DE19741136A1 - Elektrische Anschluß- oder Verbindungsklemme - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektr. Anschluß- oder Verbindungsklemme mit einer Stromschiene, die aus einem flachen Metallband (= Flachma­ terial) ausgestanzt und geformt ist derart, daß die beiden Endstücke der flachliegend im unteren Teil des Isolierstoffgehäuses der Klemme angeordneten Stromschiene nach oben abgebogen sind (senkrecht oder schräg zum Basisteil der Stromschiene) und jeweils eine Klemmfeder tragen, die gemeinsam mit den Stromschienen-Endstücken eine Klemmstelle zum Anschließen eines elektr. Drahtleiters bilden. Die Klemmfeder ist als Käfigzugfeder ausgebildet, die auf der Innenseite des hoch­ gebogenen Stromschienen-Endstücks angeordnet ist und mit dem Durchbruch in ihrem Klemm­ schenkel das Stromschienen-Endstück über­ greift derart, daß ein auf der Außenseite des hochgebogenen Endstücks zwischen der von dem Durchbruch gebildeten Klemmkante des Klemmschenkels und dem Stromschienen-Endstück eingeführter elektr. Leiter gegen die Außen­ fläche des Stromschienen-Endstücks geklemmt wird.

Anschluß- und Verbindungsklemmen dieses Typs sind in der Praxis als Durchgangsklemmen be­ kannt mit jeweils einem Leiterklemmanschluß auf jeder Seite des Durchgangs. Sie werden auch für sehr hohe Ströme als sogenannte Hochstromklemmen verwendet (Stromstärken z. B. über 100 A entsprechend einem Leiter­ anschlußquerschnitt von z. B. 35 mm²). Dabei besteht ein wesentliches Problem darin, daß die anzuschließenden elektr. Leiter wegen ihres großen Anschlußquerschnittes relativ biegesteif sind. Das gilt generell sowohl für eindrähtige Massivleiter als auch für mehrdrähtige Drahtleiter.

Diese Biegesteifigkeit der querschnittsstarken Leiter macht sich negativ bemerkbar, z. B. dann, wenn auf den in einer Klemmstelle festgelegten elektr. Leiter externe Leiterbewegungen ausge­ übt werden, wie dies z. B. bei Verdrahtungsar­ beiten in Schalt- und Steuerschränken nicht immer zu vermeiden ist. Infolge solcher ex­ ternen Leiterbewegungen der querschnitts­ starken Leiter wird die elektr. Kontakt­ sicherheit der Klemmstelle erheblich belastet.

Bei Klemmstellen, die traditionell mit einer Klemmschraube arbeiten, kann z. B. eine Lockerung (Verringerung) der Klemmkraft dadurch eintreten, daß sich bei der Bewegung eines relativ biegesteifen mehrdrähtigen Drahtleiters die Lage der Einzeldrähte rela­ tiv zueinander verändert mit dem Ergebnis, daß die Klemmschraube dann nur noch eine verringerte Klemmkraft auf den lageveränder­ ten Drahtleiter ausübt. Bei Klemmstellen, die wie bei der gattungsgemäßen Klemme mit einer Klemmfeder in Form einer Käfigzugfeder arbeiten, wird eine gleichbleibende Klemmkraft auch z. B. auf einen lageveränderten Drahtleiter ausgeübt, doch erfordert die beschriebene Pro­ blematik bei querschnittsstärkeren, d. h. relativ biegesteifen Leitern, daß aus Gründen der hohen elektr. Kontaktsicherheit überdimensionierte Klemmfedern mit ausreichend hohen Klemmkräften verwendet werden. Das wiederum erhöht in uner­ wünschter Weise die manuelle Betätigungskraft für das öffnen der Klemmstelle zum Anschließen des Leiters.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Klemme der gattungsgemäßen Art, deren Klemmstellen mit Käfigzugfedern ausgerüstet sind, derart weiter­ zuentwickeln, daß die elektr. Kontaktsicherheit auch bei querschnittsstarken, d. h. relativ biegesteifen Leitern gewährleistet ist, ohne zu diesem Zweck die Klemmkräfte und damit auch die manuellen Betätigungskräfte für das öffnen der Klemmstelle erhöhen zu müssen.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß auf die seitlichen Außenkanten der hochgebogenen Stromschienen-Endstücke ein aus einem Flach­ material ausgestanzter und geformter Bügel (= Formbügel) aufgesetzt und befestigt ist, der im Querschnitt U-förmig ist und aus einer Rückwand und zwei Seitenwänden besteht, und daß die Wände des Formbügels mit der Außen­ seite des Stromschienen-Endstücks eine im Querschnitt allseitig geschlossene metallische Kontaktkammer bilden, die einen in die Klemm­ stelle eingesteckten Leiter eng umschließt.

Dabei ist nach Anspruch 2 vorgesehen, daß an den in Leitereinsteckrichtung unteren Rändern der Rückwand und der Seitenwände des Formbügels jeweils in Leitereinsteckrichtung sich er­ streckende Wandfortsätze angeformt und frei­ gestanzt sind, die nach innen gestellt die Kontaktkammer in Leitereinsteckrichtung konisch verengen.

Die Lehre der Erfindung zeigt auf, daß zur Lösung des beschriebenen Problems nicht der übliche Weg der Erhöhung der Klemmkräfte beschritten werden muß, sondern daß durch das Anbringen eines metallischen Formbügels an das jeweilige Stromschienen-Endstück eine sehr viel einfachere und kostengünstigere Lösung möglich ist. Dieser Formbügel, der ebenso wie die Stromschiene aus einem Flach­ material (z. B. aus einer Kupferlegierung mit einer höheren Festigkeit) herausgestanzt und geformt wird, kann auf verschiedene Weise an den seitlichen Außenkanten der Stromschienen- Endstücke befestigt sein, beispielsweise durch Verstemmen, Vernieten, Verlöten oder Verschweißen. Immer bildet der Formbügel mit den Stromschienen- Endstücken eine mechanische und elektrische Einheit, die als im Querschnitt allseitig ge­ schlossene metallische Kontaktkammer das ab­ isolierte (blanke) Ende des in der Klemmstelle geklemmten elektr. Leiters eng umschließt.

Daraus resultiert, daß externe Leiterbewegungen die elektr. Kontaktsicherheit der Klemmstelle bzw. des Leiteranschlusses auch dann nicht ge­ fährden können, wenn es sich um querschnitts­ starke, d. h. relativ biegesteife Leiter handelt. Immer wird es in der metallischen Kontaktkammer ausreichend große Kontaktanlageflächen zwischen Leiter und Kontaktkammer geben, die ausreichende Stromübergange auch bei externen Leiterbewe­ gungen und querschnittsstarken Leitern, wie sie für Hochstromklemmen erforderlich sind, garan­ tieren.

Bei Hochstromklemmen muß auch der Stromleit­ querschnitt der Stromschiene, die sich zwischen den beiden Stromschienen-Endstücken erstreckt, ausreichend groß sein. Das führt bei Klemmen dieses Typs zu der Notwendigkeit, die Material­ stärke (Dicke) der flachliegend im unteren Teil des Isolierstoffgehäuses der Klemme an­ geordneten Stromschiene zu erhöhen, da der Platz in der Breite der Stromschiene wegen der schmalen Bauweise dieser Klemmen begrenzt ist (Klemmen dieser Art sind meistens als schmal-bauende Reihenklemmen auf Tragschienen aufgerastet). Eine höhere Materialstärke (Dicke) der Stromschiene ist aber fertigungs­ technisch nachteilig, denn dadurch erhöhen sich beim Ausstanzen und Formen der Strom­ schienen aus einem Flachmaterial die Stanz- und Formwiderstände erheblich.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung nach Anspruch 4 löst auch dieses fertigungstechnische Problem. Nach Anspruch 4 ist vorgeschlagen, daß der Form­ bügel zur Bildung der Kontaktkammer an dem einen Stromschienen-Endstück mit dem Formbügel zur Bildung der Kontaktkammer an dem anderen Stromschienen-Endstück gemeinsam und in einem Stück aus einem flachen Metallband (= Flach­ material) ausgestanzt und geformt sind derart, daß beide Formbügel über eine Verbindungsschiene miteinander verbunden sind, die sich im montier­ ten Zustand der Formbügel in Richtung der Strom­ schiene der Klemme erstreckt und die den Strom­ leitquerschnitt der Stromschiene um den Strom­ leitquerschnitt der Verbindungsschiene ergänzt.

Hierdurch ergibt sich der fertigungstechnische Vorteil, daß sowohl die vorgenannte Formbügel- Verbindungsschiene-Einheit als auch die Strom­ schiene der Klemme aus einem Flachmaterial mit relativ geringer Wandstärke (Dicke) aus­ gestanzt und geformt werden können und bei der fertig-montierten Klemme dennoch aus­ reichende Stromleitquerschnitte vorhanden sind.

Nachfolgend werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1-3 eine erste Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 4-6 eine zweite Ausführungsform der Erfindung.

In Fig. 1 ist eine Stromschiene 10 dargestellt, deren Stromschienen-Endstücke 11 in etwa recht­ winklig zum Basisteil der Stromschiene nach oben hochgebogen sind und jeweils eine Käfigzug­ feder 12 tragen. Der mittlere Teil der Strom­ schiene ist nach oben durchgewölbt und besitzt zwei Aufnahmeschlitze 13, die in bekannter Weise zum Einstecken von Steckkontakten von Querbrückern (nicht dargestellt) dienen für den Fall, daß zwischen aneinandergereihten Klemmen desselben Typs eine elektr. Querver­ bindung hergestellt werden soll.

Die Käfigzugfedern 12 sind auf den Innenseiten der Stromschienen-Endstücke positioniert und liegen mit ihren Anlageschenkeln 14 an der Innenseite der Stromschienen-Endstücke an. Der Klemmschenkel 15 jeder Käfigzugfeder übergreift mit seinem Durchbruch 16 das Strom­ schienen-Endstück derart, daß ein auf der Außen­ seite 17 des hochgebogenen Stromschienen-End­ stücks zwischen der Klemmkante 18 des Durch­ bruchs und dem Stromschienen-Endstück 11 ein­ geführter elektr. Leiter (nicht dargestellt) gegen die Außenfläche des Stromschienen-End­ stücks (siehe 17) geklemmt wird.

Eine derartige Bauausführung einer Stromschiene mit Käfigzugfedern ist (für sich betrachtet) bekannt. Üblicherweise ist die Stromschiene mit den Käfigzugfedern von einem Isolierstoff­ gehäuse (nicht dargestellt) umgeben, das die notwendigen Öffnungen zum Einstecken der elektr. Leiter in die jeweiligen Klemmstellen (gem. der Darstellung ist die Einsteckrichtung der Leiter vertikal von oben nach unten) und die notwendigen Betätigungsöffnungen zum öffnen der Klemmstellen aufweist. Auch das ist bekannt und muß hier nicht näher erläutert werden.

Neu sind die Formbügel 20, die jeweils eine Rückwand 21 und zwei Seitenwände 22 aufweisen, wobei an den unteren Rändern der genannten Wände jeweils Wandfortsätze 23 + 24 angeformt sind.

Diese Formbügel werden mit den äußeren vertikalen Rändern der Seitenwände 22 auf die seitlichen Außenkanten der Strom­ schienen-Endstücke aufgesetzt, wie dies die Fig. 2 und 3 im Montageablauf zeigen. Die Befestigung der Ränder der Seitenwände an den Außenkanten der Stromschienen-Endstücke kann in Art einer Klammer allein durch Kraft­ schluß erfolgen oder z. B. durch Vernieten, Verstemmen, Toxen, Verschweißen oder Verlöten hergestellt sein.

Die Rückwand 21 des Formbügels und die Wand­ fortsätze 23 + 24 sind zweckmäßigerweise etwas nach innen gestellt, um nach dem Befestigen der Formbügel an den Stromschienen-Endstücken eine Kontaktkammer zur Aufnahme des abisolier­ ten (blanken) Endes des elektr. Leiters zu erhalten, die sich in Leitereinsteckrichtung konisch verengt. Die Kontaktkammer fixiert das Leiterende des in der zugeordneten Klemm­ stelle geklemmten elektr. Leiters und bietet dem Leiter gute, allseitige Kontaktflächen für einen ausreichenden Stromübergang auf die Wandungen der Kontaktkammer bzw. auf das Stromschienen-Endstück.

Die Fig. 4-6 zeigen in der gleichen Darstellungs­ weise wie die Fig. 1-3 eine zweite Ausführungs­ form der erfindungsgemäßen Klemme, die sich von der in den Fig. 1-3 gezeigten ersten Ausführungs­ form nur dadurch unterscheidet, daß die verlän­ gerten Wandfortsätze 24 der Rückwand 21 der Formbügel 20 eine integrierte Verbindungs­ schiene 25 bilden, die im fertigmontierten Zustand der Klemme (siehe Fig. 6) den Strom­ leitquerschnitt der Stromschiene 10 um den Stromleitquerschnitt der Verbindungsschiene 25 ergänzt.

Claims (5)

1. Elektr. Anschluß- oder Verbindungsklemme

• - mit einer Stromschiene, die aus einem flachen Metallband (= Flachmaterial) ausgestanzt und geformt ist derart, daß die beiden Endstücke der flachliegend im unteren Teil des Isolier­ stoffgehäuses der Klemme angeordneten Strom­ schiene nach oben abgebogen sind und jeweils eine Klemmfeder tragen, die gemeinsam mit dem Stromschienen-Endstück eine Klemmstelle zum Anschließen eines elektr. Drahtleiters bilden,
• - wobei die Klemmfeder als Käfigzugfeder ausge­ bildet ist, die auf der Innenseite des hoch­ gebogenen Stromschienen-Endstücks angeordnet ist und mit dem Durchbruch in ihrem Klemm­ schenkel das Stromschienen-Endstück übergreift derart, daß ein auf der Außenseite des hochge­ bogenen Endstücks zwischen der von dem Durch­ bruch gebildeten Klemmkante des Klemmschenkels und dem Stromschienen-Endstück eingeführter elektr. Leiter gegen die Außenfläche des Stromschienen-Endstücks geklemmt wird,
  dadurch gekennzeichnet,
• - daß auf die seitlichen Außenkanten der hochge­ bogenen Stromschienen-Endstücke (11) ein aus einem Flachmaterial ausgestanzter und geformter Bügel (= Formbügel 20) aufgesetzt und befestigt ist, der im Querschnitt U-förmig ist und aus einer Rückwand (21) und zwei Seitenwänden (22) besteht,
• - und daß die Wände des Formbügels (20) mit der Außenseite (17) des Stromschienen-End­ stücks (11) eine im Querschnitt allseitig geschlossene metallische Kontaktkammer bilden, die einen in die Klemmstelle eingesteckten elektr. Leiter eng umschließt.

2. Klemme nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

• - daß an den in Leitereinsteckrichtung unteren Rändern der Rückwand (21) und der Seiten­ wände (22) des Formbügels (20) jeweils in Leitereinsteckrichtung sich erstreckende Wandfortsätze (23, 24) angeformt und freige­ stanzt sind, die nach innen gestellt die Kontaktkammer in Leitereinsteckrichtung konisch verengen.

3. Klemme nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,

• - daß der Wandfortsatz (24) der Rückwand (21) des Formbügels (20) derart verlängert und in Richtung der Stromschiene (10) der Klemme abgebogen ist, daß er den unteren Abschluß der Kontaktkammer bildet.

4. Klemme nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

• - daß der Formbügel (20) zur Bildung der Kontaktkammer an dem einen Stromschienen- Endstück (11) mit dem Formbügel (20) zur Bildung der Kontaktkammer an dem anderen Stromschienen-Endstück (11) gemeinsam und in einem Stück aus einem flachen Metall­ band (= Flachmaterial) ausgestanzt und ge­ formt sind
• - derart, daß beide Formbügel über eine Ver­ bindungsschiene (25) miteinander verbunden sind, die sich im montierten Zustand der Formbügel in Richtung der Stromschiene (10) der Klemme erstreckt und die den Stromleit­ querschnitt der Stromschiene (10) um den Stromleitquerschnitt der Verbindungsschiene (25) ergänzt.

5. Klemme nach Anspruch 4 in Verbindung mit Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Verbindungsschiene (25) durch die verlängerten Wandfortsätze (24) der Rück­ wände (21) der auf die Stromschienen-End­ stücke (11) aufgesetzten und befestigten Formbügel (20) gebildet ist.