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Die Erfindung betrifft eine Klemmanordnung für elektrische Leiter mit wenigstens zwei starren Klemmteilen aus einem Werkstoff ähnlicher Härte wie der Leiter, die eine Aufnahmeöffnung für den Leiter bilden, wobei eines der Klemmteile eine senkrecht zum Leiter stehende flache Partie aufweist, deren Randfläche am Leiter anliegt, und mit wenigstens einem Federorgan, welches die Klemmteile im Sinne einer Verkleinerung der Aufnahmeöffnung gegeneinander verschiebt. Hierbei handelt es sich um eine sog. schraubenlose Klemmanordnung, die sowohl als Anschlußklemme, z. B. bei Schaltern, Steckdosen usw., oder als Verbindungsklemme, z. B. 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 Kupferleiter 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 Randflächen haben, wobei der Öffnungswinkel dieser Randflächen etwa 90° beträgt. Das längliche Kontaktstück hat eine querschnittlich V-förmige flache Längsrille und 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 Randflächen 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 Klemmanordnung der einleitend bezeichneten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Winkel zwischen der Längsrichtung der Randfläche und der Bewegungsrichtung des Federorgans weniger als 30° beträgt und daß das Klemmteil mit der flachen Partie ein stromführendes Kontaktstück ist. Vorzugsweise beträgt der vorgenannte Winkel nur 15 oder 20°. Damit wird eine Keilwirkung d. h. eine Kraftverstärkung erreicht, so daß dort, wo die Randfläche 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. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß bei entsprechend spitzwinkliger 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 Randflächen, 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 Randflächen weniger als 60°, z. B. 30° oder vorzugsweise 25° 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 Kontaktstellen noch einmal dadurch verdoppelt werden, daß zwei flache Partien in gegenseitigem Abstand mit gleichflächig angeordneten Randflächen 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 das pressende Klemmteil bei Abwesenheit des Leiterdrahts auf dem Kontaktstück aufliegt, bewegt sich das vorerwähnte gegenläufige Klemmteil 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 wenigstens einer zu seiner Bewegungsrichtung schrägen Randfläche aufweist, die an dem Leiter anliegt. 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 Randflächen 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
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Fig. 1 und 2 eine Klemmanordnung mit zwei schrägen Randflächen,
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Fig. 3 und 4 eine Verbindungsklemme mit zwei Klemmanordnungen, jede mit zwei V-Schlitzen am Gehäuse und einem gegenläufigen V-Schlitz am Schieber,
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Fig. 5 und 6 eine Anschlußklemme mit zwei V-förmigen Öffnungen am Anschlußstück und einem Kastenschieber,
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Fig. 7 und 8 eine Schaltanlagen-Reihenklemme mit je zwei V-Schlitzen und getrennten rechteckigen Rahmenschiebern und
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Fig. 9 und 10 eine Einzelheit zur herstellungsgünstigen Ausbildung eines Kontaktstücks.
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Die Klemmanordnung nach den Fig. 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 Kontaktstücks sind durch abgewinkelte flache Partien eine schräge Randfläche 4 und eine in Bewegungsrichtung der Feder verlaufende Randfläche 5 ausgebildet. Entsprechende flächengleiche Randflächen 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. 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 Randflächen 4 und 5 gebildeten Schlitze hineingezwängt wird.
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Die in den Fig. 3 und 4 gezeigte Verbindungsklemme ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel. Im Interesse einer informativen Darstellung ist das Kontaktstück 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 Randflächen 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 Randflächen 17 mit dem gleichen Öffnungswinkel von etwa 25° wie die Randflächen 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 rhombische Einführöffnung (Fig. 4) für den Leiterdraht 10. Beim Loslassen des Stößels 19 verkürzt sich die 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 Fig. 5 und 6 besteht aus einem U- förmigen Kontaktstück 20 mit einer an dem einen U-Schenkel ansitzenden Anschlußschiene. In den parallelen U-Schenkeln befinden sich tropfenförmige Öffnungen 21 mit nach oben zum U-Steg hin spitzwinklig zulaufenden Randflächen. 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 Randflächen der Öffnungen 21, wodurch sich vier Verbindungsstellen mit hohem Kontaktauflagedruck ergeben.
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Bei dem Beispiel nach den Fig. 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 Fig. 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 Fig. 9 und 10 die flache Partie eines Kontaktstücks zunächst mit einem offenen Schlitz hergestellt werden, d. h. mit zwei Gabelzinken 32, deren innere Randflächen 33 vorzugsweise zu den Zinkenspitzen hin konvergieren. Durch seitliches Zusammendrücken der Zinken erreicht man, daß sie sich mit ihren Spitzen scherenartig überlappen und die Randflächen 33 sich kreuzen. Es ergibt sich so ein geschlossenes Fenster 34, dessen gerade Randlinien spitz zusammenlaufen (Fig. 10).