DE2352430C3 - Elektrische Anschluß- oder/und Verbindungsklemme für insbesondere rohrförmige Leiter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Anschlußoder/und Verbindungsklemme für insbesondere rohrförmige Leiter mit den Merkmalen des Oberbegriffes von Patentanspruch 1.

Klemmen der hier betrachteten Art sollen für Leiter mit Außendurchmessern von etwa 60—400 mm geeignet sein. Sofern die Leiter Rohrform haben, beträgt deren Wandstärke zwischen etwa 4 und 12 mm. Hierbei betragen die zulässigen Fertigungstoleranzen im mittleren Außendurchmesser und auch im Unrundsein mehrere Millimeter. Da auch die Klemmkanäle bekannter Klemmen Fertigungstoleranzen aufweisen, kommt es praktisch niemals zu einer satten, völlig gleichmäßigen Berührung zwischen der Oberfläche des Klemmkanals und der Oberfläche des zu verklemmenden Leiters.

Bereits bekannt ist eine Schaltanlagenklemme, die zumindest im jeweiligen Klemmbereich aus einem Unterteil und einem diesem ähnlichen, einen Klemmkanal bildenden Deckel besteht (DE-AS 20 19 096). Die Teilfuge zwischen den durch Spannmittel gegen den zu verklemmenden zylinderförmigen Leiter preßbaren Klemmenteilen verläuft durch den Äquator des Leiters.

In der Absicht, Viellinienkontakte zu erzielen, ist der eigentliche Klemmkanal durch in Leiterrichtung verlaufende Kontaktstege gebildet, zwischen denen im Klemmenkörper Nute verbleiben. Diese Nute erhöhen die ohnehin vorhandene, aus der Elastizität des

*5 Klemmen-Baustoffes vorhandene Elastizität des Klemmenkörpers. Beim Anziehen des Spannmittels werden zuerst die von der Trennebene am weitesten entfernten Kontaktstege an den Leiter gepreßt, worauf sich beim Steigern der Spannkraft aufeinanderfolgend auch weitere Kontaktstege in Richtung zur Teilfuge hin anlegen sollen. Durch das Anziehen des Spannmittels verringert sich die Weite des Klemmkanals.

Um bei aus Aluminium gefertigten Klemmen überhaupt eine brauchbare Kontaktierung zu erzielen, mußten seither unmittelbar .vor der Montage die Kontaktflächen gesäubert werden, wobei zu beachten war, daß die derzeit üblichen Baustoffe für derartige Teile schon nach 20 Minuten erneut Oxydhäute zeigen; die Oxydhautbildung ist nach 40 Minuten abgeschlossen.

ω Erstrebenswert ist auch, daß solche Klemmen nicht nur für jeweils einen einzigen Leitertyp anwendbar sind.

Großflächiger Kontakt soll auch bei der Klemme

nach der DE-AS 12 77 404 erzielt werden, und zwar dadurch, daß zwischen den eigentlichen Klemmenkör-

*>"■ per, der in erster Annäherung eine ähnliche Formgebung wie die zuvor gewürdigte Klemme aufweist, und den zu verklemmenden Leiter eine Hülse aus einem mehr oder weniger plastischem Baustoff eingelegt ist.

Derartige Baustoffe neigen indessen, wie die Erfahrung lehrt, zum Kriechen und verlieren sehr bald den ursprünglich eingestellten Kontaktdruck mit entsprechender Verschlechterung der Kontaktierung. Ferner müssen auch bei dieser Klemme vor der Montage die Oxydhäute beseitigt werden.

Einlagen aus einem leicht verformbaren Baustoff sind auch für die aus der DE-AS 12 01443 bekannte Stromklemme kennzeichnend, die lediglich für das Verklemmen von Leiterseilen bestimmt ist Ein Übertragen dieses Prinzips auf Klemmen für zylinderförmige Leiter ist aus vorgenannten Gründen nicht zweckmäßig.

Demnach ist es Aufgabe der dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 entnehmbaren Erfindung, eine den neueren Erkenntnissen über gute Kontaktierung genügende elektrische Anschluß- oder/und Verbindungsklemme für zylinderförmige Leiter anzugeben, die in ihrem Aufbau einfach, kostengünstig herstell- und montierbar ist, große Toleranzen zuläßt und deren gute Kontaktierung sich auch über längere Zeiträume nicht verschlechtert

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen bzw. Mittel wird in vorteilhafter Weise bewirkt, daß beim Anziehen des Spannmittels die Seitenwände' des Klemmkanals etwas auseinandergespreizt werden; dadurch entsteht eine Schürf- bzw. Schabewirkung zwischen inneren Seitenbercichen des Klemmkanals und dem Leiter unter einem hohen, gegen die Mittellängsachse des Leiters gerichteten Normaldruck. Die Schürf- bzw. Schabewirkung ist die Ursache einer metallischen blanken Durchdringung von ursprünglich auf den Innenwänden des Klemmkanals bzw. der Außenoberfläche des Leiters befindlichen Trennschichten, z. B. in Form von Oxydhäuten o. dgl., die sonst den Übergangswiderstand zwischen Leiter und Klemme erhöhen würden. Zur sicheren Durchdringung solcher aufgrund chemischer Reaktionen unvermeidlichen Fremdschichten bedarf es also beim Erfindungsgegenstand nicht der Anordnung gesonderter Verzahnungen oder Riffelungen am Klemmenkörper. Die vorteilhafte Wirkung beruht vielmehr darauf, daß zusätzlich zu dem in Richtung auf die Mittellängsachse des Leiters einwirkenden, vom Spannmitte! herrührenden Normaldruck ein in Umfangsrichtung des Leiters wirksamer Tangentialdruck auf die Seitenwände des Klemmenkörpers ausgeübt wird, der die Ursache der, erwünschten Schürf- bzw. Schabewirkung ist.

Die Tangentialbewegung der Seitenwände beruht auf einer Keilwirkung, die zu einer Erhöhung des Normaldruckes bzw. des Kontaktdruckes führt. Je stärker also das Spannmittel angezogen wird, desto mehr nimmt die Divergenz der eigentlichen Kontaktflächen am Klemmenkörper zu.

Durch die aus der elastischen Verformung auf Dauer auftretenden großen Kräfte wird ständig ein hoher Kontaktdruck zwischen Klemme und Leiter und eine ständig einwandfreie Kontaktierung erreicht. Gleichzeitig werden Fertigungstoleranzen sowohl der Klemme als auch des Leiters ausgeglichen. Infolge der elastischen Verformung des Leiters "nd/oder des Klemmenkörpers ist der Leiter im Ki-iiniiKorper auf Dauer sicher verklemmt. Durch den Erfindungsgegenstand wird somit in vorteilhafter Weise die Summe der zufolge der Schürf- bzw. Schabewirkung erhaltenen aufeinanderstoßenden Kontaktpunkte zu wirksamen Kontakt-Teilflä- b5 chen vergrößert bzw. optimiert.

Durch die großen Kräfte, die bei der elastischen Verformung in der Klemme auftreten, wird also auf Dauer ein hoher Kontaktdruck zwischen der Klemme und dem Leiter bewirkt und damit die erwünschte einwandfreie Kontaktierung auch bei Ermüdungserscheinungen im Baustoff erhalten. Gleichzeitig werden Fertiglingstoleranzen sowohl der Klemme als auch des Leiters ausgeglichen, da infolge der erwähnten elastischen Verformung der Leiter im Klemmenkörper immer sicher verklemmt ist.

Besteht nach der ersten Ausführung des Erfindungsgegenstandes der Klemmenkörper aus einem Unterteil mit einem Klemmkanal für mindestens einen Leiter und einem durch Spannmittel gegen den Leiter gepreßten Oberteil, dann weist der Klemmkanal des Unterteils schräg zueinander verlaufende Seitenwände auf, an denen der Leiter anliegt und durch Keilwirkung verklemmt ist. Hierbei wird der Leiter durch das Oberteil so gegen die schräg zueinander verlaufenden Seitenwände gedrückt, daß die den Leiter verklemmenden Kräfte ein Mehrfaches der auf das Oberteil ausgeübten Druckkraft betragen und daß durch diese Verschiebebewegung des Leiters an den schräg zueinander verlaufenden Seitenwänden die Oxydhaut am Leiter und an den Seitenflächen abgeschürft und die mehrfach erwähnte einwandfreie Kontaktierung erreicht ist. Durch die Keilwirkung erfolgt eine elastische Verformung in der Art, daß eine Vorspannung erhalten wird, welche einen hohen Kontaktdruck während der gesamten Betriebszeit gewährleistet.

Da erfindungsgemäß das Unterteil des Klemmenkörpers elastisch nachgiebig ausgebildet ist, wird infolge von Keilwirkung ein so hoher Kontaktdruck erreicht, daß auch beim Verklemmen eines massiven Leiters eine genügende Vorspannung erreicht und ein hoher Kontaktdruck erzielt wird.

Üblicherweise werden als Spannmittel zur Verbindung des Oberteils mit dem Unterteil Klemmschrauben verwendet. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können insbesondere für größere Leiterdurchmesser Unterteil und Oberteil durch ein Spannband gegen den Leiter gepreßt sein. Es besteht hierbei die Möglichkeit, daß der Klemmenkörper nur aus einem Unterteil besteht, dessen flach ausgebildeter Klemmkanal einen kleineren Krümmungsradius aufweist als der Leiter und daß der Leiter durch ein Spannband gegen die äußeren Enden des Klemmkanals gepreßt wird. Auch bei dieser Ausgestaltung ergibt sich ein hoher Kontaktdruck, der etwa gleich der doppelten Zugkraft im Spannband ist. Diese hohen Kräfte führen auch hier zu einer elastischen Verformung in der Klemme.

Wenn gemäß einer anderen Ausgestaltung das Unterteil einen flachen Ansatz mit einem Klemmkanal zum Festklemmen eines Seilleiters mit Hilfe eines oder mehrerer Klemmdeckel aufweist, dann wird eine Seilanschlußklemme erhalten.

Bei der erfindungsgemäßen Klemme können auch mehrere Spannbänder vorgesehen sein, und zwischen ihnen kann das Unterteil quer zur Längsrichtung des Leiters geschlitzt sein. Diese Ausbildung ist besonders vorteilhaft bei Verbindungsklemmen, bei denen zwei miteinander fluchtende Leiter elektrisch miteinander verbunden werden. Mit dieser Klemme können auch rohrförmige Leiter mit stark unterschiedlichen Toleranzen und sogar rohrförmige Leiter mit unterschiedlichen Nennaußendurchmessern verbunden werden. Die Möglichkeit, in ein und denselben Klemmenkörper Leiter mit unterschiedlichen Außendurchmessern einlegen zu können, ist ein wesentlicher Vorteil, der durch den Erfindungsgegenstand erhalten wird.

Bei einer solchen Verbindungsklemme kann der Klemmenkörper aus zwei gleichen schalenförmigen Teilen mit je einem Klemmkanai bestehen, dessen Krümmungsradius kleiner als der des Leiters ist, und beide Teile körnen mit den äußeren Enden ihrer Klemmkanäle durch mindestens zwei Spannbänder gegen die Leiter gepreßt werden.

Ausführungsbeispieli: des Gegenstandes der Erfindung werden anschließend beschrieben und in der Zeichnung dargestellt; es zeigt

Fig. 1 eine Ausgestaltung der Klemme mit U-förmigem Klemmkanal, dessen Seitenwände zur Teilungsebene hin divergieren, in perspektivischer Darstellung,

F i g. 2 die Stirnansicht auf eine anders ausgestaltete Klemme,

F i g. 3 eine Ansicht von links auf die Klemme gemäß F i g. 2.

Fig.4 die Stirnansicht auf eine Klemme mit zwei Klemmenkörpern, die durch mindestens ein Spannband zusammengepreßt werden,

F i g. 5 eine Seitenansicht auf die Klemme gemäß Fig. 4,

F i g. 6 die Stirnansicht auf eine als Abzweigklemme ausgebildete Form des Erfindungsgegenstandes,

F i g. 7 eine Seitenansicht auf die Klemme gemäß F i g. 6 und

F i g. 8 die Stirnansicht auf eine weitere Klemme mit Darstellung der durch das Spannband bewirkten Anpreßkräfte.

Der Klemmenkörper der Klemme gemäß F i g. 1 v/eist ein Unterteil 1 und ein deckeiförmiges Oberteil 2 auf, das mittels Spannmitteln 4 mit dem Unterteil 1 verbunden ist. Nach diesem Beispiel dienen als Spannmittel Schrauben 3. Im Unterteil 1 ist ein Klemmkanal 4 vorgesehen, dessen Seitenflächen 5 und 6 schräg zueinander verlaufen. Gemäß F i g. 1 sind beide Seitenflächen 5 und 6 schräg zu einer Senkrechten so angeordnet, daß die Flächen zur Teilungsebene hin divergieren. Es besteht natürlich auch die Möglichkeit, eine der beiden Seitenflächen, z. B. die Seitenfläche 5 senkrecht und nur die andere Seitenfläche 6 schräg verlaufen zu lassen, in den Klemmkanal 4 ist ein rohrförmiger Leiter 7 eingelegt, der beim Anziehen der Schrauben 3 gegen die schrägen Seitenflächen 5 und 6 gepreßt wird. Hierbei kommt eine Keilwirkung in der Art zustande, daß durch die senkrechte Bewegung des rohrförmigen Leiters 7 im Klemmkanal 4 die sich berührenden Flächen des rohrförmigen Leiters 7 und die entsprechenden Stellen der Seitenflächen 5, 6 von der stets vorhandenen Oxydhaut befreit werden, so daß die gewünschte einwandfreie Kontaktierung erreicht ist. Gleichzeitig werden hierbei Fertigungstoleranzen, die beim rohrförmigen Leiter 7 und im Klemmkanal 4 auftreten, ausgeglichen. Durch die elastische Verformung ist während des gesamten Betriebes ein hoher Kontaktdruck gewährleistet.

Bei der Klemme nach den F i g. 2 und 3 besteht der Klemmenkörper lediglich aus einem flachen Unterteil 8, dessen Klemmkanal 9 einen Krümmungsradius aufweist, der kleiner ist als der Krümmungsradius des rohrförmigen Leiters 7. Der Leiter 7 liegt hierbei im Bereich äußerer Enden 10 des Unterteils 8 an. Das Unterteil 8 ist mit einem Flachanschluß 11 versehen. Zwei Spannbänder 12 umgeben das Unterteil und den rohrförmigen Leiter 7. Die Enden der Spannbänder 12 sind an Bolzen 13 befestigt, die durch Spannschrauben 14 zusammengezogen werden. Zur Hindurchführung der Spannbänder 12 weist der Flachanschluß 11 entsprechende Aussparungen 15 auf.

Die Klemme nach den Fig.4 und 5 dient zur Verbindung zweier Leiter 7, die miteinander fluchten. Der Klemmenkörper dieser Verbindungsklemme weist zwei gleiche Teile 16 auf, deren Klemmkanal 16' einen kleineren Krümmungsradius aufweist als die rohrförmigen Leiter 7. Der Leiter 7 liegt am äußeren Ende 17 der beiden Teile 16 an. Der Kontaktdruck wird durch Spannbänder 12 erzeugt.

Die Klemme nach F i g. 6 unterscheidet sich von der Klemme nach Fig.2 dadurch, daß das Unterteil 8 mit einem Flachanschluß 18 versehen ist Der Flachanschluß 18 bildet mit entsprechenden Deckeln 19 eine Abzweigklemme für einen Seilleiter 20.

Bei der Klemme nach F i g. 7 ist das mit einem Flachanschluß 11 versehene Unterteil 8 zwischen den Spannbändern 12 mit Querschlitzen 21 versehen.

Dadurch wird eine bessere individuelle Kontaktierung zwischen dem Unterteil 8 und dem Leiter 7 erreicht.

Bei der Klemme nach F i g. 8, die eine Schaltanlagenklemme darstellt, besteht der Klemmenkörper aus einem Unterteil 22 mit einem Flachanschluß 11. Mit seinen äußeren Enden 23 wird das Unterteil 22 mittels eines Spannbandes 12 gegen den rohrförmigen Leiter 7 gepreßt. Im Bereich des Spannbandes 12 weist das Unterteil 22 eine entsprechend breite Aussparung 24 auf. Im Bereich der äußeren Enden 23 bildet das Unterteil 22 im Querschnitt kreisförmige Kontaktleisten 25, die von dem Spannband 12 umfaßt werden. Das in F i g. 8 dargestellte Kräfteparallelogramm zeigt, daß der an den äußeren Enden 23 erzeugte Kontaktdruck Pd etwa gleich der doppelten Zugkraft Ps im Spannband 12 ist. Durch diese Zugkraft wird zumindest das Unterteil 24 elastisch verformt. Eine solche elastische Verformung ist selbstverständlich auch bei den Ausgestaltungen gemäß den F i g. 2—7 gegeben.
Die Klemmenkörper 8, 16 können aus gezogenem Werkstoff hoher Zähigkeit und guter elektrischer Leitfähigkeit bestehen. Beim Ziehvorgang können im Kontaktbereich als kontaktverbessernde Maßnahme Längsrillen eingezogen werden.

Die Klemmenkörperteile können auch als Preßteile hergestellt werden, wobei auch Querrillen im Kontaktbereich eingepreßt werden können.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

1 Patentansprüche:

1. Elektrische Anschluß- oder/und Verbindungsklemme für insbesondere rohrförmige Leiter mit einem Klemmenkörper, der die Querschnittsform eines offenen, in Leiterlängsrichtung verlaufenden Klemmkanals mit in Richtung auf die Ränder des Klemmkanals divergierenden inneren Seitenwandbereichen hat und der durch Anziehen von Spannmitteln gegen miteinander fluchtende Abschnitte des Leiters anpreßbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmenkörper(1; 8; 16; 22) mindestens vor dem Spann Vorgang nur mit Bereichen der Innenseiten seiner Seitenwände (5,6; 10; 17; 23) am Leiter (7) derart anliegt, daß durch Anziehen des Spannmittels (z. B. Spannschraube 14) eine die Seitenwände (5, 6: 10; 17; 23) unter Keilwirkung vom Leiter (7) her auseinander spreizende Druckkraft erzeugbar ist

2. Klemme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der den Klemmkanal (4; 9; 16') enthaltende Teil des Klemmenkörpers (1; 8; 16; 22) mindestens im Bereich seiner Seitenwände (5, 6), insbesondere elastisch, verformbar ist

3. Klemme nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß mindestens der den Klemmkanal (4; 9; 16') enthaltende Teil des Klemmenkörpers (1; 8; 16; 22) und der Leiter (7) durch ein beide Teile umspannendes Spannband (12) gegeneinander preßbar sind.

4. Klemme nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Klemmkanals (4; 9; 16') auf seiner Innenseite konkav ausgemuldet ist und daß die Ausmuldung einen kleineren Krümmungsradius aufweist als der Leiter (7).

5. Klemme nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmkanal (4; 9; 16') mit den äußeren Enden (10; 23) seiner Innenseite am Leiter (7) anliegt.

6. Klemme nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der den Klemmkanal (4; 9; 16') enthaltende Teil des Klemmenkörpers (8; 16; 22) im Bereich des Spannbandes (12) eine Aussparung (24) aufweist und das Spannband (12) in diesem Bereich unmittelbar an dem Leiter (7) anliegt.

7. Klemme nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren, am Leiter (7) anliegenden Enden (10; 23) des Klemmkanals (4; 9; 16') als im Querschnitt etwa kreisförmige Kontaktleisten (25) ausgebildet sind.

8. Klemme nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der den Klemmkanal (4; 9; 16') enthaltende Teil des Klemmenkörpers (8; 22) einen flachen Ansatz (11; 18) mit einem Kiemmkanal zum Festklemmen eines Seilleiters (20) aufweist.

9. Klemme nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Spannbänder (12) vorgesehen sind und daß zwischen ihnen der den Klemmkanal (4; 9; 16') bildende Teil des Klemmenkörpers (8) quer zur Längsrichtung des Leiters (7) geschlitzt (Querschlitz 21) ist.

10. Klemme nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Rücken des den Klemmkanal (4; 9; 16') enthaltenden Teiles des Klemmenkörpers (1; 8; 16; 22) konvex ausgerundet ist

11. Klemme nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Klemmenkörper (16) mit je einem Klemmkanal (4; 9; 16') vorhanden sind, die etwa diametral zueinander am Leiter (7) anliegen, und daß beide Klemmenkörper (16) durch mindestens ein Spannband (12) gegen den Leiter (7) oder durch mindestens zwei Spannbänder (12) gegen zwei Leiterabschnitte (7) preßbar sind, wobei im letzteren Falle je ein Spannband (12) einem Leiter (7) zugeordnet ist