WO2017129498A1 - Klemmkörper für eine elektrische anschlussvorrichtung - Google Patents

Klemmkörper für eine elektrische anschlussvorrichtung Download PDF

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WO2017129498A1
WO2017129498A1 PCT/EP2017/051260 EP2017051260W WO2017129498A1 WO 2017129498 A1 WO2017129498 A1 WO 2017129498A1 EP 2017051260 W EP2017051260 W EP 2017051260W WO 2017129498 A1 WO2017129498 A1 WO 2017129498A1
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clamping
clamping body
clamp body
connection device
aluminum
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PCT/EP2017/051260
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Dirk Niestrat
Ralf Holtmann
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Hora-Werk Gmbh
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    • 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
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    • H01R4/62—Connections between conductors of different materials; Connections between or with aluminium or steel-core aluminium conductors
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    • H01R9/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, e.g. terminal strips or terminal blocks; Terminals or binding posts mounted upon a base or in a case; Bases therefor
    • H01R9/22—Bases, e.g. strip, block, panel
    • H01R9/24—Terminal blocks

Definitions

  • the invention relates to a clamping body for an electrical connection device, in particular a connecting device functioning as connection and / or distributor terminal, and furthermore also to such a connection device with a clamping body.
  • connection devices of the type mentioned are known per se.
  • the prior art can be referred to, for example, DE 20 2012 101 268 U.
  • Known connection devices have an electrically conductive, usually metallic clamping body. This has conductor insertion openings. The conductor insertion openings are often located on two opposite side surfaces of the clamp body, so that the connection device with a housing surrounding the clamp body results in two connection sides, for example a first connection side for an incoming potential and a second connection side for an outgoing potential.
  • a respective connection device has a clamping body made of an aluminum block.
  • the current transmitted in each case by means of the current-carrying conductor leads to a heating of the conductors and of the clamping body.
  • a particularly high current strength results, for example, in the event of a short circuit in a circuit to which the conductor connected to the terminal body belongs.
  • Ruthinum clamp body are therefore tested by means of a short circuit test.
  • a short circuit test results in a heating of the clamping body according to the short-circuit current flowing through the terminal body short. This heating leads to a sudden expansion of the aluminum clamp body and then, after the breakdown of the short-circuit current, to a contraction of the aluminum clamp body.
  • This temperature-induced volume change of the aluminum clamp body is correlated with the coefficient of expansion of aluminum. This is greater than, for example, the coefficient of expansion of nickel or copper. It follows that in a short-circuit test, an aluminum clamp body deforms more than a copper clamp body or a nickel clamp body. Although the resulting due to the short-circuit current temperature-induced expansion of the aluminum clamp body sounds after the collapse of the short-circuit current again, the problem is that after the decay of the temperature-induced deformation, the fixation of imported into the aluminum clamp body by means of one or more clamping screws often no longer is guaranteed.
  • the current density concentration medium used is a bottom region of the clamping body or at least also a bottom region of the clamping body, which has an increased thickness in relation to a wall thickness in a side region.
  • the resulting current density concentration in the bottom region reduces the current density in other material portions of the clamp body, especially in the material portions adjacent to the or each clamping screw bore.
  • the advantage of the proposed aluminum clamp body is that due to acting as Strom Whykonzentrationsffen room form properties of the clamp body at a high current flow, for example due to a short circuit, resulting strong heating of the clamp body is kept away from an area with the internal thread of the or each clamping screw hole.
  • the or each such internal thread is thus less affected by a temperature-induced deformation and after cooling of the clamping body, the holding force of a screwed into the internal thread clamping screw is still guaranteed.
  • the clamping body act as Strom Whykonzentrationsm means together with at least one introduced in the clamping body clamping screw hole lateral in the longitudinal direction of the clamping body continuous constrictions at a level of internal thread in the or each clamping screw hole.
  • the clamping screw hole reduces the area through which the current flows. In the area of a clamping screw hole, the current flow is thus limited to the laterally adjacent material portions of the clamping body and concentrates on the bottom area, the strength of which is increased in relation to a wall thickness. It has been observed that the lateral and longitudinally extending of the clamping body at the level of the internal thread of the respective clamping screw hole constrictions reduce the current density in the laterally adjacent to the or each clamping screw hole material portions of the clamping body.
  • the aluminum clamping body is characterized by ribs on at least one side surface of the clamping body, in particular on both side surfaces of the clamping body from.
  • Such ribs increase the overall surface of the clamp body.
  • heat energy is released by convection over the surface of the clamp body.
  • An increase in the extent effective surface by means of lateral ribs causes rapid cooling of the clamping body.
  • the clamping body has a plurality of parallel and extending in the longitudinal direction of the clamping body ribs, in particular along the longitudinal axis of the clamping body continuous ribs on.
  • This plastic deformation described below sometimes also as an accordion effect advantageously leads to no permanent deformation of the clamping body resulting, for example, in a sudden heating due to current flow, in particular a short-circuit current, from cracking or being damaged in a similar manner.
  • This elastic deformation also advantageously leads to the fact that in the clamping screw holes located and connected to the clamp body-fixing clamping screws are not loose due to the temperature-related expansion and the subsequent contraction of the clamp body, because the preferred direction of the temperature-induced volume change (expansion and contraction) takes place transverse to the orientation of the lateral ribs. This direction coincides with the vertical axis of the clamping screw holes. The accordion effect thus captures precisely the clamping screw holes due to its main direction of action.
  • the proposed innovation here is also an electrical connection device of the aforementioned type or generally an electrical assembly with a clamping body as described here and below.
  • FIG. 1 is a side view of the clamp body of Fig. 1,
  • FIG. 3 is a section through the clamping body of FIG. 1,
  • Fig. 4 shows the clamping body of FIG. 1 with clamping screws
  • FIG. 5 shows a clamping body as in FIG. 1, but with two parallel conductor insertion openings, FIG.
  • FIG. 6 is a side view of the clamp body of FIG. 5,
  • FIG. 7 shows a section through the clamping body according to FIG. 5 and
  • FIG. 8 shows an electrical connection device with a clamping body according to FIG. 1.
  • FIG. 1, FIG. 2, FIG. 3 and FIG. 4 show a clamping body 10 for an electrical connection device 12 (FIG. 8), not shown here, for example a connecting device 12 functioning as a connection, series and / or distribution terminal.
  • the clamping body 10 also comes into consideration for use in electrical assemblies of a general type, for example a contactor, a motor protection switch and the like.
  • the clamp body 10 is made of aluminum, so that it is an aluminum clamp body 10.
  • the aluminum clamp body 10 will hereinafter be referred to as clamp body 10 for short.
  • the material, out the clamping body 10 is made, namely aluminum, but always read along.
  • the illustration in FIG. 1 shows an isometric view of an embodiment of a clamping body 10.
  • the illustration in FIG. 2 shows the clamping body 10 in a side view and the illustration in FIG. 3 shows a cross section through the clamping body 10.
  • the clamping body 10 has at least one end face 14 a central, axial conductor insertion opening 16.
  • the conductor insertion opening 16 is followed by a continuous conductor insertion channel, i. the conductor insertion channel is open and accessible at both end faces 14 of the clamping body 10, each having a conductor insertion opening 16.
  • clamping screws are likewise provided in a manner known per se.
  • clamping screws are introduced transversely to the longitudinal axis of the clamping body 10 in this introduced clamping screw holes 18 and an internal thread formed there.
  • the sectional plane runs axially and centrally along such a clamping screw hole 18.
  • the representation in FIG. 4 shows the clamping body 10 with the clamping screw bores 18 located in the clamping screw bores 18
  • the clamping body 10 in the two adjacent to the end surfaces 14 side surfaces 20 (see FIG. 2) ribs 22 on. These lead to an enlargement of the outer surface of the clamp body 10 and cause a faster cooling of the clamp body 10 after a caused by a surge, for example, a short-circuit current, heating.
  • the ribs 22 extend in the embodiment shown in the longitudinal direction of the clamp body 10. This results - as can be seen particularly well in the side view of Figure 2 or in the sectional view of Figure 3 - along the height of the clamp body 10 and on both sides of the lei - insertion opening 16 areas with different material thicknesses. In the region of a rib 22, the greatest material thickness prevails. Above and below each rib 22 is correspondingly an area of lesser material thickness. In a resulting due to a current flow heating of the clamp body 10, these different material strengths lead to a locally different heating: areas of lesser material thickness are heated more than areas with increased material thickness.
  • the resulting defined current density distribution causes the heating of the clamp body 10 due to the flow of current on the laterally adjacent to the Porterein technological Anlagen réelle 16 areas (side portions 26) and one opposite the side portions 26 reinforced bottom portion 28 of the clamp body 10 is concentrated with increased material thickness, so that the reinforced Bottom area 28 also functions as a current density concentrator and is effective for current density concentration.
  • the reinforced Bottom area 28 also functions as a current density concentrator and is effective for current density concentration.
  • clamping body 10 acts as
  • Stromgorgedrationsmittel complementary and optionally also at least one transverse to the longitudinal extent of the clamping body 10 extending recess 30 (franking in the clamping body 10). This penetrates the clamping body 10 transversely to its longitudinal extent from one side to the other side, encompasses approximately half the height of the clamping body 10 and at least does not extend into the continuous bottom portion 28.
  • the recess is also for inserting acting as a push-through barrier provided, in particular a lock, which is integrally formed on a housing part of the connecting device 12.
  • a push-through barrier provided, in particular a lock, which is integrally formed on a housing part of the connecting device 12.
  • FIG. 5 The illustrations in Figure 5, Figure 6 and Figure 7 show an embodiment of a clamp body 10 with two parallel, continuous Leitereinstorykanälen.
  • FIG 8 shows an example of a connection device 12 of the type mentioned a so-called terminal block with a clamp body 10 according to the embodiment shown in Figures 1 to 4.
  • a housing of the terminal block is shown partially cut so that the placed inside the housing clamp body 10 can be seen.
  • An aluminum clamp body 10 for an electrical connection device 12 and a connection device 12 with an aluminum clamp body 10 are indicated, wherein the aluminum clamp body 10 has space-forming properties functioning as a current density concentration means. for example, lateral constrictions 24 at a level of a female threaded portion in the or each clamping screw bore 18 and / or a reinforced bottom portion 28.

Landscapes

  • Connections By Means Of Piercing Elements, Nuts, Or Screws (AREA)

Abstract

Klemmkörper für eine elektrische Anschlussvorrichtung und Anschlussvorrichtung mit einem Klemmkörper. Die Erfindung ist ein Aluminium-Klemmkörper (10) für eine elektrische Anschlussvorrichtung (12) und eine Anschlussvorrichtung (12) mit einem solchen Klemmkörper (10), wobei dieser als Stromdichtekonzentrationsmittel (18, 24, 28, 30) fungierende Raumformeigenschaften aufweist.

Description

Beschreibung
Klemm körper für eine elektrische Anschlussvorrichtung und Anschlussvorrichtung mit einem Klemmkörper
Die Erfindung betrifft einen Klemmkörper für eine elektrische Anschlussvorrichtung, insbesondere eine als Anschluss- und/oder Verteilerklemme fungierende Anschlussvorrichtung, und im Weiteren auch eine solche Anschlussvorrichtung mit einem Klemmkörper.
Anschlussvorrichtungen der eingangs genannten Art sind an sich bekannt. Zum Stand der Technik kann zum Beispiel auf die DE 20 2012 101 268 U verwiesen werden. Bekannte Anschlussvorrichtungen weisen einen elektrisch leitenden, üblicherweise metallischen Klemmkörper auf. Dieser weist Leitereinführöffnungen auf. Die Leitereinführöffnungen befinden sich oftmals auf zwei einander gegenüberliegenden Seitenflächen des Klemmkörpers, so dass sich für die Anschlussvorrichtung mit einem den Klemmkörper umgebenden Gehäuse zwei Anschlussseiten ergeben, zum Beispiel eine erste Anschlussseite für ein ankommendes Potenzial und eine zweite Anschlussseite für ein abgehendes Potenzial.
Aus Kostengründen und/oder aufgrund des geringeren spezifischen Gewichts von Aluminium werden anstelle der bisher oftmals verwendeten Kupferleiter mehr und mehr Aluminiumleiter verwendet. Zur Verwendung mit Aluminiumleitern weist eine jeweilige Anschlussvorrichtung einen aus einem Aluminiumblock gefertigten Klemmkörper auf.
Der jeweils mittels der stromführenden Leiter übertragene Strom führt zu einer Erwärmung der Leiter und des Klemmkörpers. Eine besonders hohe Stromstärke resultiert zum Beispiel bei einem Kurzschluss in einem Stromkreis, zu dem der an den Klemmkörper angeschlossene Leiter gehört. Anschlussvorrichtun- gen mit einem aus einem Aluminiumblock gefertigten Klemmkörper (Aluminium- Klemmkörper) werden daher mittels eines Kurzschlusstests geprüft. Bei einem solchen Kurzschlusstest ergibt sich eine Erwärmung des Klemmkörpers entsprechend dem kurzzeitig durch den Klemmkörper fließenden Kurzschlussstrom. Diese Erwärmung führt zu einer sprunghaften Ausdehnung des Aluminium-Klemmkörpers und anschließend, nach dem Zusammenbrechen des Kurzschlussstroms, zu einer Kontraktion des Aluminium-Klemmkörpers. Diese temperaturbedingte Volumenänderung des Aluminium-Klemmkörpers ist mit dem Ausdehnungskoeffizienten von Aluminium korreliert. Dieser ist größer als zum Beispiel der Ausdehnungskoeffizient von Nickel oder Kupfer. Daraus folgt, dass sich bei einem Kurzschlusstest ein Aluminium-Klemmkörper stärker verformt als ein Klemmkörper aus Kupfer oder ein Klemmkörper aus Nickel. Die aufgrund des Kurzschlussstroms resultierende temperaturbedingte Ausdehnung des Aluminium-Klemmkörpers klingt zwar nach dem Zusammenbrechen des Kurzschlussstroms wieder ab, problematisch ist aber, dass nach dem Abklingen der temperaturbedingten Verformung die Fixierung von in den Aluminium- Klemmkörper eingeführten Leitern mittels einer oder mehrerer Klemmschrauben oftmals nicht mehr gewährleistet ist.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht entsprechend darin, einen aus Aluminium gefertigten Klemmkörper für eine Anschlussvorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, der speziell in Bezug auf eine bei hohen elektrischen Strömen resultierende temperaturbedingte Verformung angepasst ist.
Diese Aufgabe wird mittels eines aus Aluminium gefertigten Klemmkörpers mit den in Anspruch 1 spezifizierten Merkmalen gelöst. Dabei ist bezüglich des Klemmkörpers vorgesehen, dass dieser Stromdichtekonzentrationsmittel aufweist. Als Stromdichtekonzentrationsmittel fungieren dabei zum Beispiel eine spezielle Gestaltung des Volumens des Klemmkörpers und/oder eine damit einhergehende spezielle Gestaltung von dessen Oberfläche. Zusammen mit zumindest einer Klemmschraubenbohrung im Klemmkörper ergibt sich dabei vorteilhaft, dass die bei einem Stromfluss resultierende Stromdichte auf einen Bereich des Klemmkörpers unterhalb eines in der oder jeder Klemmschraubenbohrung gebildeten Innengewindes konzentriert ist. Die oder jede Klemmschraubenbohrung fungiert damit selbst als Stromdichtekonzentrationsmittel.
Als Stromdichtekonzentrationsm ittel fungiert ein Bodenbereich des Klemmkörpers oder zumindest auch ein Bodenbereich des Klemmkörpers, welcher eine gegenüber einer Wandstärke in einem Seitenbereich erhöhte Stärke aufweist. Die resultierende Stromdichtekonzentration im Bodenbereich verringert die Stromdichte in anderen Materialabschnitten des Klemmkörpers, speziell in den an die oder jede Klemmschraubenbohrung angrenzenden Materialabschnitten.
Der Vorteil des hier vorgeschlagenen Aluminium-Klemmkörpers besteht darin, dass aufgrund der als Stromdichtekonzentrationsmittel fungierenden Raumformeigenschaften des Klemmkörpers eine bei einem hohen Stromfluss, zum Beispiel aufgrund eines Kurzschlusses, resultierende starke Erwärmung des Klemmkörpers von einem Bereich mit dem Innengewinde der oder jeder Klemmschraubenbohrung ferngehalten wird. Das oder jedes derartige Innengewinde ist demgemäß von einer temperaturbedingten Verformung weniger betroffen und nach einem Abkühlen des Klemmkörpers ist die Haltekraft einer in das Innengewinde eingeschraubten Klemmschraube nach wie vor gewährleistet.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Klemmkörpers sind Gegenstand der Unteransprüche. Dabei verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin. Sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmalskombinationen der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen. Des Weiteren ist im Hinblick auf eine Auslegung der Ansprüche bei einer näheren Konkretisierung eines Merkmals in einem nachgeordneten Anspruch davon auszugehen, dass eine derarti- ge Beschränkung in den jeweils vorangehenden Ansprüchen nicht vorhanden ist.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des Klemm körpers fungieren als Stromdichtekonzentrationsm ittel zusammen mit zumindest einer im Klemmkörper eingebrachten Klemmschraubenbohrung seitliche in Längsrichtung des Klemmkörpers durchgehende Einschnürungen auf einer Höhe eines Innengewindes in der oder jeder Klemmschraubenbohrung. Die Klemmschraubenbohrung verringert die von dem jeweils fließenden Strom durchströmbare Fläche. Im Bereich einer Klemmschraubenbohrung ist der Stromfluss damit auf die seitlich angrenzenden Materialabschnitte des Klemmkörpers beschränkt und konzentriert sich auf den Bodenbereich, dessen Stärke dafür gegenüber einer Wandstärke erhöht ist. Es ist beobachtet worden, dass die seitlichen und in Längsrichtung des Klemmkörpers auf der Höhe des Innengewindes der jeweiligen Klemmschraubenbohrung verlaufenden Einschnürungen die Stromdichte in den seitlich an die oder jede Klemmschraubenbohrung angrenzenden Materialabschnitten des Klemmkörpers reduzieren. Diese werden demnach bei einem Stromfluss, auch bei einem erhöhten Stromfluss, zum Beispiel aufgrund eines Kurzschlusses, weniger stark erwärmt als andere Bereiche des Klemmkörpers. Temperaturbedingte Verformungen des Innengewindes einer Klemmschraubenbohrung und angrenzender Bereiche werden damit deutlich reduziert.
Eine weitere Ausführungsform des Aluminium-Klemmkörpers zeichnet sich durch Rippen auf zumindest einer Seitenfläche des Klemmkörpers, insbesondere auf beiden Seitenflächen des Klemmkörpers, aus. Solche Rippen erhöhen die Gesamtoberfläche des Klemmkörpers. Bei einer aufgrund eines Stromflusses resultierenden Erwärmung des Klemmkörpers wird Wärmeenergie durch Konvektion über die Oberfläche des Klemmkörpers abgegeben. Eine mittels seitlicher Rippen resultierende Erhöhung der insoweit wirksamen Oberfläche bewirkt eine schnelle Abkühlung des Klemmkörpers. Bei einer besonderen Ausführungsform eines Klemmkörpers mit seitlichen Rippen weist der Klemmkörper eine Mehrzahl paralleler und in Längsrichtung des Klemmkörpers verlaufende Rippen, insbesondere entlang der Längsachse des Klemmkörpers durchgehende Rippen, auf. Aufgrund dieser Raumform des Klemmkörpers ergibt sich bei einer aufgrund von Stromfluss resultierenden sprunghaften Erwärmung eine elastische Verformung des Klemmkörpers anstelle einer zum Beispiel bei einem rein quaderförmigen Klemmkörper zu besorgenden plastischen Verformung. Diese elastische Verformung kann man sich - gerade aufgrund der Vielzahl der in Längsrichtung des Klemmkörpers verlaufenden Rippen - bildlich wie die Bewegung einer Ziehharmonika vorstellen: Bei Erwärmung, insbesondere aufgrund von Stromfluss, dehnt sich der Klemmkörper elastisch zumindest im Wesentlichen quer zur Ausrichtung der seitlichen Rippen aus; beim anschließenden Abkühlen zieht sich der Klemmkörper plastisch und ebenfalls im Wesentlichen quer zur Ausrichtung der seitlichen Rippen wieder zusammen. Diese im Folgenden mitunter auch als Ziehharmonika-Effekt beschriebene plastische Verformung führt vorteilhaft dazu, dass keine dauerhafte Verformung des Klemmkörpers resultiert, dass dieser zum Beispiel bei einer sprunghaften Erwärmung aufgrund von Stromfluss, insbesondere einem Kurzschlussstrom, nicht reißt oder in ähnlicher Weise Schaden nimmt. Diese elastische Verformung führt darüber hinaus vorteilhaft aber auch dazu, dass in den Klemmschraubenbohrungen befindliche und an den Klemmkörper angeschlossene Leiter fixierende Klemmschrauben aufgrund der temperaturbedingten Ausdehnung und der anschließenden Kontraktion des Klemmkörpers nicht lose werden, denn die Vorzugsrichtung der temperaturbedingten Volumenänderung (Ausdehnung und Kontraktion) erfolgt quer zur Ausrichtung der seitlichen Rippen. Diese Richtung fällt mit der Hochachse der Klemmschraubenbohrungen zusammen. Der Ziehharmonika-Effekt erfasst also aufgrund seiner Hauptwirkrichtung genau die Klemmschraubenbohrungen. Diese dehnen sich mit dem Klemmkörper in Richtung der Längsachse darin befindlicher Klemmschrauben aus und ziehen sich in entgegengesetzter Richtung wieder zusammen, so dass nach dem Zusammenziehen die Klemmschraube in der Klemmschraubenbohrung und deren Gewinde wie zuvor fixiert ist. Damit ist auch gewährleistet, dass der mit der Klemmschraube fixierte Leiter nicht lose wird.
Insgesamt ist die hier vorgeschlagene Neuerung auch eine elektrische Anschlussvorrichtung der eingangs genannten Art oder allgemein eine elektrische Baugruppe mit einem Klemmkörper wie hier und im Folgenden beschrieben.
Die mit der Anmeldung eingereichten Ansprüche sind Formulierungsvorschläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Schutzes. Da speziell die Gegenstände der Unteransprüche im Hinblick auf den Stand der Technik am Prioritätstag eigene und unabhängige Erfindungen bilden können, behält die Anmelderin sich vor, diese oder noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarte Merkmalskombinationen zum Gegenstand unabhängiger Ansprüche oder Teilungserklärungen zu machen. Sie können weiterhin auch selbständige Erfindungen enthalten, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unteransprüche unabhängige Gestaltung aufweisen.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Aluminium- Klemmkörpers anhand der Zeichnung näher erläutert. Einander entsprechende Gegenstände oder Elemente sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Das oder jedes Ausführungsbeispiel ist nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung durchaus Abänderungen und Modifikationen des Klemmkörpers möglich, insbesondere solche Varianten, Elemente und Kombinationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den im allgemeinen oder speziellen Beschreibungsteil beschriebenen sowie in den Ansprüchen und/oder der Zeichnung enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Verfahrensschritten für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen, auch soweit sie Herstell- und Arbeitsverfahren betreffen.
Es zeigen
Fig. 1 einen Klemmkörper für eine elektrische Anschlussvorrichtung,
Fig. 2 eine Seitenansicht des Klemmkörpers aus Fig. 1 ,
Fig. 3 einen Schnitt durch den Klemmkörper gemäß Fig. 1 ,
Fig. 4 den Klemmkörper gemäß Fig. 1 mit Klemmschrauben
Fig. 5 einen Klemmkörper wie in Fig. 1 , aber mit zwei parallelen Leitereinführöffnungen,
Fig. 6 eine Seitenansicht des Klemmkörpers aus Fig. 5,
Fig.7 einen Schnitt durch den Klemmkörper gemäß Fig. 5 und
Fig. 8 eine elektrische Anschlussvorrichtung mit einem Klemmkörper gemäß Fig. 1 .
Die Darstellungen in Figur 1 , Figur 2, Figur 3 und Figur 4 zeigen einen Klemmkörper 10 für eine hier selbst nicht gezeigte elektrische Anschlussvorrichtung 12 (Fig. 8), zum Beispiel eine als Anschluss-, Reihen- und/oder Verteilerklemme fungierende Anschlussvorrichtung 12. Grundsätzlich kommt der Klemmkörper 10 auch zur Verwendung in elektrischen Baugruppen allgemeiner Art, zum Beispiel einem Schütz, einem Motorschutzschalter und dergleichen, in Betracht. Der Klemmkörper 10 ist aus Aluminium gefertigt, so dass es sich um einen Aluminium-Klemmkörper 10 handelt. Der Aluminium-Klemmkörper 10 wird im Folgenden kurz weiterhin als Klemmkörper 10 bezeichnet. Das Material, aus dem der Klemmkörper 10 gefertigt ist, nämlich Aluminium, ist aber stets mitzulesen.
Die Darstellung in Figur 1 zeigt eine isometrische Ansicht einer Ausführungsform eines Klemmkörpers 10. Die Darstellung in Figur 2 zeigt den Klemmkörper 10 in einer Seitenansicht und die Darstellung in Figur 3 zeigt einen Querschnitt durch den Klemmkörper 10. Der Klemmkörper 10 weist in zumindest einer Stirnseite 14 eine zentrale, axiale Leitereinführöffnung 16 auf. Bei der gezeigten Ausführungsform schließt an die Leitereinführöffnung 16 ein durchgehender Leitereinführkanal an, d.h. der Leitereinführkanal ist an beiden Stirnseiten 14 des Klemmkörpers 10 mit jeweils einer Leitereinführöffnung 16 offen und zugänglich. Zum Fixieren eines in die Leitereinführöffnung 16 eingeführten und hier nicht gezeigten Leiters sind in an sich bekannter Art und Weise ebenfalls nicht gezeigte Klemmschrauben vorgesehen. Die Klemmschrauben werden in quer zur Längsachse des Klemmkörpers 10 in diesen eingebrachte Klemmschraubenbohrungen 18 und ein dort gebildetes Innengewinde eingeführt. Bei der Darstellung in Figur 3 verläuft die Schnittebene axial und mittig entlang einer solchen Klemmschraubenbohrung 18. Die Darstellung in Figur 4 zeigt den Klemmkörper 10 mit in den Klemmschraubenbohrungen 18 befindlichen
Klemmschrauben 18'.
Auf seiner Außenoberfläche weist der Klemmkörper 10 in den beiden an die Stirnflächen 14 angrenzenden Seitenflächen 20 (siehe Fig. 2) Rippen 22 auf. Diese führen zu einer Vergrößerung der Außenoberfläche des Klemmkörpers 10 und bewirken eine schnellere Abkühlung des Klemmkörpers 10 nach einer durch einen Stromstoß, zum Beispiel einen Kurzschlussstrom, hervorgerufenen Erwärmung.
Die Rippen 22 verlaufen bei der gezeigten Ausführungsform in Längsrichtung des Klemmkörpers 10. Damit ergeben sich - wie dies besonders gut in der Seitenansicht gemäß Figur 2 oder in der Schnittdarstellung gemäß Figur 3 erkennbar ist - entlang der Höhe des Klemmkörpers 10 und zu beiden Seiten der Lei- tereinführöffnung 16 Bereiche mit unterschiedlichen Materialstärken. Im Bereich einer Rippe 22 herrscht die größte Materialstärke vor. Oberhalb und unterhalb einer jeden Rippe 22 befindet sich entsprechend ein Bereich geringerer Materialstärke. Bei einer aufgrund eines Stromflusses resultierenden Erwärmung des Klemmkörpers 10 führen diese unterschiedlichen Materialstärken zu einer lokal unterschiedlichen Erwärmung: Bereiche geringerer Materialstärke werden stärker erwärmt als Bereiche mit erhöhter Materialstärke. Die den Bereichen mit unterschiedlicher Materialstärke zugrunde liegende Rippenstruktur des Klemmkörpers 10 führt beim Erwärmen und beim anschließenden Abkühlen zu einem „Ziehharmonika-Effekt".
Oberhalb der Leitereinführöffnung 16 und unterhalb einer Oberkante weist der Klemmkörper 10 in beiden Seitenflächen 20 jeweils eine in Längsrichtung verlaufende, durchgehende Einschnürung 24 auf. Diese Einschnürung 24 führt zusammen mit den Klemmschraubenbohrungen 18 bei einem Stromfluss durch den Klemmkörper 10 und auch bei einem zum Beispiel aufgrund eines Kurzschlusses erhöhten Stromfluss zu einer definierten Stromdichteverteilung im Klemmkörper 10. Die beidseitige Einschnürung 24 fungiert demnach zusammen mit den Klemmschraubenbohrungen 18 als Mittel zur Konzentration der Stromdichteverteilung (Stromdichtekonzentrationsmittel) im Bereich unterhalb der Klemmschraubenbohrungen 18.
Die resultierende definierte Stromdichteverteilung bewirkt, dass die Erwärmung des Klemmkörpers 10 aufgrund des Stromflusses auf die seitlich an die Leitereinführöffnung 16 angrenzenden Bereiche (Seitenbereiche 26) sowie einen gegenüber den Seitenbereichen 26 verstärkten Bodenbereich 28 des Klemmkörpers 10 mit erhöhter Materialstärke konzentriert ist, so dass der verstärkte Bodenbereich 28 ebenfalls als Stromdichtekonzentrationsmittel fungiert und zur Stromdichtekonzentration wirksam ist. Dadurch bedingt kommt es zu einer geringeren Erwärmung des Klemmkörpers 10 im Bereich der in den Klemmschraubenbohrungen 18 gebildeten Innengewinde. Die Halterung der Klemmschrauben 18' in den Innengewinden bleibt demnach auch nach einer ström- flussbedingten Erwärmung und einer anschließenden Abkühlung des Klemmkörpers 10 erhalten.
Bei der gezeigten Ausführungsform des Klemmkörpers 10 fungiert als
Stromdichtekonzentrationsmittel ergänzend und optional auch zumindest eine quer zur Längserstreckung des Klemmkörpers 10 verlaufende Ausnehmung 30 (Freimachung im Klemmkörper 10). Diese durchdringt den Klemmkörper 10 quer zu dessen Längserstreckung von einer Seite bis zur anderen Seite, um- fasst in etwa die halbe Höhe des Klemmkörpers 10 und reicht zumindest nicht bis in den durchgehenden Bodenbereich 28. Die Ausnehmung ist außerdem zum Einführen einer als Durchsteckschutz fungierenden Sperre vorgesehen, insbesondere einer Sperre, die an ein Gehäuseteil der Anschlussvorrichtung 12 angeformt ist. Insoweit wird auf die parallele Anmeldung DE 20 2016 100 466.7 vom 30.01 .2016 mit dem Titel„Elektrische Anschlussvorrichtung" verwiesen, deren kompletter Offenbarungsgehalt mit diesem Hinweis als in die vorliegende Anmeldung aufgenommen gelten soll.
Ohne eine solche Konzentration des Stromflusses wäre eine stromflussbeding- te starke Ausdehnung auch im Bereich der Innengewinde die Folge. Dort eingeschraubte Klemmschrauben 18' erwärmen sich aufgrund der Grenzschicht zwischen dem Innengewinde im Klemmkörper 10 und dem Außengewinde der Klemmschraube nicht so stark oder zumindest nicht so schnell . Die unterschiedliche Wärmeausdehnung führt zu starken mechanischen Spannungen im Material, also sowohl im Klemmkörper 10 wie auch im Gewindeschaft der Klemmschraube. Dadurch kann es zu vorzeitiger Materialermüdung und zu Rissen im Klemmkörper 10 sowie in einer oder mehreren Klemmschrauben 18' kommen. Risse im Klemmkörper 10 führen zum Beispiel zu einer Ungleichverteilung der Stromdichte im Klemmkörper 10 und bei späteren Kurzschlusssituationen und einem entsprechenden Stromfluss zu einer resultierenden Ungleichverteilung der Erwärmung des Klemmkörpers 10. Dies wiederum kann einerseits zu einer Überschreitung von Temperaturgrenzwerten und andererseits zu einer Zerstörung des Klemmkörpers 10 führen. Eine Einhaltung von Tempera- tu rg renzwerten auch bei Ausnahmesituationen wie einem Kurzschluss ist wichtig, damit Brandgefahren vermieden werden.
Die Darstellungen in Figur 5, Figur 6 und Figur 7 zeigen eine Ausführungsform eines Klemmkörpers 10 mit zwei parallelen, durchgehenden Leitereinführkanälen. Die oben anhand der Darstellung in Figur 1 , Figur 2, Figur 3 und Figur 4 für die dortige„einpolige" Variante des Klemmkörpers 10 (Klemmkörper 10 mit beidseitig jeweils einer Leitereinführöffnung 16 und einem einzelnen Leitereinführkanal) gemachten Ausführungen gelten für diese Ausführungsform und für Ausführungsformen mit weiteren parallelen Leitereinführkanälen entsprechend. Zum Erhalt einer beidseitigen Einschnürung 24 auf der Höhe der Innengewinde der Klemmschraubenbohrungen 18 ist der„zweipolige" Klemmkörper 10 mittig geschlitzt. Unterhalb des Schlitzes 32 befindet sich ein beiden Leitereinführöffnungen 16 gemeinsamer Seitenbereich 26, der bei einem zwei- oder mehrpoligen Klemmkörper 10 ebenfalls als Stromdichtekonzentrationsmittel fungiert . In den Seitenflächen des Schlitzes 32 befinden sich zwei innere Einschnürungen 24, von denen jede mit jeweils einer äußeren Einschnürung 24 einen Innengewindeabschnitt der Klemmschraubenbohrungen 18 einschließt. Auch diese Einschnürungen 24 fungieren zusammen mit den Klemmschraubenbohrungen 18 als Stromdichtekonzentrationsm ittel.
Abschließend zeigt die Darstellung in Figur 8 als Beispiel für eine Anschlussvorrichtung 12 der eingangs genannten Art eine sogenannte Reihenklemme mit einem Klemmkörper 10 gemäß der in den Figuren 1 bis 4 gezeigten Ausführungsform. Ein Gehäuse der Reihenklemme ist teilweise geschnitten gezeigt, so dass der im Innern des Gehäuses platzierte Klemmkörper 10 erkennbar ist.
Damit lässt sich die hier vorgelegte Beschreibung kurz wie folgt zusammenfassen: Es werden ein Aluminium-Klemmkörper 10 für eine elektrische Anschlussvorrichtung 12 und eine Anschlussvorrichtung 12 mit einem Aluminium- Klemmkörper 10 angegeben, wobei sich der Aluminium-Klemmkörper 10 durch als Stromdichtekonzentrationsmittel fungierende Raumformeigenschaften aus- zeichnet, zum Beispiel seitliche Einschnürungen 24 auf einer Höhe eines Innengewindeabschnitts in der oder jeder Klemmschraubenbohrung 18 und/oder einen verstärkten Bodenbereich 28.
Bezugszeichenliste
10 Klemmkörper / Aluminium-Klemmkörper
12 elektrische Anschlussvorrichtung
14 Stirnseite
16 Leitereinführöffnung
18 Stromdichtekonzentrationsmittel, Klemmschraubenbohrung
18' Klemmschraube
20 Seitenfläche
22 Rippe
24 Stromdichtekonzentrationsmittel, Einschnürung
26 Seitenbereich
28 Stromdichtekonzentrationsmittel, Bodenbereich
30 Stromdichtekonzentrationsm ittel, Ausnehmung
32 Schlitz

Claims

Schutzansprüche
1 . Aluminium-Klemmkörper (10) für eine elektrische Anschlussvorrichtung (12), gekennzeichnet durch Stromdichtekonzentrationsm ittel (18, 24, 28, 30), wobei als Stromdichtekonzentrationsmittel (18, 24, 28, 30) zumindest auch ein Bodenbereich (28) mit einer gegenüber einer Wandstärke in einem Seitenbereich (26) erhöhten Stärke fungiert.
2. Aluminium-Klemmkörper (10) nach Anspruch 1 , wobei als Stromdichtekonzentrationsm ittel (18, 24, 28, 30) zusammen mit zumindest einer im Klemmkörper (10) eingebrachten (18) Klemmschraubenbohrung (18) seitliche in Längsrichtung des Klemmkörpers (10) durchgehende Einschnürungen (24) auf einer Höhe eines Innengewinde in der oder jeder Klemmschraubenbohrung (18) fungieren.
3. Aluminium-Klemmkörper (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei als
Stromdichtekonzentrationsm ittel (18, 24, 28, 30) zusammen mit zumindest einer im Klemmkörper (10) eingebrachten Klemmschraubenbohrung (18) zumindest eine quer zur Längserstreckung des Klemmkörpers (10) verlaufende Ausnehmung (30) fungiert.
4. Aluminium-Klemmkörper (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit Rippen (22) auf zumindest einer Seitenfläche des Klemmkörpers (10).
5. Aluminium-Klemmkörper (10) nach Anspruch 4, mit einer Mehrzahl paralleler und in Längsrichtung des Klemmkörpers (10) verlaufender Rippen (22).
6. Elektrische Anschlussvorrichtung (12) mit einem Klemmkörper (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche.
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