EP2758556A2 - Klemmkörper für einen elektrischen leiter - Google Patents

Klemmkörper für einen elektrischen leiter

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EP2758556A2 EP12773203.0A EP12773203A EP2758556A2 EP 2758556 A2 EP2758556 A2 EP 2758556A2 EP 12773203 A EP12773203 A EP 12773203A EP 2758556 A2 EP2758556 A2 EP 2758556A2
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clamping
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    • 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

Definitions

  • the invention is therefore based on the object, a clamping body and an electrical terminal for
  • the inventive clamping body or the clamping body pocket of the clamp body complies with the EU Directive on unleaded products and the Substance Prohibition Regulation.
  • the manufacturing costs of the clamping body can be reduced by now no longer necessary lead additives.
  • Tensile strength of the material of the clamping body pocket Rm ⁇ 640 N / mm 2 can prevent the material of the
  • Elongation at break can be a safe conductor clamping with such a clamping body pocket even with very long
  • Fig. 1 is a schematic representation of a

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Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Klemmkörper für einen elektrischen Leiter, mit einer Klemmkörpertasche (12), welche einen Aufnahmeraum (14) zur Aufnahme des elektrischen Leiters ausbildet, wobei in einer Seitenwand (22) der Klemmkörpertasche (12) eine Gewindebohrung (24) zur Aufnahme einer Schraube ausgebildet ist, wobei die Klemmkörpertasche (12) aus einer Kupfer-Zink-Legierung ausgebildet ist, welche einen Bleianteil Pb < 0,1 Gew.-%, eine Zugfestigkeit Rm >= 640 N/mm2 und eine Bruchdehnung A10 >= 5 % aufweist.

Description

Klemmkörper für einen elektrischen Leiter
Die Erfindung betrifft einen Klemmkörper für einen
elektrischen Leiter mit einer Klemmkörpertasche, welche einen Aufnahmeraum zur Aufnahme des elektrischen Leiters ausbildet, wobei in einer Seitenwand der Klemmkörpertasche eine Gewindebohrung zur Aufnahme einer Schraube ausgebildet ist. Ferner betrifft die Erfindung eine elektrische
Anschlussklemme mit einem derartigen Klemmkörper.
Derartige als Schraubanschluss ausgebildete Klemmkörper werden beispielsweise in elektrischen Anschlussklemmen, wie Reihenklemmen oder Lüsterklemmen, eingesetzt. Elektrische Anschlussklemmen mit Schraubanschluss zeichnen sich durch ihre hohen, über Jahre konstant auf elektrische Leiter übertragbaren Klemmkräfte aus. Mit diesem Klemmentyp können vorgegebene hohe Klemmkräfte ohne Schwankungen sogar bei auf die elektrische Anschlussklemme wirkenden Vibrationen eingehalten werden. Aufgrund dieser Eigenschaften werden elektrische Anschlussklemmen mit Schraubanschluss auch bei anspruchsvollen industriellen Anwendungen mit bewegten und schwingenden Maschinenteilen bevorzugt eingesetzt.
Zur Ausbildung einer elektrischen Anschlussklemme ist der Klemmkörper üblicherweise in einem Isolierstoffgehäuse angeordnet. Die Klemmkörpertasche des Klemmkörpers kann aus einem elektrisch leitenden Material ausgebildet sein. An einer Seitenwand der Klemmkörpertasche ist eine bis in den Aufnahmeraum des Klemmkörpers geführte Gewindebohrung ausgebildet, in welche eine Schraube eingesetzt ist. Der Schraubenkopf der Schraube ist über eine in dem
Isolierstoffgehäuse vorgesehene Öffnung zugänglich, so dass die Schraube mit ihrer Spitze in den Aufnahmeraum gedreht werden kann und einen hierin eingeführten elektrischen
BESTÄTIGUNGSKOPIE Leiter klemmen kann. Es ist aber auch möglich, dass bei einer Betätigung der Schraube die Schraube den Klemmkörper nach oben zieht und den Leiter gegen einen Strombalken drückt, so dass kein direkter Kontakt zwischen Leiter und Schraube erfolgt.
Die Klemmkörpertasche kann aus einem gebogenen bandförmigen Blechelement hergestellt sein, welches entsprechend der Kontur der Klemmkörpertasche gebogen bzw. gefalzt ist.
Ferner kann die Klemmkörpertasche aus einem Vollprofil hergestellt sein, welches durch spanabhebende Verfahren, wie beispielsweise Sägen, Bohren, Fräsen, Räumen,
Gewindeschneiden, entsprechend bearbeitet wird, um die Form der Klemmkörpertasche zu erhalten. Gegenüber einer aus einem gebogenen bandförmigen Blechelement hergestellten Klemmkörpertasche weist die aus einem Vollprofil
hergestellte Klemmkörpertasche eine gleichmäßigere
Außenkontur auf, da keine Falt- bzw. Umbiegestellen
vorgesehen werden müssen. Zudem kann eine aus einem
Vollprofil hergestellte Klemmkörpertasche mit kleineren Abmessungen als eine aus einem gebogenen bandförmigen
Blechelement hergestellte Klemmkörpertasche ausgebildet sein, wodurch der Platzbedarf der Klemmkörpertasche
reduziert werden kann. Zudem können aus einem Vollprofil hergestellte Klemmkörpertaschen eine länger ausgebildete Gewindebohrung aufweisen, wodurch mittels der in der
Gewindebohrung eingeführten Schraube ein höheres Drehmoment und damit eine höhere Axialkraft auf den mittels der
Schraube geklemmten elektrischen Leiter aufgebracht werden kann. Um die Bearbeitung, insbesondere in Bezug auf die spanabhebende Bearbeitung, des Materials zur Herstellung eines Klemmkörpers zu verbessern, ist es üblich, den
Werkstoff des Klemmkörpers mit Blei zu versehen. Diese Bleizusätze sind jedoch nachteilig, wenn es darum geht, die EU-Richtlinie für bleifreie Erzeugnisse
(Stoff erbotsverordnung der Elektroindustrie oder die
Altfahrzeugverordnung) zu erfüllen. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, einen Klemmkörper und eine elektrische Anschlussklemme zur
Verfügung zu stellen, die die EU-Richtlinien und die
StoffVerbotsverordnungen erfüllen und gleichzeitig eine gute Bearbeitbarkeit bei ihrer Herstellung aufweisen.
Bei einem Klemmkörper der eingangs näher bezeichneten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Klemmkörpertasche aus einer Kupfer-Zink-Legierung
ausgebildet ist, welche einen Bleianteil Pb < 0,1 Gew.-%, eine Zugfestigkeit Rm Ξ> 640 N/mm2 und eine Bruchdehnung A10 > 5 % aufweist.
Ferner wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch eine
elektrische Anschlussklemme umfassend einen Klemmkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 6 gelöst.
Zweckmäßige Ausgestaltungen und vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben .
Überraschenderweise hat es sich gezeigt, dass bei der
Verwendung einer Kup er-Zink-Legierung mit einem Bleianteil Pb < 0,1 Gew.-%, einer Zugfestigkeit Rm > 640 N/mm2 und einer Bruchdehnung A10 ^ 5 % für eine Klemmkörpertasche im Wesentlichen die gleichen Eigenschaften erzielt werden können, wie bei der Verwendung eines mit einem Bleizusatz versehenen Materials. Insbesondere kann eine gleich gute Zerspanbarkeit des Materials erreicht werden, ohne dass Bleizusätze notwendig sind. Dadurch, dass nunmehr eine Legierung verwendet wird, welche keine Bleizusätze
aufweist, erfüllt der erfindungsgemäße Klemmkörper bzw. die Klemmkörpertasche des Klemmkörpers die EU-Richtlinie für bleifreie Erzeugnisse und die StoffVerbotsverordnung . Zudem können durch die nun nicht mehr notwendigen Bleizusätze die Herstellungskosten des Klemmkörpers reduziert werden.
Dadurch, dass die Kupfer-Zink-Legierung eine Zugfestigkeit Rm ^ 640 N/mm2 aufweist, weist die Kupfer-Zink-Legierung und damit die Klemmkörpertasche keine oder zumindest nur eine sehr geringe Relaxation auf, so dass die
Funktionsfähigkeit, insbesondere die Klemmfähigkeit bzw. die Klemmkraft, eines derartigen Klemmkörpers beim Klemmen eines elektrischen Leiters eine sehr hohe Betriebsdauer hat, ohne dass die Klemmwirkung nachlässt, da durch die guten mechanischen Eigenschaften, insbesondere der hohen
Zugfestigkeit des Materials der Klemmkörpertasche Rm ^ 640 N/mm2, verhindert werden kann, dass das Material der
Klemmkörpertasche nachgibt und sich aufgrund der
aufgebrachten Spannung durch die Klemmkraft weitet. Ferner ist durch die Bruchdehnung von A10 ^ 5 % sichergestellt, dass die Kupfer-Zink-Legierung eine gute Bearbeitbarkeit, insbesondere eine gute Verformbarkeit und eine gute
Zerspanbarkeit , aufweist. Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Kupfer-Zink-Legierung einen Zinkanteil Zn ^ 40 Gew. -I auf. Durch den hohen Zinkanteil der Legierung kann die Bearbeitbarkeit in Bezug auf die Verformbarkeit und
Zerspanbarkeit dieser Legierung weiter verbessert werden, ohne dass Blei der Legierung zugemischt werden muss, so dass der Herstellungsaufwand der Klemmkörpertasche
ebenfalls weiter reduziert werden kann. Besonders bevorzugt ist es vorgesehen, dass die Kupfer- Zink-Legierung CuZn42 ist. Diese spezielle Legierung
CuZn42, welche eine nadeiförmige Gefügestruktur aufweist, zeichnet sich durch eine sehr gute Bearbeitbarkeit durch eine leichte Zerspanbarkeit aus, ohne dass hierfür ein Bleianteil in der Legierung notwendig ist. Ferner weist diese spezielle Kupfer-Zink-Legierung eine hohe
Korrosionsbeständigkeit auf und aufgrund der hohen
Bruchdehnung kann eine sichere Leiterklemmung mit einer derartigen Klemmkörpertasche auch bei sehr langer
Betriebsdauer gewährleistet werden.
Gemäß einer weiter vorteilhaften Ausgestaltung der
Erfindung ist es vorgesehen, dass die Klemmkörpertasche mit einer Oberflächenbeschichtung versehen ist. Die
Oberflächenbeschichtung kann beispielsweise durch eine galvanische Nickelbeschichtung ausgebildet sein, wodurch insbesondere beim Eindrehen einer Schraube in die in der Klemmkörpertasche ausgebildete Gewindebohrung hohe
Drehmomente erreichbar sind. Vor Aufbringen der
Nickelbeschichtung wird die Oberfläche der Kupfer-Zink- Legierung der Klemmkörpertasche gebeizt. Die Dicke der Nickelbeschichtung beträgt vorzugsweise zwischen 1 und 3 pm. Weiter ist es möglich, eine Unterkupferung als
Oberflächenbeschichtung vorzusehen. Es ist jedoch auch möglich gar keine Oberflächenbeschichtung vorzusehen.
Die Klemmkörpertasche ist nach einer weiter vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung aus einem Vollprofil
ausgebildet. Vollprofil bedeutet hier, dass die
Klemmkörpertasche aus einem Stück, vorzugsweise einem
Rechteck-Profildraht, hergestellt ist, welches entsprechend spanend durch Fräsen, Räumen und Bohren bearbeitet ist, um eine Klemmkörpertasche mit einem Aufnahmeraum zur Aufnahme eines elektrischen Leiters und einer Gewindebohrung
auszubilden. Durch die gute Zerspanbarkeit der verwendeten Kupfer-Zink-Legierung ist die Herstellung einer
Klemmkörpertasche gemäß der Erfindung aus einem Vollprofil besonders gut möglich.
Alternativ ist es nach einer weiter vorteilhaften
Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die
Klemmkörpertasche aus einem gebogenen bandförmigen Element ausgebildet ist. Durch die hohe Bruchdehnung A10 ^ 5 % der verwendeten Kupfer-Zink-Legierung weist die verwendete Kupfer-Zink-Legierung eine gute Umformbarkeit auf, wodurch die Herstellung einer aus einem gebogenen bandförmigen Element ausgebildete Klemmkörpertasche leicht und
kostengünstig möglich ist.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand einer bevorzugten
Ausführungsform näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines
erfindungsgemäßen Klemmkörpers in einer
Seitenansicht;
Fig. 2 eine schematische Schnittdarstellung des in Fig. 1 gezeigten erfindungsgemäßen Klemmkörpers; und Fig. 3 eine schematische Darstellung in Form einer
Draufsicht auf den in Fig. 1 gezeigten
erfindungsgemäßen Klemmkörper. Der in Fig. 1 bis 3 gezeigte Klemmkörper 10 weist eine Klemmkörpertasche 12 auf, welche aus einem Vollprofil ausgebildet ist und durch spanende Bearbeitung,
insbesondere Fräsen, Räumen und Bohren, aus beispielsweise einem Rechteck-Profildraht hergestellt ist. Die
Klemmkörpertasche 12 weist einen Aufnahmeraum 14, welcher in Form einer, wie in Fig. 2 zu sehenden, seitlich
eingebrachten Durchgangsbohrung ausgebildet ist, auf, durch welche ein, hier nicht dargestellter, zu klemmender und anzuschließender elektrischer Leiter eingebracht werden kann. Der Aufnahmeraum 14 ist durch eine erste Seitenwand 16, eine zweite Seitenwand 18, einer bodenseitigen
Seitenwand 20 und einer deckenseitigen Seitenwand 22 der Klemmkörpertasche 12 begrenzt.
Wie in Fig. 2 zu erkennen ist, ist in der deckenseitigen Seitenwand 22 eine Gewindebohrung 24 zur Aufnahme einer hier nicht dargestellten Schraube ausgebildet, mittels welcher der in den Aufnahmeraum 14 eingeführte Leiter geklemmt und angeschlossen werden kann.
In Fig. 3 ist der Klemmkörper 10 in einer Draufsicht auf die deckenseitige Seitenwand 22 gezeigt, in welcher die Gewindebohrung 24 vorgesehen ist.
Die Klemmkörpertasche 12 ist aus einer Kupfer-Zink- Legierung, vorzugsweise CuZn42 ausgebildet, mit einem
Bleianteil Pb < 0,1 Gew.-%, einem Kupferanteil Cu von
58 Gew.-%, einem Zinkanteil Zn von 42 Gew.-%, einer
Zugfestigkeit Rm 640 N/mm2 und einer Bruchdehnung A10 5 %, welche und sich durch eine besonders gute Zerspanbarkeit , sehr gute Korrosionsbeständigkeit, keine oder nur sehr geringe Relaxationseigenschaften und geringe
Herstellungskosten auszeichnet. Bezugszeichenliste
Klemmkörper 10
Klemmkörpertasche 12 Aufnähmeräum 14
Seitenwand 6
Seitenwand 18
Seitenwand 20
Seitenwand 22 Gewindebohrung 24

Claims

Patentansprüche
1. Klemmkörper für einen elektrischen Leiter, mit einer Klemmkörpertasche (12), welche einen Aufnahmeraum (14) zur Aufnahme des elektrischen Leiters ausbildet, wobei in einer Seitenwand (22) der Klemmkörpertasche (12) eine Gewindebohrung (24) zur Aufnahme einer Schraube ausgebildet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Klemmkörpertasche (12) aus einer Kupfer-Zink- Legierung ausgebildet ist, welche einen Bleianteil Pb < 0,1 Gew.-%, eine Zugfestigkeit Rm > 640 N/mm2 und eine Bruchdehnung A10 ^ 5 % aufweist.
2. Klemmkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupfer-Zink-Legierung einen Zinkanteil Zn ^ 40 Gew.-% aufweist.
3. Klemmkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass die Kupfer-Zink-Legierung CuZn42 ist .
4. Klemmkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmkörpertasche (12) eine Oberflächenbeschichtung aufweist .
5. Klemmkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmkörpertasche (12) aus einem Vollprofil ausgebildet ist.
6. Klemmkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmkörpertasche (12) aus einem gebogenen bandförmigen Element ausgebildet ist.
7. Elektrische Anschlussklemme, umfassend einen
Klemmkörper (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
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