DE2912462C2 - Schaltanlagenklemme - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltanlagenklemme mit einem Klemmenunterteil und mindestens einem zusammen mit dem Klemmenunterteil wenigstens einen Klemmkanal bildenden Deckel, der querelastisch ausgebildet und mittels Schrauben mit dem Klemmenunterteil zusammenspannbar ist, die in die beiden seitlichen Randzonen des Deckels eingreifen.

Lange Zeit war es bei Schaltanlagenklemmen üblich, nicht nur den Unterteil, sondern auch den oder die Deckel durch Rippen oder JgI. soweit zu versteifen, daß sie praktisch starr sind. Bei diesen Klemmen kam es immer wieder im Laufe der Zeit zu einer deutlichen Kontaktverschlechterung, die zumindest teilweise auf ein Kriechen des Leitermaterials zurückzuführen war, wie es insbesondere bei verseilten Leitern auftritt. Das Kriechen des Leitermaterials hat nämlich eine Formänderung des Leiters zur Folge, welcher der Klemmenkörper wegen seiner starren Ausbildung nicht folgen kann, was zu einer mehr oder weniger starken Verminderung des Kontaktdruckes führt

Um der auf das Fließen des Leitermaterials zurückzuführenden Kontaktverschlechterung entgegenzuwirken, wurden verschiedene Lösungen entwikkelt Beispielsweise ha' ./.^n unter die Spannschrauben Federelemente gelegt oder die Spannschrauben als federnde Bügel ausgebildet Der Aufwand für solche Federelemente ist aber zumindest dann, wenn sie eine an die Aufgabe angepaßte Federcharakteristik aufweisen, relativ hoch. Billiger ist im Vergleich hierzu eine andere bekannte Lösung (DE-AS 20 19 096), die darin besteht, den Klemmenoberteil oder beide Klemmenkörperteile sowenig zu versteifen, daß sie sich unter der Kraft der Spannschrauben elastisch verformen. Die Federcharakteristik dieser Klemmenkörperteile ist aber so ungünstig, daß nur relativ kleine Formänderungen des im Klemmkanal liegenden Leiters ohne nennenswerte Kontaktdruckverminderung ausgegliechen werden können.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schaltanlagenklemme zu schaffen, die auch verhälntismäßig große Formänderungen des im Klemmkanal festgeklemmten Leiters ohne störende Verminderung des Kontaktdruckes auszugleichen vermag, dennoch aber kostengünstig ist Diese Aufgabe ist mit einer Schaltanlagenklemme der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß dec Deckel in seiner Mit-ülzone wenigstens einen gegen den Klemmenunterteil vorspringenden Kontaktsteg aufweist, und daß seine beiden seitlichen Randzonen nach innen abgewinkelt sind.

Die sich hierbei ergebende Querschnittsprofilform des Deckels ermöglicht es im Gegensatz zu den Profilformen der bekannten Klemmenkörperteile von Schaltanlagenklemmen, eine relativ weiche Federkennlinie zu realisieren, durch welche der Deckel in der Lage ist, mit seinem Kontaktsteg oder seinen Kontaktstegen auch größeren Formänderungen des Leiters infolge eines Fließens des Leitermaterials ohne eine wesentliehe Verminderung des Kontaktdruckes zu folgen. Da die Elastizität allein durch die Form des Deckels erreicht wird, zusätzliche Federelemente oder dgl. nicht benötigt werden, ist die erfindungsgemäße Klemme kostengünstig und außerdem einfach zu montieren. Hinzu kommt der weitere Vorteil, daß die weiche Federkennlinie es auch ermöglicht, mit der Klemme einen relativ großen Leiterquerschnittsbereich zu überbrücken, d. h. Leiter mit relativ großem Unterschied ihres Leiterquerschnitts noch sicher festzuklemmen. Schließlich ermöglicht es

so die erfindungsgemäße Ausbildung der Klemme durch ihre günstige Federkennlinie, bei allen im Anwendungsbereich liegenden Leiterquerschnitten die seitlichen Randzonen des Deckels oder der Deckel in Anlage an den Klemmenunterteil zu bringen, wordurch der Deckel zur Stromabnahme herangezogen werden kann. Mit der erfindungsgemäßen Klemme kommt man daher dem Idealfall der runden Fassung sehr nahe. Die Folge ist eine Verminderung des Gewichtes der Klemme, und sofern mehrere Deckel vorgesehen sind, eine Verkleinert) rung der Anzahl der Deckel, was ebenfalls zu einer Kostenverminderung führt. Selbstverständlich kann auch der Klemmenunterteil in derselben Weise wie der Deckel ausgebildet werden, wenn eine entsprechende Elastizität des Klemrnenunterteils erforderlich oder

*■> erwünscht ist.

Fine Klemme, deren Oberteil einen gegen den Klemmenunterteil vorspringenden Kontaktsteg aufweist, ist zwar bekannt (DPPS 8 55 596). Dieser

Oberteil hat jedoch nach außen weisende Randzonen und ist nicht querelastisch ausgebildet.

Die Abmessungen des Deckels werden vorzugsweise so gewählt, daß die durch die Klemmkraft der Schrauben entstehenden Materialspannungen in der Nähe oder über der oo^-Grenze des Werkstoffes liegen.

Um den Kontakt zwischen Deckel uad Klemmenunterteil zu verbessern, weisen bei einer vorteilhaften Ausführungsform die beiden Randzonen des Deckels auf ihrer dem Klemmenunterteil zugekehrten Seite vorspringende Kontaktelemente auf. Ais Kontaktelemente können beispielsweise Ringschneiden vorgesehen sein, welche konzentrisch zu den Bohrungen für die Schrauben angeordnet sind. Selbstverständlich könnten solche Kontaktelemente auch am Klemmenunterteil vorgesehen sein.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform hat der in Längsrichtung des Klemmkanals verlaufende Kontaktsteg eine gegen sein freies, die Kontaktfläche bildendes Ende hin zunehmende Breite. Mit einem solchen Kontaktsteg erhält man sowohl günstige Kontaktverhältnisse als auch günstige Federungseigenschaften.

Damit auch bei unterschiedlichen Leiterquerschnitten der Kontakt zwischen Leiter und Kontaktsteg gut ist, bildet das freie Ende des Kontaktsteges vorzugsweise eine in Längsrichtung des Klemmkanals verlaufende Kehle, deren Flanken die Kontaktflächen sind und vorzugsweise einen stumpfen Winkel einschließen.

Im folgenden ist die Erfindung anhand von zwei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen im einzelnen erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt des ersten Ausführungsbeispiels, wobei in der rechten Hälfte die Klemme im Zustand vor dem Festziehen der Schrauben und in der linken Hälfte im Zustand nach dem Festziehen der Schrauben dargestellt ist,

F i g. 2 einen Querschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels, wobei in der rechten Hälfte die Klemme vor dem Festziehen der Schrauben und in der linken Hälfte nach dem Festziehen der Schrauben dargestellt ist.

Eine Schaltanlagenklemme zum Verbinden zweier im Bereich ihrer gegeneinander weisenden Enden gleichachsig angeordneter Leiterseile, beispielweise Aluminium-Seile oder Stahl-Aluminium-Seile, weist einen sich über die gesamte Klemmenlänge erstreckenden Unter- -»5 teil 1 auf, der durch eine Längsrippe 2 und Querrippen 3 versteift ist und daher wie ein starrer Körper sich unter der Wirkung der an ihm angreifenden Kräfte praktisch nicht verformt. Dem Unterteil 1 sind zwei in seiner Längsrichtung nebeneinander angeordnete, gleich ausgebildete Deckel 4 zugeordnet, die eine stark abgerundete Außenkontur haben. Diese Außenkontur stimmt im Ausführungsbeispiel mit der Außenkontur des Unterteils 1 im Bereich seiner Querrippen 3 überein. Es könnten aber auch mehr als zwei oder nur ein Deckel vorgesehen sein.

Die den beiden Deckeln 4 zugekehrte, ebene Innenfläche5 des Unterteils 1 ist in der Längsmittelzone durch einen im Querschnitt halbkreisförmigen, zu den Deckeln hin offenen Leiterkanal 6 unterbrochen, der sich über die gesamte Länge des Unterteils 1 erstreckt und den Klemmkanal 7 im Bereich des Unterteils 1 begrenzt. Selbstverständlich könnte der Leiterkanal 6 auch eine andere Kontur aufweisen, falls dies zur Anpassung an unterschiedliche Leiterquerschnitte oder aus anderen Gründen erforderlich wäre. Die Deckel 4 sind vorzugsweise aus einem elastischen Werkstoff und als Strangpreßprofil oder Preßteil hergestellt. Der Klemmenunterteil kann ein Gußkörper oder ein Preßteil sein. Im Gegensatz zu letzterem sind die Deckel nicht starr, sondern querelastisch ausgebildet

Das Querschnittsprofil der Deckel 4 ist, abgesehen von einem in der Längsmittelzon*; liegenden, sich über die gesamte Deckellänge erstreckenden und gegen den Unterteil 1 hin vorspringenden Kontaktsteg 14, C-ähnlich, da die beiden seitlichen Randzonen 9 und 9' nach innen abgewinkelt sind, also gegeneinanderweisen und dadurch im montierten Zustand dem einen bzw. anderen Teil der durch den Leiterkanal 6 unterbrochenen Innenfläche 5 gegenüberliegen.

Die Breite der Deckel 4 ist, wie F i g. 1 zeigt, an die Breite des Unterteils angepaßt, und wie am Übergang von der Außenmantelfläche des Unterteils 1 zur Seitenfläche 5 sind auch bei den Deckeln 4 die Kanten am Übergang von der Außenmantelfläche 10 zu der dem Unterteil 1 zugekehrten Außenseite 11 der Randzonen 9 und 9' abgerundet.

Die im montierten Zustand parallel zur Innenfläche 5 liegenden Randzonen 9 und 9' werden im Ausführungsbeispiel von je zwei in Klemmenlängsrichtung im Abstand voneinander liegenden Gewindebohrungen 12 durchdrungen, deren Längsachse lotrecht auf der Außenseite 11 steht und die je mit einer Durchgangsbohrung 13 des Klemmenunterteils fluchten. Die Zahl der Gewindebohrungen 12, die jeder Deckel 4 aufweist, hängt von dessen Größe, insbesondere von seiner Länge, ab und kann entsprechend den Erfordernissen gewählt werden. Um eine möglichst große Länge der Gewindebohrungen 12 zu erhalten, weisen die Randzonen 9 und 9' auf ihrer Innenseite je eine leistenartige Verdickung auf. Die Randzonen 9 und 9' erstrecken sich nahezu bis zum Klemmkanal 7. Da sich die im Klemmkanal 7 liegenden Leiter unter dem Klemmdruck etwas in Querrichtung verbreitern können, sind die einander zugekehrten Stirnflächen der beiden Randzonen 9 und 9' so abgeschrägt, daß sie als Anlagefläche für den Leiter dienen können.

Die Wandstärke der Deckel 4 nimmt, wie F i g. 1 zeigt, von der Stelle des Übergangs zur Randzone 9 bzw. 9' gegen die Mittelzone hin zu, in der von der Innenseite gegen den Klemmkanal 7 hin ein Kontatksteg 14 vorspringt, der symmetrisch zur Längsmittelebene des Deckels ausgebildet ist und sich über dessen gesamte Länge erstreckt. Der Kontaktsteg 14 hat, wie F i g. 1 zeigt, eine fischschwanzartige Querschnittsform, d. h. der sich über Ausrundungen an die Innenfläche 15 des Deckels anschließende Kontaktsteg 14 verbreitert sich an seinem Fuß von einem Wert, der etwa halb so groß wie der Durchmesser des Klemmkanals 7 ist, gegen sein freies Ende hin auf einen nahezu doppelt so großen Wert, und das freie Ende bildet eine sich über die gesamte Steglänge erstreckende, auf den Leiterkanal 6 ausgerichtete Kehle 16. Zwischen den polhornartigen seitlichen Endbereichen des Kontaktsteges 14 und den Randzonen 9 bzw. 9' sind schmale Schlitze vorhanden, damit sich die Randzonen 9 und 9' relativ zum Kontaktsteg bewegen können. Im übrigen sind jedoch die beiden von jedem Deckel 4 gebildeten und sich über die ganze Deckellänge erstreckenden Hohlräume 17 auf ihrem Umfang geschlossen.

Die Flanken 18 der Kehle 16 sind im Ausführungsbeispie¹ eben ausgebildet und schließen einen stumpfen Winkel ein, der so gewählt ist, daß sich eine gute Anlage an dem im Klemmkanal liegenden Leiter ergibt. Im Ausführungsbeispiel ist der Grund der Kehle 16 ausgerundet.

Die Deckel 4 werden mittels Schrauben 19, welche die Durchgangsbohrungen 13 durchdringen und in die Gewindebohrungen 12 eingreifen, gegen den Klemmenunterteil gezogen. Unter die Schraubenköpfe sind große, verstärkte Unterlagscheiben 22 gelegt. Dabei stützt sich der K< maktsteg 14 auf dem im Leiterkanal 6 liegenden Leiter ab, so daß es zu einer Verformung der Deckel 4 entlang der strichpunktierten Linien 20 kommt. Die große Länge dieser Linien 20 ergibt eine relativ weiche Federkennlinie, die es den Deckeln 4 ermöglicht, Verformungen der Leiter, wie sie beispielsweise infolge eines Kriechens des Leitermaterials auftreten, zu folgen, ohne daß der Klemmdruck, der auf den Leiter im Klemmkanal 7 vom Unterteil 1 und den Deckeln 4 ausgeübt wird, nur geringfügig abnimmt. Vorzugsweise sind die Deckel 4 so dimensioniert, daß die durch die Klemmkraft der Schrauben 19 bewirkten Materialspannungen im Deckel in der Nähe oder über der σο^-Grenze des Werkstoffes liegen. Die im Deckel auftretende Verspannung fällt beim Festziehen der Schrauben dann soweit ab, bis ein Gleichgewichtszustand zwischen dem Anpreßdruck des Deckels auf das Seil und dem Kriechwiderstand des Seilmaterials hergestellt ist. Für Werkstoffe ohne ausgeprägte Fließgrenze läßt man 0,2% bleibende Dehnung zu.

Die weiche Federkennlinie der Deckel 4 würde es auch zulassen, die Schrauben 19 über die in der linken Hälfte der F i g. 1 dargestellte Lage der Deckel 4 hinaus noch so weit anzuziehen, bis die Außenseite 11 der Randzonen 9 und 9' an der Innenfläche 5 des Unterteils 1 anliegt. Eine so weitgehende Verformung der Deckel 4 hat den Vorteil, daß diese zusätzlich zum Unterteil 1 zur Stromübertragung herangezogen werden können.

Will man die Deckel zur Stromübertragung heranziehen, dann ist es allerdings vorteilhaft, die Kontaktverhältnisse zwischen Unterteil und Deckeln noch zu verbessern. Eine Ausführungsform, bei der für eine solche Kontaktverbesserung Sorge getragen ist, zeigt F i g. 2.

Das Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 2 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 nur durch diese Kontaktverbesserung, weshalb die entsprechenden Teile mit um Hundert größeren Bezugszahlen versehen sind.

An die der Innenfläche 105 des Unterteils 101 zugekehrte Außenseite der beiden Randzonen 109 und 109' sind vorzugsweise neben Gewindebohrungen 112 über die Außenseite 111 überstehende Schneiden 121

ίο angeformt, welche in die Innenfläche 105 des Unterteils 101 eindringen, wenn mittels der Schrauben 119 die Randzonen 109 und 109' in Anlage an die Innenfläche 105 gebracht werden. Die Schneiden 121 ergeben einen vorzüglichen Kontakt zwischen den Deckeln 104 und dem Unterteil 101. Da außerdem der Kontaktsteg 114 mit den Flanken 118 seiner Kehle 116 den im Klemmkanal liegenden Leiter auf einem relativ großen Teil seines Umfangs zu kontaktieren vermag, können die Deckel in erheblichem Maße zur Stromübertragung beitragen. Dies ist noch in höherem Maße der Fall, wenn der Leiter auch noch in Anlage an die zum Klemmkanal hin weisenden Stirnflächen der Randzonen 109 und 109' kommt. In diesem Falle kommen die Kontaktverhältnisse der idealen Rundumfassung eines Leiters sehr nahe.

Da im übrigen die Klemme gemäß F i g. 2 in gleicher Weise wie diejenige gemäß F i g. 1 ausgebildet ist, hat sie die gleichen Vorzüge wie diese, also auch die relativ weiche Federkennlinie, die einen Abfall des Klemmdruckes infolge eines Kriechens des Materials weitgehend ausschließt, und außerdem eine Anpassung der Klemme an Leiter mit stark unterschiedlichem Querschnitt ermöglicht.

Selbstverständlich kann die erfindungsgemäße Klemme nicht nur als Verbindungsklemme ausgebildet werden. Vielmehr kann sie alle diejenigen Klemmarten ersetzen, welche ein Unterteil und wenigstens einen Deckel aufweisen, wie dies beispielsweise bei Abzweigklemmen der Fall ist.

Hierzu I Biatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Schaltanlagenklemme mit einem Klemmenunterieil und mindestens einem zusammen mit dem Klemmenunterteil wenigstens einen Klemmkanai bildenden Deckel, der querelastisch ausgebildet und mit dem Klemmenunterteil mittels Schrauben zusammenspannbar ist, die in die beiden seitlichen Randzonen des Deckels eingreifen, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (4; 104) in seiner Mittelzone wenigstens einen gegen den Klemmenunterteil (1; 101) vorspringenden Kontaktsteg (14; 114) aufweist und daß seine beiden seitlichen Randzonen (9, 9'; 109, 109') nach innen abgewinkelt sind.

2. Klemme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden seitlichen Randzonen (9,9'; 109, 109') des Deckels (4; 104) im Abstand vom Kontaktsteg (14; 114) enden und zusammen mit diesem sowie der zwischen der Randzone und der Mittelzone liegenden Zone je einen Längskanal begrenzen, der durch den Spalt zwischen der Randzone und dem Kontaktsteg gegen den Klemmenunterteil (1; 101) hin offen ist.

3. Klemme nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Randzonen (109, 109') auf ihrer dem Klemmenunterteil (101) zugekehrten Seite vorspringende Kontaktelemente (121) aufweisen.

4. Klemme nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Kontaktelemente Schneiden (121) vorgesehen sind.

5. Klemme nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der in Längsrichtung des Klemmkanals (7) verlaufende Kontaktsteg (14; 114) eine gegen sein freies, die Kontaktfläche bildendes Ende hin zunehmende Breite hat.

6. Klemme nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende des Kontaktsteges (14; 114) eine in Längsrichtung des Klemmkanals (7) verlaufende Kehle (16) bildet, deren Flanken (18) Kontaktflächen sind.

7. Klemme nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanken (18) der Kehle (16) einen stumpfen Winkel einschließen.