Klemmeinheit und Anschlussvorrichtung mit einer solchen Klemmeinheit

Abstract

 Klemmeinheit (1, 1', 1 ", 1"') für elektrische Leiter (8), mit
einem Käfig (2) mit mindestens einer Seitenwand (2a), die mit wenigstens einer Stirnwand (2b) verbunden ist;
einer separaten oder einteilig mit dem Käfig ausgebildeten Stromschiene (4) mit einem Kontaktabschnitt (4a) und vorzugsweise einem Fußabschnitt (4b); und einem Klemmbalken (5) mit mindestens einer Klemmkante (5a), die dem Kontaktabschnitt (4a) gegenübersteht, und
mindestens einem auf den Klemmbalken einwirkenden Federelement (7, 7', 7", 7"'), wobei zumindest die Stirnwand (2b) und die mindestens eine Seitenwand (2a) des Käfigs (2), der Klemmbalken (5), der Kontaktabschnitt (4a) und vorzugsweise der Fußabschnitt (4b) der Stromschiene (4) einen Innenraum (3) festlegen,
dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Federelement (7, 7', 7", 7"') innerhalb des Innenraums (3) in dem Käfig (2) angeordnet ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Klemmeinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Anschlussvorrichtung mit einer solchen Klemmeinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 11.

[0002] In Anschlussvorrichtungen zum Anschluss bzw. einer Kontaktierung eines elektrischen Leiters wird eine derartige Klemmeinheit verwendet. In einer Klemmstellung ist ein abisolierter oder blanker elektrischer Leiter mit einer Stromschiene über eine Klemmkante eines Klemmelementes mittels Federkraft in elektrisch leitende Verbindung gebracht. Dazu wird das anzuschließende Leiterende in die Anschlussvorrichtung eingeführt. Die Anschlussvorrichtung kann zur leichten Einführung des Leiters und auch zum Herausziehen desselben durch eine Betätigungseinrichtung geöffnet werden.

[0003] Im Bereich dieser Anschlussvorrichtungen und Klemmeinheiten besteht ein ständiger Bedarf zur Optimierung des Bauraumbedarfs bei niedrigen Herstellkosten und hoher Kontaktierungssicherheit.

[0004] Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Klemmeinheit und eine verbesserte Anschlussvorrichtung zu schaffen.

[0005] Diese Aufgabe wird durch eine Klemmeinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch eine Anschlussvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst.

[0006] Die Klemmeinheit vereinigt die Vorteile einer so genannten Push-In Klemmfeder mit einer geringen Baubreite bei guter Kontaktierungssicherheit, indem mindestens ein ergänzendes Federelement innerhalb des definierten Innenraums des (Klemm-) Käfigs (an der von der Leitereinführseite abgewandten Seite des Klemmbalkens) angeordnet ist. Bei dem Stand der Technik wurde dagegen der Klemmbalken selbst in V-Form federnd ausgebildet. Gegenüber diesem Stand der Technik wird durch die Erfindung - bezogen auf den jeweiligen Leiterquerschnitt - eine verkleinerte, insbesondere in einer x-Richtung senkrecht zur Leitereinführrichtung ("z" in Figur 2) "kürzere" Bauform realisierbar, was weiter unten anhand Figur 16 noch näher erläutert werden wird.

[0007] In einer bevorzugten Ausführung weist der Klemmbalken einen der Klemmkante gegenüber liegenden Schwenkabschnitt auf, mit welchem er in der Stirnwand des Käfigs in den Innenraum hinein verschwenkbar angebracht ist. Dies ergibt eine einfache Bauweise. Der Käfig kann aus Metall als Stanzbiegeteil hergestellt sein, wobei eine Aufnahme für den Schwenkabschnitt in einfacher Weise gestanzt sein kann. Außerdem ist eine einfache Montage durch Einstecken des Klemmbalkens möglich.

[0008] Dabei kann das Federelement jeweils mit dem Klemmbalken und mit dem Käfig mindestens abschnittsweise in Kontakt stehen. Mit anderen Worten, das Federelement kann eine Fläche aufweisen, welche an der Unterseite des Klemmbalkens anliegt. Diese Anlage kann aber auch eine Kontaktlinie oder ein Kontaktpunkt sein. Außerdem kann diese Anlage in jeder Schwenklage des Klemmbalkens an der gleichen oder im Wesentlichen gleichen Lage sein oder die Lage verändern, d.h. der Abschnitt des Federelementes und der Klemmbalken können sich relativ zueinander bewegen und verschieben.

[0009] In einer weiteren Ausführung kann das Federelement einen Schwenkabschnitt aufweisen, mit welchem es in der Stirnwand des Käfigs verschwenkbar angebracht ist. So kann z.B. die gleiche Ausnehmung der Stirnwand zur Aufnahme des Schwenkabschnitts des Klemmbalkens als des Federelementes dienen.

[0010] In einer alternativen Ausführung kann das Federelement mit dem Klemmbalken einstückig ausgebildet sein, wodurch eine Teilreduzierung ermöglicht ist.

[0011] In einer Ausführung kann das Federelement eine Z-förmige Gestalt mit einem geraden Federdruckabschnitt und einem dazu im Wesentlichen parallelen Auflagerabschnitt aufweisen, welche über einen geraden Verbindungsabschnitt über jeweils einen Bogenabschnitt verbunden sind.

[0012] In einer alternativen Ausführung kann das Federelement eine L-förmige Gestalt mit einem geraden Federdruckabschnitts und einem dazu im Wesentlichen senkrechten Verbindungsabschnitt aufweisen, welcher über zwei gegenläufige Bogenabschnitte an dem Federdruckabschnitt angebracht ist.

[0013] In einer weiteren alternativen Ausführung kann das Federelement eine aufgeweitete U-förmige Gestalt mit einem kurzen Federdruckabschnitt aufweisen, welcher über einen Bogenabschnitt an einem Ende eines gerader Verbindungsabschnitts angebracht ist, der über einen weiteren Bogenabschnitt mit einem geraden Auflagerabschnitt verbunden ist.

[0014] Dabei kann der gerade Auflagerabschnitt parallel zum Fußabschnitt der Stromschiene verlaufen und auf dem Fußabschnitt der Stromschiene aufliegen. Damit ergibt sich ein Aufbau für eine einfache Montage.

[0015] In einer anderen Ausführung kann die Stromschiene ohne Fußabschnitt ausgebildet sein, wobei z.B. ein Abschnitt des Käfigs an der Unterseite mindestens einer Seitenwand als Gegenlager für den geraden Auflagerabschnitt dient.

[0016] Ferner ist es möglich, dass der Käfig nur eine Seitenwand aufweist.

[0017] In einer noch weiteren alternativen Ausführung kann das Federelement eine aufgeweitete U-förmige Gestalt mit einem kurzen Federdruckabschnitt aufweisen, welcher über einen Bogenabschnitt an einem Ende eines gebogenen Verbindungsabschnitts angebracht ist, der über einen weiteren Bogenabschnitt mit einem geraden Auflagerabschnitt verbunden ist.

[0018] Hierbei kann der gebogene Verbindungsabschnitts einen wesentlich größeren Bogenradius als jeder der Bogenabschnitte aufweisen, wobei der eine Bogenabschnitt einen kleineren Bogenradius als der weitere Bogenabschnitt aufweisen kann.

[0019] Zudem kann in einer weiteren Ausführung der weitere Bogenabschnitt auf dem Fußabschnitt der Stromschiene aufliegen, wobei sich der gerade Auflagerabschnitt entlang der Stirnwand des Käfigs erstrecken und an der Stirnwand anliegen. Damit werden der Innenraum des Käfigs und die Wände des Käfigs ausgenutzt.

[0020] Die verschiedenen Ausführungen des Federelementes können bei gleicher Ausbildung des Käfigs und des Klemmbalkens einen großen Einsatzbereich der Klemmeinheit ermöglichen. Eine Anpassung an unterschiedliche Klemmkräfte ist somit durch einfaches Einlegen von unterschiedlichen Federelementen bei der Montage möglich.

[0021] Eine Anschlussvorrichtung für elektrische Leiter weist auf:

ein Gehäuse zur Aufnahme einer Klemmeinheit, vorzugsweise mit einem Käfig, einer Stromschiene und einer Einführungsöffnung zur Einführung des elektrischen Leiters in die Klemmeinheit, vorzugsweise in den Käfig; einen schwenkbaren Klemmbalken zur Klemmung und Kontaktierung des elektrischen Leiters an der Stromschiene, vorzugsweise in dem Käfig angeordnet; und mindestens ein Federelement zur Ausübung einer Kraft auf den Klemmbalken, wobei die Klemmeinheit als eine Klemmeinheit wie oben beschrieben ausgebildet ist. Die Klemmeinheit kann auch ohne Käfig in das Gehäuse der Anschlussvorrichtung eingesetzt werden.

[0022] In einer weiteren Ausführung kann die Anschlussvorrichtung eine Betätigungseinrichtung zur Öffnung der Klemmeinheit aufweisen.

[0023] Eine Anreihklemme weist zumindest eine oben beschriebene Anschlussvorrichtung auf.

[0024] Anhand beispielhafter Ausführungen wird die Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigen:

Figur 1-2

schematische Ansichten eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Klemmeinheit in Ruhestellung;

Figur 3

eine schematische Perspektivansicht des ersten Ausführungsbeispiels nach Figur 1 ohne Käfig;

Figur 4

eine schematische Seitenansicht des ersten Ausführungsbeispiels nach Figur 2 vor dem Einführen eines Leiters;

Figur 5-6

schematische Ansichten des ersten Ausführungsbeispiels nach Figur 1 in Klemmstellung;

Figur 7-8

schematische Perspektivansichten eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Klemmeinheit in Ruhestellung;

Figur 9

eine schematische Seitenansicht des zweiten Ausführungsbeispiels nach Figur 7;

Figur 10

eine schematische Seitenansicht des zweiten Ausführungsbeispiels nach Figur 7 vor dem Einführen eines Leiters;

Figur 11

eine schematische Ansicht des zweiten Ausführungsbeispiels nach Figur 7 in Klemmstellung;

Figur 12

eine schematische Seitenansicht eines dritten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Klemmeinheit vor dem Einführen eines Leiters;

Figur 13

eine schematische Ansicht des dritten Ausführungsbeispiels nach Figur 12 in Klemmstellung;

Figur 14

eine schematische Seitenansicht eines vierten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Klemmeinheit in Ruhestellung;

Figur 15

eine schematische Ansicht des vierten Ausführungsbeispiels nach Figur 14 in Klemmstellung; und

Figur 16

eine schematische Seitenansicht von Klemmeinheiten zur Erläuterung eines Vergleichs zum Stand der Technik.

[0025] In den Figuren sind Koordinatensysteme eingetragen, wobei x eine Breitenrichtung, y eine Tiefenrichtung und z eine Höhenrichtung angeben.

[0026] Figur 1 zeigt eine schematische Perspektivansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Klemmeinheit 1 in Ruhestellung, und Figur 2 ist eine schematische Seitenansicht des ersten Ausführungsbeispiels nach Figur 1.

[0027] Mit dem Begriff "Ruhestellung" ist die Stellung bezeichnet, in welcher in der Klemmeinheit 1 kein Leiter eingesteckt und geklemmt ist. "Klemmstellung" bezeichnet dagegen die Stellung, in welcher ein Leiter in der Klemmeinheit 1 eingesteckt und geklemmt ist.

[0028] Die Klemmeinheit 1 umfasst einen Käfig 2, eine Stromschiene 4, einen Klemmbalken 5 und ein Federelement 7. Die Stromschiene kann auch einteilig mit dem Käfig ausgebildet (als einer der Wände des Käfigs) sein, wenn dieser beispielsweise aus gut leitendem Material besteht (hier nicht dargestellt).

[0029] Der Käfig 2 weist zwei parallel gegenüber liegende Seitenwände 2a in x-z-Ebenen auf, welche auf einer Seite (in Figur 1, 2 links) durch eine Stirnwand 2b in der y-z-Ebene verbunden sind. Auf der gegenüber liegenden Seite sind die Seitenwände 2a in der y-z-Ebene in einem mittleren Bereich über ca. 2/3 mit einer Haltewand 2c teilweise verbunden. Die beiden Seitenwände 2a sind an ihren Oberseiten in x-Richtung etwa ¾ ihrer Länge in x-Richtung in Bezug auf einen Bereich an der Oberseite der Stirnwand 2b in z-Richtung etwa 1/10 niedriger als dieser Bereich.

[0030] In einer nicht gezeigten Ausführung weist der Käfig 2 nur eine Seitenwand 2a mit der Stirnwand 2b und der Haltewand 2c auf.

[0031] Die Stirnwand 2b ist in ihrem oberen Bereich mit einer Ausnehmung 2d versehen, welche hier rechteckig ist und sich durch die Stirnwand 2b hindurch in x-Richtung und in γ-Richtung erstreckt. Die Funktion der Ausnehmung 2d wird unten noch näher beschrieben.

[0032] Der Käfig 2 umgibt mit seinen Seitenwänden 2a, seiner Stirnwand 2b und der Haltewand 2c einen Innenraum 3.

[0033] Der Käfig 2 kann ein Stanzbiegeteil aus Metall oder ein Spritzgussteil aus Kunststoff sein. Andere Ausführungen sind natürlich möglich. Es ist auch denkbar, dass ein Kunststoffklemmträger die Aufgaben des Käfigs 2 übernimmt, wenn er entsprechende Konturen/Wandungen aufweist.

[0034] Die Stromschiene 4 ist L-förmig ausgebildet. Ein Schenkel der Stromschiene 4 verläuft in der γ-z-Ebene und ist als Kontaktabschnitt 4a ausgebildet. Sein oberes Ende ist als ein Einführabschnitt 4c nach außen in x-Richtung abgewinkelt. Der Kontaktabschnitt 4a ist im Innenraum 3 zwischen den rechten Kanten der Seitenwände 2a an der Seite der Haltewand 2c angeordnet.

[0035] Der andere Schenkel der Stromschiene 4 ist als Fußabschnitt 4b rechtwinklig vom Kontaktabschnitt 4a in gegenläufige x-Richtung abgewinkelt, verschließt die untere Öffnung des Käfigs 2 und erstreckt sich weiter in gegenläufige x-Richtung über die Stirnwand 2b hinaus. Damit ist der Innenraum 3 bis auf die Oberseite vom Käfig 2 und von der Stromschiene 4 umgrenzt.

[0036] In einer weiteren nicht gezeigten Ausführung weist die Stromschiene 4 keinen Fußabschnitt 4b auf. In diesem Fall ist an der unteren Kante mindestens einer Seitenwand 2a anstelle des Fußabschnitts 4b der Stromschiene 4 ein mit der Seitenwand 2a verbundener Fußabschnitt angebracht, z.B. umgekantet oder angeformt.

[0037] Innerhalb des Innenraums 3 ist in einem oberen Bereich der Klemmbalken 5 schräg von links oben nach rechts unten verlaufend und um eine (hier virtuelle) Schwenkachse 6, die in der γ-Richtung verläuft, in der Ausnehmung 2d verschwenkbar angeordnet. Der Klemmbalken 5 weist ein linkes Ende auf, welches als Schwenkabschnitt 5b korrespondierend mit der Ausnehmung 2d der Stirnwand 2b des Käfigs 2 ausgebildet ist und in der Ausnehmung 2d verschwenkbar aufgenommen ist. Eine Oberseite 5c des Klemmbalkens 5 weist nach oben. Das andere Ende des Klemmbalkens 5 bildet eine Klemmkante 5a und liegt in der gezeigten Ruhestellung an einer Kontaktfläche 4e innerhalb des Innenraums 3 an. Dieser Anlagebereich wird auch als Klemmstelle bezeichnet. Diese Anlage der Klemmkante 5a an der Kontaktfläche 4e der Stromschiene 4 bildet einen Anschlag und eine Grenze des Verschwenkbereichs des Klemmbalkens 5 im Gegenuhrzeigersinn.

[0038] Der Klemmbalken 5 wird von dem Federelement 7 in der Ruhestellung mit seiner Klemmkante 5a gegen die Kontaktfläche 4e gedrückt.

[0039] Das Federelement 7 ist im Innenraum 3 unterhalb des Klemmbalkens 5 angeordnet. Es weist in der Ruhestellung eine Z-förmige Gestalt auf. Es ist mit einem linken oberen Ende eines Federdruckabschnitts 7a, das als Schwenkabschnitt 7e korrespondierend mit der Ausnehmung 2d der Stirnwand 2b des Käfigs 2 ausgebildet ist, ebenfalls wie der Schwenkabschnitt 5b des Klemmbalkens 5 unterhalb dieses Schwenkabschnitts 5b in der Ausnehmung 2d mit aufgenommen.

[0040] Der gerade Federdruckabschnitt 7a erstreckt sich unterhalb des Klemmbalkens 5 parallel zu diesem etwa auf 2/3 seiner Länge und geht dann in einen sich daran anschließenden Bogenabschnitt 7b über. Der Bogenabschnitt 7b weist einen Öffnungswinkel zwischen dem Federdruckabschnitt 7a und einem Verbindungsabschnitt 7g von weniger als 90° im Uhrzeigersinn auf und ist über einen geraden Verbindungsabschnitt 7g mit einem weiteren Bogenabschnitt 7c verbunden. Der Verbindungsabschnitt 7g ist in diesem ersten Ausführungsbeispiel etwa 3/4 so lang wie der Federdruckabschnitt. Der weitere Bogenabschnitt 7c verläuft gegensätzlich zu dem Bogenabschnitt 7b mit ähnlichem Öffnungswinkel zwischen dem Verbindungsabschnitt 7g und einem Auflagerabschnitt 7d und geht in einen geraden Auflagerabschnitt 7d über, dessen Ende auf einer Anlagefläche 4d des Fußabschnitts 4b der Stromschiene 4 nahe am Übergang des Fußabschnitts 4b in den Kontaktabschnitt aufliegt. Der Auflagerabschnitt 7d verläuft in der Ruhestellung annähernd parallel zu dem Federdruckabschnitt 7a.

[0041] Der Federdruckabschnitt 7a liegt mit seiner nach oben weisenden Oberfläche als Druckabschnitt 7f auf der unteren Oberfläche des Klemmbalkens 5 auf, die als Druckfläche 5d bezeichnet ist.

[0042] Das Federelement 7 steht unter einer bestimmten Vorspannung, durch welche der Klemmbalken 5 mit seiner Klemmkante in gegenläufige z-Richtung gegen den Kontaktabschnitt 4a in der Klemmstelle gedrückt wird.

[0043] Das Federelement 7 ist in dem Innenraum 3 innerhalb eines Bereiches angeordnet, welcher von dem Klemmbalken 5, dem Kontaktabschnitt 4a und dem Fußabschnitt 4b der Stromschiene 4, sowie der Stirnwand 2b und den entsprechenden Bereichen der Seitenwände 2a des Käfigs 2 umgrenzt ist.

[0044] In Figur 3 ist eine schematische Perspektivansicht des ersten Ausführungsbeispiels nach Figur 1 ohne Käfig 2 dargestellt.

[0045] Es ist zu erkennen, dass der Schwenkabschnitt 5b des Klemmbalkens 5 in y-Richtung mittig an dem Ende des Klemmbalkens 5 angeordnet ist und etwa die halbe Länge des Klemmbalkens 5 in γ-Richtung ausmacht. Auch der Schwenkabschnitt 7e des Federelementes 7 kann eine ähnliche Form aufweisen.

[0046] Figur 4 zeigt eine schematische Seitenansicht des ersten Ausführungsbeispiels nach Figur 2 vor dem Einführen eines Leiters 8, von dem hier nur ein abisoliertes Ende dargestellt ist.

[0047] Die Klemmeinheit 1 befindet sich noch in der Ruhestellung.

[0048] Der Leiter 8 wird in einer Einführrichtung, die in z-Richtung verläuft, zunächst zwischen den Einführabschnitt 4c, welcher das Einführen des Leiters 8 erleichtert, und dann den Kontaktabschnitt 4a der Stromschiene 4 und die Oberseite 5c des Klemmbalkens 5 eingeführt. Dabei drückt das untere Ende des Leiters 8 auf die Oberseite 5c des Klemmbalkens 5, wobei dieser durch Erhöhung dieses Drucks (oder durch ein nicht gezeigtes Werkzeug oder Betätiger) um die Schwenkachse 6 im Uhrzeigersinn gegen die Federkraft des Federelementes 7 in den Innenraum 3 schwenkt. Beim Stecken des Leiters 8 in die Klemmeinheit 1 wird das Federelement 7 über den Klemmbalken 5 gespannt.

[0049] Den eingeführten und geklemmten Leiter 8 in der Klemmstellung der Klemmeinheit 1 illustrieren Figur 5 in einer schematischen Seitenansicht und Figur 6 in einer schematischen Perspektivansicht des ersten Ausführungsbeispiels nach Figur 1.

[0050] In der Klemmstellung liegt der Leiter 8 an der Kontaktfläche 4e des Kontaktabschnitts 4a der Stromschiene 4 an und wird an diese durch die Klemmkante 5a des Klemmbalkens 5 durch die Federkraft des Federelementes 7 angepresst. Der Klemmbalken 5 ist um die Schwenkachse 6 verschwenkt, ebenso der Federdruckabschnitt 7a des Federelementes 7. Der Bogenabschnitt 7b des Federelementes 7 ist in der Klemmstellung aufgeweitet, d.h. der Öffnungswinkel zwischen dem Federdruckabschnitt 7a und dem Verbindungsabschnitt 7g ist größer als 90°. Gleichzeitig ist der weitere Bogenabschnitt 7c weiter zusammengebogen, wobei der Öffnungswinkel zwischen dem Verbindungsabschnitt 7g und dem Auflagerabschnitt 7d kleiner als 90° ist. Dadurch steht das Federelement 7 unter größerer Vorspannung als in der Ruhestellung.

[0051] Die Klemmkante 5a des Klemmbalkens 5 hat nicht nur die Funktion, den Leiter 8 gegen die Kontaktfläche 4e zu pressen, sondern wirkt auch in Auszugsrichtung (gegenläufig zur z-Richtung) des Leiters 8 dergestalt, das ein Herausziehen des Leiters 8 aus der Klemmeinheit 1 blockiert ist und die Klemmung vergrößert. Eine derartige Selbsthemmung wird durch die oben liegende Schwenkachse 6 und die dazu tiefer liegende Klemmkante 5a bewirkt.

[0052] Die Selbsthemmung wird durch die zu der tiefer liegende Klemmkante 5a höher gelegene Schwenkachse 6 durch die größere Länge in z-Richtung der Stirnwand 2b des Käfigs 2 gegenüber den ausgeklinkten Seitenwänden 2a vergrößert. Dadurch werden bei der Selbsthemmung wirkende Hebelarme in dem Klemmbalken 5 zwischen dem Krafteinleitungsbereich der Federkraft des Federelementes 7 und der Schwenkachse 6 sowie zwischen der Schwenkachse 6 und der Klemmkante 5a möglichst groß.

[0053] In der Klemmstellung ist, wie in Figur 5 zu erkennen ist, nur ein kleiner Abschnitt des Federdruckabschnitts 7f des Federelementes 7 im Übergang zum Bogenabschnitt 7b mit dem Druckabschnitt 5d des Klemmbalkens 5 in einem schmalen Krafteinleitungsbereich in Kontakt.

[0054] In den Figuren 7 und 8 sind schematische Perspektivansichten eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Klemmeinheit 1' in Ruhestellung gezeigt. In Figur 8 ist der Käfig 2 nicht dargestellt. Figur 9 zeigt eine schematische Seitenansicht des zweiten Ausführungsbeispiels nach Figur 7.

[0055] Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom ersten durch den Aufbau des Federelementes 7', welches hier in der Ruhestellung eine umgekehrte L-förmige Gestalt aufweist und in dem Innenraum 3 unterhalb des Klemmbalkens 5 angeordnet ist.

[0056] Das Federelement 7' weist ebenfalls einen Federdruckabschnitt 7'a auf, dessen eines Ende als Schwenkabschnitt 7'e zur Aufnahme in der Ausnehmung 2d der Stirnwand 2b korrespondierend mit der Ausnehmung 2d ausgebildet ist und wie im ersten Ausführungsbeispiel unterhalb des Schwenkabschnitts 5b in der Ausnehmung 2d aufgenommen ist. Der Federdruckabschnitt 7'a bildet den kurzen Schenkel der L-förmigen Gestalt des Federelementes 7' und liegt in der Ruhestellung mit seinem Druckabschnitt 7'f an dem Druckabschnitt 5d der Unterseite des Klemmbalkens 5 an (Figur 9).

[0057] Das andere Ende des Federdruckabschnitts 7'a geht in den Bogenabschnitt 7'b über, der einen Öffnungswinkel von ca. 180°aufweist und sich im Uhrzeigersinn in den Innenraum 3 erstreckt. Das andere Ende des Bogenabschnitts 7'b ist mit einem weiteren, zu dem Bogenabschnitt 7'b gegenläufigen Bogenabschnitt 7'c verbunden, welcher gegen den Uhrzeigersinn gebogen verläuft und einen Öffnungswinkel von etwa 45° aufweist. Sein anderes Ende ist mit einem geraden Verbindungsabschnitt 7'g im Wesentlichen rechtwinklig verbunden, und somit senkrecht zum Federdruckabschnitt 7'a (und somit auch zum Klemmbalken 5 in dieser Ruhestellung) verläuft und an seinem anderen Ende in einen bogenförmigen Auflagerabschnitt 7'd mit einem Öffnungswinkel von ca. 90°, gebogen gegen den Uhrzeigersinn, übergeht. Dieser bogenförmigen Auflagerabschnitt 7'd liegt in der Ruhestellung an einer Innenfläche 2e der Stirnwand 2b des Käfigs 2 an.

[0058] In der Ruhestellung dieses zweiten Ausführungsbeispiels liegt die Klemmkante 5a ebenfalls wie im ersten Ausführungsbeispiel an der Klemmfläche 4e des Kontaktabschnitts 4a der Stromschiene 4 an.

[0059] Figur 10 zeigt eine schematische Seitenansicht des zweiten Ausführungsbeispiels nach Figur 7 vor dem Einführen des Leiters 8, und Figur 11 stellt eine schematische Ansicht des zweiten Ausführungsbeispiels nach Figur 7 in Klemmstellung mit dem eingesteckten Leiter 8 dar.

[0060] Das Einstecken des abisolierten Endes des Leiters 8 erfolgt wie beim ersten Ausführungsbeispiel beschrieben. Dabei wird das Federelement 7' gespannt, indem sich der Auflagerabschnitt 7'd an der Innenfläche 2e der Stirnwand 2b des Käfigs 2 abstützt. Gleichzeitig werden die Bogenabschnitte 7'b und 7'c aufgeweitet und erzeugen die Federkraft, welche auf den Klemmbalken 5 zur Klemmung des Leiters 8 über die Klemmkante 5a gegen die Klemmfläche 4e des Kontaktabschnitts 4a der Stromschiene 4 einwirkt.

[0061] In Figur 11 ist eine Variante des Federelementes 7' gezeigt, wobei der bogenförmige Auflagerabschnitt 7'd in einen weiteren Endbogenabschnitt 7'h übergeht. Der bogenförmige Auflagerabschnitt 7'd und der weitere Endbogenabschnitt 7'h weisen gleiche Öffnungswinkel, d.h. einen gemeinsamen Öffnungswinkel von ca. 180°, und Radien mit einem gemeinsamen Mittelpunkt auf, der durch das strichpunktierte Kreuz angegeben ist.

[0062] Figuren 12 und 13 zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Klemmeinheit 1 " jeweils in einer schematischen Seitenansicht vor dem Einführen eines Leiters und in Klemmstellung (Figur 13).

[0063] Auch das dritte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom ersten und zweiten durch den Aufbau des Federelementes 7".

[0064] Das Federelement 7" weist in der Ruhestellung eine aufgeweitete U-förmige Gestalt auf und ist ebenfalls in dem Innenraum 3 unterhalb des Klemmbalkens 5 angeordnet.

[0065] Ein Federdruckabschnitt 7"a des Federelementes 7" ist hier sehr kurz an dem zur Stirnwand 2b weisenden Ende eines Bogenabschnitts 7"b mit einem Öffnungswinkel von ca. 90° angeordnet. Der Druckabschnitt 7"f ist auf der dem Klemmbalken 5 zugewandten Seite des Federdruckabschnitts 7"a und des Bogenabschnitts 7"b angeordnet. Das Federelement 7" weist keinen Schwenkabschnitt auf und ist nicht in der Ausnehmung 2d der Stirnwand 2b aufgenommen. Nur der Schwenkabschnitt 5b des Klemmbalkens 5 ist in der Ausnehmung 2d in der Schwenkachse 6 angeordnet.

[0066] Das andere Ende des Bogenabschnitts 7"b ist ein Schenkel der U-förmigen Gestalt und als gerader Verbindungsabschnitt 7"g ausgebildet. Der Verbindungsabschnitt 7"g verläuft in einem Winkel kleiner als 90° zum Klemmbalken 5 nach links unten zur Stirnwand 2b des Käfigs 2 in den Innenraum 3 hinein und geht in einen weiteren Bogenabschnitt 7"c über, welcher gegen den Uhrzeigersinn gebogen verläuft und einen Öffnungswinkel zwischen dem Verbindungsabschnitt 7"g und dem Auflagerabschnitt 7"d von weniger als 180° aufweist. Sein anderes Ende ist mit einem geraden Auflagerabschnitt 7"d verbunden, der parallel zum Fußabschnitt 4b der Stromschiene 4 verläuft und mit einer unteren Auflagefläche 7"i auf der Anlagefläche 4d des Fußabschnitts 4b der Stromschiene 4 aufliegt. Die Länge dieser Auflage beträgt etwa 3/4 der Länge der Anlagefläche 4d. Der Auflagerabschnitt 7"d des Federelementes 7" bildet den anderen Schenkel der U-förmigen Gestalt des Federelementes 7".

[0067] In der Ruhestellung dieses dritten Ausführungsbeispiels liegt die Klemmkante 5a ebenfalls wie im ersten und zweiten Ausführungsbeispiel an der Klemmfläche 4e des Kontaktabschnitts 4a der Stromschiene 4 an.

[0068] Figur 13 zeigt eine schematische Seitenansicht des dritten Ausführungsbeispiels nach Figur 12 mit dem eingesteckten Leiter 8 in Klemmstellung der Klemmeinheit 1".

[0069] Das Einstecken des abisolierten Endes des Leiters 8 erfolgt wie beim ersten und zweiten Ausführungsbeispiel. Dabei wird das Federelement 7" gespannt, indem sich der Auflagerabschnitt 7"d an der Anlagefläche 4e des Fußabschnitts 4b der Stromschiene 4 abstützt, wobei der Bogenabschnitt 7"c aufgeweitet wird und die Federkraft erzeugt, welche auf den Klemmbalken 5 zur Klemmung des Leiters 8 über die Klemmkante 5a gegen die Klemmfläche 4e des Kontaktabschnitts 4a der Stromschiene 4 einwirkt. Bei dieser Aufweitung des Bogenabschnitts 7"c wird dessen Öffnungswinkel von 180° vergrößert, da sich der Federdruckabschnitt 7"a und der Bogenabschnitt 7"b an der Unterseite des Klemmbalkens 5 auf seinem Druckabschnitt 5d in Richtung auf die Schwenkachse 6 zu bewegen. Ein Teil der Außenbogenfläche des weiteren Bogenabschnitts 7"c kann im Übergang zum Verbindungsabschnitt 7"g an der Innenfläche 2e der Stirnwand 2b des Käfigs 2 anliegen.

[0070] In den Figuren 14 und 15 ist ein viertes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Klemmeinheit 1"' jeweils in einer schematischen Seitenansicht in Ruhestellung und in Klemmstellung (Figur 15) dargestellt.

[0071] Auch das vierte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom ersten, zweiten und dritten durch den Aufbau des Federelementes 7"'.

[0072] Das Federelement 7'" weist in der Ruhestellung auch eine U-förmige Gestalt mit einem langen, geraden Schenkel und einem kürzeren, gebogenen Schenkel auf und ist auch in dem Innenraum 3 unterhalb des Klemmbalkens 5 angeordnet.

[0073] Ein Federdruckabschnitt 7"'a des Federelementes 7'" ist hier ähnlich dem dritten Ausführungsbeispiel an dem zur Stirnwand 2b weisenden Ende eines Bogenabschnitts 7"'b mit einem Öffnungswinkel von ca. 45° angeordnet. Der Druckabschnitt 7"'f ist auf der dem Klemmbalken 5 zugewandten Seite des Bogenabschnitts 7"'b angeordnet. Auch dieses Federelement 7'" des vierten Ausführungsbeispiels weist keinen Schwenkabschnitt auf und ist nicht in der Ausnehmung 2d der Stirnwand 2b aufgenommen. Nur der Schwenkabschnitt 5b des Klemmbalkens 5 ist in der Ausnehmung 2d in der Schwenkachse 6 angeordnet.

[0074] Das andere Ende des Bogenabschnitts 7"'b ist als ein bogenförmiger Verbindungsabschnitt 7"'g mit einem wesentlich größeren Radius als der Bogenabschnitt 7"'b ausgebildet. Der Verbindungsabschnitt 7"'g verläuft nach links unten zur Stirnwand 2b des Käfigs 2 in den Innenraum 3 hinein und geht in einen weiteren Bogenabschnitt 7"'c über, welcher im Uhrzeigersinn gebogen verläuft und einen Öffnungswinkel zwischen dem Verbindungsabschnitt 7"'g und dem Auflagerabschnitt 7"'d von weniger als 180° aufweist. Sein anderes Ende ist mit dem geraden Auflagerabschnitt 7"'d verbunden, der sich parallel zur Stirnwand 2b des Käfigs 2 an der Innenfläche 2e der Stirnwand 2b in gegenläufige z-Richtung bis über die Ausnehmung 2d erstreckt und mit einer Anlagefläche 7"'l auf der Innenfläche 2e der Stirnwand 2b des Käfigs 2 aufliegt. Die Länge dieser Auflage beträgt etwa 9/10 der Länge der Stirnwand 2b.

[0075] In der Ruhestellung dieses vierten Ausführungsbeispiels liegt die Klemmkante 5a ebenfalls wie im ersten, zweiten und dritten Ausführungsbeispiel an der Klemmfläche 4e des Kontaktabschnitts 4a der Stromschiene 4 an.

[0076] Figur 15 zeigt eine schematische Seitenansicht des vierten Ausführungsbeispiels nach Figur 14 mit dem eingesteckten Leiter 8 in Klemmstellung der Klemmeinheit 1'".

[0077] Das abisolierte Ende des Leiters 8 wird wie beim ersten, zweiten und dritten Ausführungsbeispiel in die Klemmeinheit 1"' gesteckt.

[0078] Beim Einstecken des Leiters 8 wird das Federelement 7'" gespannt. Dabei verschiebt sich der Federdruckabschnitt 7"'a an dem Druckabschnitt 5d der Unterseite des Klemmbalkens 5 derart, dass der Federdruckabschnitt 7"'a zur Stirnwand 2b hin in den Innenraum 3 hineingebogen wird, wobei der Druckabschnitt 7"'f von der dem Klemmbalken 5 zugewandten Seite des Federdruckabschnitts 7"'a weiter auf die Seite des gebogenen Verbindungsabschnitts 7"'g wandert. Der Bogenabschnitt 7"'c stützt sich weiterhin auf der Anlagefläche 4d des Fußabschnitts 4b der Stromschiene 4 mit einer Auflagerfläche 7"'i ab, wobei sein Öffnungswinkel verkleinert wird, d.h. der Bogenabschnitt 7"'c wird beim Spannen des Federelementes 7'" zusammengebogen. Der Auflagerabschnitt 7"'d verbleibt mit seiner Anlagefläche 7"'l an der Innenfläche 4e der Stirnwand 2b des Käfigs 2.

[0079] Der zusammengebogene Bogenabschnitt 7"'c erzeugt die Federkraft, welche in diesem vierten Ausführungsbeispiel über den gebogenen Verbindungsabschnitt 7"'g des Federelementes 7'" auf den Klemmbalken 5 zur Klemmung des Leiters 8 über die Klemmkante 5a gegen die Klemmfläche 4e des Kontaktabschnitts 4a der Stromschiene 4 einwirkt.

[0080] In Figur 16 ist eine schematische Seitenansicht von Klemmeinheiten zur Erläuterung eines Vergleichs zum Stand der Technik dargestellt.

[0081] Eine herkömmliche Ausführung der Klemmeinheit weist ein umgedrehtes, V-förmiges Federelement 7^IV auf, dessen einer Schenkel senkrecht steht und am Käfig befestigt ist. Der andere Schenkel weist eine Klemmkante auf und drückt gegen die Kontaktfläche 4e des Kontaktabschnitts 4a der Stromschiene. Das Federelement 7^IV ist oberhalb des Innenraums 3 angeordnet und begrenzt ihn nach oben. Dabei ist ein erstes horizontales Maß 9 von dem befestigten Schenkel des Federelementes 7^IV zum Kontaktabschnitt 4a erforderlich.

[0082] Bei der erfindungsgemäßen Klemmeinheit ist das Federelement 7 innerhalb des Innenraums 3 angeordnet, wobei dieser ausgenutzt wird, was zuvor nicht der Fall war. Außerdem kann dadurch ein zweites horizontales Maß 10 erreicht werden, welches kleiner ist als das erste horizontale Maß 9 bei der herkömmlichen Ausführung. Somit ergibt sich ein geringeres Maß 10 in der x-Richtung bei gleichem Anschlussvermögen (Federelement im ausgelenkten Zustand).

[0083] Die Klemmeinheit 1, 1', 1 ", 1"' kann auch in ein entsprechendes Gehäuse aus Kunststoff eingesetzt werden und eine nicht dargestellte Anschlussvorrichtung bilden. Diese Anschlussvorrichtung kann auch eine Betätigungseinrichtung (nicht gezeigt) aufweisen, mit welcher, z.B. mit einem Werkzeug, der Klemmbalken 5 verschwenkbar ist, um den Leiter 8 einzuführen oder den geklemmten Leiter 8 zu lösen und herausziehen zu können.

[0084] Die oben erläuterten Ausführungsbeispiele schränken die Erfindung nicht ein. Sie ist im Rahmen der angefügten Ansprüche modifizierbar.

[0085] Die Anschlussvorrichtung kann als Anreihklemme ausgebildet sein.

[0086] Die Klemmeinheiten 1, 1', 1 ", 1"', 1^IV sind ohne Gehäuse funktionstüchtig.

[0087] In dem ersten, zweiten und dritten Ausführungsbeispiel ist es auch denkbar, dass der Klemmbalken 5 und das Federelement 7 einteilig ausgebildet sind.

Bezugszeichen

[0088] 

1, 1', 1 ", 1 "'

Klemmeinheit

2

Käfig

2a

Seitenwand

2b

Stirnwand

2c

Haltewand

2d

Ausnehmung

2e

Innenfläche

3

Innenraum

4

Stromschiene

4a

Kontaktabschnitt

4b

Fußabschnitt

4c

Einführabschnitt

4d

Anlagefläche

4e

Kontaktfläche

5

Klemmbalken

5a

Klemmkante

5b

Schwenkabschnitt

5c

Oberseite

5d

Druckabschnitt

6

Schwenkachse

7, 7', 7", 7'", 7^IV

Federelement

7...7"'a

Federdruckabschnitt

7...7"'b

Bogenabschnitt

7...7"'c

Bogenabschnitt

7...7"'d

Auflagerabschnitt

7...7'e

Schwenkabschnitt

7...7"'f

Druckabschnitt

7...7"'g

Verbindungsabschnitt

7'h

Endbogenabschnitt

7"...7"'i

Auflagefläche

7"'l

Anlagefläche

8

Leiter

9, 10

Maß

x, y, z

Koordinaten

Ansprüche

1. Klemmeinheit (1, 1', 1 ", 1"') für elektrische Leiter (8), mit
einem Käfig (2) mit mindestens einer Seitenwand (2a), die mit wenigstens einer Stirnwand (2b) verbunden ist;
einer separaten oder einteilig mit dem Käfig ausgebildeten Stromschiene (4) mit einem Kontaktabschnitt (4a) und vorzugsweise einem Fußabschnitt (4b); und einem Klemmbalken (5) mit mindestens einer Klemmkante (5a), die dem Kontaktabschnitt (4a) gegenübersteht, und
mindestens einem auf den Klemmbalken einwirkenden Federelement (7, 7', 7", 7"'),
wobei zumindest die Stirnwand (2b) und die mindestens eine Seitenwand (2a) des Käfigs (2), der Klemmbalken (5), der Kontaktabschnitt (4a) und vorzugsweise der Fußabschnitt (4b) der Stromschiene (4) einen Innenraum (3) festlegen,
dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Federelement (7, 7', 7", 7"') innerhalb des Innenraums (3) in dem Käfig (2) angeordnet ist.

2. Klemmeinheit (1, 1', 1", 1'") nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmbalken (5) einen der Klemmkante (5a) gegenüber liegenden Schwenkabschnitt (5b) aufweist, mit welchem er in der Stirnwand (2b) des Käfigs (2) in den Innenraum (3) hinein verschwenkbar angebracht ist.

3. Klemmeinheit (1, 1', 1 ", 1"') nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (7, 7', 7", 7"') jeweils mit dem Klemmbalken (5) und mit dem Käfig (2) mindestens abschnittsweise in Kontakt steht.

4. Klemmeinheit (1, 1', 1 ", 1"') nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (7, 7') einen Schwenkabschnitt (7e, 7'e) aufweist, mit welchem es in der Stirnwand (2b) des Käfigs (2) verschwenkbar angebracht ist.

5. Klemmeinheit (1, 1') nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (7, 7') mit dem Klemmbalken (5) einstückig ausgebildet ist.

6. Klemmeinheit (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (7) eine Z-förmige Gestalt mit einem geraden Federdruckabschnitt (7a) und einem dazu im Wesentlichen parallelen Auflagerabschnitt (7d) aufweist, welche über einen geraden Verbindungsabschnitt (7g) über jeweils einen Bogenabschnitt (7b, 7c) verbunden sind.

7. Klemmeinheit (1') nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (7') eine L-förmige Gestalt mit einem geraden Federdruckabschnitts (7'a) und einem dazu im Wesentlichen senkrechten Verbindungsabschnitt (7'g) aufweist, welcher über zwei gegenläufige Bogenabschnitte (7'b, 7'c) an dem Federdruckabschnitt (7'a) angebracht ist.

6. Klemmeinheit (1 ") nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (7") eine aufgeweitete U-förmige Gestalt mit einem kurzen Federdruckabschnitt (7"a) aufweist, welcher über einen Bogenabschnitt (7"b) an einem Ende eines gerader Verbindungsabschnitts (7"g) angebracht ist, der über einen weiteren Bogenabschnitt (7"c) mit einem geraden Auflagerabschnitt (7"d) verbunden ist.

7. Klemmeinheit (1") nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der gerade Auflagerabschnitt (7"d) parallel zum Fußabschnitt (4b) der Stromschiene (4) verläuft und auf dem Fußabschnitt (4b) der Stromschiene (4) aufliegt.

8. Klemmeinheit (1"') nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (7"') eine aufgeweitete U-förmige Gestalt mit einem kurzen Federdruckabschnitt (7"'a) aufweist, welcher über einen Bogenabschnitt (7"'b) an einem Ende eines gebogenen Verbindungsabschnitts (7"'g) angebracht ist, der über einen weiteren Bogenabschnitt (7"'c) mit einem geraden Auflagerabschnitt (7"'d) verbunden ist.

9. Klemmeinheit (1'") nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der gebogene Verbindungsabschnitts (7"'g) einen wesentlich größeren Bogenradius als jeder der Bogenabschnitte (7"'b, 7"'c) aufweist, wobei der eine Bogenabschnitt (7"'b) einen kleineren Bogenradius als der weitere Bogenabschnitt (7"'c) aufweist.

10. Klemmeinheit (1'") nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Bogenabschnitt (7"'c) auf dem Fußabschnitt (4b) der Stromschiene (4) aufliegt, wobei sich der gerade Auflagerabschnitt (7"'d) entlang der Stirnwand (2b) des Käfigs (2) erstreckt und an der Stirnwand (2b) anliegt.

11. Anschlussvorrichtung für elektrische Leiter (8), mit

- einem Gehäuse zur Aufnahme einer Klemmeinheit (1, 1', 1 ", 1'") mit einem Käfig (2), einer separaten oder einteilig mit dem Käfig ausgebildeten Stromschiene (4) und einer Einführungsöffnung zur Einführung des elektrischen Leiters (8) in den Käfig (2);

- einem in dem Käfig (2) angeordneten schwenkbaren Klemmbalken (5) zur Klemmung und Kontaktierung des elektrischen Leiters (8) an der Stromschiene (4); und

- mindestens einem Federelement (7, 7', 7", 7"') zur Ausübung einer Kraft auf den Klemmbalken (5);
dadurch gekennzeichnet, dass

- die Klemmeinheit (1, 1', 1", 1"') als eine Klemmeinheit (1, 1', 1", 1"') nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.

12. Anschlussvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussvorrichtung eine Betätigungseinrichtung zur Öffnung der Klemmeinheit (1, 1', 1", 1'") aufweist.

13. Anreihklemme mit mindestens einer Anschlussvorrichtung nach Anspruch 11.

Zeichnung