DE10131070A1 - Elektrische Schraubklemme - Google Patents

Abstract

Eine Schraubklemme dient zur kontaktierenden Verbindung des Leiteranschlusses (1) eines elektrischen Gerätes mit einem elektrischen Anschlusskörper (2). Dabei werden die beiden Kontaktverbindungsteile (1, 2) von dem Spreizdruck einer im Wesentlichen U-förmigen Klemmfeder (3) in eine flankenseitige Aneinanderlage gepresst. Die Klemmfeder (3) steht mit ihren U-Schenkeln (5, 6) in den Umfassungsraum (7) eines die Verbindungsteile (1, 2) ringähnlich umgebenden Käfigs (8) hinein. Der Druckaufnahmeschenkel (5) der Klemmfeder (3) ist von außen gegen den Spreizdruck durch eine im Käfigumfang schraubgelagerte Druckschraube (4) justierbar abgestützt. Mit seinem anderen U-Schenkel, dem Kontaktschenkel (6), klemmt die Klemmfeder (3) die Verbindungsteile (1, 2) in Spreizrichtung gegen die Innenseite des Käfigs (8).

Description

• Die Erfindung betrifft eine Schraubklemme zur kontaktierenden Verbindung des Leiteranschlusses eines elektrischen Gerätes mit einem elektrischen Anschlussleiter.
• Bei herkömmlichen derartigen Schraubklemmen wird der Kontaktdruck praktisch ausschließlich durch den Anzug einer den Leiteranschluss eines elektrischen Gerätes und einen elektrischen Anschlussleiter beaufschlagenden Druckschraube bestimmt. Eine derartige Kontaktierung hat den Nachteil, dass aus Temperaturänderungen resultierende Materialausdehnungen nicht kompensiert werden und dass die Druckschraube auch nicht gegen Herausdrehen durch Vibration gesichert ist.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine derartige Schraubklemme zu schaffen, die diese Nachteile vermeidet und sich durch einen einfachen, fertigungstechnisch leicht herstellbaren sowie einfach bedienbaren Aufbau auszeichnet. Diese Aufgabe wird durch Anspruch 1 gelöst. Dabei besteht der Käfig zweckmäßig aus einem streifenförmigen Stanzteil mit den Merkmalen des Anspruches 2. Nach dem Stanzen liegt der Käfigumfang als Abwicklung vor. Das Gewindeloch für die Druckschraube ist dabei ebenfalls gestanzt. Vor dem Falten bzw. Biegen des Käfigs wird weiter das Gewinde eingeschnitten oder eingedrückt. Die formschlüssig ineinandergreifenden und den ringähnlich wirksamen Käfigumfang vollendenden formschlüssigen Verklammerungsteile verhindern im Betrieb ein Auseinanderklaffen des Käfigs, wenn die Druckschraube angezogen wird. Bevorzugt weist der Käfigumfang im Wesentlichen eine Rechteckform auf, bei welchem eine Rechteckseite vom Schraubgewindeloch für die Druckschraube durchsetzt ist (Anspruch 3).
• Die Druckschraube beaufschlagt nicht unmittelbar sondern nur mittelbar über die U-förmige Klemmfeder die Kontaktverbindungsteile, nämlich den Leiteranschluss eines elektrischen Gerätes und den in flankierender Anlage daran befindlichen elektrischen Anschlussleiter. Dies ist konstruktiv nach Anspruch 4 gelöst. Die Druckschraube dient danach nur zur Justierung des von der Klemmfeder bzw. von deren Druckschenkel ausgeübten Klemmdruckes.
• Die Klemmfeder ist nach Anspruch 5 verliergesichert auf die Druckschraube aufgeschnappt. Das erleichtert die Handhabung der Schraubklemme bzw. die von ihr zu gewährleistende Kontaktierung.
• Der die beiden Kontaktverbindungsteile unmittelbar beaufschlagende U-Schenkel der Klemmfeder, nämlich ihr Kontaktschenkel ist kontaktseitig quer zu seiner Längsrichtung ausgekehlt (Anspruch 7). Die konstruktive Ausführung der Auskehlung ist Gegenstand des Anspruches 8. Die demzufolge vorhandene Biegewölbung wirkt zusätzlich federnd bzw. einen Federdruck erzeugend. Sie sichert damit auch die Druckschraube gegen ein Herausdrehen durch Vibration und verhindert, dass bei vollständigem Hineindrehen der Druckschraube bis zum Anschlag die Anpresskraft teilweise vom Gewinde erzeugt wird. Die Auskehlung bzw. Wölbung des Kontaktschenkels der Klemmfeder bewirkt weiter eine Kompensation der auf Temperaturänderungen beruhenden Einflüsse durch Materialausdehnung. Der Anpressdruck wird allein durch die Klemmfeder erzeugt und nicht durch Abstützungskräfte seitens der das Druckschraubengewinde führenden Gewindebohrung des Käfigs.
• Nach Anspruch 9 besteht die Klemmfeder aus einem wärmebeständigen Federwerkstoff. Sie kann aber auch aus Federstahl mit relativ geringer Leitfähigkeit bestehen, weil die Kontaktqualität im Wesentlichen nur über die von der Klemmfeder erzeugte Kontaktkraft gewährleistet wird.
• Die Erfindung wird anhand der Figuren beispielsweise beschrieben. Es zeigen:
• Fig. 1 eine perspektivische Darstellung der Schraubklemme - teilweise im Längsschnitt - mit geklemmten Kontaktverbindungsteilen,
• Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Schraubklemme entlang der Druckschraubenachse,
• Fig. 3 eine perspektivische Draufsicht auf den Käfig der Schraubklemme in einer Blickrichtung wie in Fig. 2,
• Fig. 4 eine Seitenansicht der Klemme in Pfeilrichtung IV von Fig. 3,
• Fig. 5 eine perspektivische Ansicht der Abwicklung des Käfigumfanges,
• Fig. 6 eine Draufsicht auf allein die Druckfeder in Pfeilrichtung VI von Fig. 2 und 3.
• Die Schraubklemme (Fig. 1 und 4) dient zur kontaktierenden Verbindung des Leiteranschlusses 1 eines elektrischen Gerätes mit einem externen elektrischen Anschlussleiter 2. Der Leiteranschluss 1 und der Anschlussleiter 2 sind von dem Spreizdruck der Schenkel 5, 6 einer im Wesentlichen U-förmigen Klemmfeder 3 in flankenseitiger Aneinanderlage beaufschlagt. Die beiden U-Schenkel 5, 6 der Klemmfeder 3 sind der von einer Druckschraube 4 beaufschlagte Druckaufnahmeschenkel 5 und der den Anschlussleiter 2 flankenseitig beaufschlagende Kontaktschenkel 6. Die Klemmfeder 3 steht mit ihren beiden U-Schenkeln 5, 6, dem Druckaufnahmeschenkel 5 und dem Kontaktschenkel 6, in den Umfassungsraum 7 eines die Verbindungsteile, nämlich den Leiteranschluss 1 und den Anschlussleiter 2, sowie insbesondere die U-Schenkel 5, 6 der im Wesentlichen U- förmigen Klemmfeder 3 ringähnlich (Fig. 4) umgebenden Käfigs 8 hinein.
• Der Druckaufnahmeschenkel 5 der Klemmfeder 3 ist von außen bzw. oben gegen den Spreizdruck durch eine im Käfig 8 schraubgelagerte Druckschraube 4 abgestützt. Mit dem Kontaktschenkel 6 beaufschlagt die Klemmfeder 3 die Verbindungsteile 1, 2 in Spreizrichtung gegen die Innenseite des Käfigs 8, nämlich gegen dessen Bodenseite 9.
• Der Käfig 8 ist aus einem sich mit seiner Längsrichtung 10 in Umfassungsrichtung erstreckenden streifenförmigen Stanzteil 11, insbesondere einem Blechstanzteil, gefaltet oder gebogen. Die Streifenenden 12, 13 greifen in ihrer Umfassungsform zu in Umfassungsrichtung 14 (Fig. 4) zugfester Verklammerung formschlüssig ineinander (Fig. 3). Dazu weist das Streifenende 13 eine zungenartige Umrissform auf, deren freies Ende mit einer beidseitigen trapez- bzw. schwalbenschwanzförmigen Verbreiterung 15 formschlüssig in eine analoge Ausnehmung 16 am Streifenende 12 ein. Die Ausnehmung 16 stellt ein Negativ zum anderen Streifenende 13 mit dessen schwalbenschwanzförmiger beidseitiger Verbreiterung 15 dar. Weiterhin vorhandene, beid-endig in Streifenlängsrichtung 10 vorstehende Verklammerungsvorsprünge 17, 18 dienen zur Stabilisierung der Positionsgenauigkeit der ineinandergreifenden Streifenenden 12, 13 des den Umfang des Käfigs 8 bildenden streifenförmigen Stanzteiles 11. Dieses ist insbesondere ein Blechstanzteil. Das Stanzteil 11 ist im Wesentlichen zu einer Rechteckform des Käfigumfanges gefaltet bzw. gebogen (Fig. 3). Gegebenenfalls kann das auch eine Quadratform sein. Die obere Rechteck- oder Quadratseite 19 ist von einem Schraubgewindeloch 20 für die Druckschraube 4 durchsetzt.
• Die Druckschraube 4 trägt auf ihrem innerhalb des Umfassungsraumes 7 des Käfigs 8 positionierten Umfang Ihres Druckendes 21 eine Ringausnehmung 22, die einen Ringabsatz bildet und auch als Einstich bezeichnet werden kann. Der Druckaufnahmeschenkel 5 der Klemmfeder 3 steht in die Ringausnehmung 22 der Druckschraube 4 hinein. Dazu ist sein freies Ende 23 nach Art einer zweizinkigen Gabel ausgestaltet, deren beide Gabelzinken 24, 25 beiderseits der Schraubenachse 26 in deren Querrichtung tangential in die Ringausnehmung 22 des Druckendes 21 der Druckschraube 4 hineinstehen. Die Klemmfeder 3 ist mit ihrem Druckaufnahmeschenkel 5 verliersicher auf die Ringausnehmung 22 des Druckendes 21 der Druckschraube 4 aufgeschnappt. Dabei bilden die über die einander zugewandten Innenflanken 27, 28 der Gabelzinken 24, 25 hinausstehenden Erhebungen 29, 30 die Schnapper der Schnappverbindung.
• Der Kontaktschenkel 6 ist auf seiner den elektrischen Verbindungs- bzw. Anschlussteilen 1, 2 zugewandten Seite quer zu seiner Längsrichtung 31 ausgekehlt. Die Auskehlung 32 ist Teil einer Biegewölbung 33 des Kontaktschenkels 6. Die Biegewölbung 33 beaufschlagt die Anschlussteile 1, 2, nämlich den Anschlussleiter 2 unmittelbar und mittelbar den Leiteranschluss 1 mit ihren beiden Enden 34, 35. Das dazwischenliegende Wölbungshaupt der Biegewölbung 33 hingegen ist im Bereich der Druckschraubenachse 26 dem Druckende 21 der Druckschraube 4 zugewandt. Die Klemmfeder 3 ist aus einem wärmebeständigen Federwerkstoff wie CuSu oder CuBe gefertigt.
• Der vom Gerät kommende Leiteranschluss 1 liegt dauerhaft an der Bodenseite 9 des Käfigs 8 an. Er muss aber keine feste Verbindung mit dem Käfig 8 aufweisen. Wird der externe Anschlussleiter 2 in die Klemme eingesteckt und ist die Druckschraube 4 zur Vorspannung der Klemmfeder 3 angezogen, so drückt die Klemmfeder 3 auf den externen Anschlussleiter 2 und dieser wiederum wirkt auf den geräteseitigen Leiteranschluss 1. Dadurch wird die U-förmige Klemmfeder 3 zusammengedrückt. Sie erzeugt damit einerseits den Kontaktdruck. Andererseits wird auch innerhalb des Schraubgewindes (Schraubgewindeloch 20) ein axialer Gegendruck erzeugt, welcher den Reibschluss zwischen Bruchschraube 4 und dem Schraubgewindeloch 20 erhöht und die Druckschraube 4 auch bei größerer Vibrationseinwirkung gegen Herausdrehen sichert. Jedenfalls beaufschlagt die Druckschraube 4 mit ihrem Druckende 21 nicht unmittelbar die Anschlussteile 1, 2. Sie dient nur zur Justierung der Vorspannung des allein von der Klemmfeder 3 auf die Anschlussteile 1, 2 ausgeübten und zur Kontaktierung dienenden Klemmdruckes. Bezugszeichenliste 1 Leiteranschluss
  2 Anschlussleiter
  3 Klemmfeder
  4 Druckschraube
  5 Druckaufnahmeschenkel
  6 Kontaktschenkel
  7 Umfassungsraum
  8 Käfig
  9 Bodenseite
  10 Längsrichtung
  11 Stanzteil
  12 Streifenende
  13 Streifenende
  14 Umfassungsrichtung
  15 Verbreiterung
  16 Ausnehmung
  17 Verklammerungsvorsprung
  18 Verklammerungsvorsprung
  19 Rechteckseite
  20 Schraubgewindeloch
  21 Druckende
  22 Ringausnehmung
  23 freies Ende
  24 Gabelzinke
  25 Gabelzinke
  26 Schraubenachse
  27 Innenflanke
  28 Innenflanke
  29 Erhebung
  30 Erhebung
  31 Längsrichtung U-Schenkel
  32 Auskehlung
  33 Biegewölbung
  34 Ende der Biegewölbung 33
  35 Ende der Biegewölbung 33
  

Claims (9)

1. Schraubklemme zur kontaktierenden Verbindung des Leiteranschlusses (1) eines elektrischen Gerätes mit einem elektrischen Anschlussleiter (2), bei welcher Kontaktverbindung die beiden Kontaktverbindungsteile (1, 2) von dem Spreizdruck der Schenkel (6, 7) einer im Wesentlichen U-förmigen Klemmfeder (3) in eine kontaktierende Aneinanderlage gepresst werden, welche Klemmfeder (3)
mit ihren U-Schenkeln (5, 6) in den Umfassungsraum (7) eines die Verbindungsteile(1, 2) ringähnlich umgebenden Käfigs (8) hineinsteht,
mit einem U-Schenkel als Druckaufnahmeschenkel (5) von außen gegen den Spreizdruck durch eine im Käfigumfang schraubgelagerte Druckschraube (4) abgestützt ist und
mit dem anderen U-Schenkel als Kontaktschenkel (6) die Verbindungsteile (1, 2) in Spreizrichtung gegen die Innenseite des Käfigs (8).

2. Schraubklemme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig (8) aus einem sich mit seiner Längsrichtung (10) in Umfassungsrichtung erstreckenden, streifenförmigen Stanzteil (11), insbesondere einem Blechstanzteil, gefaltet oder gebogen ist, dessen Streifenenden (12, 13) zu in Umfassungsrichtung (14) zugfester Verklammerung formschlüssig ineinandergreifen.

3. Schraubklemme nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch im Wesentlichen eine Rechteckform des Käfigumfanges, dessen eine Rechteckseite (19) vom Schraubgewindeloch (20) für die Druckschraube (4) durchsetzt ist.

4. Schraubklemme nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das freie Ende des Druckaufnahmeschenkels (5) der Klemmfeder (3) gegabelt ist, wobei zur Klemmdruckübertragung mindestens eine einerseits, insbesondere aber zwei Gabelzinken (24, 25) beiderseits der Schraubachse (26) in deren Querrichtung tangential in eine Ringausnehmung (22) am innerhalb des Käfigumfanges positionierten Umfang des Druckendes (21) der Druckschraube (4) hineinstehen.

5. Schraubklemme nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmfeder (3) mit ihrem Druckaufnahmeschenkel (5) verliergesichert auf die Druckschraube (4), insbesondere auf deren Ringausnehmung (22) aufgeschnappt ist.

6. Schraubklemme nach Anspruch 4 oder 5, gekennzeichnet durch durch mindestens eine über eine der einander zugewandten Innenflanken (27, 28) der freien Enden der Gabelzinken (24, 25) hinausstehende Erhebung (29, 30) als Schnapper der Schnappverbindung.

7. Schraubklemme nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktschenkel (6) kontaktseitig quer zu seiner Längsrichtung (31) ausgekehlt ist.

8. Schraubklemme nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Auskehlung (32) Teil einer Biegewölbung (33) des Kontaktschenkels (6) ist, welche Biegewölbung (33) die Verbindungsteile (1, 2) mit ihren beiden Enden (34, 35) beaufschlagt, während ihr zwischen den Enden (34, 35) liegendes, im Bereich der Druckschraubenachse (26) positioniertes Wölbungshaupt dem Druckende (21) der Druckschraube (4) zugewandt ist.

9. Schraubklemme nach einem oder mehreren, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmfeder (3) aus einem wärmebeständigen Federwerkstoff wie CuSu oder CuBe gefertigt ist.