DE102011053828A1

DE102011053828A1 - Clamp body for electrical conductor in electrical insulating terminal, has clamping body bag with receiving space for receiving conductor, where bag is made of material having specific tensile strength and elongation of specific percent

Info

Publication number: DE102011053828A1
Application number: DE201110053828
Authority: DE
Inventors: Michael Schäfer; Uwe Ambrosy
Original assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Current assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Priority date: 2011-09-21
Filing date: 2011-09-21
Publication date: 2013-03-21

Abstract

The body (10) has a clamping body bag (12) that comprises a receiving space (14) for receiving an electrical conductor. A threaded bore is adapted for receiving a screw and arranged in a side wall (22) of the clamping body bag. The clamping body bag is made of material having tensile strength greater than or equal to 450 Newton per square mm and elongation greater than or equal to 15 percent. The clamping body bag comprises a surface coating.

Description

Die Erfindung betrifft einen Klemmkörper für einen elektrischen Leiter mit einer Klemmkörpertasche, welche einen Aufnahmeraum zur Aufnahme des elektrischen Leiters ausbildet, wobei in einer Seitenwand der Klemmkörpertasche eine Gewindebohrung zur Aufnahme einer Schraube ausgebildet ist. Ferner richtet sich die Erfindung auf eine elektrische Anschlussklemme mit einem derartigen Klemmkörper. The invention relates to a clamping body for an electrical conductor with a clamping body pocket, which forms a receiving space for receiving the electrical conductor, wherein in a side wall of the clamping body pocket, a threaded bore for receiving a screw is formed. Furthermore, the invention is directed to an electrical terminal with such a clamp body.

Derartige als Schraubanschluss ausgebildete Klemmkörper werden beispielsweise in elektrischen Anschlussklemmen, wie Reihenklemmen oder Lüsterklemmen, eingesetzt. Elektrische Anschlussklemmen mit Schraubanschluss zeichnen sich durch ihre hohen, über Jahre konstant auf elektrische Leiter übertragbaren Klemmkräfte aus. Mit diesem Klemmentyp können vorgegebene hohe Klemmkräfte ohne Schwankungen sogar bei auf die elektrische Anschlussklemme wirkenden Vibrationen eingehalten werden. Aufgrund dieser Eigenschaften werden elektrische Anschlussklemmen mit Schraubanschluss auch bei anspruchsvollen industriellen Anwendungen mit bewegten und schwingenden Maschinenteilen bevorzugt eingesetzt. Such trained as a screw terminal clamp body are used for example in electrical terminals, such as terminal blocks or luster terminals. Electrical connection terminals with screw connection are characterized by their high clamping forces that can be continuously transmitted to electrical conductors for years. With this type of terminal predetermined high clamping forces can be maintained without fluctuations even when acting on the electrical terminal vibration. Due to these properties, electrical connection terminals with screw connection are also preferred in demanding industrial applications with moving and oscillating machine parts.

Zur Ausbildung einer elektrischen Anschlussklemme ist der Klemmkörper üblicherweise in einem Isolierstoffgehäuse angeordnet. Die Klemmkörpertasche des Klemmkörpers kann aus einem elektrisch leitenden Material ausgebildet sein. An einer Seitenwand der Klemmkörpertasche ist eine bis in den Aufnahmeraum des Klemmkörpers geführte Gewindebohrung ausgebildet, in welcher eine Schraube eingesetzt ist. Der Schraubenkopf der Schraube ist über eine in dem Isolierstoffgehäuse vorgesehene Öffnung zugänglich, so dass die Schraube mit ihrer Spitze in den Aufnahmeraum gedreht werden kann und einen hierin eingeführten elektrischen Leiter klemmen kann. Es ist aber auch möglich, dass bei einer Betätigung der Schraube die Schraube den Klemmkörper nach oben zieht und den Leiter gegen einen Strombalken drückt, so dass kein direkter Kontakt zwischen Leiter und Schraube erfolgt. To form an electrical connection terminal, the clamping body is usually arranged in an insulating material housing. The clamping body pocket of the clamping body may be formed of an electrically conductive material. On a side wall of the clamping body pocket, a guided into the receiving space of the clamping body threaded bore is formed, in which a screw is inserted. The screw head of the screw is accessible via an opening provided in the insulating housing, so that the screw can be turned with its tip into the receiving space and can clamp an electrical conductor inserted therein. But it is also possible that upon actuation of the screw, the screw pulls the clamp body up and presses the conductor against a current bar, so that no direct contact between the conductor and screw.

Die Klemmkörpertasche kann aus einem gebogenen bandförmigen Blechelement hergestellt sein, welches entsprechend der Kontur der Klemmkörpertasche gebogen bzw. gefalzt ist. Für eine derartige Klemmkörpertasche wird üblicherweise ein Stahlmaterial verwendet. Ferner kann die Klemmkörpertasche aus einem Vollprofil hergestellt sein, welches durch spanabhebende Verfahren, wie beispielsweise Sägen, Bohren, Fräsen, Räumen, Gewindeschneiden, entsprechend bearbeitet wird, um die Form der Klemmkörpertasche zu erhalten. Die aus einem Vollprofil ausgebildete Klemmkörpertasche ist meist aus einer Kupfer-Zink-Legierung ausgebildet. Gegenüber einer aus einem gebogenen bandförmigen Blechelement hergestellten Klemmkörpertasche weist die aus einem Vollprofil hergestellte Klemmkörpertasche eine gleichmäßigere Außenkontur auf, da keine Falt- bzw. Umbiegestellen vorgesehen werden müssen. Zudem kann eine aus einem Vollprofil hergestellte Klemmkörpertasche mit kleineren Abmessungen als eine aus einem gebogenen bandförmigen Blechelement hergestellte Klemmkörpertasche ausgebildet sein, wodurch der Platzbedarf der Klemmkörpertasche reduziert werden kann. Zudem können aus einem Vollprofil hergestellte Klemmkörpertaschen eine länger ausgebildete Gewindebohrung aufweisen, wodurch mittels der in der Gewindebohrung eingeführten Schraube ein höheres Drehmoment und damit eine höhere Axialkraft auf den mittels der Schraube geklemmten elektrischen Leiter aufgebracht werden kann. Nachteilig bei den Klemmkörpern aus einer Kupfer-Zink-Legierung ist, dass diese relativ teuer in ihrer Herstellung sind. The clamping body pocket can be made of a bent band-shaped sheet metal element which is bent or folded according to the contour of the clamping body pocket. For such a pinch body pocket, a steel material is usually used. Further, the pinch body pocket may be made of a solid profile machined by machining methods such as sawing, drilling, milling, broaching, tapping, to obtain the shape of the pinch body pocket. The trained from a solid profile clamping body pocket is usually formed of a copper-zinc alloy. Compared to a clamping body pocket made of a bent band-shaped sheet metal element, the clamping body pocket made of a solid profile has a more uniform outer contour, since no folding or bending points must be provided. In addition, a clamping body pocket made of a solid profile can be formed with smaller dimensions than a clamping body pocket made of a bent band-shaped sheet metal element, whereby the space requirement of the clamping body pocket can be reduced. In addition, made of a solid profile clamping body pockets have a longer trained threaded hole, which by means of the screw inserted in the threaded hole a higher torque and thus a higher axial force can be applied to the clamped by means of the screw electrical conductor. A disadvantage of the clamp bodies of a copper-zinc alloy is that they are relatively expensive to produce.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, einen Klemmkörper und eine elektrische Anschlussklemme zur Verfügung zu stellen, die sich durch geringere Herstellungskosten bei gleichen oder verbesserten Materialeigenschaften gegenüber bekannten Klemmkörpern und bekannten elektrischen Anschlussklemmen auszeichnen. The invention is therefore based on the object to provide a clamping body and an electrical terminal, which are characterized by lower manufacturing costs with the same or improved material properties over known sprags and known electrical terminals.

Bei einem Klemmkörper der eingangs näher bezeichneten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Klemmkörpertasche aus einem Stahlmaterial ausgebildet ist, welches eine Zugfestigkeit Rm ≥ 450 N/mm² und eine Bruchdehnung A10 ≥ 15 % aufweist. In a clamping body of the type described in more detail above, this object is achieved in that the clamping body pocket is formed of a steel material having a tensile strength Rm ≥ 450 N / mm ² and an elongation at break A10 ≥ 15%.

Ferner wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch eine elektrische Anschlussklemme umfassend einen Klemmkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 6 gelöst. Furthermore, the object is achieved by an electrical terminal comprising a clamping body according to one of claims 1 to 6.

Zweckmäßige Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Advantageous embodiments and advantageous developments of the invention are specified in the dependent claims.

Überraschenderweise hat es sich gezeigt, dass bei der Verwendung eines Stahlmaterials mit einer Zugfestigkeit von ≥ 450 N/mm² und einer Bruchdehnung von ≥ 15 % für eine Klemmkörpertasche im Wesentlichen die gleichen Materialeigenschaften oder sogar verbesserte Materialeigenschaften erzielt werden können, als bei der Verwendung eines Materials aus einer kupferhaltigen Legierung, wobei jedoch die Herstellungskosten wesentlich gegenüber der Verwendung von kupferhaltigen Legierungen reduziert werden können. Dadurch, dass das verwendete Stahlmaterial eine Zugfestigkeit Rm ≥ 450 N/mm² und eine Bruchdehnung A10 ≥ 15 % aufweist, weist das Stahlmaterial und damit die Klemmkörpertasche keine oder zumindest nur eine sehr geringe Relaxation auf, so dass die Funktionsfähigkeit, insbesondere die Klemmfähigkeit bzw. die Klemmkraft, eines derartigen Klemmkörpers beim Klemmen eines elektrischen Leiters eine sehr hohe Betriebsdauer hat, ohne dass die Klemmwirkung nachlässt, da durch die guten mechanischen Eigenschaften, insbesondere der hohen Zugfestigkeit des Materials der Klemmkörpertasche von Rm ≥ 450 N/mm², verhindert werden kann, dass das Material der Klemmkörpertasche nachgibt und sich aufgrund der aufgebrachten Spannung durch die Klemmkraft weitet. Ferner ist durch die hohe Bruchdehnung von A10 ≥ 15% sichergestellt, dass das Stahlmaterial eine gute Bearbeitbarkeit, insbesondere eine gute Verformbarkeit und eine gute Zerspanbarkeit, aufweist. Surprisingly, it has been found that the same material properties or even improved material properties can be obtained when using a steel material having a tensile strength of ≥ 450 N / mm ² and an elongation at break of ≥ 15% for a clamping body pocket essentially as when using a Copper-containing alloy material, however, can significantly reduce manufacturing costs over the use of copper-containing alloys. Due to the fact that the steel material used has a tensile strength Rm ≥ 450 N / mm ² and an elongation at break A10 ≥ 15%, the steel material and thus the sprag pocket have no or at least only a very small one Relaxation, so that the functionality, in particular the clamping ability or the clamping force of such a clamp body when clamping an electrical conductor has a very long service life without the clamping effect decreases, as by the good mechanical properties, in particular the high tensile strength of the material Clamping body pocket of Rm ≥ 450 N / mm ² , it is possible to prevent the material from giving way to the clamping body pocket and widening due to the applied tension due to the clamping force. Furthermore, the high elongation at break of A10 ≥ 15% ensures that the steel material has good machinability, in particular good deformability and good machinability.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist das Stahlmaterial einen Bleianteil Pb ≥ 0,25 Gew.-% auf. Durch den geringen Bleianteil des Stahlmaterials kann die Zerspanbarkeit des Materials weiter verbessert werden, wodurch insbesondere die Herstellung einer Klemmkörpertasche aus einem Vollprofil verbessert werden kann. According to a preferred embodiment of the invention, the steel material has a lead content Pb ≥ 0.25 wt .-%. The low lead content of the steel material, the machinability of the material can be further improved, which in particular the production of a clamping body pocket can be improved from a solid profile.

Besonders bevorzugt ist es vorgesehen, dass das Stahlmaterial 11SMnPb30 ist. Dieser spezielle Automatenstahl, welcher ein Normalkorngefüge aufweist, weist eine sehr gute Bearbeitbarkeit durch eine leichte Zerspanbarkeit auf. Aufgrund der hohen Zugfestigkeit und der hohen Bruchdehnung kann eine sichere Leiterklemmung mit einer derartigen Klemmkörpertasche auch bei sehr langer Betriebsdauer gewährleistet werden, ohne dass eine Relaxation des Materials stattfindet. It is particularly preferred that the steel material is 11SMnPb30. This special free-cutting steel, which has a normal grain structure, has a very good machinability by easy machinability. Due to the high tensile strength and the high elongation at break, a secure conductor clamping can be ensured with such a clamping body pocket even with very long service life, without a relaxation of the material takes place.

Gemäß einer weiter vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Klemmkörpertasche eine Oberflächenbeschichtung aufweist. Die Oberflächenbeschichtung ist vorzugsweise in Form einer galvanischen Verzinkung ausgebildet, die mit einer Dickschichtpassivierung versehen ist. Eine derartige Oberflächenbeschichtung wird vorzugsweise mit einer Dicke von 6–8 µm auf die Oberfläche der Klemmkörpertasche aufgebracht. Mittels einer derartigen Oberflächenbeschichtung kann insbesondere der Schutz gegen Korrosion verbessert werden. Ferner kann die Oberflächenbeschichtung beispielsweise durch eine Nickelbeschichtung ausgebildet sein, wodurch insbesondere beim Eindrehen einer Schraube in die in der Klemmkörpertasche ausgebildete Gewindebohrung hohe Drehmomente erreichbar sind. Vor Aufbringen der Nickelbeschichtung wird die Oberfläche des Stahlmaterials der Klemmkörpertasche gebeizt. Weiter ist es möglich eine Unterkupferung als Oberflächenbeschichtung vorzusehen. According to a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that the clamping body pocket has a surface coating. The surface coating is preferably in the form of a galvanic coating, which is provided with a thick-film passivation. Such a surface coating is preferably applied with a thickness of 6-8 microns on the surface of the clamping body pocket. By means of such a surface coating, in particular the protection against corrosion can be improved. Furthermore, the surface coating can be formed for example by a nickel coating, which in particular when screwing a screw into the threaded bore formed in the clamping body pocket high torques can be achieved. Before applying the nickel coating, the surface of the steel material of the pinch body pocket is pickled. Further, it is possible to provide a sub-copper surface coating.

Die Klemmkörpertasche ist nach einer weiter vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung aus einem Vollprofil ausgebildet. Vollprofil bedeutet hier, dass die Klemmkörpertasche aus einem Stück, vorzugsweise einem Rechteck-Profildraht, hergestellt ist, welches entsprechend spanend durch Fräsen, Räumen und Bohren bearbeitet ist, um eine Klemmkörpertasche mit einem Aufnahmeraum zur Aufnahme eines elektrischen Leiters und einer Gewindebohrung auszubilden. Da das für den Klemmkörper verwendeten Stahlmaterial eine besonders gute Bearbeitbarkeit durch eine leichte Zerspanbarkeit aufweist, ist es möglich, eine Klemmkörpertasche aus einem Vollprofil kostengünstig spanend herzustellen. The clamping body pocket is formed according to a further advantageous embodiment of the invention of a solid profile. Solid profile here means that the clamping body pocket is made of one piece, preferably a rectangular profile wire, which is machined accordingly by milling, broaching and drilling to form a clamping body pocket with a receiving space for receiving an electrical conductor and a threaded hole. Since the steel material used for the clamp body has a particularly good machinability by easy machinability, it is possible to manufacture a clamping body pocket made of a solid profile cost-cutting.

Alternativ ist nach einer weiter vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Klemmkörpertasche aus einem gebogenen bandförmigen Element ausgebildet ist. Durch die hohe Bruchdehnung von A10 ≥ 15 % des verwendeten Stahlmaterials weist das verwendete Stahlmaterial eine gute Umformbarkeit auf, wodurch die Herstellung einer aus einem gebogenen bandförmigen Element ausgebildete Klemmkörpertasche leicht und kostengünstig möglich ist. Alternatively, it is provided according to a further advantageous embodiment of the invention that the clamping body pocket is formed from a curved band-shaped element. Due to the high elongation at break of A10 ≥ 15% of the steel material used, the steel material used has a good formability, whereby the production of a formed of a curved band-shaped element clamping body pocket is easy and inexpensive.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand einer bevorzugten Ausführungsform näher erläutert. The invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying drawings with reference to a preferred embodiment.

Es zeigen: Show it:

1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Klemmkörpers in einer Seitenansicht; 1 a schematic representation of a clamp body according to the invention in a side view;

2 eine schematische Schnittdarstellung des in 1 gezeigten erfindungsgemäßen Klemmkörpers; und 2 a schematic sectional view of the in 1 shown clamping body according to the invention; and

3 eine schematische Darstellung in Form einer Draufsicht auf den in 1 gezeigten erfindungsgemäßen Klemmkörper. 3 a schematic representation in the form of a plan view of the in 1 shown clamping body according to the invention.

Der in 1 bis 3 gezeigte Klemmkörper 10 weist eine Klemmkörpertasche 12 auf, welche aus einem Vollprofil ausgebildet ist und durch spanende Bearbeitung, insbesondere Fräsen, Räumen und Bohren, aus beispielsweise einem Rechteck-Profildraht hergestellt ist. Die Klemmkörpertasche 12 weist einen Aufnahmeraum 14, welcher in Form einer, wie in 2 zu sehenden, seitlich ausgebildeten Durchgangsbohrung ausgebildet ist, auf, durch welche ein, hier nicht dargestellter, zu klemmender und anzuschließender elektrischer Leiter eingebracht werden kann. Der Aufnahmeraum 14 ist durch eine erste Seitenwand 16, eine zweite Seitenwand 18, einer bodenseitigen Seitenwand 20 und einer deckenseitigen Seitenwand 22 der Klemmkörpertasche 12 begrenzt. The in 1 to 3 shown clamping body 10 has a pinch body pocket 12 on, which is formed from a solid profile and is made by machining, in particular milling, broaching and drilling, for example, a rectangular profile wire. The pinch body pocket 12 has a recording room 14 , which takes the form of a, as in 2 formed to see, laterally formed through hole is formed on, through which a, not shown here, to be clamped and to be connected electrical conductor can be introduced. The recording room 14 is through a first sidewall 16 , a second side wall 18 , a bottom side wall 20 and a ceiling side wall 22 the pinch body pocket 12 limited.

Wie in 2 zu erkennen ist, ist in der deckenseitigen Seitenwand 22 eine Gewindebohrung 24 zur Aufnahme einer hier nicht dargestellten Schraube ausgebildet, mittels welcher der in den Aufnahmeraum 14 eingeführte Leiter geklemmt und angeschlossen werden kann. As in 2 is visible in the ceiling side wall 22 a threaded hole 24 designed to receive a screw, not shown here, by means of which in the receiving space 14 inserted conductor can be clamped and connected.

In 3 ist der Klemmkörper 10 in einer Draufsicht auf die deckenseitige Seitenwand 22 gezeigt, in welcher die Gewindebohrung 24 vorgesehen ist. In 3 is the clamp body 10 in a plan view of the ceiling side wall 22 shown in which the threaded hole 24 is provided.

Die Klemmkörpertasche 12 ist aus einem Stahlmaterial, vorzugsweise 11SMnPb30 ausgebildet, welche eine Zugfestigkeit Rm ≥ 450 N/mm² und eine Bruchdehnung A10 ≥ 15% aufweist und sich durch eine besonders gute Zerspanbarkeit, in Verbindung mit einer Oberflächenbeschichtung gute Korrosionsbeständigkeit, keine oder nur sehr geringe Relaxationseigenschaften und geringe Herstellungskosten auszeichnet. The pinch body pocket 12 is made of a steel material, preferably 11SMnPb30, which has a tensile strength Rm ≥ 450 N / mm ² and an elongation at break A10 ≥ 15% and is characterized by a particularly good machinability, in conjunction with a surface coating good corrosion resistance, no or very little relaxation properties and low production costs.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

10 10: Klemmkörper clamping bodies
1212: Klemmkörpertasche Clamp body bag
14 14: Aufnahmeraum accommodation space
16 16: Seitenwand Side wall
18 18: Seitenwand Side wall
20 20: Seitenwand Side wall
22 22: Seitenwand Side wall
24 24: Gewindebohrung threaded hole

Claims

Clamping body for an electrical conductor with a clamping body pocket ( 12 ), which has a receiving space ( 14 ) forms for receiving the electrical conductor, wherein in a side wall ( 22 ) of the sprag pocket ( 12 ) a threaded hole ( 24 ) is formed for receiving a screw, characterized in that the clamping body pocket ( 12 ) is formed of a steel material having a tensile strength Rm ≥ 450 N / mm ² and an elongation at break A10 ≥ 15%.

Clamping body according to claim 1, characterized in that the steel material has a lead content Pb ≥ 0.25 wt .-%.

Clamping body according to claim 1 or 2, characterized in that the steel material is 11SMnPb30.

Clamping body according to one of claims 1 to 3, characterized in that the clamping body pocket ( 12 ) has a surface coating.

Clamping body according to one of claims 1 to 4, characterized in that the clamping body pocket ( 12 ) is formed of a solid profile.

Clamping body according to one of claims 1 to 4, characterized in that the clamping body pocket ( 12 ) is formed of a curved band-shaped element.

Electrical connection terminal, comprising a clamping body ( 10 ) according to one of claims 1 to 6.