EP0017024A1

EP0017024A1 - Schaltanlagenklemme

Info

Publication number: EP0017024A1
Application number: EP19800101247
Authority: EP
Inventors: Martin Storz; Herbert Strauss; Heinz Schlotz
Original assignee: Karl Pfisterer Elektrorechnische Spezialartikel GmbH and Co KG
Current assignee: Karl Pfisterer Elektrorechnische Spezialartikel GmbH and Co KG
Priority date: 1979-03-29
Filing date: 1980-03-12
Publication date: 1980-10-15
Also published as: DK149357B; EP0017024B1; DK131380A; DK149357C

Abstract

Eine Schaltanlagenklemme mit einem Klemmenunterteil (1) weist mindestens einen zusammen mit diesem wenigstens einen Klemmkanal (7) bildenden, querelastischen Klemmenoberteil (4) auf, der mittels wenigstens einer Schraube (19) mit dem Klemmenunterteil zusammenspannbar ist und an beiden parallel zum Klemmkanal verlaufenden Seiten je eine nach innen abgewinkelte seitliche Randzone (9, 91) hat. Diese beiden seitlichen Randzonen sind entweder mit wenigstens je einer Bohrung (12) für den Eingriff einer der zum Zusammenspannen vorgesehenen Schrauben versehen oder begrenzen teilweise je einen der Klemmkanäle.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltanlagenklemme mit einem Klemmenunterteil und mindestens einem zusammen mit dem Klemmenunterteil wenigstens einen Klemmkanal bildenden,^querela- stischen Klemmenoberteil, der an beiden parallel zum Klemmkanal verlaufenden Seiten je eine Randzone hat und mittels wenigstens einer Schraube mit dem Klemmenunterteil zusammenspannbar ist.
Lange Zeit war es bei Schaltanlagenklemmen üblich, nicht nur den Unterteil, sondern auch den Oberteil durch Rippen od.dgl. soweit zu versteifen, daß sie praktisch starr sind. Bei diesen Klemmen kam es immer wieder im Laufe der Zeit zu einer deutlichen Kontaktverschlechterung, die zumindest teilweise auf ein Kriechen des Leitermaterials zurückzuführen war, wie es insbesondere bei verseilten Leitern auftritt. Das Kriechen' des Leitermaterials hat nämlich eine Formänderung des Leiters zur Folge, welcher der Klemmenkörper wegen seiner starren Ausbildung nicht folgen kann, was zu einer mehr oder weniger starken Verminderung des Kontaktdruckes führt.
Um der auf das Fließen des Leitermaterials zurückzuführenden Kontaktverschlechterung entgegenzuwirken, wurden verschiedene Lösungen entwickelt. Beispielsweise hat man unter die Spannschrauben Federelemente gelegt oder die Spannschrauben als federnde Bügel ausgebildet. Der Aufwand für solche Federelemente ist aber zumindest dann, wenn sie eine an die Aufgabe angepaßte Federcharakteristik aufweisen, relativ hoch. Billiger ist im Vergleich hierzu eine andere Lösung, die darin besteht, den Klemmenoberteil oder beide Klemmenkörperteile so wenig zu versteifen, daß sie sich unter der Kraft der Spannschrauben elastisch verformen. Die Federcharakteristik dieser Klemmenkörperteile ist aber so ungünstig, daß nur relativ kleine Formänderungen des im Klemmkanal liegenden Leiters ohne nennenswerte Kontaktdruckverminderung ausgeglichen werden können.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schaltanlagenklemme zu schaffen, die auch verhältnismäßig große Formänderungen des im Klemmkanal festgeklemmten Leiters ohne störende Verminderung des Kontaktdruckes auszugleichen vermag, dennoch aber konstengünstig ist. Diese Aufgabe ist mit einer Schaltanlagenklemme der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die beiden seitlichen Randzonen nach innen abgewinkelt sind und wenigstens je eine Bohrung für den Eingriff einer der zum Zusammenspannen vorgesehenen Schrauben aufweist oder je einen der Klemmkanäle teilweise begrenzen. ,
Die sich hierbei ergebende Querschnitts^profilform des üblicherweise als Deckel bezeichneten Klemmenoberteils ermöglicht es im Gegensatz zu den Profilformen der bekannten Klemmenkörperteile von Schaltanlagenklemmen, eine relativ weiche Federkennlinie zu realisieren, durch welche der Deckel in der Lage ist, mit seinem Kontaktsteg oder seinen Kontaktstegen auch größeren Formänderungen des Leiters infolge eines Fließens des Leitermaterials ohne eine wesentliche Verminderung des Kontaktdruckes zu folgen. Da die Elastizität allein durch die Form des Deckels erreicht wird, zusätzliche Federelemente oder dergleichen nicht benötigt werden, ist die erfindungsgemäße Klemme kostengünstig und außerdem einfach zu montieren. Hinzu kommt der weitere Vorteil, daß die weiche Federkennlinie es auch ermöglicht, mit der Klemme einen relativ großen Leiterquerschnittsbereich zu überbrücken, d.h. Leiter mit relativ großem Unterschied ihres Leiterquerschnitts noch sicher festzuklemmen. Schließlich ermöglicht es die erfindungsgemäße Ausbildung der Klemme durch ihre günstige Federkennlinie dann, wenn die Schrauben in die Randzonen eingreifen, bei allen im Anwendungsbereich liegenden Leiterquerschnitten die seitlichen Randzonen des Deckels oder der Deckel in Anlage an den Klemmenunterteil zu bringen, wodurch der Deckel zur Stromabnahme herangezogen werden kann. Entsprechend kann bei denjenigen Ausführungsformen, deren seitliche Randzonen die Klemmkanäle teilweise begrenzen, der mittig angeordnete Steg in Anlage an den Klemmenunterteil gebracht und damit der Deckel zur Stromleitung genutzt werden. Mit der erfindungsgemäßen Klemme kommt man daher dem Idealfall der runden Umfassung des Leiters sehr nahe. Die Folge ist eine Verminderung des Gewichtes der Klemme, und sofern mehrere Deckel vorgesehen sind, eine Verkleinerung der Anzahl der Deckel, was ebenfalls zu einer Kostenverminderung führt.
Selbstverständlich kann auch der Klemmenunterteil in derselben Weise wie der Deckel ausgebildet werden, wenn eine entsprechende Elastizität des Klemmenunterteils erforderlich oder erwünscht ist.
Die Abmessungen des Deckels werden vorzugsweise so gewählt, daß die durch die Klemmkraft der Schrauben entstehenden Materialspannungen in der Nähe oder über der a _o,₂ -Grenze des Werkstoffes liegen.
Um den Kontakt zwischen Deckel und Klemmenunterteil bei denjenigen Ausführungsformen zu verbessern, in deren Randzonen die Schrauben eingreifen, können die beiden Randzonen des Deckels auf ihrer dem Klemmenunterteil zugekehrten Seite vorspringende Kontaktelemente aufweisen. Als Kontaktelemente können beispielsweise Ringschneiden vorgesehen sein, welche konzentrisch zu den Bohrungen für die Schrauben angeordnet sind. Selbstverständlich könnten solche Kontaktelemente auch am Klemmenunterteil vorgesehen sein. Bei einer bevorzugten Ausführungsform mit in die Randzonen eingreifenden Schrauben hat der in Längsrichtung des Klemmkanals verlaufende Kontaktsteg eine gegen sein freies, die Kontaktfläche bildendes Ende hin zunehmende Breite. Mit einem solchen Kontaktsteg erhält man sowohl günstige Kontaktverhältnisse als auch günstige Federungseigenschaften.
Damit auch bei unterschiedlichen Leiterquerschnitten der Kontakt zwischen Leiter und Kontaktsteg gut ist, bildet das freie Ende des Kontaktsteges vorzugsweise eine in Längsrichtung des Klemmkanals verlaufende Kehle, deren Flanken die Kontaktflächen sind und vorzugsweise einen stumpfen Winkel einschließen.
Um zu verhindern, daß die Randzonen durch die in sie eingreifenden Schrauben aufgrund der Biegung zwischen der Mittelzone und den Randzonen des Deckels beim Zusammenspannen schiefgezogen werden, was dazu führt, daß die dem Klemmenunterteil zugekehrten Flächen der beiden seitlichen Randzonen nicht mehr parallel zu den gegenüberliegenden Flächen des Klemmenunterteils liegen und die Achse der für den Durchtritt der Spannschrauben vorgesehenen Bohrungen in den Randzonen des Deckels relativ zu den zugeordneten Bohrungen im Klemmenunterteil sich verlagert, was eine Schwergängigkeit der Spannschrauben zur Folge hat, kann man dem Deckel in den Abschnitten zwischen der den Kontaktsteg tragenden Mittelzone an den beiden seitlichen Randzonen eine Querschnittsform geben, die zu gleich großer Biegung in den beiden durch. die Spannkraft der Schrauben gegensinnig beanspruchten Bereichen dieser Abschnitte führt. Bei nach innen abgewinkelten Randzonen bilden die Abschnitte des Deckels zwischen Mittelzone und Randzone einen Träger, an dem in verschiedenen Bereichen gegensinnig zueinander gerichtete Biegemomente aufgrund der Kraft der Spannschrauben angreifen. Dabei handelt es sich in dem der Mittelzone mit dem Kontaktsteg benachbarten, inneren Bereich um ein nach abwärts (gegen den Klemmenunterteil hin) gerichtetes, inneres Biegemoment, das, wäre es allein wirksam, eine Schrägstellung der betreffenden Randzone in der Weise verursachen würde, daß der von der Mittelzone am weitesten entfernte Abschnitt der Randzone an das Klemmenunterteil stärker angenähert würde. In dem von der Mittelzone weiter entfernt gelegenen Bereich des Abschnitts zwischen Mittelzone und Randzone ergibt sich durch die an der Randzone angreifende Kraft der Schrauben ein äußeres Biegemoment, das demgegenüber nach aufwärts gerichtet ist. Wäre dieses äußere Biegemoment allein wirksam, ergäbe sich eine Schrägstellung der betreffenden Randzone, bei der deren dem Kontaktstück benachbarter, innerer Bereich stärker an das Klemmenunterteil angenähert würde als der vom Kontaktsteg entfernte, außen liegende Bereich. Dadurch, daß bei der Erfindung in den beiden durch die Spannkraft der Schrauben gegensinnig beanspruchten Bereichen gleich große Biegungen auftreten, heben sich die Schrägstellungen der Randzonen aufgrund des inneren Biegemoments und des äußeren Biegemoments auf, so daß die Randzonen beim Spannvorgang eine reine Parallelverschiebung erfahren, als ob die Träger in den Abschnitten zwischen der Mittelzone und den seitlichen Randzonen des Deckels an der momentfreien Stelle, d.h. an der Stelle zwischen dem Bereich des inneren Biegemoments und dem Bereich des äußeren Biegemoments, mit einem Gelenk versehen wären.
Vorzugsweise weist der Deckel an den beiden momentfreien Stellen der Abschnitte zwischen der Mittelzone und den Randzonen eine minimale Stärke auf.
Die größtmöglich erreichbare, elastische Durchbiegung ergibt sich dabei, wenn die die Mittelzone mit den Randzonen verbindenden Abschnitte des Deckels je als Träger mit über seine Länge gleicher Beanspruchung ausgebildet sind.
Dieselben Vorteile, die sich bei den Ausführungsformen mit einem den Klemmkanal teilweise begrenzenden Kontaktsteg aus einer am freien Ende des Kontaktsteges vorgesehenen, in Klemmkanallängsrichtung verlaufenden Kehle ergeben, erhält man auch bei den Ausführungsformen mit zwei je teilweise durch die Randzonen begrenzten Klemmkanälen, wenn die Randzonen je eine in Klemmkanallängsrichtung verlaufende Kehle bilden, deren Flanken einen stumpfen Winkel einschließen.
Zur Erzielung einer optimalen Federkennlinie ist es bei den Ausführungsformen mit teilweise durch die Randzonen begrenzten Klemmkanälen zweckmäßig, den zwischen diesen beiden Klemmkanälen gegen den Klemmenunterteil vorspringenden Steg mit einer Einschnürung zu versehen, da es hierdurch möglich ist, die Länge der sich von der Mittelzone zu den Randzonen erstreckenden Zonen noch etwas zu vergrößern, ohne die Außenabmessungen der Klemme vergrößern zu müssen. Zur Erzielung einer optimalen Federkennlinie ist es ferner vorteilhaft, eine annähernd konstante Dicke der Randzonen und eine annähernd konstante lichte Höhe der beiden Längskanäle vorzusehen, die von den Randzonen und den sich von diesen zur Mittelzone erstreckenden Zonen des Deckels begrenzt sind.
Im folgenden ist die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels, wobei in der rechten Hälfte die Klemme im Zustand vor dem Festziehen der Schrauben und in der linken Hälfte im Zustand nach dem Festziehen der Schrauben dargestellt ist,
Fig. 2 einen Querschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels, wobei in der rechten Hälfte die Klemme vor dem Festziehen der Schrauben und in der linken Hälfte nach dem Festziehen der Schrauben dargestellt ist,
Fig. 3 einen Querschnitt eines dritten Ausführungsbeispiels im Zustand vor dem Festziehen der Schrauben,
Fig. 4a bis 4c schematische Darstellungen zur Erläuterung der beim Festziehen der Schrauben entstehenden Biegemomente und der durch diese an Teilen des Deckels verursachten Biegungen,
Fig. 5 einen Querschnitt eines vierten Ausführungsbeispiels im geschlossenen Zustand,
Fig. 6 eine teilweise aufgebrochen dargestellte Seitenansicht des vierten Ausführungsbeispiels im geschlossenen Zustand.

Eine Schaltanlagenklemme zum Verbinden zweier im Bereich ihrer gegeneinander weisenden Enden gleichachsig angeordneter Leiterseile, beispielsweise Aluminium-Seile oder Stahl-Aluminium-Seile, weist einen sich über die gesamte Klemmenlänge erstreckenden Unterteil 1 auf, der durch eine Längsrippe 2 und Querrippen 3 versteift ist und daher wie ein starrer Körper sich unter der Wirkung der an ihm angreifenden Kräfte praktisch nicht verformt. Dem Unterteil 1 sind zwei in seiner Längsrichtung nebeneinander angeordnete, gleich ausgebildete Deckel 4 zugeordnet, die eine stark abgerundete Außenkontur haben. Diese Außenkontur stimmt im Ausführungsbeispiel mit der Außenkontur des Unterteils 1 im Bereich seiner Querrippen 3 überein. Es könnten aber auch mehr als zwei oder nur ein Deckel vorgesehen sein.
Die den beiden Deckeln 4 zugekehrte, ebene Innenfläche 5 des Unterteils 1 ist in der Längsmittelzone durch einen im Querschnitt halbkreisförmigen, zu den Deckeln hin offenen Leiterkanal 6 unterbrochen, der sich über die gesamte Länge des Unterteils 1 erstreckt und den Klemmkanal 7 im Bereich des Unterteils 1 begrenzt. Selbstverständlich könnte der Leiterkanal 6 auch eine andere Kontur aufweisen, falls dies zur Anpassung an unterschiedliche Leiterquerschnitte oder aus anderen Gründen erforderlich wäre. Die Deckel 4 sind vorzugsweise aus einem elastischen Werkstoff und als Strangpreßprofil oder Preßteil hergestellt. Der Klemmenunterteil kann ein Gußkörper oder ein Preßteil sein. Im Gegensatz zu letzterem sind die Deckel nicht starr, sondern querelastisch ausgebildet.
Das Querschnittsprofil der Deckel 4 ist, abgesehen von einem in der Längsmittelzone liegenden, sich über die gesamte Deckellänge erstreckenden und gegen den Unterteil 1 hin vorspringenden Kontaktsteg 14,C-ähnlich, da die beiden seitlichen Randzonen 9 und 9' nach innen abgewinkelt sind, also gegeneinanderweisen und dadurch im montierten Zustand dem einen bzw. anderen Teil der durch den Leiterkanal 6 unterbrochenen Innenfläche 5 gegenüberliegen.
Die Breite der Deckel 4 ist, wie Fig. 1 zeigt, an die Breite des Unterteils angepaßt,und wie am Übergang von der Außenmantelfläche des Unterteils 1 zur Seitenfläche 5 sind auch bei den Deckeln 4 die Kanten am Übergang von der Außenmantel- fläche/zu der dem Unterteil 1 zugekehrten Außenseite 11 der Randzonen 9 und 9' abgerundet.
Die im montierten Zustand parallel zur Innenfläche 5 liegenden Randzonen 9 und 9' werden im Ausführungsbeispiel von je zwei in Klemmenlängsrichtung im Abstand voneinander liegenden Gewindebohrungen 12 durchdrungen, deren Längsachse lotrecht auf der Außenseite 11 steht und die je mit einer Durchgangsbohrung 13 des Klemmenunterteils fluchten. Die Zahl der Gewindebohrungen 12, die jeder Deckel 4 aufweist, hängt von dessen Größe, insbesondere von seiner Länge,ab und kann entsprechend den Erfordernissen gewählt werden. Um eine möglichst große Länge der Gewindebohrungen 12 zu erhalten, weisen die Randzonen 9 und 9' auf ihrer Innenseite je eine leistenartige Verdickung auf. Die Randzonen 9 und 9' erstrecken sich nahezu bis zum Klemmkanal 7. Da sich die im Klemmkanal 7 liegenden Leiter nnter dem Klemmdruck etwas in Querrichtung verbreitern können, sind die einander zugekehrten Stirnflächen der beiden Randzonen 9 und 9' so abgeschrägt, daß sie als Anlagefläche für den Leiter dienen können.
Die Wandstärke der Deckel 4 nimmt, wie Fig. 1 zeigt, von der Stelle des Übergangs zur Randzone 9 bzw. 9' gegen die Mittelzone hin zu,in der von der Innenseite gegen den Klemmkanal 7 hin ein Kontaktsteg 14 vorspringt, der symmetrisch zur Längsmittelebene des Deckels ausgebildet ist und sich über dessen gesamte Länge erstreckt. Der Kontaktsteg 14 hat, wie Fig. 1 zeigt, eine fischschwanzartige Querschnittsform, d.h. der sich über Ausrundungen an die/fläche 15 des Deckels anschließende Kontaktsteg 14 verbreitert sich an seinem Fuß von einem Wert, der etwa halb so groß wie der Durchmesser des Klemmkanals 7 ist, gegen sein freies Ende hin auf einen nahezu doppelt so großen Wert, und das freie Ende bildet eine sich über die gesamte Steglänge erstreckende, auf den Leiterkanal 6 ausgerichtete Kehle 16. Zwischen den polhornartigen seitlichen Endbereichen des Kontaktsteges 14 und den Randzonen 9 bzw. 9' sind schmale Schlitze vorhanden, damit sich die Randzonen 9 und 9' relativ zum Kontaktsteg bewegen können. Im übrigen sind jedoch die beiden von jedem Deckel 4 gebildeten und sich über die ganze Deckellänge erstreckenden Hohlräume 17 auf ihrem Umfang geschlossen.
Die Flanken 18 der Kehle 16 sind im Ausführungsbeispiel eben ausgebildet und schließen einen stumpfen Winkel ein, der so gewählt ist, daß sich eine gute Anlage an dem im Klemmkanal liegenden Leiter ergibt. Im Ausführungsbeispiel ist der Grund der Kehle 16 ausgerundet.
Die Deckel 4 werden mittels Schrauben 19, welche die Durchgangsbohrungen 13 durchdringen und in die Gewindebohrungen 12 eingreifen, gegen den Klemmenunterteil gezogen. Unter die Schraubenköpfe sind große, verstärkte Unterlagscheiben 22 gelegt. Dabei stützt
sich der Kontaktsteg 14 auf dem im Leiterkanal 6 liegenden Leiter ab, so daß es zu einer Verformung der Deckel 4 entlang der strichpunktierten Linien 2o kommt. Die große Länge dieser Linien 2o ergibt eine relativ weiche Federkennlinie, die es den Deckeln 4 ermöglicht, Verformungen der Leiter, wie sie beispielsweise infolge eines Kriechens des Leitermaterials auftreten, zu folgen, ohne daß der Klemmdruck, der auf den Leiter im Klemmkanal 7 vom Unterteil 1 und den Deckeln 4 ausgeübt wird, nur geringfügig abnimmt. Vorzugsweise sind die Deckel 4 so dimensioniert, daß die durch die Klemmkraft der Schrauben 19 bewirkten Materialspannungen im Deckel in der Nähe oder über der δ_0.2 - Grenze des Werkstoffes liegen. Die im Deckel auftretende Verspannung fällt beim Festziehen der Schrauben dann soweit ab, bis ein Gleichgewichtszustand zwischen dem Anpressdruck des Deckels auf das Seil und dem Kriechwiderstand des Seilmaterials hergestellt ist. Für Werkstoffe ohne ausgeprägte Fließgrenze läßt man o,2 % bleibende. Dehnung zu.
Die weiche Federkennlinie der Deckel 4 würde es auch zulassen, die Schrauben 19 über die in der linken Hälfte der Fig. 1 dargestellte Lage der Deckel 4 hinaus noch so weit anzuziehen, bis die Außenseite 11 der Randzonen 9 und 9' an der Innenfläche 5 des Unterteils 1 anliegt. Eine so weitgehende Verformung der Deckel 4 hat den Vorteil, daß diese zusätzlich zum Unterteil 1 zur Stromübertragung herangezogen werden können.
Will man die Deckel zur Stromübertragung heranziehen, dann ist es allerdings vorteilhaft, die Kontaktverhältnisse zwischen Unterteil und Deckeln noch zu verbessern. Eine Ausführungsform, bei der für:eine solche Kontaktverbesserung Sorge getragen ist, zeigt Fig. 2.
Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 nur durch diese Kontaktverbesserung, weshalb die entsprechenden Teile mit um Hundert größerenBezugszahlen versehen sind.
An die der Innenfläche 1₀5 des Unterteils 1₀1 zugekehrte Außenseite der beiden Randzonen 109 und 1₀9' sind vorzugsweise neben Gewindebohrungen 112 ilber die Außenseite 111 überstehende Schneiden 121 angeformt, welche in die Innenfläche 1₀5 des Unterteils 1₀1 eindringen, wenn mittels der Schrauben 119 die Randzonen lo9 und 1₀9' in Anlage an die Innenfläche 1₀5 gebracht werden. Die schneiden121 ergeben einen vorzüglichen Kontakt zwischen den Deckeln lo4 und dem Unterteil 1ol. Da außerdem der Kontaktsteg 114 mit den Flanken 118 seiner Kehle 116 den im Klemmkanal liegenden Leiter auf einem relativ großen Teil seines Umfangs zu kontaktieren vermag, können die Deckel in erheblichem Maße zur Stromübertragung beitragen. Dies ist noch in höherem Maße der Fall, wenn der Leiter auch noch in Anlage an die zum Klemmkanal hin weisenden Stirnflächen der Randzonen 109 und 1₀9' kommt. In diesem Falle kommen die Kontaktverhältnisse der idealen Rundumfassung eines Leiters sehr nahe.
Da im übrigen die Klemme gemäß Fig. 2/gleicher Weise wie diejenige gemäß Fig. 1 ausgebildet ist, hat sie die gleichen Vorzüge wie diese, also auch die relativ weiche Federkennlinie, die einen Abfall des Klemmdruckes infolge eines Kriechens des Materials weitgehend ausschließt,und außerdem eine Anpassung der Klemme an Leiter mit stark unterschiedlichem Querschnitt ermöglicht.
Selbstverständlich kann die erfindungsgemäße Klemme nicht nur als Verbindungsklemme ausgebildet werden. Vielmehr kann sie allediejenigen Klemmenarten ersetzen, welche ein Unterteil und wenigstens einen Deckel aufweisen, wie dies beispielsweise bei Abzweigklemmen der Fall ist.
Eine Schaltanlagenklemme zum Verbinden zweier im Bereich ihrer gegeneinander weisenden Enden gleichachsig angeordneter Leiterseile, beispielsweise Aluminium-Seile oder Stahl-Aluminium-Seile, weist gemäß Fig. 3 einen sich über die gesamte Klemmenlänge erstreckenden Unterteil 201 auf, der durch eine Längsrippe 202 und Querrippen 203 versteift ist und daher wie ein starrer Körper sich unter der Wirkung der an ihn angreifenden Kräfte praktisch nicht verformt. Dem Unterteil 201 sind zwei in seiner Längsrichtung nebeneinander angeordnete, gleich ausgebildete Deckel 204 zugeordnet, die eine stark abgerundete Außenkontur haben. Es könnten aber auch mehr als zwei oder auch nur ein Deckel vorgesehen sein.
Die den beiden Deckeln 204 zugekehrte,ebene Innenfläche 205 des Unterteils 201 ist in der Längsmittelzone durch einen im Querschnitt halbkreisförmigen, zu den Deckeln hin offenen Leiterkanal 206 unterbrochen, der sich über die gesamte Länge des Unterteils 201 erstreckt und einen Klemmkanal 207 im Bereich des Unterteils 201 begrenzt. Selbstverständlich könnte der Leiterkanal 206 auch eine andere Kontur aufweisen, falls dies zur Anpassung an unterschiedliche Leiterquerschnitte oder aus anderen Gründen erforderlich wäre. Die Deckel 204 sind vorzugsweise aus einem elastischen, metallischen Werkstoff und als Strangpreßprofil oder Preßteil hergestellt. Der Klemmenunterteil kann ein Gußkörper oder ein Preßteil sein. Im Gegensatz zu Letzterem sind die Deckel nicht starr, sondern querelastisch ausgebildet.
Das Querschnittsprofil der Deckel 204 ist, abgesehen von einem in seiner Längsmittelzone 208 liegenden, sich über die gesamte Deckellänge -erstreckenden und gegen den Unterteil 201 hin vorspringenden Kontaktsteg 214, C-ähnlich, da die beiden seitlichen Randzonen 209 und 209' nach innen abgewinkelt sind, also gegeneinander weisen und dadurch im montierten Zustand dem einen bzw. anderen Teil der durch den Leiterkanal 206 unterbrochenen Innenfläche 205 gegenüber liegen.
Die Breite der Deckel 204 ist, wie Fi^g. 3 zeigt, an die Breite des Unterteils angepaßt, und wie am Übergang von der Außenmantelfläche des Unterteils 201 zur Innenfläche 205 sind auch bei dem Deckel 204 die Kanten am Übergang von ihrer Außenmantelfläche 210 zur dem Unterteil 201 zugekehrten Außenseite 211 der Randzonen 209 und 209' abgerundet.
Die parallel zur Innenfläche 205 liegenden Randzonen 209 und 209' werden im Ausführungsbeispiel von je zwei in Klemmenlängsrichtung im Abstand voneinander liegenden Gewindebohrungen 212 durchdrungen, deren Längsachse lotrecht auf der Außenseite 211 steht und die je mit einer Durchgangsbohrung 213 des Klemmenunterteils fluchten. Die Zahl der Gewindebohrungen 212, die jeder Deckel 204 aufweist, hängt von dessen Größe, insbesondere von seiner Länge,ab, und kann entsprechend den Erfordernissen gewählt werden. Um eine möglichst große Länge der Gewindebohrungen 212 zu erhalten, weisen die Randzonen 209 und 209¹ auf ihrer Innenseite je eine leistenartige Verdickung auf.
Der von der Innenseite der Mittelzone gegen den Klemmkanal 207 hin vorspringenden Kontaktsteg 214 ist symmetrisch zur Längsmittelebene des Deckels ausgebildet und erstreckt sich über dessen gesamte Länge. Der Kontaktsteg 214hat, wie Fig. 3 zeigt, eine fischschwanzartige Querschnittsform, d.h. der sich über Ausrundungen an die Innenfläche 215 des Deckels anschließende Kontaktsteg 214 verbreitert sich an seinem Fuß von einem Wert, der etwa halb so groß wie der Durchmesser des Klemmkanals 207 ist, gegen sein freies Ende hin auf einen nahezu doppelt so großen Wert, und das freie Ende bildet eine sich über die gesamte Steglänge erstreckende, auf den Leiterkanal 206 ausgerichtete Kehle 216. Zwischen den polhornartigen seitlichen Endbereichen des Kontaktstegs 214 und den Randzonen 209 bzw. 209' sind Abstände vorhanden, damit sich die Randzonen 209 und 209' relativ zum Kontaktsteg bewegen können. Im übrigen sind jedoch die beiden von jedem Deckel 204 gebildeten und sich über die ganze Deckellänge erstreckenden Hohlräume 217 auf ihrem Umfang geschlossen.
Die Deckel 204 werden mittels Schrauben 219, welche die Durchgangsbohrungen 213 durchdringen und in die Gewindebohrungen 212 eingreifen, gegen den Klemmenunterteil gezogen. Unter die Schraubenköpfe sind Unterlagscheiben 222 gelegt. Beim Anziehen der Schrauben 219 stützt sich der Kontaktste^g 214 auf dem im Leiterkanal 206 liegenden Leiter ab, so daß es zu einer Verformung der Deckel 204 in ihren zwischen der Mittelzone 208 und den Randzonen 209 bzw. 209' gelegenen trägerartigen Abschnitten 221 bzw. 221' kommt. Dadurch wird erreicht, daß der Kontaktsteg 214 aufgrund der Federkraft der verformten Abschnitte 221 bzw. 221' Verformungen der Leiter, wie sie beispielsweise infolge eines Kriechens des Leiter - materials auftreten, zu folgen vermag, ohne daß der Klemmdruck, der auf den Leiter im Klemmkanal 207 vom Unterteil 201 und den Deckeln 204 ausgeübt wird; merklich abnimmt.
Rig.. 3 zeigt den Zustand der Schaltanlagenklemme vor dem Festziehen der Schrauben 219, d.h. vor dem Heranbewegen der Außenseiten 211 der Deckel gegen die Innenflächen 205 des Unterteils 201. Eine Besonderheit der hier aufgezeigten Schaltanlagenklemme besteht darin, daß die Randzonen 209 und 209' der Deckel beim Zusammenspannen nur eine parallele Versetzung erfahren, d.h. nur in der Weise gegen das Klemmenunterteil 201 hin bewegt werden, daß die Außenseiten 211 der Randzonen unter allen anstehenden Biegemomenten stets parallel zu den zugekehrten Innenflächen 205 des Unsterteils 201 verbleiben. Dies wird durch eine besondere Formgebung des Querschnitts in den Abschnitten 221 und 221' zwischen Mittelaone 208 und den Randzonen 209 bzw. 209' des Deckels erreicht. In dem in Fig. 3 rechts gelegenen, trägerartigne Abschnitt 221' des Deckels 204 ist mit Pfeilen 223 und 224 die Richtung der gegensinnigen Biegemomente angegeben, die sich im Trägerteil 226 hzw. im Trägerteil 227 aufgrund der mit einen Pfeil P angedeuteten Shcraubenkraft ergeben. Dabei bezeichnet der Pfeil 223 ein an dem inneren Trägerteil 226 des Abschnitts 221' auftretendes, nach abwärts gerichtetes inneres Bigeemoment M_i' wobei M_i = P. X_i ist, wenn P die Schraucbenkraft und X_i den zugehörigen Hebelarm bedeuten. Entsprechend bezeichnet der Pfeil 224 ein nach aufwärts gerichtetes, äußeres Biegemoment M_a = P . X_a am äußeren Trägerteil 227.
Die Fig. 4a bis 4c verdeutlichen die Verhältnisse, die sich aufgrund der Biegemomente ergeben. Das innere Biegemoment M_i' das entsprechend dem Pfeil 223 von Fig. 3 nach abwärts gerichtet ist, tritt in Fig. 4 zwischen der mit 0 bezeichneten, biegemomentfreien Stelle und der mit A bezeichneten Stelle auf, die die starre Verankerung des Trägerteils 226 darstellt. Wie sich aus Fig. 4b und insbesondere aus Fig. 4c ergibt, welche die elastische Linie des Trägers aus den Trägerteilen 226, 227 zeigt, bewirkt das innere Biegemoment der Größe M_i = X_i P eine Biegung mit einem Biegewinkel der Größe Δβ_i an der Stelle O.
In dem äußeren Trägerteil 227, wo die Schraubenkraft P das entsprechend dem Pfeil 224 von Fig. 3 nach aufwärts gerichtete, äußere Biegemoment M_a = P . X_a erzeuat, ergibt sich ein Biegewinkel der Größe Δβ_a - (Fig. 4c) . Bei der Erfindung macht man nun durch entsprechende konstruktive Gestaltung der Trägerabschnitte 221, 221' in den biegsamen Bereichen zwischen den Stellen O und A am inneren Trägerteil 226 und zwischen der Stelle 0 und der Stelle B (den Ende des biegsamen Bereichs) am äußeren Trägerteil 227 das Widerstandsmonment so groß, daß sich gleiche Werte von Δβ_i undΔβ_a aufgrund der Biegemomente eraeben Dadurch bleiben die Außenseiten 211 der Randzonen 209 und 209' des Deckels bei beliebiger Größe der Schraubenkraft P in ihrer Richtung stets unverändert. Fs ist damit eine planparallele Versetzung beim Festziehen der Schrauben 213 gegeben, wobei die Schrauben gleichzeitig biegemomentfrei bleiben.
Die beste Wirkung wird bei der Erfindung dann erreicht, wenn die auf Biegung beanspruchten Trägerteile 226 und 227 zwischen der Stelle 0 und A bzw. der Stelle 0 und P als Träger gleicher Beanspruchung ausgebildet werden. Dabei kann der Deckel an der Stelle 0, da diese momentfrei ist, sehr dünn gestaltet werden. Hinsichtlich der Kennlinie für die federnde Durchbiegung des Deckels ergeben sich daher besonders günstige Verhältnisse.
Mit Hilfe eines spannungsoptischen Modells ist es auf besonders einfache Weise beim Entwurf einer betreffenden Schaltanlagenklemme möglich, die Lage der biegemomentfreien Stelle 0 in den Abschnitten 221, 221' des Deckels und deren Biegebeanspruchung nachzuprüfen.
Das in den Fig. 5 und 6 dargestellte, vierte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen in erster Linie dadurch, daß zwei parallel und im Abstand nebeneinander liegende Klemmkanäle 307 vorgesehen sind. Der Klemmenunterteil 301, der ein im wesentlichen starrer Körper ist und beispielsweise gegossen oder gepreßt ist, ist daher mit zwei zu den Deckeln 304 hin offenen Leiterkanälen 306 versehen,die sich über die gesamte Länge des Unterteils erstrecken. Zwischen diesen beiden Leiterkanälen liegt die den Deckeln zugekehrte, ebene Innenfläche 305 des Klemmenunterteils 301.
Wie Fig. 6 zeigt, sind dem Klemmenunterteil 301 zwei gleich ausgebildete Deckel 304 zugeordnet, die in Längsrichtung der beiden Klemmkanäle 307 mit geringem Abstand nebeneinander an geordnet sind. Der Klemmenunterteil 301 steht in Längsrichtung der Klemmkanäle 307 über die Deckel 304 über, könnte aber auch selbstverständlich mit den Deckeln abschließen.
Jeder Deckel 304 ist ebenso wie der Klemmenunterteil 301 elektrisch gut leitend, besteht aber aus einem elastischen Werkstoff, insbesondere einer entsprechenden Aluminiumlegierung. Er ist daher querelastisch.
Wie bei den Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 1 bis 4 sind die beiden seitlichen Randzonen 309 und 309' der Deckel 304 nach innen abgebogen. In sie greifen jedoch nicht die Schrauben 319 ein, welche die Deckel und den Klemmenunterteil zusammenspannen. Vielmehr begrenzen die seitlichen Randzonen 309 und 309' die beiden Klemmkanäle 307 im Bereich des Deckels. Daher bilden die seitlichen Randzonen Klemmbacken für die in den Leiterkanälen 306 liegenden Leite welche federnd mit weicher Federkennlinie an die Leiter ange drückt werden. Der zur Verfügung stehende Federweg ist auch hier so groß, daß selbst bei Leitern mit relativ großer Abweichung des Durchmessers vom Sollwert auch über lange Zeiträume hinweg eine gute Kontaktqualität aufrechterhalten werden kann.
Die beiden Randzonen 309 und 309' haben, wie Fig. 5 zeigt, über ihre in Umfangsrichtung des Klemmkanals gemessene Breit eine nahezu konstante Dicke. Außerdem bilden die beiden Rand zonen 309 und 309' auf der dem Klemmkanal 307 zugekehrten Seite je eine Kehle 316, deren Flanken einen stumpfen Winkel einschließen. Auch bei unterschiedlichen Leiterquerschnitter. wird dadurch eine definierte Positionierung des Leiters in der Kehle und eine gute Kontaktierung erreicht. Eine gute den Kontaktierung ist insofern wichtig, als zwischen/Deckeln 304 und dem Klemmenunterteil 301 eine elektrisch gut leitende Verbindung vorhanden ist, weil der an die Mittelzone des Deckels angeformte und sich zwischen den Randzonen 309 und 309' hindurch gegen den Klemmenunterteil 301 erstreckende Steg 314 bei geschlossener Klemme mit seiner ebenen Stirnfläche an der ebenen Innenseite 305 des Klemmenunterteils mit großem Druck anliegt. Die Schrauben 319, von denen im Ausführungsbeispiel je eine für jeden Deckel 304 vorgesehen ist, durchdringen nämlich je eine im Klemmenunterteil 301 vorgesehene und auf den Steg 314 ausgerichtete Durchgangsbohrung und greifen in je eine im Steg 314 vorgesehene Gewindebohrung 312 ein.
Um eine optimale Federkennlinie für die Randzonen 309 und 309' zu erreichen, nimmt, wie Fig. 5 zeigt, die Stärke derjenigen beiden Zonen der Deckel 304, an die sich die Randzonen 309 und 309' anschließen, gegen die den Steg 314 tragende Mittelzone des Deckels verhältnismäßig stark zu, und zwar von einem Wert, der am Übergang zur Randzone höchstens gleich der Stärke der Randzone ist, auf etwa den vierfachen Wert. Die Innenseite 315 dieser beiden Zonen, die zusammen mit der jeweiligen Randzone je einen Längskanal 317 begrenzt, verläuft daher annähernd parallel zu der ihr zugekehrten Seite der Randzone, wie Fig. 5 zeigt. Eine maximale Länge dieser sich von der Randzone zur Mittelzone des Deckels erstreckende Zone ist im Ausführungsbeispiel dadurch erreicht, daß der Steg 314 auf den den beiden Randzonen zugekehrten Seiten mit je einer Kehle versehen ist, die zusammen eine Einschnürung bilden, und daß die Innenseiten 315 in die eine bzw. andere der beiden Kehlen einmünden.
Selbstverständlich können auch bei diesem Ausführungsbeispiel die beiden Zonen, welche an ihrem äußeren Ende je eine der beiden Randzonen tragen, als Träger mit über die Trägerlänge gleicher Beanspruchung ausgebildet sein.

Claims

1. Schaltanlagenklemme mit einem Klemmenunterteil und mindestens einem zusammen mit dem Klemmenunterteil wenigstens einen Klemmkanal bildenden, querelastischen Klemmenoberteil, der an beiden parallel zum Klemmkanal verlaufenden Seiten je eine Randzone hat und mittels wenigstens einer Schraube mit dem Klemmenunterteil zusammenspannbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden seitlichen Randzonen (9,9';109,109';209,209;309,309') nach innen abgewinkelt sind und wenigstens je eine Bohrung (12;112;212) für den Eingriff einer der zum Zusammenspannen vorgesehenen Schrauben (22;122;219) aufweisen oder je einen der Klemmkanäle (307) teilweise begrenzen.

2. Klemme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelzone des Klemmenoberteils (4;104;204) einen gegen den Zwischenraum zwischen den mit Bohrungen (12;112; 212) versehenen Randzonen (9,9';109,109';209,209') hin vorspringenden, den Klemmkanal (7;107;207) teilweise begrenzenden Kontaktsteg (14;114;214) aufweist, der zusammen mit den seitlichen Randzonen (9,9';109,109';209,209') sowie den zwischen letzteren und der Mittelzone liegenden Zonen je einen Längskanal (17;117;217) begrenzt, welcher durch einen Spalt zwischen den Randzonen und dem Kontaktsteg gegen den Klemmenunterteil (1;101;201) hin offen ist.

3. Klemme nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Randzonen (109,109') auf ihrer dem Klemmenunterteil (101) zugekehrten Seite.vorspringende Kontaktelemente (121) aufweisen.

4. Klemme nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der in Längsrichtung des Klemmkanals (7;107;207) verlaufende Kontaktsteg (14;114;214) eine gegen sein freies, die Kontaktfläche bildendes Ende hin zunehmende Breite hat.

5. Klemme nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende des Kontaktsteges (14;114;214) eine in Längsrichtung des Klemmkanals (7;107;207) verlaufende Kehle (16;116;216) bildet, deren Flanken (18;118) Kontaktflächen sind.

6. Klemme nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmenoberteil (204) in den Abschnitten (221 und 221') zwischen der den Kontaktsteg (214) tragenden Mittelzone (208) und den beiden seitlichen Randzonen (209 und 209') eine Querschnittsform hat, die zu gleich großer Biegung in den beiden durch die Spannkraft (P) der Schrauben (219) gegensinnig beanspruchten Bereichen (x_i und x_a) dieser Abschnitte (221 und 221') führt.

7. Klemme nach Anspruch 6,dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmenoberteil (204) an den beiden momentfreien Stellen (225) der Abschnitte (221 und 221') der Mittelzone und den Randzonen (209 bzw. 209') eine minimale Stärke hat.

8. Klemme nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die die Mittelzone (208) mit den Randzonen (209 und 209') verbindenden Abschnitte (221 bzw. 221') des Klemmenoberteils (204) je als Träger mit über seine Länge gleicher Beanspruchung ausgebildet sind.

9. Klemme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden je einen der Klemmkanäle (307) teilweise begrenzenden Randzonen (309,309') je eine in Längsrichtung des Klemmkanals (307) verlaufende Kehle (316) bilden, deren die Kontaktfläche bildenden Flanken einen stumpfen Winkel einschließen.

10. Klemme nach Anspruch 1 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Mittelzone des Klemmenoberteils (304) zwischen den freien Enden der Randzonen (309,309') (314), gegen den Klemmenunterteil (301) hin vorspringende Stege/ der mit wenigstens einer Bohrung (312) für die Schraube (319) versehen ist, eine seine Breite in Querrichtung der Klemmkanäle (307) vermindernde Einschnürung aufweist, an deren Begrenzungsfläche sich die Innenseiten (315) der beiden Zonen des Klemmenoberteils (304) anschließen, die sich von der Mittelzone zur einen bzw. anderen Randzone 309,309') erstrecken.

11. Klemme nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Längskanäle (317), die von den Randzonen (309, 309') und den sich von diesen zur Mittelzone erstreckenden Zonen des Klemmenoberteils (304) begrenzt sind, über ihre gesamte Breite eine annähernd konstante lichte Höhe, gemessen in radialer Richtung des benachbarten Klemmkanals (307), haben.