DE10131070B4

DE10131070B4 - Elektrische Schraubklemme

Info

Publication number: DE10131070B4
Application number: DE2001131070
Authority: DE
Inventors: Hermann Schillinger
Original assignee: Ellenberger and Poensgen GmbH
Current assignee: Ellenberger and Poensgen GmbH
Priority date: 2001-06-27
Filing date: 2001-06-27
Publication date: 2006-10-26
Anticipated expiration: 2021-06-28
Also published as: DE10131070A1

Abstract

Schraubklemme zur kontaktierenden Verbindung des Leiteranschlusses (1) eines elektrischen Gerätes mit einem elektrischen Anschlussleiter (2),
– mit einem ringförmigen Käfig (8), in dem der Leiteranschluss (1) und der Anschlussleiter (2) angeordnet sind, und der in einer Seite (19) ein Schraubgewindeloch (20) aufweist, das von einer Druckschraube durchsetzt ist, und
– mit einem U-förmigen, als Klemmfeder wirkenden Druckteil (3), das im Käfig (8) am Schraubenschaft angeordnet ist und dessen U-Schenkel (5,6) längs der Leiterachse ausgerichtet sind,
– wobei der eine, als Druckaufnahmeschenkel (5) dienende U-Schenkel gegabelt ausgeführt ist, und üder zwei Gabelzinken (24, 25) beiderseits der Schraubenachse (26) in deren Querrichtung tangential in einer Ringausnehmung (22) am Druckende (21) der Druckschraube (4) angeordnet ist, und
– wobei der zweite, als Kontaktschenkel (6) dienende U-Schenkel die Schraubenspitze überdeckend, beabstandet von dieser angeordnet ist, und der Kontaktschenkel (6) kontaktseitig quer zu seiner Längsrichtung (31) eine Auskehlung (32) aufweist, deren...

Description

Die Erfindung betrifft eine Schraubklemme zur kontaktierenden Verbindung des Leiteranschlusses eines elektrischen Gerätes mit einem elektrischen Anschlussleiter.

Bei herkömmlichen derartigen Schraubklemmen wird häufig der Kontaktdruck praktisch ausschließlich durch den Anzug einer den Leiteranschluss eines elektrischen Gerätes und einen elektrischen Anschlussleiter beaufschlagenden Druckschraube bestimmt. So beaufschlagt bei einer aus der DE 297 19 650 U1 bekannten Schiebeklemme eine Klemmschraube unmittelbar mit ihrem Druckende die Innenflanke des einer Stromschiene und dem elektrischen Leiter zugewandten Kontaktschenkels einer auf der Klemmschraube drehbar aufsitzenden U-förmigen Druckplatte.

Aus der DE 757 819 C , DE 11 04 013 C und DE 926 312 C sind darüber hinaus Schraubklemmen mit an der Klemmschraube gehaltenen U-förmigen Klemmfedern bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Schraubklemme derart weiterzubilden, dass aus Temperaturänderungen resultierende Materialausdehnungen kompensiert werden, und dass die Druckschraube gegen Herausdrehen durch Vibration gesichert ist. Zudem soll sich die Schraubklemme durch einen einfachen, fertigungstechnisch leicht herstellbaren sowie einfach bedienbaren Aufbau auszeichnen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Der Käfig besteht zweckmäßigerweise aus einem streifenförmigen Stanzteil. 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 ineinander greifenden 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 welcher eine Rechteckseite vom Schraubgewindeloch für die Druckschraube durchsetzt ist.

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. Die Druckschraube dient danach nur zur Justierung des von der Klemmfeder bzw. von deren Druckschenkel ausgeübten Klemmdruckes.

Die Klemmfeder ist 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. 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 Abstüt zungskräfte seitens der das Druckschraubengewinde führenden Gewindebohrung des Käfigs.

Die Klemmfeder besteht 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:
1 eine perspektivische Darstellung der Schraubklemme – teilweise im Längsschnitt – mit geklemmten Kontaktverbindungsteilen,
2 einen Längsschnitt durch die Schraubklemme entlang der Druckschraubenachse,
3 eine perspektivische Draufsicht auf den Käfig der Schraubklemme in einer Blickrichtung wie in 2,
4 eine Seitenansicht der Klemme in Pfeilrichtung IV von 3,
5 eine perspektivische Ansicht der Abwicklung des Käfigumfanges,
6 eine Draufsicht auf allein die Druckfeder in Pfeilrichtung VI von 2 und 3.
Die Schraubklemme (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 (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 (4) zugfester Verklammerung formschlüssig ineinander (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 (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 Drukkendes 21 der Druckschraube 4 hineinstehen. Die Klemmfeder 3 ist mit ihrem Druckaufnahmeschenkel 5 verliersicher auf die Ringausnehmung 22 des Drukkendes 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 Anschlusslei ter 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 CuSn 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 Klemmdrukkes.

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

Schraubklemme zur kontaktierenden Verbindung des Leiteranschlusses (1) eines elektrischen Gerätes mit einem elektrischen Anschlussleiter (2), – mit einem ringförmigen Käfig (8), in dem der Leiteranschluss (1) und der Anschlussleiter (2) angeordnet sind, und der in einer Seite (19) ein Schraubgewindeloch (20) aufweist, das von einer Druckschraube durchsetzt ist, und – mit einem U-förmigen, als Klemmfeder wirkenden Druckteil (3), das im Käfig (8) am Schraubenschaft angeordnet ist und dessen U-Schenkel (5,6) längs der Leiterachse ausgerichtet sind, – wobei der eine, als Druckaufnahmeschenkel (5) dienende U-Schenkel gegabelt ausgeführt ist, und üder zwei Gabelzinken (24, 25) beiderseits der Schraubenachse (26) in deren Querrichtung tangential in einer Ringausnehmung (22) am Druckende (21) der Druckschraube (4) angeordnet ist, und – wobei der zweite, als Kontaktschenkel (6) dienende U-Schenkel die Schraubenspitze überdeckend, beabstandet von dieser angeordnet ist, und der Kontaktschenkel (6) kontaktseitig quer zu seiner Längsrichtung (31) eine Auskehlung (32) aufweist, deren Wölbungshaupt im Bereich der Druckschraubenachse (26) liegend, dem Druckende (21) der Druckschraube zugewandt ist.
Schraubklemme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Käfig (8) aus einem sich mit seiner Längsrichtung (10) in Umfassungsrichtung erstreckenden, streifenförmigen Stanzteil (11) rechteckförmig gefaltet oder gebogen ist, und die Streifenenden (12, 13) zu einer in Umfassungsrichtung (14) zugfesten Verklammerung formschlüssig ineinandergreifen.
Schraubklemme nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckteil (3) mit seinem Druckaufnahmeschenkel (5) verliersicher auf die Druckschraube (4) aufgeschnappt ist.
Schraubklemme nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens an einer der einander zugewandten Innenflanken (27, 28) der freien Enden der Gabelzinken (24, 25) eine hinausstehende Erhebung (29,30) als Schnappen der Schnappverbindung ausgebildet ist.
Schraubklemme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auskehlung (32) Teil einer Biegewölbung (33) des Kontaktschenkels (6) ist, wobei die Biegewölbung (33) die Verbindungsstelle (1, 2) mit ihren beiden Enden (34, 35) beaufschlagt.
Schraubklemme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass das Druckteil (3) aus einem wärmebeständigen Federwerkstoff wie CuSn oder CuBe gefertigt ist.