DE2352430B2 - Elektrische Anschluß- oder/und Verbindungsklemme für insbesondere rohrförmige Leiter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Anschlußoder/und Verbindungsklemme für insbesondere rohrförmige Leiter mit den Merkmalen des Oberbegriffes von Patentanspruch 1.

Klemmen der hier betrachteten Art sollen für Leiter mis AuSendurchfficsscrn von etwa 60—400 mm geeignet sein. Sofern die Leiter Rohrform haben, beträgt deren Wandstärke zwischen etwa 4 und 12 mm. Hierbei betragen die zulässigen Fertigungstoleranzen im mittleren Außendurchmesser und auch im Unrundsein mehrere Millimeter. Da auch die Klemmkanäle bekannter Klemr>;en Fertigungstoleranzen aufweisen, kommt es praktisch niemals zu einer satten, völlig gleichmäßigen Berührung zwischen der Oberfläche des Klemmkanals und der Oberfläche des zu verklemmenden Leiters.

Bereits bekannt äst eine Schaltanlagenklemme, die zumindest im jeweiligen Klemmbereich aus einem Unterteil und einem diesem ähnlichen, einen Klemmkanal bildenden Deckel besteht (DE-AS 20 19 096). Die Teilfuge zwischen den durch Spannmittel gegen den zu verklemmenden zylinderförmigen Leiter preßbaren Klemmenteilen verläuft durch den Äquator des Leiters. In der Absicht, Viellinienkontak\.· ?.u erzielen, ist der eigentliche Klemmkanal durch in Leiterrichtung verlaufende Kontaktstege gebildet, zwischen denen im Klemmenkörper Nute verbleiben. Diese Nute erhöhen die ohnehin vorhandene, aus der Elastizität des Klemmen-Baustoffes vorhandene Elastizität des Klemmenkörpers. Beim Anziehen des Spannmittels werden zuerst die von der Trennebene am weitesten entfernten Kontaktstege an den Leiter gepreßt, worauf sich beim Steigern der Spannkraft aufeinanderfolgend auch weitere Kontaktstege in Richtung zur Teilfuge hin anlegen sollen. Durch das Anziehen des Spannmittels verringert sich die Weite des Klemmkanals.

Um bei aus Aluminium gefertigten Klemmen überhaupt eine brauchbare Kontaktierung zu erzielen, mußten seither unmittelbar vor der Montage die Kontaktflächen gesäubert werden, wobei zu beachten war, daß die derzeit üblichen Baustoffe für derartige Teile schon nach 20 Minuten erneut Oxydhäute zeigen; die Oxydhautbildung ist nach 40 Minuten abgeschlossen.

Erstrebenswert ist auch, daß solche Klemmen nicht nur für jeweils einen einzigen Leitertyp anwendbar sind.

Großflächiger Kontakt soll auch bei der Klemme nach der DE-AS 12 77 404 erzielt werden, und zwar dadurch, daß zwischen den eigentlichen Klemmenkörper, der in erster Annäherung eine ähnliche Formgebung wie die zuvor gewürdigte Klemme aufweist, und den zu verklemmenden Leiter eine Hülse aus einem mehr oder weniger plastischem Baustoff eingelegt ist.

Derartige Baustoffe neigen indessen, wie die Erfahrung lehrt, zum Kriechen und verlieren sehr bald den ursprünglich eingestellten Kontaktdruck mit entsprechender Verschlechterung der Kontaktierung. Ferner müssen auch bei dieser Klemme vor der Montage die Oxydhäute beseitigt werden.

Einlagen aus einem leicht verformbaren Baustoff sind auch für die aus der DE-AS 12 01443 bekannte Stromklemme kennzeichnend, die lediglich für das Verklemmen /on Leiterseilen bestimmt ist. Ein Übertragen dieses Prinzips auf Klemmen für zylinderförmige Leiter ist aus vorgenannten Gründen nicht zweckmäßig.

Demnach ist es Aufgabe der dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 entnehmbaren Erfindung, eine den neueren Erkenntnissen über gute Kontaktierung genügende elektrische Anschluß- oder/und Verbindungsklemme für zylinderförmige Leiter anzugeben, die in ihrem Aufbau einfach, kostengünstig herstell- und montierbar ist, große Toleranzen zuläßt und deren gute Kontaktierung sich auch über längere Zeiträume nicht verschlechtert.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen bzw. Mittel wird in vorteilhafter Weise bewirkt, daß beim Anziehen des Spannmittels die Seitenwände des Klemmkanals etwas auseinandergespreizt werden; dadurch entsteht eine Schürf- bzw. Schabewirkung zwischen inneren Seitenbereichen des Klemmkanals und dem Leiter unter einem hohen, gegen die Mittellängsachse des Leiters gerichteten Normaldruck. Die Schürf- bzw. Schabewirkung ist die Ursache einer metallischen blanken Durchdringung von ursprünglich auf den Innenwänden des Klemmkanals bzw. der Außenoberfläche des Leiters befindlichen Trennschichten, z. B. in Form von Oxydhäuten o. dgl., die sonst den Übergangswiderstand zwischen Leiter und Klemme erhöhen würden. Zur sicheren Durchdringung solcher aufgrund chemischer Reaktionen unvermeidlichen Fremdschichten bedarf es also beim Erfindungsgegenstand nicht der Anordnung gesonderter Verzahnungen oder Riffelungen am Klemmenkörper. Die vorteilhafte Wirkung beruht vielmehr darauf, daß zusätzlich zu dem in Richtung auf die Mittellängsachse des Leiters einwirkenden, vom Spannmittel herrührenden Normaldruck ein in Umfangsrichtur.g des Leiters wirksamer Tangentialdruck auf die Seitenwände des Klemmenkörpers ausgeübt wird, der die Ursache der erwünschten Schürf- bzw Schabewirkung ist.

Die Tangentialbewegung der Seitenwände beruht auf einer Keilwirkung, die zu einer Erhöhung des Normaldruckes bzw. des Kontaktdruckes führt. Je stärker also das Spannmittel angezogen wird, desto mehr nimmt die Divergenz der eigentlichen Kontaktflächen am Klemmenkörper zu.

Durch die aus der elastischen Verformung auf Dauer auftretenden großen Kräfte wird ständig ein hoher Kontaktdruck zwischen Klemme und Leiter und eine ständig einwandfreie Kontaktierung erreicht. Gleichzeitig werden Fertigungstoleranzen sowohl der Klemme als auch des Leiters ausgeglichen. Infolge der elastischen Verformung des Leiters und/oder des Klemmenkörpers ist der Leiter im Klemmkörper auf Dauer sicher verklemmt. Durch den Erfindungsgegenstand wird somit in vorteilhafter Weise die Summe der zufolge der Schürf- bzw. Schabewirkung erhaltenen aufeinanderstoßenden Kontaktpunkte zu wirksamen Kontakt-Teilflächen vergrößert bzw. optimiert.

Durch die großen Kräfte, die bei der elastischen Verformung in der Klemme auftreten, wird also auf Dauer ein hoher Kontaktdruck zwischen der Klemme und dem Leiter bewirkt und damit die erwünschte einwandfreie Kontaktierung auch bei Ermüdungterscheinungen im Baustoff erhalten. Gleichzeitig werden Fertigungstoleranzen sowohl der Klemme als auch des Leiters ausgeglichen, da infolge der erwähnten elastischen Verformung der Leiter im Klemmenkörper immer sicher verklemmt ist.
Besteht nach der ersten Ausführung des Erfindungsgegenstandes der Klemmenkörper aus einem Unterteil mit einem Klemmkanal für mindestens einen Leiter und einem durch Spannmittel gegen den Leiter gepreßten Oberteil, dann weist der Kiemmkana! des Unterteils schräg zueinander verlaufende Seitenwände auf, an denen der Leiter anliegt und durch Keilwirkung verklemmt ist. Hierbei wird der Leiter durch das Oberteil so gegen die schräg zueinander verlaufenden Seitenwände gedrückt, daß die den Leiter verklemmenden Kräfte ein Mehrfaches der auf das Oberteil

jo ausgeübten Druckkraft betragen und daß durch diese Verschiebebewegung des Leite ', an den schräg zueinander verlaufenden Seitenwand :n die Oxydhaut am Leiter und an den Seitenflächen abgeschürft und die mehrfach erwähnte einwandfreie Kontaktierung er-

2s reicht ist. Durch die Keilwirkung erfolgt eine elastische Verfr-mung in der Art, daß eine Vorspannung erhalten wird, welche einen hohen Kontaktdruck während der gesamten Betriebszeit gewährleistet.

Da erfindungsgemäß das Unterteil des Klemmenkörpers elastisch nachgiebig ausgebildet ist. wird infolge von Keilwirkung ein so hoher Kontaktdruck erreicht, daß auch beim Verklemmen eines massiven Leiters eine genügende Vorspannung erreicht und ein hoher Kontaktdruck erzielt wird.

J5 Üblicherweise werden als Spannmittel zur Verbindung des Oberteils mit dem Unterteil Klemmschrauben verwendet. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können insbesondere für größere Leiterdurchmesser Unterteil und Oberteil durch ein Spannband gegen den Leiter gepreßt sein. Es besteht hierbei die Möglichkeit, daß der Klemmenkörper nur aus einem Unterteil b.steht, dessen flach ausgebildeter Klemmkanal einen kleineren Krümmungsradius aufweist als der Leiter und daß der Leiter durch ein Spannband gegen die äußeren Enden des Klemmkanals gepreßt wird. Auch bei dieser Ausgestaltung ergibt sich ein hoher Kontaktdruck, der etwa gleich der doppelten Zugkraft irn Spannband ist. Diese hohen Kräfte führen auch hier zu einer elastischen Verformung in der Klemme.

w Wenn gemäß einer anderen Ausgestaltung das Unterteil einen flachen Ansatz mit einem Klemmkanal zum Festklemmen eines Seilleiters mit Hilfe eines oder mehrerer Klemmdeckel aufweist, dann wird eine Sei'-.i-schlußklemme erhalten.

« Bei der erfindungsgemäßen Klemme können auch mehrere Spannbilnder vorgesehen sein, und zwischen ihnen kann das Unterteil quer zur Längsrichtung des Leiters geschlitzt sein. Diese Ausbildung ist besonders vorteilhaft bei Verbindungsklemmen, bei denen zwei

w) miteinander fluoitende Leiter elektrisch miteinander verbunden werden. Mit dieser Klemme können auch rohrförrnige Leiter mit stark unterschiedlichen Toleranzen und sogar rohrförmige Leiter mit unterschiedlichen Nennaußendurchmessern verbunden werden. Die Mög-

M lichkeit. in ein und denselben Klemmi;nkörper Leiter mit unterschiedlichen Auöendurchmessern einlegen zu können, ist ein wesentlicher Vorteil, der durch den Erfindungsgegenstand erhalten wird.

Bei einer solchen Verbindtingsklcmmc kann der Klemmenkörper aus zwei gleichen schalenförmigen Teilen mit je einem Klemmkanal bestehen, dessen Krümmungsradius kleiner als der des Leiters ist, und beide Teile können mit den äußeren Enden ihrer Klemmkanäle durch mindestens zwei Spannbänder gegen die Leiter gepreßt werden.

Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung werden anschließend beschrieben und in der Zeichnung dargestellt; es zeigt

Fig. I eine Ausgestaltung der Klemme mit U-förmigem Klcmmkanal, dessen Seitenwändc zur Teilungsebene hin divergieren, in perspektivischer Darstellung.

Fig. 2 die Stirnansicht auf eine anders ausgestaltete Klemme.

F i g. 3 eine Ansicht von links auf die Klemme gemäß F i g. 2.

F i g. 4 die Stirnansicht auf eine Klemme mit zwei Klemmenkörpern, die durch mindestens ein Spannband zusammengepreßt werden.

Fig. 5 eine Seitenansicht auf die Klemme gemäß F ig. 4.

F^: i g. 6 die Stirnansicht auf eine als Abzweigklemme ausgebildete Form des Eifindungsgegenslarides.

F i g. 7 eine Seitenansicht auf die Klemme gemäß F" i g. 6 und

F" i g. 8 die Stirnansicht auf eine weitere Klemme mit Darstellung der durch das Spannband bewirkten Anpreßkräfte.

Der Klemmcnkörper der Klemme gemäß Fig. 1 weis! ein Unterteil I und ein deckeiförmiges Obericil 2 auf, das mittels Spannmitteln 4 mit dem Unterteil I verbunden ist. Nach diesem Beispiel dienen als Spannmittel Schrauben 3. Im Unterteil 1 ist ein Klemmkanal 4 vorgesehen, dessen Seitenflächen 5 und 6 schräg zueinander verlaufen. Gemäß Fig. I sind bride Seitenflächen 5 und 6 schräg zu einer Senkrechten so angeordnet, daß die Flächen /ur Teilungsebenc hin divergieren. Es besteht natürlich auch die Möglichkeil. eine der beiden Seitenflächen, z. B die Seitenfläche 5 senkrecht und nur die andere Seitenfläche 6 schräg verlaufen zu lassen. In den Klcmmkanal 4 isi ein rolirförmiger Leiter 7 eingelegt, der beim Anziehen der Schrauben 3 gegen die schrägen Seitenflächen 5 und 6 gepreßt wird. Hierbei kommt eine Keilwirkung in der Art zustande, daß durch die senkrechte Bewegung des rohrförmigen Lc-iicis 7 mm Kiciunikinmi 4 die sich berührenden Flächen des rohrförmigen Leiters 7 und die entsprechenden Stellen der Seitenflächen 5, 6 \on der stets vorhandenen Oxydhaut befreit werden, so daß die gewünschte einwandfreie Kontaktierung erreicht ist. Gleichzeitig we,den hierbei Fertigungstoleranzen, die beim rohrförmigen Leiter 7 und im Klemmkanal 4 auftreten, ausgeglichen. Durch die elastische Verformung ist während des gesamten Betriebes ein hoher Kontaktdruck gewährleistet.

Bei der Klemme nach den F i g. 2 und 3 besteht der Klemmenkörpcr lediglich aus einem flachen Unterteil 8. dessen Klemmkanal 9 einen Krümmungsradius aufweist, der kleiner ist als der Krümmungsradius des rohrförmigen Leiters 7. Der Leiter 7 liegt hierbei im Bereich äußerer Enden 10 des Unterteils 8 an. Das Unterteil 8 ist mit einem Flachanschluß 11 versehen. Zwei Spannbänder 12 umgeben das Unterteil und den rohrförmigen Leiter 7. Die Enden der Spannbänder 12 sind an Bolzen 13 befestigt, die durch Spannschrauben 14 zusammengezogen werden. Zur Hindurchführiing der Spannbänder 12 weist der Flachanschluß (I einsprechende Aussparungen 15 auf.

Die Klemme nach den F i g. 4 und 5 dient zur Verbindung zweier Leiter 7, die miteinander fluchten. Der Klemmcnkörper dieser Verbindungsklemme weist zwei gleiche Teile 16 auf. deren Klemmkanal 16' einen kleineren Krümmungsradius aufweist als die rohrförmigen Leiter 7. Der Leiter 7 liegt am äußeren Finde 17 der beiden Teile 16 an. Der Kontaktdruck wird durch Spannbänder 12 erzeugt.

Die Klemme nach Fig. 6 unterscheidet sich von der Klemme nach Fig 2 dadurch, daß das Unterteil 8 mit einem FlachanschluB 18 versehen ist. Der Flachanschluß 18 bildet mit entsprechenden Deckeln 19 eine Abzwfigk'emmc für einen .Seilleiter 20.

Boi der Klemme nach I" i g. 7 ist das mit einem F'lachanschluß Il versehene Unterteil 8 zwischen den Spannöändern 12 mit Querschlitzen 21 versehen. Dadurch wird eine bessere individuelle Kontaktierung /wischen dem Unterteil 8 und dem Leiter 7 erreicht.

Bei der Klemme nach F i g. 8 die eine Schaltanlagenklemme darstellt, besteht der Klemmenkörpcr aus einem Unterteil 22 mit einem Flachanschluß 11. Mit seinen äußeren Finden 23 wird das Unterteil 22 mittels eines Spannbandes 12 gegen den rohrförmigen Leiter 7 gepreßt. Im Bereich des Spannbandes 12 weist das Unterteil 22 eine entsprechend breite Aussparung 24 auf. Im Bereich der äußeren Fnden 23 bildet das Unterteil 22 im Querschnitt kreisförmige Kontaktlcistcn 25. die von dem Spannband 12 umfaßt werden. Das in Fig. 8 dargestellte Kräfteparallelogramm zeigt, daß der an den äußeren Enden 23 erzeugte Kontaktdruck Pp etwa gleich der doppelten Zugkraft /\-im Spannband 12 ist. Durch diese Zugkraft wird zumindest das Unterteil 24 elastisch verformt. Eine solche elastische Verformung ist selbstverständlich auch bei den Ausgestaltungen gemäß den F i g. 2 — 7 gegeben.

Die Klemmcnkörper 8, 16 können aus gezogenem Werkstoff hoher Zähigkeit und guter elektrischer Leitfähigkeit bestehen. Beim Ziehvorgang könr-?n im Kontaktbereich als kontaktverbessernde Maßnahme Längsrillen eingezogen werden.

Die Klemmenkörperteile können auch als Preßteile hergestellt werden, wobei pucFi Querrillen im Kontaktbereich eingepreßt werden können.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

I Patentansprüche:

1. Elektrische Anschluß- oder/und Verbindungsklemme für insbesondere rohrförmige Leiter mit einem Klemmenkörper, der die Querschnittsform eines offenen, in Leiterlängsrichtung verlaufenden Klemmkanals mit in Richtung auf die Ränder des Klemmkanals divergierenden inneren Seitenwandbereichen hat und der durch Anziehen von Spannmitteln gegen miteinander fluchtende: Abschnitte des Leiters anpreßbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmenkörper (1; 8; 16; 22) mindestens vor dem Spannvorgang nur mit Bereichen der Innenseiten seiner Seitenwände (5,6; 10; 17; 23) am Leiter (7) derart anliegt, daß durch Anziehen des Spannmittels (z. B. Spannschraube 14) eine die Seitenwände (5, 6; 10; 17; 23) unter Keilwirkung vom Leiter (7) her auseinander spreizende Druckkraft erzeugbar ist

2. Klemme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichne.', daß der den Klemmkanal (4; 9:; 16') enthaltende Teil des Klemrnenkörpers (1; 8; 16; 22) mindestens im Bereich seiner Seitenwände (5, 6), insbesondere elastisch, verformbar ist.

3. Klemme nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens der den Klemmkanal (4; 9; 16') enthaltende Teil des Klemmenkcrpers (1; 8; 16; 22) und der Leiter (7) durch ein beide Teile umspannendes Spannband (12) gegeneinander preßbar sind.

4. Klemme nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Klemmkanals (4; 9; 16') auf seiner Innenseite konkav ausger.iuldet ist und daß die Ausmuldung einen kleineren Krümmungsradius aufweist als der Leiter (7).

5. Klemme nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmkanal (4; 9; 16') mi! den äußeren Enden (10; 23) seiner Innenseite am Leiter (7) anliegt.

6. Klemme nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der den Klemmkanal (4; 9; 16') enthaltende Teil des Klemmenkörpers (8; 16; 22) im Bereich des Spannbandes (12) eine Aussparung: (24) aufweist und das Spannband (12) in diesem Bereich unmittelbar an dem Leiter (7) anliegt.

7. Klemme nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, da3 die äußeren, am Leiter (7) anliegenden Enden (10; 23) des Klemmkanals (4; 9; 16') als im Querschnitt etwa kreisförmige Kontaktleisten (25) ausgebildet sind.

8. Klemme nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dall der den Klemmkanal (4; 9; 16') enthaltende Teil des Klemmenkörpers (8; 22) einen flachen Ansatz (11; 18) mit einem Klemmkanal zum Festklemmen eines Seilleiters (20) aufweist.

9. Klemme nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Spannbänder (12) vorgesehen sind und daß zwischen ihnen der den Klemmkanal (4; 9; 16') bildende Teil des Klemmenkörpers (8) quer zur Längsrichtung des Leiters (7) geschlitzt (Querschlitz 21) ist.

10. Klemme nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dad der Rücken des den Klemmkanal (4; 9; 16') enthaltenden Teiles des Klemmenkörpers (1; 8; 16; 22) konvex ausgerundet ist.

11. Klemme nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Klemmenkörper (16) mit je einem Klemmkanal (4; 9; 16') vorhanden sind, die etwa diametral zueinander am Leiter (7) anliegen, und daß beide Klemmenkörper (16) durch mindestens ein Spannband (12) gegen den Leiter (7) oder durch mindestens zwei Spannbänder (12) gegen zwei Leiterabschnitte (7) preßbar sind, wobei im letzteren Falle je ein Spannband (12) einem Leiter (7) zugeordnet ist.