DE202013100740U1

DE202013100740U1 - Federkraftklemme für Leiter

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Publication number: DE202013100740U1
Application number: DE202013100740U
Authority: DE
Original assignee: Weidmueller Interface GmbH and Co KG
Current assignee: Weidmueller Interface GmbH and Co KG
Priority date: 2013-02-19
Filing date: 2013-02-19
Publication date: 2013-03-08
Anticipated expiration: 2023-02-20
Also published as: EP2768079B1; EP2768079A1

Abstract

Als Direktsteckklemme ausgebildete Federkraftklemme (1), insbesondere zum Anschluss eines Litzenleiters, a. die eine Stromschiene (2) zum Kontaktieren eines elektrischen Leiters (6) aufweist und b. eine als Druckfeder wirkende Klemmfeder (3) zum Fixieren des elektrischen Leiters (6) in der Federkraftklemme (1), c. wobei die Klemmfeder (3) einen um eine Schwenkachse (8) in eine Schwenkrichtung (81) verschwenkbaren Klemmschenkel (32) aufweist, d. der von einem Rastzustand (R), in dem er an einem Haltemittel (41) verrastet ist, durch Verschieben des elektrischen Leiters (6) in einen Klemmzustand (K) verstellbar ist, in dem er vom Haltemittel (41) entrastet ist und den elektrischen Leiter (6) gegen die Stromschiene (2) drückt, dadurch gekennzeichnet, dass e. die Federkraftklemme (1) zudem ein Rückstellmittel (5) zum Zurückschwenken des Klemmschenkels (32) umfasst, mit dem der Klemmschenkel (32) durch Verschieben des Rückstellmittels (5) gegen die Schwenkrichtung (81) vom Klemmzustand (K) in den Rastzustand (R) zurückschwenkbar ist....

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Federkraftklemme mit einer Stromschiene, die zum Kontaktieren eines elektrischen Leiters, insbesondere eines Litzenleiters, vorgesehen ist, sowie mit einer Feder, die zum Fixieren des elektrischen Leiters in der Federkraftklemme vorgesehen ist.
Derartige Federkraftklemmen in einer Ausgestaltung als Direktsteckklemmen (Push-In) mit einer Druckfeder, welche den Leiter gegen die Stromschiene presst, sind in vielfältigen Ausführungsformen bekannt. Sie unterscheiden sich vor allem aufgrund ihrer Anwendung beispielsweise in Abhängigkeit von der benötigten Stromtragfähigkeit der Stromschiene, der Federkraft der Klemmfeder und/oder ihren Einbauverhältnissen, insbesondere ihrer Baugröße. Dabei sind eine einfache Montage und eine kostengünstige Herstellung dauerhaft gestellte Anforderungen an eine solche Klemme.
Die Druckschrift US 7,997,915 B2 offenbart eine Aderendhülse, an dessen einem Ende eine Direktsteckklemme zum unlösbaren Anschließen eines elektrischen Leiters angeordnet ist. Die Direktsteckklemme umfasst einen stromführenden Klemmkäfig zum elektrischen Kontaktieren des elektrischen Leiters und eine Feder zum Fixieren des elektrischen Leiters. Die Feder weist einen verschwenkbaren Klemmschenkel auf, der bei nicht in die Direktsteckklemme eingeführtem elektrischem Leiter an einer Haltekante positioniert ist, so dass ein Freiraum für den elektrischen Leiter freigehalten und dieser in den Klemmkäfig einführbar ist. Beim Einführen in die Direktsteckklemme wird das Haltemittel so verschoben, dass sich der Klemmschenkel löst und verschwenkt wird. Der verschwenkte Klemmschenkel drückt den elektrischen Leiter an den Klemmkäfig.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Federkraftklemme, insbesondere eine anreihbare Federkraftklemme, insbesondere für Litzenleiter, zu schaffen, die diesen Mechanismus verbessert, so dass der elektrische Leiter aus der Federkraftklemme möglichst beschädigungsfrei wieder lösbar ist.
Die Aufgabe wird gelöst mit einer Federkraftklemme nach Anspruch 1. Vorteilhafte Ausführungsformen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Dafür wird eine Federkraftklemme geschaffen, die eine Stromschiene zum Kontaktieren eines elektrischen Leiters umfasst, sowie eine Klemmfeder zum Fixieren des elektrischen Leiters in der Federkraftklemme, wobei die Klemmfeder einen um eine Schwenkachse in eine Schwenkrichtung verschwenkbaren Klemmschenkel aufweist, der von einem Rastzustand, in dem er an einem Haltemittel verrastet ist, durch Verschieben des in die Federkraftklemme eingeführten elektrischen Leiters in einen Klemmzustand verschwenkbar ist, in dem er vom Haltemittel entrastet ist und den elektrischen Leiter gegen die Stromschiene drückt.
Das Haltemittel ist bevorzugt an einer Haltefeder angeordnet, die um eine zweite Schwenkachse in und gegen eine zweite Schwenkrichtung verschwenkbar ist. Durch Verschenken der Haltefeder ist das Haltemittel daher so verschwenkbar, dass der Klemmschenkel entrastet.
Dabei weist die Haltefeder bevorzugt eine Druckfläche auf, die sich weiterhin bevorzugt quer zur Schieberichtung erstreckt. Es ist bevorzugt, dass die Haltefeder durch Druck auf die Druckfläche in die zweite Schwenkrichtung verschwenkbar ist.
Beim Verschieben des in die Federkraftklemme eingeführten elektrischen Leiters in die Schieberichtung gerät dieser in Kontakt zur Druckfläche. Beim Weiterschieben in die Schieberichtung drückt er auf die Druckfläche. Dadurch wird die Haltefeder in die zweite Schwenkrichtung verschwenkt, so dass der Klemmschenkel vom Haltemittel entrastet und in die Schwenkrichtung verschwenkt wird.
Prinzipiell ist auch eine Druckfläche in einem anderen Winkel zur Schieberichtung denkbar. Das Anordnen der Druckfläche quer zur Schieberichtung ist aufgrund der in dieser Anordnung großen Angriffsfläche für den elektrischen Leiter aber vorteilhaft.
Um ein freies Verschwenken des Klemmschenkels in und gegen die Schwenkrichtung zu ermöglichen, ist es bevorzugt, dass die Druckfläche in Schieberichtung unterhalb des Haltemittels angeordnet ist.
Die Federkraftklemme zeichnet sich dadurch aus, dass sie ein Rückstellmittel umfasst, das zum Zurückschwenken des Klemmschenkels vorgesehen ist. Der Klemmschenkel ist durch Verschieben des Rückstellmittels gegen die Schwenkrichtung vom Klemmzustand in den Rastzustand zurückschwenkbar. Dadurch lässt sich ein in der Federkraftklemme vormals im Klemmzustand verklemmter Leiter der Federkraftklemme im Rastzustand wieder entnehmen.
Es ist bevorzugt, dass im Rastzustand zwischen dem Klemmschenkel und der Stromschiene ein Freiraum ausgebildet ist, in dem der elektrische Leiter in und gegen die Schieberichtung frei verschieblich ist. In dieser Ausführungsform eignet sich die Federkraftklemme nicht nur für Vollleiter, sondern in besonderem Maße auch für Litzenleiter.
Denn der Litzenleiter ist ohne ein Aufspleißen der Litzen im Rastzustand im Freiraum hin und her verschieblich. Erst durch Druck auf die Druckfläche wird die Haltefeder und mit ihr das Haltemittel verschwenkt, so dass sich der Klemmschenkel löst und den elektrischen Leiter gegen die Stromschiene drückt. Der elektrische Leiter wird daher lediglich flächig beim Drücken auf die Druckfläche und durch das Verklemmen mit dem Klemmschenkel mechanisch belastet. Dadurch wird ein Beschädigen des elektrischen Leiters auch bei Verwendung eines Litzenleiters weitestgehend vermieden.
Das Rückstellmittel ist in einer bevorzugten Ausführungsform im Rastzustand zwischen der Klemmfeder und dem elektrischen Leiter angeordnet. Bevorzugt ist es in und gegen die Schieberichtung verschiebbar. Prinzipiell sind auch Ausführungsformen denkbar, bei denen es in einem Winkel zur Schieberichtung und/oder in einer anderen Position, beispielsweise an der dem Klemmschenkel abgewandten Seite des elektrischen Leiters, angeordnet ist. Die Positionierung im Rastzustand zwischen der Klemmfeder und dem elektrischen Leiter ist aber baulich sehr vorteilhaft. Denn es ist bevorzugt, dass das Rückstellmittel im Klemmzustand in Schieberichtung oberhalb des Klemmschenkels angeordnet ist. Das Rückstellmittel wirkt dann unmittelbar auf den Klemmschenkel und der erforderliche Verschiebeweg zum Zurückschwenken des Klemmschenkels ist klein. Die Positionierung des Rückstellmittels im Rastzustand zwischen der Klemmfeder und dem elektrischen Leiter ermöglicht dies.
Vorzugsweise ragt das Rückstellmittel im Klemmzustand aus einem Klemmengehäuse der Federkraftklemme heraus. Dadurch ist es sehr leicht zugänglich und sehr leicht in die Schieberichtung drückbar. Die Handhabung der Federkraftklemme ist daher für Vollleiter und Litzenleiter in gleicher Weise ausführbar und sehr einfach.
Es ist zudem bevorzugt, dass das Rückstellmittel im Klemmzustand zwischen dem Klemmschenkel und dem Klemmengehäuse in diesem verklemmt ist, so dass es sich nicht aus dem Klemmengehäuse löst.
Die Klemmfeder, die Stromschiene und/oder die Haltefeder sind bevorzugt als Stanz-Biegeteile aus Blech, vorzugsweise aus Bandmaterial hergestellt, da dies mit herkömmlichen Verfahren kostengünstig möglich ist.
Dabei ist die Stromschiene bevorzugt aus einem elektrisch gut leitenden Werkstoff, insbesondere aus einem kupferhaltigen Metall, hergestellt. Klemmfeder und Haltefeder sind vorzugsweise aus einem Werkstoff mit guten Federeigenschaften gefertigt.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezug auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
1a eine erfindungsgemäße Federkraftklemme mit einem Klemmschenkel im Rastzustand, der zum Verklemmen eines in die Federkraftklemme eingeführten elektrischen Leiters vorgesehen ist,
1b die Federkraftklemme beim Einführen des elektrischen Leiters in die Federkraftklemme aus 1a, wobei der Klemmschenkel entrastet, und
1c den Klemmschenkel im Klemmzustand mit in die Federkraftklemme eingeführtem elektrischem Leiter.
1 zeigt eine Federkraftklemme 1, hier eine anreihbare Klemme, mit einer Stromschiene 2 zum Kontaktieren eines elektrischen Leiters, einer als Druckfeder wirkenden Klemmfeder 3, die zum Verklemmen des elektrischen Leiters 6 in der Federkraftklemme 1 vorgesehen ist, und mit einer Haltefeder 4.
An der Haltefeder 4 ist ein Haltemittel 41 angeordnet, an dem die Klemmfeder 3 in einem Rastzustand R verrastet ist.
Die Stromschiene 2, die Klemmfeder 3 sowie die Haltefeder 4 sind in einem Klemmengehäuse 12 angeordnet, das bevorzugt aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff, insbesondere aus einem Kunststoff hergestellt ist. Im Klemmengehäuse 12 ist eine Einführöffnung 11 zum Einführen des elektrischen Leiters 6 vorgesehen.
Der dargestellte elektrische Leiter 6 weist eine elektrisch isolierende Ummantelung 62 auf, die oberhalb eines offenen Endes 63 des elektrischen Leiters 6 abisoliert ist, so dass eine Ader 61 des elektrischen Leiters 6 sichtbar ist.
Die Klemmfeder 3 weist einen um eine Schwenkachse 8 in eine Schwenkrichtung 81 verschwenkbaren Klemmschenkel 32 auf, sowie einen Halteschenkel 31, mit dem sie sich insbesondere beim Verschwenken des Klemmschenkels 32 auf einfache und sichere Weise am Klemmengehäuse 12 (insbesondere aus Kunststoff) abstützt. Ein metallischer Klemmkäfig ist hier nicht vorgesehen, ist aber optional denkbar. Vorzugsweise sind der Halteschenkel 32 und der Klemmschenkel 32 über eine Biegung miteinander verbunden. In diese Biegung greift eine vorteilhaft Stützkontur des Klemmengehäuses ein, welche hier von der Drehachse 8 durchsetzt ist und welche auch als Bewegungsbegrenzung dient.
Der Klemmschenkel 32 weist ein offenes Ende 33 auf. Im Rastzustand R ist er mit seinem offenen Ende 33 gegen seine Rückstellkraft mit dem Haltemittel 41 verrastet.
Die Haltefeder 4 ist um eine zweite Schwenkachse 9 in und gegen eine zweite Schwenkrichtung 91 verschwenkbar. Beim Verschenken der Haltefeder 4 wird mit ihr das Haltemittel 41 gegen die Rückstellkraft der Haltefeder 4 verschwenkt. Dadurch verschiebt sich die Position des Haltemittels 41 um die zweite Schwenkachse 9, so dass das offene Ende 33 des Klemmschenkels 32 entrastet wird.
Um die Haltefeder 4 in die zweite Schwenkrichtung 91 zu verschwenken, weist sie eine Druckfläche 42 auf. Die Druckfläche 42 ist quer zur Schieberichtung 7 vorgesehen. Durch Druck auf die Druckfläche 42 ist die Haltefeder 4 in die zweite Schwenkrichtung 91 verschwenkbar.
Zwischen der Klemmfeder 3 und der Stromschiene 2 ist ein Freiraum ausgebildet, in dem der elektrische Leiter 6 im Rastzustand R des Klemmschenkels 32 in und gegen die Schieberichtung 7 frei verschieblich ist.
Beim Verschieben des in die Federkraftklemme 1 eingeführten elektrischen Leiters 6 in die Schieberichtung 7 gerät das offene Ende 63 des elektrischen Leiters 6 in Kontakt zur Druckfläche 42. Beim Weiterschieben in die Schieberichtung 7 drückt er auf die Druckfläche 42. Dadurch wird die Haltefeder 4 in die zweite Schwenkrichtung 91 verschwenkt. Dabei wird der Klemmschenkel 32 vom Haltemittel 41 entrastet und in die Schwenkrichtung 81 verschwenkt. Die Druckfläche 42 ist in Schieberichtung 7 unterhalb des Haltemittels 41 angeordnet, so dass ein freies Verschwenken des Klemmschenkels 32 in und gegen die Schwenkrichtung 81 möglich ist.
Die Federkraftklemme 1 umfasst zudem ein Rückstellmittel 5. Das Rückstellmittel 5 ist in und gegen die Schieberichtung 7 verschieblich. Es ist zum Zurückschwenken des Klemmschenkels 32 gegen die Schwenkrichtung 81 vorgesehen. Dabei ist der Klemmschenkel 32 durch Verschieben des Rückstellmittels 5 gegen die Schwenkrichtung 7 vom Klemmzustand K in den Rastzustand R zurückschwenkbar, so dass sein offenes Ende 33 mit dem Haltemittel 41 wieder verrastet. Dann lässt sich ein in der Federkraftklemme 1 vormals im Klemmzustand K verklemmter elektrischer Leiter 6 der Federkraftklemme 1 im Rastzustand R wieder entnehmen.
In der hier gezeigten Ausführungsform ist das Rückstellmittel 5 im Rastzustand R zwischen der Klemmfeder 3 und dem elektrischen Leiter 6 angeordnet. Im Klemmzustand K ist es in Schieberichtung 7 oberhalb des Klemmschenkels 32 angeordnet. Daher wirkt das Rückstellmittel 5 bei im Klemmzustand K befindlichem Klemmschenkel 32 beim Verschieben in die Schieberichtung 7 unmittelbar auf den Klemmschenkel 32, so dass der erforderliche Verschiebeweg zum Zurückschwenken des Klemmschenkels 32 klein ist.
Sichtbar ist, dass das Rückstellmittel 5 im Klemmzustand K aus einem Klemmengehäuse 12 der Federkraftklemme 1 herausragt. Dadurch ist es sehr leicht zugänglich und sehr leicht in die Schieberichtung 7 drückbar. Zum Betätigen des Rückstellmittels weist dieses eine Betätigungsnut auf, die ein Betätigen mit einem Werkzeug wie beispielsweise einem Schraubendreher vereinfacht. Zudem ist das Rückstellmittel 5 im Klemmzustand K zwischen dem Klemmschenkel 32 und dem Klemmengehäuse 12 in diesem verklemmt, so dass es sich nicht aus dem Klemmengehäuse 12 löst.
Die 1(a) zeigt die Klemmfeder 3 im Rastzustand R des Klemmschenkels 32. Der elektrische Leiter 6 ist noch außerhalb der Federkraftklemme 1 angeordnet. Sichtbar ist, dass das offene Ende des Klemmschenkels am Haltemittel, das hier als eine Kante ausgebildet ist, verrastet ist. Deutlich erkennbar ist auch der Freiraum 13 zwischen Stromschiene 2 und Klemmschenkel 32.
In 1(b) ist der elektrische Leiter 6 in die Federkraftklemme 1 eingeführt und drückt auf die Druckfläche 42 der Haltefeder 4. Sichtbar ist das Verschieben des Haltemittels 41, durch das das offene Ende 33 des Klemmschenkels 32 vom Haltemittel 41 entrastet.
Die 1(c) zeigt den in der Federkraftklemme 1 verklemmten elektrischen Leiter 6. Der Klemmschenkel 32 ist in Schwenkrichtung 81 um die Schwenkachse 8 verschwenkt und sein offenes Ende 33 drückt die Ader 61 des elektrischen Leiters 6 gegen die Stromschiene 2. Sichtbar ist zudem, dass der Klemmschenkel 32 das Rückstellmittel 5 beim Verschwenken in die Schwenkrichtung 81 gegen die Schieberichtung 7 drückt. Dadurch verschiebt sich das Rückstellmittel 5 gegen die Schieberichtung 7, so dass es aus dem Klemmengehäuse 12 herausragt und leicht zugänglich ist.
Der Klemmschenkel 32 weist außerdem einen Winkel 321 zur Schieberichtung 7 auf. Denkbar ist es, diesen so zu wählen, dass das Rückstellmittel 5 im Klemmzustand K gegen das Klemmengehäuse 12 gedrückt wird und selbsthemmend verklemmt wird.
Ein Lösen des elektrischen Leiters 6 ist möglich, indem das Rückstellmittel 5 ausgehend von diesem Klemmzustand K in die Schieberichtung 7 verschoben wird, bis das offene Ende 33 des Klemmschenkels 32 wieder mit dem Haltemittel 41 im Rastzustand R verrastet.
Bezugszeichenliste

1: Federkraftklemme
11: Einführöffnung
12: Klemmengehäuse
13: Freiraum
2: Stromschiene
3: Klemmfeder
31: Halteschenkel
32: Klemmschenkel
321: Winkel des Klemmschenkels zur Schieberichtung im Klemmzustand
33: Offenes Ende des Klemmschenkels/der Klemmfeder
4: Haltefeder
41: Haltemittel, Rastkante
42: Druckfläche
5: Verstellmittel
51: Betätigungsnut
6: Elektrischer Leiter
61: Ummantelung
62: Ader
7: Schieberichtung
8: Schwenkachse
81: Schwenkrichtung
9: Zweite Schwenkachse
91: Zweite Schwenkrichtung
K: Klemmzustand
R: Rastzustand

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 7997915 B2 [0003]

Claims

Als Direktsteckklemme ausgebildete Federkraftklemme (1), insbesondere zum Anschluss eines Litzenleiters, a. die eine Stromschiene (2) zum Kontaktieren eines elektrischen Leiters (6) aufweist und b. eine als Druckfeder wirkende Klemmfeder (3) zum Fixieren des elektrischen Leiters (6) in der Federkraftklemme (1), c. wobei die Klemmfeder (3) einen um eine Schwenkachse (8) in eine Schwenkrichtung (81) verschwenkbaren Klemmschenkel (32) aufweist, d. der von einem Rastzustand (R), in dem er an einem Haltemittel (41) verrastet ist, durch Verschieben des elektrischen Leiters (6) in einen Klemmzustand (K) verstellbar ist, in dem er vom Haltemittel (41) entrastet ist und den elektrischen Leiter (6) gegen die Stromschiene (2) drückt, dadurch gekennzeichnet, dass e. die Federkraftklemme (1) zudem ein Rückstellmittel (5) zum Zurückschwenken des Klemmschenkels (32) umfasst, mit dem der Klemmschenkel (32) durch Verschieben des Rückstellmittels (5) gegen die Schwenkrichtung (81) vom Klemmzustand (K) in den Rastzustand (R) zurückschwenkbar ist.
Federkraftklemme (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückstellmittel (5) im Rastzustand (R) zwischen der Klemmfeder (3) und dem elektrischen Leiter (6) angeordnet und in und gegen die Schieberichtung (7) verschiebbar ist.
Federkraftklemme (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückstellmittel (5) im Klemmzustand (K) zwischen dem Klemmschenkel (32) und einem Klemmengehäuse (12) in diesem verklemmt ist.
Federkraftklemme (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückstellmittel (5) zum Zurückstellen des Klemmschenkels (32) in die Schieberichtung (7) verschiebbar ist.
Federkraftklemme (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Haltemittel (41) an einer Haltefeder (4) angeordnet ist, die um eine zweite Schwenkachse (9) in und gegen eine zweite Schwenkrichtung (91) verschwenkbar ist.
Federkraftklemme (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltefeder (4) eine Druckfläche (42) aufweist, die sich quer zur Schieberichtung (7) erstreckt, wobei die Haltefeder (4) durch Druck des elektrischen Leiters (6) auf die Druckfläche (42) in die zweite Schwenkrichtung (91) verschwenkbar ist.
Federkraftklemme (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfläche (42) in Schieberichtung (7) unterhalb des Haltemittels (41) angeordnet ist.
Federkraftklemme (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmschenkel (32) beim Verschwenken in die Schwenkrichtung (81) das Rückstellmittel (5) gegen die Schieberichtung (7) verschiebt.
Federkraftklemme (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückstellmittel (5) im Klemmzustand (K) aus dem Klemmengehäuse (12) herausragt.
Federkraftklemme (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmfeder (3) ferner einen Halteschenkel (31) aufweist, mit dem sie am Klemmengehäuse (12) abgestützt ist.