DE19529028B4

DE19529028B4 - Elektrische Federkraftklemme

Info

Publication number: DE19529028B4
Application number: DE19529028A
Authority: DE
Inventors: Frank Dipl.-Ing. Hartmann (FH)
Original assignee: Wago Verwaltungs GmbH
Current assignee: Wago Verwaltungs GmbH
Priority date: 1995-07-28
Filing date: 1995-07-28
Publication date: 2008-01-24
Anticipated expiration: 2015-07-29
Also published as: DE19529028A1

Abstract

Federkraftklemme mit einem Isolierstoffgehäuse,
– mit mindestens einer in dem Isolierstoffgehäuse (14) an einer Stromschiene (8) befestigten Klemmfeder (7, 9), die aus einem federnden Flachmaterial in der Form einer Zugfeder oder Käfigzugfeder ausgebildet ist, die mit ihrem ziehenden Zugfederschenkel (9) einen elektrischen Leiter gegen die Stromschiene (8) klemmt, der in eine zwischen einer Klemmkante des Zugfederschenkels (9) und der Stromschiene (8) gebildeten Klemmstelle (5, 6) eingeführt ist,
– und mit einem in das Isolierstoffgehäuse (14) integrierten Betätigungselement, das auf einer Achse (19) in dem Isolierstoffgehäuse schwenkbar gelagert ist und das zum Niederdrücken des Zugfederschenkels (9) entgegen seiner Federvorspannung dient, wobei das Betätigungselement mit einer Außenkante an dem Rücken des Zugfederschenkels (9) anliegt und von außerhalb des Isolierstoffgehäuses (14) mittels eines Betätigungswerkzeuges in zwei Endlagen verstellbar ist und zwar von einer ersten Endlage, in der die Klemmstelle (5, 6) geschlossen ist, in eine zweite Endlage, in der die Klemmstelle...

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Federkraftklemme mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1.
Klemmen dieses Typs sind z.B. aus der DE 42 39 480 A1 oder aus der DE 43 19 018 C1 bekannt. Sie besitzen pro Klemmstelle eine aus einem federnden Flachmaterial geformte Käfigzugfeder (siehe die Urform der Käfigzugfeder in DE 27 06 482 C2 ), deren ziehender Zugfederschenkel zum Öffnen der Klemmstelle entgegen seiner Federvorspannung niedergedrückt werden kann und zwar mittels eines Betätigungselementes in der Form eines Betätigungshebels, der im Isolierstoffgehäuse der Klemme auf einer Achse schwenkbar gelagert ist und der von außerhalb des Isolierstoffgehäuses mittels eines Schraubendrehers und einer zur Schraubendreherachse im wesentlichen axial ausgeführten Schraubendreher-Vorschubbewegung von einer ersten (ruhenden) Endlage, in der die Klemmstelle geschlossen ist, in eine zweite Endlage verschwenkt werden kann, in der die Klemmstelle zur Einführung oder Entnahme eines elektrischen Leiters geöffnet ist.
Klemmen des vorgenannten Typs, die mit einer vorgespannten Zugfeder oder Käfigzugfeder arbeiten (und entsprechend der Federvorspannung eine rüttelfeste Federkraftklemmung der elektrischen Leiter in der geschlossenen Klemmstelle ermöglichen), werden vom Hersteller an den Verbraucher üblicherweise mit geschlossener Klemmstelle ausgeliefert. Der Wunsch der Verbraucher, die Klemme zur Vereinfachung der Leiter-Anschlußarbeiten auch mit herstellerseitig bereits geöffneten Klemmstellen zu erhalten, ist bisher nicht oder nicht systemgerecht erfüllt worden, z.B. nur in der Weise, daß vorgeschlagen wurde, in das Isolierstoffgehäuse zum Niederdrücken des Zugfederschenkels der Klemmfeder einen Kunststoffkeil einzuschieben, der zwei definierte und stabil gehaltene Endlagen einnehmen kann, wobei dieser Kunststoffkeil in seiner voll eingeschobenen Endlage die Klemmstelle geöffnet hält (siehe hierzu DE 30 44 134 C2 ).
Andere bekannte, jedoch gattungsfremde Federkraftklemmen, die mit offener Klemmstelle an den Verbraucher ausgeliefert werden, verwenden eine Klemmfeder mit einer um 180° umgekehrten Federvorspannung, d.h., die Klemmstelle für den elektrischen Leiter ist Kraft der umgekehrten Federvorspannung von Haus aus offen und wird mittels eines Exzenterhebels gegen die Kraft der Federvorspannung geschlossen. Als Beispiel wird auf die Federkraftklemme gemäß der 4 der DE 692 481 C und die dortige Beschreibung auf der Seite 2, Zeilen 44 bis 50, hingewiesen. Der Exzenterhebel, der die Schließung der Klemmstelle bewirkt, liegt an dem Rücken der schlaufenförmig ausgebildeten Klemmfeder an und besitzt eine Drehachse, die in den Seitenwänden einer im Querschnitt U-förmig gebogenen Hülse gelagert ist derart, daß der als Exzenter vorspringende Teil des Exzenterhebels einen in die Klemmstelle zwischen der Klemmfeder und dem Boden der Hülse eingesteckten elektrischen Leiter gegen den Hülsenboden festklemmt. Dabei dient die Hülse und insbesondere der Hülsenboden als Stromschiene.
Alle vorgenannten Bauformen der gattungsgemäßen und der gattungsfremden Federkraftklemmen können im Regelfall dann nicht mehr mit den genannten Betätigungselementen manuell bedient werden, wenn die zu beherrschenden Federkraftklemmkräfte beim Öffnen oder beim Schließen der Klemmstellen zu groß werden, wie dies z.B. bei Hochstromklemmen mit Leiteranschlußquerschnitten von z.B. 35 mm² oder 50 mm² oder 95 mm² der Fall ist. Mit der Handhabung derart hoher Klemmkräfte beschäftigt sich die DE 1 104 011 B und schlägt vor, in Verbindung mit einem Winkelhebel, der um eine Achse drehbar ist, ein Werkzeug zu verwenden, insbesondere einen Schraubendreher, der in eine eng eingepaßte Tasche des Winkelhebels einsteckbar ist, so daß das Werkzeug als verlängerter Drehhebel für den Winkelhebel benutzt werden kann.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist darauf gerichtet, die Federkraftklemmen der gattungsgemäßen Art insbesondere unter Berücksichtigung der hohen Federkraftklemmkräfte, die bei Hochstromklemmen auftreten, so weiterzuentwickeln, daß sie manuell noch beherrschbar sind und daß die Federkraftklemmen der gattungsgemäßen Art (sofern vom Verbraucher gewünscht) mit einer stabil gehaltenen offenen Klemmstelle ausgeliefert und/oder vom Verbraucher nach dem Öffnen der Klemmstelle besser gehandhabt werden können.
Diese Aufgabe wird durch die Kombination der kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
Die Kombination der genannten Merkmale gewährleistet, daß der Verbraucher auch beachtlich große Federkräften noch optimal betätigen kann. Zum einen ist dies durch die Art der Drehhebel-Mechanik bedingt, die bei Verwendung eines handelsüblichen, eine normale Schaftlänge aufweisenden Schraubendrehers eine sehr große Übersetzung der manuell auf den Griff des Schraubendrehers aufgebrachten Handkraft in eine Drehbewegung der Steuerscheibe ermöglicht. Zum anderen ist dies auch durch den stetigen Verlauf der Steuerkurve bedingt, die in Abstimmung mit der Federcharakteristik der Klemmfeder beim Öffnen der Klemmstelle einen stets weichen Anstieg der Federkräfte zur Folge hat, so daß sprunghaft ansteigende und entsprechend überproportionale Öffnungswiderstände vermieden sind. Und letztlich optimiert auch die definierte und stabile Endlage der Steuerscheibe am Ende des Öffnungsvorgangs der Klemmstelle die Handhabung der Drehhebel-Mechanik, da der jeweilige Monteur beim Verdrahten der Klemme keine Dauerkraft ausüben muß, um die Klemmstelle für das Einführen eines elektr. Leiters im geöffneten Zustand zu halten.
Zudem ist vorgesehen, daß die Stromschiene der neuen Klemme mindestens eine angeformte Seitenwange aufweist, die sich an der Klemmfeder vorbei bis zur Steuerscheibe erstreckt, und daß die Seitenwange ein Seitenlager für die Drehachse Steuerscheibe aufweist.
Die Drehhebel- Mechanik ist dadurch trotz ihrer platzsparenden Abmessungen auch für größte Federkräfte robust zu bauen und hat den besonderen Vorteil, daß sie keine Klemmkraftbelastungen auf das Isolierstoffgehäuse der Klemme überträgt, weder im offenen, noch im geschlossenen Zustand der Klemmstelle.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
1 Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Hochstromklemme,
2 die Vorderansicht der Klemme nach 1,
3 + 4 die selbstarretierenden Endpositionen der Steuerscheibe.
Dargestellt ist eine Hochstromklemme als Durchgangsklemme mit zwei einander gegenüberliegenden Leiterklemmstellen 5 und 6. Sie bestehen jeweils aus einer Klemmfeder mit einem Anlageschenkel 7, der an einer Stromschiene 8 anliegt und der mit seinem freien Ende durch eine allseits geschlossene Ausnehmung in dem Federschenkel 9 der Klemmfeder hindurchgreift. Mit dem freien Ende des Anlageschenkels ist auch das zugeordnete freie Ende der Stromschiene 8 durch die Ausnehmung des Federschenkels 9 hindurchgeführt, so daß beim Niederdrücken des Federschenkels 9 die Klemmstelle geöffnet wird (vergl. 4).
Das Öffnen der Klemmstelle erfolgt erfindungsgemäß mittels einer drehbar gelagerten Steuerscheibe 10, deren am Außenumfang der Scheibe angeordnete Steuerkurve 11 an dem Federschenkel 9 der Klemmfeder anliegt.
Die Steuerkurve besitzt zwischen den beiden definierten Endlagen der Steuerscheibe 11 einen stetigen Kurvenverlauf. Die Endlagen sind durch je eine definierte Einbuchtung 12 und 13 an den Enden der Steuerkurve definiert (vergl. 3 und 4).
Die Steuerscheibe 10 ist bei dem Ausführungsbeispiel nach 1 versenkt in dem Isolierstoffgehäuse 14 der auf einer Tragschiene 15 aufgerasteten Durchgangsklemme angeordnet. Über den Gehäuseschlitz 16 kann die Klinge eines Schraubendrehers 17 in die Steckaufnahme 18 der Steuerscheibe eingesteckt werden, so daß der Schraubendreher als Drehhebel mit einer sehr großen Übersetzung für die Verdrehung der drehbar gelagerten Steuerscheibe dient.
Das Drehlager der Steuerscheibe 10 ist durch eine Achse 19 gegeben, die ihrerseits in zwei einander parallel gegenüberliegenden Seitenwangen 20 gehalten ist, die in einem Stück aus dem Material der Stromschiene 8 und beidseitig zu dieser angeformt sind.
Diese Konstruktion ist platzsparend, zumal da die Materialstärke der Seitenwangen geringer als die der Stromschiene ausgeformt sein kann. Von wesentlichem Vorteil ist zudem, daß diese Konstruktion eine in sich selbsttragende Baueinheit von Klemmfeder und Steuerscheibe gewährleistet, so daß keine Klemmkräfte auf das Isolierstoffgehäuse übertragen werden, und zwar auch nicht die bei Hochstromklemmen dieser Art im geöffneten Zustand dieser Klemme sehr großen Federkräfte.
Die räumliche Zuordnung der Drehachse 19 der Steuerscheibe relativ zu der von der Klemmfeder auf die Steuerscheibe ausgeübten Rückstellkraft ist so gewählt, daß außerhalb der beiden Endlagen der Steuerscheibe von der Klemmfeder auf die Steuerscheibe ein Rückstell-Drehmoment ausgeübt wird, das die Steuerscheibe in Richtung der geschlossenen Klemmstelle verstellt.

Claims

Federkraftklemme mit einem Isolierstoffgehäuse, – mit mindestens einer in dem Isolierstoffgehäuse (14) an einer Stromschiene (8) befestigten Klemmfeder (7, 9), die aus einem federnden Flachmaterial in der Form einer Zugfeder oder Käfigzugfeder ausgebildet ist, die mit ihrem ziehenden Zugfederschenkel (9) einen elektrischen Leiter gegen die Stromschiene (8) klemmt, der in eine zwischen einer Klemmkante des Zugfederschenkels (9) und der Stromschiene (8) gebildeten Klemmstelle (5, 6) eingeführt ist, – und mit einem in das Isolierstoffgehäuse (14) integrierten Betätigungselement, das auf einer Achse (19) in dem Isolierstoffgehäuse schwenkbar gelagert ist und das zum Niederdrücken des Zugfederschenkels (9) entgegen seiner Federvorspannung dient, wobei das Betätigungselement mit einer Außenkante an dem Rücken des Zugfederschenkels (9) anliegt und von außerhalb des Isolierstoffgehäuses (14) mittels eines Betätigungswerkzeuges in zwei Endlagen verstellbar ist und zwar von einer ersten Endlage, in der die Klemmstelle (5, 6) geschlossen ist, in eine zweite Endlage, in der die Klemmstelle (5, 6) zur Einführung oder Entnahme des elektrischen Leiters geöffnet ist, dadurch gekennzeichnet, – daß das Betätigungselement eine um die Achse (19) drehbar gelagerte Steuerscheibe (10) ist, deren am Außenumfang ausgebildete, stetig verlaufende Steuerkurve (11) am Rücken des Zugfederschenkels (9) anliegt, – daß im stetigen Kurvenverlauf der Steuerkurve (11) zwei Einbuchtungen (12, 13) für zwei definierte und stabil gehaltene Endlagen der Steuerscheibe (11) ausgebildet sind, – daß die Steuerscheibe (11) eine Steckaufnahme (18) zum Einstecken eines Betätigungswerkzeuges (17) aufweist, das als Drehhebel für die Drehung der Steuerscheibe (11) um die Drehachse (19) dient, – und daß die Stromschiene (8) mindestens eine angeformte Seitenwange (20) aufweist, die sich an der Klemmfeder (7, 9) vorbei bis zur Drehachse (19) der Steuerscheibe (10) erstreckt und in der Seitenwange (20) ein Seitenlager für die Drehachse (19) der Steuerscheibe (11) ausgebildet ist.