DE10261536A1

DE10261536A1 - Anschluß- und Verbindungsklemme für elektrische Leiter

Info

Publication number: DE10261536A1
Application number: DE10261536A
Authority: DE
Inventors: Konrad Stromiedel
Original assignee: Wago Verwaltungs GmbH
Current assignee: Wago Verwaltungs GmbH
Priority date: 2002-12-23
Filing date: 2002-12-23
Publication date: 2004-07-01
Anticipated expiration: 2022-12-24
Also published as: JP4389246B2; DE10261536B4; EP1434307A1; TWI278155B; PL364197A1; JP2004207247A; TW200427157A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anschluß- und Verbindungsklemme für elektrische Leiter mit mindestens zwei Klemmstellen, die in verschiedenen Höhenebenen angeordnet sind. Die Klemme arbeitet mit nur einem Stück Federbandmaterial, dessen Endstücke jeweils eine der Klemmstellen bilden. Es wird vorgeschlagen, eine im wesentlichen plane und in etwa senkrecht zu den Höhenebenen ausgerichtete, in sich steife, stromleitende Platte mit Fensteröffnungen zu verwenden (sogenannte Stromleitplatte) und das Federbandmaterial derart in einer Fensteröffnung der Stromleitplatte zu positionieren, daß es beidseitig von der Stromleitplatte abläuft und sich die Endstücke des Federbandmaterials in die höhergelegenen Fensteröffnungen der Stromleitplatte zur Bildung dortiger Klemmstellen hineinerstrecken.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anschluß- und Verbindungsklemme für elektrische Leiter mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1.
Solche Klemmen sind aus der DE 197 10 306 C2 bekannt. Sie besitzen zwei Klemmstellen, die oberhalb einer Grundebene in verschiedenen Höhenebenen angeordnet sind, und sie weisen einen Klemmfedereinsatz auf, der in einem Stück aus einem flachen Bandmaterial aus Federstahlblech geformt ist (= Federbandmaterial), wobei das Federbandmaterial zwei Endstücke besitzt, die in Form von Blattfederenden die beiden Klemmstellen für das Anschließen von elektrischen Leitern bilden.
Es wird verlangt, daß die Herstellungskosten solcher Klemmen gering sind (Massenprodukt). Das verbietet aufwendige Konstruktionen und einen zu hohen Materialverbrauch für das in einem Stück auszuformende Federbandmaterial. Bei den aus der DE 197 10 306 C2 bekannten Klemmen wurde deshalb aus Kostengründen auf die Verwendung einer Stromschiene oder eines sonstigen stromführenden Kontaktrahmens verzichtet, wie sie üblicherweise aus einer elektrisch gut leitfähigen Kupferlegierung relativ aufwendig und teuer herzustellen sind. Statt dessen verwenden die bekannten Klemmen Klemmstellen für das Anschließen von elektrischen Leitern, die direkt zwischen den beiden Endstücken des Federbandmaterials und jeweils zugeordneten Gegenflächen am Isolierstoffgehäuse gebildet sind. Diese Bauart wirft bei höheren Strömen Probleme auf, da allein das Federbandmaterial die Stromleitung übernehmen muß und zudem die Stromleitungswege über das Federbandmaterial relativ lang sind.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Klemme mit möglichst mehr als zwei Klemmstellen zu entwickeln, die gleichwohl alle kostengünstig mit nur einem Stück Federbandmaterial zu realisieren sind, und bei der möglichst kurze Stromleitungswege eingehalten werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in etwa senkrecht zur Grundebene der Klemme eine im wesentlichen plan sich erstreckende, in sich steife, stromleitende Platte positioniert ist, die in verschiedenen Höhenebenen Fensteröffnungen aufweist (nachfolgend Stromleitplatte genannt), und daß das Federbandmaterial in der Grundebene durch eine Fensteröffnung der Stromleitplatte hindurchgeführt ist und in dieser Fensteröffnung lagefixiert ist, wobei sich das Federbandmaterial ausgehend von seinem lagefixierten Bereich zu beiden Seiten der Stromleitplatte mit seinen Endstücken jeweils in höhergelegene Fensteröffnungen der Stromleitplatte hineinerstreckt derart, daß die Endstücke mit den oberen Randkanten der Fensteröffnungen jeweils eine Klemmstelle für das Anschließen eines elektrischen Leiters bilden.
Die Lehre der Erfindung ermöglicht, eine Stromleitplatte mit sehr kurzen Stromleitungswegen herzustellen. In Kombination mit den Endstücken des beidseitig von der Stromleitplatte ablaufenden Federbandmaterials werden direkt in den Fensteröffnungen der Stromleitplatte Klemmstellen für die anzuschließenden elektrischen Leiter gebildet. Die Stromleitungswege zwischen den Fensteröffnungs-Klemmstellen sind extrem kurz. Eine solche Stromleitplatte ist sehr kostengünstig herstellbar, da sie mit einer geringstmöglichen Flächenerstreckung senkrecht zur Grundebene der Klemme verläuft und im wesentlichen plan ausgebildet ist. Sie kann problemlos aus einem in sich steifen Materialblech ausgestanzt werden. Die dabei zugleich ausgestanzten Fensteröffnungen verringern den Materialverbrauch, da das Material der ausgestanzten Fensterflächen recycled wird. Die Stromleitplatte selbst kann z. B. aus einer der üblichen, für Stromleitzwecke optimierten Kupferlegierungen bestehen, aber die spezielle, kompakte Bauart der neuen Stromleitplatte mit ihren kurzen Stromleitungswegen ermöglicht es auch, diese in kostengünstigster Weise aus einer Stahllegierung mit einer Oberflächenbeschichtung (z. B. durch Verzinnen oder Verkupfern) herzustellen.
Die Fensteröffnungen in der Stromleitplatte befinden sich in verschiedenen Höhenebenen oberhalb der Grundebene der Klemme. Gemäß Anspruch 3 können in einer Höhenebene auch zwei oder mehrere Fensteröffnungen nebeneinander angeordnet sein. Das hängt von der vorgegebenen, d. h. von der für einen bestimmten Anwendungsfall zulässigen Breite der Klemme ab sowie von der Breite des Federbandmaterials, das die voneinander unabhängig funktionierenden Endstücke des Federbandmaterials zur Verfügung stellen muß, die jeweils in eine der nebeneinander angeordneten Fensteröffnungen eingreifen. Anhand der nachfolgenden Zeichnungen wird deutlich, daß es nicht zwingend ist, daß immer nur ein Endstück des Federbandmaterials in eine Fensteröffnung eingreift, sondern daß auch eine etwas breitere Fensteröffnung dazu dienen kann, daß zwei auf gleicher Höhenebene eng benachbarte Endstücke das Federbandmaterial in dieselbe Fensteröffnung eingreifen.
Der senkrecht zur Grundebene gemessene Abstand der Höhenebenen voneinander soll so gering als möglich sein. Das verkürzt die Stromleitungswege in der Stromleitplatte, verringert den Materialverbrauch sowohl für die Herstellung der Stromleitplatte als auch für das Federbandmaterial und reduziert deutlich die Insgesamt-Bauhöhe der Klemme.
Die neu entwickelte Form des Federbandmaterials, das sich ausgehend von seinem in der Stromleitplatte lagefixierten Bereich zu beiden Seiten der Stromleitplatte jeweils mit Endstücken in die höhergelegenen Fensteröff nungen der Stromleitplatte hineinerstreckt, ist gekennzeichnet durch die geringstmögliche Länge des Bandmaterials. Dies deshalb, da sich die Längen der beidseitig von der Stromleitplatte ablaufenden Federarme des Federbandmaterials auf das funktionsnotwendige Minimum beschränken, ohne daß das Federbandmaterial nicht-funktionsgenutzte Konstruktionsabstände überbrücken muß.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung nach Anspruch 4 ist vorgesehen, daß aus dem lagefixierten Bereich des Federbandmaterials mindestens eine federnde Zunge freigestanzt ist, die sich in eine unterhalb der Grundebene positionierte Fensteröffnung der Stromleitplatte hineinerstreckt, so daß die federnde Zunge mit der unteren Randkante der Fensteröffnung eine Klemmstelle für das Anschließen eines elektrischen Leiters bildet.
Solch ein zusätzlicher Anschluß unterhalb der Grundebene der Klemme kann z. B. für einen PE-Anschluß genutzt werden, wie dies die nachfolgenden Zeichnungen genauer zeigen, oder der zusätzliche Anschluß kann im Falle der Verwendung der Klemme als Vorschaltgeräteklemme oder als Leuchtenklemme z. B. für den Anschluß eines Entstörkondensators dienen. Letztendlich und grundsätzlich ist ein solcher zusätzlicher Anschluß unterhalb der Grundebene der Klemme immer von zusätzlichem Vorteil, da er einen zusätzlichen steckbaren elektrischen Leiter aufnehmen oder z. B. für den Anschluß eines Steckkontaktes eines elektrischen Gerätes o. dgl. genutzt werden kann.
Auch das Merkmal der in sich steifen Stromleitplatte ist – für sich betrachtet – von besonderem Vorteil. Die Steifheit stabilisiert nicht nur die Klemme insgesamt, sondern sie bietet auch die Möglichkeit, an der steifen Stromleitplatte z.B. einen Betätigungsdrücker für das funktionsgerechte Öffnen einzelner oder aller Klemmstellen verschiebbar zu lagern. Zudem kann nach Anspruch 6 vorgesehen sein, das untere Ende der Stromleitplatte, das sich unterhalb der Grundebene befindet, in Form einer in sich steifen Steckfahne auszubilden oder diesem Ende der Stromleitplatte z.B. die Form von Lötanschlußstiften zu geben. Derartige Ausbildungen des unteren Endes der Stromleitplatte ermöglichen eine problemlose Montage der Klemme z. B. durch einfaches Anstecken an ein elektrisches Gerät oder z.B. durch Einlöten in die Leiterbahnen einer gedruckten Schaltung.
Der erfindungsgemäße Klemmentyp kann sowohl mit als auch ohne ein Isolierstoffgehäuse gebaut und/oder verwendet werden.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
1 bis 3 eine erste Ausführungsform,
4 und 5 eine zweite Ausführungsform,
6 und 7 zwei weitere Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Klemme.
Die 1 bis 3 zeigen eine Stromleitplatte 10 mit zwei kleineren, nebeneinander in einer Höhenebene angeordneten Fensteröffnungen 11 und 12 und mit einer größeren Fensteröffnung 13 in einer Höhenebene, die unterhalb der vorgenannten Höhenebene für die beiden kleineren Fensteröffnungen liegt. Beide Höhenebenen sind durch die geschlossenen, nicht mit einem elektrischen Leiter belegten Klemmstellen definiert, die zwischen den jeweils oberen Randkanten 11a, 12a, 13a der Fensteröffnungen 11, 12, 13 und den Endstücken 14, 15, 16, 17 des Federbandmaterials 18 gebildet sind.
Gemäß Anspruch 5 sind die Randkanten 11a, 12a, 13a, die die Klemmstellen bilden, aus der im wesentlichen planen Ebene der Stromleitplatte 10 in Form von Anlaufschrägen herausgestellt derart, daß sie mit der ihnen zugewandten Erstreckungsoberfläche der Endstücke 14, 15, 16, 17 des Federbandmaterials 18 jeweils einen Einlauftrichter für das Anschließen eines elektrischen Leiters 19, 20 bilden.
Das Federbandmaterial 18 ist in einem Stück aus einem flachen Federstahlblech hergestellt und besitzt die in Form von Blattfederenden ausgebildeten Endstücke 14, 15, 16, 17. Das Stück Federbandmaterial 18 ist durch die Fensteröffnung 13 hindurchgeführt und ist etwa mit seinem mittleren Teil in der Nähe der unteren Randkante der Fensteröffnung 13 in dieser Fensteröffnung lage-fixiert derart, daß die außen liegenden Randkanten des Federbandmaterials mit einer Preßpassung in dafür speziell ausgeformte Randausnehmungen 21 der Fensteröffnung ein-gepreßt sind. Das ist nur ein Ausführungsbeispiel einer Lagefixierung des Federbandmaterials in der Fensteröffnung 13. Andere Arten von Lagefixierungen sind ebenfalls möglich, beispielsweise durch Verrastung oder durch Verstemmen des Randmaterials der Fensteröffnung. Die Durchführungsebene des etwa mittleren Teils des Federbandmaterials durch die Fensteröffnung 13 bzw. die Position der Lagefixierung des Federbandmaterials in der Fensteröffnung 13 definiert die sogenannte Grundebene der dargestellten Klemme.
Insbesondere aus 1 werden wesentliche Vorteile der neuen Klemme deutlich. Die kurze vertikale Erstreckung der Stromleitplatte 10 gewährleistet kurze Stromleitungswege zwischen den Klemmstellen. Das Federbandmaterial 18 mit seinen beidseitig von der Stromleitplatte 10 ablaufenden Federarmen, die in den Endstücken 14, 15, 16, 17 enden, durchläuft keine unnötigen, nichtfunktionsgenutzten Konstruktionsabstände, sondern ist voll funktionsgerecht nur für seine eigentliche Aufgabe bemessen, nämlich die der Aufbringung einer Klemmkraft auf einen in die jeweilige Klemmstelle eingeführten elektrischen Leiter. Daraus resultiert insgesamt eine sehr kompakte Bauweise der neuen Klemme mit einer nur geringen Insgesamt-Bauhöhe.
Die 4 und 5 zeigen eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Klemme. Sie hat alle vorgenannten, zu der ersten Ausführungsform gemäß den 1 bis 3 beschriebenen Merkmale, jedoch ist gemäß Anspruch 4 zusätzlich aus dem lagefixierten Bereich des Federbandmaterials eine federnde Zunge 22 freigestanzt, die sich in eine unterhalb der Grundebene der Klemme positionierte Fensteröffnung 23 hineinerstreckt (bei diesem Ausf ührungsbeispiel ist das eine nach oben offene, U-förmige Fensterausnehmung bzw. Fensteröffnung). Die federnde Zunge 22 bildet mit der unteren Randkante 24 der Fensteröffnung eine Klemmstelle für das Anschließen eines elektrischen Leiter.
Der gemäß 5 in die Klemmstelle 22/24 eingeführte elektrische Leiter ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Steckkontakt 25 eines PE-Anschlußkontaktes 26, der wahlweise mit der neuen Klemme elektrisch und mechanisch verbunden werden kann, wenn die neue Klemme als PE-Anschlußklemme verwendet werden soll.
In 6 ist ein drittes Ausf ührungsbeispiel der Erfindung dargestellt, bei dem die neue Klemme zusätzlich zu den anhand der 1 bis 3 beschriebenen Merkmalen eine Steckfahne 27 aufweist, die aus dem unteren Ende der Stromleitplatte herausgebildet ist. Eine solche Ausführungsform der neuen Klemme kann unmittelbar in eine Steckaufnahme (Steckbuchse) einer elektrischen Anordnung oder eines elektrischen Gerätes eingesteckt werden.
7 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Klemme, bei der im Vergleich zu der Klemme gemäß 6 die dort vorhandene Steckfahne durch zwei Lötanschlußstifte 28 ersetzt ist.

Claims

Anschluß- und Verbindungsklemme für elektrische Leiter – mit mindestens zwei Klemmstellen, die oberhalb einer Grundebene in verschiedenen Höhenebenen angeordnet sind, – und mit einem Klemmfedereinsatz, der in einem Stück aus einem flachen Bandmaterial aus Federstahlblech geformt ist (= Federbandmaterial), – wobei das Federbandmaterial mindestens zwei Endstücke besitzt, die in Form von Blattfederenden die mindestens zwei Klemmstellen bilden, dadurch gekennzeichnet, – daß in etwa senkrecht zur Grundebene eine im wesentlichen plan sich erstreckende, in sich steife, stromleitende Platte (10) positioniert ist, die in verschiedenen Höhenebenen Fensteröffnungen (11, 12, 13) aufweist (nachfolgend Stromleitplatte 10 genannt), – daß das Federbandmaterial (18) in der Grundebene durch eine Fensteröffnung (13) der Stromleitplatte (10) hindurchgeführt ist und in dieser Fensteröffnung lagefixiert ist, – und daß sich das Federbandmaterial ausgehend von seinem lagefixierten Bereich zu beiden Seiten der Stromleitplatte (10) mit seinen Endstücken (14, 15, 16, 17) jeweils in höhergelegene Fensteröffnungen (11, 12, 13) der Stromleitplatte hineinerstreckt derart, daß die Endstücke mit den oberen Randkanten (11a, 12a, 13a) der Fensteröffnungen jeweils eine Klemmstelle für das Anschließen eines elektrischen Leiters (19, 20) bilden.
Klemme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, – daß die Stromleitplatte aus einer kostengünstigen Stahllegierung besteht, die mit einer elektrisch gut leitfähigen Oberflächenbeschichtung versehen ist.
Klemme nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, – daß in einer Höhenebene mindestens zwei Fensteröffnungen (11, 12) nebeneinander angeordnet sind, in die sich jeweils ein Endstück (14, 15) des Federbandmaterials hineinerstreckt.
Klemme nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, – daß aus dem lagefixierten Bereich des Federbandmaterials mindestens eine federnde Zunge (22) freigestanzt ist, die sich in eine unterhalb der Grundebene positionierte Fensteröffnung (23) der Stromleitplatte hineinerstreckt derart, daß die federnde Zunge mit der unteren Randkante (24) der Fensteröffnung (23) eine Klemmstelle für das Anschließen eines elektrischen Leiters bildet.
Klemme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, – daß die Randkanten (11a, 12a, 13a) der Fensteröffnungen (11, 12, 13) , die die Klemmstellen bilden, aus der im wesentlichen planen Ebene der Stromleitplatte (10) in Form einer Anlaufschräge herausgestellt sind derart, daß sie mit der Erstreckungsoberfläche der Endstücke (14, 15, 16, 17) des Federbandmaterials (18) oder der federnden Zunge des Federbandmaterials einen Einlauftrichter für das Anschließen eines elektrischen Leiters bilden.
Klemme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, – daß das untere Ende der Stromleitplatte, das sich unterhalb der Grundebene befindet, die Form einer Steckfahne (27) oder die Form von Lötanschlußstiften ( 28) aufweist.