EP1145384A1 - Anschlussklemme - Google Patents

Anschlussklemme

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EP1145384A1
EP1145384A1 EP99973512A EP99973512A EP1145384A1 EP 1145384 A1 EP1145384 A1 EP 1145384A1 EP 99973512 A EP99973512 A EP 99973512A EP 99973512 A EP99973512 A EP 99973512A EP 1145384 A1 EP1145384 A1 EP 1145384A1
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EP
European Patent Office
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steel
chromium
clamping frame
terminal according
nickel alloy
Prior art date
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EP99973512A
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English (en)
French (fr)
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EP1145384B1 (de
Inventor
Kurt Händler
Klaus Schmitz
Albert Zacharias
Jakob Bolz
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Eaton Industries GmbH
Original Assignee
Moeller GmbH
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/28—Clamped connections, spring connections
    • H01R4/30—Clamped connections, spring connections utilising a screw or nut clamping member
    • H01R4/36—Conductive members located under tip of screw
    • H01R4/363—Conductive members located under tip of screw with intermediate part between tip and conductive member
    • H01R4/366—Conductive members located under tip of screw with intermediate part between tip and conductive member intermediate part attached to the tip of the screw
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
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    • H01R4/363—Conductive members located under tip of screw with intermediate part between tip and conductive member

Definitions

  • the invention relates to a connection terminal for electrical switching devices according to the preamble of claim 1.
  • connection terminals Essentially two different types are known. Depending on the material used, these are
  • Clamps in a first embodiment with closed and in a second embodiment with open clamping frames Clamps in a first embodiment with closed and in a second embodiment with open clamping frames.
  • increased demands are to be made of the material to be used with regard to the tensile strength (Rm) and the yield strength (Rp 02 ).
  • the requirements are varied. On the one hand, a certain strength of the clamping frame is required so that it does not plastically deform under load, and on the other hand, the material must be sufficiently soft so that it can still be processed as well as possible (especially punching and bending).
  • Known clamping frames only partially meet these requirements.
  • the invention is therefore based on the object of providing a connecting terminal with a particularly open clamping frame which fulfills the aforementioned requirements significantly better than conventional clamping frames.
  • Clamping frame with particularly advantageous properties is created by a material composition of the clamping frame consisting of a chromium-nickel alloy with a chromium content of 16% -18%, in particular 17%, mass content, this steel being work hardened by lengths (eg rolling or drawing). The material undergoes a cross-sectional decrease of 15% -20%, preferably 17%, through the work hardening.
  • Figure 1 a terminal with an open clamping frame in a conventional structure
  • FIG. 2 a mass content diagram of a chromium-nickel alloy
  • Figure 3 a strength diagram for a preferred clamping frame material.
  • Fig. 1 shows a terminal with an open clamping frame 2, a - receiving a clamping screw 4 - clamping nut 5 and a pressure plate 6 attached to the clamping screw 4.
  • the clamping frame 2 consists in particular of a non-magnetizable steel, in the form of a chrome-nickel -Alloy, with austenitic structure.
  • the distribution of chromium and nickel within the alloy is chosen such that after the material has been strain hardened by cold working, it remains non-magnetizable.
  • the material is cold worked in such a way that a cross-sectional decrease of 15-20%, preferably 17%, is achieved (FIG. 3).
  • FIG. 2 shows the mass content diagram of a particularly preferred material.
  • This is the material with the steel key number 1.4571 (DIN 17007). After a special strain hardening, this material fully meets the requirements set out in the invention.
  • the chrome-nickel alloy has the greatest possible distance from the line to austenite transformation (not magnetisable) in ferrite or martensite (both magnetisable) with the highest possible nickel content. This distance from the transformation line is required so that no martensite or ferrite is formed during work hardening by cold working, which would then make the material magnetizable. Exactly this magnetizability should be avoided in any case, in order to keep the self-heating of the connecting terminal which occurs due to eddy current losses as low as possible.
  • this steel is not an expensive custom-made product but a standard steel.
  • this steel is strain hardened to a certain extent in order to obtain the desired properties for the clamping frame according to the invention.
  • the steel is cold worked, for example by rolling or drawing, in such a way that the cross section of the steel is reduced by 15% -20%.
  • FIG. 3 shows the tensile strength (Rm / N / mm 2 ), the yield strength (Rp 0.2 / N / mm 2 ) and the elongation at break (A b /%) as a function of the decrease in cross section of the steel 1.4571. It can be seen from this that the desired properties are achieved with a cross-sectional decrease of the above-mentioned material by 15% -20%.
  • a steel treated in this way has a tensile strength of 700-800 N / mm 2 and an elastic limit of 600-700 N / mm 2 .

Landscapes

  • Conductive Materials (AREA)
  • Forging (AREA)
  • Connections Arranged To Contact A Plurality Of Conductors (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anschlussklemme für elektrische Schaltgeräte. Das zu lösende Problem besteht darin, einen Klemmrahmenwerkstoff zu schaffen, der insbesondere für offene Klemmrahmen geeignet ist und hierfür einerseits eine ausreichende Festigkeit aufweist und andererseits gut verarbeitbar ist. Dazu wird ein Klemmrahmenwerkstoff aus einem nichtmagnetisierbaren Stahl mit austenitischem Gefüge vorgeschlagen, der durch eine anschliessende Kaltverfestigung entsprechende Eigenschaften erhält.

Description

B e s c h r e i b u n g
Anschlußklemme
Die Erfindung betrifft eine Anschlußklemme für elektrische Schaltgeräte nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es sind im wesentlichen zwei unterschiedliche Arten von Anschlußklemmen bekannt. In Abhängigkeit von dem verwendeten Werkstoff sind diese
Klemmen in einer ersten Ausführungsform mit geschlossenen und in einer zweiten Ausführungsform mit offenen Klemmrahmen ausgebildet. Für Klemmrahmen in einer offenen Ausführungsform sind erhöhte Anforderungen an das zu verwendende Material in bezug auf die Zugfestigkeit (Rm) und die Dehngrenze (Rp02) zu stellen. Die Anforderungen sind vielseitig. So ist zum einen eine gewisse Festigkeit des Klemmrahmens erforderlich, damit dieser unter Belastung sich nicht plastisch verformt, und zum anderen muß der Werkstoff ausreichend weich sein, damit er sich noch möglichst gut verarbeiten (insbesondere stanzen und biegen) läßt. Bereits bekannte Klemmrahmen erfüllen diese Anforderungen nur bedingt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anschlußklemme mit einem insbesondere offenen Klemmrahmen zu schaffen, der die zuvor genannten Anforderungen deutlich besser erfüllt als herkömmliche Klemmrahmen.
Ausgehend von einem Klemmrahmen der eingangs genannten Art wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des unabhängigen Anspruches gelöst, während den abhängigen Ansprüchen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zu entnehmen sind. Ein
Klemmrahmen mit besonders vorteilhaften Eigenschaften wird geschaffen durch eine Materialzusammensetzung des Klemmrahmens bestehend aus einer Chrom-Nickel-Legierung mit einem Chromgehalt von 16%-18%, insbesondere 17%, Massengehalt wobei dieser Stahl durch Längen (z.B. Walzen oder Ziehen) kaltverfestigt wird. Dabei erfährt das Material durch die Kaltverfestigung eine Querschnittsabnahme von 15%-20%, vorzugsweise 17%.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem folgenden, anhand von Figuren erläuterten Ausführungsbeispiel. Es zeigen
Figur 1 : eine Anschlußklemme mit offenem Klemmrahmen bei herkömmlichem Aufbau;
Figur 2: ein Massengehaltsdiagramm einer Chrom-Nickel-Legierung; und
Figur 3: ein Festigkeitsdiagramm für einen bevorzugten Klemmrahmenwerkstoff.
Fig. 1 zeigt eine Anschlußklemme mit einem offenen Klemmrahmen 2, einer - eine Klemmschraube 4 aufnehmenden - Klemmmutter 5 und einer an der Klemmschraube 4 befestigten Druckplatte 6. Gemäß der Erfindung besteht insbesondere der Klemmrahmen 2 aus einem nichtmagnetisierbaren Stahl, in Form einer Chrom-Nickel-Legierung, mit austenitischem Gefüge. Die Verteilung von Chrom und Nickel innerhalb der Legierung ist derart gewählt, daß nach einer Kaltverfestigung des Materials durch Kaltverformung, dieses nach wie vor nichtmagnetisierbar bleibt. Hierfür wird das Material derart kaltverformt, daß eine Querschnittsabnahme von 15-20%, vorzugsweise 17%, erreicht wird (Fig. 3).
In Fig. 2 ist das Massengehaltsdiagramm eines besonders bevorzugten Werkstoffes dargestellt. Es handelt sich hier um den Werkstoff mit der Stahlschlüsselnummer 1.4571 (DIN 17007). Dieser Werkstoff erfüllt nach einer speziellen Kaltverfestigung die im Sinne der Erfindung gestellten Anforderungen in vollem Umfang. Die Chrom-Nickel-Legierung weist einen möglichst großen Abstand von der Linie zu Umwandlung von Austenit (nicht magnetisierbar) in Ferrit oder Martensit (beide magnetisierbar) auf bei gleichzeitig möglichst hohem Nickelanteil. Dieser Abstand zur Umwandlungslinie wird benötigt, damit bei einer Kaltverfestigung durch Kaltverformung kein Martensit oder Ferrit entsteht, wodurch das Material dann magnetisierbar würde. Genau diese Magnetisierbarkeit soll aber auf jeden Fall vermieden werden, um die durch auftretende Wirbelstromverluste auftretende Eigenerwärmung der Anschlußklemme möglichst niedrig zu halten. Ferner ist von Vorteil, daß dieser Stahl keine teure Sonderanfertigung sondern ein Standardstahl ist. Gemäß der Erfindung wird dieser Stahl in einem bestimmten Maße kaltverfestigt um die gewünschten Eigenschaften für den erfindungsgemäßen Klemmrahmen zu erhalten. Hierfür wird der Stahl kaltverformt, zum Beispiel durch Walzen oder Ziehen, derart, daß der Stahl eine Querschnittsabnahme von 15%-20% erfährt.
In Fig. 3 sind die Zugfestigkeit (Rm / N/mm2), die Dehngrenze (Rp0,2 / N/mm2) sowie die Bruchdehnung (Ab / %) in Abhängigkeit von der Querschnittsabnahme des Stahls 1.4571 dargestellt. Hieraus ist erkennbar, daß bei einer Querschnittsabnahme des o.g. Werkstoffs um 15%-20% die gewünschten Eigenschaften erreicht werden. Ein derart behandelter Stahl weist eine Zugfestigkeit von 700-800 N/mm2 und eine Dehngrenze von 600- 700 N/mm2 auf.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern umfaßt auch alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Ausführungsformen.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Anschlußklemme für elektrische Schaltgeräte, insbesondere Leistungsschalter, mit
- einem Klemmrahmen (2), einer Klemmschraube (4), einer Klemmmutter (5) und einer Druckplatte (6) dadurch gekennzeichnet, daß
- der Klemmrahmen (2) aus einem nichtmagnetisierbaren Stahl mit austenitischem Gefüge besteht,
- der Stahl eine Chrom-Nickel-Legierung ist, und
- die Anteile von Chrom und Nickel derart gewählt sind, daß der Stahl nach einer Kaltverformung bis zu einer Querschnittsabnahme von 20% nichtmagnetisierbar bleibt.
2. Anschlußklemme nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Chrom-Nickel-Legierung einen Chromgehalt von 16%-18% (Massengehalt) aufweist.
3. Anschlußklemme nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmrahmen (2) aus einem Stahl besteht, der einer Kaltverfestigung (durch Kaltverformung) mit einer Querschnittsabnahme von 15%-20%, insbesondere 17%, unterzogen wird.
4. Anschlußklemme nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahl derart kaltverfestigt wird, daß er nach Kaltverfestigung eine Zugfestigkeit von 700-800 N/mm2 und eine Dehngrenze von > 500 N/mm2, insbesondere 600-700 N/mm2, aufweist.
5. Anschlußklemme nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahl ein Stahl mit der Stahlschlüsselnummer 1.4571 ist.
6. Anschlußklemme nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmrahmen (2) offen ausgebildet ist.
7. Verfahren zur Herstellung eines Klemmrahmenwerkstoffs für den
Klemmrahmen (2) einer Anschlußklemme nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß eine nichtmagnetisierbare Chrom-Nickel-Legierung mit austenitischen Materialgefüge einem Kaltverformungsprozeß unterzogen und somit kaltverfestigt wird derart, daß die Chrom-Nickel- Legierung weiterhin nichtmagnetisierbar ist und eine Zugfestigkeit von
700-800 N/mm2 und eine Dehngrenze von > 500 N/mm2, insbesondere 600-700 N/mm2, aufweist.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Chrom-Nickel-Legierung einer
Kaltverfestigung (durch Kaltverformung) mit einer Querschnittsabnahme von 15%-20% unterzogen wird.
EP99973512A 1998-12-18 1999-11-09 Anschlussklemme Expired - Lifetime EP1145384B1 (de)

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DE19858488 1998-12-18
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