DE102004030085B4

DE102004030085B4 - Klemme zum Anschluß elektrischer Leiter und Klemmenanordnung

Info

Publication number: DE102004030085B4
Application number: DE102004030085A
Authority: DE
Inventors: Thomas Trümper
Original assignee: Wago Verwaltungs GmbH
Current assignee: Wago Verwaltungs GmbH
Priority date: 2004-06-22
Filing date: 2004-06-22
Publication date: 2013-09-26
Anticipated expiration: 2024-06-23
Also published as: JP2006012850A; US20050282429A1; CN1725560A; JP4596255B2; US7150646B2; DE102004030085A1; CN1725560B

Abstract

Klemme zum Anschluss eines elektrischen Leiters (11), der durch einen Leiter-Durchbruch (15) in einer Trägerplatte der Klemme hindurchgesteckt und sodann in einer Klemmstelle der Klemme elektrisch und mechanisch geklemmt wird, – mit einer aus einem Stück Federstahlblech hergestellten Blattfeder, die als Blattfederzunge (16) mit ihrem Kopfende (18) an der Trägerplatte (12) der Klemme lagefixiert befestigt ist und deren Zungenende sich gegen ein Stromschienenstück erstreckt, – wobei das Stromschienenstück aus einem elektrisch gut leitfähigen Material besteht und sich quer zu dem Zungenende der Blattfeder erstreckt derart, dass das Zungenende der Blattfeder mit dem Stromschienenstück die Klemmstelle für den elektrischen Leiter (11) bildet, dadurch gekennzeichnet, – dass die Trägerplatte (12) aus einem Stück Federstahlblech hergestellt ist, an dem das Kopfende (18) der Blattfeder flach anliegend befestigt ist, – und dass das Stromschienenstück in Form eines Stromschienenstabes (14) ausgebildet ist, der an der Trägerplatte (12) lagefixiert befestigt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einzelklemme sowie daraus gebildete Mehrfachklemmen für den Anschluss eines oder mehrerer elektrischer Leiter. Die Gattungsmerkmale solcher Klemmen sind in dem Oberbegriff des Anspruchs 1 herausgestellt.
Seit 1973 (siehe DE 23 17 040 C3 ) und seit 1995 (siehe DE 295 12 567 U1 ) sind gattungsgemäße Klemmen bekannt, die eine in sich steife, massive Trägerplatte aus einem elektrisch gut leitfähigen Material (z. B. aus einem Cu-Material) verwenden, die sich großflächig über alle Klemmstellen einer Mehrfachklemme erstreckt. An dieser Trägerplatte, die sowohl die elektrisch leitende Verbindung zwischen den einzelnen Klemmstellen übernimmt als auch das tragende Element für alle zu einer Mehrfachklemme zusammengeschlossenen Einzelklemmen darstellt, ist pro Einzelklemme jeweils eine Blattfederzunge aus Federstahlblech befestigt und zwar meistens in der Weise, daß alle Blattfederzungen ein gemeinsames Federstahl-Kopfblech haben, das an der Trägerplatte durch Nietung oder durch Verklemmen befestigt ist, da andere kostengünstigere Verbindungsarten zwischen einem Stück Federstahlblech und einer materialverschiedenen Trägerplatte nicht möglich sind.
Wegen dieser relativ teuren Verbindungsart und auch wegen des höheren Materialverbrauchs für die bisher verwendeten großflächigen und im Materialpreis relativ teuren Trägerplatten sind die Klemmen dieses Typs unter Kostendruck geraten, und es wurden von verschiedenen Klemmenherstellern Neuentwicklungen vorgeschlagen, bei denen die Stromleitfähigkeit der bisherigen Trägerplatte durch einen Stromschienenstab ersetzt wird, dessen Materialquerschnitt dem benötigten Stromleitungsquerschnitt besser angepaßt werden kann, und bei denen die Trägerfunktion der bisherigen Trägerplatte sowie auch die Klemmfunktionen der einzelnen Blattfederzungen einem gemeinsamen Stück Federstahlblech zugeordnet werden, aus dem die einzelnen Blattfederzungen freigestanzt sind. Siehe hierzu die Patentschrift DE 196 54 523 C2 der Anmelderin und die Gebrauchsmusterschrift DE 203 03 537 U1 der Fa. Electro-Terminal.
Diese zuletzt benannten Klemmen sind zwar kostengünstiger herzustellen als die einleitend benannten gattungsgemäßen Klemmen, haben jedoch für diverse Anwendungsfälle den Nachteil, dass sie zu groß bauen, insbesondere dann, wenn Mehrfachklemmen benötigt werden, die eine Vielzahl von in einer Reihe nebeneinander angeordneter Einzelklemmen aufweisen, wie dies z. B. die DE 203 03 537 U1 in 1 zeigt.
DE 196 08 356 A1 offenbart eine elektrische Anschlussklemme mit Blattfederklemmanschlüssen für elektrische Leiter. Die Blattfederklemmanschlüsse sind in Schlaufenform mit einer Rückenöffnung für das Einstecken der elektrischen Leiter ausgebildet und haben ein Schlaufenende, das den Buchsenteil für die Aufnahme eines Lötstiftes bildet. Das Schlaufenende ist mit dem Buchsenteil bis hinter die Kopfenden der gesteckten elektrischen Leiter verlängert.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Klemmen des gattungsgemäßen Typs sowohl baugrößenreduziert als auch kostenoptimiert weiterzuentwickeln.
Diese Aufgabe wird für gattungsgemäße Einzelklemmen gemäß den Merkmalen des Kennzeichens der Ansprüche 1 bis 5 und für daraus gebildete Mehrfachklemmen gemäß den Kennzeichen der Ansprüche 6, 7 und 8 gelöst.
Die Lehre der Erfindung nutzt den Kostenvorteil, der sich durch die Verwendung eines Stromschienenstabes ergibt, dessen Materialquerschnitt an den maximal benötigten Stromleitungsquerschnitt angepasst ist. Es wird nur so viel relativ teures Cu-Material verwendet, wie es zu Stromleitungszwecken notwendig ist. Vorzugsweise hat der verwendete Stromschienenstab einen kreisrunden Querschnitt (auch andere Querschnittsformen sind möglich) und ist gemäß Anspruch 5 in einem entsprechend geformten Aufnahme-Verrastungsprofil des Federstahlbleches verrastet, das in der Terminologie der vorliegenden Erfindung als sogenanntes Trägerplatten-Federstahlblech bezeichnet ist, da dieses Stück Federstahlblech den Stromschienenstab ”trägt”.
Von diesem Stück Trägerplatten-Federstahlblech ist das Stück Blattfeder-Federstahlblech zu unterscheiden, das bei einer Einzelklemme die Blattfederzunge bildet bzw. aus dem bei einer Ausführungsform der Erfindung gemäß Anspruch 8 die einzelnen Blattfederzungen für eine Mehrfachklemme durch einen Schlitz voneinander getrennt herausgebildet sind. Das Blattfeder-Federstahlblech und das Trägerplatten-Federstahlblech liegen nach der Lehre der Erfindung im Kopfbereich der Blattfederzungen zweilagig übereinander, und zwar flach aufeinanderliegend. Da weitgehende Materialgleichheit besteht, lassen sich beide Lagen Federstahlblech gut, schnell und kostengünstig im automatischen Fertigungsprozeß miteinander Punkt-verschweißen, wodurch eine äußerst platzsparende flache Verbindung der beiden aufeinanderliegenden Stück Federstahlbleche entsteht.
Die zweilagige Anordnung des Trägerplatten-Federstahlbleches und des Blattfeder-Federstahlbleches ist zudem (in Richtung des Stromschienenstabes gemessen) äußerst kurz-bauend. Pro Einzelklemme wird in Richtung des Stromschienenstabes nicht mehr Baubreite benötigt, als es der Mindestbaubreite des Trägerplatten-Federstahlbleches entspricht. Diese Mindestbaubreite ist für einen bestimmten Normquerschnittsbereich der an die Klemme anzuschließenden elektrischen Leiter durch die Breite des Leiter-Durchbruchs in dem Trägerplatten-Federstahlblech zum Hindurchstecken der Leiter vorgegeben und durch die Breite der seitlichen Randstege bestimmt, die den Leiter-Durchbruch begrenzen und die aus Festigkeitsgründen sowie zur Gewährleistung ggf. gewünschter Federungseigenschaften des Trägerplatten-Federstahlbleches erforderlich sind.
Von wesentlichem Vorteil ist, daß sich bei den erfindungsgemäßen Klemmen die Mindestbaubreite des Trägerplatten-Federstahlbleches und die Mindestbaubreite des Blattfeder-Federstahlbleches in Richtung des Stromschienenstabes nicht addieren, so daß auch Mehrfachklemmen mit einer Vielzahl von Einzelklemmen baugrößenreduziert hergestellt werden können.
Ein weiterer Vorteil ergibt eine Ausführungsform der Erfindung nach Anspruch 3, bei der die jeweiligen Abmessungen, Materialdicken und Federungseigenschaften des Trägerplatten-Federstahlbleches und des Blattfeder-Federstahlbleches einer Klemme derart bemessen sind, daß beide Stück Federstahlbleche anteilig elastisch federnd den erforderlichen Öffnungshub der Klemmstelle beim Anschließen eines elektrischen Leiters ausführen.
Die anteilige Beanspruchung der beiden Stück Federstahlbleche muß nicht gleich sein. Es ist jede Verteilung der Federwege beim Öffnen der Klemmstelle auf das eine oder auf das andere Stück Federstahlblech von Vorteil, denn immer wird erreicht, daß dadurch die Länge der Blattfederzungen verkürzt ausgeführt werden kann, was ebenfalls für eine Baugrößenreduzierung genutzt werden kann.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
1 den Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Dosenklemme,
2 und 3 in perspektivischer Darstellung den Kontakteinsatz der Dosenklemme nach 1,
4 und 5 in perspektivischer Darstellung ein zweites Ausführungsbeispiel einer Mehrfachklemme,
6 und 7 ein Ausführungsbeispiel einer Einfachklemme.
1 zeigt das Isolierstoffgehäuse 10 einer sogenannten Dosenklemme, das sind Verbindungsklemmen zum Anschluß mehrerer elektrischer Leiter 11, die z. B. in einer Verteilerdose einer Gebäudeinstallation elektrisch miteinander verbunden werden sollen.
2 und 3 zeigen den Kontakteinsatz der Dosenklemme nach 1, bestehend aus einer Trägerplatte 12, die aus einem Stück Federstahlblech hergestellt ist, das in dem darstellungsgemäß unteren Bereich ein angeformtes Aufnahme-Verrastungsprofil 13 (siehe 3) besitzt, in das ein kreisrunder Stromschienenstab 14 eingerastet ist (siehe 2). Die Trägerplatte 12 aus Federstahlblech besitzt für jede Klemmstelle einen Leiter-Durchbruch 15, durch den ein anzuschließender elektrischer Leiter 11 hindurchgesteckt wird (siehe 1), um sodann in der zugeordneten Klemmstelle zwischen einer Blattfederzunge 16 und dem Stromschienenstab 14 elektrisch und mechanisch geklemmt zu werden.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den 2 und 3 sind drei Blattfederzungen 16 vorhanden, die aus einem Stück Federstahlblech ausgeformt sind und die durch Schlitze 17 voneinander beabstandet sind, so dass sie unabhängig voneinander federn können. Alle drei in 3 gezeigten Blattfederzungen 16 sind in ihrem Kopfbereich in einem Kopfstück des Federstahlbleches zusammengefasst. Dieses Kopfstück 18 des Blattfeder-Federstahlblechs ist mit dem zugeordneten oberen Bereich der Trägerplatte 12 Punkt-verschweißt.
Die 4 und 5 zeigen einen Kontakteinsatz für eine 3-fach-Klemme, bei dem die Einzelklemmen (siehe hierzu die drei Blattfederzungen 16 in 5) ausschließlich mittels eines allen Einzelklemmen gemeinsamen Aufnahme-Verrastungsprofils 13 und mittels des in dieses Aufnahme-Verrastungsprofil eingerasteten Stromschienenstabes (nicht dargestellt) miteinander verbunden sind, wobei ansonsten die Trägerplatten 12 aus Federstahlblech (siehe 4) und die Blattfederzungen 16 unabhängig voneinander ausgebildet sind, wie dies die in 4 und 5 gut zu erkennenden durchgehenden Schlitzungen 22 zeigen. Dieses Ausführungsbeispiel ermöglicht trotz einer hohen Verbundfestigkeit aller drei Einzelklemmen zu einer 3-fach-Klemme eine individuelle und federungstechnisch voneinander unabhängige Klemmung von drei Einzelleitern.
Die 6 und 7 zeigen den Kontakteinsatz (ohne Stromschienenstab) einer erfindungsgemäßen Einzelklemme, deren Ausführungsform entsprechend den 4 und 5 gewählt ist. Solche Einzelklemmen (wie in 6 und 7 dargestellt) können bei der vollautomatischen Fertigung in beliebiger Anzahl auf einen Stromschienenstab aufgerastet werden und anschließend in einem entsprechend vorbereiteten Isolierstoffgehäuse montiert werden. Es lassen sich somit entsprechend jedem Kundenwunsch individuelle Mehrfachklemmen kostengünstig herstellen.

Claims

Klemme zum Anschluss eines elektrischen Leiters (11), der durch einen Leiter-Durchbruch (15) in einer Trägerplatte der Klemme hindurchgesteckt und sodann in einer Klemmstelle der Klemme elektrisch und mechanisch geklemmt wird, – mit einer aus einem Stück Federstahlblech hergestellten Blattfeder, die als Blattfederzunge (16) mit ihrem Kopfende (18) an der Trägerplatte (12) der Klemme lagefixiert befestigt ist und deren Zungenende sich gegen ein Stromschienenstück erstreckt, – wobei das Stromschienenstück aus einem elektrisch gut leitfähigen Material besteht und sich quer zu dem Zungenende der Blattfeder erstreckt derart, dass das Zungenende der Blattfeder mit dem Stromschienenstück die Klemmstelle für den elektrischen Leiter (11) bildet, dadurch gekennzeichnet, – dass die Trägerplatte (12) aus einem Stück Federstahlblech hergestellt ist, an dem das Kopfende (18) der Blattfeder flach anliegend befestigt ist, – und dass das Stromschienenstück in Form eines Stromschienenstabes (14) ausgebildet ist, der an der Trägerplatte (12) lagefixiert befestigt ist.
Klemme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, – dass die in Richtung des Stromschienenstabes (14) gemessene Zungenbreite der Blattfeder in etwa der Mindestbreite der Trägerplatte (12) entspricht, die für den Leiter-Durchbruch (15) in der Trägerplatte (12) und für die den Leiter-Durchbruch (15) begrenzenden Randstege der Trägerplatte (12) erforderlich ist.
Klemme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, – dass das Stück Federstahlblech, aus dem die Blattfeder gefertigt ist, und das Stück Federstahlblech, aus dem die Trägerplatte (12) hergestellt ist, in ihren jeweiligen Abmessungen, Materialdicken und Federungseigenschaften derart bemessen sind, dass beide Stück Federstahlbleche anteilig elastisch federnd den erforderlichen Öffnungshub der Klemmstelle beim Anschließen eines elektrischen Leiters (11) ausführen.
Klemme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, – dass das Trägerplatten-Federstahlblech (12) und das Kopfende (18) des Blattfeder-Federstahlbleches miteinander verschweißt sind.
Klemme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, – dass der Stromschienenstab (14) einen kreisrunden Querschnitt besitzt und in einem entsprechend geformten Aufnahme-Verrastungsprofil (13) der Trägerplatte (12) verrastet ist.
Klemmenanordnung, zum Anschluss mehrerer nebeneinander angeordneter elektrischer Leiter (11) bestehend aus zwei oder mehreren, in einer Reihe nebeneinander angeordneten Klemmen nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmen ausschließlich mittels eines allen Klemmen gemeinsamen Stromschienenstabes (14) elektrisch und mechanisch miteinander verbunden sind.
Klemmenanordnung zum Anschluss mehrerer nebeneinander angeordneter elektrischer Leiter (11), bestehend aus zwei oder mehreren, in einer Reihe nebeneinander angeordneten Klemmen nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmen ausschließlich mittels eines allen Klemmen gemeinsamen Stromschienenstabes (14) elektrisch und mechanisch zusätzlich mittels eines allen Klemmen gemeinsamen Aufnahme-Verrastungsprofils (13) der ansonsten jeweils pro Klemme unabhängig voneinander ausgebildeten Trägerplatten (12) aus Federstahlblech miteinander verbunden sind.
Klemmenanordnung zum Anschluss mehrerer nebeneinander angeordneter elektrischer Leiter (11), bestehend aus zwei oder mehreren, in einer Reihe nebeneinander angeordneten Klemmen nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatten (12) aller Klemmen durch ein gemeinsames Federstahlblech (12) einstückig gebildet sind, dass ein allen Klemmen gemeinsames Aufnahme-Verrastungsprofil (13) und ein allen Klemmen gemeinsamer Stromschienenstab (14) vorgesehen ist, so dass die Klemmen durch die gemeinsame Trägerplatte (12), das gemeinsame Aufnahme-Verrastungsprofil (13) und den gemeinsamen Stromschienenstab (14) elektrisch und mechanisch miteinander verbunden sind, wobei lediglich die Blattfedern (16) der Klemmstellen der Klemmen durch einen Schlitz (17) voneinander beabstandet sind und unabhängig voneinander arbeiten.