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Die Erfindung betrifft eine Klemmanordnung für elektrische Leiter,
bestehend aus wenigstens zwei eine Aufnahmeöffnung für den Leiter bildenden starren
Klemmteilen aus einem Werkstoff ähnlicher Härte wie der Leiter und wenigstens einem
Federorgan, welches die Klemmteile im Sinne einer Verkleinerung der Aufnahmeöffnung
gegeneinander verschiebt, wobei eines der Klemmteile eine senkrecht zum Leiter stehende
flache Partie mit einer zur Bewegungsrichtung der Feder schräg stehenden Anlagekante
für den Leiter aufweist. Hierbei handelt es sich um eine sog. schraubenlose Klemmanordnung,
die sowohl als Anschlußklemme, z. B. bei Schaltern, Steckdosen usw., oder als Verbindungsklemme,
z. B.
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Schaltanlagen-Reihenklemme, Verwendung finden kann und vor allem den
Vorteil hat, daß die Arbeitszeit beim Verdrahten verkürzt wird.
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Bei den bekannten schraubenlosen Anschluß- oder Verbindungsklemmen
nach den deutschen Offenlegungsschriften 19 17 503 und 20 05 923 besteht die Klemmanordnung
jeweils aus einem stromführenden Kontaktstück, an dessen ebene Fläche der Leiter
mittels einer Blattfeder angedrückt wird, die ein Fenster hat, in welches der Leiter
eingreift. Die scharfe Kante des Stahlfederfensters verläuft parallel zur Kontaktstückebene,
wobei der Draht im wesentlichen durch Einkerben gegen Zurückziehen gesichert wird.
Infolge der linienförmigen Auflage des runden Leiterdrahts auf dem Kontaktstück
läßt selbst bei sorgfältig gestalteter
Feder und Verwendung von
gutem Federmaterial der spezifische Kontaktdruck an der Verbindungsstelle zwischen
Leiter und Kontaktstück zu wünschen übrig, da die Federkraft nicht verstärkt wird.
Die infolge der Stahlkanten am Rupferleiter entstehenden Einkerbungen können Ursache
von Drahtbrüchen sein.
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Aus der deutschen Offenlegungsschrift 22 13 301 ist eine schraubenlose
Schnell-Verbindungsklemme der einleitend bezeichneten Art bekannt. Sie weist von
einer gesonderten Feder betätigbare Klemmschieber auf, die Fenster mit V-förmigen
Anlagekanten haben, wobei der Öffnungswinkel der Kanten etwa 900 beträgt. Das Kontaktstück
hat eine querschnittlich V-förmige flache Längsrille. Das Kontaktstück greift durch
die Fenster der Klemmschieber. Der Leiterdraht liegt wiederum mit Linienberührung
und somit verhältnismäßig geringer spezifischer Flächenpressung an-dem Kontaktstück
an. Der demgegenüber höhere spezifische Kontaktdruck zwischen den Anlagekanten der
Klemmschieber und dem Leiter hat allenfalls Bedeutung im Hinblick auf die Sicherheit
gegen Zurückziehen des Leiters, nicht aber hinsichtlich des elektrischen Kontakts,
da die Klemmschieber keinen Strom führen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Klemmanordnung anzugeben,
die eine höhere, mit üblichen Schraubenklemmen vergleichbare Strombelastbarkeit
gewährleistet, den Leiterdraht sicher festhält, ihn jedoch nicht einkerbt und leicht
betätigbar ist.
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Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Rlemmanordnung der einleitend
bezeichneten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Winkel zwischen der Anlagekante
und der Bewegungsrichtung des Federorgans weniger als 300 beträgt und daß das Klemmteil
mit der schrägen Anlagekante ein stromführendes Kontaktstück ist. Vorzugsweise beträgt
der Kantenwinkel nur 15 oder 200. Damit wird eine Keilwirkung d. h. eine Kraftverstärkung
erreicht, so daß dort, wo die Anlagekante mit dem Leiterdraht in Berührung steht,
eine rechnerisch etwa 5mal so große Kraft wirkt, wie sie das Federorgan aufbringt.
Dieser hohe örtliche Kontaktdruck wird im Gegensatz zum Stand der Technik an dieser
Stelle zur Stromleitung eingesetzt. Die Verbindungsstelle ist gasdicht und unempfindlich
gegen korrosive Unterwanderung. Infolge der erwähnten Kraftverstärkung genügen übliche
Federorgane, so daß zum Öffnen der Klemme nur eine verhältnismäßig geringe Kraft
aufzuwenden ist.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß bei entsprechend
spitzer Gestaltung der V-förmigen Aufnahmeöffnung für den Leiterdraht nicht nur
ein Draht vom Nennquerschnitt, sondern mehr als zwei darunter liegende Querschnitte
sicher erfaßt werden können.
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Vorzugsweise hat das Kontaktstück zwei V-förmig angeordnete Anlagekanten,
die den Leiter zwischen sich aufnehmen, wobei die relative Bewegungsrichtung des
Kontaktstücks bezüglich des gegenläufigen Klemmteils in Richtung der Winkelhalbierenden
der V-Anordnung verläuft und der öffnungswinkel der Anlagekanten weniger
als
600, z. B. 300 oder vorzugsweise 250 beträgt. In diesem Fall entstehen zwei Druckstellen
zwischen Kontaktstück und Leiterdraht, wobei die Kraft jeweils etwa doppelt so hoch
wie die Federkraft ist. Durch eine derartige Vervielfachung der Kontaktstellen ergibt
sich eine weitere Verbesserung der Strombelastbarkeit und eine höhere Sicherheit
gegen Zurückziehen, obwohl der Leiter nicht eingekerbt, d. h. beschädigt wird.
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In Fortführung dieses Gedankens kann die Zahl der Rontaktstellen noch
einmal dadurch verdoppelt werden, daß zwei flache Partien in gegenseitigem Abstand
mit deckungsgleichen Anlagekanten an zwei elektrisch parallel geschalteten oder
an einem gemeinsamen Kontaktstück ausgebildet sind und daß das gegenläufige Klemmteil
zwischen den flachen Partien angeordnet ist. Während bei den schraubenlosen Klemmen
nach dem Stand der Technik die pressende Kante des Klemmteils bei Abwesenheit des
Leiterdrahts auf dem Kontaktstück aufliegt, bewegt sich die Kante des vorerwähnten
gegenläufigen Klemmteils am Kontaktstück vorbei, so daß der Draht auf Scherung beansprucht
wird. Das Klemmteil greift also nicht in die Fenster des Kontaktstücks ein.
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Schließlich ergibt sich noch einmal eine Steigerung der Strombelastbarkeit
dadurch, daß auch das gegenläufige Klemmteil ein zur Stromleitung herangezogenes
Kontaktstück ist und eine flache Partie mit wenistens einer zu seiner Bewegungsrichtung
schrägen Anlagekante für den Leiter aufweist. Dieser Vorschlag eignet
sich
insbesondere für Verbindungsklemmen, bei denen dieses fremdgefederte Klemmteil mit
beiden Leitern in unmittelbarer Berührung steht. Es kann auch je Klemmanordnung
zwei V-förmig angeordnete Anlagekanten aufweisen, so daß sich also maximal sechs
definierte Berührungsstellen ergeben, über die der Strom fließen kann, wobei an
zweien besonders hohe Kontaktkräfte wirksam sind.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand schematischer
Zeichnungen erläutert. Im einzelnen zeigen je in Vorder- und Seitenansicht bzw.
Querschnitt die Figuren 1 und 2 eine Klemmanordnung mit zwei Schrägkanten, die Figuren
3 und 4 eine Verbindungsklemme mit zwei Rlemmanordnungen, jede mit zwei V-Schlitzen
am Gehäuse und einem gegenläufigen V-Schlitz am Schieber, die Figuren 5 und 6 eine
Anschlußklemme mit zwei V-förmigen Öffnungen am Anschlußstück und einem Kastenschieber,
die Figuren 7 und 8 eine Schaltanlagen-Reihenklemme mit je zwei V-Schlitzen und
getrennten rechteckigen Rahmenschiebern und die Figuren 9 und 10 eine Einzelheit
zur herstellungsgünstigen Ausbildung eines Kontaktstücks.
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Die Klemmanordnung nach den Figuren 1 und 2 besteht aus einem Kontaktstück
1 in Form eines Rechteckrohres, einem U-förmig abgewinkelten Schieber 2 und einer
Druckfeder 3. An der Stirnseite des Rontaktstücks sind durch abgewinkelte flache
Partien eine Schrägkante 4 und eine in Bewegungsrichtung der Feder verlaufende Kante
5 ausgebildet. Entsprechende deckungsgleiche Kanten befinden sich in Höhe der Ebene
6 (Fig. 1), wobei die entsprechenden Flachpartien durch Abwinkeln von Zungen entstanden
sind, welche Aussparungen 7 bzw. 8 an der Rückwand bzw.
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Vorderwand des Kontaktstücks 1 zurücklassen. Der Schieber 2 greift
von vorne in ein Fenster 9 ein und legt sich von unten gegen den Leiterdraht 10,
der somit durch Federkraft in die sich verengenden, durch die Kanten 4 und 5 gebildeten
Schlitze hineingezwängt wird.
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Die in den Figuren 3 und 4 gezeigte Verbindungsklemme ist ein bevorzugtes
Ausführungsbeispiel. Im Interesse einer informativen Darstellung ist das Rontaktstück
11 hier U-förmig ausgebildet. Je ein stirnseitiger und aus der Rückwand herausgestanzter
Lappen 12 bzw. 13 sind in zu der Rückwand senkrechte und zueinander parallele Ebenen
hochgebogen. Sie haben nach unten geöffnete Schlitze mit V-förmig angeordneten Anlagekanten
14, die in Richtung des Leiters gesehen deckungsgleich hintereinander liegen.
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Ein U-förmiger Verbindungsschieber 15 greift mit seinen beiden flachen
Schenkeln 16 zwischen die Lappenpaare 12 und 13 ein. In
diesen
Schenkeln 16 befindet sich je ein nach oben geöffneter Schlitz mit V-förmigen Anlagekanten
17 mit dem gleichen Öffnungswinkel von etwa 25° wie die Anlagekanten 14. Zwei Druckfedern
18, die sich am unteren U-Schenkel des Kontaktstücks 11 abstützen, drücken den Verbindungsschieber
15 nach oben.
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Drückt man auf einen der beiden Stößel 19, so bewegt sich der betreffende
Schenkel 16 des Verbindungsschiebers entgegen der Druckfeder 18 nach unten und vergrößert
dadurch die trapezförmige Einführöffnung (Fig. 4) für den Leiterdraht 10. Beim Loslassen
des Stößels 19 verkürzt sich diese trapezförmige Öffnung und der Leiterdraht 10
wird in die drei V-förmigen Schlitze hineingedrückt, wobei er an vier Stellen über
die Lappen 12 und 13 das Kontaktstück 11 berührt und an zwei Stellen den ebenfalls
stromleitenden Verbindungsschieber 15.
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Die Anschlußklemme nach den Figuren 5 und 6 besteht aus einem U-förmigen
Kontaktstück 20 mit einer an dem einen Schenkel ansitzenden Anschlußschiene. In
den parallelen U-Schenkeln befinden sich tropfenförmige Öffnungen 21 mit nach oben
zum U-Steg hin spitz zulaufenden Anlagekanten. Ein als kurzes Vierkantrohr kastenähnlich
ausgebildeter Schieber 22 umschließt den U-Steg des Kontaktstücks 20 und wird mittels
einer Druckfeder 23 nach oben geschoben. Drückt man entgegen der Federkraft oben
auf den Schieber 22, so kann man den Leiterdraht in die Öffnungen
21
einführen. Läßt man jetzt den Schieber 22 los, so drückt er den Leiterdraht gegen
die V-förmigen Kanten der Öffnungen 21, wodurch sich vier Verbindungsstellen mit'hohem
Kontaktauflagedruck ergeben.
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Bei dem Beispiel nach den Figuren 7 und 8 ist der Isolierstoffkörper
24 einer Reihenklemme angedeutet. Um eine zentrale, blockförmige Erhöhung 25 des
Isolierstoffkörpers herum sind zwei U-förmige, elektrisch parallel geschaltete Kontaktstücke
26 und 27 angeordnet. Ihre nach unten stehenden Schenkel haben nach unten geöffnete
V-förmige Aufnahmeschlitze 28. Zwischen den U-Schenkel-Paaren bewegt sich je ein
rahmenförmiger Schieber 29, welcher den U-Steg des oberen Kontaktstücks 26 umschließt
und gegenüber diesem mittels einer Druckfeder 30 hochgedrückt wird.
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Der Klemmechanismus entspricht hier etwa demjenigen des Ausführungsbeispiels
nach den Figuren 3 und 4, jedoch sind getrennte und damit nicht stromleitende Schieber
29 vorgesehen. Diese können mittels eines durch entsprechende Öffnungen 31 im Isolierstoffkörper
24 eingeführten Werkzeugs, z. B. einer Schraubendreherklinge, zum Öffnen der betreffenden
Klemmanordnung nach unten gedrückt werden.
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Es ist stanztechnisch nicht einfach., Kontaktstücke mit spitz zulaufenden
V-Schlitzen oder entsprechende Fensteröffnungen herzustellen. Um diese Schwierigkeit
zu beheben, kann entsprechend den Figuren 9 und 10 die flache Partie eines Kontaktstücks
zunächst
mit einem offenen Schlitz hergestellt werden, d. h. mit
zwei Gabelzinken 32, deren Innenkannten 33 vorzugsweise zu den Zinkenspitzen hin
konvergieren. Durch seitliches Zusammendrücken der Zinken erreicht man, daß sie
sich mit ihren Spitzen scherenartig überlappen und die Innenkanten 33 sich kreuzen.
Es ergibt sich so ein geschlossenes Fenster 34, dessen gerade Randlinien spitz zusammenlaufen
(Fig. 10).
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1 Kontaktstück 2 Schieber 3 Druckfeder 4 Schrägkante 5 Kante 6 Ebene
7 Aussparung (hinten) 8 Aussparung (vorn) 9 Fenster 10 Leiterdraht 11 Kontaktstück
12 Lappen 13 Lappen 14 Anlagekante 15 Verbindungsschieber 16 Schenkel 17 Anlagekante
18 Druckfeder 19 Stößel 20 Kontaktstück 21 Öffnung 22 Schieber 23 Druckfeder 24
Isolierstoffkörper 25 Erhöhung 26 Kontaktstück 27 Kontaktstück 28 Aufnahmeschlitz
29 Schieber 30 Druckfeder 31 Öffnung 32 Gabelzinke 33 Innenkante 34 Fenster
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