DE19611854C1 - Schraubenlose Anschlußklemme - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung geht von einer entsprechend dem Oberbegriff des Hauptanspruches konzipierten schraubenlosen Anschlußklemme aus.

Solche schraubenlosen Anschlußklemmen sind dafür vorgesehen, über ihre Klemmfeder zumindest einen von außen zugeführten elektrischen Leiter ohne Zuhilfenahme von Schrauben sicher und dauerhaft elektrisch leitend mit einem elektrischen Anschlußkontakt in Verbindung zu bringen. Das für die elektrische Verbindung notwendige elektrische Anschlußkontaktteil kann, um auf einfache Art und Weise weitere elektrische Verbindungen herstellen zu können, an seiner der Klemmfeder entfernt liegenden Seite z. B. als Steckkontaktteil ausgeführt sein. Selbstverständlich kann bzw. können sowohl eine als auch mehrere Anschlußklemmen innerhalb eines Gehäuses angeordnet sein.

Durch die WO 95/14313 ist eine dem Oberbegriff des Hauptanspruches entsprechende schraubenlose Anschlußklemme bekanntgeworden. Diese vorbekannte schraubenlose Anschlußklemme ist zur Kontaktierung eines elektrischen Leiters vorgesehen, wobei dieser zwischen einem Anschlußkontakt und einer Klemmfeder positionierbar ist. Zur Betätigung sind die beiden freien Enden der Klemmfeder ineinander verrastet und zu einem Hebel ausgebildet, weiterhin ist der Kontaktbereich der Klemmfeder exzenterförmig ausgebildet und über eine dem Kontaktbereich mit Abstand gegenüberliegende Lagerstelle schwenkbar gelagert. Wird die Klemmfeder in ihre erste Endlage - d. h. Funktionslage - verschwenkt, so liegt diese zur Kontaktierung mit ihrer maximalen Federspannung am eingeführten elektrischen Leiter an. Sollen bei vergleichsweise geringen Betätigungskräften hohe Klemmkräfte auf den zugeführten elektrischen Leiter aufgebracht werden, so muß die Klemmfeder bzw. ihr Hebel entsprechend lang ausgeführt werden.

Desweiteren ist durch die US 5 098 317 eine schraubenlose Anschlußklemme bekanntgeworden, deren Klemmfeder mit ihrem einen Ende an einem separaten Hebel festgelegt ist. Der Hebel ist über einen Nocken schwenkbar am Gehäuse gelagert, wobei bei Betätigung des Hebels der elektrische Leiter zwischen dem freien Ende der Klemmfeder und dem Anschlußkontakt festgeklemmt wird. Dabei kommt der scharfkantig ausgebildete Endbereich direkt am elektrischen Leiter zur Anlage.

Durch die DE 92 15 982 U1 und die DE 43 19 018 C1 sind weitere schraubenlose Anschlußklemmen zur Kontaktierung von elektrischen Leitern bekanntgeworden. Bei diesen vorbekannten schraubenlosen Anschlußklemmen werden die von außen zugeführten elektrischen Leiter unter Zuhilfenahme einer Klemmfeder mit einem elektrischen Anschlußkontakt in Verbindung gebracht. Ober eine im Gehäuse befindliche Einführöffnung wird ein elektrischer Leiter der Klemmfeder und dem elektrischen Anschlußkontakt zugeordnet. Damit bei solchen schraubenlosen Anschlußklemme der elektrische Leiter zwischen der Klemmfeder und dem Anschlußkontakt positioniert werden kann, muß jedoch die Klemmfeder zunächst mittels des Hebels ausgehend von ihrer ursprünglichen Stellung weiter gespannt werden, bis deren Klemmöffnung zur Einführung des elektrischen Leiters freigegeben ist. Durch die Wegnahme der Betätigungskraft vom Hebel schwenkt dieser automatisch von seiner zweiten Endstellung in seine erste Endstellung zurück, wodurch sich die Klemmfeder anschließend um einen gewissen Betrag entspannt und dabei die Kontaktierung des elektrischen Leiters hervorruft. Dies bedeutet jedoch, daß die Kontaktierung des elektrischen Leiters bei Verringerung der Federspannung der Klemmfeder erfolgt.

Weiterhin sind artverwandte schraubenlose Anschlußklemmen zur Kontaktierung von elektrischen Leitern durch die WO 91/20110, die DE 25 03 091 A1 und die DE 27 06 482 C2 bekanntgeworden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine robust ausgeführte schraubenlose Anschlußklemme zu schaffen, dessen Klemmfeder bei kompaktem, eine hohe Federelastizität aufweisenden Aufbau in der Lage ist, ohne die Gefahr von Beschädigungen dauerhaft hohe Klemmkräfte auf den zugeführten elektrischen Leiter zu übertragen, wobei gleichzeitig die zum Aufbringen der hohen Klemmkräfte notwendigen Betätigungskräfte vergleichsweise gering sind.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteilhaft bei einer derartigen Ausgestaltung ist, daß der Hebel unabhängig von der Ausbildung der Klemmfeder in seinen Abmessungen und seiner Ausgestaltung zu variieren ist. Besteht der Hebel z. B. aus Kunststoff, ist ein Betätigen der Klemmfeder selbst unter elektrischer Last ohne Gefahr möglich.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Anhand eines Ausführungsbeispieles wird die Erfindung näher erläutert, dabei zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht einer schraubenlosen Anschlußklemme im Vollschnitt,

Fig. 2 eine räumliche Darstellung einer schraubenlosen Anschlußklemme gemäß Fig. 1.

Wie aus den Zeichnungen hervorgeht, besteht eine solche schraubenlose Anschlußklemme im wesentlichen aus einem aus Kunststoff hergestellten Gehäuse 1, das zur haltenden Aufnahme zumindest eines elektrischen Anschlußkontaktes 2 und zumindest einer diesem zugeordneten Klemmfeder 3 vorgesehen ist. Zur Betätigung der Klemmfeder 3 wirkt diese mit einem aus Kunststoff hergestellten, schwenkbar gelagerten Hebel 4 zusammen.

Das aus Messing hergestellte, ortsfest im Gehäuse 1 gehaltene Anschlußkontaktteil 2 stellt ein sich schienenartig erstreckendes, einen rechteckförmigen Querschnitt aufweisendes Bauteil dar. Wie insbesondere aus Fig. 1 hervorgeht, ist daß zur Kontaktierung eines elektrischen Leiters 5 vorgesehene erste freie Ende 2a des Anschlußkontaktes 2 mit einer Kontaktwarze 6 versehen. Die Kontaktwarze 6 ist in Art eines Lochkragens ausgebildet. Die zur Kontaktierung vorgesehene erste freie Endzone 5a des von außen zugeführten elektrischen Leiters 5 weist eine messerartige Form auf. Um eine definierte Vorpositionierung und gleichzeitig eine ringförmige Kontaktierungsfläche mit dem Vorteil der Erzeugung einer hohen Flächenpressung zu realisieren, erstreckt sich die in Art eines Lochkragens ausgebildete Kontaktwarze 6 in Richtung auf die Klemmfeder 3 und greift in eine im elektrischen Leiter 5 vorhandene runde Ausnehmung 7 ein. Die Abmessungen der Ausnehmung 7 sind so auf die Abmessungen der Kontaktwarze 6 abgestimmt, das lediglich die der Klemmfeder 3 abgewandte Ringfläche der Ausnehmung 7 an der Umfangswandung der Kontaktwarze 6 zur Anlage kommt. Zur Verbindung mit einer elektrischen Leitung ist die zweite freie Endzone 5b um einen Winkel von 90° aus der Erstreckungsebene abgebogen und mit einem Crimpanschluß versehen. Das nicht dargestellte zweite freie Ende des Anschlußkontaktes 2 ist in den Innenraum eines das Gehäuse 1 einstückig umfassenden elektrischen Gerätes z. B. in einen Verteilerkasten 8 hineingeführt. Zum Anschluß zumindest eines weiteren elektrischen Leiters ist dieses zweite freie Ende als Steckkontaktteil ausgebildet. Zur besseren Zugänglichkeit während der besseren Montage weist das Gehäuse 1 des Verteilerkastens 8 ein separates Deckelteil 1a auf. Um eine sichere Halterung des Deckelteiles 1a am Gehäuse 1 zu gewährleisten, sind miteinander in Wirkverbindung kommende Clipselemente 9, 10 sowohl an das Gehäuse 1 als auch an das Deckelteil 1a einstückig angeformt.

Zur Sicherstellung der notwendigen Kontaktkräfte ist eine über ihre beiden freien Endbereiche 3a, 3b direkt an dem Hebel 4 befestigte Klemmfeder 3 schwenkbar im Gehäuse 1 gelagert. Um über die Klemmfeder 3 bei großer Federelastizität hohe Klemmkräfte auf den elektrischen Leiter 5 übertragen zu können, ist die Klemmfeder 3 aus einem flachen, aus Stahl bestehenden Materialstreifen hergestellt. Durch einen Biegevorgang ist der Materialstreifen in eine im wesentlichen eine herzförmige Kontur aufweisende Form gebracht worden. Durch den Biegevorgang ist gleichzeitig ein exzenterförmiger Kontaktbereich 3c sowie gegenüberliegend und beabstandet dazu eine Lagerstelle 3d mit einer schlaufenförmigen Ausbildung entstanden.

Sowohl mit ihrem ersten Endbereich 3a als auch mit ihrem zweiten Endbereich 3b ist die Klemmfeder 3 unverlierbar an dem aus Kunststoff hergestellten Hebel 4 festgelegt. Zur Festlegung greifen die beiden Endbereiche 3a, 3b der Klemmfeder 3 jeweils in eine der beiden in den Hebel 4 eingeformten Taschen 4a, 4b ein. Die beiden Taschen 4a, 4b besitzen jeweils sowohl eine Öffnung die einer der beiden Seitenwände als auch eine Öffnung die der dem Anschlußkontakt 2 zugewandte Stirnseite zugeordnet ist. Zur Montage müssen somit die beiden Endbereiche 3a, 3b der Klemmfeder 3 lediglich über die beiden in der Seitenwand befindlichen Öffnungen in die Taschen 4a, 4b des Hebels 4 eingeschoben werden. Zur Lagesicherung der Klemmfeder 3 wird diese bei dem Einschubvorgang haltend in den beiden Taschen 4a, 4b verclipst. Außerdem sind zur Sicherstellung einer zuverlässigen Festlegung hakenförmige Halteelemente 11, 12 an die beiden Endbereiche 3a, 3b angeformt, welche mit entsprechenden Haltebereichen der beiden Taschen 4a, 4b zusammenwirken. Zum Ausgleich von Toleranzen und zum Schutz vor Überbeanspruchungen ist der erste freie Endbereich 3a einer ersten Tasche 4a zugeordnet, welche diesen mit beachtlichem Spiel umfaßt. Die Klemmfeder 3 und der Hebel 4 bilden somit eine Baugruppe, welche vormontiert dem Gehäuse 1 zum Zwecke der Lagerung zugeführt werden kann.

Als Lagerstelle 3d ist, wie schon vorstehend beschrieben, ein schlaufenförmiger Bereich in der Kontur der Klemmfeder 3 vorhanden. Zur schwenkbaren Lagerung der mit dem Hebel 4 verbundenen Klemmfeder 3 ist im Gehäuse 1 ein rahmenförmig ausgebildetes, einen runden Querschnitt aufweisendes Lagerelement 13 festgelegt. Zur ortsfesten Halterung greift das Lagerelement 13 mit seinem der Klemmfeder 3 abgewandten zweiten Schenkel 13b in eine in das Gehäuse 1 eingeformte Aufnahmetasche 14 ein, deren der Klemmfeder 3 zugewandte offene Seite von dem Anschlußkontakt 2 überbrückt ist. Der zweite Schenkel 13b weist die zwangsläufig vorhandene Trennstelle auf, so daß der zweite Schenkel 13b im Grunde aus zwei Schenkelstummel besteht. Die Überbrückung durch den Anschlußkontakt 2 ist dabei so gewählt, daß der Aufnahmetasche 14 die Kontaktwarze 6 direkt zugeordnet ist. Der dem zweiten Schenkel 13b mit Abstand gegenüberliegende erste Schenkel 13a des Lagerelementes 13 stellt das Gegenlager für die Lagerstelle 3d der Klemmfeder 3 dar und steht über zwei dritte Schenkel einstückig mit den beiden Schenkelstummeln des zweiten Schenkels 13b in Verbindung. Zur sicheren Lagerung umfaßt die schlaufenförmig ausgebildete Lagerstelle 3d den runden Querschnitt des ersten Schenkels 13a mit einem Umschlingungswinkel von etwas mehr als 180°.

Wie insbesondere durch die Zusammenschau der Fig. 1 und 2 deutlich wird, kann der Hebel 4 samt der daran befindlichen Klemmfeder 3 in zwei Endlagen verschwenkt werden. In der ersten in Fig. 1 dargestellten Endlage liegt die maximale Federspannung der Klemmfeder 3 zur Klemmung und damit zur Kontaktierung des elektrischen Leiters 5 an, wohingegen in der zweiten in Fig. 2 dargestellten Endlage von der Klemmfeder 3 keine nennenswerten Klemmkräfte auf andere Kontaktbauteile übertragen werden. Der Schwenkwinkel zwischen den beiden Endlagen des Hebels 4 beträgt etwa 90°. In der zweiten Endlage sorgt eine an eine den Hebel 4 angeformte Klemmnase 15 im Zusammenspiel mit einer Wandung 16 des Deckelteiles 1a dafür, daß der Hebel 4 lagegesichert in seiner senkrechten Position verbleibt. In der ersten Endlage des Hebel 4 sorgt die selbsthemmende Anordnung der Klemmfeder 3 für die notwendige Lagesicherung des Hebels 4. Selbstverständlich können auch in der ersten Endlage z. B. Rastelemente zur Lagesicherung der waagerechten Position des Hebels 4 beitragen. Die Selbsthemmung wird dadurch erzeugt, weil der exzenterartig ausgebildete Kontaktbereich 3c der Klemmfeder 3 mit seiner Kraftangriffslinie hinter der dem Hebel 4 abgewandten Seite des Drehpunktes der Lagerstelle 3d an dem elektrischen Leiter 5 zur Anlage kommt. Steht das Gehäuse 1 mit dem Deckelteil 1a in haltender Verbindung, so stützt sich zur zusätzlichen Lagesicherung des Anschlußkontaktes 2 die Wandung 1b an diesem ab.

Die vorstehend beschriebene schraubenlose Anschlußklemme stellt somit eine in das Gehäuse 1 eines elektrischen Gerätes integrierte Funktionsbaugruppe dar. Selbstverständlich kann eine solche Funktionsbaugruppe über eine eigenständige Gehäuseanordnung verfügen und komplett vormontiert ortsfest an einem weiteren elektrischen Gerät - z. B. einem Verteilerkasten 8 - angebracht werden. Bei der vorstehenden Beschreibung wurde der Einfachheit halber lediglich auf ein Ausführungsbeispiel mit einer einzigen Klemmfeder 3 Bezug genommen. Selbstverständlich können eine Vielzahl von Klemmfedern 3 in einem Gehäuse 1 bzw. einer Funktionsbaugruppe untergebracht sein.

Um der schraubenlosen Anschlußklemme einen elektrischen Leiter 5 von außen zuführen zu können, wird der Hebel 4 rastend gesichert in seine zweite Endlage verschwenkt. Ohne nennenswerten Kraftaufwand kann dann der elektrische Leiter 5 zwischen der Klemmfeder 3 und dem Anschlußkontakt 2 plaziert werden, weil die Klemmfeder 3 quasi federspannungsfrei gehalten ist. Beim Einschieben des elektrischen Leiters 5 kommt letztendlich dessen runde Ausnehmung 7 mit der Kontaktwarze 6 des Anschlußkontaktes 2 in Wirkverbindung, so daß der elektrische Leiter 5 eine definierte Vorposition einnimmt. Beim Verschwenken des Hebels 4 ausgehend von seiner zweiten in seine erste Endlage, wird die Klemmfeder 3 wegen ihres exzenterförmig ausgebildeten Kontaktbereiches 3c mehr und mehr gespannt und überträgt die dabei erzeugten Federkräfte direkt auf den elektrischen Leiter 5 und über seine Lagerstelle 3d auf den Anschlußkontakt 13. Der elektrische Leiter 5 kommt dabei zur Kontaktierung lediglich mit der Ringfläche der Ausnehmung 7 an der Außenwandung der Kontaktwarze 6 zur Anlage, so daß eine Kontaktstelle mit einer hohen Flächenpressung realisiert ist. Hat der Hebel 4 seine erste Endlage eingenommen, wirkt die maximal erzeugte Federspannung der Klemmfeder 3 zur sicheren und dauerhaften Kontaktierung auf den elektrischen Leiter 5 ein. Außerdem deckt der Hebel 4 in seiner ersten Endlage alle stromführenden Teile der Anschlußklemme derart ab, so daß eine zusätzliche Abdeckung dieser Teile nicht notwendig ist. Um den Hebel 4 aus seinem Umfeld besonders hervorzuheben, ist dieser andersfarbig z. B. rot ausgeführt. Eine Kennzeichnung zur Auffindung der zugehörigen Stromkreise ist auf der Außenfläche des Hebels 4 vorhanden.

Claims (18)

1. Schraubenlose Anschlußklemme zur Kontaktierung eines elektrischen Leiters, welcher zwischen einem Anschlußkontakt und einer Klemmfeder positionierbar ist, wobei zur Betätigung der Klemmfeder deren Enden ineinander verrastet und dabei zu einem Hebel ausgebildet sind und wobei der exzenterförmig ausgebildete Kontaktbereich der Klemmfeder über eine dem Kontaktbereich mit Abstand gegenüberliegend angeordnete Lagerstelle schwenkbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmfeder (3) mit ihrer Lagerstelle (3d) an einem im Gehäuse (1) gehaltenem, mit dem ebenfalls im Gehäuse (1) festgelegtem Anschlußkontakt (2) in Verbindung stehenden, aus Metall bestehenden Lagerelement (13) schwenkbar gelagert ist und daß die Klemmfeder (3) sowohl mit ihrem ersten freien Endbereich (3a) als auch mit ihrem zweiten freien Endbereich (3b) an einem zugeordneten Hebel (4) festgelegt ist.

2. Schraubenlose Anschlußklemme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß das Lagerelement (13) zumindest zwei senkrecht zueinander stehende Schenkel (13a, 13b) aufweist und daß die Klemmfeder (3) über ihre Lagerstelle (3d) an einem ersten Schenkel (13a) schwenkbar gehalten ist und daß das Lagerelement (13) mit seinem der Lagerstelle (3d) der Klemmfeder (3) entfernt liegenden zweiten Schenkel (13b) mit dem Anschlußkontakt (2) in Verbindung steht.

3. Schraubenlose Anschlußklemme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel (13a, 13b) des Lagerelementes (13) einen Rahmen bilden und daß die Klemmfeder (3) über ihre Lagerstelle (3d) an einem ersten Schenkel (13a) schwenkbar gehalten ist und daß das Lagerelement (13) mit seinem der Lagerstelle (3d) der Klemmfeder (3) abgewandten zweiten Schenkel (13b) mit dem Anschlußkontakt (2) in Verbindung steht, wobei der erste Schenkel (13a) und der zweite Schenkel (13b) zumindest über einen dritten Schenkel einstückig miteinander in Verbindung stehen.

4. Schraubenlose Anschlußklemme nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußkontakt (2) schienenartig ausgebildet ist.

5. Schraubenlose Anschlußklemme nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußkontakt (2) stiftförmig ausgebildet ist.

6. Schraubenlose Anschlußklemme nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerelement (13) mit seinem zweiten Schenkel (13b) in einer im Gehäuse (1) befindlichen Aufnahmetasche (14) angeordnet ist, welche mit ihrer offenen Seite der der Klemmfeder (3) abgewandten ersten Hauptfläche des Anschlußkontaktes (2) zugewandt ist, so daß der zweite Schenkel (13b) des Anschlußkontaktes (13) an der ersten Hauptfläche des die offene Seite der Aufnahmetasche (14) überbrückenden Anschlußkontaktes (2) zur Anlage kommt.

7. Schraubenlose Anschlußklemme nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerelement (13) stoffschlüssig mit dem Anschlußkontakt (2) in Verbindung steht.

8. Schraubenlose Anschlußklemme nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerelement (13) kraftschlüssig mit dem Anschlußkontakt (2) in Verbindung steht.

9. Schraubenlose Anschlußklemme nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerelement (13) einstückiges Bestandteil des Anschlußkontaktes (2) ist.

10. Schraubenlose Anschlußklemme nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die außerhalb des Hebels (4) liegende, den Kontaktbereich (3c) und die Lagerstelle (3d) aufweisende Kontur der Klemmfeder (3) herzförmig ausgebildet ist.

11. Schraubenlose Anschlußklemme nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in den Kontaktbereich (3c) der Klemmfeder (3) eine Sicke eingeformt ist.

12. Schraubenlose Anschlußklemme nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Sicke in Umfangsrichtung der Klemmfeder (3) erstreckt.

13. Schraubenlose Anschlußklemme nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Endlage des Hebels (4) der Kontaktbereich (3c) mit seiner Kraftangriffslinie hinter der dem Hebel (4) abgewandten Seite des Drehpunktes der Lagerstelle (3d) an dem elektrischen Leiter (5) zur Anlage kommt.

14. Schraubenlose Anschlußklemme nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß im Hebel (4) zwei Aufnahmetaschen (4a, 4b) zur Aufnahme des ersten und des zweiten freien Endbereiches (3a, 3b) der Klemmfeder (3) vorhanden sind.

15. Schraubenlose Anschlußklemme nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der zu kontaktierende elektrische Leiter (5) einen runden Querschnitt aufweist.

16. Schraubenlose Anschlußklemme nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der zu kontaktierende elektrische Leiter (5) einen rechteckförmigen Querschnitt aufweist.

17. Schraubenlose Anschlußklemme nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Leiter (5) mit einer Ausnehmung (7) versehen ist, welche mit einer in den Anschlußkontakt (2) eingeformten, sich in Richtung auf die Klemmfeder (3) erstreckenden Kontaktwarze (6) in Eingriff bringbar ist.

18. Schraubenlose Anschlußklemme nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktwarze (6) in Art eines Lockkragens ausgebildet ist.