DE3034570C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anschluß- oder Verbindungsklemme für elektrische Leiter gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1.

Eine Klemme dieses Typs ist aus der DE-AS 29 02 536 bekannt und besitzt eine in einem Isolierstoffgehäuse ortsfest gelagerte Strom­ schiene, die an ihren Enden als Leiteraufnahme jeweils einen gabelförmigen Schlitz aufweist, dessen von scharfen Schneidkanten begrenzte Breite kleiner als die Stärke der metallischen Seele des anzuschließenden elektrischen Leiter­ drahtes ist, so daß beim Eindrücken des Leiter­ drahtes in den Schlitz die Leiterisolation durchschnitten und eine Kontaktverbindung zwischen der metallischen Seele des elektrischen Leiters und der Stromschiene hergestellt wird. Dabei wird der anzuschließende elektrische Leiter beim Eindrücken in den Leiteraufnahmeschlitz der Stromschiene in einem innerhalb des Isolier­ stoffgehäuses bewegbaren Leiterbett gehalten, daß den Leiter allseitig umschließt und beid­ seitig angrenzend an den Leiteraufnahmeschlitz der Stromschiene ausgebildet ist.

Aus der DE-AS 21 37 932 ist eine Verbindungs­ klemme bekannt, die das vorbeschriebene Prinzip des Schneidverbinders in kinematischer Umkehrung realisiert, d. h. das Leiterbett mit dem anzu­ schließenden elektrischen Leiter ist ortsfest gehalten und die Stromschiene mit dem entsprechenden Leiteraufnahmeschlitz wird auf den Leiterdraht aufgedrückt, wobei auch hier wieder die Leiterisolation durchschnitten und die elektrische Kontaktverbindung zwischen der metallischen Seele des Leiters und der Stromschiene hergestellt wird.

Die bekannten Klemmen der vorgenannten Art sind nur bedingt wiederverwendbar. Dies deshalb, da in der Praxis nicht vorausgesetzt werden kann, daß die Durchmesser der anzuschließenden elektrischen Leiterdrähte immer genau maßhaltig sind. Als Folge davon muß mit einer bleibenden Verformung der Klemmschenkel der gabelförmigen Leiteraufnahme der Stromschiene gerechnet werden, sofern diese nicht aus einem hoch­ elastischen Federstahl gefertigt ist. Letzteres ist aber nicht möglich, da die Stromschiene mit den Leiteraufnahmen im wesentlichen auch Stromleitungsfunktionen zu übernehmen hat und deshalb ein Material mit guter Stromleitfähig­ keit erfordert, die ein hochelastischer Feder­ stahl nicht hat. Im Ergebnis muß daher bei den bekannten Klemmen nicht nur ein Material­ kompromiß zwischen ausreichender Elastizität und hinreichender Stromleitfähigkeit getroffen werden, sondern auch eine nur bedingte Wieder­ verwendbarkeit in Kauf genommen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anschluß- oder Verbindungsklemme des im Ober­ begriff des Anspruches 1 definierten Typs zu schaffen, die verbesserte elektrische Eigen­ schaften besitzt und in der Praxis eine Wieder­ verwendbarkeit garantiert.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Kenn­ zeichens des Anspruches 1 gelöst.

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Klemmen ist, daß nunmehr eine für den Leiter­ anschluß gabelförmig ausgebildete Klemmfeder auf den anzuschließenden elektrischen Leiter aufgestößelt und dabei zugleich mit ihren Klemm­ schenkelenden in zugeordnete Steckausnehmungen der Stromschiene eingestößelt wird. Nachfolgend wird eine solche Klemmfeder deshalb auch als Stößelfeder bezeichnet.

Durch das Einstößeln der Klemmschenkelenden der Stößelfeder in die zugeordneten Steckauf­ nahmen der Stromschiene wird zum einen die Kontaktverbindung zur Stromschiene hergestellt, zum anderen aber auch bei jedem Stößelvorgang die Stößelfeder immer wieder neu kalibriert, d. h. jede evtl. bei einer vorhergehenden Verwendung der Klemme infolge eines nicht maßhaltigen Leiterdrahtes aufgetretene Veränderung der Klemmbreite des Leiteraufnahmeschlitzes der Klemmfeder wird mit jedem Stößelvorgang überprüft und ggf. automatisch korrigiert. Eine derartige Klemme ist deshalb mit der erforderlichen Sicher­ heit wiederverwendbar.

Diese Sicherheit in der Wiederverwendbarkeit ermöglicht andererseits auch, daß der Material­ kompromiß hinsichtlich des Werkstoffes der Stößelfeder zugunsten einer besseren elektrischen Stromleitfähigkeit der Stößelfeder gewählt werden kann. Daraus resultieren insgesamt ver­ besserte elektrische Eigenschaften der neuen Klemme.

Eine zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung sieht vor, der Stromschiene einen im wesentlichen V-förmigen Querschnitt zu geben, so daß die Stromschiene mit ihren V-Schenkeln die Klemm­ schenkelenden der Stößelfeder zangenartig übergreift. Hierdurch lassen sich insbesondere bei entsprechenden Anlaufschrägen an den Klemm­ schenkelenden die Kräfte zum Einstößeln der Stößelfeder verkleinern. Zugleich verbessert der zangenartige Übergriff den Gegendruck auf die Klemmschenkelenden, der insbesondere dann von Vorteil sein kann, wenn die Klemmschenkel den Isolierstoffmantel des elektrischen Leiters durchschneiden müssen.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß in Vorschubrichtung der Stößelfeder die Klemmschenkelenden relativ zu dem Kontakt der Klemmschenkel mit dem elektrischen Leiter einen voreilenden Kontakt mit der Stromschiene haben. Durch diese Voreilung wird ein Gegendruck auf die Klemmschenkelenden bereits zu einem Zeitpunkt ausgeübt, in dem die Klemmschenkel gerade im Begriff sind, in den Isolierstoffmantel eines isolierten elek­ trischen Leiters einzuschneiden. Die Schneid­ funktion wird durch die Voreilung begünstigt und die Kräfte zum Einstößeln der Stößelfeder werden minimiert.

Die erfindungsgemäßen Anschluß- und/oder Ver­ bindungsklemmen können mit einer Stößelfeder, z. B. für eine Anschlußstelle für ein Leiterende oder für einen durchgeschleiften Leiter, oder aber mit mehreren Stößelfedern für eine ent­ sprechende Anzahl von Anschlußstellen ausge­ bildet sein. Die Betätigung der Stößelfeder kann indirekt über separate Betätigungselemente erfolgen oder auf direkte Weise, wie dies bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen ist, bei der die Stößelfeder einen aus dem Isolierstoffkörper der Klemme vor­ stehenden Kopfteil besitzt, der mit Isolierstoff umgeben ist. Vermittels dieses Isolierkopfes wird die Stößelfeder per Hand oder mit einem Schraubenzieher od. dgl. eingestößelt und bei Bedarf wieder herausgezogen. Das Betätigen vermittels eines Schraubenziehers wird bei einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung dadurch erleichtert, daß der Isolierkopf der Stößelfeder eine von oben offene Kopfkerbe zum Vorschieben und eine hinterschnittene Kerbe oder Tasche zum Zurückziehen der Stößel­ feder besitzt.

Die erfindungsgemäße Anschluß- und/oder Ver­ bindungsklemme ist universell für alle Anwendungsfälle und alle Leiterarten einsetzbar. Sie kann sowohl für den Anschluß von Leiter­ enden als auch ungeschnittenen (durchgeschleiften) Leitern im isolierten oder abisolierten Zustand benutzt werden. Sie kann leicht gelöst werden und bleibt wiederverwendbar und ist nicht nur für massive Leiter, sondern auch für flexible, feindrähtige Leiter geeignet.

Für flexible, feindrähtige Leiter sieht eine verbesserte Ausführungsform der Erfindung vor, daß die Stößelfeder zusätzlich eine Kontaktnadel besitzt, die sich ausgehend vom Stößelkopf in Vorschubrichtung in den Gabeldurchtritt zwischen den Klemmschenkeln der Stößelfeder hineinerstreckt. Diese Kontaktnadel durchsticht beim Einstößeln den feindrähtigen Leiter und gewährleistet einen einwandfreien Kontakt. Hervorragende Ergebnisse wurden mit einer Kon­ taktnadel erreicht, die quer zur Vorschubrichtung der Stößelfeder sich erstreckende Verformungen besitzt, z. B. in Art einer Schlangenlinie. Hierdurch werden die feindrähtigen Leiter gegen die Klemmschenkel der Stößelfeder bewegt. Da die in Art einer Schlangenlinie verformte Kontakt­ nadel ihren Durchmesser nicht ändert, bleibt es bei beherrschbaren Kräften beim Einstößeln der Stößelfeder.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 und 2 einen Längsschnitt und einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Reihenklemme,

Fig. 3 in perspektivischer Ansicht eine Ausfüh­ rungsform einer Stößelfeder,

Fig. 4 in perspektivischer Ansicht Details eines Isolierkopfes einer Stößelfeder,

Fig. 5 in perspektivischer Ansicht eine erfin­ dungsgemäße Anschlußklemme,

Fig. 6 bis 8 einen Längs- und einen Querschnitt sowie die Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Verbindungsklemme,

Fig. 9 eine Stößelfeder für massive und flexible, feindrähtige Leiter,

Fig. 10 und 11 eine Stößelfeder für flexible, feindrähtige Leiter,

Fig. 12 einen Querschnitt durch eine Klemme mit V-förmiger Stromschiene.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Reihenklemme besitzt einen Isolierstoffkörper 13, der in bekannter Weise auf eine Tragschiene 14 aufgerastet ist. In dem Isolierstoffkörper ist die Stromschiene 15 fest angeordnet.

Die Reihenklemme besitzt zwei Anschlußstellen, die iden­ tisch aufgebaut sind. Jede Anschlußstelle besteht im we­ sentlichen aus der Stößelfeder 16, dem Leiterbett 17 und der Stromschiene 15. Wie insbesondere aus Fig. 2 erkennbar, besitzt die Stößelfeder 16 zwei U-förmig zueinander ange­ ordnete scharfkantige Klemmschenkel 18, die gabelförmig den mit einem Isolierstoffmantel versehenen elektrischen Leiter 19 übergreifen.

Weiterhin besitzt die Stößelfeder um 90° versetzt zu der Ebene der Klemmschenkel 18 Endstücke zum Kontaktieren der Stromschiene, wobei diese Endstücke als Klemmschenkelenden 20 ausgebildet sind. Fig. 3 zeigt eine alternative Aus­ führungsform, bei der die in Fig. 3 dargestellte Stößel­ feder Klemmschenkelenden 21 zum Kontaktieren der Strom­ schiene besitzt und relativ zur Ebene der Klemmschenkel­ enden 21 um 90° versetzt zwei Klemmschenkel-Paare 22 bzw. 23 zum Übergreifen und Kontaktieren eines elektri­ schen Leiters aufweist. Andere Ausführungsformen der Stößelfeder sind ebenfalls möglich. Die in Fig. 3 dargestellte Stößel­ feder besitzt in ihrem oberen Bereich Bohrungen 24, die eine einwandfreie Verbindung des geformten Metallteils mit einem Kopfteil aus Isolierstoff gewährleisten, dessen bevorzugte Ausführungsform in Fig. 4 detailliert darge­ stellt ist.

Der Isolierkopf gemäß Fig. 4 besitzt eine von oben offene Kopfkerbe 25 zum Ansetzen eines Schraubenziehers od. dgl. beim Einstößeln der Stößelfeder, sowie seitliche Taschen 26, in die der Schraubenzieher zum Zurückziehen bzw. Heraushe­ beln der Stößelfeder aus dem Isolierstoffkörper der Klemme eingesteckt werden kann.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Stößelfeder 16 be­ sitzt einen Kopfteil, der mit einem Rastwulst 27 in einer oberen Kerbe 28 oder einer unteren Kerbe 29 verrastbar ist. Bei Verrastung in der oberen Kerbe ist die Klemmstel­ le geöffnet und der Leiter 19 kann in die Leiterdurchsteck­ öffnung 30 eingeführt werden. Er wird bis zu seiner Endlage in seinem Leiterbett 17 vorgeschoben, das ihn allseitig um­ schließt und beidseitig angrenzend an die Stößelfeder 16 ausgebildet ist.

Bei Verrastung des Randwulstes 27 in der unteren Kerbe 29 ist die Stößelfeder 16 so weit eingestößelt, daß die beiden U-förmig zueinander angeordneten scharfkantigen Klemm­ schenkel 18 den elektrischen Leiter 19 gabelförmig über­ griffen und die metallische Leiterseele kontaktiert haben, nachdem sie vorher den Isolierstoffmantel des Leiters 19 durchtrennt haben. Die metallische Leiterseele des Lei­ ters 19 befindet sich dann eingeklemmt in dem oberen schma­ len Gabeldurchtritt zwischen den Klemmschenkeln 18. In dieser Vorschubposition der Stößelfeder haben ihre Klemm­ schenkelenden 20 die Stromschiene 15 kontaktiert.

Das Einstößeln der Stößelfeder 16 kann ggf. per Fingerdruck erfolgen (vergl. Fig. 1, links oben), da die Stößelfeder durch den Isolierkopf (vergl. Fig. 4) berührungsgeschützt ist. Zum Lösen der Verbindungsklemme braucht lediglich die Stößelfeder zurückgezogen zu werden, wozu zweckmäßig ein Schraubenzieher in die Tasche 26 des Isolierkopfes der Stößelfeder eingeführt wird. Der elektrische Leiter 19 kann dann aus der Klemme herausgezogen werden und diese ist er­ neut verwendbar.

Fig. 15 zeigt in perspektivischer Ansicht eine Anschluß­ klemme gemäß der Erfindung, bei der mehrere Anschluß­ stellen beispielsweise für unterschiedliche Leiterquer­ schnitte vorhanden sind. Die einzelnen Anschlußstellen sind jeweils an dem Isolierkopf 31 der Stößelfeder sowie einer Leitereinstecköffnung 32 erkennbar. Alle Anschluß­ stellen besitzen eine gemeinsame Stromschiene (nicht dar­ gestellt).

Die in den Fig. 6 bis 8 dargestellte Verbindungsklemme besitzt ebenfalls wieder zwei gleich aufgebaute Klemm­ stellen, die jeweils durch die Stößelfeder 33, das den elektrischen Leiter 34 allseitig umschließende und beid­ seitig angrenzend an die Stößelfeder ausgebildete Leiter­ bett 35 sowie die Stromschiene 36 gebildet ist.

Die bei dieser Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verbindungsklemme zur Anwendung kommende Stößelfeder ist in Fig. 9 im Detail dargestellt. Sie besitzt drei Klemm­ schenkel-Paare 37, 38 und 39, die in der Vorschubebene der Stößelfeder und in Vorschubrichtung hintereinander für zu­ nehmende Leiterquerschnitte angeordnet sind. Eine genaue Abstimmung der Kraftkennlinien der einzelnen Klemmschenkel- Paare wird durch die Anordnung und Ausbildung der Schlitze 40, 41 erreicht. Alle Klemmschenkel-Paare 37 bis 39 sind aus einem Stück Federblech herausgearbeitet und lassen sich dadurch kostengünstig herstellen.

Mit dem Metallteil (Fig. 9) der Stößelfeder ist ein Iso­ lierkopf fest verbunden, der aus den Fig. 6 bis 8 im ein­ zelnen erkennbar ist. Der Isolierkopf besitzt entsprechend der Anzahl der Klemmschenkel-Paare Rastwulste 42, 43 und 44 vermittels der die Stößelfeder in drei unterschiedli­ chen Vorschubpositionen entsprechend dem jeweils geklemm­ ten Leiterquerschnitt verrastbar ist.

Bei der Darstellung gemäß Fig. 8 ist mittels der Stößel­ feder der größte mögliche Leiterquerschnitt, d. h. der Nenn­ querschnitt verklemmt. Dementsprechend steht der Isolier­ kopf der Stößelfeder in der obersten Vorschubposition, wie dies Fig. 7 erkennen läßt, aus der abzulesen ist, daß mit­ tels dieser Klemmstelle beispielsweise der Leiterquerschnitt verklemmt ist.

Die Fig. 10 und 11 zeigen eine Stößelfeder, die wiederum vergleichbar mit Fig. 9 drei Klemmschenkel-Paare 45, 46, 47 besitzt. Das Besondere an dieser Stößelfeder ist die zusätzliche Anordnung einer Kontaktnadel 48, die sich ausgehend von dem Stößelkopf in Vorschubrichtung in den Gabeldurchtritt zwischen die Klemmschenkel-Paare hinein­ erstreckt. Diese Kontaktnadel ist in Art einer Schlangen­ linie verformt und dient zur besseren Kontaktierung eines geklemmten, flexiblen, feindrähtigen Leiters.

Fig. 12 zeigt im Querschnitt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anschluß- oder Verbindungsklemme, bei der die Stromschiene 49 einen im wesentlichen V-förmigen Quer­ schnitt besitzt und mit ihren V-Schenkeln die Klemmschen­ kelenden 50 der Stößelfeder zangenartig übergreift. Das Leiterbett für den isolierten elektrischen Leiter 51 ist bei dieser Ausführungsform der Erfindung zumindest teil­ weise durch die Stromschiene 49 gebildet. Der restliche Teil 52 des den Leiter allseitig umschließenden Leiterbet­ tes wird durch den Isolierstoffkörper der Klemme gebildet. Erkennbar ist, daß die Klemmschenkel 50 der Stößelfeder beim Vorschieben durch einen Schlitz in der Stromschiene 49 hindurchtreten, der durch Ausstanzen und Herausklappen von zwei Metallzungen 53 aus der Stromschiene 49 gebildet ist. Diese Metallzungen führen und kalibrieren die Klemm­ schenkel 50 der Stößelfeder und dienen zugleich als Stütz­ lager für die feste Anordnung der Stromschiene 49 in dem Isolierstoffkörper 54. In der vorgeschobenen Position der Stößelfeder ist die metallische Seele des Leiters 51 von dem Isolierstoffmantel befreit und befindet sich zwi­ schen und in gutem Kontakt mit den Klemmschenkeln 50 der Stößelfeder.

Claims (10)

1. Anschluß- oder Verbindungsklemme für elektrische Leiter

• - mit einer in dem Isolierstoffgehäuse der Klemme ortsfest gelagerten Stromschiene
• - und mit mindestens einer Leiteranschlußstelle, die eine gabelförmige Klemmfeder aufweist, die in Art eines Schneidverbinders mit zwei U-förmig zueinander angeordneten und mit Schneidkanten versehenen Klemmschenkeln den elektrischen Leiter umgreift und kontaktiert,
• - wobei der elektrische Leiter in einem den elektrischen Leiter allseitig umschließenden Leiterbett geführt ist, das in Leitereinsteck­ richtung beidseitig angrenzend an die Klemm­ feder ausgebildet ist

dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Klemmfeder (16, 33), wie an sich bei Schneidverbindern bekannt, zum Aufstößeln auf den ortsfest im Leiterbett (17, 35, 49, 52) gehaltenen elektrischen Leiter (19, 34, 51) in dem Isolierstoffgehäuse der Klemme ver­ schiebbar gelagert ist,
• - und daß die Klemmfeder beim Aufstößeln auf den elektrischen Leiter mit ihren Klemm­ schenkelenden (20, 21, 50) in korrespondierende Steckausnehmungen der Stromschiene eingreift und diese kontaktiert.

2. Klemme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmschenkelenden in Stößelrichtung relativ zu ihrem Kontakt mit dem elektrischen Leiter einen voreilenden Kontakt mit der Stromschiene haben.

3. Klemme nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die außenliegenden Kanten der Steckaus­ nehmungen der Stromschiene einen V-förmigen Einführungstrichter bilden, der die Klemm­ schenkelenden (50) der Klemmfeder zangenartig übergreift.

4. Klemme nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmfeder (33) mehrere Klemmschenkel- Paare (39-39) für unterschiedliche Leiter­ querschnitte aufweist, die in Stößelrichtung hintereinander für zunehmende Leiterquerschnitte angeordnet sind.

5. Klemme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmfeder (16, 33) einen aus dem Isolierstoffgehäuse der Klemme vorstehenden isolierten Kopfteil besitzt.

6. Klemme nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierkopf der Klemmfeder (33) in dem Isolierstoffgehäuse der Klemme in unter­ schiedlichen Stößelpositionen entsprechend dem jeweils geklemmten Leiterquerschnitt ver­ rastbar ist.

7. Klemme nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierkopf der Klemmfeder eine von oben offene Kopfkerbe (25) zum Einstößeln und eine hinterschnittene Kerbe oder Tasche (26) zum Herausziehen der Klemmfeder mittels eines Schraubendrehers besitzt.

8. Klemme nach einem der vorhergehenden Ansprüche für flexible, feindrähtige elektrische Leiter, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Klemmschenkelenden der Klemm­ feder eine in Stößelrichtung sich erstreckende Kontaktnadel (48) angeordnet ist.

9. Klemme nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktnadel (48) bei gleichbleibendem Durchmesser quer zur Stößelrichtung sich er­ streckende Verformungen besitzt.