Klemme zum Anschliessen eines elektrischen Leiters an eine wenigstens im Bereich der Anschlussstelle im Querschnitt V-ähnliche Schiene
Die Erfindung betrifft eine Klemme zum Anschliessen eines elektrischen Leiters, insbesondere eines Massivsektorleiters, an eine wenigstens im Bereich der Anschlussstelle im Querschnitt V-ähnliche Schiene, mit einem den Leiter und die Schiene im Bereich der Anschlussstelle gemeinsam umfassenden, rahmenförmigen Klemmenkörper, dessen einer Seitenteil aus zwei im Winkel zueinander liegenden Abschnitten besteht und dessen diesem abgewinkelten Seitenteil gegenüberliegender Seitenteil eine Gewindebohrung aufweist, in der eine gegen den abgewinkelten Seitenteil gerichtete Druckschraube geführt ist.
Die bekannten Klemmen dieser Art, die es ermöglichen, einen Leiter unmittelbar an eine Flachschiene, beispielsweise eine Sammelschiene oder eine Anschlussschiene in einer Niederspannungsverteilungsanlage, anzuschliessen, nachdem die Schiene an der Anschlussstelle, vorzugsweise an ihrem einen Ende, zu einem V-ähnlichen Querschnittprofil verformt worden ist, haben den Vorteil, dass die Schiene nicht mit einer Bohrung für die Befestigung eines Kabelschuhs versehen werden muss und dass nur ein einziger Übergangswiderstand zwischen der Schiene und dem Leiter, nämlich der an der Kontaktstelle zwischen letzterem und der Schiene, vorhanden ist. Ferner ist von Vorteil, dass infolge des V-ähnlichen Querschnittprofils der Schiene der Lei- ter beim Schliessen der Klemme sicher in der richtigen Lage gehalten wird.
Nachteilig ist aber, dass sich der Kontakt zwischen der Schiene und dem Leiter unter dem Wechselspiel von Erwärmung und Abkühlung verschlechtern kann
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Klemme der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die im Betrieb unvermeidliche Wärmedehnung und Wärmeschrumpfung sich nicht nachteilig auf auf die Qualität des Kontaktes zwischen dem Leiter und der Schiene auswirken kann. Diese Aufgabe ist erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die der Druckschraube zugekehrte Innenfläche des abgewinkelten Seitenteils eine von der Kontur der ihr zugekehrten Seite der Schiene an der Anschlussstelle abweichende, unter der mittels der Druckschraube erzeugten Anpresskraft eine Bewegung des abgewinkelten Seitenteils und der Schiene relativ zueinander zulassende Kontur aufweist.
Die Relativbewegung zwischen der Schiene und dem abgewinkelten Seitenteil des Klemmenkörpers unter der Anpresskraft der Druckschraube ermöglicht es, die Schiene, den Klemmenkörper oder auch beide beim Schliessen der Klemme elastisch zu verformen und dadurch eine elastische Anpresskraft zu erzeugen, welche auch bei Wärmedehnungen oder Wärmeschrumpfungen den Kontaktdruck innerhalb eines Bereiches zu halten vermag, in dem die Güte des Kontaktes keine Beeinträchtigung erfährt.
Es ist zwar bei Klemmen bekannt, durch die Verwendung von Tellerfedern zwischen der Druckschraube und einem mit dieser verbundenen Druckstück eine elastische Anpresskraft zu erzeugen und aufrechtzuerhalten. Die erfindungsgemässe Lösung hat gegenüber dieser vorbekannten Lösung jedoch zwei wesentliche Vorteile. Zum einen lässt sich mit ihr das gesteckte Ziel ohne zusätzlichen Aufwand erreichen, da kein zusätzliches Element, wie es die Feder bei den bekannten Klemmen darstellt, erforderlich ist. Zum anderen hat sie keinen vergrösserten Platzbedarf, was beim Einbau einer Feder unvermeidbar ist.
Eine Relativbewegung zwischen dem Leiter und der Schiene unter der Anpresskraft der Schraube lässt sich in besonders einfacher Weise dadurch erreichen, dass man den von den beiden Abschnitten des abgewinkelten Seitenteils eingeschlossenen Winkel kleiner wählt als den Winkel, welche die Schiene im Bereich der Anschlussstelle bildet.
Um den Federweg zu vergrössern, kann im Mittelabschnitt des abgewinkelten Seitenteils eine zur Druckschraube hin offene, nutartige Vertiefung vorgesehen sein.
Eine solche Vertiefung gestattet es auch, die Winkel des abgewinkelten Seitenteils und der Schiene gleich gross zu wäh- len.
Sofern auch eine elastische Verformung der Klemme erwünscht oder notwendig ist, um die erforderliche elastische Vorspannung erzeugen zu können, was insbesondere bei starken Schienen der Fall ist, ist eine Ausbildung des Klemmenkörpers zweckmässig, bei der der vom Klemmenkörper gebildete Kanal eine von den Enden des abgewinkelten Seitenteils zu dem die Gewindebohrung aufweisenden Seitenteil hin abnehmende Weite hat und im Bereich der grössten Weite des Kanals die Wandstärke der Seitenteile grösser ist als in den sich anschliessenden Abschnitten.
Im folgenden ist die Erfindung anhand verschiedener auf der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele im einzelnen erläutert. Es zeigen:
Fig 1 eine teilweise im Schnitt dargestellte Stirnansicht eines ersten Ausführungsbeispiels mit eingelegtem Leiter und eingelegter Schiene;
Fig. 2 eine Stirnansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels mit eingelegtem Leiter und eingelegter Schiene;
Fig. 3 eine Draufsicht auf das Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 2;
Fig. 4 eine Stirnansicht eines dritten Ausführungsbeispiels;
Fig. 5 eine Draufsicht auf das Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 4.
Eine als Ganzes mit 1 bezeichnete Klemme zum Anschliessen eines in Fig. 1 als massiver Sektorleiter dargestellten elektrischen Leiters 2 an das V-ähnlich verformte Ende 3 einer im übrigen nicht dargestellten Flachschiene weist einen rahmenförmigen Klemmenkörper 4 auf, der einen Kanal 5 begrenzt, welcher das V-ähnliche Ende 3 der Flachschiene und den Leiter 2 aufnimmt. Der Klemmenkörper 4 ist im Ausführungsbeispiel einstückig ausgebildet, könnte aber auch aus zwei oder mehr Teilen bestehen.
Der eine Seitenteil 6 des Klemmenkörpers besteht aus zwei im Winkel zueinander liegenden Abschnitten 6' und 6".
Der Winkel ss, den die den Kanal 5 begrenzenden Innenflächen der Abschnitte 6' und 6" miteinander einschliessen, beträgt im Ausführungsbeispiel etwa 90". An die Abschnitte 6' und 6" schliessen sich zwei parallel zueinander verlaufende Seitenteile 7 bzw. 8 an, an die sich rechtwinklig das dem abgewinkelten Seitenteil gegenüberliegende Seitenteil 9 anschliesst, welches verstärkt ist, da es eine in den Symmetrieebenen der Klemme liegende Gewindebohrung 10 aufweist, in der eine Druckschraube 11 geführt ist. An dem in den Kanal 5 ragenden Ende der Druckschraube 11 ist ein Zapfen 12 vorgesehen, auf dem drehbar ein Druckstück 13 gelagert ist. Ein in diesem versenkt liegender Kopf des Zapfens 12 verbindet das Druckstück 13 unverlierbar mit der Druckschraube 11.
Im Ausführungsbeispiel hat das Druckstück 13 eine Breite, die geringfügig kleiner ist als die Weite des Kanales 5 zwischen den Seitenteilen 7 und 8, wodurch ein Mitdrehen des Druckstückes mit der Druckschraube 11 verhindert ist.
Ausserdem ist das Druckstück 13 auf der der Druckschraube 11 abgekehrten Seite mit einer Kehle versehen, welche der Krümmung der Aussenfläche des Leiters 2 angepasst ist. Sofern nur Massivleiter mittels der Klemme an eine Schiene angeschlossen werden sollen, könnte man auf das Druckstück 13 verzichten und unmittelbar mit der Druckschraube 11 auf den Leiter drücken.
Um die gewünschte elastische Anpresskraft zu erhalten, muss der Winkel a, den die Flachschiene im Bereich ihres V-ähnlich verformten Abschnittes einschliesst, grösser oder kleiner sein als der Winkel ss, den die Innenflächen der Abschnitte 6' und 6" einschliessen. Im Ausführungsbeispiel hat das Ende 3 der Flachschiene ein Profil mit einem Winkel, der zwischen 100" und 110 liegt. Bei ungefähr gleichen Ausrundungsradien sowohl am Ende 3 als auch am Übergang vom Abschnitt 6' zum Abschnitt 6" liegt daher das Ende 3 zunächst nur mit den Aussenkanten auf den Innenflächen der Abschnitte 6' und 6" auf. Beim Anziehen der Druckschraube 11 wird der Leiter 2, welcher mit seinen beiden ebenen Seitenflächen an den beiden im Winkel zueinander stehenden Schenkeln des Endes 3 anliegt, immer stärker an das Ende 3 angepresst.
Dabei verformt sich das Ende 3 elastisch im Sinne einer Verkleinerung des von seinen Schenkeln eingeschlossenen Winkels a, und zwar maximal so weit, bis der Winkel a gleich dem Winkel ss ist und damit die Kontur des Endes 3 zumindest im wesentlichen an die durch die Innenflächen der Abschnitte 6' und 6" gebildete Kontur angepasst ist. Die elastische Verformung des Endes 3 sorgt auch bei Erwärmung und Abkühlung der Klemme für einen guten Kontakt, sofern, wie dies bei den gewählten Winkeln im Ausführungsbeispiel der Fall ist, die elastische Verformung des Endes 3 ausreichend gross ist.
Hätte man dem Ende 3 der Flachschiene eine Verformung mit einem Winkel a von weniger als 90" gegeben, dann würde das Ende 3 zunächst nur im Bereich seiner Mittelzone am Klemmenkörper 4 anliegen. Mit zunehmendem Anziehen der Druckschraube 11 würde der Leiter 2 mehr und mehr zwischen die Schenkel des Endes 3 hineingedrückt und dabei den Winkel a vergrössern, und zwar wiederum maximal bis zu einer Anpassung an den Winkel des abgewinkelten Seitenteils des Klemmenkörpers 4. Im Hinblick auf das Anschliessen von verseilten Leitern, also Leitern, die aus einzelnen Drähten bestehen, ist jedoch die Verwendung von Schienen, die in ihrem V-ähnlich verformten Bereich einen Winkel einschliessen, der grösser ist als der Winkel ss, in der Regel vorteilhafter.
Das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von demjenigen gemäss Fig. 1 nur dadurch, dass im Bereich der aneinander anschliessenden Enden der Abschnitte 106' und 106" des abgewinkelten Seitenteils 106 eine zur Druckschraube 111 hin offene, nutartige Vertiefung 115 vorgesehen ist, die sich über die gesamte Länge des Kanals 105 erstreckt und symmetrisch zu der Längsmittelebene des Klemmenkörpers 104 ausgebildet ist, zu der die beiden parallel zueinander verlaufenden Seitenteile 107 und 108 sowie die Abschnitte 106' und 106", die im übrigen gleich der Wandstärke der Seitenteile 107, 108 ist, ist im Bereich der Vertiefung 115 verringert.
Infolge der Vertiefung 115 kann der Winkel, den der V-ähnlich verformte Abschnitt 103 der Schiene einschliesst, bei unbelasteter Schiene gleich dem Winkel ss gewählt sein, den die Innenflächen der Abschnitte 106', 106" einschliessen, weil eine elastische Verformung der Schiene unter der Anpresskraft der Druckschraube 111 in die Vertiefung 115 hinein möglich ist. Infolge der geringeren Wandstärke des Klemmenkörpers 104 im Bereich der Vertiefung 115 kann aber auch der Klemmenkörper 104 in gewissem Umfange elastisch verformt werden, so dass zu der Vorspannung der Schiene eine elastische Vorspannung des Klemmenkörpers 104 hinzukommt.
Letzteres gilt auch dann, wenn der Winkel des Abschnittes 103 im unbelasteten Zustand sich vom Winkel ss unterscheidet, den die der Anlage der Schiene dienenden Innenflächen der Abschnitte 106' und 106" einschliessen.
Die Ausführungsbeispiele gemäss den Fig. 1 bis 3 sind so ausgebildet, dass sich die Schiene unter der mittels der Druckschraube erzeugten Anpresskraft in einem Masse verformen kann, das für eine wirksame Sicherung des Kontaktdruckes ausreicht oder wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäss den Fig. 2 und 3 einen wesentlichen Anteil zu der Sicherung des Kontaktdruckes beiträgt. Das in den Fig. 4 und 5 dargestellte Ausführungsbeispiel vermag hingegen auch ohne eine elastische Verformung des V-ähnlichen Abschnittes 203 einer Flachschiene einen ausreichend grossen Kontaktdruck bei Wärmeeinflüssen aufrechtzuerhalten. Daher ist dieses Ausführungsbeispiel in erster Linie für Schienen mit grösserer Querschnittfläche geeignet, die aus sehr kräftigem Stabmaterial bestehen und kaum mehr in nennenswertem Masse durch Anziehen der Druckschraube 211 elastisch verformt werden können.
Zumindest reichen die erzielbaren Federwege für eine Sicherung des Kontaktdruckes nicht mehr aus.
Abweichend von den Ausführungsbeispielen gemäss den Fig. 1 bis 3 stehen die Seitenteile 207, 208, welche die Enden des abgewinkelten Seitenteils 206 mit dem die Gewindebohrung für die Druckschraube 211 aufweisenden Seitenteil 209 verbinden, in einem Winkel zueinander, der im Ausführungsbeispiel etwa gleich dem Winkel ist, den die beiden Abschnitte 206' und 206" des abgewinkelten Seitenteils einschliessen. Im Bereich der grössten Weite des vom Klemmenkörper 204 gebildeten Kanals 205, d. h. im Bereich des Übergangs vom abgewinkelten Seitenteil 206 zu den anschliessenden Seitenteilen 207 und 208, ist die Wandstärke gegenüber den benachbarten Abschnitten vergrössert. Ausserdem nimmt sie im Bereich der Abschnitte 206' und 206" etwas bis zu der ausgerundeten Mittelzone ab, in der die beiden Abschnitte ineinander übergehen.
Hierdurch wird eine relativ grosse elastische Nachgiebigkeit des Klemmenkörpers 204 in Richtung der Längsachse der Druckschraube 211 erzielt, ohne dass ausgesprochene Spannungsspitzen im Material des Klemmenkörpers auftreten.
Um die notwendigen Verformungskräfte aufbringen zu können, sind im Ausführungsbeispiel zwei Druckschrauben 211 vorgesehen, welche im Prinzip wie die Druckschrauben bei den Ausführungsbeispielen gemäss den Fig. 1 und 3 ausgebildet sind. Dasselbe gilt für die Druckstücke 213. Selbstverständlich kann es auch Fälle geben, in denen eine einzige Druckschraube ausreicht. Andererseits ist es denkbar, dass auch bei Ausführungsformen gemäss den Fig. 1 bis 3 vorteilhafterweise mehrere Druckschrauben vorgesehen werden.
Wie Fig. 4 zeigt, ist der Winkel, den der V-ähnliche Abschnitt 203 der Schiene im unbelasteten Zustand einschliesst, grösser als der Winkel, den die Innenflächen der Abschnitte 206' und 206" bilden. Dadurch kann man beim Anziehen der Druckschrauben 211 der Klemmkörper 204 durch ein Aufweiten der Abschnitte 206' und 206" sowie eine elastische Verformung der Seitenteile 207 und 208 eine elastische Vorspannung erhalten, welche einen sicheren Kontakt gewährleistet.