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Die Erfindung betrifft ein Elektroinstallationsgerät – beispielsweise einen Leitungsschutzschalter oder einen Fehlerstromschutzschalter – zur Montage in einem Elektroinstallationsverteiler. Das Elektroinstallationsgerät weist dabei eine Federklemme auf, welche in einem Gehäuse des Elektroinstallationsgeräts angeordnet und gehaltert ist und dazu ausgebildet ist, eine Sammelschiene in einer Endstellung mittels einer durch die Federklemme aufgebrachten Federkraft gegen ein elektrisch leitendes Element des Elektroinstallationsgeräts zu drücken.
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Derartige Elektroinstallationsgeräte, wie Leitungsschutzschalter oder Fehlerstromschutzschalter, weisen Anschlussklemmen auf, welche zum Anschließen jeweils eines elektrischen Anschlussleiters vorgesehen sind. In Elektroinstallationsverteilern, die auch als Schaltkästen oder Verteilerkästen bezeichnet werden, werden üblicherweise mehrere Elektroinstallationsgeräte nebeneinander angeordnet. Dabei erweist es sich häufig als vorteilhaft, zumindest einige der Elektroinstallationsgeräte mit sogenannten Sammelschienen miteinander zu verbinden, beispielsweise um eine Phasenleitung festzulegen. Auf diese Weise kann der Verdrahtungsaufwand beim Ausrüsten eines Verteilerkastens deutlich reduziert werden.
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Aus der Druckschrift
DE 10 2006 057 100 A1 ist eine Anschlussklemme für ein Elektroinstallationsgerät bekannt, welche sowohl zum Klemmkontaktieren einer Sammelschiene als auch eines elektrischen Anschlussleiters geeignet ist. Zum Klemmkontaktieren der Sammelschiene ist eine Federklemme vorgesehen, welche einen ersten und einen zweiten Schenkel aufweist, wobei der erste Schenkel in einen Klemmkörper einer Schraubklemme einsteckbar ist. Beim Einstecken der Sammelschiene wird die Federklemme aufgebogen, wobei die Sammelschiene zwischen dem zweiten Schenkel und dem Klemmkörper geklemmt wird.
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Um beim Kontaktieren der Sammelschiene einen guten elektrischen Kontakt sicherzustellen ist eine vordefinierte Kontaktkraft erforderlich. Hierunter wird die Kraft bezeichnet, welche durch die Federklemme aufgebracht werden muss, um die angeschlossene Sammelschiene so zu klemmen, dass eine einwandfreie elektrische Verbindung hergestellt und Kontaktkorrosion vermieden wird. Beim Einstecken der Sammelschiene in die Federklemme ist folglich eine Gegenkraft zu dieser Kontaktkraft erforderlich, um die Federklemme zu öffnen. Sollen mehrere nebeneinander angeordnete Elektroinstallationsgeräte gleichzeitig mit der Sammelschiene kontaktiert werden, so ergibt sich hierbei das Problem, dass die Eindrückkraft, welcher erforderlich ist, um die Sammelschiene in die Federklemmen einzudrücken, mit der Anzahl der nebeneinander angeordneten Elektroinstallationsgeräte proportional ansteigt, da zu jeder Federklemme eine Gegenkraft zum Öffnen der Federklemme aufgebracht werden muss. Die Montage wird dadurch deutlich erschwert.
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Weiterhin ist aus der Druckschrift
DE 60 2004 011 607 T2 eine Anschlussklemme für ein Elektro-Installationsgerät bekannt, welche für eine schraubenlose Klemmkontaktierung einer Sammelschiene vorgesehen ist. Die Anschlussklemme weist zwei Blattfedern zum Klemmen der Sammelschiene auf, wobei eine der Blattfedern an einer Seite über eine an der Blattfeder ausgebildeten Nase in ein Fenster, welches in einer Seitenlasche der Anschlussklemme ausgebildet ist, eingeschnappt ist, so dass diese eine Blattfeder in einem konstanten Abstand von der Kontaktfläche gehalten wird, auch wenn keine Sammelschiene eingesteckt ist. Hierdurch wird ein Eindrücken der Sammelschiene in die Anschlussklemme erleichtert. Die in das Fenster eingeschnappte Blattfeder trägt damit allenfalls in geringer Umfang zum Aufbringen der Klemmkraft auf die Sammelschiene bei, so dass die Kontaktkraft der Anschlussklemme deutlich vermindert ist. Hierdurch wird die Qualität des elektrischen Kontakts, für deren Einhaltung eine bestimmte Mindestkontaktkraft zwingend erforderlich ist, deutlich reduziert. Des Weiteren kann durch die Beanstandung der einen Blattfeder von der Kontaktfläche Kontaktkorrosion auftreten, da diese eine Blattfeder die Sammelschiene nur noch mit reduzierter Kraft klemmt. Ist der fixe Abstand der einen Blattfeder zur Kontaktfläche größer als die Dicke der Sammelschiene, so können sogar unerwünschte Lichtbögen zwischen der Blattfeder und der Sammelschiene auftreten.
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Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Elektroinstallationsgerät mit einer Federklemme bereitzustellen, bei dem die Eindrückkraft zum Eindrücken der Sammelschiene in die Federklemme bei gleichbleibender Kontaktkraft reduziert ist.
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Diese Aufgabe wird durch das Elektroinstallationsgerät gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Das erfindungsgemäße Elektroinstallationsgerät zur Montage in einem Elektroinstallationsverteiler weist eine Federklemme auf, welche in einem Gehäuse des Elektroinstallationsgeräts angeordnet und gehaltert ist. Dabei ist die Federklemme dazu ausgebildet, eine Sammelschiene in einer Endstellung mittels einer durch die Federklemme aufgebrachten Federkraft gegen ein elektrisch leitendes Kontaktelement des Elektroinstallationsgeräts zu drücken. Weiterhin weist das Gehäuse eine Führungskontur auf, um die Sammelschiene in einer Montageposition beim Einstecken in die Federklemme in einem definierten ersten Winkel relativ zum Gehäuse zu führen, wobei die Sammelschiene in einer Endstellung im montierten Zustand relativ zum Gehäuse einen zweiten Winkel aufweist. Dabei ist der erste Winkel derart gewählt, dass eine zum Öffnen der Federklemme aufzubringende Druckkraft beim Eindrücken der Sammelschiene in die Federklemme unter dem ersten Winkel im Vergleich zum zweiten Winkel reduziert ist, wobei nach dem Öffnen der Federklemme die Sammelschiene drehbar und in ihre Endstellung verbringbar ist.
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Mit Hilfe einer derartigen Federklemme, die auch als Push-in-Klemme bezeichnet wird, wird eine schraubenlose Klemmkontaktierung der Sammelschiene ermöglicht. Bei herkömmlichen Federklemmen ist die Einsteckrichtung, in der die Sammelschiene bis zur Endstellung in die Federklemme gedrückt wird, nahezu vertikal zu einer Bewegungsrichtung des federnden Teils der Federklemme. Daher ist die in Einsteckrichtung wirkende Einsteckkraft, welche zum Öffnen der Federklemme über die Sammelschiene aufzubringen ist, bei einer herkömmlichen Federklemme, wie sie beispielsweise aus dem Stand der Technik bekannt ist, vergleichsweise hoch. Diese Einsteckkraft lässt sich nun dadurch reduzieren, dass die Richtung, in der zum Öffnen auf die Federklemme gedrückt wird, möglichst vertikal zur Bewegungsrichtung des federnden Teils der Federklemme gewählt wird. In diesem Fall ist die zum Öffnen benötigte Kraft betragsmäßig ungefähr gleich der Kontaktkraft der Federklemme.
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Indem zum Öffnender Federklemme die Sammelschiene in eine Montageposition verbracht wird, in der sie unter einem ersten Winkel zur Bewegungsrichtung des federnden Teils gegen die Federklemme gedrückt wird, wobei besagter erster Winkel deutlich kleiner ist als der annähernd rechte Winkel, den die Sammelschiene beim Einstecken in die aus dem Stand der Technik bekannte Federklemme einnimmt, kann die Kraft, die zum Eindrücken der Sammelschiene in die Federklemme und damit zum Öffnen der Federklemme aufgebracht werden muss, deutlich reduziert werden. Die Kontaktkraft, mit der die Federklemme gegen die Sammelschiene drückt, um einen guten elektrischen Kontakt sicherzustellen, wird dadurch nicht beeinflusst.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung des Elektroinstallationsgeräts beträgt der erste Winkel der Sammelschiene relativ zum Gehäuse zwischen 30° und 60°. Ein Winkel dieser Größenordnung stellt einen guten Kompromiss zwischen dem Ziel, die Eindrückkraft zu reduzieren, und der Praktikabilität bzw. der Ergonomie bei der Handhabung dar.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Elektroinstallationsgeräts ist die Sammelschiene in der Endstellung annähernd parallel zu einer Kontaktfläche der Federklemme orientiert. Auf diese Weise wird beim Kontaktieren der Sammelschiene ein guter elektrischer Kontakt erreicht.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Elektroinstallationsgeräts weist die Federklemme ein Begrenzungselement auf, um die elastische Verformung der Federklemme auf vorbestimmte Art und Weise zu begrenzen. Mit Hilfe des Begrenzungselements wird der Federweg der Federklemme derart begrenzt, dass ausschließlich elastische Verformungen möglich sind. Dadurch wird die Federklemme vor plastischer Verformung, welche beispielsweise eine reduzierte Kontaktkraft zur Folge hätte, geschützt.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Elektroinstallationsgeräts ist zusätzlich eine Schraubklemme vorgesehen, welche im Gehäuse fixiert gelagert und zur Aufnahme eines elektrischen Anschlussleiters ausgebildet ist. Dabei ist die Federklemme mit der Schraubklemme mechanisch gekoppelt, so dass eine elektrische Kontaktierung des elektrischen Anschlussleiters mittels der Schraubklemme und/oder der Sammelschiene mittels der Federklemme realisierbar ist. Auf diese Weise wird eine standardisierte Anschlussklemme geschaffen, welche sowohl zur elektrischen Kontaktierung einer Sammelschiene als auch eines elektrischen Anschlussleiters geeignet ist. Darüber hinaus ist es möglich, das Elektroinstallationsgerät sowohl mit der Sammelschiene als auch mit einem elektrischen Anschlussleiter elektrisch leitend zu verbinden.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Elektroinstallationsgeräts ist die Federklemme mit der Schraubklemme elektrisch leitend verbunden. Da die Anschlussklemme im Inneren des Elektroinstallationsgeräts mit einem elektrisch leitenden Element elektrisch leitend verbunden ist, ist eine elektrisch leitende Verbindung sowohl der Federklemme als auch der Schraubklemme zu dem elektrisch leitenden Element erforderlich. Dies ist konstruktiv auf einfache Art und Weise dadurch realisierbar, dass Federklemme und Schraubklemme miteinander elektrisch leitend verbunden sind.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Elektroinstallationsgeräts weist die Schraubklemme einen Klemmrahmen mit zumindest einer Nut auf, in der die Federklemme über ein Rastelement verrastbar ist, um die Kopplung zwischen der Schraubklemme und der Federklemme zu realisieren. Die Verrastung eines Rastelements der Federklemme in einer Nut der Schraubklemme stellt eine einfach zu realisierende und kostengünstige Möglichkeit dar, um Federklemme und Schraubklemme mechanisch aneinander zu koppeln.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Elektroinstallationsgeräts weist die Schraubklemme eine Schraube zum Festklemmen des elektrischen Anschlussleiters auf. Die Federklemme ist dabei auf einer der Schraube abgewandten Seite der Schraubklemme angeordnet. Aufgrund dieser Anordnung wird die Ergonomie bei der Kontaktierung des Elektroinstallationsgeräts – beispielsweise beim Einbau in einen Verteilerkasten – dadurch verbessert, dass die Schraube auch bei montierter Sammelschiene noch zugänglich ist. Der Verdrahtungsaufwand bei der Ausrüstung eines Verteilerkastens wird dadurch deutlich reduziert.
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Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel des Elektroinstallationsgeräts unter Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert. In den Figuren sind:
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1A bis 1C schematische Darstellungen des erfindungsgemäßen Elektroinstallationsgeräts in mehreren Ansichten;
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2A bis 2D schematische Darstellungen der Anschlussklemme in mehreren Ansichten;
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3A bis 3C schematische Darstellungen der Federklemme in mehreren Ansichten.
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In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind gleiche Teile stets mit dem gleichen Bezugszeichen versehen. Die Beschreibung gilt für alle Zeichnungsfiguren, in denen das entsprechende Teil ebenfalls zu erkennen ist.
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In den 1A bis 1C ist ein Gehäuse 2 des erfindungsgemäßen Elektroinstallationsgeräts 1 mit einer darin angeordneten Anschlussklemme in mehreren Ansichten schematisch dargestellt. Während die 1A und 1B den Montageablauf einer Sammelschiene 9 in einer Seitenansicht zeigen, ist in 1C das erfindungsgemäße Elektroinstallationsgerät 1 mit der daran angeschlossenen Sammelschiene 9 in perspektivischer Ansicht dargestellt.
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1A zeigt das Elektroinstallationsgerät 1 bei geöffnetem Gehäuse 2 mit einer im Gehäuse 2 angeordneten Anschlussklemme. Die Anschlussklemme besteht im Wesentlichen aus einer Schraubklemme 20 und einer Federklemme 10, welche als gemeinsame Baueinheit in dem Gehäuse 2 des Elektroinstallationsgeräts 1 gelagert sind. Die Schraubklemme 20 weist dabei einen Klemmrahmen 21 auf, in dem eine Schraube 23 eingedreht werden kann, um einen durch eine im Gehäuse 2 ausgebildete Anschlussklemmenöffnung 6 in den Klemmrahmen 21 eingeführten Anschlussleiter (nicht dargestellt) zu klemmen. Hierzu ist mit der Klemmschraube 23 ein Druckstück 24 gekoppelt, welches beim Anziehen der Klemmschraube 23 nach unten gedrückt wird und den Anschlussleiter gegen einen Boden des Klemmrahmens 21 drückt. Um die Zugänglichkeit zur Klemmschraube 23 zu gewährleisten weist das Gehäuse 2 in einem frontseitigen Bereich eine Öffnung 5 auf, durch die ein geeignetes Werkzeug – beispielsweise einen Schraubendreher – mit dem Kopf der Klemmschraube 23 gekoppelt werden kann, um diese zu betätigen.
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Weiterhin ist in der 1A eine Sammelschiene 9 dargestellt, welche relativ zum Gehäuse 2 des Elektroinstallationsgeräts 1 eine Montageposition einnimmt. Derartige Sammelschienen dienen dazu, eine schnelle und einfache elektrische Verbindung zumeist mehrerer nebeneinander angeordneter Elektroinstallationsgerät 1 zu realisieren, wobei die Sammelschienen zumeist zugangsseitig, d. h. zur Einspeisung des Stroms in die Elektroinstallationsgeräte 1 eingesetzt werden. Die Montageposition der Sammelschiene 9 ist, wie in 1A ersichtlich, schräg zur Zugangsseite des Elektroinstallationsgeräts 1 in einem definierten ersten Winkel orientiert. Um die Sammelschiene 9 bei der Montage, d. h. beim Einstecken in die Federklemme 10 in diesem definierten ersten Winkel zu führen, weist das Gehäuse 2 des Elektroinstallationsgeräts 1 im Bereich der Anschlussklemmenöffnung 6 eine Führungskontur 4 auf. Diese ist als eine Fase am Gehäuse 2 ausgebildet, wobei der Winkel der Fase dem ersten Winkel entspricht, den die Sammelschiene 9 in ihrer Montageposition relativ zum Gehäuse 2 des Elektro-Installationsgeräts 1 einnimmt.
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Im Unterschied zu 1A ist in den 1B und 1C die Sammelschiene 9 in einem montierten Zustand dargestellt, in dem sie relativ zum Gehäuse 2 des Elektroinstallationsgeräts 1 eine Endstellung einnimmt. In dieser Endstellung ist ein guter elektrisch leitender Kontakt zwischen der Sammelschiene 9 und der Federklemme 10 des Elektroinstallationsgeräts 1 realisiert. Dies wird dadurch erreicht, dass ein Federelement 11 der Federklemme 10 den fingerartigen Anschluss der Sammelschiene 9 gegen ein elektrisch leitendes Element, im dargestellten Fall gegen den unteren Teil des Klemmrahmens 21 der Schraubklemme 20, drückt. Um die Sammelschiene 9 von ihrer Montageposition (s. Darstellung in 1A) in ihre Endstellung zu bringen, wird das fingerartige Anschlusselement der Sammelschiene 9 zunächst unter dem definierten ersten Winkel gegen das Federelement 11 der Federklemme 10 gedrückt, wodurch die Federklemme 10 geöffnet wird. Dabei wird die Sammelschiene 9 an der Führungskontur 4 des Elektroinstallationsgeräts 1 geführt. Im weiteren Montageverlauf wird die Sammelschiene 9 gedreht und weiter in die Federklemme 10 eingedrückt, bis sie ihre Endstellung (siehe Darstellung der 1B und 1C) erreicht hat. Da der Winkel zwischen dem fingerartigen Anschlussteil der Sammelschiene 9 und dem Federelement 11 der Federklemme 10, der durch die Führungskontur 4 vorgegeben ist, derart gewählt ist, dass das fingerartige Anschlusselement der Sammelschiene 9 annähernd in einem rechten Winkel auf die Oberfläche des Federelements 11 drückt, kann die zum Öffnen der Federklemme 10 aufzubringende Druckkraft vergleichsweise gering gehalten werden. Das Einstecken der Sammelschiene 9 in die Federklemme 10 wird dadurch deutlich vereinfacht. Dies ist insbesondere der Fall, wenn mehrere Elektroinstallationsgeräte 1 nebeneinander zu einem Sammelschienenverbund angeordnet sind und die Sammelschiene 9 gleichzeitig in die mehreren Federklemmen 10 der mehreren Elektroinstallationsgeräte 1 eingedrückt werden muss.
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Weiterhin ist es möglich, ein einzelnes Elektroinstallationsgerät 1 aus dem Sammelschienenverbund zu lösen oder wieder in den Sammelschienenverbund zu integrieren. Auch für den Fall, dass das aus dem Sammelschienenverbund zu lösende Elektroinstallationsgerät 1 noch mit einem die Schraubklemme 20 angeschlossenen elektrischen Leiter verbunden ist, ist ein Lösen eines einzelnen Elektroinstallationsgeräts aus dem Sammelschienenverbund möglich.
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In den 2A bis 2D ist die Anschlussklemme in mehreren Ansichten schematisch dargestellt. Dabei zeigen die 2A und 2B eine Front- bzw. eine Seitenansicht, während die Anschlussklemme in 2C in perspektivischer Ansicht dargestellt ist. In 2D ist eine Explosionsdarstellung der Anschlussklemme gezeigt.
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Die Anschlussklemme besteht im Wesentlichen aus der Schraubklemme 20 und der Federklemme 10. Wie schon in den 1A bis 1C dargestellt, weist die Schraubklemme 20 einen Klemmrahmen 21 auf, in dem eine Klemmschraube 23 eingedreht werden kann. Beim Eindrehen der Klemmschraube 23 wird ein Druckstück 24 gemeinsam mit der Klemmschraube 23 in Richtung des Klemmrahmens 21 bewegt, so dass ein in den Klemmrahmen 21 eingeführter elektrischer Leiter (nicht dargestellt) über das Druckstück 24 gegen den Boden, d. h. den unteren Teil des Klemmrahmens 21 gedrückt wird. Auf diese Weise wird ein guter elektrisch leitender Kontakt zwischen dem Klemmrahmen 21 der Anschlussklemme und dem eingeführten elektrischen Leiter hergestellt. Ferner weist der Klemmrahmen 21 in seinem unteren Bereich zwei Führungsnuten 22 auf, welche zur Aufnahme der Federklemme 10 vorgesehen sind. Hierzu weist die Federklemme 10 zwei Seitenlaschen 14 auf, an deren Enden jeweils ein Rastelement 15 ausgebildet ist. Mit Hilfe der beiden Rastelemente 15 kann die Federklemme 10 an den beiden am Klemmerahmen 21 ausgebildeten Nuten 22 der Schraubklemme 20 verrastet werden, so dass die Schraubklemme 20 und die Federklemme 21 im Bedarfsfall auf einfache Art und Weise zu einer stabilen Anschlussklemme montierbar ist.
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In den 3A bis 3C ist die Federklemme 10 in mehreren Ansichten schematisch dargestellt. Die 3A und 3B zeigen wiederum eine Front- bzw. eine Seitenansicht, während die Federklemme 10 in der 2C in perspektivischer Ansicht dargestellt ist. Die Federklemme 10 ist als Blechbiegeteil herstellbar und weist einen Boden 16 auf, an dem das Federelement 11 sowie die beiden Seitenlaschen 14 einstückig angeformt sind. Die beiden Seitenlaschen 14 sind relativ zum Boden 16 um ca. 90° nach oben gebogen und weisen an ihrem dem Boden gegenüberliegenden Ende jeweils ein Rastelement 15 in Form einer Umkantung auf, über die die Federklemme 10 mit dem Klemmrahmen 21 der Schraubklemme 20 unter Ausnutzung der Eigenelastizität der Seitenlaschen 14 zu einer Baueinheit verrastet werden kann. Das Federelement 11 ist relativ zum Boden 16 nach innen gebogen und an seinem dem Boden 16 abgewandten Ende nochmals abgekantet, wodurch ein Begrenzungselement 13 gebildet wird. Auf einer dem Boden 16 abgewandten Oberfläche des Federelements 11 weist die Federklemme eine Kontaktfläche 12 auf, über die eine eingesteckte Sammelschiene 9 im montierten Zustand gegen den Klemmrahmen 21 gedrückt wird. Wird eine Sammelschiene 9 (siehe 1A bis 1C) in die am Klemmrahmen 21 montierte Federklemme 10 eingedrückt, so wird das Federelement 11 entgegen seiner Federkraft nach unten gedrückt und damit elastisch verformt. Um dabei eine plastische Verformung des Federelements 11 zu verhindern, ist das Begrenzungselement 13 derart ausgebildet, dass es ab einem bestimmten Federweg des Federelements 11 auf dem Boden 16 aufsteht. Dieser maximale Federweg ist dabei derart bemessen, dass die Verformung des Federelements 11 mit sicherem Abstand zum Bereich der plastischen Verformung liegt. Auf diese Weise wird der Federweg des Federelements 11 sicher auf den rein elastischen Verformungsbereich begrenzt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Elektroinstallationsgerät
- 2
- Gehäuse
- 4
- Führungskontur
- 5
- Öffnung
- 6
- Anschlussklemmenöffnung
- 9
- Sammelschiene
- 10
- Federklemme
- 11
- Federelement
- 12
- Kontaktfläche
- 13
- Begrenzungselement
- 14
- Seitenlasche
- 15
- Rastelement
- 16
- Boden
- 20
- Schraubklemme
- 21
- Klemmrahmen
- 22
- Nut
- 23
- Schraube
- 24
- Druckstück
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006057100 A1 [0003]
- DE 602004011607 T2 [0005]