-
Anschlussklemmvorrichtung zum Anschluss eines
Ringkabelschuhs und zugehöriges
elektrisches Gerät
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anschlussklemmvorrichtung für ein elektrisches
Gerät,
insbesondere zum Anschluss eines durch einen Ringkabelschuh abgeschlossenen
elektrischen Leiters, mit einem an einem Gehäuse ortsfest fixierten Anschlussstück, wobei
das Anschlussstück
mit einer Gewindebohrung versehen ist, die mit einer unverlierbar
gehaltenen Klemmschraube zur Herstellung einer Klemmkontaktierung
eines elektrischen Leiters zusammenwirkt. Die Erfindung bezieht
sich weiterhin auf ein mit einer derartigen Anschlussvorrichtung ausgestattetes
elektrisches Gerät.
-
Schraubklemmen sind als Anschlussklemmvorrichtungen
in der elektrischen Anschlusstechnik zur Kontaktierung von elektrischen
Leitern an elektrischen Geräten
weit verbreitet. Um bei Verwendung eines flexiblen Leiters, insbesondere
eines Litzendrahtes, ein Ausfasern des Leiterendes zu vermeiden,
und somit einen guten und fehlersicheren Kontakt zwischen dem Leiter
und dem Gerät
sicherzustellen, ist es üblich,
das Leiterende zunächst
mit einem so genannten Kabelschuh abzuschließen. Der Kabelschuh wird dann
wiederum in der Anschlussklemmvorrichtung des Geräts klemmkontaktiert.
Eine gebräuchliche
Form eines Kabelschuhs ist ein so genannter Ringkabelschuh. Dieser
trägt an
seinem Freiende ein ringartig ausgebildetes und mit einer Schrauböffnung versehenes
Endstück.
Dieses Endstück
wird an der Anschlussklemmvorrichtung verschraubt, indem es nach
Art einer Beilagscheibe der Klemmschraube unterlegt wird. Die Verwendung
eines Ringkabelschuhs ist insofern vorteilhaft, als infolge des
ringartig die Klemmschraube umgebenden Endstücks ein versehentlicher Kontaktverlust
zwischen dem Leiter und der Klemmvorrichtung auch bei locker sitzender
Klemmschraube praktisch ausgeschlossen ist.
-
Um einen Ringkabelschuh an der Anschlussklemmvorrichtung
anklemmen zu können,
muss notwendigerweise die Klemmschraube vollständig aus der korrespondierenden
Gewindebohrung des Anschlussstücks
herausgedreht werden. Bei einer herkömmlichen Anschlussklemmvorrichtung
ist die Klemmschraube jedoch lediglich an der Gewindebohrung gehalten.
Nach dem Herausdrehen der Klemmschraube ist diese somit lose. Das
Anklemmen des Ringkabelschuhs ist dadurch mit einer vergleichsweise
aufwändigen
Handhabung verbunden. Eine einfache Handhabung der Anschlussklemmvorrichtung
ist vor allem dann wünschenswert,
wenn aufgrund beengter Platzverhältnisse
in einem Gerät die
Anschlussklemmvorrichtung nur schlecht zugänglich ist. Unter diesen Umständen besteht
zumeist auch eine erhöhte
Gefahr, dass die Klemmschraube beim Herausdrehen herabfällt und
mitunter nicht wiederauffindbar und unerreichbar bleibt.
-
Zur Überwindung dieser Problematik
sind Anschlussklemmvorrichtungen bekannt, bei denen die Klemmschraube
in ihrer Öffnungsstellung,
d.h. in vollständig
aus der Gewindebohrung des Anschlussstücks herausgedrehtem Zustand
verliersicher gehalten ist. Diese Lösungen sind jedoch nur vergleichsweise
aufwändig
zu realisieren. Sie sind demzufolge entsprechend kostenintensiv.
So ist aus der
DE
692 11 466 T2 (deutsche Übersetzung der
EP 535 507 B1 ) eine Anschlussklemmvorrichtung
bekannt, bei welcher ein elastisches Teil vorgesehen ist, das die
Klemmschraube in deren Öffnungsstellung hält, wobei
die Klemmschraube unter Überwindung einer
elastischen Kraft von der Öffnungsstellung
in die Schließstellung
bewegbar ist. Alternativ ist hier ein die Klemmschraube drehbar
haltendes Halteelement vorgesehen, welches in zumindest zwei Positionen,
d.h. der Öffnungsstellung
der Klemmschraube und deren Schließstellung, befestigt ist. In ähnlicher Weise
ist gemäß der
DE 196 14 371 A1 eine
L-förmige
Beilagscheibe vorgesehen, die einerseits die Klemmschraube drehbar
haltert und andererseits an einem Gehäuse verschiebbar geführt ist.
Durch Verschiebung der Beilagscheibe innerhalb des Gehäuses ist
die daran befestigte Klemmschraube von ihrer Öffnungsstellung in die Schließstellung
verfahrbar. Bei beiden bekannten Lösungen ist somit zusätzlich zum
Gehäuse
und der Klemmschraube ein Teil vorhanden, welches gegenüber dem
Gehäuse
verschiebbar oder zumindest verformbar ist. Die Herstellung und
Anbringung eines solchen zusätzlichen Teils
erfordern einen vergleichsweise hohen Herstellungs- und/oder Montageaufwand.
-
Bei einer aus der
DE 695 13 571 T2 (deutsche Übersetzung
der
EP 688 063 B1 )
bekannten Anschlussklemmvorrichtung trägt die Klemmschraube sowohl
in ihrem Schaftbereich als auch in ihrem Kopfbereich je ein Außengewinde.
Das Gewinde des Schraubenschaftes korrespondiert hierbei in bekannter
Weise mit der Gewindebohrung des Anschlussstücks, während das Gewinde des Schraubenkopfes mit
dem Innengewinde einer Gehäusebohrung
korrespondiert. Die Gewindebohrung des Anschlussstücks und
die Gehäusebohrung
sind hierbei derart zueinander orientiert, dass beim Herausdrehen
der Klemmschraube das am Schraubenkopf angebrachte Außengewinde
in das Gewinde der Gehäusebohrung
eingreift, bevor die Klemmschraube vollständig aus der Gewindebohrung
des Anschlussstücks
herausgedreht ist. In der Öffnungsstellung
der Klemmschraube, wenn also die Klemmschraube vollständig aus
der Gewindebohrung des Anschlussstücks herausgedreht ist, wird
die Klemmschraube weiterhin durch die Schraubverbindung zwischen
dem Gewindekopf und der Gehäusebohrung
gehalten. Die doppelte Gewindeführung
der letztgenannten bekannten Lösung
ist wiederum vergleichsweise aufwändig, zumal die beiden Innengewinde
der Gewindebohrung einerseits und der Gehäusebohrung andererseits sehr
genau zueinander positioniert sein müssen, um eine ungünstige Materialspannung
zu vermeiden. Zum anderen ist die Handhabung der bekannten Vorrichtung
vergleichsweise kompliziert, zumal die Klemmschraube auf ihrem gesamten
Weg zwischen ihrer Schließstellung
und ihrer Öffnungsstellung
mittels einer handhabungstechnisch vergleichsweise aufwändigen Schraubbewegung
angetrieben werden muss.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
insbesondere zum Anschluss eines Ringkabelschuhs geeignete Anschlussklemmvorrichtung
anzugeben, die konstruktiv besonders einfach aufgebaut ist und eine
einfache Handhabung bezüglich
An- und Abklemmung eines elektrischen Leiters ermöglicht.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
die Merkmale des Anspruchs 1. Danach umfasst die Klemmschraube einen
langgestreckten, zylindrischen Führungskopf,
der in einer Gehäusebohrung
spielfrei, insbesondere formschlüssig,
und in Axialrichtung der Klemmschraube verschiebbar geführt ist.
Durch den zylindrischen Führungskopf,
welcher in der zur Gewindebohrung des Anschlussstücks notwendigerweise
koaxial angeordneten Gehäusebohrung
einliegt, ist unabhängig
von der Stellung der Klemmschraube sichergestellt, dass die Klemmschraube
stets zentriert bezüglich
der Gewindebohrung ausgerichtet ist. Unter dem Begriff langgestreckt
wird verstanden, dass die axiale Höhe des Führungskopfs mindestens etwa
seinem Durchmesser entspricht, diesen aber bevorzugt deutlich übersteigt,
so dass ein Verkanten der Klemmschraube in der Gewindebohrung oder
der Gehäusebohrung praktisch
unmöglich
ist. Durch die spielfreie Halterung der Klemmschraube in der Gehäusebohrung wird
hierbei auf besonders einfache Weise eine Verlustsicherung der Klemmschraube
erreicht.
-
Der Führungskopf einerseits und die
Gehäusebohrung
andererseits sind bevorzugt derart dimensioniert, dass die Klemmschraube
nur unter Überwindung
eines mittels eines Betätigungswerkzeugs
aufzubringenden Betätigungsdrucks
innerhalb der Gehäusebohrung
verschiebbar ist. Mit anderen Worten bildet der Führungskopf
mit der Gehäusebohrung
einen Reibschluss aus, dessen Haltekraft ausreicht, um ein selbsttätiges Verrutschen
der Klemmschraube unter Wirkung der Schwerkraft oder Erschütterungen
zu verhindern. Andererseits ist der Reibschluss derart schwach ausgebildet,
dass eine einfache Verschiebung der Klemmschraube mittels eines
Betätigungswerkzeugs,
z.B. eines Schraubendrehers, möglich
ist.
-
Um darüber hinausgehend einen Verlust
der Klemmschraube zu verhindern, ist bevorzugt ein Anschlag vorgesehen,
der eine Verschiebung der Klemmschraube über deren Öffnungsposition hinaus verhindert.
Dieser Anschlag kann sowohl durch einen Vorsprung der Klemmschraube
als auch durch eine in die Gehäusebohrung
eingreifende Ausformung des Gehäuses
realisiert sein. In einer besonders einfachen Ausführung übernimmt
ein am Schraubschaft der Klemmschraube befestigtes Klemmelement,
insbesondere eine Dachscheibe, gleichzeitig die Funktion dieses
Anschlags. Ein derartiges Klemmelement ist ohnehin üblicherweise
bei einer Klemmschraube vorgesehen.
-
Zur Vereinfachung des Anklemmvorgangs eines
Leiters ist das Freiende des Schafts der Klemmschraube vorzugsweise
mit einem gewindelosen Einführstück versehen.
Hierbei genügt
es, nach der Positionierung des Ringkabelschuhs auf dem Anschlussstück der Anschlussklemmvorrichtung
die Klemmschraube lediglich mit dem Betätigungswerkzeug in Richtung
des Anschlussstücks
anzudrücken, um
den Ringkabelschuh provisorisch an der Anschlussklemmvorrichtung
zu befestigen. Der zu kontaktierenden Leiter wird hierbei an der
Anschlussklemmvorrichtung vorfixiert, ohne dass hierfür eine handhabungstechnisch
aufwändige
Schraubbewegung ausgeführt
werden müsste.
Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn aufgrund beengter Platzverhältnisse
oder bei Montage von mehreren Leitern an demselben Anschlussstück eine
Positionierung nur erschwert durchführbar ist. Nach Andrücken der Klemmschraube
an das Anschlussstück
sind der oder die Leiter jedoch bereits verlustsicher an der Anschlussklemmvorrichtung
gehalten, so dass beim abschließenden
Festdrehen der Klemmschraube die Leiter nicht mehr manuell positioniert
werden müssen.
-
Zur weiteren Vereinfachung des Anklemmvorganges
weist das Gehäuse
zweckmäßigerweise eine
Positionierkontur für
einen Ringkabelschuh auf. Diese Positionierkontur umfasst zumindest
eine Führungsrückwand,
an welcher der Ringkabelschuh beim Einschieben in die Anschlussklemmvorrichtung derart
an schlägt,
dass seine Schrauböffnung
mit der Gewindebohrung des Anschlussstücks in Oberdeckung steht. Optional
weist die Positionierkontur weiterhin Seitenwände auf, welche eine seitliche
Zentrierung der Schrauböffnung
des Ringkabelschuhs bezüglich
der Gewindebohrung bewirken.
-
Bezüglich eines elektrischen Geräts wird
die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch
die Merkmale des Anspruchs 7. Danach ist die erfindungsgemäße Anschlussklemmvorrichtung
im Gerät
integriert. Das Gehäuse
der Anschlussklemmvorrichtung ist hierbei insbesondere integral
mit dem Gehäuse
des Geräts
ausgeführt.
-
Die Anschlussklemmvorrichtung erlaubt
es hierbei insbesondere, das Gerät
auch unter stark beengten Platzverhältnissen auf einfache Weise
mit elektrischen Zuleitungen zu kontaktieren. Die Integration der
erfindungsgemäße Anschlussklemmvorrichtung
in dem Gerät
macht es möglich,
das Gerät besonders
-
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
-
1 bis 4 in einem schematischen
Schnitt ein elektrisches Gerät
mit einer Anschlussklemmvorrichtung in aufeinanderfolgenden Betätigungsschritten
beim Anklemmen eines mit einem Ringkabelschuh abgeschlossenen elektrischen
Leiters und
-
5 bis 8 in Darstellung gemäß 1 die Anschlussklemmvorrichtung
gemäß den 1 bis 4 in aufeinander folgenden Betätigungsschritten
beim Abklemmen des elektrischen Leiters.
-
Einander entsprechende Teile sind
in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
-
In 1 ist
eine Anschlussklemmvorrichtung 1 dargestellt, die im nur
angedeuteten Gehäuse 2 eines
elektrischen Geräts 3 integriert
ist. Bei dem Gerät 3 handelt
es sich beispielsweise um einen elektrischen Schutzschalter.
-
Die Anschlussklemmvorrichtung 1 umfasst ein
platten- oder stabförmig
ausgebildetes Anschlussstück 4,
das mit einer Gewindebohrung 5 versehen ist und am Gehäuse 2 ortsfest
fixiert ist. Die Gewindebohrung 5 korrespondiert mit dem
Schaft 6 einer Klemmschraube 7. Die Klemmschraube 7 umfasst
weiterhin einen zylinderförmigen,
langgestreckten Führungskopf 8,
der in einer Gehäusebohrung 9 spielfrei
einliegt. Die Gehäusebohrung 9,
die Gewindebohrung 5 und die Klemmschraube 7 sind
hierbei koaxial bezüglich
einer gemeinsamen Schraubachse 10 ausgerichtet. Die Gehäusebohrung 9 und
die Gewindebohrung 5 sind hierbei voneinander axial beabstandet
und werden getrennt von einer Gehäuseöffnung, die als Einschubschlitz 11 für einen
elektrischen Leiter 12 dient.
-
Zwischen dem Führungskopf 8 und dem
ein Außengewinde 13 tragenden
Teil des Schafts 6 ist ein gewindeloser Halsbereich 14 ausgebildet.
Der Halsbereich 14 trägt
ein in an sich bekannter Weise z.B. als Dachscheibe, Beilagscheibe
oder Federring ausgebildetes Klemmelement 15, das drehbar
aber unverlierbar am Halsbereich 14 befestigt ist. Freiendseitig
trägt der
Schaft 6 ein gewindeloses Einführstück 16.
-
Der elektrische Leiter 12 umfasst
ein bevorzugt flexibles, aus mehreren Einzellitzen bestehendes Stromkabel 17,
das endseitig mit einem Ringkabelschuh 18 abgeschlossen
ist. Der Ringkabelschuh 18 ist mit einem dem Stromkabel 17 zugewandten Krimpbereich 19 mit
dem Stromkabel 17 verkrimpt. Freiendseitig trägt der Ringkabelschuh 18 einen
flachen Klemmsteg 20, in den eine Schrauböffnung 21 eingebracht
ist. Seinen in der Anschlusstechnik gebräuchlichen Namen erhält der Ringkabelschuh 18 daher,
dass die Schrauböffnung 21 einen
ringförmig geschlossenen
Rand aufweist, und der Schaft 6 einer in montierter Stellung
durch die Schrauböffnung 21 eingeführten Klemmschraube 7 somit
ringartig und damit verliersicher vom Material des Ringkabelschuhs 17 umgeben
ist.
-
1 zeigt
die Anschlussklemmvorrichtung 1 vor Anklemmung des Leiters 12.
Hierbei befindet sich die Klemmschraube 7 in einer Öffnungsstellung, in
der der Schaft 6 vollständig
aus der Gewindebohrung 5 herausgedreht ist und zwischen
dem Einführstück 16 und
dem Anschlussstück 4 ein
axialer Abstand gebildet ist, der mindestens der einfachen, bevorzugt
aber mindestens der zweifachen, Materialstärke des Klemmstegs 20 entspricht.
In der Öffnungsstellung
der Klemmschraube 7 ist deren Führungskopf 8 vollständig in
die Gehäusebohrung 9 zurückgezogen.
Das hinsichtlich seines Durchmessers den Führungskopf 8 überragende
Klemmelement 15 liegt dabei an dem dem Einschubschlitz 11 zugewandten
Ende der Gehäusebohrung 9 an.
Das Klemmelement 15 dient somit als Anschlag, der den Verschiebungsweg
der Klemmschraube 7 bezüglich
einer vom Anschlussstück 4 weggerichteten
axialen Bewegung über
die in 1 dargestellte Öffnungsstellung
hinaus verhindert. Die Klemmschraube wird durch die Gehäusebohrung 9 durch
Ausbildung eines leichten, zerstörungsfrei überwindbaren
Reibschlusses in ihrer Öffnungsstellung
gehalten. Der Führungskopf 8 und
die Gehäusebohrung 9 sind
dafür insbesondere
derart dimensioniert, dass der Führungskopf 8 spielfrei
in der Gehäusebohrung 9 einliegt.
-
Die 2 bis 4 zeigen aufeinanderfolgende Betätigungsschritte
bei der Anklemmung des Leiters 12 an der Anschlussklemmvorrichtung 1.
Hierzu wird zunächst
gemäß 2 der Klemmsteg 20 des
Ringkabelschuhs 18 in Einschubrichtung 23 zwischen dem
Einführstück 16 und
dem Anschlussstück 4 hindurch
in den Einschubschlitz 11 eingeschoben. Das Einführen des
Ringkabelschuhs 18 wird durch eine Positionierkontur des
Gehäuses 2 erleichtert,
die zumindest eine Rückwand 24 des
Einschubschlitzes 11 umfasst. Die Rückwand 24 ist dabei
derart angeordnet, dass beim Anschlag des in Einschubrichtung 23 eingeschobenen
Klemmstegs 20 an der Rückwand 24 die
Schrauböffnung 21 etwa
zentriert, zumindest aber in Deckung mit der Gewindebohrung 5 liegt.
-
Zur Fixierung des Ringkabelschuhs 18 an der
Anschlussklemmvorrichtung 1 wird nun mittels eines Betätigungswerkzeugs 25,
insbesondere eines Schraubendrehers, die Klemmschraube 7 in
Axialrichtung gegen das Anschlussstück 4 verschoben. Hierzu
muss eine die Rückhaltekraft
des Reibschlusses zwischen dem Führungskopf 8 und
der Gehäusebohrung 9 überwindende
Betätigungskraft
F aufgebracht werden. Die Rückhaltekraft,
und damit die erforderliche Betätigungskraft
F ist hierbei so groß gewählt, dass
eine Verschiebung der Klemmschraube 7 gegenüber der
Gehäusebohrung 9 nur
durch gezielte Betätigung,
nicht jedoch durch die Gravitation oder durch Erschütterungen
des Geräts 3 verursacht
werden.
-
Die Klemmschraube 7 wird
hierbei so weit gegen das Anschlussstück 4 vorgeschoben,
bis gemäß 3 der gewindetragende Teil
des Schafts 6 am Anschlussstück 4 anliegt. Das
Einführstück 16 des
Schafts 6 ist dabei bereits in die Gewindebohrung 5 eingetaucht.
In dieser Stellung ist der Ringkabelschuh 18, und damit
der Leiter 12, bereits verliersicher an der Anschlussklemmvorrichtung 1 befestigt,
so dass eine weitere manuelle Unterstützung und Positionierung des
Leiters 12 nicht erforderlich ist. Dies erleichtert insbesondere
die Durchführung des
Anklemmvorgangs unter beengten Platzverhältnissen. Zur Herstellung der
Klemmkontaktierung zwischen dem Leiter 12 und dem Anschlussstück 4 wird nun
abschließend
die Klemmschraube 7 mittels des Betätigungswerkzeugs 25 in
die Gewindebohrung 5 eingeschraubt.
-
4 zeigt
die Anschlussklemmvorrichtung 1 in Schließstellung
der Klemmschraube 7, in welcher die Klemmschraube 7 weitestmöglich in
die Gewindebohrung 5 eingeschraubt, und der Ringkabelschuh 18 zur
Herstellung eines guten elektrischen Kontaktes ortsfest und unter
Vorspannung zwischen dem Füh rungskopf 8 und
dem Anschlussstück 4 fixiert
ist. Das dem Führungskopf 8 unterlegte
Klemmelement 15 dient hierbei in an sich bekannter Weise zur
Erhöhung
der Klemmwirkung.
-
In den 5 bis 8 ist in aufeinanderfolgenden
Betätigungsschritten
der Abklemmvorgang des Leiters 12 von der Anschlussklemmvorrichtung 1 dargestellt.
Dieser vollzieht sich im Wesentlichen in umgekehrter Reihenfolge
wie der Anklemmvorgang. Zunächst
wird gemäß 5 die Klemmschraube 7 mittels
des Betätigungswerkzeuges 25 aus
der Gewindebohrung 5 herausgeschraubt, bis das Außengewinde 13 des
Schafts 6 gemäß 6 nicht mehr mit der Gewindebohrung 5 in
Eingriff steht. Zumal das gewindelose Einführstück 16 am Freiende
des Schafts 6 zu diesem Zeitpunkt noch immer in die Gewindebohrung 5 hineinsteht,
kann der Leiter 12 nun nicht sofort entnommen werden. Zur
Freigabe des Leiters 12 wird daher das Betätigungswerkzeug 25 unter
das Klemmelement 15 geschoben und die Klemmschraube 7 gemäß 7 durch Ausübung der Betätigungskraft
F vom Anschlussstück 4 abgehoben,
bis das Klemmelement 15 gemäß 7 am Rand 22 anschlägt, und
die Klemmschraube 7 dadurch wieder in ihre Öffnungsstellung
zurückverfahren
ist.
-
Gemäß 8 kann danach der Leiter 12 aus der
Anschlussklemmvorrichtung 1 entnommen werden.