DE19610610A1 - Anordnung zur Verbindung eines elektrischen Leiters mit einem Schneidklemmkontakt - Google Patents

Anordnung zur Verbindung eines elektrischen Leiters mit einem Schneidklemmkontakt

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Verbindung eines elektrischen Leiters mit einem Schneidklemmkontakt, mit folgenden Merkmalen: Es ist ein isolierendes Gehäuse vorgesehen; in dem isolierenden Gehäuse sind mindestens ein inneres Element und mindestens ein dazu passendes äußeres Element angeordnet; das innere und das äußere Element weisen Durchgangsöffnungen auf; wenigstens eines der Elemente weist Schneiden zur Kontaktierung eines elektrischen Leiters auf; das innere und das äußere Element sind mittels eines federnden Elementes relativ zueinander bewegbar angeordnet; das isolierende Gehäuse weist mindestens eine Bedienungs­ öffnung auf, durch die das federnde Element komprimierbar ist; in einer ersten Position in einem ersten gespannten Zustand des federnden Elementes sind die Durchgangsöffnungen des inneren und des äußeren Elementes derart zueinander überlappend angeordnet, daß ein elektrischer Leiter einbringbar ist.
Aus der US 5,011,492 ist ein gattungsgemäßer Verbinder bekannt. Ein längliches isolierendes Umgehäuse nimmt eine Vielzahl von paarweise angeordneten und durch elektrisch leitende Brücken verbundenen Kontakten auf. Öffnungen auf der Längsseite des isolierenden Umgehäuses und Öffnungen in einem rechteckigen metallischen Führungsgehäuse passen zu Öffnungen in einen Metallblock, der im Führungsgehäuse von einer Spiralfeder von einem ersten gespannten Zustand in einen zweiten gespannten Zustand bewegt wird. In jedem Kontaktpaar können durch Öffnungen auf zwei gegenüberliegenden Längsseiten des Umgehäuses elektrische Leiter eingebracht werden. Mit einem separat einbringbaren Teil, z. B. mit einem Schraubenzieher, wird durch eine weitere Öffnung im isolierenden Umgehäuse und durch eine dazu passende Öffnung im Führungsgehäuse der Metallblock entgegen der Richtung, in der die Federkraft der Spiralfeder wirkt, bewegt. Die Kontaktierung wird verbessert durch keilförmig ausgeführte Ränder an den Öffnungen im Führungsgehäuse und im Metallblock. Auch in dem Betriebszustand, wenn der Kontakt hergestellt ist, wirkt die Federkraft auf den Metallblock. Wenn die Federkraft nachläßt oder bei einem Defekt völlig fehlt, ist nicht gewährleistet, daß der Leiter im Kontakt festgehalten wird.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung eine Anordnung zur Verbindung mit einem Kontakt anzugeben, der gewährleistet, daß der Leiter auch beim Nachlassen oder Fehlen der Federkraft sicher im Kontakt gehalten wird.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Anordnung zur Verbindung eines elektrischen Leiters mit einem Schneidklemmkontakt mit folgenden Merkmalen: Es ist ein isolierendes Gehäuse vorgesehen; in dem isolierenden Gehäuse sind mindestens ein inneres Element und mindestens ein dazu passendes äußeres Element angeordnet; das innere und äußere Element weisen Durchgangsöffnungen auf; wenigstens eines der Elemente weist Schneiden zur Kontaktierung eines elektrischen Leiters auf; das innere und das äußere Element sind mittels eines federnden Elementes relativ zueinander bewegbar angeordnet, das isolierende Gehäuse weist mindestens eine Bedienungsöffnung auf, durch die das federnde Element komprimierbar ist; in einer ersten Position in einem ersten gespannten Zustand des federnden Elementes sind die Durchgangsöffnungen des inneren und des äußeren Elementes derart zueinander überlappend angeordnet, daß ein elektrischer Leiter einbringbar ist; von der Durchgangsöffnung eines Elementes erstreckt sich ein Schlitz in der Richtung, in der die Federkraft wirkt; die Schneiden sind links und rechts von dem Schlitz angeordnet; in einer zweiten Position befindet sich das federnde Element im Wesentlichen im entspannten Zustand und die Durchgangsöffnung des eines Elementes ist derart über dem Schlitz des anderen Elementes angeordnet, daß bei eingebrachtem elektrischen Leiter dieser zwischen den Schneiden festgehalten wird.
Es ist von Vorteil, daß möglichst wenig elektrisch leitende Teile verwendet werden. Dies wird dadurch erreicht, daß das äußere Element aus isolierendem Material hergestellt ist, und daß lediglich ein inneres Element aus elektrisch leitendem Material hergestellt werden muß.
Es ist weiter von Vorteil, daß bei der Kontaktierung im Schneidklemmkontakt ein Abrutschen des Leiterendes vermieden wird. Dies wird dadurch erreicht, daß das innere Element auf der dem Schlitz mit den Schneiden gegenüberliegendenden Seite eine hintere Durchgangsöffnung aufweist, die länglich ausgebildet ist und die das Ende des elektrischen Leiters vom ersten gespannten Zustand bis zum zweiten entspannten Zustand frei bewegbar aufnehmen kann und daß ein ausreichend langes Leiterende über dem Kontaktierungsbereich hinaus bis in die hintere Durchgangsöffnung eingeführt werden kann.
Es ist auch von Vorteil, daß bei der Kontaktierung ein Verbiegen des Leiters vermieden wird. Dies wird dadurch erreicht, daß das isolierende Gehäuse eine vordere Eintrittsöffnung aufweist, die mindestens so groß und ebenso länglich ausgebildet ist, wie die hintere Durchgangsöffnung des inneren Elementes und die den elektrischen Leiter vom ersten gespannten Zustand bis zum zweiten entspannten Zustand frei bewegbar aufnehmen kann.
Es ist weiter von Vorteil, daß für die Komprimierung des federnden Elementes keine leitenden Teile berührt werden müssen. Dies wird dadurch erreicht, daß ein separates Teil, zum Beispiel ein Schraubenzieher, durch eine Bedienungs­ öffnung, die außerhalb der Federstrecke liegt, eingebracht werden kann, und daß lediglich das äußere isolierende Element bedient werden muß.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des bevorzugten Ausführungsbeispiels,
Fig. 2 einen Querschnitt der Anordnung aus Fig. 1,
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht von drei zusammen­ wirkenden Elementen der Anordnung vor dem Einbau in dem Gehäuse,
Fig. 4 die drei Elemente aus Fig. 3 wie sie im Gehäuse nach dem Einbau zusammenwirken,
Fig. 5 die drei Elemente aus Fig. 3 im ersten gespannten Zustand vor dem Einführen des Leiters,
Fig. 6 die drei Elemente aus Fig. 3 im ersten gespannten Zustand nach dem Einführen des Leiters,
Fig. 7 die drei Elemente aus Fig. 3 im zweiten entspannten Zustand.
In Fig. 1 ist eine Anordnung zur Verbindung von elektrischen Leitern mit einem Schneidklemmkontakt gezeigt. Die Anordnung weist ein isolierendes Gehäuse 1 auf, das zwei Schneidklemm­ kontakte aufnimmt. Das isolierende Gehäuse 1 ist im Wesentlichen ein rechteckiger Kunststoffkörper in dem für jeden Kontakt Bohrungen angebracht sind. Das isolierende Gehäuse 1 wird von einer oberen Wand 13 begrenzt. In Fig. 1 ist links einer der Schneidklemmkontakte im entspannten Zustand, ohne elektrischem Leiter 10, gezeigt. Rechts ist ein weiterer Schneidklemmkontakt im gespannten Zustand mit gerade eingeführtem elektrischen Leiter 10 gezeigt.
Zum besseren Verständnis zeigt Fig. 2 einen Querschnitt durch das Gehäuse von Fig. 1 an der Stelle jenes Schneidklemmkontaktes, der sich im gespannten Zustand befindet. Jeder Schneidklemmkontakt der Anordnung besteht aus einem inneren Element 2, einem äußeren Element 3 und einem federnden Element 9.
Das innere Element 2 ist im Wesentlichen ein leitendes Metallrohr, das an einem unteren Ende 22 mit einem Kragen 16 versehen ist. Der Kragen 16 dient zur Verstärkung des Metallrohrs, als Anschlag für das federnde Element 9 und zur Befestigung im isolierenden Gehäuse 1. Das äußere Element 3 ist im Wesentlichen ein zylindrischer isolierender Kunststoffkörper, der wie eine Kappe über dem anderen oberen Ende 21 des Metallrohres angeordnet ist. Das äußere Element 3 ist zum inneren Element 2 frei beweglich angeordnet in der Richtung, in der die Federkraft des federnden Elementes 9 wirkt. Die Wand der zylindrischen Kunststoffkappe ragt über ein Teil des Metallrohres, und der Deckel der Kunststoffkappe ist bewegbar zwischen dem oberen Ende 21 des Metallrohres und der oberen Wand 13 des isolierenden Gehäuses 1. Das federnde Element 9 ist eine komprimierbare Spiralfeder, die am Umfang des Metallrohres zwischen dem Kragen 16 und dem äußeren Element 3 angeordnet ist.
Das isolierende Gehäuse 1 weist für jeden Schneidklemmkontakt eine Eintrittsöffnung 12 und darüber angeordnet in der Richtung, in der die Federkraft wirkt, eine Bedienungsöffnung 11 auf.
Die Bedienungsöffnung 11 befindet sich außerhalb der Federstrecke und zwischen dem oberen Ende 21 des Metallrohres und der oberen Wand 13 des isolierenden Gehäuses 1. Durch die Bedienungsöffnung 11 kann ein separates Teil 20 eingeführt werden. In Fig. 1 und Fig. 2 ist ein Schraubenzieher als separates Teil 20 dargestellt. Der Schraubenzieher wird durch die Bedienungsöffnung 11 ins Gehäuse 1 eingeführt. Durch das Einführen des Schraubenziehers wird das äußere Element 3 über das obere Ende 21 des Metallrohres bewegt. Dadurch wird die Spiralfeder in einem ersten gespannten Zustand gebracht.
Durch die Eintrittsöffnung 12 kann ein elektrischer Leiter 10 im Schneidklemmkontakt eingeführt werden. Das innere Element 2 weist eine vordere im Wesentlichen runde Durchgangsöffnung 4 und eine längliche hintere Durchgangsöffnung 14 auf. Von der vorderen Durchgangsöffnung 4 erstreckt sich ein Schlitz 8 in der Längsrichtung des Metallrohres in der Richtung, in der die Federkraft wirkt. Die beiden Ränder des Schlitzes 8 sind als scharfe Schneiden 6, 7 ausgebildet.
Zum Herstellen einer Schneidklemmverbindung wird in einem ersten Schritt die Kunststoffkappe mit Hilfe eines Schraubenziehers gegen die Federkraft nach unten bewegt. Das äußere Element 3 weist eine Durchgangsöffnung 5, 15 auf, die von der vorderen zur hinteren Seite der Kunststoffkappe führt, die im Wesentlichen rund und mindestens so groß wie die vordere runde Durchgangsöffnung 4 des inneren Elementes 2 ist. Im ersten komprimierten Zustand der Spiralfeder sind die Durchgangsöffnungen 4, 14 des inneren Elementes 2, die Durchgangsöffnungen 5, 15 des äußeren Elementes 3 und die Eintrittsöffnung 12 am isolierenden Gehäuse 1 miteinander derart in überlappender Position, daß der elektrische Leiter 10 durch diese Öffnungen eingeführt werden kann.
Im folgenden Schritt wird das separate Teil 20 aus der Bedienungsöffnung 11 entfernt. Das federnde Element 9 entspannt sich und das äußere Element 3 bewegt sich nach oben in eine zweite entspannte Position. Wenn der Schrauben­ zieher weggenommen wird, drückt die Feder den elektrischen Leiter 10 mit hoher Geschwindigkeit in den Schlitz 8 zwischen den Schneiden 6, 7 des Schneidklemmkontaktes. Die Federkraft des federnden Elementes 9 wird nur benötigt für die Einbringung des elektrischen Leiters 10 in den Schlitz 8 mit den Schneiden des Schneidklemmkontaktes. Wenn der elektrische Leiter 10 im Schneidklemmkontakt fixiert ist, ist keine Federkraft mehr nötig. Auch wenn im Verlaufe der Zeit die Federkraft nachlassen würde, bleibt der Leiter 10 im Schneidklemmkontakt fixiert. Die längliche hintere Durchgangsöffnung 14 des inneren Elementes 2 ist nötig, um ein genügend langes Stück des elektrischen Leiters 10 im Schneidklemmkontakt einführen zu können. Hierdurch wird gewährleistet, daß das Ende des elektrischen Leiters 10 beim Herstellen der Schneidklemmverbindung nicht abrutscht.
Falls der elektrische Leiter 10 aus dem Schneidklemmkontakt entfernt werden muß, wird das separate Teil 20 nochmals in die Bedienungsöffnung 11 eingeführt. Hierdurch wird das äußere Element 3 entgegen der Richtung in der die Federkraft wirkt, nach unten bewegt und der elektrische Leiter 10 wird aus dem Schlitz 8 in die Durchgangsöffnung 4, 14 bewegt. Danach wird der elektrische Leiter 10 aus der Durchgangs­ öffnung 4, 14 aus dem inneren Element 2 genommen.
Das untere Ende 22 des Metallrohres und der Verstärkungs­ kragen 16 dienen zur Befestigung im isolierenden Gehäuse 1. In diesem Bereich kann innerhalb vom isolierenden Gehäuse 1 eine elektrisch leitende Brücke zwei benachbarten inneren Elementen 2, 2′ miteinander verbinden. Das untere Ende 22 des inneren Elementes 2 kann auch verwendet werden zur Kontaktierung an einem weiteren, nicht gezeigten, elektrischen Leiter oder an einer Leiterplatte.
Für die ordnungsgemäße Funktion müssen das äußere Element 3, sowie das federnde Element 9 nicht elektrisch leitend hergestellt werden. Das einzige elektrisch leitende Teil der Anordnung ist das innere Element 2. Dies bedeutet für die Auslegung und die Herstellung der Anordnung einen zusätzlichen Vorteil: Weil die Anordnung nur eine kritische Komponente umfaßt, sind die Anforderungen an den Auslegungs- und Herstellungstoleranzen der einzelnen Komponenten gering und wird die Toleranzstruktur der Anordnung vereinfacht.
In Fig. 3 sind die drei wichtigsten Elemente der Anordnung vor dem Einbau im isolierenden Gehäuse 1 dargestellt. Hier ist ersichtlich wie das innere Element 2 an einem unteren Ende 22 einen Kragen 16 aufweist. Auch die vordere im Wesentlichen runde Durchgangsöffnung 4 und der Schlitz 8 mit den Schneiden 6, 7 des inneren Elements 2 sind dargestellt. Auch die runde vordere Durchgangsöffnung 5 des äußeren Elementes 3 ist ersichtlich, sowie das federnde Element 9, das über dem Metallrohr angebracht ist.
In Fig. 4 sind die gleichen Elemente aus Fig. 3 dargestellt, hier jedoch, wie diese sich in dem entspannten Zustand im Gehäuse 1 vor dem Einführen des elektrischen Leiters 10 befinden. Das federnde Element 9 befindet sich im entspannten Zustand. Das äußere Element 3 liegt lose auf dem federnden Element 9 auf, das wiederum lose auf dem Kragen 16 aufliegt. Die runde vordere Durchgangsöffnung 4 des inneren Elementes 2 und die runde vordere Durchgangsöffnung 5 des äußeren Elementes 3 überlappen sich nicht. In diesem Zustand kann der elektrische Leiter 10 nicht eingeführt werden.
In Fig. 5 ist das federnde Element 9 im zweiten gespannten Zustand dargestellt. In dieser Position sind die Durchgangsöffnungen 4, 5, 14, 15 der beiden inneren und äußern Elemente miteinander in Übereinstimmung gebracht und der elektrische Leiter 10 kann eingeführt werden.
In Fig. 6 ist der elektrische Leiter 10 eingeführt worden. Das federnde Element 9 befindet sich immer noch im ersten gespannten Zustand.
In Fig. 7 hat sich das federnde Element 9 von dem ersten gespannten in den zweiten entspannten Zustand entspannt und hierbei der eingebrachte elektrische Leiter 10 von der Durchgangsöffnung 4 in den Schlitz 8 zwischen den Schneiden 6, 7 eingeklemmt. Der elektrische Leiter 10 wird vom Schneidklemmkontakt gehalten. Das federnde Element befindet sich wieder im gleichen entspannten Zustand wie zuvor in Fig. 4.

Claims (11)

1. Anordnung zur Verbindung eines elektrischen Leiters mit einem Schneidklemmkontakt, mit folgenden Merkmalen:
  • a) es ist ein isolierendes Gehäuse (1) vorgesehen,
  • b) in dem isolierenden Gehäuse (1) sind mindestens ein inneres Element (2) und mindestens ein dazu passendes äußeres Element (3) angeordnet,
  • c) das innere und das äußere Element (2, 3) weisen Durchgangsöffnungen (4, 5, 14, 15) auf,
  • d) wenigstens eines der Elemente (2) weist Schneiden (6, 7) zur Kontaktierung eines elektrischen Leiters (10) auf,
  • e) das innere und das äußere Element (2, 3) sind mittels eines federnden Elementes (9) relativ zueinander bewegbar angeordnet,
  • f) das isolierende Gehäuse (1) weist mindestens eine Bedienungsöffnung (11) auf, durch die das federnde Element (9) komprimierbar ist,
  • g) in einer ersten Position in einem ersten gespannten Zustand des federnden Elementes (9) die Durchgangsöffnungen (4, 5, 14, 15) des inneren und des äußeren Elementes (2, 3) derart zueinander überlappend angeordnet sind, daß ein elektrischer Leiter (10) einbringbar ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
  • h) sich von der Durchgangsöffnung (4) eines Elementes (2) ein Schlitz (8) in der Richtung erstreckt, in der die Federkraft wirkt,
  • i) die Schneiden (6, 7) links und rechts von dem Schlitz (8) angeordnet sind,
  • j) in einer zweiten Position das federnde Element (9) sich im Wesentlichen im entspannten Zustand befindet und die Durchgangsöffnung (5) des einen Elementes (3) derart über dem Schlitz (8) des anderen Elementes. (2) angeordnet ist, daß bei eingebrachtem elektrischen Leiter (10) dieser zwischen den Schneiden (6, 7) festgehalten wird.
2. Anordnung nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Element (3) aus isolierendem Material hergestellt ist, im Wesentlichen einen zylindrischen Kunststoffkörper darstellt, der zum inneren Element (2) frei beweglich angeordnet ist und die vordere Durchgangsöffnung (5) und die hintere Durchgangsöffnung (15) aufweist.
3. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dem Schlitz (8) gegenüberliegenden Seite des inneren Elementes (2) die hintere Durchgangsöffnung (14) derart länglich ausgebildet ist, daß darin der elektrische Leiter (10) von der ersten Position bis zu der zweiten Position frei bewegbar ist.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das isolierende Gehäuse (1) auf der Seite des Schlitzes (8) eine Eintrittsöffnung (12) aufweist, die mindestens so groß ausgebildet ist, wie die längliche hintere Durchgangsöffnung (14) des inneren Elementes (2) und die der Durchgangsöffnung (14) gegenüberliegend und dieser überdeckend angeordnet ist.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Bedienungsöffnung (11) im isolierenden Gehäuse (1) zur Komprimierung des federnden Elementes (9) ein separates Teil (20) einbringbar ist.
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bedienungsöffnung (11) im isolierenden Gehäuse (1) in der Entspannungsrichtung des federnden Elementes (9) außerhalb der Federstrecke angeordnet ist.
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Element (2) einen Kragen (16) aufweist.
8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das federnde Element (9) als eine komprimierbare Spiralfeder ausgebildet ist und am Umfang des inneren Elementes (2) zwischen dem Kragen (16) und dem äußeren Element (3) angeordnet ist.
9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende des inneren Elementes (2) zur Kontaktierung eines weiteren elektrischen Leiters oder einer Leiterplatte verwendet werden kann.
10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei benachbarten inneren Elementen (2, 2′) eine elektrisch leitende Brücke angeordnet ist.
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