DE20312123U1

DE20312123U1 - Elektrische Klemme

Info

Publication number: DE20312123U1
Application number: DE20312123U
Authority: DE
Original assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Current assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Priority date: 2003-08-01
Filing date: 2003-08-01
Publication date: 2003-10-09
Anticipated expiration: 2013-08-02

Description

Gesthuysen, von Rohr & Eggert

01.1781.7.wa Essen, den 1. August 2003

Gebrauchsmusteranmeldung

der Firma

Phoenix Contact GmbH & Co. KG Flachsmarktstraße 8

32825 Blomberg

mit der Bezeichnung

Elektrische Klemme

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Elektrische Klemme

Die Erfindung betrifft eine elektrische Klemme in Schneid-Anschlußtechnik, insbesondere zum Aufrasten auf eine Tragschiene, mit einem Gehäuse, mit An-Schlüssen für isolierte Leiter, mit mindestens einer Stromschiene, mit mindestens zwei Betätigungselementen und mit mindestens zwei Schneidelementen, wobei die Betätigungselemente relativ zu den Schneidelementen in der elektrischen Klemme drehbar angeordnet sind und jeweils eine für die anzuschließenden Leiter vorgesehene Leiteraufnahme aufweisen und die Schneidelemente den

&iacgr;&ogr; elektrischen Kontakt eines in die Leiteraumahme eingesteckten Leiters mit der Stromschiene herstellen.

Elektrische Klemmen, insbesondere Reihenklemmen, sind seit Jahrzehnten bekannt und werden millionenfach bei der Verdrahtung elektrischer Anlagen und Geräte verwendet. Die Klemmen werden meist auf Tragschienen aufgerastet, welche ihrerseits häufig in einer Mehrzahl in einem Schaltschrank angeordnet sind. Die Klemmen sind in der Regel als Verbindungsklemmen ausgebildet, so daß sie mindestens zwei Leiteranschlußelemente aufweisen, die über eine elektrisch leitende Verbindungsschiene, die Stromschiene, elektrisch miteinander verbunden sind. Neben diesem Grundtyp der Reihenklemmen gibt es darüber hinaus eine Vielzahl von unterschiedlichen Reihenklemmentypen, die speziell den jeweiligen Anwendungsfallen angepaßt sind. Als Beispiel seien hier Doppelstock- oder Dreistock-Klemmen sowie Dreileiter- oder Vierleiter-Klemmen genannt, die dann jeweils eine entsprechend größere Anzahl an Leiteranschlußelementen aufweisen.

Als Leiteranschlußelemente werden in Reihenklemmen überwiegend Schraubklemmen oder Zugfederklemmen verwendet. Das Klemmprinzip bei Zugfederklemmen ist ähnlich dem der Schraubtechnik. Während bei der Schraubklemme eine Zughülse durch die Betätigung der Klemmenschraube den Leiter gegen den Strombalken zieht, wird bei der Zugfederklemme diese Aufgabe von der Zugfeder übernommen. Hierzu wird die vorgespannte Zugfeder mit einem Betätigungswerkzeug, beispielsweise einem Schraubendreher geöffnet, so daß der Leiter durch ein Fenster im Federschenkel der Zugfeder in den Anschlußraum

eingeführt werden kann. Nach dem Entfernen des Betätigungswerkzeuges wird der Leiter durch die Federkraft der Zugfeder gegen den Strombalken gezogen.

Sowohl bei der Schraubklemme als auch bei der Zugfederklemme muß der elektrische Leiter nach dem Ablängen zunächst abisoliert werden, bevor die Kontaktierung des elektrischen Leiters erfolgen kann. Da für das Abisolieren des elektrischen Leiters Spezialwerkzeuge erforderlich sind und da das Abisolieren relativ viel Zeit in Anspruch nimmt, werden seit vielen Jahren auch elektrische Klemmen verwendet, an die elektrische Leiter ohne vorheriges Abisolieren angeschlossen werden können. Dazu wird der isolierte Leiter in eine Leiteraufnahme im Gehäuse der Klemme eingeführt und anschließend in ein Schneidelement gedrückt, wodurch die Isolierung des Leiters durchtrennt und die Seele des Leiters von dem Schneidelement kontaktiert wird. Dabei gibt es eine Vielzahl von Ausführungsmöglichkeiten derartiger Klemmen zum Anschluß von nichtabisolierten Leitern. Diese unterscheiden sich insbesondere dadurch, wie der in die Leiteraufnahme eingeführte Leiter in das Schneidelement gedrückt wird.

Eine eingangs beschriebene elektrische Klemme in Schneid-Anschlußtechnik ist beispielsweise aus der DE 199 21 775 Al bekannt. Bei dieser bekannten Verbindungsklemme stützen sich die Betätigungselemente mittels relativ großer, radartiger Führungen in einer von der Gehäuseseitenwand gebildeten Drehlagerung ab. Dadurch, daß die Betätigungselemente direkt in einer Seitenwand des Gehäuses drehbar gelagert sind, steht für den anzuschließenden Leiter ein maximaler Durchmesser zur Verfügung. Somit kann bei einem gegebenen Leiterquerschnitt die Breite der elektrischen Klemme relativ klein gewählt werden. Die radartige Führung der Betätigungselemente in der Seitenwand hat jedoch den Nachteil, daß die Auflagefläche aufgrund der geringen Dicke der Seitenwand relativ gering ist. Somit kann es zu einem Verkippen oder Verkanten der Betätigungselemente in dem Gehäuse kommen.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine eingangs beschriebene elektrische Klemme in Schneid-Anschlußtechnik zur Verfügung zu stellen, die bei einem möglichst einfachen Aufbau eine gute und sichere Handhabung gewährleistet.

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Diese Aufgabe ist bei der erfindungsgemäßen elektrischen Klemme dadurch gelöst, daß sich die Betätigungselemente mit Teilen ihrer bogenförmigen Stirnseiten an korrespondierenden Auflageflächen im Inneren des Gehäuses abstützen. Die Lagerung der Betätigungselemente ist somit von der relativ dünnen Seitenwand in das Innere des Gehäuses verlagert worden. Dadurch ergibt sich auch bei einer relativ geringen Dicke der elektrischen Klemme eine ausreichend große Auflagefläche, wodurch eine sichere Führung des Betätigungselements in dem Gehäuse gewährleistet ist.

&iacgr;&ogr; Neben der erfindungsgemäßen Lagerung der Betätigungselemente im Inneren des Gehäuses können die Betätigungselemente zusätzlich mittels eines an einer Seitenfläche der Betätigungselemente ausgebildeten Drehzapfens in dem Gehäuse gelagert sein, wobei dann in einer Seitenwand des Gehäuses eine korrespondierende Öffnung ausgebildet ist. Die Gefahr des Verkippens des Betätigungselements ist dabei durch den relativ kleinen Durchmesser des Drehzapfens - im Vergleich zu den bekannten großen, radartigen Führungen - relativ gering, wobei darüber hinaus ein Verkippen durch die stirnseitige Führung des Betätigungselements im Inneren des Gehäuses verhindert wird.

Zur einfachen Handhabung der elektrischen Klemme kann das Betätigungselement gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen elektrischen Klemme sowohl in einer ersten Stellung, in der das Einstecken eines ankommenden Leiters möglich ist (Einführstellung), als auch in einer zweiten Stellung, in der der Leiter durch das Schneidelement kontaktiert ist (Kontaktstellung), verrastet werden. Hierzu ist an mindestens einer Seitenfläche des Betätigungselements ein Rastzapfen außermittig angeordnet, der in der Einführstellung in einer ersten, in der Seitenwand des Gehäuses ausgebildeten Rastöffnung und in der Kontaktstellung in einer zweiten Rastöffnung einrasten kann. Dadurch besteht die Möglichkeit, die elektrische Klemme beim Ausliefern an den Kunden in der ersten Stellung, der Einführstellung, zu fixieren, so daß beim Anschließen einzelner elektrischer Leiter an eine Vielzahl von nebeneinander auf einer Tragschiene aufgerasteten elektrischen Klemmen die jeweiligen Leiter von dem Monteur problemlos in die jeweiligen Leiteraumahmen eingeschoben werden können. Die Möglichkeit der Verrastung in der zweiten Stellung, der Kontaktstellung, verhindert, daß ein einmal angeschlossener elektrischer Leiter - ungewollt - wieder aus der elektrischen Klemme herausgezogen werden kann.

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Vorteilhafterweise sind die beiden in der Seitenwand des Gehäuses ausgebildeten Rastöffhungen durch einen Schlitz miteinander verbunden. Der Schlitz ermöglicht dabei ein einfaches - gewolltes - Verschwenken des Betätigungselements aus der ersten Stellung in die zweite Stellung und umgekehrt. Der Schlitz dient dabei als Führung für den Rastzapfen, wobei die Breite des Schlitzes etwas kleiner als der Durchmesser des Rastzapfens gewählt werden sollte. Hierdurch wird gewährleistet, daß das Betätigungselement ungewollt aus der ersten Stellung in die zweite Stellung umschwenken kann. Gleichzeitig ist jedoch das gewollte - Umschwenken des Betätigungselements aus der ersten Stellung in die &iacgr;&ogr; zweite Stellung nur mit einem geringen Kraftaufwand verbunden, da sich der Schlitz durch die Elastizität der Gehäuseseitenwand leicht auf die erforderliche Breite aufweiten läßt.

Gemäß einer letzten vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen elektrisehen Klemme, die hier noch kurz erwähnt werden soll, ist an einer Stirnseite des Betätigungselements mindestens ein radialer Vorsprung ausgebildet, der mit der korrespondierenden Auflagefläche im Inneren des Gehäuses derart zusammenwirkt, daß der Vorsprung in der zweiten Stellung des Betätigungselements durch die Auflagefläche nach Innen gedrückt wird, wodurch es zu einer partiellen Verringerung des Durchmessers der Leiteraufnahme und dadurch zu einer Klemmung des eingeführten Leiters kommt. Durch eine entsprechende Dimensionierung des Vorsprungs kann dabei gewährleistet werden, daß lediglich die Isolierung des Leiters und nicht dessen Seele eingedrückt wird. Durch eine derartige Klemmung des angeschlossenen elektrischen Leiters wird eine "Ruhigstellung" der Kontaktstelle des elektrischen Leiters bzw. der Seele mit dem Schneidelement gewährleistet. Hierdurch wird dem in der Praxis auftretenden Problem entgegengewirkt, daß es aufgrund von Zugbeanspruchungen an den elektrischen Leitern zu einer geringen Relativbewegung zwischen dem elektrischen Leiter und dem Schneidelement kommt, was zu Oxidation und einem hohen Übergangswiderstand führen kann. Durch die Klemmung der Isolierung des angeschlossenen Leiters wird somit eine Art Zugsicherung realisiert, wodurch ein dauerhaft guter elektrischer Kontakt bzw. Übergangswiderstand zwischen der Seele des Leiters und dem Schneidelement gewährleistet wird.

Im einzelnen gibt es nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, die erfindungsgemäße elektrische Klemme auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird verwiesen ei-

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nerseits auf die dem Schutzanspruch 1 nachgeordneten Schutzansprüche, andererseits auf die Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels

einer erfindungsgemäßen elektrischen Klemme,

Fig. 2 eine Seitenansicht der elektrischen Klemme gemäß Fig. 1, mit ent

fernter Seitenwand,

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung eines Betätigungselements in zwei

verschiedenen Positionen und

Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen elektri-

sehen Klemme, in perspektivischer Darstellung.

Die in den Fig. 1, 2 und 4 dargestellte elektrische Klemme 1 besteht zunächst aus einem Gehäuse 2, wobei in den Fig. 1 und 2 eine Verbindungsklemme für zwei anzuschließende Leiter und in Fig. 4 eine Dreileiter-Verbindungsklemme dargestellt ist. In dem Gehäuse 2 der elektrischen Klemme 1 sind eine Stromschiene 3 und sind zwei bzw. drei (Fig. 4) Betätigungselemente 4 angeordnet. Darüber hinaus weisen die elektrischen Klemmen 1 jeweils zwei bzw. drei (Fig. 4) Schneidelemente 5 auf, die jeweils durch die Stromschiene 3 elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Die Betätigungselemente 4, die jeweils eine Leiteraufhahme 6 für die - hier nicht dargestellten - anzuschließenden Leiter aufweisen, sind relativ zu den Schneidelementen 5 drehbar in der elektrischen Klemme 1 angeordnet, so daß die Betätigungselemente 4 aus einer ersten Stellung, in der das Einstecken eines ankommenden Leiters in die Leiteraufhahme 6 möglich ist (Einführstellung), in eine zweite Stellung, in der die Leiter durch die Schneidelemente 5 kontaktiert sind (Kontaktstellung), verschwenkt werden können. Bei der in Fig. 2 dargestellten elektrischen Klemme 1 befindet sich das rechte Betätigungselement 4 in der Einführstellung, während sich das linke Betätigungselement 4 in der Kontaktstellung befindet.

Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, daß sich die Betätigungselemente 4 mit Teilen ihrer bogenförmigen Stirnseiten 7 an korrespondierenden Auflageflächen 8 im Inneren des Gehäuses 2 abstützen. Zusätzlich ist bei den dargestellten Aus-

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führungsbeispielen an einer Seitenfläche 9 der Betätigungselemente 4 ein Drehzapfen 10 ausgebildet, der in eine korrespondierende Öffnung 11 in der Seitenwand 12 des Gehäuses 2 eingreift. Hierdurch wird zum einen die Drehlagerung des Betätigungselements 4 in dem Gehäuse 2 weiter verbessert, zum anderen ein ungewolltes Herausfallen des Betätigungselements 4 aus dem Gehäuse 2 verhindert.

Zusätzlich zu dem Drehzapfen 10 ist an der Seitenfläche 9 des Betätigungselements 4 noch ein außermittig angeordneter Rastzapfen 13 ausgebildet, der zur

&iacgr;&ogr; Fixierung des Betätigungselements 4 in den beiden Endstellungen dient. Hierzu sind in der Seitenwand 12 des Gehäuses 2 zwei korrespondierende Rastöffhungen 14 ausgebildet, die durch einen kreisbogenförmigen Schlitz 15 miteinander verbunden sind. Da die Breite des Schlitzes 15 etwas kleiner als der Durchmesser des Rastzapfens 13 ist, wird ein ungewolltes Verschwenken des Betätigungselements 4 aus der ersten Endstellung in die zweite Endstellung, oder umgekehrt, verhindert. Gleichzeitig ist jedoch der Kraftaufwand zum - gewollten - Umschwenken des Betätigungselements 4 relativ gering, da aufgrund der Elastizität der Seitenwand 12 des Gehäuses 2 die durch die beiden Rastöffhungen 14 und den Schlitz 15 gebildete Lasche 16 leicht nach außen gebogen werden kann, wodurch der Schlitz 15 die erforderliche Breite erhält.

Insbesondere in Fig. 3 ist ersichtlich, daß an einer Stirnseite 7 des Betätigungselement 4 eine Rippe 17 ausgebildet ist, wobei die Rippe 17 mit der Auflagefläche 8 im Inneren des Gehäuses 2 derart zusammenwirkt, daß die Rippe 17 in der zweiten Stellung des Befestigungselements 4 durch die Auflagefläche 8 nach Innen gedrückt wird, so daß es zu einer Verringerung des Durchmessers der Leiteraufnahme 6 und dadurch zu einer Klemmung eines eingeführten Leiters kommt. Wie der Fig. 3 zu entnehmen ist, ist dabei die Rippe 17 auf der der Leiteraufhahme 6 nahen Stirnseite 7 des Befestigungselements 4 angeordnet. Selbstverständlich ist es auch möglich, wie dies der Fig. 2 entnommen werden kann, an der Stirnseite 7 des Betätigungselements 4 zwei Rippen 17 auszubilden. Dadurch wird dann erreicht, daß die als Langloch ausgebildete Leiteraufhahme 6 über einen größeren Bereich eingedrückt wird, so daß es auch zu einer großflächigeren Klemmung eines eingeführten Leiters kommt.

Der Fig. 3 ist darüber hinaus entnehmbar, daß die Leiteraufnahme 6 in einer Aufnahmetasche 18 endet, wobei die Aufhahrnetasche 18 im montierten Zustand des Betätigungselements 4 in der elektrischen Klemme 1 unterhalb des Schneidelements 5 angeordnet ist. Die Aufnahmetasche 18 dient dabei als Anschlaghilfe für den Monteur beim Einführen eines Leiters in die Leiteraufnahme 6. Ist das Ende des Leiters bis in die Aufnahmetasche 18 eingeführt, so ist sichergestellt, daß beim Verschwenken des Betätigungselements 4 in die Kontaktestellung der Leiter von dem Schneidelement 5 ordnungsgemäß erfaßt und somit die Seele des Leiters elektrisch kontaktiert wird.

Zur einfachen Handhabung ist in dem Betätigungselement 4 nicht nur die Leiteraufnahme 6 sondern zusätzlich noch eine weitere Aufnahme 19 zum Eingriff eines Hilfsmittels vorgesehen. Bei dem Hilfsmittel kann es sich beispielsweise um die Spitze eines Schraubendrehers handeln, der in die Aufnahme 19 eingesteckt wird, so daß dann mit Hilfe des Schraubendrehers das Betätigungselement 4 aus der ersten Stellung in die zweite Stellung, oder umgekehrt, verbracht werden kann. Insgesamt ist somit durch die zuvor beschriebene Lagerung des Befestigungselements 4 in dem Gehäuse 2 und durch die Ausbildung des Befestigungselements 4, insbesondere die Ausbildung der Aufnahme 7 für das Hilfsmittel eine sehr einfache und sichere Handhabung der elektrischen Klemme 1 gegeben.

Schließlich ist insbesondere im Zusammenhang mit der Fig. 2 erkennbar, daß die Betätigungselemente 4 derart ausgebildet und in dem Gehäuse 2 angeordnet sind, daß eine optische Unterscheidung der Einführstellung von der Kontaktstellung einfach möglich ist. Bei dem in Fig. 2 rechts dargestellten Betätigungselement 4, das sich in der Einführstellung befindet, steht der obere Rand 20 des Betätigungselements 4 deutlich über den oberen Rand des Gehäuses 2 über. Im Unterschied dazu ist bei dem in Fig. 2 links dargestellten Betätigungselement 4, das in der Kontaktstellung verrastet ist, der obere Rand 20 des Betätigungselement 4 bündig zu dem oberen Rand des Gehäuses 2. Damit kann der Monteur auch optisch die jeweilige Stellung des Betätigungselements 4 leicht erkennen.

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Claims

1. Elektrische Klemme in Schneid-Anschlußtechnik, insbesondere zum Aufrasten auf eine Tragschiene, mit einem Gehäuse (2), mit Anschlüssen für isolierte Leiter, mit mindestens einer Stromschiene (3), mit mindestens zwei Betätigungselementen (4) und mit mindestens zwei Schneidelementen (5), wobei die Betätigungselemente (4) relativ zu den Schneidelementen (5) in der elektrischen Klemme (1) drehbar angeordnet sind und jeweils eine für die anzuschließenden Leiter vorgesehene Leiteraufnahme (6) aufweisen und die Schneidelemente (5) den elektrischen Kontakt eines in die Leiteraufnahme (6) eingesteckten Leiters mit der Stromschiene (3) herstellen, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Betätigungselemente (4) mit Teilen ihrer bogenförmigen Stirnseiten (7) an korrespondierenden Auflageflächen (8) im Inneren des Gehäuses (2) abstützen.

2. Elektrische Klemme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungselemente (4) zusätzlich mittels eines an mindestens einer Seitenfläche (9) ausgebildeten Drehzapfens (10) in einer korrespondierenden Öffnung (11) in der Seitenwand (12) des Gehäuses (2) drehbar gelagert sind.

3. Elektrische Klemme nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungselemente (4) in einer ersten Stellung, in der das Einstecken eines ankommenden Leiters möglich ist (Einführstellung), und in einer zweite Stellung, in der der Leiter durch das Schneidelement (5) kontaktiert ist (Kontaktstellung), verrastbar sind.

4. Elektrische Klemme nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens einer Seitenfläche (9) der Betätigungselemente (4) jeweils ein außermittig angeordneter Rastzapfen (13) und in der Seitenwand (12) des Gehäuses (2) zwei korrespondierende Rastöffnungen (14) ausgebildet sind.

5. Elektrische Klemme nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Rastöffnungen (14) in der Seitenwand (12) des Gehäuses (2) durch einen Schlitz (15) miteinander verbunden sind.

6. Elektrische Klemme nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitz (15) einen bogenförmigen Verlauf aufweist und die Breite des Schlitzes (15) etwas kleiner als der Durchmesser des Rastzapfens (13) ist.

7. Elektrische Klemme nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an einer Stirnseiten (7) des Betätigungselementes (4) mindestens ein radialer Vorsprung, insbesondere eine Rippe (17), ausgebildet ist, der mit der Auflagefläche (8) im Inneren des Gehäuses (2) derart zusammenwirkt, daß der Vorsprung in der zweiten Stellung des Betätigungselementes (4) durch die Auflagefläche (8) nach Innen gedrückt wird, wodurch es zu einer partiellen Verringerung des Durchmessers der Leiteraufnahme (6) und dadurch zu einer Klemmung des eingeführten Leiters kommt.

8. Elektrische Klemme nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Betätigungselementen (4) jeweils ausgebildete Leiteraufnahme (6) als Langloch ausgebildet ist, wobei das Langloch in einer Aufnahmetasche (18) endet, die unterhalb des Schneidelements (5) angeordnet ist.

9. Elektrische Klemme nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungselemente (4) jeweils eine Aufnahme (19) zum Eingriff eines Hilfsmittels aufweisen und mit dem Hilfsmittel die elektrische Klemme (1) von der ersten Stellung, in der das Einstecken eines ankommenden Leiters möglich ist (Einführstellung), in die zweite Stellung, in der die Leiter durch die Schneidelemente (5) kontaktiert sind (Kontaktstellung) geführt werden kann.

10. Elektrische Klemme nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungselemente (4) derart in dem Gehäuse (2) angeordnet sind, daß eine optische Unterscheidung der Einführstellung von der Kontaktstellung möglich ist, insbesondere dadurch, daß der obere Rand (20) des Betätigungselements (4) in der Einführstellung deutlich über dem oberen Rand des Gehäuses (2) übersteht.