DE102005052980B3

DE102005052980B3 - Klemmvorrichtung für ein Reiheneinbaugerät

Info

Publication number: DE102005052980B3
Application number: DE102005052980A
Authority: DE
Inventors: Gunther Eckert; Stefan Höhe; Christoph Weber
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2005-11-07
Filing date: 2005-11-07
Publication date: 2007-04-19
Anticipated expiration: 2025-11-08

Abstract

Eine Klemmvorrichtung (10) für ein Reiheneinbaugerät mit einem Klemmrahmen (16), in den ein elektrischer Leiter (14) einführbar ist, um eine elektrische Verbindung von Leiter und Klemmrahmen (16) herstellen zu können, einem Druckstück (22), und eine zwischen einer Wand (20) des Klemmrahmens und dem Druckstück angeordneten Feder ist dadurch gekennzeichnet, dass eine drehbare Walze (24) bereitgestellt ist, die derart mit dem Druckstück (22) in Wirkverbindung steht, dass eine bestimmte Stellung der Walze (24) einem geöffneten Zustand der Klemmvorrichtung (10) entspricht, in dem das Druckstück (22) die Feder (18) vorspannt und Platz für das Einführen des elektrischen Leiters bereitstellt, und dass die Walze (24) bei einer von einer Bedienperson hervorgerufenen Drehung einen Totpunkt überwindet, ab dem die Feder (18) das Druckstück (22) bewegt, so dass das Druckstück (22) den elektrischen Leiter (14) gegen den Klemmrahmen (16) drückt und die elektrische Verbindung von Leiter (14) und Klemmrahmen (16) herstellt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Klemmvorrichtung, insbesondere für ein Reiheneinbaugerät, wie etwa ein Leitungsschutzschalter mit einem Klemmrahmen, in den ein elektrischer Leiter einführbar ist, um eine elektrische Verbindung von Leiter und Klemmrahmen herstellen zu können, einem Druckstück, das mit der Druckplatte im Klemmrahmen angeordnet ist, einer zwischen einer Wand des Klemmrahmens und der Druckplatte angeordneten Druckfeder und mit einem drehbar in der Klemmvorrichtung angeordneten Betätigungselement.

Klemmen, bei denen die Klemmkraft über Druckfedern aufgebaut wird, sind beispielsweise aus der DE 34 02 870 A1 , der DE 34 06 081 A1 und der DE 198 17 924 A1 bekannt. Auch die DE 23 62 451 A offenbart einen elektrischen Klemmverbinder mit Druckfedern, wobei die Druckfedern unter anderem über von außen drehbare zylindrische Elemente gespannt werden können.

Die DE 298 07 956 U1 offenbart eine Anschlussklemme mit einer Kniehebelbetätigung, bei der ein Kniehebel auf eine Feder einwirkt. Auch bei der DE 201 014 35 U1 beaufschlagt eine Feder ein so genanntes Schrägstück, das für ein Einschieben einer Sammelschienenfahne gegen die Kraft der Feder zurückdrückbar ist.

Die genannten Ausführungsformen von Klemmen mit Druckfedern sind sehr aufwändig gebaut. Dies führt dazu, dass diese Ausführungsformen vor allem druckschriftlich bekannt sind und auf dem Markt keine beherrschende Rolle spielen. Als beherrschend auf dem Markt sind als Anschlussklemmen für Reiheneinbaugeräte vor allem Schraubklemmen zu nennen. Diese Schraubklemmen erfordern relativ lange Montagezeiten, weil viele Gewindegänge eingedreht werden müssen. Für kleine Querschnitte gibt es auch Steckklemmen.

Neben der DE 34 06 081 A1 und der DE 198 17 924 A1 offenbaren auch die DE 600 07 149 T2 und die DE 31 41 363 C1 Klemmvorrichtungen der eingangs genannten Gattung.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Klemmvorrichtung bereitzustellen, die eine sehr kurze Anklemmzeit ermöglicht. Die Klemmvorrichtung soll besonders leicht zu bedienen sein, um sich im Markt behaupten zu können.

Die Aufgabe wird durch eine Klemmvorrichtung mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst.

Die Wirkverbindung ist durch den in Patentanspruch 1 beschriebenen Aufbau dergestalt, dass eine bestimmte Stellung der Walze einem geöffneten Zustand der Klemmvorrichtung entspricht, in dem das Druckstück die Feder vorspannt und Platz für das Einführen des elektrischen Leiters bereit stellt, und dass die Walze bei einer von einer Bedienperson hervorgerufenen Drehung einen Totpunkt überwindet, ab dem die Feder das Druckstück bewegt, so dass das Druckstück den elektrischen Leiter gegen den Klemmrahmen drückt und die elektrische Verbindung von Leitung und Klemmrahmen herstellt. Eine Drehung der Walze, beispielsweise um 10 bis 30 Grad genügt. Die Wirkverbindung ist bevorzugt so, dass sich die Walze nach Überwindung des Totpunkts und der Wirkung der Feder um 40 bis 80 Grad weiterdreht.

Die Erfindung stellt eine solche Walze bereit, die einfach zu bedienen ist. Die Verwendung einer Druckfederklemme mit einer Betätigungswalze ergibt den Vorteil, dass ein sehr schnelles Anklemmen und Lösen der Klemmverbindung möglich wird und sich die Montagezeit beim Installateur verringert. Gegenüber einer Schraubklemme ist die Lösung dennoch relativ kostengünstig, da sie nur als zusätzliches Teil die Betätigungswalze braucht und weiter keine Bauteile einbezogen werden müssen. Der Klemmzustand (Klemme offen oder Klemme geschlossen) ist an der Stellung der Walze leicht und zweifelsfrei erkennbar. Bei Schraubklemmen müssen die Schrauben zur Kontrolle regelmäßig nachgezogen werden.

Dadurch, dass das Druckstück eine zumindest in einem Teilabschnitt flexible Stange aufweist, kann die Druckplatte des Druckstücks relativ weit entfernt von der Walze angeordnet sein. Insbesondere kann die Walze jenseits von der Wand des Klemmrahmens angeordnet sein, an der die Feder gegengelagert ist. Handelt es sich bei der Feder um eine zylindrische Schraubendruckfeder, so kann die Stange den Zylinderkörper durchlaufen und über einen Schlitz in den Klemmrahmen geführt sein, der eine Kippbewegung der Stange ermöglicht.

Dadurch, dass der flexible Teilabschnitt der Stange an einem Bolzen befestigt ist, der exzentrisch an der Walze angeordnet ist, bewegt sich bei einer Drehung der Walze der flexible Abschnitt hin und her und bewirkt mittelbar eine Hin- und Herbewegung der Stange und damit des gesamten Druckstücks inklusive der Druckplatte. Der Schlitz ermöglicht hierbei eine Kippbewegung der Stange, wobei sich der flexible Teil der Stange hin und her bewegen kann oder auch der feste Teil der Stange sich mit dem gesamten Druckstück verkippt.

Die Wirkverbindung kann so gestaltet sein, dass kein Berühren spannungsführender Teile beim Anklemmen erfolgt. Beispielsweise kann das Druckstück aus Metall bestehen, die Walze aber aus Kunststoff, so dass eine entsprechende Isolation gegeben ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Walze eine Öffnung auf, in die ein Werkzeug einführbar ist, um die Walze zu drehen. Die Öffnung kann nach Art eines Schlitzes ausgebildet sein, in die ein herkömmlicher Schraubendreher einsteckbar ist. Es genügt dann den Schraubendreher einzustecken, die Walze kurz zu drehen, und schon ist die Anklemmstellung erreicht. Umgekehrt genügt eine kurze Bewegung mit dem Schraubendreher, um die Anklemmstellung zu verlassen und den geöffneten Zustand der Klemmvorrichtung einzunehmen. In letzterem Fall wird mit Hilfe des Schraubendrehers eine Kraft ausgeübt, mit der die Feder vorgespannt wird.

Alternativ zu der Öffnung in der Walze kann vorgesehen sein, dass die Walze von einer Bedienperson von Hand drehbar ist.

Hierzu können Riffel an der Walze angebracht sein. Vorzugsweise ist jedoch ein (kleiner) Hebel vorgesehen.

Die Feder kann neben einer zylindrischen Schraubdruckfeder auf eine S-förmig gebogene Blattfeder sein (welche geeignet ist, die Stange durchzulassen). Alternativ kann die Feder auch aus mehreren Tellerfedern zusammengesetzt sein, solange die oben beschriebene Wirkungsweise gewährleistet ist.

Die Erfindung betrifft auch ein Reiheneinbaugerät, insbesondere einen Leitungsschutzschalter, mit einer erfindungsgemäßen Klemmvorrichtung.

Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung unter Bezug auf die Zeichnung, beschrieben, in der:
1 die erfindungsgemäße Klemmvorrichtung im geschlossenen Zustand mit einem anzuklemmenden Leiter und einem Werkzeug zeigt,
2 die elektrische Klemmvorrichtung geöffnet von seitlich leicht schräg vorne zeigt,
3 die erfindungsgemäße Klemmvorrichtung von seitlich leicht schräg hinten zeigt,
4 einen seitlichen Schnitt der erfindungsgemäßen Klemmvorrichtung zeigt,
5 die bei der Erfindung verwendete Drehwalze zeigt,
6 das bei der Erfindung verwendete Druckstück zeigt,
7 den bei der Erfindung verwendeten Klemmrahmen zeigt und
8 die bei der Erfindung verwendete Feder zeigt.
Wie in 1 zu sehen, wird in einer im Ganzen mit 10 bezeichneten Klemmvorrichtung durch eine Öffnung 12 ein elektrischer Leiter 14 eingeschoben. An diesem elektrischen Leiter 14 soll ein in 2 zu sehender und als Ganzes in 7 gezeigter Klemmrahmen 16 angeklemmt werden.
In dem Klemmrahmen 16 befindet sich eine Feder 18, die in den 3 und 4 in der erfindungsgemäßen Klemmvorrichtung und einzeln in 8 gezeigt ist. Es handelt sich um eine herkömmliche zylindrische Schraubendruckfeder.
Die zylindrische Schraubendruckfeder 18 liegt an einer (in den Figuren oberen) Wand 20 des Klemmrahmens 16 an.
Die Figuren veranschaulichen den geöffneten Zustand der Klemmvorrichtung. Insbesondere in der 4 ist zu sehen, dass in diesem geöffneten Zustand ein Druckstück 22, das als Ganzes in 6 gezeigt ist, die Feder 18 vorspannt. Das Druckstück 22 steht in Wirkverbindung mit einer einzeln in 5 veranschaulichten Walze 24.
Die Walze 24 weist eine Drehachse 26 auf, sowie einen exzentrisch angeordneten Bolzen 28. An dem Bolzen 28 ist das Druckstück 22 befestigt. Hierfür weist das Druckstück 22 eine Lasche 30 mit einer Lagerbohrung 32 auf. Die Lasche 30 ist an einer Stange 34 angeordnet, und zwar an einem flexiblen Teilabschnitt 36 der Stange 34.
Das Druckstück weist ferner eine (gewölbte) Druckplatte 38 auf, mit der der Druck auf den elektrischen Leiter 14 ausgeübt wird (im Anklemmzustand der Klemmvorrichtung, der in den Figuren nicht veranschaulicht ist) sowie eine Seitenplatte 40, die (siehe 4) die Feder 18 seitlich umgibt.
Die Stange 34 durchdringt sowohl die Feder 18, als auch die Wand 20 des Klemmrahmens 16. Hierfür ist an der Wand 20 ein Schlitz 42 vorgesehen (siehe insbesondere 7). Die Überführung der Klemmvorrichtung aus dem in der Figur veranschau lichten geöffneten Zustand in den Anklemmzustand erfolgt mit Hilfe eines in den 1 bis 4 gezeigten Werkzeugs 44, wobei das Werkzeug in aller Regel ein herkömmlicher Schraubendreher sein kann, der konisch zuläuft. Der Schraubendreher 44 greift in einen hierzu vorhandenen Hohlraum 46 durch eine Öffnung 48 in der Walze 24 ein (siehe insbesondere 5 sowie das Schnittbild in 4). Veranschaulicht ist in den FIG die Walze 24 in einer solchen Stellung, in der sich der Bolzen 28 circa in einer „11 Uhr-Stellung" oder „11.30 Uhr-Stellung" befindet. Aufgabe ist es nun, den Bolzen 28 in eine solche Stellung zu Überführen, in der er die „12 Uhr-Stellung" erreicht. Die „12 Uhr-Stellung" des Bolzen 28 entspricht einem Totpunkt. Wird der Bolzen 28 von der „11 Uhr-Stellung" in die „12 Uhr-Stellung" überführt, so bewegt sich der flexible Abschnitt der Stange 36 oder auch der untere Teil des Druckstücks mit der Platte 38 und der Platte 40 (in den Bildern nach oben). Wie insbesondere in 4 zu erkennen, ist die Form der Walze 24 an den abknickenden flexiblen Teil 36 des Druckstücks 22 angepasst. In der Walze 24 befindet sich eine Knickstelle 49, welche einem Knick 50 in der Stange 34 genau entspricht. Durch die Befestigung der Lasche 30 des Druckstücks 22 mit der Bohrung 32 an dem Bolzen 28 ist in den 1 bis 4 veranschaulichten geöffneten Zustand der Klemmvorrichtung verhindert, dass sich das Druckstück unter der Wirkung der Feder bewegt. Dreht sich nun die Walze 24, bis der Bolzen 28 den Totpunkt („12 Uhr-Stellung") erreicht hat, so biegt sich der flexible Abschnitt 36 der Stange 34 entsprechend dem Knick 50. Ab dem Totpunkt steht nun der Kraftweg für die unter Vorspannung stehende Feder 18 frei: Anstatt dass sich der flexible Abschnitt 36 weiter verbiegt, wenn sich die Walze weiter dreht, bewegt sich das gesamte Druckstück 22 unter der Wirkung der Feder 18 im Bild nach unten und dreht hierbei die Walze weiter in Richtung im Uhrzeigersinn automatisch mit (das Werkzeug 44 muss vom Bediener entsprechend mitgeführt werden). Damit kommt die Druckplatte 38 in Anlage gegen den elektrischen Leiter 14, welcher in die Öffnung 12 der Klemmvorrichtung 10 eingeführt wurde (maximal bis zum Anschlag 52 an dem Klemmrahmen 16). Dann drückt die Feder 18 die Platte 38 gegen den elektrischen Leiter 14. Der hierbei wirkende Federdruck ist der eigentliche Anklemmdruck.
Um aus dieser geschlossenen Stellung die Klemmvorrichtung wieder zu lösen, muss das Werkzeug 44, abermals in den Hohlraum 46 über die Öffnung 48 in die Walze 24 eingeführt werden und nun gegen den Urzeigersinn gedreht werden, um den Totpunkt des Bolzens 28 abermals zu überwinden und die geöffnete Stellung wiederherzustellen, in der die Feder 18 von dem Druckstück 22 vorgespannt verbleibt.
Anschließend kann der elektrische Leiter 14 wieder aus der Öffnung 12 herausgezogen werden.
Kennzeichen der erfindungsgemäßen Konstruktion ist, dass das Werkzeug 44 nicht den gesamten Weg des Druckstücks alleine bestimmt, sondern dass nach Überwindung des Totpunkts die Federkraft automatisch eine weitere Drehung der Walze 24 bewirkt. Umgekehrt kann der Bediener mit dem Werkzeug 44 die Feder 18 dadurch, dass er die Walze entgegen dem Uhrzeigersinn dreht, mit wenig Kraft (ein Hebel muss nur heruntergedrückt werden) vorspannen. Die Erfindung erlaubt somit ein sehr schnelles und unkompliziertes Anklemmen und Lösen eines elektrischen Leiters. Der Benutzer wirkt hierbei mit seinem Werkzeug 44 auf die Walze 24 ein. Besteht die Walze aus Kunststoff, und ist ein Kunststoffgehäuse 54 vorgesehen, so ist ein vollständiger Schutz vor spannungsführenden Teilen gegeben, welche sich lediglich im Inneren der Klemmvorrichtung befinden (Druckstück 22, freiliegender Teil des elektrischen Leiters 14 und Klemmrahmen 16).
Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsformen beschränkt. Insbesondere können andere Arten von Federn vorgesehen sein, wobei lediglich die Durchführung der Stange 34 jeweils gewährleistet sein muss. Auch die Walze kann anders ausgestattet sein, z.B. mit einem Hebel versehen sein an Stelle mit einer für ein Werkzeug geeigneten Öffnung.

Claims

Klemmvorrichtung (10), insbesondere für ein Reiheneinbaugerät, mit einem Klemmrahmen (16), in den ein elektrischer Leiter (14) einführbar ist, einem Druckstück (22), das mit einer Druckplatte (38) im Klemmrahmen (16) angeordnet ist, einer zwischen einer Wand (20) des Klemmrahmens (16) und der Druckplatte (38) des Druckstücks (22) angeordneten Druckfeder (18), und einem drehbar in der Klemmvorrichtung (10) angeordneten Betätigungselement (24), dadurch gekennzeichnet, dass das drehbare Betätigungselement eine Walze (24) mit einem exzentrisch daran angeordneten Bolzen (28) ist, die mit dem Druckstück (22) in Wirkverbindung steht, dass auf der der Druckplatte (38) des Druckstücks (22) eine flexible Stange (34) angeordnet und durch die Druckfeder (18) und die Wand (20) des Klemmrahmens (16) geführt ist, wobei der Endabschnitt (36) der Stange (34) in Leitereinführrichtung abgeknickt ist, und mit dem Bolzen (28) der Walze (24) verbunden ist.
Klemmvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wand (20) des Klemmrahmens (16) einen Schlitz (42) aufweist, durch den die Stange (34) geführt ist, und der eine Kippbewegung der Stange (34) ermöglicht.
Klemmvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze (24) eine Öffnung (48) aufweist, in die ein Werkzeug (44) einführbar ist, um die Walze (24) zu drehen.
Klemmvorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an der Walze (24) ein Hebel zur Bedienung angeordnet ist.
Klemmvorrichtung nach einer der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfeder (18) eine zylind rische Schraubendruckfeder oder S-förmig gebogene Blattfeder ist, oder aus mehreren Tellerfedern zusammengesetzt ist.
Klemmvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze (24) über den exzentrisch angeordneten Bolzen (28) und das Druckstück (22) in einer ersten Endstellung die Klemmvorrichtung (10) in einer Öffnungsstellung vorgespannt hält, dass bei Drehung der Walze (24) um 10° bis 30° ein Totpunkt erreicht ist, und dass sich die Walze (24) nach Überwindung des Totpunkts unter der Wirkung der Druckfeder (18) um 40° bis 80° in Richtung einer zweiten Endstellung weiterdreht.
Klemmvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Endabschnitt (36) der Stange (34) eine in Richtung Walze (24) weisende Lasche (30) ausgebildet ist, die über eine Bohrung (32) mit dem Bolzen (28) der Walze verbunden ist.
Reiheneinbaugerät, insbesondere Leitungsschutzschalter, in dem eine Klemmvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7 verwendet wird.