DE69303065T2 - Connector clamp with saddle of variable thickness and with a bordered nut - Google Patents

Connector clamp with saddle of variable thickness and with a bordered nut

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Description

Die Erfindung betrifft eine Anschlußklemme für elektrische Schaltgeräte, bestehend aus einem U-förmigen Bügel mit zwei parallel angeordneten geradlinigen Schenkeln, die am unteren Ende über einen gemeinsamen Mittelsteg miteinander verbunden sind, welcher den als Gewölbe ausgebildeten Boden der Klemme bildet, einer Mutter mit zwei seitlichen Schultern, die im Innern des U in einander gegenüberliegende, in der Nähe der Enden der beiden Schenkel angeordnete Schlitze eingesetzt sind, sowie einer Klemmschraube, die in eine Gewindebohrung der Mutter eingedreht ist und sich in der parallel zu den beiden Schenkeln liegenden mittleren Symmetrieebene erstreckt.The invention relates to a connection terminal for electrical switching devices, consisting of a U-shaped bracket with two parallel straight legs, which are connected to one another at the lower end via a common central web, which forms the base of the terminal, which is designed as a vault, a nut with two lateral shoulders, which are inserted inside the U into slots located opposite one another near the ends of the two legs, and a clamping screw which is screwed into a threaded hole in the nut and extends in the central plane of symmetry lying parallel to the two legs.

Bei einpoligen Leistungsschaltern mit Neutralleiter sind die Phasen- und Neutralleiterkreise in einem gemeinsamen Isolierstoffgehäuse geringer Breite von insbesondere 18 mm angeordnet. Auf jeder der seitlichen Anschlußflächen des Gehäuses muß dabei eine Neutralleiter- und eine Phasenleiterklemme nebeneinander in aneinandergrenzenden Aufnahmen angeordnet werden. Jede dieser Klemmen muß eine ausreichende mechanische Festigkeit aufweisen, um das Anziehmoment aufzunehmen und ein Herausreißen der Kabel zu verhindern, sowie darüber hinaus das Festklemmen von Kabeln unterschiedlichen Durchmessers ermöglichen. Um diese Anforderungen zu erfüllen, wird der Bügel der Anschlußklemme normalerweise aus einem verhältnismäßig dicken Blech gefertigt, das den Abstand zwischen den Schenkeln begrenzt. Der Anschluß von Kabeln mit großem Durchmesser wird dadurch unmöglich, wenn die Breite von 18 mm eingehalten werden soll. Daraus folgt, daß die Nenngröße der einpoligen Leistungsschalter mit Neutralleiter auf 32 A begrenzt ist.In single-pole circuit breakers with neutral conductor, the phase and neutral circuits are arranged in a common insulating housing of small width, in particular 18 mm. On each of the side connection surfaces of the housing, a neutral conductor and a phase conductor terminal must be arranged next to each other in adjacent housings. Each of these terminals must have sufficient mechanical strength to absorb the tightening torque and prevent the cables from being torn out, and also to enable cables of different diameters to be clamped. To meet these requirements, the clamp of the connection terminal is normally made of a relatively thick sheet metal which limits the distance between the legs. This makes it impossible to connect cables with a large diameter if the width of 18 mm is to be maintained. It follows that the nominal size of single-pole circuit breakers with neutral conductor is limited to 32 A.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Aufbau einer Anschlußklemme zu verbessern, um sie in elektrischen Schaltgeräten mit hohem Nennstrom und geringen Abmessungen einsetzen zu können.The invention is based on the object of improving the structure of a connection terminal in order to be able to use it in electrical switching devices with a high nominal current and small dimensions.

Die erfindungsgemäße Anschlußklemme ist dadurch gekennzeichnet, daß der als Gewölbe ausgebildete Mittelsteg eine deutlich größere Dicke aufweist als jeder der Schenkel, wobei die genannte Dicke variiert, um einen Träger zu bilden, der an seinen beiden Enden in Höhe des unteren Endes der Schenkel eingespannt ist und eine gleichmäßige mechanische Festigkeit bei einem bestimmten Anziehmoment aufweist, das beim Festklemmen des Kabels zwischen dem Mittelsteg und der Unterseite der Anschlußfahne auftritt, und daß die Dicke des Gewölbes in der Mittelebene des Bügels am größten ist und bis zum unteren Ende jedes Schenkels allmählich abnimmt, wobei der auf den Träger wirkende Druck eine annähernd parabelförmige und in bezug auf die Mittelebene symmetrische Verteilung aufweist.The terminal according to the invention is characterized in that the central web, which is designed as a vault, has a significantly larger thickness than each of the legs, said thickness varying to form a support clamped at its two ends at the level of the lower end of the legs and having a uniform mechanical strength at a given tightening torque which occurs when the cable is clamped between the central web and the underside of the terminal lug, and in that the thickness of the arch is greatest in the median plane of the bracket and gradually decreases towards the lower end of each leg, the pressure acting on the support having a distribution which is approximately parabolic and symmetrical with respect to the median plane.

Bei einem einpoligen Leistungsschalter mit Neutralleiter ist es bei einem Breitenmaß von 18 mm auf diese Weise möglich, zwei Klemmen unterschiedlicher Polarität nebeneinander anzuordnen, die gegeneinander isoliert sind und zur Aufnahme von Kabeln für Nennströme bis zu 40 A dienen.In the case of a single-pole circuit breaker with a neutral conductor, it is possible to arrange two terminals of different polarity next to each other with a width of 18 mm, which are insulated from each other and serve to accommodate cables for rated currents of up to 40 A.

Die Verbindung des Bügels mit der Mutter erfolgt durch Einsetzen der Schultern in die Schlitze zur Bildung zweier mechanischer Einspannverbindungen.The bracket is connected to the nut by inserting the shoulders into the slots to form two mechanical clamping connections.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung unter Angabe weiterer Vorteile und Merkmale näher erläutert. Dabei zeigen:An embodiment of the invention is shown in the attached drawings and explained in more detail in the following description, specifying further advantages and features. Shown are:

- Figur 1 eine Schnittdarstellung der auf eine Anschlußfahne aufgesteckten erfindungsgemäßen Anschlußklemme;- Figure 1 is a sectional view of the connection terminal according to the invention plugged onto a connection lug;

- Figur 2 eine Draufsicht zu Figur 1 nach Entfernung der Klemmschraube;- Figure 2 is a top view of Figure 1 after removal of the clamping screw;

- Figur 3 eine Seitenansicht zu Figur 1;- Figure 3 is a side view of Figure 1;

- Figur 4 eine perspektivische Ansicht der Anordung aus Bügel und Mutter;- Figure 4 is a perspective view of the bracket and nut assembly;

- Figur 5 das ausgestanzte Blechband zur Herstellung des Bügels;- Figure 5 shows the punched sheet metal strip for producing the bracket;

- Figur 6 eine perspektivische Ansicht der Mutter;- Figure 6 is a perspective view of the nut;

- Figur 7 eine vergrößerte Detailansicht des Bügels.- Figure 7 is an enlarged detailed view of the bracket.

Die Figuren 1 bis 7 zeigen eine Anschlußklemme 10 für elektrische Schaltgeräte mit einem U-förmigen Bügel 12 aus einem leitenden metallischen Werkstoff, der aus einem gestanzten Blech 13 (siehe Figur 5) gearbeitet ist. Der Bügel 12 weist zwei parallel zueinander angeordnete Schenkel 14, 16 auf, die an der Unterseite über einen gemeinsamen Mittelsteg 18 mit einem leicht gekrümmten Profil miteinander verbunden sind, der den als Gewölbe ausgebildeten Boden des Bügels 12 bildet. Eine Mutter 20 mit zwei einander gegenüberliegenden seitlichen Schultern 22, 24 ist im Innern des U in zugeordnete rechteckige Schlitze 26, 28 eingesetzt, die in der Nähe der unteren Enden der beiden Schenkel 14, 16 ausgebildet sind.Figures 1 to 7 show a connection terminal 10 for electrical switching devices with a U-shaped bracket 12 made of a conductive metallic material, which is made of a punched sheet 13 (see Figure 5). The bracket 12 has two legs 14, 16 arranged parallel to one another, which are connected to one another at the bottom via a common central web 18 with a slightly curved profile, which forms the arched base of the bracket 12. A nut 20 with two opposite lateral shoulders 22, 24 is inserted inside the U in associated rectangular slots 26, 28, which are formed near the lower ends of the two legs 14, 16.

Die Mutter 20 weist in ihrem Mittelbereich eine kreisrunde Gewindebohrung 30 auf, deren Innengewinde dazu dient, mit einem Außengewinde einer Schraube 32 mit Klemmkopf 34 zusammenzuwirken. Das Anziehen des Klemmkopfs 34 bewirkt eine geradlinige Verschiebung der Schraube 32 in Axialrichtung, parallel zu den beiden Schenkeln 14, 16. Das Ende der Schraube 32 dient dazu, sich auf der Oberseite einer ortsfesten Anschlußfahne 36 (siehe Figur 1) abzustützen, die unter Einhaltung eines Spiels zwischen die Flanken der Schenkel 14, 16 eingesetzt und elektrisch mit dem Kontaktstromkreis des Schalters verbunden ist.The nut 20 has a circular threaded hole 30 in its central area, the internal thread of which serves to interact with an external thread of a screw 32 with a clamping head 34. Tightening the clamping head 34 causes a linear displacement of the screw 32 in the axial direction, parallel to the two legs 14, 16. The end of the screw 32 serves to support itself on the top of a fixed connection lug 36 (see Figure 1), which is inserted between the flanks of the legs 14, 16 while maintaining a clearance and is electrically connected to the contact circuit of the switch.

Das Anschlußkabel 38 wird in die Anschlußklemme 10 zwischen den Mittelsteg 18 des Bügels 12 und die Unterseite der Anschlußfahne 36 eingeführt. Die relative Verschiebung des Bügels 12 beim Anziehen der Schraube 32 bewirkt ein Festklemmen des Kabels 38 zwischen dem Mittelsteg 18 und der ortsfesten Anschlußfahne 36.The connecting cable 38 is inserted into the connecting terminal 10 between the central bar 18 of the bracket 12 and the underside of the connecting lug 36. The relative displacement of the bracket 12 when tightening the screw 32 causes the cable 38 to be clamped between the central bar 18 and the fixed connecting lug 36.

An der Vorderseite des Mittelstegs 18 des Bügels 12 ist eine Zunge in Form einer Lasche 40 angebracht, die rechtwinklig nach unten gebogen ist. Die Lasche 40 erstreckt sich parallel zu den beiden Schenkeln 14, 16, derart daß mit fortlaufender geradliniger Verschiebung des Bügels 12 in Richtung der Anschlußfahne 36 der inaktive Abschnitt der Gehäuseöffnung zunehmend abgedeckt wird.A tongue in the form of a tab 40 is attached to the front of the central web 18 of the bracket 12, which is bent downwards at a right angle. The tab 40 extends parallel to the two legs 14, 16, such that with continuous linear displacement of the bracket 12 in the direction of the connection lug 36, the inactive section of the housing opening is increasingly covered.

Das Gewölbe des Mittelstegs 18 weist zwei dreieckige Aussparungen 41, 42 auf, die im Mittelbereich symmetrisch zur Mittelebene 43 angeordnet sind und mit zwei aus der Unterseite der Anschlußfahne 36 hervorstehenden Zähnen 44, 46 zusammenwirken, um den Anschluß von Kabeln oder Einzelleitern geringen Durchmessers zu ermöglichen.The arch of the central web 18 has two triangular recesses 41, 42, which are arranged in the central region symmetrically to the central plane 43 and interact with two teeth 44, 46 protruding from the underside of the connection lug 36 in order to enable the connection of cables or individual conductors of small diameter.

Die veränderliche Dicke des Gewölbes des Mittelstegs 18 ist außer an dessen Enden 48, 50 überall größer als die Dicke jedes Schenkels 14, 16, um die mechanischen Belastungen beim Festklemmen des Kabels 38 durch die Anschlußfahne 36 und die Schraube 32 aufnehmen zu können. Die in der Mittelebene 43 (siehe Figur 7) wirkende Klemmkraft F übt im Mittelbereich des Gewölbes einen maximalen Druck aus. Die Dicke ist in diesem Bereich am größten und nimmt bis zum unteren Ende jedes geradlinigen Schenkels 14, 16 allmählich ab. Die Anordnung des Gewölbes mit veränderlicher Dicke bildet einen Träger, der auf Biegung beansprucht wird und dessen Enden 48, 50 eingespannt sind. Der den Träger durch das Anziehen der Schraube 32 beaufschlagende Druck wirkt nicht punktuell, sondern verteilt sich annähernd parabelförmig und symmetrisch zur Mittelebene 43.The variable thickness of the arch of the central web 18 is greater than the thickness of each leg 14, 16 everywhere except at its ends 48, 50 in order to be able to absorb the mechanical stresses when the cable 38 is clamped by the connection lug 36 and the screw 32. The clamping force F acting in the central plane 43 (see Figure 7) exerts maximum pressure in the central region of the arch. The thickness is greatest in this region and gradually decreases to the lower end of each straight leg 14, 16. The arrangement of the arch with variable thickness forms a support which is subjected to bending and whose ends 48, 50 are clamped. The pressure exerted on the support by tightening the screw 32 does not act at a specific point, but is distributed in an approximately parabolic shape and symmetrically to the center plane 43.

Durch das Gewölbe mit veränderlicher Dicke läßt sich ein Boden des Bügels 12 herstellen, dessen mechanische Festigkeit bei Beaufschlagung mit der Klemmkraft des Kabels 38 gleichmäßig verteilt ist. Die geringe Blechdicke jedes Schenkels 14, 16 gewährleistet einen optimalen Abstand zwischen den beiden Flanken des Bügels 12 und erlaubt das Einführen von Kabeln 38 großen Durchmessers.The arch with variable thickness allows a base of the bracket 12 to be produced, the mechanical strength of which is evenly distributed when subjected to the clamping force of the cable 38. The low sheet thickness of each leg 14, 16 ensures an optimal distance between the two flanks of the bracket 12 and allows the insertion of cables 38 with a large diameter.

Die Dicke der Lasche 40 entspricht der mittleren Dicke des Mittelstegs 18. Die Herstellung des Blechteils 13 mit zwei verschiedenen Dicken gemäß Figur 5 kann auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen. Ein erstes Verfahren besteht in der Herstellung eines Bandprofils durch Ziehen mit Hilfe eines Zieheisens. Gemäß einem zweiten Verfahren wird ein Bandmaterial einheitlicher Dicke entsprechend der größten Dicke des Mittelstegs 18 aus ge stanzt und anschließend im Bereich der beiden Schenkel 14, 16 gestaucht, um die kleinste Dicke für diese beiden Abschnitte des Bügels 12 herzustellen.The thickness of the tab 40 corresponds to the average thickness of the central web 18. The sheet metal part 13 with two different thicknesses according to Figure 5 can be produced in different ways. A first method consists in producing a strip profile by drawing with the aid of a drawing iron. According to a second method, a strip material of uniform thickness corresponding to the greatest thickness of the central web 18 is punched out and then in the area of the two legs 14, 16 in order to produce the smallest thickness for these two sections of the bracket 12.

Die Dicke der beiden Schenkel 14, 16 des Bügels 12 beträgt etwa 0,7 mm, während die Dicke des Mittel stegs 18 in Höhe der Mittelebene 43 bei etwa 1,4 mm liegt.The thickness of the two legs 14, 16 of the bracket 12 is approximately 0.7 mm, while the thickness of the central web 18 at the level of the central plane 43 is approximately 1.4 mm.

Jede Schulter 22, 24 der Mutter 20 weist eine Oberseite mit einer Fase 52 (siehe Figur 6) auf, die das Einsetzen in den zugehörigen Schlitz 26, 28 erleichtert. Die Verbindung zwischen der Mutter 20 und dem Bügel 12 erfolgt durch Einsetzen der Schultern 22, 24 in die Schlitze 26, 28, so daß zwei mechanische Einspannverbindungen ohne Spiel entstehen, die in der Lage sind, die Zugkräfte und die dem Anziehmoment der Schraube 32 entgegenwirkenden Verkantungskräfte aufzunehmen.Each shoulder 22, 24 of the nut 20 has a top with a bevel 52 (see Figure 6) which facilitates insertion into the associated slot 26, 28. The connection between the nut 20 and the bracket 12 is made by inserting the shoulders 22, 24 into the slots 26, 28, so that two mechanical clamping connections are created without play, which are able to absorb the tensile forces and the tilting forces counteracting the tightening torque of the screw 32.

Das Einsetzen der Schultern 22, 24 kann durch Widerstandsverschweißung an zwei, an jedem Schenkel 14, 16 angebrachten Vorsprüngen 54, 56 (siehe Figur 3) ersetzt oder ergänzt werden. Die beiden Vorsprünge 54, 56 sind in Höhe der Mutter 20 an der Außenseite der Schenkel 14, 16 zu beiden Seiten des zugehörigen Schlitzes 26, 28 angeordnet.The insertion of the shoulders 22, 24 can be replaced or supplemented by resistance welding to two projections 54, 56 attached to each leg 14, 16 (see Figure 3). The two projections 54, 56 are arranged at the level of the nut 20 on the outside of the legs 14, 16 on both sides of the associated slot 26, 28.

Die Klemme 10 eignet sich insbesondere zur Ausrüstung eines einpoligen Leistungsschalters mit Neutralleiter für Nenngrößen bis zu 40 A bei einer Gehäusebreite von 18 mm.Terminal 10 is particularly suitable for equipping a single-pole circuit breaker with neutral conductor for nominal sizes up to 40 A with a housing width of 18 mm.

Claims (7)

1. Anschlußklemme für elektrische Schaltgeräte, bestehend aus einem U-förmigen Bügel (12) mit zwei parallel angeordneten geradlinigen Schenkeln (14, 16), die am unteren Ende über einen gemeinsamen Mittelsteg (18) miteinander verbunden sind, welcher den als Gewölbe ausgebildeten Boden der Klemme bildet, einer Mutter (20) mit zwei seitlichen Schultern (22, 24), die im Innern des U in einander gegenüberliegende, in der Nähe der Enden der beiden Schenkel (14, 16) angeordnete Schlitze (26, 28) eingesetzt sind, sowie einer Klemmschraube (32), die in eine Gewindebohrung (30) der Mutter (20) eingedreht ist und sich in der parallel zu den beiden Schenkeln (14, 16) liegenden mittleren Symmetrieebene erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß der als Gewölbe ausgebildete Mittel steg (18) eine deutlich größere Dicke aufweist als jeder der Schenkel (14, 16), wobei die genannte Dicke variiert, um einen Träger zu bilden, der an seinen beiden Enden (48, 50) in Höhe des unteren Endes der Schenkel (14, 16) eingespannt ist und eine gleichmäßige mechanische Festigkeit bei einem beliebigen Anziehmoment aufweist, mit dem es beim Festklemmen des Kabels (38) zwischen dem Mittelsteg (18) und der Unterseite der Anschlußfahne (36) beaufschlagt wird, und daß die Dicke des Gewölbes in der Mittelebene des Bügels (12) am größten ist und bis zum unteren Ende jedes Schenkels (14, 16) allmählich abnimmt, wobei der auf den Träger wirkende Druck eine annähernd parabelförmige und in bezug auf die Mittelebene (43) symmetrische Verteilung aufweist.1. Connection terminal for electrical switching devices, consisting of a U-shaped bracket (12) with two parallel, straight legs (14, 16) which are connected to one another at the lower end via a common central web (18) which forms the arched base of the terminal, a nut (20) with two lateral shoulders (22, 24) which are inserted inside the U into slots (26, 28) which are opposite one another and are arranged near the ends of the two legs (14, 16), and a clamping screw (32) which is screwed into a threaded hole (30) of the nut (20) and extends in the central plane of symmetry lying parallel to the two legs (14, 16), characterized in that the arched central web (18) has a significantly greater thickness than any the legs (14, 16), said thickness varying to form a support clamped at its two ends (48, 50) at the level of the lower end of the legs (14, 16) and having a uniform mechanical strength at any tightening torque applied to it when clamping the cable (38) between the central web (18) and the underside of the terminal lug (36), and in that the thickness of the arch is greatest in the central plane of the bracket (12) and gradually decreases towards the lower end of each leg (14, 16), the pressure acting on the support having an approximately parabolic distribution symmetrical with respect to the central plane (43). 2. Anschlußklemme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schulter (22, 24) der Mutter (20) eine Einsetzseite mit einer Fase (52) aufweist, die das Einsetzen in den zugehörigen Schlitz (26, 28) erleichtert.2. Terminal according to claim 1, characterized in that each shoulder (22, 24) of the nut (20) has an insertion side with a bevel (52) which facilitates insertion into the associated slot (26, 28). 3. Anschlußklemme nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen dem Bügel (12) und der Mutter (20) durch Einsetzen der Schultern (22, 24) in die Schlitze (26, 28) erfolgt, so daß zwei mechanische Einspannverbindungen entstehen.3. Connection terminal according to claim 1 or 2, characterized in that the connection between the bracket (12) and the nut (20) is made by inserting the shoulders (22, 24) into the slots (26, 28), so that two mechanical clamping connections are created. 4. Anschlußklemme nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen dem Bügel (12) und der Mutter (20) durch Elektroverschweißung an mindestens einem Vorsprung (54, 56) erfolgt, der in Höhe der Mutter (20) an der Außenseite jedes Schenkels (14, 16) angeordnet ist.4. Terminal according to claim 1 or 2, characterized in that the connection between the bracket (12) and the nut (20) is made by electric welding on at least one projection (54, 56) which is arranged at the level of the nut (20) on the outside of each leg (14, 16). 5. Anschlußklemme nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Bügel (12) aus einem leitenden metallischen Werkstoff besteht und aus einem Blechteil (13) mit zwei unterschiedlichen Dicken gearbeitet ist, das in den Schenkeln (14, 16) zwei Rechteckschlitze (26, 28), an den Enden (48, 50) des Mittelstegs (18) zwei Dreiecksaussparungen (41, 42) sowie eine Zunge in Form einer Lasche (40) aufweist, die rechtwinklig zu den beiden Schenkeln (14, 16) angeordnet ist.5. Connection terminal according to one of claims 1 to 4, characterized in that the bracket (12) consists of a conductive metallic material and is made of a sheet metal part (13) with two different thicknesses, which has two rectangular slots (26, 28) in the legs (14, 16), two triangular recesses (41, 42) at the ends (48, 50) of the central web (18) and a tongue in the form of a tab (40) which is arranged at right angles to the two legs (14, 16). 6. Verfahren zur Herstellung einer Anschlußklemme nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Bügel (12) durch Ziehen eines Metallbandprofils mit Hilfe eines Zieheisens erzeugt wird.6. Method for producing a connecting terminal according to one of claims 1 to 5, characterized in that the bracket (12) is produced by drawing a metal strip profile with the aid of a drawing iron. 7. Verfahren zur Herstellung einer Anschlußklemme nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Blechteil (13) des Bügels (12) in einem ersten Arbeitsschritt durch Ausstanzen eines Metallbands einheitlicher Dicke entsprechend der größten Dicke des Mittelstegs (18) und einem anschließenden zweiten Arbeitsschritt durch Stauchen der Bereiche der beiden Schenkel (14,16) auf die kleinste Dicke erzeugt wird.7. Method for producing a connecting terminal according to claim 5, characterized in that the sheet metal part (13) of the bracket (12) is produced in a first step by punching out a metal strip of uniform thickness corresponding to the greatest thickness of the central web (18) and a subsequent second step by compressing the areas of the two legs (14, 16) to the smallest thickness.
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