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Die Erfindung betrifft eine Klemmeinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Anschlussvorrichtung mit einer solchen Klemmeinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 7.
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Eine solche Klemmeinheit wird in Anschlussvorrichtungen zum Anschluss bzw. einer Kontaktierung eines elektrischen Leiters verwendet. In einer Klemmstellung ist ein abisolierter oder blanker elektrischer Leiter mit einem Kontaktabschnitt über eine Klemmkante eines Klemmelementes mittels Federkraft in elektrisch leitende Verbindung gebracht. Dazu wird das anzuschließende Leiterende in die Anschlussvorrichtung eingeführt. Die Klemmeinheit der Anschlussvorrichtung kann in einer Grundstellung ohne angeschlossenen Leiter zur leichten Einführung des Leiters und in der Klemmstellung zum Herausziehen des Leiters durch eine Betätigungseinrichtung geöffnet werden.
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Bei derartigen Anschlussvorrichtungen besteht insbesondere die Forderung nach einer Optimierung des elektrischen Kontaktes zwischen anzuschließenden Leiter und der Anschlussvorrichtung.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Klemmeinheit bereitzustellen.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, eine verbesserte Anschlussvorrichtung zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Klemmeinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Die Aufgabe wird auch durch eine Anschlussvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst.
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Die Klemmeinheit bzw. Leiteranschluss-Klemmeinrichtung vereint die Vorteile einer Zugfeder und einer so genannten Push-In Klemmfeder, indem der Kontaktbereich an dem Ende des Kontaktabschnitts mit dem Einführungsabschnitt angeordnet ist, und dass eine Schwenkachse in der Nähe des anderen Endes des Kontaktabschnitts angeordnet ist. Die Schwenkachse liegt unterhalb des Kontaktbereiches, wodurch sich ein hoher Kraftangriffspunkt in der Nähe der Isolierung eines einzuführenden Leiters befindet.
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Eine erfindungsgemäße Klemmeinheit für elektrische Leiter weist auf: eine Stromschiene mit einem Kontaktabschnitt und einem Kontaktbereich; und ein Klemmelement mit mindestens einer Klemmkante, die dem Kontaktbereich gegenübersteht, wobei ein Ende des Kontaktabschnitts und die Klemmkante einen Einführungsabschnitt für den elektrischen Leiter bilden. Die Klemmeinheit ist dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktbereich an dem Ende des Kontaktabschnitts mit dem Einführungsabschnitt angeordnet ist, und dass eine Schwenkachse in der Nähe des anderen Endes des Kontaktabschnitts (4') angeordnet ist.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass durch den hohen Kraftangriffspunkt ein so genannter Drehtest positiv ausfällt als beim Stand der Technik, bei welchem der Kraftangriffspunkt weiter unten liegt und somit ein größerer Abstand zwischen Klemmpunkt und Isolation besteht.
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Die Klemmeinheit besitzt außerdem eine Selbsthemmungsfunktion, die ein Herausziehen des Leiters aus der Anschlussvorrichtung wirkungsvoll verhindert. Dabei wird eine Auszugskraft, die am geklemmten Leiter wirkt, als Zugkraft in die Klemmeinheit über einen Klemmabschnitt geleitet. Ausknicken durch Druckkräfte wird vermieden.
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Weiterhin wird auch ein so genanntes Wandern des Klemmpunkts des Leiters weitestgehend reduziert.
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Eine Selbstverstärkung passt sich dem Leiterquerschnitt an, d. h. größere Leiterdurchmesser ergeben eine höhere Selbstverstärkung.
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Dazu ist es bevorzugt, dass das Klemmelement eine Schlaufenfeder ist, deren einer Schenkel ein Halteabschnitt ist und sich durch ein Fenster des anderen als Klemmabschnitt mit der Klemmkante ausgebildeten Schenkels hindurch erstreckt, wobei beide Schenkel über einen Bogenabschnitt verbunden sind. Eine einfache Federkontur macht einen relativ geringen Bauraumbedarf möglich und ergibt eine günstige Krafteinleitung als Zugkraft.
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Das Fenster ist allseitig vom Klemmabschnitt umschlossen. Durch dies wird auch der anzuschließende Leiter geführt. In dem Fenster befindet sich auch der Kontaktabschnitt der Stromschiene, welcher als Gegenlager für den Leiter verwendet wird.
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Der Klemmabschnitt und der Halteabschnitt bilden einen Winkel, der im Bereich von mehr als 0°, vorzugsweise 10° bis 60°, ganz besonders vorzugsweise im Bereich von 20° bis 40°, liegen kann. Dabei ist klar, dass sich dieser Winkel in Abhängigkeit von der Stärke des zu klemmenden Leiterelementes veränderst.
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In einer alternativen Ausführung ist das Klemmelement ein mit Federkraft vorgespannter Klemmhebel, der um eine Schwenkachse verschwenkbar ist.
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Der Klemmhebel weist die Klemmkante auf, welche eine Kante einer in einem Winkel zu dem Kontaktabschnitt geneigten Fläche ist. Der Winkel kann im Bereich von 10° bis 60°, vorzugsweise im Bereich von 20° bis 40°, liegen. Auch hierbei ist klar, dass der Winkel in Abhängigkeit von der Stärke des zu klemmenden Leiterelementes veränderlich ist
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Eine Anschlussvorrichtung für elektrische Leiter weist Folgendes auf: einen Körper mit einem Innenraum und einer Einführungsöffnung zur Einführung des elektrischen Leiters in einer Einführungsrichtung in den Innenraum; eine im Innenraum angeordnete Klemmeinheit zur Klemmung und Kontaktierung des elektrischen Leiters; eine Betätigungseinrichtung zur Lösung der Klemmeinheit aus einer Grundstellung und einer Klemmstellung. Die Anschlussvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmeinheit eine Klemmeinheit mit einer oben beschriebenen Schlaufenfeder ist.
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Auch die Betätigungseinrichtung kann parallel oder in einem Winkel zu der Einführungsrichtung in dem Körper angeordnet sein. Dieser Winkel kann in einem Bereich von mehr als 0° und weniger als 170°, vorzugsweise 10...60°, ganz besonders vorzugsweise 20...40° liegen. Dabei ist es von besondere m Vorteil, wenn sie in einem der genannten Winkelbereiche liegt, da so die Betätigungskraft besonders gering ist.
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Die Klemmeinheit kann alternativ auch eine Klemmeinheit mit einem oben beschriebenen Klemmhebel sein.
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Eine Schlaufenfeder für eine solche Klemmeinheit ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Schenkel ein Halteabschnitt ist und sich durch ein Fenster eines anderen als ein Klemmabschnitt mit einer Klemmkante ausgebildeten Schenkels hindurch erstreckt, wobei beide Schenkel über einen Bogenabschnitt verbunden sind.
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Eine Anreihklemme weist zumindest eine oben beschriebene Anschlussvorrichtung auf.
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Durch die erfindungsgemäße Anschlussvorrichtung mit der erfindungsgemäßen Klemmeinheit können Drehtests wie ein Test auf Leiterbeschädigung und Lochung ohne weiteres problemlos bestanden werden. Die angeschlossenen Leiter sind gegen Auszug besser gesichert als im Stand der Technik.
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Ein Abisolieren der Leiter kann unproblematischer sein, da der Leiter nahe der Isolierung geklemmt wird. Somit können die Abisoliertoleranzen größer ausfallen, was Fertigungskosten einspart. Auch die Leiterenden sind leichter zu schneiden, da der Klemmpunkt höher liegt und höhere Toleranzen zugelassen werden können.
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Die Klemmeinheit kann mechanisch ohne Kunststoff verwendet werden, wobei sie voll funktionstüchtig ist.
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Kleine Leiter mit vielen Litzen sind besonders gut klemmbar, indem die Anschlussvorrichtung eine Betätigungseinrichtung aufweist. Aber auch die Klemmeinheit mit der Schlaufenfeder selbst kann manuell oder mit Werkzeug geöffnet werden.
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Anhand beispielhafter Ausführungen wird die Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigen:
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1, 1a–b eine schematische Perspektivansicht einer herkömmlichen Klemmeinheit und Prinzipdarstellungen dazu;
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2, 2a–b eine schematische Perspektivansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Klemmeinheit und Prinzipdarstellungen dazu;
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3 eine schematische Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung mit der Klemmeinheit nach 2;
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4 das erste Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung nach 3 in einer Schnittansicht;
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5 das erste Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung nach 3 beim Einbau einer Betätigungseinrichtung;
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6 das erste Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung nach 3 mit eingebauter Betätigungseinrichtung;
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7 das erste Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung nach 3 mit einer eingesetzten Klemmeinheit nach 2;
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8–11 das erste Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung nach 7 in verschiedenen Phasen beim Einführen eines Leiters;
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12 eine perspektivische Darstellung einer Schlaufenfeder;
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13 eine schematische Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung
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13a eine schematische vergrößerte Darstellung von Klemmkante und Kontaktabschnitt aus 13;
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14–16 das zweite Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung nach 13 in verschiedenen Phasen beim Einführen eines Leiters;
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17 ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung mit einer eingesetzten Klemmeinheit nach 2;
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18–21 das dritte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung nach 17 in verschiedenen Phasen beim Einführen eines Leiters;
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22 eine perspektivische Darstellung der Klemmeinheit nach 2 mit einer Betätigungseinrichtung des dritten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung nach 17;
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22a eine perspektivische Darstellung der Betätigungseinrichtung aus 22; und
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22b eine Schnittdarstellung der Betätigungseinrichtung nach 22 und 22a.
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1 zeigt eine schematische Perspektivansicht einer herkömmlichen Klemmeinheit 1', und 1a und 1b zeigen Prinzipdarstellungen dazu. Die Klemmeinheit eignet sich gut zum Einbau – einzeln oder in mehrfacher Ausführung – in ein elektrisches Gerät, insbesondere in ein Gehäuse einer Reihenklemme zum Aufrasten auf Tragschienen.
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In einer Grundstellung ohne angeschlossenen Leiter ist die Klemmeinheit 1' unbetätigt. Ein Zustand „geöffnete” Klemmeinheit 1' bedeutet, dass die Klemmeinheit 1' betätigt ist und ein zuvor geklemmter Leiter entfernt oder ein zu klemmender Leiter eingeführt werden kann. Nach Einführung eines Leiters und aufgehobener Betätigung ist der Leiter durch die Klemmeinheit 1' geklemmt und angeschlossen. Dies wird als Klemmstellung oder als Klemmstellung mit angeschlossenem Leiter bezeichnet.
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Die herkömmliche Klemmeinheit 1' besteht aus einer Halterung 5, an welcher ein Klemmelement K1 in Gestalt einer V-förmige Klemmfeder mit einem Halteabschnitt 6 angebracht ist. Der Halteabschnitt 6 ist ein Schenkel der V-förmigen Klemmfeder. An diesen schließt sich ein federnder Bogenabschnitt 6a an, der seinerseits mit einem weiteren Schenkel, nämlich einem Klemmabschnitt 6b verbunden ist. Der Klemmabschnitt 6 ist an seinem Ende mit einer Klemmkante 6d versehen, welche durch die Federwirkung des Klemmelementes K1 gegen ein abisoliertes Leiterelement 2a eines Leiters 2 mit Isolierung 2b drückt. Das Leiterelement 2a ist durch einen Einführungsabschnitt E zwischen Klemmkante 6d und Stromschiene 4 eingeführt und wird auf diese Weise gegen eine Stromschiene 4 in einem Klemmbereich 7 (siehe 1a) gepresst, wobei ein elektrischer Kontakt hergestellt wird. Der Klemmbereich 7 liegt hier an einem unteren Ende der Stromschiene 4, an dem sich das Ende des Leiterelementes 2a befindet. Ein oberes Ende der Stromschiene 4 liegt in der Nähe der Isolierung des Leiters 2. Beim Einführen des Leiterelementes 2a (hier von oben nach unten) drückt das Leiterelement 2a den Klemmabschnitt 6b des Klemmelementes K1 nach links zur Seite, wobei dies um eine Drehpunktachse 3, die durch den Bogenabschnitt 6a verläuft, im Uhrzeigersinn verschwenkt wird. Beim Herausziehen des Leiterelementes 2a in umgekehrter Richtung mit einer Ausziehkraft FA (siehe 1a) wirkt eine Selbsthemmung der Klemmeinheit 1', indem der Klemmabschnitt 6b über die Klemmkante 6d einem Herausziehen widersteht. Dabei nimmt der Klemmabschnitt 6b eine Druckkraft auf, die von der Ausziehkraft FA abhängt.
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Die Klemmkante 6d ist von der Isolierung 2b des geklemmten Leiters 2 um ein Maß X beabstandet und liegt in Nähe des Endes des abisolierten Leiterelementes 2a. Die Drehpunktachse 3 ist über dem Klemmbereich 7 angeordnet. Dies führt zu einer tiefliegenden Kontaktstelle zwischen Klemmkante 6d und Leiterelement 2a und somit auch zu großen Abisolierlängen. Das Leiterelement 2a wird im letzten Drittel geklemmt, was Probleme bei einem so genannten Drehtest verursachen kann. Das Ende des Leiterelementes 2a muss korrekt abgeschnitten sein, da Fehlerbereich, wie sie zum Beispiel bei einem schräges Abschneiden entstehen, in den Klemmbereich 7 geraten können.
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In 2 ist eine schematische Perspektivansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Klemmeinheit K2 in einer Klemmstellung gezeigt, Prinzipdarstellungen dazu illustrieren 2a und 2b.
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Die Klemmeinheit 1 weist als Klemmelement K2 eine so genannte Schlaufenfeder auf, welche mit einem Halteabschnitt 6 an einer Fläche eines Kontaktabschnitts 4' einer Stromschiene 4 angebracht ist. Der Halteabschnitt 6 verläuft hier gerade und parallel zu dem Kontaktabschnitt 4', an welchem das Leiterelement 2a anliegt. Somit liegt der Halteabschnitt 6 im Wesentlichen parallel zur Längsachse des am Kontaktabschnitt 4' anliegenden Leiterelementes 2a. Der Halteabschnitt geht nach unten in einen Bogenabschnitt 6a mit der Drehpunktachse 3 über. Der Bogenabschnitt 6a bildet einen ungefähren Dreiviertelkreis in Gestalt einer Schlaufe, der hier gegen den Uhrzeigersinn verläuft und in einen Klemmabschnitt 6b übergeht, der mit dem Halteabschnitt 6 einen Winkel α > 0° und α < 90° (siehe 2a), z. B. 10...60°, bevorzugt 20...40°, bildet bzw. einschließt und sich über den Halteabschnitt 6 hinweg erstreckt. Dabei weist der Klemmabschnitt 6b ein Fenster 6e auf, durch welches sich der Halteabschnitt 6 mit dem Kontaktabschnitt 4' der Stromschiene 4 hindurch erstreckt. Dieses Fenster 6e ist allseitig von dem Klemmabschnitt 6b umschlossen. An der zum Ende (hier links) des Klemmabschnitts 6b liegenden Fensterseite des Fensters 6e ist eine Klemmkante 6d innerhalb des Fensters 6e angeordnet. Das Ende des Klemmabschnitts 6b ist leicht nach unten gebogen und kann zum Beispiel damit von Hand oder mit einem Werkzeug betätigt werden, zum Beispiel zum Öffnen der Klemmeinheit 1. Zwischen dem Ende des Kontaktabschnitts 4' der Stromschiene 4 und dem Ende des Klemmabschnitts 6b befindet sich der Einführungsabschnitt E für das Leiterelement 2a. An der anderen Fläche des Kontaktabschnitts 4' der Stromschiene 4 liegt das abisolierte Leiterelement 2a des Leiters 2 an und wird von der Klemmkante 6d an den Kontaktabschnitt 4' gedrückt, wobei die Federkraft des Bogenabschnitts 6a des Klemmelementes K2 wirkt. Das Leiterelement 2a erstreckt sich ebenfalls durch das Fenster 6e der Schlaufenfeder. Die Stromschiene 4 wirkt als Gegenlager des Leiterelementes 2a.
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Der Bogenabschnitt 6a der Schlaufenfeder stützt sich mit seiner Außenfläche an einem Fußabschnitt 4'' der Stromschiene 4 ab, wobei der Fußabschnitt 4'' in etwa rechtwinklig an dem Kontaktabschnitt 4' unten angebracht ist.
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Wie 2a und 2b zeigen, liegt die Drehpunktachse 3 bei der Schlaufenfeder der Klemmeinheit 1 unterhalb des Klemmbereiches 7. Der Klemmbereich 7 liegt am oberen Ende der Stromschiene 4 bzw. des Kontaktabschnitts 4' der Stromschiene 4. Der Klemmbereich 7 ist so leichter erreichbar. Ein Selbstverstärkungseffekt wird beim Herausziehen des Leiters 2 ebenfalls und nimmt bei größeren Leiterdurchmessern zu. Der Klemmabschnitt 6b der Schlaufenfeder ist dabei nur Zugkräften ausgesetzt, welche durch die Ausziehkraft FA erzeugt werden. Eine solche Zugkraftbelastung ist günstiger als eine Druckkraftbelastung, da keine Ausknickgefahr besteht.
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Der Winkel α ist von der Größe, d. h. des Durchmessers, des zu klemmenden Leiterelementes 2a abhängig. Das bedeutet, dass der Winkel α in der Klemmstellung ohne ein geklemmtes Leiterelement 2a einen kleinsten Wert aufweist, wobei der Winkel α in der Klemmstellung mit einem geklemmtem Leiterelement 2a je nach Größe des Leiterelementes 2a größer als dieser kleinste Wert ist.
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Die Klemmkante 6d (siehe 2b) liegt in einem kurzen Abstand mit dem Maß Y zum Ende der Isolierung 2b des Leiters 2. Dadurch ist ein Abisoliermaß unkritisch. Ebenfalls können Abschneidefehler des Endes des Leiterelementes 2a vorkommen, die nicht in den Klemmbereich 7 gelangen, da dieser vom Leiterende weit entfernt ist. Auch Aderendhülse bereiten keine Probleme. Drehtestergebnisse sind positiv aufgrund des kurzen Maßes X.
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3 zeigt eine schematische Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung 10 mit der Klemmeinheit 1 in Klemmstellung nach 2.
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Die Anschlussvorrichtung 10 weist einen Körper 8, z. B. einen quaderartigen Isolierstoffblock mit einem Innenraum 11, der von der sichtbaren Seite in der 3 zugänglich ist und von der anderen Seite verschlossen ist. Unten ist der Innenraum 11 durch eine Bodenwand mit einer Unterseite 8b, seitlich durch Wände mit Stirnseiten 8c und 8d und oben mit einer breiteren Wand mit einer Oberseite 8a umgeben.
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Der Innenraum 11 ist durch die eingesetzte Klemmeinheit 1 in zwei Bereiche aufgeteilt. Rechts von der Klemmeinheit 1 befindet sich ein Anschlussraum 11a und links davon ein Betätigungsraum (ohne Bezugszeichen). Ungefähr in der Mitte der oberen Wand des Körpers 8 ist eine Einführungsöffnung 12 für den Leiter 2 eingeformt, welche mit dem Innenraum 11, d. h. dem Anschlussraum 11a kommuniziert. Der Leiter 2 wird hier von oben nach unten in einer Einführungsrichtung 15 in die Einführungsöffnung 12 eingeführt, wie unten noch weiter erläutert ist. Auf der linken Seite ist die obere Wand des Körpers 8 mit einer von der Oberseite zum Innenraum durchgehenden Aufnahme 8e versehen, in welcher eine Betätigungseinrichtung 9 in Form eines Schiebers, der auch als Pusher bezeichnet wird, in der Richtung von oben nach unten und umgekehrt verschiebbar aufgenommen ist. Genauer gesagt, in der Einführungsrichtung 15. Dieser Pusher weist an seinem oberen Ende einen Betätigungsabschnitt 9a und an seinem unteren Ende, das in den Innenraum 11, den Betätigungsraum, hineinragt, einen Druckabschnitt 9b mit einer Druckkante 9c zur Zusammenwirkung mit der Klemmeinheit 1 auf. Die Druckkante 9c ist hier abgerundet, wodurch ein Gleiten auf dem Klemmabschnitt 6b bei Betätigung erleichtert wird, denn der Klemmabschnitt 6b verläuft in dem Winkel α zur Verschieberichtung der Betätigungseinrichtung 9 und der Einführungsrichtung 15. Die Betätigungseinrichtung 9 ist auch in Einführungsrichtung 15 erreichbar und betätigbar.
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Die Klemmeinheit 1 der Anschlussvorrichtung 10 ist hier in Klemmstellung und unbetätigt gezeigt, wobei der elektrische Leiter 2 angeschlossen ist. Bei einer Betätigung in Klemmstellung zum Lösen der Klemmeinheit 1 kann der Leiter in der Einführungsrichtung 15 eingeführt oder entfernt werden. Bei einer unbetätigten Stellung und einem eingeführten Leiter 2 ist der Leiter 2 an die Anschlussvorrichtung 10 in der Klemmstellung der Klemmeinheit 1 angeschlossen, wobei eine elektrische Verbindung zwischen dem Kontaktabschnitt 4' der Stromschiene 4 der Anschlussvorrichtung 10 und dem Leiter 2 hergestellt ist. Starre Leiter können auch direkt ohne Betätigung eingeführt werden.
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Die Klemmeinheit 1 ist mit der als rechtwinklig ausgebildeten Stromschiene 4 so in den Innenraum 11 eingesetzt, dass der Fußabschnitt 4'' im Betätigungsraum links auf der Bodenwand aufliegt. Die Schlaufenfeder ist mit dem Halteabschnitt 6 an einer Anlagefläche 4b des Kontaktabschnitts 4' der Stromschiene 4 im Betätigungsraum in nicht näher erläuterter Weise befestigt. Auf der anderen Seite des Kontaktabschnitts 4' liegt das Leiterelement 2a, das zwischen dem Ende des Kontaktabschnitts 4' der Stromschiene 4 und dem Ende des Klemmabschnitts 6b durch den Einführungsabschnitt E eingeführt ist, an einer Kontaktfläche 4a des Kontaktabschnitts 4' der Stromschiene 4 an, an welchen es durch den Klemmabschnitt 6b der Klemmeinheit 1 mit der Klemmkante 6d im Klemmbereich 7 gedrückt wird.
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In 4 ist das erste Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung 10 nach 3 in einer Schnittansicht dargestellt.
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Hierbei ist zu erkennen, dass der Pusher 9 in Einführungsrichtung 15 in den Innenraum 11 eingeschoben ist und seine Druckkante 9c den Klemmabschnitt 6b der Schlaufenfeder kurz vor dem Fenster 6e berührt. Ein weiterer Druck auf den Pusher 9 führt dazu, dass der Klemmabschnitt 6b im Uhrzeigersinn nach rechts unten verschwenkt und die Klemmkante 6d vom Leiterelement 2a löst, so dass der Leiter 2 aus dem Anschlussraum 11a gegen die Einführungsrichtung 15 herausgezogen werden kann. Der Betätigungsabschnitt 9a weist einen Schlitz auf, der z. B. das Einsetzen eines Werkzeugs, z. B. eine Schraubendreherklinge, erleichtert.
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Im Folgenden wird der Einbau und die Funktion der Betätigungseinrichtung 9 erläutert.
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In 5 ist gezeigt, wie der Pusher 9 in die linke Seite des Innenraums 11 des Körpers 8 unterhalb der Aufnahme 8e eingesetzt ist. Er liegt dabei mit seinem Druckabschnitt auf der Bodenwand des Innenraums 11 auf.
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6 zeigt den in die Aufnahme 8e von unten eingeschobenen Pusher 9. Dabei stößt eine Schulter des Druckabschnitts 9b an eine Nase der oberen Wand des Innenraums. Rechts oberhalb dieser Nase ist ein Schlitz in die obere Wand eingeformt, welcher ein oberes, schräg abgebogenes Ende der Stromschiene 4 der, wie in 7 gezeigt ist, nun in den Innenraum 11 eingesetzten Klemmeinheit 1 aufnimmt. Die Klemmeinheit 1 ist in Grundstellung. Der Kopfabschnitt 6c des Klemmabschnitts 6b der Schlaufenfeder (Klemmelement K2) ist hier nach unten abgerundet und ruht mit seiner oberen konvexen Oberfläche auf der entsprechend geformten Innenseite der oberen Wand 8f des Innenraums 11, d. h. hier des Anschlussraums 11a. Die Druckkante 9c des Pushers 9 ruht auf dem Klemmabschnitt 6b. Die Anschlussvorrichtung 10 befindet sich hier in der Grundstellung. Es ist kein Leiter 2 angeschlossen.
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In 8 ist die Anschlussvorrichtung 10 in der Grundstellung der Klemmeinheit 1 vor Betätigung der Betätigungseinrichtung 9 durch ein Werkzeug 14 gezeigt. Das Werkzeug 14 kann die Betätigungseinrichtung 9 in Einführungsrichtung 15 von der Oberseite 8a des Körpers 8 erreichen.
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Die Betätigung der Klemmeinheit 1 durch den mittels Werkzeug 14 nach unten in Einführungsrichtung 15 gedrückten Pusher 9 illustriert 9. Dabei drückt der Pusher 9 mit seiner Druckkante 9c den Klemmabschnitt 6b der Schlaufenfeder so, dass er im Uhrzeigersinn in den Anschlussraum 11a verschwenkt. Dabei sind das Fenster 6e und der Einführungsabschnitt E soweit „geöffnet”, dass das Leiterelement 2a durch die Einführungsöffnung 12 in Einführungsrichtung 15 durch in den Einführungsabschnitt E eingeführt werden kann.
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Nun ist die Klemmeinheit 1 betätigt und geöffnet und das Leiterelement 2a in den Anschlussraum 11a durch das Fenster 6e des Klemmabschnitts 6b der Klemmeinheit 1 eingeführt. Dies zeigt 10. Das Werkzeug 14 wird entfernt, der Pusher 9 wird dann durch die Kraft des Klemmelementes K2 nach oben gedrückt. Gleichzeitig zieht die Federkraft der Schlaufenfeder (Klemmelement K2) die Klemmkante 6d gegen das Leiterelement 2a und presst dieses gegen die Kontaktfläche 4a der Stromschiene 4, wodurch der Leiter 2 angeschlossen ist. Diese Klemmstellung der Klemmeinheit 1 ist in 11 dargestellt.
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12 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Schlaufenfeder als Klemmelement K2. Zwischen dem Ende des Klemmabschnitts 6d und dem Halteabschnitt 6 befindet sich der Einführungsabschnitt E für das Leiterelement 2a. Der eine als Halteabschnitt 6 ausgebildete Schenkel der Schlaufenfeder steht hier senkrecht und erstreckt sich durch das Fenster 6e des anderen als Klemmabschnitt 6b mit der Klemmkante 6d ausgebildeten Schenkels der Schlaufenfeder. Beide Schenkel sind durch den Bogenabschnitt 6a verbunden. Es wird auf die bereits erfolgten Erläuterungen im Zusammenhang mit 2 bis 4 hingewiesen, die hier nicht wiederholt werden sollen.
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13 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung 10' in einer schematischen Seitenansicht.
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Die Anschlussvorrichtung 10' ist in der Grundstellung gezeigt.
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Der Körper 8 weist einen Innenraum 11 auf, in welchem eine Klemmeinheit 1'' angeordnet ist. Eine Stromschiene 4 mit dem Kontaktabschnitt 4' ist unterhalb der oberen Wand des Innenraums 11 geführt und unterhalb einer hier trichterförmigen Einführungsöffnung 12 in der oberen Wand senkrecht nach unten in den Innenraum 11 abgewinkelt und erstreckt sich bis kurz vor die untere Bodenwand des Innenraums 11. Weiterhin befindet sich ein Klemmelement K3 in dem Innenraum 11, welches einen Klemmhebel 6'h aufweist. Auf der rechten Seite neben dem Kontaktabschnitt 4' ist ein Klemmabschnitt 6'b des Klemmhebels 6'h angeordnet. Der Klemmabschnitt 6'b weist an seinem oberen, dem Kontaktabschnitt 4' zugewandten Ende eine geneigte Fläche 6'i mit einer zu dem Kontaktabschnitt 4' weisenden Klemmkante 6'd auf, wobei diese Fläche 6'i in einem Winkel α zur Einführungsrichtung 15 und zu dem Kontaktabschnitt 4' geneigt ist, dergestalt, dass die Klemmkante 6'd weiter von der Einführungsöffnung 12 entfernt liegt als die ihr gegenüberliegende Kante der geneigten Fläche 6'i, mit anderen Worten, diese Fläche 6'i ist mit der Klemmkante 6'd nach unten geneigt. 13a zeigt eine vergrößerte schematische Darstellung von Klemmkante und Kontaktabschnitt aus 13. Der Winkel α (siehe auch 2a und Erläuterungen dazu) kann mehr als 0° une weniger als 90°, vorzugsweise 10...60°, besonders vorzugsweise vorteilhaft 20...40° betragen und ist zwischen dem Kontaktabschnitt 4' bzw. der Einführungsrichtung 15 und der geneigten Fläche 6'i gebildet. Weiterhin ist der Klemmabschnitt 6'b unten nach links abgebogen und bildet eine V-ähnliche Gestalt. Der nach links abgebogene Schenkel dieser V-ähnlichen Gestalt ist ungefähr in seiner Mitte in einer rechtwinklig zur Einführungsrichtung 15 verlaufenden Schwenkachse 6'f verschwenkbar angebracht. Zwischen dem Ende des Kontaktabschnitts 4' der Stromschiene 4 und dem Ende des Klemmabschnitts 6'b, hier der Klemmkante 6'd befindet sich der Einführungsabschnitt E für das Leiterelement 2a.
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Das linke Ende dieses Schenkels weist einen Krafteinleitungsabschnitt 6'g auf, der nach unten mit einer Nase versehen ist, die mit einer Druckkante 9c eines hier von der Unterseite 8b des Körpers 8 entgegen der Einführungsrichtung 15 verschiebbar aufgenommenen Pushers 9 zusammenwirkt.
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Der Krafteinleitungsabschnitt 6'g ist auf seiner der Nase gegenüberliegenden, oberen Seite mit einer Aufnahme für einen Federdruckabschnitt 16b eines Schenkels einer Feder 16 versehen, die V-förmig um einen Vorsprung 8g des Körpers 8 bzw. eines Einsatzteils im Innenraum 11 angeordnet ist. Der andere Schenkel dieser Feder 16 ist in der Mitte nach links eingeknickt und oben nach links rechtwinklig umgebogen, wobei sich dieser dann als ein Federhalteabschnitt 16a unter die Stromschiene 4 anschmiegt.
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Mittels der Federkraft der Feder 16 drückt der Federdruckabschnitt 16b auf den Krafteinleitungsabschnitt 6'g des Klemmhebels 6'h und hält diesen um die Schwenkachse 6'f verschwenkt mit der Klemmkante 6'd gegen den Kontaktabschnitt 4' gerichtet, den sie aber jedenfalls im Zustand der 14 nicht berührt. Die geneigte Fläche 6'i bildet eine schräg nach oben rechts gerichtete Führungsfläche, welche das Einführen des Leiters erleichtert, insbesondere eines starren Leiters ohne Benutzung der Betätigungseinrichtung 9.
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14 zeigt die Anschlussvorrichtung 10' nach 13 in der geöffneten Klemmstellung. Dabei ist der Pusher 9 entgegen die Einführungsrichtung 15 mit einem Werkzeug 14 (nur als Pfeil angedeutet) eingedrückt und verschwenkt gegen die Federkraft der Feder 16 den Klemmhebel 6'h im Uhrzeigersinn, so dass der Klemmabschnitt 6'b in den Innenraum 11 nach rechts verschwenkt und die Klemmkante 6'd einen großen Abstand zu dem Kontaktabschnitt 4' zur Einführung des Leiterelementes 2a in Einführungsrichtung 15 durch die Einführungsöffnung 12 aufweist.
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In 15 ist noch die geöffnete Klemmstellung der Anschlussvorrichtung 10' beibehalten, wobei das Leiterelement 2a in den Innenraum 11 durch die Einführungsöffnung 12 zwischen Kontaktabschnitt 4' und Klemmabschnitt 6'b mit Klemmkante 6'd eingeführt ist. Nun wird die Betätigungseinrichtung 9 losgelassen und die Federkraft der Feder 16 verschwenkt den Klemmhebel 6'h um die Schwenkachse 6'f gegen den Uhrzeigersinn, so dass die Klemmkante 6'd des Klemmabschnitts 6'b auf das Leiterelement 2a drückt und dieses gegen den Kontaktabschnitt 4' presst, wodurch ein elektrisch leitender Kontakt zwischen Leiterelement 2a und der Stromschiene 4 in der in 16 gezeigten Klemmstellung hergestellt ist.
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Beim Herausziehen wirkt wieder die oben beschriebene Selbsthemmung durch die Klemmkante 6'd und den unterhalb des Klemmbereiches 7 angeordneten Drehpunkt in der Schwenkachse 6'f.
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17 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung 10 mit einer eingesetzten Klemmeinheit 1 in Grundstellung nach 2.
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Der Aufbau des dritten Ausführungsbeispiels entspricht bis auf die Aufnahme 8e und die Betätigungseinrichtung 9 dem ersten Ausführungsbeispiel nach 3 und ist seitenverkehrt gezeigt. Es werden daher nur die Unterschiede erläutert.
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Die Aufnahme 8e, in welcher der Pusher 9 in einer Betätigungsrichtung 17 und zurück verschiebbar aufgenommen ist, ist von der Oberseite 8a der Anschlussvorrichtung 10 erreichbar und erstreckt sich innerhalb des Körpers 8 in einem Winkel β geneigt zur Einführungsrichtung auf den Klemmabschnitt 6b hin. Der Winkel β kann zwischen 0° und 170°, insbesondere 10...60°, vorzugsweise 20...40° betragen, wobei gerade die letztgenannten Bereiche zu einer besonders kompakten Bauform beitragen. Der Pusher 9 weist den Betätigungsabschnitt 9a und den Druckabschnitt 9b auf, wobei der Druckabschnitt 9b im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel zwei Druckkanten 9c (siehe 22, 22a–b) aufweist, die auf dem Klemmabschnitt 6b einen geringeren Gleitweg beim Betätigen zurücklegen. Außerdem wird im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel durch die geneigte Anordnung der Aufnahme 8e eine größere Kraftkomponente der Betätigungskraft, die durch das Werkzeug 14 auf den Pusher 9 ausgeübt wird, senkrecht in den Klemmabschnitt 6b eingeleitet. Daraus ergibt sich der Vorteil einer reduzierten Betätigungskraft.
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In 18 ist der Pusher 9 durch das Werkzeug 14 soweit in Betätigungsrichtung 19 in die Aufnahme 8e eingeschoben, dass der Druckabschnitt 9b mit den Druckkanten 9c den Klemmabschnitt 6b kontaktiert.
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Weiteres Einschieben des Pushers 9 in Betätigungsrichtung 19 öffnet die Klemmeinheit 1 in die in 19 dargestellte geöffnete Stellung. Der Pusher 9 weist hier beidseitig Schultern 9d auf, welche ein Herausfallen aus der Aufnahme 8e verhindern, indem sie mit nicht gezeigten Anschlägen in der Aufnahme 8e zusammenwirken, was leicht vorstellbar ist.
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Nun wird der Leiter 2 mit dem Leiterelement 2a eingeführt. Das Ende des Leiterelementes 2a liegt dabei auf einer erhöhten Bodenstufe des Körpers 8 auf. Dies zeigt 20.
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Nach dem Rückziehen des Werkzeugs 14 nimmt die Klemmeinheit 1 die in 21 gezeigte Klemmstellung ein und der Pusher 9 bewegt sich in der Aufnahme 8e in entgegengesetzter Betätigungsrichtung 19 zurück.
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22 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Klemmeinheit nach 2 mit der Betätigungseinrichtung 9 des dritten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung nach 17 in betätigter geöffneter Stellung. 22a zeigt eine perspektivische Darstellung der Betätigungseinrichtung aus 22, und 22b ist eine Schnittdarstellung der Betätigungseinrichtung nach 22 und 22a.
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Die Betätigungsrichtung 19 ist gegenüber der Einführungsrichtung 15, welche parallel zum Kontaktabschnitt 4' verläuft, um den Winkel β geneigt. Das Werkzeug 14 kann zur Betätigung in gleichem oder annähernd gleichem Winkel geneigt sein.
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Die Betätigungseinrichtung bzw. der Pusher 9 ist beidseitig mit den Schultern 9d versehen und weist hier einen rechtwinkligen Querschnitt auf. Da der Druckabschnitt 9b im Bereich des Fensters 6e der Klemmeinheit 1 und des Kontaktabschnitts 4' angeordnet ist, ist der Druckabschnitt 9b in der Mitte in Längsrichtung vom unteren Ende her in der Breite des Fensters 6e ausgespart. Dadurch sind zwei Druckkanten 9c (22a) gebildet, die jeweils mit einem länglichen Seitenrand des Fensters 6e des Klemmabschnitts 6b zusammenwirken. In 22b ist der Pusher 9 in einem Längsschnitt gezeigt, wobei die Aussparung des Druckabschnitts 9b und eine Innenseite der einen Druckkante 9c zu erkennen sind. Die Aussparung erstreckt sich von einem rechten unteren Ende des Druckabschnitts 9b, welches den Druckkanten 9c gegenüberliegt, zur linken Seite etwa ein Drittel oberhalb der Druckkanten 9c hin. Der Betätigungsabschnitt 9a ist zur Längsachse des Pushers 9 um den Winkel β geneigt, wobei die Oberseite des Betätigungsabschnitts 9a parallel zur Oberseite 8a des Körpers 8 verläuft, wenn der Pusher 9 in der Aufnahme 8e aufgenommen ist (siehe 17).
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Die Erfindung ist nicht auf die oben erläuterten Ausführungsbeispiele beschränkt. Im Rahmen der angefügten Ansprüche ist die Erfindung modifizierbar.
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Die Anschlussvorrichtungen 10, 10' können als Anreihklemmen ausgebildet sein.
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Die Klemmeinheit 1 ist ohne Körper 8 bzw. Gehäuse funktionstüchtig.
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Der Pusher 9 kann auch einen anderen Querschnitt aufweisen, der z. B. drei- oder mehreckig, oval oder kreisrund mit einer Nase als Verdrehsicherung ausgebildet sein kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1, 1', 1''
- Klemmeinheit
- 2
- Leiter
- 2a
- Leiterelement
- 2b
- Isolierung
- 3
- Drehpunktachse
- 4
- Stromschiene
- 4'
- Kontaktabschnitt
- 4''
- Fußabschnitt
- 4a
- Kontaktfläche
- 4b
- Anlagefläche
- 5
- Halterung
- 6
- Halteabschnitt
- 6a
- Bogenabschnitt
- 6b, 6'b
- Klemmabschnitt
- 6c
- Kopfabschnitt
- 6d, 6'd
- Klemmkante
- 6e
- Fenster
- 6'f
- Schwenkachse
- 6'g
- Krafteinleitungsabschnitt
- 6'h
- Klemmhebel
- 6'i
- Fläche
- 7
- Klemmbereich
- 8
- Körper
- 8a
- Oberseite
- 8b
- Unterseite
- 8c, 8d
- Stirnseite
- 8e
- Aufnahme
- 8f
- Wand
- 8g
- Vorsprung
- 9
- Betätigungseinrichtung, Pusher
- 9a
- Betätigungsabschnitt
- 9b
- Druckabschnitt
- 9c
- Druckkante
- 9d
- Schulter
- 10, 10'
- Anschlussvorrichtung
- 11
- Innenraum
- 11a
- Anschlussraum
- 12
- Einführungsöffnung
- 13
- Kontaktbereich
- 14
- Werkzeug
- 15
- Einführungsrichtung
- 16
- Feder
- 16a
- Federhalteabschnitt
- 16b
- Federdruckabschnitt
- 17
- Betätigungsrichtung
- α, β
- Winkel
- E
- Einführungsabschnitt
- FA
- Ausziehkraft
- K1–3
- Klemmelement
- X, Y
- Maß
