DE102005058307A1

DE102005058307A1 - Elektrische Anschlussklemme

Info

Publication number: DE102005058307A1
Application number: DE102005058307A
Authority: DE
Original assignee: Wago Verwaltungs GmbH
Current assignee: Wago Verwaltungs GmbH
Priority date: 2005-12-07
Filing date: 2005-12-07
Publication date: 2007-06-14

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Anschlussklemme mit einem Isolierstoffgehäuse und mindestens einem Federkraftklemmanschluss für den Anschluss eines elektrischen Leiters an eine in dem Isolierstoffgehäuse der Klemme angeordnete Stromschiene. Der Federkraftklemmanschluss ist als Käfigzugfeder ausgebildet, dem ein Betätigungselement zugeordnet ist. Es wird vorgeschlagen, das Betätigungselement zylindrisch auszuführen und mit einem Außengewinde zu versehen und oberhalb des Schnittpunktes bzw. Übergangs von Klemmschenkel und Kraftschenkel in axialer Richtung auf den Klemmschenkel anzuordnen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Elektrische Anschlussklemme mit einem Isolierstoffgehäuse und mindestens einem Federkraftklemmanschluss für den Anschluss eines elektrischen Leiters an eine in dem Isolierstoffgehäuse der Klemme angeordneten Stromschiene, wobei der Federkraftklemmanschluss als Käfigzugfeder ausgebildet ist, bestehend aus einem Klemmschenkel, der eine Ausnehmung aufweist, durch die sich die Stromschiene hindurcherstreckt und einem Anlageschenkel, der auf der Stromschiene eine Anlage findet und ebenfalls durch die Ausnehmung ragt, sowie einen beide Schenkel verbindenden Kraftschenkel und einem Betätigungselement, welches in dem Isolierstoffgehäuse der Käfigzugfeder angeordnet ist.

Elektrische Anschlussklemmen, insbesondere Schraubklemmen besitzen die Fähigkeit mit hohen Stromstärken belastbar zu sein und sind daher für den Anschluss grosser Leitungsquerschnitte geeignet. Es gibt sie nicht nur mit Schraubklemmanschlüssen, sondern auch mit Federkraftklemmanschlüssen, wobei die notwendigen hohen Klemmkräfte im Stand der Technik durch Verstärkung der Klemmanschlüsse bei üblichen Stromklemmen erreicht werden. Da diese Klemmen in der Regel manuell betätigt werden, um ihre Öffnung oder Schliessung zu erreichen, sind ihrer komfortablen Bedienung durch die auftretenden Klemmkräfte Grenzen gesetzt. Insbesondere bei Käfigzugfedern ist für den Hub bzw. für die Kraft, die mit einem herkömmlichen Schraubendreher durch Einstecken zu ihrer Betätigung erreicht werden kann, eine Grenze für Leitungen über einem Querschnitt von 35 qmm zu sehen. Ohne entsprechende Unterstützung von Übersetzungen wäre hier der erforderliche Kraftaufwand für grössere Querschnitte nicht zu realisieren.

Eine andere bekannte Art der Federkraftklemmung ist die des Zugbügelanschlusses, der mit vorgespannten zylindrischen Druckfedern arbeitet, welche im Zugbügel eingebaut sind und das untere Ende des Zugbügels gegen die Unterseite einer Stromschiene zieht, so dass ein dort eingeführter Leiter gegen die Unterseite der Stromschiene verklemmt wird. Trotz Unterstützung beim Öffnen der Klemme durch ein Vorschub-Gewinde sind die Kräfte immer noch so hoch, dass ein spezielles Schraubwerkzeug (Imbusschlüssel) erforderlich ist, um die Klemmkräfte bei Öffnung des Klemmverschlusses komfortabel zu gestalten. Ein weiterer Nachteil dieser Klemme ist, dass sie mit ihrer ausladenden Bauweise nur für einen bestimmten Bereich von Anschlussquerschnitten geeignet ist. Die große Anzahl von Einzelbauteilen macht diese Klemme auch in ihrer Herstellung unwirtschaftlich.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine elektrische Anschlussklemme mit Federkraftklemmanschluss zu entwickeln, die die Vorteile von Schraubklemmen und Käfigzugfederklemmen vereint, wobei die Klemmstellen auch für höhere Federkräfte lediglich mit einem normalen Schraubendreher manuell zu betätigen sind, so dass die Bauweise für ein breites Spektrum verschiedenster Leiterquerschnitte anwendbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Merkmale des 1. Anspruchs gelöst bzw. durch die abhängigen Unteransprüche in vorteilhafter Weise ausgebildet.

Gemäss dem ersten Aspekt der Erfindung ist das Betätigungselement zylindrich ausgeführt und mit einem Aussengewinde versehen. Es ist oberhalb des Schnittpunktes bzw. Übergangs von Klemmschenkel und Kraftschenkel in axialer Richtung auf dem Klemmschenkel angeordnet. Dadurch bleiben die Vorteile von herkömmlichen Schraub- bzw. Kafigzugfederklemmen erhalten. Dies wären ein schmaler Aufbau, quer zur Tragschiene verlaufend, und Betätigung rechtwinklig zur Leitereinführrichtung. Die erhöhten Klemmkräfte sind bei einer Käfigzugfeder dank der Übersetzung mittels akzeptabeler Drehkräfte des Betätigungselements mit normalem Schraubendreher zu händeln.

In einer weiteren vorteilhaften Gestaltung der Erfindung ist das Gewinde des Betätigungselements als mehrgängiges Bewegungsgewinde ausgebildet, und nach Anspruch 3 ist für die Öffnung der Käfigzugfeder ein Drehwinkel des Betätigungselements erforderlich, der lediglich kleiner 180° und grösser 90° ist. Durch die Verteilung der Spannkräfte auf mehrere Gewindegänge ist eine Belastung auf mehrere Teilflächen gegeben, was einem vorzeitigen Verschleiss der Gewindegänge entgegenwirkt. Gleichzeitig erlaubt der geringe Drehwinkel eine sehr vorteilhafte Handhabung des Schraubendrehers bei der Öffnung der Klemmfeder, ohne das nachgefasst werden muss. Der Monteur ist in der Lage, mit der einen Hand über den Schraubendreher die Klemme offenzuhalten, während er mit der anderen Hand die Leitung einsteckt.

Ein wesentlicher Vorteil für den Zusammenbau der Klemme ergibt sich gemäss Anspruch 4, in dem das komplementäre Innengewinde zur Aufnahme des Betätigungselements als zweischaliges Gehäuse und somit zweischaliges Gewinde gefertigt ist. Ausserdem erlaubt diese Gestaltung die Verwendung herkömmlicher, unkomplizierter Spritzgiesswerkzeuge, die die Kosten niedrig halten.

Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung befindet sich im Gehäuse über der Stirnseite des Betätigungselements eine Durchstecköffnung für ein Schraubendreher, die im Durchmesser mindestens dem Schraubendreher entspricht, aber kleiner als der Aussengewindedurchmesser ist. Dadurch wird das Betätigungselement in seiner Bewegung nach oben begrenzt, und es besteht gleichzeitig ein Verlierschutz für das Betätigungsteil. Durch die Öffnung im Gehäuse ist der für die Betätigung nach Anspruch 5 vorgesehene Schraubendreher in einen in der Stirnseite des Betätigungselements befindlichen Hohlraum steckbar.

Von besonderer Bedeutung für die Einhaltung der Kriech- und Luftstrecken ist die Ausführungsform gemäss Anspruch 7, bei der der Klemmschenkel mit seinem freien Ende bei maximaler Öffnung der Käfigzugfeder von einer Fangtasche umgeben ist. Dabei trägt je eine Gehäusehälfte eine Fangtasche und wirkt gleichzeitig als Führungszapfen beim Zusammenstecken.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
1 die perspektivische Seitenansicht in eine offene Gehäusehälfte einer Durchgangsklemme mit eingesetzten Käfigzugfederklemmen und Betätigungselementen
2 eine separate Darstellung der Käfigzugfeder mit dem aufgesetzten Betätigungselement in Seitenansicht
In 1 ist eine offene Isolierstoffgehäusehälfte 1 einer Durchgangsklemme mit eingesetzter Stromschiene 2 dargestellt. Auf den Enden 17 der Stromschiene 2 befindet sich jeweils eine aufgerastete Käfigzugfeder 3. Oberhalb beider Käfigzugfedern 3 befindet sich jeweils ein Betätigungselement 4, in dessen zylindrischer Mantelfläche Gewindeprofile 5 eines viergängigen Bewegungsgewindes angeformt sind. Die Käfigzugfeder 3 setzt sich, wie aus 2 ersichtlich aus einem Auflageschenkel 6, einem Kraftschenkel 7 und einem Klemmschenkel 8 zusammen. Unmittelbar im Übergang bzw. im Schnittpunkt von Kraftschenkel 7 und Klemmschenkel 8 sitzt mit seiner unteren Stirnseite 9 das Betätigungselement 4 auf. Eine in der oberen Stirnseite 10 des Betätigungselements 4 befindlicher Hohlraum 11 ist zur Aufnahme eines Schraubendrehers 12 vorgesehen. In Verlängerung des Klemmschenkels 8 nach unten sind aus 1 ersichtlich Fangtaschen zur Aufnahme des Klemmschenkelendes 16 vorgesehen, die der Minimierung von Luft- und Kriechstrecken dienen. Die zweite Fangtasche 15 ist in einer nicht dargestellten zweiten Isolierstoffgehäusehälfte 1 angeformt. Auf der offenen Seite der Gehäusehälfte 1 befinden sich weiterhin Führungszapfen 13 und Verrastzapfen 14, die der festen Verbindung beider Gehäusehälften 1 dienen. Ein gesteckter Leiter ist mit 18 bezeichnet.
Um bspw. den Leiter 18 auf der Durchgangsklemme, die auf einer Montageschiene geklemmt sein kann zu montieren, ist folgender Ablauf denkbar. Der Monteur steckt den Schraubendreher 12 mit einer Hand in den Hohlraum 11 des Betätigungselements 4 und verdreht diesen etwa um eine halbe Umdrehung. Damit drückt das Betätigungselement 4 mit seiner unteren Stirnfläche 9 auf den Übergang zwischen Kraftschenkel 7 und Klemmschenkel 8 der Käfigzugfeder 3. Infolgdessen senkt sich der Klemmschenkel 8 soweit ab, dass sein Ende 16 in die Fangtasche 15 eintaucht und gleichzeitig ein Einsteckfenster für den Leiter 18 freigibt. Nach Einstecken des Leiters 18 gibt der Monteur die Verdrehung am Betätigungselement frei, so dass ein Rückstellmoment der Käfigzugfeder 3 nach oben auf das Betätigungselement 4 wirkt und letzteres annähernd (reduziert um die Dicke des Leiters 18) wieder in die Ausgangsstellung zurück dreht. Wesentlich hierbei ist, dass der gasamte Betätigungsvorgang bei einem sehr moderaten Kraftaufwand der Drehkräfte für den Monteur abläuft.

1: Isolierstoffgehäusehälfte
2: Stromschiene
3: Käfigzugfeder
4: Betätigungselement
5: Gewindeprofile
6: Auflageschenkel
7: Kraftschenkel
8: Klemmschenkel
9: untere Stirnseite
10: obere Stirnseite
11: Hohlraum
12: Schraubendreher
13: Führungszapfen
14: Verrastzapfen
15: Fangtaschen
16: Klemmschenkelende
17: Enden
18: Leiter

Claims

Elektrische Anschlussklemme, – mit einem Isolierstoffgehäuse und mindestens einem Federkraftklemmanschluss für den Anschluss eines elektrischen Leiters an eine in dem Isolierstoffgehäuse der Klemme angeordneten Stromschiene, – der Federkraftklemmanschluss ist als Käfigzugfeder ausgebildet, bestehend aus einem Klemmschenkel, der eine Ausnehmung aufweist, durch die sich die Stromschiene hindurcherstreckt und einem Anlageschenkel, der auf der Stromschiene eine Anlage findet und ebenfalls durch die Ausnehmung ragt, sowie einen beide Schenkel verbindenden Kraftschenkel, – und einem Betätigungselement, welches in dem Isolierstoffgehäuse der Käfigzugfeder angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, – dass das Betätigungselement 4 zylindrisch ausgeführt und mit einem Aussengewinde versehen ist und oberhalb des Schnittpunktes bzw. Übergangs von Klemmschenkel 8 und Kraftschenkel 7 in axialer Richtung auf den Klemmschenkel 8 angeordnet ist.
Elektrische Anschlussklemme, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, – dass das Gewinde des Betätigungselements 4 ein- oder mehrgängig ausgeführt ist.
Elektrische Anschlussklemme, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, – dass der notwendige Drehwinkel des Betätigungselements 4 zur Öffnung der Käfigzugfeder 3 kleiner 180° und grösser 90° ist.
Elektrische Anschlussklemme, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, – dass sich das komplementäre Innengewinde zum Betätigungselement 4 in einem zweischalig aufgebauten Isolierstoffgehäuse 1 befindet.
Elektrische Anschlussklemme, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, – dass sich in der oberen Stirnseite 10 des Betätigungselements 4 ein Hohlraum 11 zur Aufnahme eines Schraubendrehers 12 befindet.
Elektrische Anschlussklemme, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, – dass sich im Gehäuse über der Stirnseite des Betätigungselements eine Durchstecköffnung für ein Schraubendreher 12 befindet, die im Durchmesser mindesten dem Schraubendreher 12 entspricht, aber kleiner als der Aussengewindedurchmesser ist.
Elektrische Anschlussklemme, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, – dass der Klemmschenkel 8 mit seinem freien Ende 16 bei maximaler Öffnung der Käfigzugfeder 3 von einer Fangtasche 15 umgeben ist