Elektrische Verbindungsklemme

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine elektrische Federklemme zum Kontaktieren von wenigstens zwei elektrischen Leitern. Die Federklemme weist dazu wenigstens eine Feder und ein Stromführungselement mit zwei Seitenwänden auf, sodass in die Federklemme ein zu kontaktierender elektrischer Leiter zwischen jeweils ein Federende und eine Seitenwand einschiebbar ist.

[0002] Elektrische Federklemmen, bei denen ein elektrischer Leiter mittels einer Feder geklemmt wird, sind aus dem Stand der Technik bekannt.

[0003] Beispielsweise zeigt die US 2,988,726 eine in einem Topf eingefasste und von einer verstellbaren Schraube gehaltene Feder. Zu kontaktierende elektrische Leiter werden zwischen einem gebogenen Abschnitt der Feder und der Außenwand des Topfes hineingeschoben und durch den damit verstärkten Federdruck festgeklemmt.

[0004] Die US 4,149,766 zeigt einen Klemmblock für elektrische Leiter. Der Klemmblock ist mit einer W-Feder ausgerüstet, wobei für die Schenkel der W-Feder jeweils ein Anschlag vorgesehen ist, um deren Bewegung zu begrenzen.

[0005] Die DE 10 2004 007 077 U1 zeigt eine elektrische Anschlussklemme mit einer Federklemme, die mit zwei über einen Verbindungsabschnitt verbundenen Teilfedern ausgebildet ist. Hierbei sind an den Verbindungsabschnitt angrenzende Federarme der beiden Teilfedern zwischen einem Klemmkörper und Gehäusestegen fixiert.

[0006] Erfindungsgemäß wird eine Verbindungsklemme zur elektrischen Verbindung von wenigstens zwei elektrischen Leitern bereitgestellt, die wenigstens ein Stromführungselement, eine im Wesentlichen W-förmige Feder und eine Federaufnahme umfasst. Das Stromführungselement weist wenigstens zwei Seitenwände auf, die auf ihren einander zugewandten Innenseiten jeweils wenigstens eine elektrische Kontaktfläche aufweisen. Die Form der Feder ist so gewählt, dass die äußeren Schenkel der Feder über jeweils eine Schulter mit einer zwischen den Schenkeln angeordneten Schleife der Feder verbunden sind. Dabei umfasst die Federaufnahme drei Widerlager, wobei ein Widerlager in die Schleife und jeweils ein Widerlager in jeweils eine Schulter der Feder eingreift. Außerdem ist die Feder zwischen den Seitenwänden und sind die Schenkel schräg zu der jeweils benachbarten Seitenwand angeordnet. Außerdem sind die Federenden als Zugsicherungskante ausgebildet. So ist ein elektrischer Leiter zwischen einem Federende und einer Seitenwand einführbar und wird durch die Federkraft an die Kontaktfläche gepresst.

[0007] Die erfindungsgemäße Verbindungsklemme ermöglicht so eine relativ einfache Montage und einen sicheren Halt von zu kontaktierenden elektrischen Leitern. Außerdem ist ein einfaches und voneinander unabhängiges Lösen von kontaktierten elektrischen Leitern möglich.

[0008] Bevor eine konkrete Ausführungsform der Verbindungsklemme anhand der Figuren detailliert beschrieben wird, werden zunächst einige allgemeine Betrachtungen vorangestellt.

[0009] Federklemmen ermöglichen im Gegensatz zu Schraubklemmen in der Regel ein recht einfaches Einsetzen der zu kontaktierenden elektrischen Leiter und erlauben daher eine komfortable und schnelle Montage. Bei Steck-Federklemmen, d.h. Federklemmen für das Einsetzen von Leitern ohne weitere Hilfswerkzeuge, ist allerdings die Klemmkraft aufgrund der begrenzten Federkraft der Federn für eine werkzeuglose Montage regelmäßig limitiert. Für gute Eigenschaften des elektrischen Kontakts zwischen anzuschließenden elektrischen Leitern und der Klemme ist jedoch ein ausreichender Klemmdruck notwendig. Bei höherer Federkraft ist jedoch (abhängig von der Beschaffenheit der Leiteradern) zum Öffnen der Feder für das Einsetzen des Leiters meist wieder der Einsatz eines Hilfswerkzeugs nötig (was jedoch regelmäßig immer noch weniger aufwendig als das Anschließen einer Schraubklemme ist). Das Spannen von Federn mittels Hilfswerkzeugen benötigt wiederum Platz an der Klemme. In diesem Spannungsfeld der verschiedenen konkurrierenden Einflussfaktoren (Klemmdruck, einfache und schnelle Montage, Platzbedarf) schlägt die vorliegende Erfindung eine verbesserte Lösung vor.

[0010] Die erfindungsgemäße Verbindungsklemme ist als eine Federklemme für die elektrische Kontaktierung von wenigstens zwei elektrischen Leitern ausgestaltet. Sie umfasst hierzu wenigstens ein Stromführungselement, eine im Wesentliche W-förmige Feder und eine Federaufnahme.

[0011] Das Stromführungselement weist wenigstens zwei Seitenwände auf, die auf ihren einander zugewandten Innenseiten jeweils wenigstens eine elektrische Kontaktfläche aufweisen. Dabei ist das Stromführungselement nicht-federnd und aus einem elektrisch leitenden Material wie beispielsweise Kupfer gefertigt und stellt so über die Kontaktflächen die elektrische Verbindung zwischen den anzuschließenden Leitern sicher. Auch außerhalb der Kontaktflächen kann das Stromführungselement elektrisch unisoliert ausgebildet sein, beispielsweise ist es einstückig aus Metall hergestellt.

[0012] Charakteristisch für die Verbindungsklemme ist auch der Aufbau von Feder und Federaufnahme. Die im Wesentlichen W-förmige Feder besitzt beidseitig angeordnete äußere Schenkel, die über jeweils eine Schulter mit einer zwischen den Schenkeln angeordneten Schleife der Feder verbunden sind. Dabei wird die Feder von der Federaufnahme mit zumindest drei Widerlagern geführt, indem ein Widerlager in die Schleife und jeweils ein Widerlager in jeweils eine Schulter eingreift, sodass die Feder serpentinenartig um die Widerlager verläuft. So lassen sich mit den äußeren Schenkeln - im Wesentlichen unabhängig voneinander - jeweils beidseitig der Feder Federkräfte zum Klemmen zweier elektrischer Leiter erzeugen.

[0013] Zum Klemmen der elektrischen Leiter ist die Feder in einer Projektion zwischen den Seitenwänden und sind die Schenkel der Feder jeweils schräg zu der jeweils benachbarten Seitenwand angeordnet. Dabei sind die Federenden als Zugsicherungskante ausgebildet. Durch die Kante sind eingeklemmte Leiter gegen (gewaltsames) Herausziehen oder sonstige unbeabsichtigte Lockerung gesichert. Die Zugsicherungsfunktion beruht auf dem Prinzip der Selbstsperrung, indem sich die kantig ausgestalteten Federenden durch den Klemmdruck aufgrund der Federkraft (zumindest geringfügig) in die Oberfläche des eingeklemmten Leiters eingraben. Durch die Schrägstellung der Schenkel, nämlich indem der Winkel zwischen einem eingesetzten Leiter und dem Schenkel weniger als 90° beträgt, wird ein Herausziehen des Leiters ohne Zugentlastung der Feder ohne Zerstörung oder Beschädigung des Leiters bzw. der Feder verhindert. Die Selbstsperrungsfunktion kann auch durch eine (wider)hakenförmige Ausgestaltung des Federendes noch verstärkt werden. Für das Lösen eines Leiters kann die Selbstsperrung durch Zugentlastung der Feder mittels eines Hilfswerkzeugs aufgehoben werden.

[0014] Insgesamt ist die erfindungsgemäße Verbindungsklemme also dazu ausgelegt, einen elektrischen Leiter festzuklemmen und elektrisch zu kontaktieren, indem er zwischen einem Federende und einer Seitenwand eingeführt und durch die Federkraft an die Kontaktfläche gepresst wird.

[0015] Gemäß der Erfindung lassen sich zumindest zwei elektrische Leiter mit nur einer Feder, die insbesondere einteilig ausgebildet sein kann, kontaktieren. Bei einer Ausgestaltung der Verbindungsklemme erstreckt sich das in der Schleife der Feder angeordnete Widerlager der Federaufnahme im Wesentlichen über einen Innendurchmesser der Schleife, sodass die Feder mit geringem Spiel oder in zumindest einer Richtung von einem Federende zu dem gegenüberliegenden Federende im Wesentlichen spielfrei gelagert ist.

[0016] Bei manchen Ausgestaltungen sind die Widerlager der Federaufnahme in einem Scheitelbereich der Schulter bzw. der Schleife angeordnet, sodass die W-förmig gekrümmte Feder im Bereich der Scheitel der Krümmung gelagert ist. Zu kleine Biegeradien oder ein Knicken der Feder lassen sich verhindern, indem ein Widerlager der Federaufnahme (zumindest teilweise) einen Radius aufweist, der im Wesentlichen dem minimalen (gewünschten) Krümmungsradius der Feder im Bereich des Widerlagers entspricht.

[0017] Bei einer speziellen Ausgestaltung weist die Feder im Scheitelbereich der Schultern und der Schleife einen Krümmungsradius von mindestens einem Zehntel der Länge der Schenkel auf.

[0018] Die W-Form der Feder kann bei manchen Ausgestaltungen so realisiert sein, dass die Widerlager im Bereich der Schultern um etwa 50° bis 60° oder auch mehr als 90° umschlungen werden. Dabei oder auch alternativ kann das Widerlager im Bereich Schleife um etwa 170° bis 190° von der Feder umschlungen werden.

[0019] Bei manchen Ausgestaltungen liegen die Federenden in einem Zustand ohne eingeführten Leiter an den Seitenwänden an. Dabei kann die Feder eine gewisse Vorspannung aufweisen, um eine Mindest-Federkraft zu gewährleisten.

[0020] Bei manchen Ausgestaltungen der Verbindungsklemme ist die Federkraft nach einem Einführen und Einklemmen der elektrischen Leiter nicht mehr verstellbar. Die Verbindungsklemme weist also keine Nachstellvorrichtungen, beispielsweise für eine Verstärkung der Federkraft der Federn nach einem Einsetzen der Leiter auf. Vielmehr wird die für ein sicheres Klemmen der elektrischen Leiter notwendige Federkraft allein durch Komprimierung der Feder beim Einführen des Leiters erreicht. Hierdurch wird eine schnelle Montage (eine Nachstellung oder Justierung des Klemmdrucks ist nicht notwendig) erreicht.

[0021] In einer speziellen Ausgestaltung ist die Feder der Verbindungsklemme hinsichtlich der Federkraft unverstellbar in der Federaufnahme angeordnet. Demnach weist die Verbindungsklemme kein Stellelement oder sonstige Anordnung auf, mit welchem die Federkraft der Feder, sowohl im Rahmen der Herstellung oder Vormontage der Verbindungsklemme selbst als auch im Zuge des Anschlusses von elektrischen Leitern im späteren Einsatz der Klemme, verändert wird (eine Variation der Federkraft kann dennoch durch die Wahl unterschiedlicher Arten von Federn möglich sein). Die Verbindungsklemme zeichnet sich hiermit durch einen einfachen Aufbau mit nur wenigen, relativ einfachen Bauteilen aus.

[0022] Bei manchen Ausgestaltungen ist die Feder in Längsrichtung symmetrisch ausgebildet und symmetrisch zu den Kontaktflächen des Stromführungselements angeordnet. Dies führt dazu, dass die beiden Federenden grundsätzlich den gleichen Klemmdruck aufweisen und so für den Anschluss gleichartiger Leiter, insbesondere Leiter gleichen Querschnitts, geeignet sind. Sollen die Federaufnahmen für den Anschluss verschiedener Leiter, insbesondere Leiter verschiedenen Querschnitts, zugeschnitten sein, so kann der hierfür nützliche verschiedene Klemmdruck beider Federenden durch eine asymmetrische Ausbildung der Feder und/oder asymmetrische Anordnung der Feder (bezogen auf die Seitenwände) erreicht werden.

[0023] Bei manchen Ausgestaltungen können die Seitenwände, insbesondere die Kontaktflächen, des Stromführungselement im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sein. Eine strenge Parallelität in dem Sinne, dass die Seitenwände über ihre vollständige Höhe und Tiefe zueinander parallel sind, ist dabei nicht gefordert (sie können also beispielsweise abschnittsweise, beispielsweise an ihren Längsenden, jeweils nach außen gebogen sein, so dass sie in diesen Abschnitten nicht parallel zueinander verlaufen). Die Seitenwände bzw. zumindest die Kontaktflächen des Stromführungselements sind jedoch zumindest in Teilbereichen jeweils parallel zueinander. So lassen sich auch zwei zu kontaktierenden Leiter im Wesentlichen parallel zueinander in die Verbindungsklemme einführen.

[0024] Bei manchen Ausgestaltungen können die Seitenwände des Stromführungselements eine Auswölbung aufweisen, vorzugsweise wobei zumindest eine Kontaktfläche im Bereich der Auswölbung angeordnet ist. Auch lässt sich ein übermäßiges Öffnen der Feder mittels der Auswölbung als eine Anschlagfläche für das Federende verhindern.

[0025] Bei manchen Ausgestaltungen der Verbindungsklemme ist vorgesehen, die Feder mit Hilfe eines Hilfswerkzeugs zu spannen, d.h. für das Einsetzen oder Lösen elektrischer Leiter zu öffnen. Als Hilfswerkzeug kommt beispielsweise ein handelsüblicher Schraubendreher oder jegliches andere geeignete, insbesondere stabähnliche, Werkzeug in Frage. Die Verbindungsklemme ist vorzugsweise so gestaltet, dass das Hilfswerkzeug in etwa aus der Richtung eines einzusetzenden Leiters, beispielsweise parallel zur Längsrichtung des Leiters, einführbar ist, um durch ein Herunterdrücken eines Schenkels der Feder einen Zwischenraum zwischen dem entsprechenden Federende und der Seitenwand, insbesondere der Kontaktfläche, zum Einführen des Leiters zu bilden. Dementsprechend lässt sich auch das Federende mit der Zugsicherungskante von einem zuvor eingeführten und festgeklemmten Leiter abheben, um diesen zerstörungsfrei aus der Verbindungsklemme zu lösen. Dabei muss mit dem Hilfswerkzeug lediglich auf die Feder selbst, nicht jedoch auf andere Bauteile der Verbindungsklemme eingewirkt werden. Es kann vorgesehen sein, dass die Feder für das Spannen durch das Hilfswerkzeug noch weiter ausgeformt ist, beispielsweise durch eine Kerbe, in welche mit dem Hilfswerkzeug aufgesetzt werden kann. Durch den Zugang von (etwa) der Leiterlängsrichtung ist ein platzsparender Einsatz der Verbindungsklemme möglich.

[0026] Für das (zerstörungsfreie) Lösen eines eingeklemmten Leiters ist aufgrund der zugsichernden Selbstsperrung der Feder in der Regel der beschriebene Einsatz eines Hilfswerkzeugs notwendig. Ob dies auch für das Einsetzen von Leitern gilt, hängt von der Federkraft und der Beschaffenheit des jeweiligen Leiters ab. Bei manchen Ausgestaltungen der Verbindungsklemme ist die Federkraft so (groß) bemessen, dass die Feder bei noch nicht eingelegtem Leiter für das Einsetzen eines Leiters mit dem Hilfswerkzeug geöffnet werden muss. Durch die große Federkraft wird eine noch bessere und sichere elektrische Verbindung ermöglicht. Für die Montage der Leiter ist allerdings in diesem Falle ein zusätzlicher Schritt notwendig.

[0027] Bei anderen Ausgestaltungen ist die Federkraft dagegen so bemessen, dass solide Leiter ohne den Einsatz eines Hilfswerkzeugs eingesetzt werden können. Die Federkraft ist also etwas geringer, sodass sich die Feder im Zuge des Einlegens eines solchen festen Drahtleiters durch den Leiter selbst öffnet, indem der Leiter in Richtung der Seitenwand eingeführt wird und hierbei so auf den dazu schräg verlaufenden Schenkel der Feder wirkt, dass diese durch die über den Leiter übertragene Kraft gespannt wird und ein Zwischenraum zwischen der Seitenwand, insbesondere der Kontaktfläche, und dem Federende entsteht. Weichere Leiter, z.B. mehrdrähtige, verdrillte Litzenleiter, bieten bei diesen Ausgestaltungen aber gegebenenfalls zu wenig Materialwiderstand, sodass der beim Einführen dieser Leiter entstehende Druck auf die Feder ihre Federkraft nicht überwindet. Für den Anschluss solcher weichen Mehrdraht-Leiter (welcher regelmäßig unter Verwendung von Adernendhülsen vorgenommen wird) wird daher die Feder mit dem Hilfswerkzeug gespannt.

[0028] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist die Verbindungsklemme zudem ein Klemmengehäuse aus isolierendem Material auf, sodass ein sicherer Einsatz der Klemme gewährleistet ist. Für den Anschluss der elektrischen Leiter und den Zugang des Hilfswerkzeugs zu der Feder weist das Klemmengehäuse an den entsprechenden Zugangsstellen Ausnehmungen auf.

[0029] Bei manchen Ausführungsformen umfasst das Klemmengehäuse zumindest zwei der zuvor beschriebenen Stromführungselemente einschließlich zugehöriger Feder und Federaufnahme. So lassen sich mit einer Verbindungsklemme zumindest vier elektrische Leiter elektrisch verbinden, indem die zumindest zwei Stromführungselemente elektrisch leitend verbunden sind. Bei einer besonderen Ausführungsform können die zumindest zwei Stromführungselemente auch einteilig ausgebildet sein, beispielsweise an zwei Enden eines zusammenhängenden Metallkörpers.

[0030] Ausführungsbeispiele der Verbindungsklemme werden anhand der folgenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1

eine Draufsicht einer Verbindungsklemme mit (halboffenem) Klemmengehäuse,

Fig. 2

die Verbindungsklemme gemäß Fig. 1 mit einem eingeführten Hilfswerkzeug,

Fig. 3

eine perspektivische Ansicht einer Verbindungsklemme zum Kontaktieren von vier elektrischen Leitern,

Fig. 4

eine Draufsicht einer weiteren Verbindungsklemme mit (halboffenem Klemmengehäuse) mit eingeführtem Leiter und

Fig. 5

eine Draufsicht einer weiteren Verbindungsklemme mit (halboffenem) Klemmengehäuse.

[0031] Die Verbindungsklemme 1 in Fig.1 ist zur elektrischen Kontaktierung von zwei elektrischen Leitern (in der Figur nicht dargestellt) nach einem Federklemmenprinzip ausgebildet. Die Leiter lassen sich in Ausnehmungen 2 eines Klemmengehäuses 3 der Verbindungsklemme 1 (in der Fig. 1 in etwa vertikaler Richtung von oben) einführen. Dazu ist die Verbindungsklemme 1 zum Festklemmen und elektrischen Kontaktieren eines eingeführten Leiters mit einem Stromführungselement 4 und einer Feder 5 ausgebildet. Auch ist sie von dem Klemmengehäuse 3 aus Kunststoff, z.B. PVC, umgeben.

[0032] Das Stromführungselement 4 ist für eine gute Stromleitfähigkeit einteilig als Biege-Stanz-Teil aus einem Kupferblech gefertigt und weist zwei zueinander parallele Seitenwände 7 auf, die insbesondere an ihren innen liegenden, einander zugewandten Seiten als Kontaktfläche 7a (siehe Fig. 2) für die elektrischen Leiter dienen, sodass zwei eingeführte Leiter parallel zueinander verlaufen. Durch die insgesamt metallische Oberfläche ist allerdings bei jeglichem Kontakt des Leiters mit dem Stromführungselement 4 eine gute elektrische Verbindung sichergestellt. Neben der Form der Ausnehmungen 2 dienen zusätzliche Fortsätze 14 der Seitenwände 7 mit einer innen liegenden Auswölbung 15 als Führungshilfe beim Einführen des Leiters. Die Auswölbung 15 dient auch als eine Kontaktfläche 7a zur Herstellung eines guten elektrischen Kontakts mit einem einzuführenden Leiter. Außerdem bildet die Auswölbung 15 eine Anschlagfläche für die Feder 5, sodass deren Bewegung, also eine Bewegung der Schenkel 8 in Richtung der Ausnehmungen 2, begrenzt wird.

[0033] Zur elektrischen Kontaktierung und mechanischen Festklemmen wird der elektrische Leiter mit der Feder 5 gegen die Seitenwand 7, insbesondere die Kontaktfläche 7a, geklemmt. Dazu sind an der Feder 5 beidseitig Schenkel 8 mit einer Zugsicherungskante 9 am Federende 9 ausgebildet. Bei einem eingesetzten elektrischen Leiter drückt sich aufgrund der Federkraft der Feder 5 die Zugsicherungskante 9 in die Oberfläche des Leiters ein (in den Figuren nicht gezeigt). Dadurch und durch den Winkel < 90° zwischen Leiter und Schenkel 8 wird der eingesetzte Leiter gegen Herausziehen aus der Verbindungsklemme 1 zuggesichert. Wenn kein Leiter eingesetzt ist, liegt das Federende 9 in Richtung der Ausnehmung 2 an der Seitenwand 7 im Bereich des Fortsatzes 14 an, sodass auch bei dünnen Drähten eine Mindestspannung der Feder 5 gewährleistet ist.

[0034] Zum Einführen des Leiters muss die Feder 5 aufgrund ihrer hohen Federkraft mit einem stabförmigen Hilfswerkzeug 10, beispielsweise einem Schraubendreher, vorgespannt werden, wobei für das Hilfswerkzeug 10 weitere Ausnehmungen 11 im Klemmengehäuse 3 vorgesehen sind. Dabei kann, wie in der Fig. 2 dargestellt, der Schenkel 8 der Feder 5 unmittelbar mit dem Hilfswerkzeug 10 ausgelenkt werden, um einen Zwischenraum zwischen dem Federende 9 und der Seitenwand 7 aus Richtung des einzuführenden Drahtes - hier also in etwa vertikaler Richtung - freizugeben. Im Übrigen ist die Handhabung der Verbindungsklemme 1 dadurch vereinfacht, dass das Hilfswerkzeug 10 im Wesentlichen parallel zu einem elektrischen Leiter einführbar ist.

[0035] Dementsprechend ist das Hilfswerkzeug 10 auch zum zerstörungsfreien Lösen eines zuvor eingeführten und festgeklemmten Leiters notwendig, indem das Federende 9 mit der Zugsicherungskante 9 von dem Leiter abgehoben wird, um den Leiter freizugeben.

[0036] Die Feder 5 ist W-förmig und entlang ihrer Längsachse symmetrisch ausgebildet, wobei die Schenkel 8 jeweils über eine Schulter 12 mit einer Schleife 13 verbunden sind. Dabei wird die Feder 5 von einer Federaufnahme gehalten und auch geführt, die im Wesentlichen drei Widerlager 6a, 6b, 6c, die als Vorsprünge einer Gehäusewand des Klemmengehäuses 3 ausgebildet sind, und einen Bereich der Gehäusewand selbst umfasst. Auch ist die Feder 5 teilweise von dem Stromführungselement 4 überdeckt und wird so durch dieses geführt. Außerdem ist die Feder 5 symmetrisch zu dem Stromführungselement 4 angeordnet.

[0037] Somit ist das gezeigte Ausführungsbeispiel besonders für den Anschluss von Leitern gleichen Querschnitts geeignet. Andere denkbare Ausführungsbeispiele, die für die Kontaktierung von Leitern unterschiedlicher Querschnitte ausgelegt sind, weisen eine asymmetrische Feder 5 (also etwa Schenkel 8 unterschiedlicher Länge) und/oder eine asymmetrische Anordnung der Feder 5 bezüglich des Stromführungselements 4 auf.

[0038] Im Übrigen ist das Widerlager 6b bezüglich seines Querschnittsprofils in den der Feder 5 zugewandten Bereichen im Wesentlichen entsprechend einem minimalen gewünschten Krümmungsradius der Feder 5 ausgebildet, um eine übermäßige Biegung der Feder 5 zu verhindern. Ferner werden die Widerlager 6a, 6c im Bereich der Schultern 12 von der Feder 5 um mehr als 90° umschlossen und das Widerlager 6b im Bereich der Schleife 13 um etwa 180°, wobei das Widerlager 6b den Innenradius der Schleife 13 im Wesentlichen vollständig ausfüllt, um die Feder mit vernachlässigbarem Spiel zu positionieren. Insgesamt wird durch diese Federaufnahme eine Unabhängigkeit bezüglich der Federwirkung der beiden Schenkel 8 erzielt, sodass mit der einzigen Feder 5 wahlweise ein und/oder zwei Leiter unabhängig voneinander festgeklemmt oder gelöst werden können. Dabei ist die Feder 5 hinsichtlich der Federkraft unverstellbar angeordnet, sodass die Verbindungsklemme 1 besonders einfach, insbesondere ohne zusätzliche Stellelemente, ausgeführt ist. Es ist jedoch denkbar, Federn 5 unterschiedlicher Federhärte einzusetzen.

[0039] Ferner umfasst die Verbindungsklemme 1 eine Schraubklemme 16, die über einen elektrisch leitenden Verbindungssteg 17 elektrisch leitend mit dem Stromführungselement 4 verbunden ist. Mittels der Schraubklemme 16 kann ein weiterer Leiter elektrisch kontaktiert werden.

[0040] Eine weitere Verbindungsklemme 20 gemäß Fig. 3 ist für die elektrische Verbindung von vier Leitern vorgesehen. Hierzu unterscheidet sie sich von der Verbindungsklemme 1 gemäß Fig. 1 dadurch, dass sie zwei der zuvor beschriebenen Stromführungselemente 4 mit entsprechenden Federn 5 sowie die entsprechenden Ausnehmungen 2, 11 zum Einführen der Leiter und des Hilfswerkzeugs umfasst. Dabei sind die beiden Stromführungselemente 4 durch einen Verbindungssteg 21 aus Kupfer elektrisch leitend verbunden, sodass alle kontaktierten elektrischen Leiter miteinander elektrisch verbindbar sind. Dabei kann der Verbindungssteg 21 gemeinsam mit den beiden Stromführungselementen 4 einteilig hergestellt sein. Alternativ können der Verbindungssteg 21 und die Stromführungselemente 5 auch miteinander verschweißt sein.

[0041] Eine weitere, alternative Verbindungsklemme 30 gemäß Fig. 4 unterscheidet sich von der in Fig. 1 dargestellten dadurch, dass die Federhärte der Feder 5 geringer ist, nämlich so gering, dass die Federkraft durch den elektrische Leiter 31 aufgebracht werden kann und folglich kein Hilfswerkzeug 10 zum Einführen des Leiters notwendig ist. Dementsprechend sind in der Verbindungsklemme 30 nur Ausnehmungen 2 für den Leiter 31 vorgesehen. Auch zum zerstörungsfreien Entfernen des Leiters 31 aus der Verbindungsklemme 30 wird kein Hilfswerkzeug 10 benötigt, da aufgrund der reduzierten Federkraft keine Wesentliche Beschädigung des Leiters 31 durch die Zugsicherungskante 9 auftritt. Zur besseren Übersicht wurden bei der Darstellung in Fig. 4 nur die Seitenwände 7 des Stromführungselements 4 dargestellt. Außerdem zeigt Fig. 4, dass durch die Auswölbung 15 bei der Kontaktierung des elektrischen Leiters 31 jeweils zumindest zwei Kontaktflächen 7a pro Leiter 31, nämlich auf der Auswölbung 15 und an einem Ende der Seitenwand 7 festgelegt sind, sodass eine zuverlässige elektrische Verbindung sichergestellt ist.

[0042] Eine weitere Verbindungsklemme 40 gemäß Fig. 5 unterscheidet sich von der zuvor in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigten Verbindungsklemme 1 im Wesentlichen dadurch, dass sie zum Einführen von elektrischen Leitern 31 unter einem Winkel von jeweils etwa 45° gegenüber einer in der Fig. 3 vertikalen Symmetrieachse ausgebildet ist, wobei die Leiter relativ zueinander etwa unter 90° einführbar sind. Dies wird erreicht, indem die Schleife 41 der Feder 42 etwa einen Öffnungswinkel von 56° aufweist, sodass die beiden Schenkel 44 in einem Zustand ohne eingeführten Leiter einen kleinen Winkel von etwa 0° bis 10° einschließen. Entsprechend sind die Seitenwände 43 der Stromführungselements 45 nicht parallel angeordnet, sondern aufeinander zulaufend, und zwar etwa unter einem Winkel von 80°-100°.

Ansprüche

1. Verbindungsklemme (1, 20, 30, 40) zur elektrischen Verbindung von wenigstens zwei elektrischen Leitern (31), umfassend

- wenigstens ein Stromführungselement (4, 45) mit wenigstens zwei Seitenwänden (7, 43), die auf ihren einander zugewandten Innenseiten jeweils wenigstens eine elektrische Kontaktfläche (7a) aufweisen, und

- wenigstens eine im Wesentlichen W-förmige Feder (5, 42), wobei die äußeren Schenkel (8, 44) der Feder (5, 42) über jeweils eine Schulter (12) mit einer zwischen den Schenkeln (8, 44) angeordneten Schleife (13, 41) der Feder (5, 42) verbunden sind,

wobei

- die Feder (5, 42) zwischen den Seitenwänden (7, 43) angeordnet ist,

- die Schenkel (8, 44) der Feder (5, 42) jeweils schräg zu der jeweils benachbarten Seitenwand (7, 43) angeordnet sind, und

- die Federenden (9) als Zugsicherungskante (9) ausgebildet sind,

sodass ein elektrischer Leiter (31) zwischen einem Federende (9) und einer Seitenwand (7, 43) einführbar ist, wobei der Leiter (31) durch die Federkraft an die Kontaktfläche (7a) gepresst wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Verbindungsklemme wenigstens eine Federaufnahme mit zumindest drei Widerlagern (6a, 6b, 6c) umfasst, wobei ein Widerlager (6b) in die Schleife (13, 41) und jeweils ein Widerlager (6a, 6c) in jeweils eine Schulter (12) eingreift.

2. Verbindungsklemme (1, 20, 30, 40) gemäß Anspruch 1, wobei sich das in der Schleife (13, 41) angeordnete Widerlager (6b) der Federaufnahme über einen Innendurchmesser der Schleife (13, 41) erstreckt.

3. Verbindungsklemme (1, 20, 30, 40) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Widerlager (6a, 6b, 6c) der Federaufnahme in einem Scheitelbereich der Schulter (12) bzw. der Schleife (13, 41) angeordnet sind.

4. Verbindungsklemme (1, 20, 30, 40) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei ein Querschnittprofil eines Widerlagers (6a, 6b, 6c) der Federaufnahme jeweils einen Radius aufweist, der im Wesentlichen einem minimalen Krümmungsradius der Feder (5, 42) in dem Bereich des Widerlager (6a, 6b, 6c) entspricht.

5. Verbindungsklemme (1, 20, 30, 40) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Feder (5, 42) im Scheitelbereich der Schultern (12) und der Schleife (13, 41) einen Krümmungsradius von mindestens einem Zehntel der Länge der Schenkel (8, 44) aufweist.

6. Verbindungsklemme (1, 20, 30, 40) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Feder (5, 42) hinsichtlich der Federkraft unverstellbar angeordnet ist.

7. Verbindungsklemme (1, 20, 30, 40) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Feder (5, 42) in Längsrichtung symmetrisch ausgebildet und symmetrisch zu den Kontaktflächen (7a) des Stromführungselements (4, 45) angeordnet ist.

8. Verbindungsklemme (1, 20, 30, 40) gemäß Anspruch 7, wobei vorzugsweise die Seitenwände (7, 43) des Stromführungselements (4, 45) im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind.

9. Verbindungsklemme (1, 20, 30, 40) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Feder (5, 42) zum Einführen und/oder Lösen elektrischer Leiter (31) mit Hilfe eines Hilfswerkzeugs (10) spannbar ist.

10. Verbindungsklemme (1, 20, 30, 40) gemäß Anspruch 9, wobei jeweils ein Schenkel (8, 44) unmittelbar durch das Hilfswerkzeug (10) beaufschlagbar ist.

11. Verbindungsklemme (1, 20, 30, 40) gemäß Anspruch 9 oder 10, wobei die Federkraft der Feder (5, 42) so stark ist, dass zum Einführen und/oder Lösen elektrischer Leiter (31) das Spannen der Feder (5, 42) nur mit Hilfe des Hilfswerkzeugs (10) möglich ist.

12. Verbindungsklemme (1, 20, 30, 40) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, umfassend ein Klemmengehäuse (3) aus elektrisch isolierendem Material.

13. Verbindungsklemme (1, 20, 30, 40) gemäß Anspruch 12, wobei das Klemmengehäuse (3) Ausnehmungen (2, 11) für das Einführen von elektrischen Leitern (31) und des Hilfswerkzeugs (10) aufweist.

14. Verbindungsklemme (1, 20, 30, 40) gemäß Anspruch 13 und einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei das Hilfswerkzeug (10) zum Spannen der Feder (5, 42) im Wesentlichen parallel zu einem einzuführenden Leiter (31) in das Klemmengehäuse (3) einführbar ist.

15. Verbindungsklemme (1, 20, 30, 40) gemäß einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei das Klemmengehäuse (3) zumindest zwei Stromführungselemente (4, 45) und zugehörige Federn (5, 42) und Federaufnahmen umfasst, wobei die Stromführungselemente (4, 45) elektrisch leitend verbunden sind.

Claims

1. Connecting terminal (1, 20, 30, 40) for electrically connecting at least two electrical conductors (31), comprising

- at least one current-carrying element (4, 45) having at least two side walls (7, 43) which each have at least one electrical contact area (7a) on their mutually facing inner sides, and

- at least one substantially W-shaped spring (5, 42), wherein the outer limbs (8, 44) of the spring (5, 42) are connected to a loop (13, 41) of the spring (5, 42), which loop is arranged between the limbs (8, 44), by means of a shoulder (12) in each case,

wherein

- the spring (5, 42) is arranged between the side walls (7, 43),

- the limbs (8, 44) of the spring (5, 42) are each arranged obliquely to the respectively adjacent side wall (7, 43), and

- the spring ends (9) are in the form of tension prevention edge (9),

so that an electrical conductor (31) can be inserted between a spring end (9) and a side wall (7, 43), wherein the conductor (31) is pressed against the contact area (7a) by the spring force,
characterized in that
the connecting terminal comprises at least one spring receptacle having at least three abutments (6a, 6b, 6c), wherein one abutment (6b) engages into the loop (13, 41) and in each case one abutment (6a, 6c) engages into a shoulder (12) in each case.

2. Connecting terminal (1, 20, 30, 40) according to Claim 1, wherein the abutment (6b) of the spring receptacle, which abutment is arranged in the loop (13, 41), extends over an inside diameter of the loop (13, 41).

3. Connecting terminal (1, 20, 30, 40) according to Claim 1 or 2, wherein the abutments (6a, 6b, 6c) of the spring receptacle are arranged in an apex region of the shoulder (12) or of the loop (13, 41).

4. Connecting terminal (1, 20, 30, 40) according to one of the preceding claims, wherein a cross-sectional profile of an abutment (6a, 6b, 6c) of the spring receptacle in each case has a radius which corresponds substantially to a minimum radius of curvature of the spring (5, 42) in the region of the abutment (6a, 6b, 6c).

5. Connecting terminal (1, 20, 30, 40) according to one of the preceding claims, wherein the spring (5, 42), in the apex region of the shoulders (12) and of the loop (13, 41), has a radius of curvature of at least one tenth of the length of the limbs (8, 44).

6. Connecting terminal (1, 20, 30, 40) according to one of the preceding claims, wherein the spring (5, 42) is arranged such that it cannot be adjusted in respect of the spring force.

7. Connecting terminal (1, 20, 30, 40) according to one of the preceding claims, wherein the spring (5, 42) is of symmetrical design in the longitudinal direction and is arranged symmetrically to the contact areas (7a) of the current-carrying element (4, 45).

8. Connecting terminal (1, 20, 30, 40) according to Claim 7, wherein the side walls (7, 43) of the current-carrying element (4, 45) are preferably arranged substantially parallel to one another.

9. Connecting terminal (1, 20, 30, 40) according to one of the preceding claims, wherein the spring (5, 42) can be tensioned with the aid of an auxiliary tool (10) in order to insert and/or release electrical conductors (31).

10. Connecting terminal (1, 20, 30, 40) according to Claim 9, wherein in each case one limb (8, 44) can be acted on directly by the auxiliary tool (10).

11. Connecting terminal (1, 20, 30, 40) according to Claim 9 or 10, wherein the spring force of the spring (5, 42) is so strong that tensioning of the spring (5, 42) is possible only with the aid of the auxiliary tool (10) for the purpose of inserting and/or releasing electrical conductors (31).

12. Connecting terminal (1, 20, 30, 40) according to one of the preceding claims, comprising a terminal housing (3) which is composed of electrically insulating material.

13. Connecting terminal (1, 20, 30, 40) according to Claim 12, wherein the terminal housing (3) has recesses (2, 11) for inserting electrical conductors (31) and the auxiliary tool (10).

14. Connecting terminal (1, 20, 30, 40) according to Claim 13 and one of Claims 9 to 11, wherein the auxiliary tool (10) can be inserted into the terminal housing (3) substantially parallel to a conductor (31) which is to be inserted, for the purpose of tensioning the spring (5, 42).

15. Connecting terminal (1, 20, 30, 40) according to one of Claims 12 to 14, wherein the terminal housing (3) comprises at least two current-carrying elements (4, 45) and associated springs (5, 42) and spring receptacles, wherein the current-carrying elements (4, 45) are electrically conductively connected.

Revendications

1. Borne de connexion (1, 20, 30, 40) pour la connexion électrique d'au moins deux conducteurs électriques (31), comprenant

- au moins un élément de conduction de courant (4, 45) avec au moins deux parois latérales (7, 43) dont chacune présente au moins une face de contact électrique (7a) sur leurs côtés intérieurs dirigés l'un vers l'autre, et

- au moins un ressort (5, 42) essentiellement en forme de W, les branches extérieures (8, 44) du ressort (5, 42) étant reliées chacune par une épaule (12) à une boucle (13, 41) du ressort (5, 42) disposée entre les branches (8, 44)

dans laquelle

- le ressort (5, 42) est disposé entre les parois latérales (7, 43),

- les branches (8, 44) du ressort (5, 42) sont disposées chacune en biais par rapport à la paroi latérale (7, 43) voisine, et

- les extrémités (9) du ressort sont conçues en forme d'arête de sécurisation en traction (9),

de sorte qu'un conducteur électrique (31) peut être inséré entre une extrémité de ressort (9) et une paroi latérale (7, 43), le conducteur (31) étant pressé contre la face de contact (7a) par la tension du ressort,
caractérisée en ce que la borne de connexion comprend au moins un logement de ressort comportant au moins trois butées (6a, 6b, 6c), une butée (6b) s'engageant dans la boucle (13, 41) et une butée (6a, 6c) dans une épaule (12).

2. Borne de connexion (1, 20, 30, 40) selon la revendication 1, dans laquelle la butée (6b), disposée dans la boucle (13, 41), du logement de ressort s'étend au-dessus d'un diamètre intérieur de la boucle (13, 41).

3. Borne de connexion (1, 20, 30, 40) selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans laquelle les butées (6a, 6b, 6c) du logement de ressort sont disposées dans une zone de sommet de l'épaule (12) ou de la boucle (13, 41).

4. Borne de connexion (1, 20, 30, 40) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le profil de section d'une butée (6a, 6b, 6c) du logement de ressort a un rayon respectif qui correspond essentiellement à un rayon de courbure minimal du ressort (5, 42) dans la zone de la butée (6a, 6b, 6c).

5. Borne de connexion (1, 20, 30, 40) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le ressort (5, 42) présente, dans la zone de sommet des épaules (12) et de la boucle (13, 41), un rayon de courbure d'au moins un dixième de la longueur des branches (8, 44).

6. Borne de connexion (1, 20, 30, 40) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le ressort (5, 42) est disposé de manière non réglable du point de vue de sa tension.

7. Borne de connexion (1, 20, 30, 40) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le ressort (5, 42) est symétrique dans le sens longitudinal et disposé de manière symétrique aux faces de contact (7a) de l'élément de conduction du courant (4, 45).

8. Borne de connexion (1, 20, 30, 40) selon la revendication 7, dans laquelle de préférence les parois latérales (7, 43) de l'élément de conduction de courant (4, 45) sont disposées essentiellement parallèles l'une par rapport à l'autre.

9. Borne de connexion (1, 20, 30, 40) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le ressort (5, 42) peut être contraint pour l'insertion et/ou le détachement d'un conducteur électrique (31) à l'aide d'un outil d'aide (10).

10. Borne de connexion (1, 20, 30, 40) selon la revendication 9, dans laquelle une branche (8, 44) peut être sollicitée directement par l'outil d'aide (10).

11. Borne de connexion (1, 20, 30, 40) selon la revendication 9 ou la revendication 10, dans laquelle la tension du ressort (5, 42) est si forte qu'il n'est possible de contraindre le ressort (5, 42) qu'à l'aide de l'outil d'aide (10) pour insérer et/ou détacher des conducteurs électriques (31).

12. Borne de connexion (1, 20, 30, 40) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant une boîte à bornes (3) fabriquée dans une matière électriquement isolante.

13. Borne de connexion (1, 20, 30, 40) selon la revendication 12, dans laquelle la boîte à bornes (3) présente des évidements (2, 11) pour l'insertion de conducteurs électriques (31) et de l'outil d'aide (10).

14. Borne de connexion (1, 20, 30, 40) selon la revendication 13 et l'une quelconque des revendications 9 à 11, dans laquelle l'outil d'aide (10) peut être introduit dans la boîte à bornes (3) de manière essentiellement parallèle à un conducteur (31) devant être inséré, pour contraindre le ressort (5, 42).

15. Borne de connexion (1, 20, 30, 40) selon l'une quelconque des revendications 12 à 14, dans laquelle la boîte à bornes (3) comprend au moins deux éléments de conduction de courant (4, 45), des ressorts (5, 42) et des logements de ressort correspondants, les éléments de conduction de courant (4, 45) étant reliés de manière électriquement conductrice.

Zeichnung