DE2854163C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Klemmelement für eine Klemmleiste, das als eine etwa rechteckförmige Klemmscheibe mit zentraler Bohrung zur Aufnahme einer Klemmschraube ausgebildet ist, mit der die Klemmscheibe zum Festklemmen eines Drahtes auf die Klemmleiste drückbar ist, und mit einem an dem Draht angreifenden Rampenabschnitt an der Unter­ seite der Klemmscheibe.

Bekannte Schrauben/Scheiben-Leiterklemmen enthalten eine Schraube, die in ein mit Innengewinde versehenes Anschluß­ element einschraubbar ist, und sie enthalten eine Klemm­ scheibe, die durch die Schraube bewegt wird, um einen Leiter gegen die Oberfläche des Anschlußelements zu klemmen. Die US-PS 31 77 456 und 38 16 820 offenbaren z. B. eine derartige Anordnung. Viele der bekannten Klemmschei­ ben gestatten jedoch eine seitliche oder axiale Bewegung oder eine Drehung des Drahtes nach dessen Festklemmen, und dies kann zu mechanischen oder elektrischen Störungen der Verbindung führen. Andere Klemmelemente liefern eine sichere Verbindung nur dann, wenn große Sorgfalt beim Positionieren des Drahtes und während der Annäherung der Schraube und der Klemmscheibe an den Draht ausgeübt wird. Viele Klemmelemente ermöglichen nur den Anschluß von Drähten, die innerhalb eines begrenzten Abmessungsbereichs liegen, und viele Leiter­ klemmen sind zum Anschließen zweier Drähte mit unter­ schiedlichen Größen an derselben Klemmleiste unge­ eignet. Die Leiterklemmen bekannter Art arbeiten da­ her nicht voll zufriedenstellend, da ein größerer Zeit­ aufwand und größere Mühe zur Herstellung mechanisch und elektrisch akzeptabler Verbindungen benötigt wird, die Leiterklemmen bekannter Art bieten außerdem bei der Wahl der geeigneten Anordnung für den zu verbindenden Draht größere Fehlermöglichkeiten. Verschiedene Klemm­ scheiben, die zur Verwendung in derartigen Leiterklemmen verwendet werden, und die einige der genannten Probleme beseitigen sollen, besitzen eine relativ komplexe Form und sind folglich schwer und teuer herstellbar. Es be­ steht daher ein Bedürfnis nach einer zuverlässigeren vielseitigeren und billigeren Klemmscheibe.

Aus der DE-AS 25 49 869 ist ein Klemmelement für eine Klemmleiste bekannt, bei der die festzuklem­ menden Drähte mittels eines Klemmelementes mit nach innen, also zur Klemmschraube, gerichteten Rampen erfaßt werden, wodurch ein nach außen Rut­ schen des eingesteckten Drahtes vermieden wird. Auch wenn bei dieser Lösung gegenüber einer ebenen Unterlegscheibe eine Verbesserung bewirkt wird, so hat diese Lösung den Nachteil, daß durch die nach innen gerichteten Rampen die Drähte gegen die Klemmschraube gepreßt werden und diese beim An­ ziehen an den Drähten durch einen Sägeeffekt Ver­ letzungen verursachen kann. Werden solche verletz­ ten Drähte mehrere Male eingeklemmt, so können diese brechen oder zumindest nicht mehr sicher festgeklemmt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein sicheres Festklemmen von Drähten in einer Klemm­ leiste zu gewährleisten, ohne daß Verletzungen der festzuklemmenden Drähte zu befürchten sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Klemmelement der eingangs genannten Art gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die der Klemm­ leiste gegenüberliegende Unterseit der Klemm­ scheibe vier Rampen aufweist, die etwa rotations­ symmetrisch zu den Umfangsseiten der rechteckför­ migen Klemmscheibe liegen; daß jeder der Umfangs­ seiten der Klemmscheibe eine der Rampen zugeordnet ist, von denen jede sich aus dem Bereich der zen­ tralen Bohrung mit zunehmender Höhe bis zu der entsprechenden Umfangsseite erstreckt; daß je­ weils ein Paar von einander gegenüberliegenden Rampen ein Paar von Drähten zum Festklemmen auf der Klemmleiste erfaßt und daß das andere Paar von einander gegenüberliegenden Rampen die Einwärtsbe­ wegung der eingesteckten Drähte begrenzt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Er­ findung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsge­ mäßen Klemmelementes mit einer Leiter­ klemme in Verbindung mit zwei Drähten;

Fig. 2 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, die der Ansicht der Fig. 1 entspricht und die Klemmwirkung des erfindungsgemäßen Klemmelementes darstellt;

Fig. 3 eine Ansicht des erfindungsgemäßen Klemm­ elementes, von unten gesehen;

Fig. 4 einen Querschnitt längs der Ebene der Linie 4-4 der Fig. 3;

Fig. 5 einen Querschnitt längs der Ebene der Linie 5-5 der Fig. 3;

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht eines erfin­ dungsgemäßen Klemmelementes; und

Fig. 7 eine der Fig. 6 entsprechende perspekti­ vische Ansicht des Klemmelementes mit einem Draht.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Abschnitt einer Klemm­ leiste 10 bekannter Form dargestellt, die eine im wesentlichen ebene, plattenförmige leitende Oberfläche 12 und eine mit einem Innengewinde versehene Öffnung 14 zur Aufnahme eines erfindungsgemäßen Klemmelementes 16 enthält. Zwei Drähte 18 und 20, die an der Klemmleiste 10 mechanisch und elektrisch angeschlossen werden sollen, sind ebenfalls dargestellt. Um darzustellen, mit welcher Vielseitigkeit sich die vorliegende Erfindung an Drähte verschiedener Art und verschiedener Größe anpaßt, ist der Draht 18 als ein fester Draht, und der Draht 20 als Drahtlitze mit einem etwas größeren Maß als der Draht 18 dargestellt. Es sei jedoch bemerkt, daß das erfindungs­ gemäße Klemmelement 16 sich zur Verwendung bei einer be­ trächtlichen Vielzahl unterschiedlicher Drahtmaße oder Größen sowohl bei festen Drähten oder Litzendrähten eig­ net, so daß die Drähte 18 und 20 nur beispielshalber ge­ zeigt sind.

Das Klemmelement 16 enthält eine Klemmschraube 22 mit einem Kopf- oder Treiberabschnitt 24, einem Schaftab­ schnitt 26 mit Außengewinde zum Eingriff in das Gewinde 14 der Klemmleiste 10, und einen gewindefreien Schaftab­ schnitt 28 zwischen dem Kopf 24 und dem mit Gewinde ver­ sehenen Abschnitt 26. Eine Klemmscheibe 30 besitzt eine zentrale Öffnung 32 und wird von der Klemmschraube 22 bevorzugt gefangen auf dem gewindefreien Schaftabschnitt 28 durch das Gewinde auf dem Schaftabschnitt 26 gehalten. Die Klemmschraube 22 läßt sich z. B. aus einem herkömmlichen Schraubenroh­ ling herstellen, wobei der Gewindeabschnitt 26 durch Rollen hergestellt wird, und dabei die Klemmscheibe 30 über dem gewindefreien Schaftabschnitt 28 angeordnet ist, wobei der Außendurchmesser des hergestellten Ge­ windes größer ist als der Durchmesser des gewindefreien Schaftabschnitts 28 und auch der zentralen Öffnung 32 der Klemmscheibe 30. Die Klemmscheibe 30 wird folglich nach der Bildung des Gewindeabschnitts 26 auf der Klemmschraube 22 gefangen gehalten.

Wie sich am besten der Fig. 2 entnehmen läßt, sind die Länge des gewindefreien Schaftabschnitts 28 und der Durchmesser der zentralen Öffnung 32 derart gewählt, daß ein gewisser Freiheitsgrad der Bewegung der Klemmscheibe 30 bezüglich des gewindefreien Schaftab­ schnitts 28 der Klemmschraube 22 besteht. Wenn diese von der leitenden Oberfläche 12 der Klemmleiste 10 entfernt wird, wird die Klemmscheibe angehoben, zusammen mit der gewissen Bewegungsfreiheit ermöglich es dies der Scheibe, die Drähte 18 und 20 zum Festklemmen zu positionieren.

Die Klemmscheibe 30 besitzt in der dar­ gestellten Ausführungsform eine quadratische Form und enthält eine untere Oberfläche 22, die der Klemm­ leiste 10 gegenüberliegt, wenn das Klemmelement mit der Klemmleiste 10 verbunden wird. Zwei Paare von einander gegenüberliegenden Rampen oder geneigten Oberflächen 34, 36 und 38, 40 sind auf der Oberfläche 33 der Klemmscheibe 30 durch Verformung oder auf andere Weise ausgebildet. Die Ram­ pen sind im wesentlichen symmetrisch in der Nähe des mittleren Bereichs der Seiten der Klemmscheibe 30 vorge­ sehen. Die Rampen 34, 36, 38 und 40 besitzen eine etwa trapezförmige Gestalt, sie nehmen in ihrer Höhe zu, während sie in Richtung auf den Umfang der Klemmscheibe 30 nach unten geneigt nach außen auseinanderlaufen. Die Rampe 34 wird nachfolgend in Einzelhei­ ten beschrieben, und es wird darauf hingewiesen, daß die restlichen Rampen 36, 38, 40 eine ähnliche Gestalt be­ sitzen.

Es wird nun auf die Fig. 4 bis 6 Bezug genommen. Die Rampe 34 enthält einen abgerundeten, auswärts schräg begrenzten und nach unten geneigten Oberflächen­ abschnitt 42, der in eine ebene, nicht geneigte Oberfläche 44 an dem äußeren Umfang der Klemmscheibe 30 mündet, so daß die Rampe nach außen hin an Höhe nicht mehr zunimmt. Die Rampe 34 besitzt eine trapez­ förmige Gestalt, die eine innere Kante 43, zwei im wesent­ lichen ebene Seiten 45, die nach außen hin divergieren, und eine Umfangskante 47 der Klemmscheibe 30 enthält. Die geneigte Oberfläche 42 beginnt an der Kante 43, die von der zentralen Öffnung 32 seitwärts nach außen hin derart beab­ standet ist, daß die schmalere Grundseite des durch die Rampe 34 festgelegten Trapezes von der zentralen Öff­ nung 32 beabstandet liegt, und daß die breitere Grund­ seite des Trapezes im allgemeinen parallel mit und unterhalb des äußeren Umfangs der Klemmscheibe 30 angeordnet ist.

Es wird nun auf die Ecken 46, 48, 50 und 52 der Klemmscheibe 30 hingewiesen, vergl. die Fig. 5 bis 7, die einwärts gebogen sind. Jede dieser Ecken bildet daher zwei Kanten 54 und 56, die sich in dem festge­ klemmten Draht festbeißen, um das Herausziehen des Drahtes zu verhindern, wie noch erläutert wird.

Es wird nun der Betrieb des Klemmelementes 16 während des Festklemmens der Drähte 18 und 20 beschrieben. Die Klemmschraube 22 wird aus der Öffnung 14 innerhalb der Oberfläche 12 der Klemmleiste 10 herausgenommen. Auf­ grund der gefangenen Befestigung der Klemmscheibe 30 wird diese relativ zur Oberfläche 12 angehoben, wodurch die anfängliche Positionierung der Drähte 18 und 20 erleichtert wird. Wenn diese Drähte einmal posi­ tioniert sind, wird die Klemmschraube eingedreht. Ge­ mäß Fig. 2 läßt sich erkennen, daß mit dem Eindrehen der Klemmschraube 22 die geneigten Oberflächen 42 der Rampen 34 und 36 die Drähte 18 und 20 berühren. Es ist wesentlich, daß die geneigten Oberflächen 42 be­ strebt sind, die Drähte 18 und 20 einwärts in Richtung auf die zentrale Öffnung 32 und die Klemmschraube 22 zu drücken, während die Klemmscheibe 30 sich auf die Klemmleiste 10 zubewegt. Die abgeflachte Oberfläche 44 und die abgerundete, geneigte Oberfläche 42 bewirken in vorteilhafter Weise eine feste Berührung der Drähte 18 und 20, während sie unerwünshte Einschnitte oder Beschädigungen der Drähte verhindern. Zusätzlich ist die Tatsache wichtig, daß diese einwärts gerichtete Be­ wegung der Drähte 18 und 20, die unter der Wirkung der Rampe 34 erfolgt, die Drähte in Berührung mit den Seitenoberflächen 45 des einander gegenüberliegenden Rampenpaars 38 und 40 bringt, wodurch eine Begrenzung der einwärts gerichteten Bewegung festgelegt ist und eine übergroße Berührung mit der Klemmschraube 22 und dem Gewindeabschnit 26 verhindert wird, der den Draht beschädigen kann.

Gemäß Fig. 2 trachtet die Oberfläche 42 der Rampe 34 danach, bei vollständiger Annäherung an die Drähte 18 und 20 mit der Oberfläche der Drähte 18 und 20 in Ein­ griff zu gelangen und diese zu deformieren und dadurch den Draht 20 zwischen der Klemmscheibe 30 und der Klemmleiste 10 fest umgriffen zu halten. Die beschrie­ gene Form der Rampe eignet sich gleichermaßen vorteil­ haft für das Einwirken und das Einwärtsschieben sowohl fester als auch aus Litzen bestehender Drähte, die in einem weiten Größenbereich liegen können.

Die abgerundete kontinuierliche Steigung der Oberfläche 42 der Rampe und die trapezförmige Verjüngung stellen wesentliche Merkmale der Erfindung dar.

Im folgenden wird nun die Funktion der Ecken 46, 48, 50 und 52 der quadratischen Klemmscheibe 30 während eines Einklemmvorgangs betrachtet, vgl. Fig. 5-7. Diese Ecken liegen in geringem Abstand über der Ebene 44 der Ram­ pen, so daß die Rampe 34 den Draht zuerst berührt und die obengenannte, nach innen gerichtete Bewegung ausführt, bevor die Kanten 54 oder 56 der Ecken die Drähte berüh­ ren. Wenn der Draht 18 oder 20 festgeklemmt ist, graben sich die Kanten 54 und 56 der Ecken 48 und 52 in die Oberfläche des Drahtes 18 ein.

Durch die Kantenabschnitte und die Rampen der Klemmscheibe 30 werden auf diese Weise längs jedes Drahtes 18 und 20 drei Eingriffspunkte definiert. Es sei darauf hingewiesen, daß durch Zusammenwirkung der Rampen 34 bis 40 und der abwärts gebogenen Ecken 46 bis 52 die Drähte 18 und 20 im wesentlichen parallel zueinander auf gegenüberliegenden Seiten der Klemmschraube 22 ausge­ richtet werden. Die symmetrische Anordnung der Rampen und Ecken erleichtert in vorteilhafter Weise die gewünsch­ te Ausrichtung und die nachfolgende Eingriffsberührung auf die Drähte 18 und 20. Die symmetrische Anordnung er­ möglicht darüber hinaus eine ähnliche Berührung und Klemmung der Drähte durch die Klemmscheibe 30, wenn diese gegenüber der dargestellten Lage um 90° gedreht ist, d. h., wenn die Rampen 38 und 40 auf die Drähte ein­ wirken. Die drei Bereiche, in denen ein Eingriff oder Biß stattfindet, schließen wirksam die Bewegung der Drähte 18 und 20 in irgendeiner Richtung aus und liefern ein unerwartetes Maß an Widerstand gegen irgendwelche Kräfte, die bestrebt sind, die in der Leiterklemme be­ festigten Drähte 18 und 20 herauszuziehen.

Die Rampen 34 bis 40 und die nach unten gezogenen Ecken 46 bis 52 lassen sich einfach und billig bei der Klemmscheibe 30 durch einen einzigen herkömmlichen Preß- oder Prägeschritt herstellen. Es sei darauf hingewiesen, daß die Erzeugung der Rampen und Ecken durch eine komple­ mentäre Form bewirkt wird, die auf die Oberfläche 58 der Klemmscheibe einwirkt, welche in Richtung auf den Kopf 24 der Klemmschraube 22 gerichtet ist. Insbeson­ dere weist die Oberfläche 58 zu den Rampen 34 bis 40 komplementär ausgebildete Einbuchtungen oder Täler 34 a, 36 a, 38 a und 40a auf. Wie sich am besten der Schnittan­ sicht gemäß Fig. 2 entnehmen läßt, erstrecken sich die Einbuchtungen oder Täler 34 a und 36 a bezüglich des äußeren Umfangs desKopfes 24 der Klemmschraube 22 im wesent­ liche in demselben Maß wie die entsprechenden Rampen einwärts. Die Angriffs- oder Lagerfläche, die zwischen dem Kopf 24 der Klemmschraube 22 und der Oberfläche 58 der Klemmscheibe 30 definiert ist, liegt im wesent­ lichen radial von den Rampen 34 bis 40 einwärts, wie durch den Pfeil 60 dargestellt ist. Wie sich am besten aus Fig. 2 erkennen läßt, wirkt der Kopf 24 am Pfeil 60 auf die Klemmscheibe 30, und dieser Wirkungspunkt liegt bezüglich der Klemmschraube 22 radial einwärts vom Berührungspunkt des Klemmelements16 mit den Drähten 18 und 20. Der größere Draht 20 bewirkt daher, daß die Klemmscheibe 30 eine etwas gekippte Lage bezüglich der Achse der Klemmschraube 22 annimmt, um den dünneren Draht 18 zu berühren. Der Durchmesser der zen­ tralen Öffnung 32 ist bezüglich des Schafts 28 der Schraube 22 hinreichend groß, um die zur Erzielung dieser Kippwirkung erforderliche Relativbewegung zu erzielen.

Da der Angriffspunkt des Kopfes 24 auf die Klemmscheibe 30 radial einwärts vom Berührungspunkt zwischen der Klemmscheibe 30 und dem Draht 20 liegt, ist ein Kippen in der entgegengesetzten Richtung, bei welcher der Draht 20 als Schwenklager wirkt, nicht möglich, wo­ durch eine ähnliche Berührung der Rampe 36 und der Ecken 48 und 52 auf der entgegengesetzten Seite der Klemmscheibe 30 mit einem dünneren Draht, z. B. dem Draht 18, gefördert wird. Im Fall, daß zwei Drähte mit gleichem Durchmesser angeklemmt werden sollen, ist eine derartige Kippstellung nicht vorhanden, und die sich gegenüberlie­ genden Rampen berühren und klemmen gleichzeitig beide Drähte fest.

Es wurde eine Leiterklemme mit einem Klemmelement beschrieben, die entweder einen einzigen Draht oder zwei im wesentlichen parallel zueinander ausgerichtete Drähte positionieren und fest­ klemmen kann, um eine gute mechanische und elektrische Verbindung zwischen dem oder den Drähten und einer Klemmleiste auszubilden. Die erfindungsgemäße Klemmscheibe 30 besitzt drei Eingriffspunkte, mittels der Drähte derart festgeklemmt werden, daß eine Bewegung des einmal festgeklemmten Drahts in irgendeiner Richtung im wesentlichen verhindert wird. Der Eingriff an drei Punkten macht die erfindungsgemäße Anordnung insbesondere widerstandsfähig gegen das Herausziehen eines einmal festgeklemmten Drahtes. Die erfindungsgemäße Leiterklemme eignet sich zur Aufnahme zweier Drähte, die entweder kompakt oder als Litze ausgebildet sind und verschiedene Größen oder relative Abmessungen besitzen und innerhalb eines beachtlichen Drahtgrößenbereichs liegen.

Claims (3)

1. Klemmelement für eine Klemmleiste, das als eine etwa rechteckförmige Klemmscheibe mit zen­ traler Bohrung zur Aufnahme einer Klemmschraube ausgebildet ist, mit der die Klemmscheibe zum Festklemmen eines Drahtes auf die Klemmleiste drückbar ist, und mit einem an dem Draht angrei­ fenden Rampenabschnitt an der Unterseite der Klemmscheibe, dadurch gekennzeichnet, daß die der Klemmleiste (12) gegenüberliegende Unterseite (33) der Klemm­ scheibe (30) vier Rampen (34, 36, 38, 40) auf­ weist, die etwa rotationssymmetrisch zu den Um­ fangsseiten der rechteckförmigen Klemmscheibe (30) liegen; daß jeder der Umfangsseiten der Klemm­ scheibe (30) eine der Rampen (34, 36, 38, 40) zu­ geordnet ist, von denen jede sich aus dem Bereich der zentralen Bohrung (32) mit zunehmender Höhe bis zu der entsprechenden Umfangsseite erstreckt; daß jeweils ein Paar von einander gegenüberlie­ genden Rampen (34, 36) ein Paar von Drähten (18, 20) zum Festklemmen auf der Klemmleiste (12) er­ faßt und daß das andere Paar von einander gegen­ überliegenden Rampen (38, 40) die Einwärtsbewegung der eingesteckten Drähte (18, 20) begrenzt.

2. Klemmelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eckbereiche (46-52) der Klemmscheibe (30) zwischen den Rampen (34-30) in Richtung auf die Klemmleiste (12) ab­ wärts gezogen sind und jeweils zwei beabstandtete Kanten (54, 56) für einen Einbiß in einen einge­ steckten Draht (18, 20) besitzen, daß die Rampen (34-40) und die Kanten (54, 56) die seitliche Be­ wegung des Drahtes (18, 20) relativ zur Klemm­ schraube (22) begrenzen, und daß die Kanten (54, 56) sich in den Draht (18, 20) eingraben, um des­ sen Bewegung gegenüber der Klemmschraube (22) in Längsrichtung zu verhindern.

3. Klemmelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Rampe (34-40) einen geneigten, den Draht berührenden, abgerun­ deten Oberflächenabschnitt (42) und einen im we­ sentlichen ebenen, nicht geneigten Abschnitt (44) an dem Umfang des Klemmelementes (30) besitzt, und daß diese beiden Abschnitte (42, 44) Einschnitte in den Draht (18, 20) verhindern.