klemme 1 eingeführt. In dem Gehäuse 4 befindet sich zumindest teilweise ferner eine Stromschiene 3. Der elektrische Leiter 2 bildet zusammen mit der Stromschiene 3 in dem Gehäuse 4 im Zustand des Anschlusses eine elektrisch leitende Verbindung zur Übertragung elektrischer Energie und/oder elektrischer Signale.
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Das erste Gehäuseteil 4T1 und das zweite Gehäuseteil 4T2 sind derart zueinander konfiguriert und/oder ausgebildet, um formschlüssig und im Wesentlichen spielfrei ineinander gesteckt werden zu können, vorzugsweise in Einführrichtung X. Mit anderen Worten sind das erste Gehäuseteil 4T1 und das zweite Gehäuseteil 4T2 ineinandersteckbar konfiguriert und/oder ausgebildet, wobei vorzugsweise das erste Gehäuseteil 4T1 in das zweite Gehäuseteil 4T2 steckbar konfiguriert und/oder ausgebildet ist.
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Über die Ausbildung von Rastverbindungen RV an definierten Wänden und/oder Wandabschnitten kann das erste Gehäuseteil 4T1 im zweiten Gehäuseteil 4T2 lösbar befestigt werden. Die Rastverbindungen RV werden durch ein Zusammenwirken von Rastausnehmungen mit entsprechenden Rastvorsprüngen gebildet und werden hierin nicht näher erläutert.
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Das erste Gehäuseteil 4T1 umfasst ferner eine Betätigungsöffnung 8 zur Betätigung, das heißt Drehbewegung eines Stellelements 6 um eine Drehachse Y mittels einem Werkzeug, beispielsweise mittels einem Schraubenzieher. Das Stellelement 6 ist in dem Gehäuse 4 angeordnet und über die Betätigungsöffnung 8 zugänglich. Das Stellelement 6 wird nachfolgend hinsichtlich Anordnung, Aufbau und Funktionsweise noch näher beschrieben.
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1B zeigt eine perspektivische Ansicht des ersten Gehäuseteils 4T1 des Gehäuses 4 der in 1A dargestellten Klemme 1.
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Das erste Gehäuseteil 4T1 ist gabelförmig ausgebildet und umfasst einen ersten Gehäuseteilschenkel 4S1 und einen zweiten Gehäuseteilschenkel 4S2. Der erste Gehäuseteilschenkel 4S1 ist zum zweiten Gehäuseteilschenkel 4S2 beabstandet und gegenüberliegend angeordnet sowie ferner über den Wandabschnitt mit der Anschlussöffnung 7 und der Betätigungsöffnung 8 verbunden. In einer Seitenansicht, das heißt Ansicht quer zur Einführrichtung X und/oder quer zur Richtung der Drehachse Y, verjüngt sich sowohl der erste Gehäuseteilschenkel 4S1 als auch der zweite Gehäuseteilschenkel 4S2 mit zunehmender Erstreckung weg von der Anschlussöffnung 7 und der Betätigungsöffnung 8. Der erste Gehäuseteilschenkel 4S1 weist auf einer Seite eine Gleitfläche 4G1 und der zweite Gehäuseteilschenkel 4S2 weist auf einer Seite eine Gleitfläche 4G2 (in 1B nicht sichtbar) auf.
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Die Gleitflächen 4G1, 4G2 sind für eine translatorische, das heißt verschiebbare Lagerung eines Klemmelements 5 (siehe die weiteren 2A bis 4D) im Gehäuse 4 vorgesehen und bilden zusammen mit entsprechenden Gleitflächen des zweiten Gehäuseteils 4T2 einen ersten Führungskanal 4K1 und einen zweiten Führungskanal 4K2, was anhand der 2A bis 3C noch näher beschrieben wird.
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Insgesamt ist das erste Gehäuseteil 4T1 zu einer Ebene im Wesentlichen symmetrisch ausgebildet.
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1C zeigt eine perspektivische Ansicht des zweiten Gehäuseteils 4T2 des Gehäuses 4 der in 1A dargestellten Klemme 1.
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Das zweite Gehäuseteil 4T2 weist als Hauptgehäuseteil des Gehäuses 4, wie bereits beschrieben, eine in Wesentlichen quaderförmige Konfiguration und/oder Ausbildung auf. Das zweite Gehäuseteil 4T2 ist zu der hinsichtlich des ersten Gehäuseteils 4T2 angegebenen Ebene ebenso im Wesentlichen symmetrisch ausgebildet.
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Das zweite Gehäuseteil 4T2 ist mit seinen Wänden und/oder Wandabschnitten im Inneren derart konfiguriert und/oder ausgebildet, um das erste Gehäuseteil 4T2 formschlüssig und im Wesentlichen spielfrei aufzunehmen, um eine lösbare Steckverbindung ausbilden.
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Gut erkennbar ist in 1C die räumliche Lage und/oder Position der Gleitfläche 4G2 des zweiten Gehäuseteils 4T2 innerhalb des zweiten Gehäuseteils 4T2, welche - im zusammengebauten Zustand der Klemme 1 - zur Gleitfläche 4G2 des ersten Gehäuseteilschenkels 4S2 beabstandet und gegenüberliegend angeordnet ausgebildet ist, um beispielsweise den zweiten Führungskanal 4K2 für das Klemmelement 5 auszubilden.
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2A zeigt eine perspektivische Ansicht des ersten Gehäuseteils 4T1 des Gehäuses 4 der in 1A dargestellten Klemme 1 mit einem Klemmelement 5 und dem eingeführten, noch anzuschließenden elektrischen Leiter 2, wobei sich das Klemmelement 5 in einer Montagestellung befindet.
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Ein Leiterendabschnitt 2A des elektrischen Leiters 2 ist in Einführrichtung X in das erste Gehäuseteil 4T1 über die Anschlussöffnung 7 des ersten Gehäuseteils 4T1 eingeführt oder eingeschoben und liegt bereits an der Stromschiene 3, das heißt - im zusammengebauten Zustand der Klemme 1 - an einem im Gehäuse 4 befindlichen Stromschienenendabschnitt 3A der Stromschiene 3 an, um den Leiterendabschnitt 2A an der Stromschiene 3 mittels des Klemmelements 5 in einer Klemmstellung lösbar zu befestigen, vorzugsweise zu klemmen und somit den elektrischen Leiter 2 anzuschließen.
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Die Stromschiene 3 ist als Flachbauteil, das heißt als flaches Bauteil konfiguriert und/oder ausgebildet. Die Stromschiene 3 ist aus einem elektrisch leitenden Werkstoff, vorzugsweise metallischen Werkstoff, beispielsweise durch zumindest einen Biegevorgang und/oder zumindest einen Stanzvorgang hergestellt. Ferner ist die Stromschiene 3 mit einem abgewinkelten Abschnitt (in den Figuren nicht gekennzeichnet) ausgebildet, was beispielsweise aus den weiteren 2B und 2C hervorgeht.
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Das Klemmelement 5 ist hinsichtlich seiner äußeren Kontur im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet. Das Klemmelement 5 ist, wie bereits dargestellt, im Gehäuse 4, verschiebbar gelagert, was auch nachfolgend noch näher beschrieben wird, und zur Verschiebung zwischen einer Montagestellung und der Klemmstellung mit dem Stellelement 6 gekoppelt.
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Wie bereits oben anhand der 1A bis 1C kurz beschrieben, ist das Stellelement 6 in dem Gehäuse 4 der Klemme 1 um eine Drehachse Y drehbar gelagert, vorzugsweise ortsfest drehbar gelagert. Mit anderen Worten verbleibt das Stellelement 6 mit Ausnahme der Betätigung in Form einer Drehbewegung stets in seiner dafür vorgesehenen räumlichen Lage und/oder Position in dem Gehäuse 4 im zusammengebauten Zustand der Klemme 1. Das Stellelement 6 führt daher keine translatorischen Bewegungen aus, da es aufgrund der Lagerung daran gehindert ist.
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Das Klemmelement 5 weist zur Koppelung mit dem Stellelement 6 einen Koppelabschnitt 5A auf. Der Koppelabschnitt 5A ist abschnittsweise zahnplattenförmig konfiguriert und/oder ausgebildet, um eine formschlüssige Verbindung mit dem Stellelement 6, vorzugsweise mit einem Stellelementabschnitt 6A (siehe hierzu die 2B und 2C sowie 3B und 3C) des Stellelements 6 auszubilden, was nachfolgend noch näher beschrieben wird. Das Stellelement 6 ist im Wesentlichen zylindrisch und abschnittsweise gewindeförmig, vorzugsweise gewindebolzenförmig, konfiguriert und/oder ausgebildet.
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Der Koppelabschnitt 5A weist eine erste Koppelwand 5W1 und eine zweite Koppelwand 5W2 auf, wobei die erste Koppelwand 5W1 und die zweite Koppelwand 5W2 am Klemmelement 5 voneinander beabstandet und gegenüberliegend angeordnet sind. Sowohl die erste Koppelwand 5W1 als auch die zweite Koppelwand 5W2 sind ferner zahnplattenförmig ausgebildet und umfassen somit jeweils zumindest eine Flanke 5F, vorzugsweise eine Vielzahl an Flanken 5F. Die Flanken 5F können als Vorsprünge oder Zähne entsprechender Kontur und komplementär zum Stellelement 6, vorzugsweise zum Stellelementabschnitt 6A ausgebildet sein, um bei einer Drehbewegung des Stellelements 6 um die Drehachse eine Verschiebung des Klemmelements 5 von der Montagestellung zu der Klemmstellung zu gewährleisten, was anhand der weiteren 2B bis 3C dargestellt ist.
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Um das Klemmelement 5 im Gehäuse 4 der Klemme 1 verschiebbar zu lagern, weist das Klemmelement 5 einen ersten Gleitabschnitt in Form einer ersten Gleitschiene 5S1 und einen zweiten Gleitabschnitt in Form einer zweiten Gleitschiene 5S2 auf. Die zweite Gleitschiene 5S2 ist in 2A nicht sichtbar. Sowohl die erste Gleitschiene 5S1 als auch die zweite Gleitschiene 5S2 erstreckt sich außerhalb des Koppelabschnitts 5A des Klemmelements 5 mit dem Stellelement 6, das heißt außerhalb des Koppelabschnitts 5A, an Außenseiten über das Klemmelement 5 oder entlang des Klemmelements 5. Die erste Gleitschiene 5S2 und die zweite Gleitschiene 5S2 sind im Wesentlichen geradlinig konfiguriert und/oder ausgebildet (siehe hierzu auch die weiteren 4A bis 4D). Die erste Gleitschiene 5S1 ist in einem ersten Führungskanal 4K1 und die zweite Gleitschiene 5S2 ist in einem zweiten Führungskanal 4K2 zumindest abschnittsweise aufgenommen und/oder verschiebbar gelagert. Sowohl der erste als auch der zweite Führungskanal 4K1, 4K2 wird, wie oben anhand der 1B und 1C beschrieben, von entsprechenden Gleitflächen 4G1, 4G1 des ersten und des zweiten Gehäuseteils 4T1, 4T2 ausgebildet. Der erste Führungskanal 4K1 wird hierbei beispielsweise durch die gegenüberliegend und beabstandet angeordneten Gleitflächen 4G1 des ersten Gehäuseteils 4G1, das heißt des ersten Gehäuseteilschenkels 4S1, und des zweiten Gehäuseteils 4T2 ausgebildet.
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In 2B ist die Gleitfläche 4G1 des ersten Gehäuseteilschenkels 4S1 gekennzeichnet und zumindest deren räumliche Lage und/oder Position im Gehäuse 4 erkennbar. Der zweite Führungskanal 4K2 (siehe hierzu auch 3B) wird durch die gegenüberliegend und beabstandet angeordneten Gleitflächen 4G2 des ersten Gehäuseteils 4G1, das heißt des zweiten Gehäuseteilschenkels 4S2, und des zweiten Gehäuseteils 4T2 ausgebildet.
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Der erste Führungskanal 4K1 und der zweite Führungskanal 4K2 sind somit aufgrund der Konfiguration und/oder Ausbildung des Klemmelements 5 mit den Gleitschienen 5S1, 5S2 und ihrer Anordnung am Klemmelement 5 zueinander gegenüberliegend und beabstandet angeordnet. Ferner sind die beiden Führungskanäle 4K1, 4K2 parallel verlaufend angeordnet und im Wesentlichen geradlinig konfiguriert und/oder ausgebildet.
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2B zeigt eine Seitenansicht (Ansicht D aus 2A) des ersten Gehäuseteils 4T1 des Gehäuses 4 der in 1A dargestellten Klemme 1 mit dem Klemmelement 5 und dem noch anzuschließenden elektrischen Leiter 2, wobei sich das Klemmelement 5 in einer Montagestellung befindet und somit der eingeführte Leiterendabschnitt 2A an der Stromschiene 3 noch nicht lösbar befestigt, das heißt geklemmt, ist.
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2C zeigt eine Seitenansicht (Ansicht D aus 2A) des ersten Gehäuseteils 4T1 des Gehäuses 4 der in 1A dargestellten Klemme 1 mit einem Klemmelement 5 und dem nun angeschlossenen elektrischen Leiter 2, wobei sich das Klemmelement 5 nun in einer Klemmstellung befindet.
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Aus den 2B und 2C beispielsweise wird der Klemmmechanismus der Klemme 1 gemäß der vorliegenden Erfindung deutlich.
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Das Stellelement 6 ist in Richtung der Drehachse Y in dem Klemmelement 5 abschnittsweise aufgenommen und durchdringt ferner das Klemmelement 5 und insbesondere den Koppelabschnitt 5A. Das Stellelement 6 ist, wie oben bereits beschrieben, zylinderförmig ausgebildet und ferner abschnittsweise gewindebolzenförmig konfiguriert und/oder ausgebildet und umfasst daher einen Stellelementabschnitt 6A mit einer in Längsrichtung des Stellelements 6 erstreckenden, spiralförmig umlaufenden Flanke 6F. Die Flanke 6F steht mit den Flanken 5F an der ersten Koppelwand 5W1 und an der zweiten Koppelwand 5W2 zur Koppelung des Stellelements 6 mit dem Klemmelement 5 in entsprechendem Eingriff.
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Eine Drehung, das heißt Drehbewegung des Stellelements 6 um die Drehachse Y infolge einer Betätigung mittels eines Werkzeugs, wie beispielsweise mittels eines Schraubenziehers, über die Betätigungsöffnung 8 bewirkt nun aufgrund der durch die in Eingriff stehenden Flanken 5F und 6F mehr oder weniger ausgebildeten Schraubverbindung eine translatorische Bewegung des Klemmelements 5 in Form einer Verschiebung entlang der Gleitflächen 4G1, 4G2, welche Bestandteil der Führungskanäle 4K1 und 4K2 sind.
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Nachdem die Führungskanäle 4K1 und 4K2 für das Klemmelement 5 unter Ausbildung eines Winkels α in der in 2B gezeigten Ansicht schräg zur Richtung der Drehachse Y verlaufen (siehe hierzu auch die weitere 3B), wird durch die Drehbewegung des Stellelements 6 und somit durch die über die Flanken 5F, 6F übertragenen Kräfte (nicht in den Figuren gezeigt) das Klemmelement 5 in Richtung der Führungskanäle 4K1, 4K2 verschoben. Mit anderen Worten findet eine Verschiebung des Klemmelements 5 in Richtung der Drehachse Y sowie eine Verschiebung im Wesentlichen quer zur Richtung der Drehachse Y statt und somit hin zum Leiterabschnitt 2A.
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Mit weiterer Drehbewegung des Stellelements 6 wandert somit das Klemmelement 5 in Richtung des Leiterabschnitts 2A, bis dass eine Kontaktierung des Leiterabschnitts 2A durch das Klemmelement 5 erfolgt, um den Leiterabschnitt 2A anschließend gegen die Stromschiene 3, das heißt den Stromschienenendabschnitt 3A zu klemmen.
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2B zeigt den Klemmmechanismus in einer Montagestellung, wohingegen 2C den Klemmmechanismus in einer Klemmstellung zeigt. In der Klemmstellung wird das Klemmelement 5 über die Kräfteeinwirkung an den Flanken 5F der ersten und der zweiten Koppelwand 5W1, 5W2 des Koppelabschnitts 5A und an der Flanke 6F des Stellelements 6 gegen den Leiterabschnitt 2A gepresst und dieser somit lösbar befestigt. Das Klemmelement 5 stützt sich dabei zu einem gewissen Teil an dem ersten und zweiten Führungskanal 4K1, 4K2 und vorzugsweise den entsprechenden Gleitflächen 4G1, 4G2 ab.
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Während des Montagevorgangs, das heißt während der Drehbewegung des Stellelements 6 um die Drehachse Y wandert das Klemmelement 5 von einer Ausgangsstellung oder Montagestellung über die kraftflüssige und formschlüssige Koppelung der Flanken 5F der ersten und der zweiten Koppelwand 5W1, 5W2 und 6F des Stellelements 6 einerseits entlang der Richtung der Drehachse Y. Andererseits findet zugleich auch eine Verschiebung des Klemmelements 5 zum Stellelement 6 im Wesentlichen quer zur Richtung der Drehachse Y statt. Der Flankeneingriff des Stellelements 6 an der ersten und an der zweiten Koppelwand 5W1, 5W2 verschiebt sich mit weiterer Drehbewegung des Stellelements 6 entlang der Erstreckungsrichtung der Flanken 5F der ersten und zweiten Koppelwand 5W1, 5W2.
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Sobald das Klemmelement 5 den eingeführten Leiterabschnitt 2A kontaktiert, kann mit weiterer Drehbewegung des Stellelements 6 um die Drehachse Y eine Druckkraft, das heißt eine Klemmkraft FK auf den Leiterabschnitt 2A aufgebracht werden, um den Leiterabschnitt 2A lösbar an der Stromschiene 3, das heißt an dem eingeführten Stromschienenabschnitt 3A, zu befestigen und somit den elektrischen Leiter 2 anzuschließen.
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Mit anderen Worten „verkeilt“ sich das Klemmelement 5 allmählich mit weiterer oder zunehmender Drehbewegung des Stellelements 6 um die Drehachse Y mit einerseits dem Leiterendabschnitt 2A und dem ersten und dem zweiten Führungskanal 4K1, 4K2. Aufgrund der vorgegebenen kinematischen Zwangsbedingungen und der Konfiguration und/oder Ausbildung des Klemmelements 5 sowie der Lagerung des Stellelements 5 erfolgt ab einer gewissen räumlichen Lage und/oder Position des Klemmelements 5 in der Montagestellung die Ausbildung einer Zugkraft am Stellelement 6, was eine dauerhafte Klemmstellung des Klemmelements 5 gewährleistet, welche beispielsweise auch vibrationsbeständig ist. Es tritt daher eine Selbsthemmung des Klemmmechanismus ein.
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3A zeigt eine Draufsicht auf die in 1A dargestellte Klemme 1, in welcher das zweite Gehäuseteil 4T2 als Hauptgehäuseteil dargestellt ist, wobei in Einführrichtung X der elektrische Leiter 2 und die Stromschiene 3 verlaufen. Es wird aus dieser Darstellung deutlich, dass die Klemme 1 gemäß der vorliegenden Erfindung relativ schmal und daher sehr platzsparend ausgebildet werden kann.
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3B zeigt eine erste Schnittansicht (Schnitt A-A aus 3A) der in 3A dargestellten Klemme 1. Es zeigt sich in der Zusammenschau, dass das Klemmelement 5 zwischen dem ersten Gehäuseteilschenkel 4S1 und dem zweiten Gehäuseteilschenkel 4S2 des ersten Gehäuseteils 4T1 zusammen mit dem Stellelement 6 angeordnet ist. Ferner geht aus 3B anschaulich die räumliche Lage und/oder Position des ersten Führungskanals 4K1 und des zweiten Führungskanals 4K2 hervor, in welchen das Klemmelement 5 über die Gleitschienen 5S1, 5S2 in einer Führungsrichtung Z verschiebbar gelagert sind.
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Die sich in Führungsrichtung Z im Wesentlichen geradlinig erstreckenden Führungskanäle 4K1, 4K2, bilden in der gezeigten Ansicht einen Winkel α mit der Richtung der Drehachse Y aus, wobei der Winkel α beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 10° bis 45° liegt.
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3C zeigt eine zweite Schnittansicht (Schnitt B-B aus 3A) der in 3A dargestellten Klemme 1.
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Aus der Schnittansicht in 3C geht hervor, dass das Stellelement 6 an seinen Stellelementendabschnitten 6E1, 6E2 durch eine erste Lagerung 6L1 und eine zweite Lagerung 6L2 im zweiten Gehäuseteil 4T2 des Gehäuses 4 drehbar gelagert ist, vorzugsweise ortsfest drehbar gelagert, sodass das Stellelement 6 nur drehend betätigt werden kann und an seiner räumlichen Lage und/oder Position im Gehäuse 4 verbleibt.
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Die Flanken 5F der zweiten Koppelwand 5W2 erstrecken sich in der gezeigten Ansicht in 3C abschnittsweise entlang der zweiten Koppelwand 5W2 im Wesentlichen quer zur Richtung der Drehachse Y. Die entlang des Stellelements 6 spiralförmig verlaufende oder ausgebildete Flanke 6F befindet sich abschnittsweise in Eingriff mit den Flanken 5F der Koppelwände 5W1, 5W2, vorzugsweise in formschlüssigen und kraftschlüssigem Eingriff. Durch die Erstreckung der Flanken 5F an den Koppelwänden 5W1, 5W2 sind die Koppelwände 5W1, 5W2 zahnplattenförmig ausgebildet und ermöglichen somit auch eine Verschiebung, das heißt gewährleisten auch eine Verschiebbarkeit des Koppelelements 5 zum Stellelement 6 im Wesentlichen quer zur Richtung der Drehachse Y.
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Mit anderen Worten „schraubt“ sich während der Drehbewegung des Stellelements 6 im Zuge einer Betätigung das Stellelement 6 durch das Klemmelement 5 hindurch, indem nicht das Stellelement 6 wandert, sondern sich das Klemmelement 5 entlang des Stellelements 6 und quer zum Stellelement 6 verschiebt. Das Klemmelement 5 verändert seine Lage und Position hinsichtlich des Koppelungsbereichs der Flanken 5F an der ersten und zweiten Koppelwand 5W1, 5W2 mit der umlaufenden und sich in Längsrichtung des Stellelements 6 abschnittsweise erstreckenden Flanke 6F. Eine Drehbewegung des Stellelements 6 führt aufgrund der Konfiguration und/oder Ausbildung des Klemmelements 5 zu einer Umsetzung in eine translatorische Bewegung des Klemmelements 5. Durch den beschriebenen Klemmmechanismus ist es möglich, das Klemmelement 5 im Weiteren in Richtung des Leiterabschnitts 2A zu verschieben und zu kontaktieren, sowie zudem eine Klemmkraft FK zur lösbaren Befestigung des Leiterabschnitts 2A an den Stromschienenendabschnitt 3A, wie oben beschrieben, aufzubringen.
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4A bis 4D zeigen in verschiedenen Ansichten das Klemmelement 5 der in 1A dargestellten Klemme 1.
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Gut erkennbar ist die Konfiguration der ersten und der zweite Koppelwand 5W1, 5W2 mit den sich in einer Richtung erstreckenden und gewindeförmig nebeneinander angeordneten Flanken 5F welche zur Koppelung mit dem Stellelement 6 vorgesehen sind.
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5A bis 5C zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Klemmelements 5 zusammen mit einem aufgenommenen Stellelement 6 zur Veranschaulichung der Koppelung des Stellelements 6 mit dem Klemmelement 5, wobei das Klemmelement 5 noch keinen zumindest einen Gleitabschnitt aufweist.
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Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen. Vorzugsweise beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von den in Bezug genommenen Ansprüchen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Klemme
- 2
- elektrischer Leiter
- 2A
- Leiterendabschnitt
- 3
- Stromschiene
- 3A
- Stromschienenendabschnitt
- 4
- Gehäuse
- 4G1
- Gleitfläche
- 4G2
- Gleitfläche
- 4K1
- erster Führungskanal
- 4K2
- zweiter Führungskanal
- 4S1
- erster Gehäuseteilschenkel
- 4S2
- zweiter Gehäuseteilschenkel
- 4T1
- erstes Gehäuseteil
- 4T2
- zweites Gehäuseteil
- 5
- Klemmelement
- 5A
- Koppelabschnitt
- 5F
- Flanke (an Koppelwand)
- 5S1
- Gleitschiene
- 5S2
- Gleitschiene
- 5W1
- erste Koppelwand
- 5W2
- zweite Koppelwand
- 6
- Stellelement
- 6A
- Stellelementabschnitt
- 6E1
- erster Stellelementendabschnitt
- 6E2
- zweiter Stellelementendabschnitt
- 6F
- Flanke (an Stellelement)
- 6L1
- erste Lagerung
- 6L2
- zweite Lagerung
- 7
- Anschlussöffnung
- 8
- Betätigungsöffnung
- FK
- Klemmkraft
- RV
- Rastverbindung
- X
- Einführrichtung
- Y
- Drehachse
- Z
- Führungsrichtung
- α
- Winkel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015109836 B4 [0004]
- US 4511204 [0005]
- DE 102014103826 A1 [0006]
- DE 102007009448 B4 [0007]
- DE 19512337 A1 [0008]
- DE 4400571 A1 [0009]
- US 4857020 [0009]
