-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Klemmenanordnung und
hier insbesondere eine solche Klemmenanordnung, bei der beim
Einschieben eines elektrischen Leiters eine Metalllamelle gegen
die Wirkung einer Torsionsschraubenfeder von einer
Anschlussklemme weggeschwenkt wird. Wird auf den elektrischen Leiter eine
Zugkraft in Richtung seines Herausziehens aus der
Klemmenanordnung ausgeübt, wird die Metalllamelle gegen die Anschlussklemme
verdreht und drückt dadurch den elektrischen Leiter mit größerer
Kraft gegen die metallische Anschlussklemme und stellt die
elektrische Verbindung zwischen metallischer Anschlussklemme und
elektrischem Leiter sicher. Eine Torsionsschraubenfeder
bestimmter Elasizität vermittelt überlicherweise einen solchen Druck,
um den elektrischen Leiter und die metallische Anschlussklemme
in elektrisch stabiler Leitverbindung zu halten. Außerdem kann
der elektrische Leiter mit nur einer einfachen Handhabung
(one-touch operating action) angeschlossen oder getrennt werden.
-
Bisher wurden verschiedene Klemmenanordnungen vorgeschlagen, die
eine einfache elektrische Verbindung eines elektrischen Leiters
mit der Klemmenanordnung mit nur einem Arbeitsgang ermöglichen.
So besteht z. B. die in Fig. 10 dargestellte Klemmenanordnung 1
aus einem elektrisch isolierten Gehäuse 2 aus Kunststoff. Die
Klemmenanordnung weist eine metallische Anschlussklemme 3 auf,
die in dem Gehäuse 2 festgelegt ist und mit einem Anschlusspaar
3a aus dem Gehäuse ragt. Eine Metalllamelle 4, die eine etwa U-
förmige Lamellenfeder bildet, weist einen auf einem an dem
Gehäuse 2 angeformten Zapfen 2a gelagerten zentrischen Abschnitt
4a auf und liegt mit ihrem einen Ende 4b an einer
Gehäuseinnenfläche 2b an, während ihr gegenüberliegendes Ende 4c gegen die
metallische Anschlussklemme 3 gepresst wird. Außerdem ist in
eine in dem Gehäuse 2 ausgebildete Führungsöffnung 2c ein
Arbeitszapfen 5 verschiebbar eingeführt.
-
Wird der Arbeitszapfen 5 von außerhalb des Gehäuses eingedrückt,
drückt das innere Ende 5a des Arbeitszapfens 5 das Ende 4c der
Metalllamelle 4 entgegen der Federwirkung in eine Richtung, die
von der Anschlussklemme 3 weggerichtet ist. Dadurch kann der in
der Zeichnung nicht näher dargestellte elektrische Leiter durch
eine im Gehäuse 2 ausgebildete Führungsbohrung 2d zwischen die
metallische Anschlussklemme 3 und die Metalllamelle 4 eingeführt
werden. Nach dem Lösen des Arbeitszapfens 5 kehrt die
Metalllamelle 4 aufgrund ihrer Elastizität in ihre Ausgangsstellung
zurück, um den elektrischen Leiter gegen die metallische
Anschlussklemme 3 zu pressen und dadurch die elektrische
Verbindung zwischen dem elektrischen Leiter und der Anschlussklemme 3
sicherzustellen.
-
Aufgrund der konventionellen Klemmenanordnung 1, bei der die
Lamellenfeder 4 zur Ausübung eines Pressdruckes auf den
elektrischen Leiter dient, muss der Benutzer einen kleinen
Arbeitszapfen 5 gegen die starke Federwirkung der Lamellenfeder drücken,
um den elektrischen Leiter in die Klemmenanordnung 1 einzuführen
oder aber ihn aus ihr herausziehen zu können. Deshalb ist die
Betätigung des Arbeitszapfens 5 für den Finger des Benutzers
schmerzhaft und die Handhabung ist extrem schlecht. Dies führt
dazu, dass der Benutzer den Arbeitszapfen 5 oft nicht tief genug
eindrückt, so dass der elektrische Leiter aus dem Gehäuse
herausgerissen werden kann, was zur Beschädigung der
Anschlussklemme 1 führt.
-
Eine andere, in Fig. 11 dargestellte herkömmliche
Klemmenanordnung 10 besteht aus einem elektrisch isolierten Gehäuse 11 aus
Kunststoff. Die Klemmenanordnung weist eine U-förmige, in dem
Gehäuse 11 festgelegte metallische Anschlussklemme 12 auf, die
mit einem Anschlusspaar aus dem Gehäuse ragt. Eine Metalllamelle
13 weist ein in Form eines Ringes 13a geformtes Ende und ein
gegenüberliegendes flaches Ende 13b auf. Die Metalllamelle 13 ist
mit ihrem ringförmigen Ende 13a auf einem an das Gehäuse 11
angeformten Stützzapfen 11a verschwenkbar gelagert, so dass die
Metalllamelle gegenüber der metallischen Anschlussklemme 12
verdrehbar ist. Zwischen dem Gehäuse 11 und der Metalllamelle 13
ist eine Druckschraubenfeder 14 vorgesehen, die das flache Ende
13b der Metalllamelle 13 gegen die metallische Anschlussklemme
12 drücken kann. Ferner ist ein Arbeitszapfen 15 verschiebbar in
eine in das Gehäuse 11 eingeformte Führungsbohrung 11b
eingeführt.
-
Bei der herkömmlichen Anschlussklemme 10, die insbesondere die
Druckschraubenfeder 14 so einsetzt, dass deren eines Ende
einfach gegen die Metalllamelle 13 gedrückt wird, muss das Ende der
Druckschraubenfeder 14 auf der Metalllamelle 13 entlanggleiten.
Daher ändert sich häufig die Position, in der die
Druckschraubenfeder 14 Druck auf die Metalllamelle 13 ausübt, bei jeder
Druckbetätigung des Arbeitszapfens 15. Dadurch wird es
schwierig, den elektrischen Leiter mit konstant stabilisiertem Druck
zu halten.
-
DE-B-12 13 024 offenbart eine in einem Gehäuse angeordnete
Klemmenanordnung zur lösbaren, elektrisch leitenden Festlegung eines
elektrischen Leiters, mit einer ein Stützlager aufweisenden
metallischen Anschlussklemme, einer mit ihrem einen Ende auf dem
Stützlager verschwenkbar montierten Metalllamelle, und einer
Torsionsschraubenfeder, die mit einem Schraubenabschnitt
verdrehbar auf dem Stützlager der metallischen Anschlussklemme
gelagert ist und mit ihrem einen Ende an der metallischen
Anschlussklemme anliegt, wobei die Torsionsfeder einen Druck auf
die Metalllamelle ausübt, so dass die Metalllamelle den
elektrischen Leiter gegen die metallische Anschlussklemme drücken und
so eine elektrische Verbindung zwischen dem elektrischen Leiter
und der metallischen Anschlussklemme herstellen kann. Wenn der
elektrische Leiter in das Gehäuse eingeführt wird, ermöglicht
die Torsionsschraubenfeder eine Verschwenkung der Metalllamelle
um das Stützlager in eine von der metallischen Anschlussklemme
wegweisenden Richtung; wird auf den elektrischen Leiter eine
Kraft ausgeübt, um ihn aus dem Gehäuse herauszuziehen,
verschwenkt die Torsionsschraubenfeder die Metalllamelle um deren
Stützlager in Richtung auf die metallische Anschlussklemme, um
so den Anpressdruck zur Festlegung des elektrischen Leiters
zwischen der Metalllamelle und der metallischen Anschlussklemme zu
erhöhen.
-
Gemäß der Erfindung ist eine Klemmenanordnung zur lösbaren,
elektrisch leitenden Festlegung eines elektrischen Leiters
vorgesehen, mit einer metallischen Anschlussklemme, die eine obere
und eine untere, mit einer Kontaktfläche versehene Seitenwandung
aufweist, zwischen denen ein Stützlager angeordnet ist, sowie
mit einer länglichen Metalllamelle, die ein Ende sowie ein
gegenüberliegendes freies Ende aufweist, wobei das eine Ende der
Metalllamelle in Form zweier zwischen sich einen lichten Abstand
einschließender Ringe ausgebildet und auf dem genannten
Stützlager verdrehbar gelagert ist, so dass die Metalllamelle
gegenüber der Anschlussklemme um das Stützlager herum verdrehbar ist,
wobei die Klemmenanordnung ferner eine Torsionsschraubenfeder
aufweist, die mit einem zentrischen Schraubenabschnitt
verdrehbar auf dem genannten Stützlager gelagert und in dem genannten
lichten Abstand zwischen den beiden Ringen der Metalllamelle
positioniert ist, mit ihrem einen Ende in eine Öffnung in der
oberen Seitenwandung der Anschlussklemme ragt und mit ihrem
gegenüberliegenden Ende in eine zwischen den sich
gegenüberliegenden Enden der Metalllamelle angeordnete Öffnung eingreift, so
dass das freie Ende der Metalllamelle normalerweise gegen die
Kontaktfläche der Anschlussklemme gedrückt wird.
-
Die Kontaktfläche kann geriffelt ausgebildet sein, so dass sie
zusammen mit dem freien Ende der Metalllamelle einen
elektrischen Leiter wirksam festzulegen vermag.
-
In den Zeichnungen ist eine als Beispiel dienende
Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
-
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer
Klemmenanordnung gemäß der Erfindung;
-
Fig. 2 die Klemmenanordnung in einer
Explosionsdarstellung;
-
Fig. 3 eine Draufsicht der Klemmenanordnung im
Längsschnitt;
-
Fig. 4 eine Stirnansicht der Klemmenanordnung;
-
Fig. 5 eine perspektivische Darstellung der
Klemmenanordnung, teilweise aufgebrochen zur Darstellung
ihrer wesentlichen Teile;
-
Fig. 6 eine perspektivische Darstellung von drei
nebeneinander in einem teilweise aufgebrochenen
Gehäuse angeordneten Klemmenanordnungen;
-
Fig. 7 eine Stirnansicht der Klemmenanordnung im
Vertikalschnitt zur Darstellung der Einführung eines
elektrischen Leiters in die Klemmenanordnung;
-
Fig. 8 eine Stirnansicht der Klemmenanordnung im
Vertikalschnitt, um den von einer Metalllamelle gegen
eine metallische Anschlussklemme gepressten, mit
der metallischen Anschlussklemme eine elektrische
Verbindung herstellenden elektrischen Leiter zu
zeigen;
-
Fig. 9 eine Stirnansicht der Klemmenanordnung im
Vertikalschnitt, um den elektrischen Leiter beim
Herausziehen aus dem Gehäuse zu zeigen;
-
Fig. 10 eine Stirnansicht einer herkömmlichen
Klemmenanordnung im Vertikalschnitt zur Darstellung einer
als Lamellenfeder ausgebildeten Metalllamelle und
-
Fig. 11 eine Stirndarstellung einer anderen herkömmlichen
Klemmenanordnung im Vertikalschnitt, um eine von
einer Druckschraubenfeder druckbeaufschlagte
Metalllamelle zu zeigen.
-
Gemäß den Fig. 1 bis 6 besteht eine Klemmenanordnung 20 gemäß
Erfindung im Wesentlichen aus einer metallischen Anschlussklemme
21, einer länglichen Lamelle 22 und einer Torsionsschraubenfeder
23.
-
Die metallische Anschlussklemme 21 soll die elektrische
Verbindung über die Klemmenanordnung 20 herstellen und besteht aus
einem Metallblech, z. B. Eisen plattiert mit einem Material
hoher elektrischer Leitfähigkeit. Das Blech ist, wie dargestellt,
in ein seitliches U gebogen mit einer oberen und einer unteren
Seitenwandung 21f, 21d. Die metallische Anschlussklemme 21 weist
auf ihrer einen Seite längs der Seitenwandungen einen Anschluss
21a auf, in dessen Ende eine Öffnung 21b vorgesehen ist, durch
die ein elektrischer Leiter 24 gesteckt und an dem Ende
festgelötet werden kann. An dem gegenüberliegenden Ende des
Anschlusses 21a weist die metallische Anschlussklemme 21 einen weiteren
Ansatz auf, der eine verringerte Breite hat und in einem rechten
Winkel in gleicher Richtung wie die beiden Seitenwandungen 21d,
21f abgebogen ist, um ein Stützlager 21c zu bilden.
-
Die Seitenwandung 21d weist eine obere Fläche auf, die eine
Kontaktfläche 21e bildet, die geriffelt wurde, um einen
dagegengepressten elektrischen Leiter sicher festzulegen. Die andere
Seitenwandung 21f ist mit einer Öffnung 21g versehen, in die das
eine Ende der Torsionsschraubenfeder 23 gesteckt ist.
-
Die Metalllamelle 22 dient zum Anpressen des elektrischen
Leiters 24 gegen die Kontaktfläche 21e der metallischen
Anschlussklemme 21. Das eine Ende der Metalllamelle 22 ist in Form zweier
zwischen sich einen lichten Abstand 22c einschließenden Ringe
22a ausgebildet, von denen aus sich ein leicht gebogener flacher
Abschnitt erstreckt, der in einem Druckabschnitt 22b endet. Der
flache Abschnitt ist mit einer Ausnehmung 22d versehen, in die
das andere Ende der Torsionsschraubenfeder 23 gesteckt ist.
-
Der Zwischenraum 22c zwischen den Ringen 22a dient zur Aufnahme
eines Schraubenabschnitts 23a der Torsionsschraubenfeder 23.
-
Die Torsionsschraubenfeder 23 dient zur Ausübung eines Druckes
auf die Metalllamelle 22. Die gegenüberliegenden Enden 23b, 23c
der Feder sind in die Öffnung 21g der metallischen
Anschlussklemme 21 bzw. in die Ausnehmung 22d der Metalllamelle 22
eingesteckt.
-
Während der Schraubenabschnitt 23a der Torsionsschraubenfeder 23
in den Zwischenraum 22c zwischen den Ringen 22a der
Metalllamelle 22 eingeführt wird, wobei die Ringe 22a und der
Schraubenabschnitt 23a auf dem Stützlager 21c sitzen, werden die sich
gegenüberliegenden Enden 23b, 23c in die Öffnung 21g bzw. die
Ausnehmung 22d eingesteckt.
-
Gemäß Fig. 6 sind mehrere Klemmenanordnungen 20, die jeweils
gemäß vorstehender Beschreibung ausgebildet sind, in einem aus
Kunststoff oder ähnlich elektrisch isolierendem Material
bestehenden Gehäuse 25 untergebracht. In dem Gehäuse 25 ist ein
Arbeitszapfen 26 verschiebbar angeordnet. Der Arbeitszapfen 26
kann von außen gedrückt werden, um einen Druck auf den
Druckabschnitt 22b der Metalllamelle 22 auszuüben und dadurch die
Metalllamelle 22 in die Richtung C zu verschwenken, in der die
Metalllamelle 22 von der metallischen Anschlussklemme 21 abhebt.
Die Ausführungsform gemäß Fig. 6 zeigt drei in dem Gehäuse 25
nebeneinander angeordnete Klemmenanordnungen 20, so dass drei
elektrische Leiter 24 an die Klemmenanordnungen 20 anschließbar
sind.
-
Zur Verbindung des elektrischen Leiters 24 mit der
Klemmenanordnung 20 wird der elektrische Leiter 24 gemäß den Fig. 7 bis 9
in die Ausnehmung 25a des Gehäuses 25 eingeführt, wobei
gleichzeitig der Arbeitszapfen 26 in Richtung des Pfeiles A
eingedrückt wird.
-
Unter dem Druck des Arbeitszapfens 26 wird die Metalllamelle 22
um den Trägerzapfen 21c in Richtung des Pfeiles C gegen die
Wirkung der Torsionsschraubenfeder 23 verschwenkt. Dadurch wird die
Metalllamelle 22 von der Kontaktfläche 21e der Anschlussklemme
21 abgehoben, während zugleich der elektrische Leiter 24 tief in
das Gehäuse 25 in Richtung des Pfeiles B eingeschoben wird.
-
Wird anschließend der Arbeitszapfen 26 freigegeben, wird die
Metalllamelle 22 unter Wirkung der Torsionsfeder 23 in eine dem
Pfeil C entgegengesetzte Richtung verschwenkt. Dadurch kann die
Metalllamelle 22 den elektrischen Leiter 24 gegen die
Kontaktfläche 21e der metallischen Anschlussklemme 21 pressen und so
eine elektrische Verbindung zwischen Anschlussklemme 21 und
elektrischem Leiter 24 herstellen. Gleichzeitig kehrt der
Arbeitszapfen 26 unter der Federwirkung der Torsionsschraubenfeder
23 in Richtung des Pfeiles D in seine Ausgangsruhestellung
zurück.
-
Um den elektrischen Leiter 24 aus der Klemmenanordnung 20 zu
entfernen, wird der Arbeitszapfen 26, wie in Fig. 9
dargestellt, wieder in Richtung des Pfeiles A gedrückt, wodurch die
Metalllamelle 22 um ihren Stützzapfen 21c gegen die Federwirkung
der Torsionsfeder 23 in Richtung des Pfeiles C verschwenkt wird.
Währenddessen kann der elektrische Leiter 24 in Richtung des
Pfeiles E aus der Klemmenanordnung 20 herausgezogen werden und
zwar mit extrem einfacher Betätigungskraft des Arbeitszapfens
26. Im Gegensatz zu einer Lamellenfeder kann die
Torsionsschraubenfeder aufgrund ihrer Ausbildung mit einer geringen Federkraft
ausgelegt werden. Genauer ausgedrückt, hinsichtlich der
Torsionsschraubenfeder kann die zunehmende Federkraft
(Federkonstante) pro Verformungseinheit auf einen im Vergleich zu einer
Lamellenfeder erheblich geringeren Wert eingestellt werden.