DE2304629C3 - Reihenklemme, insbesondere Schaltanlagen-Reihenklemme - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Reihenklemme, insbesondere Schaltanlagen-Reihenklemme, bestehend au« einem Isolierkörper, gegebenenfalls mit einem ange formten Montagefuß, aus zumindest zwei Anschlußkör pern zum Anschließen elektrischer Leiter und au« einem Schaltglied zum galvanischen Verbinden der Anschlußkörper, bei der zumindest ein Anschlußkörpei ein Kontaktelement aufweist, das Schaltglied mit zumindest einem Kontaktflächen aufweisenden gabelförmigen Federelement versehen ist und das Federelement mit seinen Kontaktflächen federnd das Kontaktelement des Anschlußkörpers umfaßt. Reihenklemmen dieser Art werden auch als Trennklemmen bezeichnet, weil der über eine solche Reihenklemme geführte Stromkreis mit Hilfe des Schaltgliedes auftrennbar ist.

Bei bekannten Reihenklemmen der eingangs be schriebenen Art (vgl. die eingetragenen Unterlagen des DT-Gbm 1 924 454) handelt es sich bei dem gabelförmigen Federelement des Schaltgliedes um ein solches, bei dem die Federkraft durch eine Biegung erzeugt worden ist und die Kontaktflächen des Federelementes, insgesamt zwei, einerseits an den ersten Anschlußkörper· und andererseits an dem zweiten Anschlußkörper zur Anlage kommen. Diese Reihenklemmen sind zwar fertigungstechnisch relativ günstig zu realisieren und erlauben eine einfache Handhabung, die Ausgestaltung des Federelements genügt jedoch nicht immer den ge stellten elektrotechnischen Anforderungen, und zwar aus folgenden Gründen:

In bestimmten Stromkreisen, in denen Reihenklemmen der in Rede stehenden Art, also Trennklemmen, eingesetzt werden, kommt es darauf an, daß der Übergangswiderstand der eingesetzten Reihenklemmen einerseits relativ gering ist, andererseits aber — und dem kommt ganz besondere Bedeutung zu — weitgehend konstant is.t, und zwar auch dann, wenn mit Hilfe des Schaltgliedes der in Rede stehenden Reihenklemmen der Stromkreis häufig geöffnet und wieder geschlossen worden ist. Reihenklemmen der in Rede stehenden Art werden z. B. in großen Stückzahlen in Meß,- Steuer- und Regelkreisen von Kraftwerken, auch von Kernkraftwerken, eingesetzt, wo bereits relativ geringfügige Abweichungen des Übergangswiderstandes der verwendeten Reihenklemmen nach einer Betätigung des Schaltgliedes dazu führen, daß z. B. ein Kraftwerksblock vom Verbundnetz getrennt wird, wenn nämlich dadurch, daß der Übergangswiderstand einer Reihenklemme in einem Stromkreis größer geworden ist, ein Fehler im Kraftwerksblock oder im Verbundnetz vorgetäuscht wird.

Daß bei den bekannten Reihenklemmen der eingangs beschriebenen Art den gestellten elektrotechnischen Anforderungen nicht hinreichend entsprochen werden kann, liegt vor allem daran, daß die Erzeugung der Federkraft der Federelemente durch eine Biegung nicht optimal ist. Einerseits weisen die eingesetzten Schaltglieder nicht hinreichend genau übereinstimmen-

de Federelemente auf, wenn ζ. B. die Härte und/oder die Dicke des verwendeten Materials schwankt Andererseits kann aber auch bei gleichen Federelementen von Mal zu Mal der Federweg unterschiedlich sein, wenn z. B. durch nicht vermeidbare Fertigungstoleranzen der Abstand der Anschlußkörper, zwischen die das Federelement des Schaltgliedes zu bringen ist, sich ändert; hinzu kommt noch, daß sich bei ein und derselben Reihenklemme durch starke Erschütterungen, z. B. durch versehentliche Stöße an das Schaltglied, der Abstand der Anschlußkörper zueinander ändern kann.

Weiter sind als Trennklemmen ausgeführte Reihenklemmen bekannt {vgl. die eingetragenen Unterlagen des DT-Gbm 1 873 195), bei denen das Schaltgiied mit einem messerförmigen Kontaktstück, nicht jedoch mit einem Federelement versehen ist. Bei diesen Reihenklemmen sind vielmehr die Kontaktelemente der Anschlußkörper mit Federelementen versehen, und zwar mit gabelförmigen bzw. U-förmigen Federelementen. Es handelt sich insoweit um eine Umkehrung der Lehre, die bei den zuerst beschriebenen Reihenklemnien verwirklicht ist.

Im übrigen sind als Trennklemmen ausgeführte Reihenklemmen bekannt (vgl. die DT-AS 1 067 907 und 1 087 660), bei denen das Schaltglied 2 mit einer Klemmschraube gegeneinander und gegen kragarmartige Verlängerungen der Anschlußkörper spannbare Klemmstücke aufweist. Bei diesen Reihenklemmen lassen sich zwar theoretisch leichter definierte Übergangswiderstände erzielen als bei den zuvor beschriebenen Reihenklemmen. Einerseits ist jedoch häufig die Notwendigkeit unerwünscht, zur Betätigung des Schaltgliedes eine Klemmschraube lösen und wieder anziehen zu müssen, andererseits können durch unterschiedlichen und nachlässigen Anzug der Klemmschraube erhebliche Schwankungen im Kontaktdruck und damit im Übergangswiderstand entstehen.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die eingangs beschriebene, als Trennklemme ausgeführte Reihenklemme so auszugestalten und weiterzubilden, daß unter Beibehaltung einer wenig aufwendigen Fertigung und einer einfachen Betätigung ein geringer und vor allem zeitlich weitgehend konstanter Übergangswiderstand erzielt wird.

Die erfindungsgemäße Reihenklemme, bei der die zuvor aufgezeigte Aufgabe gelöst wird, ist dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement des Schaltglieds eben ausgeführt und durch Schneiden hergestellt ist. Erfindungsgemäß werden also als Bestandteile der Schaltglieder Federelemente verwendet, die ihre Federkraft nicht aus einer Biegung erhalten haben. Vielmehr sind solche Federelemente vorgesehen, denen eine Federkraft im Zuge der Fertigung gar nicht aufgeprägt wird, bei denen nämlich das Federelement erst im Zusammenwirken mit dem Kontaktelement des zugeordneten Anschlußkörpers die Federkraft erzeugt. Dabei ist nicht, wie bei der bekannten Reihenklemme, von der die Erfindung ausgeht, die räumliche Zuordnung der beiden Anschlußkörper und die Geometrie des Federelements für die wirksame Federkraft maligebend, vielmehr wird die Federkraft — in weiten Grenzen unabhängig von der räumlichen Zuordnung der Anschlußkörper — durch die Geometrie und die Abmessungen der Federelemente und der Kontaktelemente bestimmt, also durch Kriterien, die von Montagetoleranzen unabhängig sind. Die die Federkraft des Federelements und damit den Übergangswiderstand der erfindungsgemäßen Reihenklemme bestimmenden Abmessungen lassen sich mit extrem geringen Fertigungstoleranzen realisieren, wenn die Federelemenu und gegebenenfalls auch die Kontaktelemente durch. Schneiden, vorzugsweise durch sogenanntes Fein schneiden, hergestellt werden. Gerade bei der Anwendung des sogenannten Feinschneidens erhält man Kon taktflächen, die praktisch bruchfrei sind. Im Ergebnis liegen bei der erfindungsgemäßen Reihenklemme gleichsam sich scheuernd oder schabend unter Feder kraft berührende Kontaktflächen vor, die einen gerin gen und zeitlich weitgehend konstanten Übergangs widerstand gewährleisten.

Vorstehend ist die erfindungsgemäße Reihenklemme dahingehend beschrieben worden, daß das Schaltgliec mit zumindest einem Kontaktflächen aufweisenden ga belförmigen Federelement versehen ist und das Feder element mit seinen Kontaktflächen federnd dai Kontaktelement des Anschlußkörpers umfaßt Zu dei Lehre der Erfindung, und zwar unmittelbar gegen ständlich, gehört auch die Umkehrung der Gestalt, daC zumindest ein Anschlußkörper mit zumindest einerr Kontaktflächen aufweisenden gabelförmigen Federele ment versehen ist, das Schaltglied mit starren Kontakt elementen ausgerüstet ist und das Federelement mi seinen Kontaktflächen federnd das Kontaktelemen des Schaltgliedes umfaßt.

Im einzelnen gibt es verschiedene Möglichkeiten, di( erfindungsgemäßc Reihenklemme auszugestalten um weiterzubilden, was im folgenden nur beispielhaft er läutert werden soll.

Das Federelement des Schaltgliedes kann hinsieht lieh seiner geometrischen Form ganz unterschiediicl ausgeführt sein. Handelt es sich bei der in Rede stehen den Reihenklemme um eine solche, die selbst symme trisch aufgebaut ist, so wird man zweckrnäßigerweis« auch das Federelement symmetrisch ausführen. Mar kann jedoch auch das Federelement nur an einer Seit« mit den Kontaktflächen versehen und mit der anderer Seite kraft-, form- oder stoffschlüssig an einen An schlußkörper anschließen, wobei dann nur der andere Anschlußkörper ein dem Federelement zugeordnete! Kontaktelement aufweist. Im übrigen empfiehlt es sich zumindest einer Hälfte des Federelements — wenn da; Federelement symmetrisch ausgeführt ist, zweckmä ßigerweise beiden Hälften — in etwa die Form einei Stimmgabel zu geben, wobei die Kontaktflächen so wohl innen als auch — für die weiter oben erläutert* Umkehrung — außen vorgesehen sein können.

Bisher ist immer ausgeführt worden, daö das Schalt glied zumindest ein ebenes Federelement aufweist Zweckmäßigerweise wird man das Schaltglied jedocl mit mehreren, übereinander angeordneten Federele menten versehen, so daß sich der Gesamtquerschnit der Kontaktflächen aus den Teilquerschnitten der Kon taktflächen der einzelnen Federelemente zusammen setzt. Dabei empfiehlt es sich, das Schaltglied mit einen die Federelemente paketartig zusammenhaltenden Be tätigungselement aus elektrisch nicht leitendem Mate rial zu versehen, wobei dieses Betätigungselement vor zugsweise die Federelemente mit Spiel umfaßt. Bei die ser Ausführungsform haben also die einzelnen Feder elemente die Möglichkeit, sich gegeneinander zu ver schieben, so daß bei einer eventuellen Verkantung zwi sehen den Anschlußkörpern und dem Schaltglied dii einzelnen Federelemente sich gleichwohl der Lage de zugeordneten Kontaktelemente anpassen können. In übrigen empfiehlt es sich, bei der zuletzt beschriebenei Ausführungsform der erfindungsgemäßen Reihenklem

me das Betätigungselement mit Rastelementen zur Begrenzung der Schaltbewegung zu versehen, so daß definierte Stellungen des Schaltgliedes verwirklicht werden können.

Auch hinsichtlich der Ausgestaltung der mit den Federelementen zusammenwirkenden Kontaktelemente gibt es eine Mehrzahl von Möglichkeiten. Zumindest wird man die Kontaktelemente mit besonderen Kontaktflächen versehen, die den Kontaktflächen der Federelemente zugeordnet sind. Vorteilhafter ist es jedoch, die Kontaktelemente mit den Kontaktflächen der Federelemente zugeordneten Kontaktlinien zu versehen, wobei diese Kontaktlinien zweckmäßigerweise unter einem Winkel, vorzugsweise einem Winkel von etwa 90°, zur Verschiebungsrichtung des Schaltgliedes verlaufen. Dadurch tritt bei jeder Relativbewegung zwischen dem Schaltglied und dem Anschlußkörper im Bereich »Kontaktfläche der Federelemente« — »Kontaktlinien der Kontaktelemente« eine besonders ausgeprägte schabende und damit selbstreinigende Wirkung ein.

Die der Erfindung zugrunde liegende Idee ist nicht auf die Anwendung bei als Trennklemmen ausgeführten Reihenklemmen beschränkt. Vielmehr kann die erfindungsgemäße Lehre ganz allgemein überall dort benutzt werden, wo elektrische Stromkreise mit Hilfe von Schaltgliedern zeitweise getrennt und wieder geschlossen werden sollen.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer lediglich Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Reihenklemme, nachdem eine Hälfte des Isolierkörpers entfernt worden ist,

Fig.2 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Reihenklemme,

Fig.3 ein Federelement aus der Reihenklemme nach den F i g. 1 und 2,

F i g. 4 in gegenüber den F i g. 1 bis 3 vergrößerter Darstellung, zwei unterschiedliche Möglichkeiten der Realisierung des Bereiches »Federelement — Kontaktelement« und

F i g. 5 schematisch, die Anwendung der erfindungsgemäßen Lehre, losgelöst von der Reihenklemme nach den F i g. 1 und 2.

Die in den F i g. 1 und 2 dargestellte Reihenklemme ist als Schaltanlagen-Reihenklemme ausgeführt und besteht in ihrem grundsätzlichen Aufbau aus einem Isolierkörper 1, im dargestellten Ausführungsbeispiel zusammengesetzt aus zwei Isolierkörperhälften la und 16, aus zwei Anschlußkörpern 2 zum Anschluß elektrischer Leiter 3 und aus einem Schaltglied 4 mit mit Kontaktflächen 5 versehenen Federelementen 6, wobei die Anschlußkörper 2 mit Hilfe des Schaltglieds 4, also über die Federelemente 6, galvanisch verbindbar sind. Wie insbesondere die F i g. 1 und 3 zeigen, handelt es sich bei den Federelementen 6 um solche, die eben ausgeführt, und zwar durch sogenanntes Feinschneiden hergestellt sind. Den Federelementen 6 ist an den Anschlußkörpern 2 jeweils ein Kontaktelement 7 zugeordnet, das die Federelemente 6 mit ihren Kontaktflächen

ίο 5 federnd umfaßt. Die Kontaktelemente 7 weisen den Kontaktflächen 5 der Federelemente 6 zugeordnete Kontaktflächen 8 auf. Die F i g. 3 zeigt, daß die verwendeten Federelemente 6 symmetrisch ausgeführt sind, wobei jede Hälfte des Federelements 6 in etwa die Form einer Stimmgabel aufweist. Aus der F i g. 1 ist zu ersehen, daß das Schaltglied 4 der erfindungsgemäßen Reihenklemme mehrere, übereinander angeordnete Federelemente 6 aufweist. Dabei weist das Schaltglied 4 ein die Federelemente 6 mit Spiel paketartig zusammenhaltendes Betätigungselement 9 aus elektrisch nicht leitendem Material auf Das Betätigungselement 9 ist mit Rastelementen 10 versehen, die im Zusammenwirken mit am Isolierkörper 1 verwirklichten Rastelementen 11 der Begrenzung der Schaltbewegung des parallel zur Anschlußachse der anzuschließenden elektrischen Leiter 3 verschiebbaren Schaltgliedes 4 dienen. Im übrigen zeigt die F i g. 1 eine Tragschiene 12, auf der die erfindungsgemäßen Reihenklemmen in hier nicht interessierender Weise befestigt werden.

Wie in der F i g. 4 schematisch dargestellt, gibt es unterschiedliche Möglichkeiten, den Bereich »Federelement 6 — Kontaktelement 7« zu realisieren. Der linke Teil der F i g. 4 zeigt eine Möglichkeit, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Kontaktelemente 7 den Kontaktflächen 5 der Federelemente 6 zugeordnete Kontaktflächen 8 aufweisen. Im Gegensatz dazu zeigt die rechte Hälfte der F i g. 4 die Möglichkeit, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Kontaktelemente 7 den Kontaktflächen 5 der Federelemente 6 zugeordnete Kontaktlinien 13 aufweisen, wobei die Kontaktlinien 13 unter einem Winkel von 90° zur Verschiebungsrichtung des Schaltgliedes 4 und damit der Federelemenie 6 verlaufen.
Schließlich zeigt die F i g. 5 eine Anwendung der erfindungsgemäßen Lehre, die dadurch gekennzeichnei ist, daß das Federelement 6 nur an einer Seite mit der Kontaktflächen 5 versehen und mit der anderen Seite kraftschlüssig an den Anschlußkörper 2 angeschlossei ist, wobei der andere Anschlußkörper 2 ein kraftschlüs sig mit ihm verbundenes, dem Federelement 6 zugeord netes Kontaktelement 7 aufweist.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (14)

Patentansprüche:

1. Reihenklemme, insbesondere Schaltanlagen-Reihenklemme, bestehend aus einem Isolierkörper, gegebenenfalls mit einem angeformten Montagefuß, aus zumindest zwei Anschlußkörpern zum Anschließen elektrischer Leiter und aus einem Schaltglied zum galvanischen Verbinden der Anschlußkörper, bei der zumindest ein Anschlußkörper ein Kontaktelement aufweist, das Schaltglied mit zumindest einem Kontaktflächen aufweisenden gabelförmigen Federelement versehen ist und das Federelement mit seinen Kontaktflächen federnd das Kontaktelement des Anschlußkörpers umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (6) des Schultgliedes (4) eben ausgeführt und durch Schneiden hergestellt ist.

2. Reihenklfmme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (6), wie an sich bekannt, symmetrisch ausgeführt ist.

3. Reihenklemme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (6) nur an einer Seite mit den Kontaktflächen (5) versehen und mit der anderen Seite kraft-, form- oder stoffschlüssig an einen Anschlußkörper (2) angeschlossen ist.

4 Reihenklemme nach einem der Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Hälfte des Federelements (6) in etwa die Form einer Stimmgabel aufweist.

5. Reihenklemme nach einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltglied (4) mehrere übereinander angeordnete Federelemente (6) aufweist.

6. Reihenklemme nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schallglied (4) ein die Federelemente (6) paketartig zusammenhaltendes Betätigungselement (9) aus elektrisch nicht leitendem Material aufweist.

7. Reihenklemme nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (9) die Federelemente (6) mit Spiel umfaßt.

8. Reihenklemme nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (9) Ras.telemente (10) zur Begrenzung der Schaltbewegung aufweist.

9. Reihenklemme nach einem der Anspüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltglied (4) parallel zur Anschlußachse der anzuschließenden elektrischen Leiter (3) verschiebbar ist.

10. Reihenklemme nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktelemente (7) durch Schneiden hergestellt sind.

11. Reihenklemme nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß, wie an sich bekannt, die Kontaktelemente (7) den Kontaktflächen (5) der Federelemente (6) zugeordnete Kontaktflächen (8) aufweisen.

12. Reihenklemme nach einem der Ansprüche 1

bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktelemente (7) den Kontaktflächen (5) der Federelemente (6) zugeordnete Kontaktlinien (13) aufweisen.

13. Reihenklemme nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktlinien (13) unter einem Winkel, vorzugsweise einem Winkel von etwa 90°, zur Verschiebungsrichtung des Schaltgliedes (4) verlaufen.

14. Reihenklemme nach einem der Ansprüche I

bis 13. dadurch gekennzeichnet, daß die Anschluß körper aus einem maßgenau kalibrierten Rohr be stehen, dessen eines Ende flachgequetscht, recht winklig abgebogen und für eine Schraubverbindung der anzuschließenden elektrischen Leiter eingerich tet ist, während das andere Ende als Kontaktele ment dient