DE69602065T2

DE69602065T2 - Connection clamp for electrical device

Info

Publication number: DE69602065T2
Application number: DE1996602065
Authority: DE
Inventors: Manuel Cedron; Andre Deprez; Joel Fagnoul
Original assignee: Schneider Electric SE
Current assignee: Schneider Electric SE
Priority date: 1995-09-13
Filing date: 1996-08-28
Publication date: 1999-11-18
Anticipated expiration: 2016-08-29
Also published as: DE69602065D1; ES2132859T3; EP0763871B1; EP0763871A1; FR2738675B1; FR2738675A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Anschlußklemme für ein elektrisches Schaltgerät, die einen Käfig mit einer Öffnung zur Aufnahme eines Leiters, eine in der genannten Öffnung angeordnete Anschlußfahne zum Anschluß an einen Stromkreis des Schaltgeräts und eine in den Käfig eingesetzte Klemmschraube zur Führung der Anschlußfahne gegen den Leiter umfaßt, wobei die Anschlußfahne eine dem Ende der Schraube gegenüber liegende Ausnehmung aufweist, derart daß das Ende der Schraube beim Festziehen in die genannte Ausnehmung eingreifen kann. Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise in der Druckschrift FR-A 1566270 beschrieben.The invention relates to a connection terminal for an electrical switching device, which comprises a cage with an opening for receiving a conductor, a connection lug arranged in said opening for connection to a circuit of the switching device and a clamping screw inserted into the cage for guiding the connection lug against the conductor, the connection lug having a recess opposite the end of the screw such that the end of the screw can engage in said recess when tightened. Such a device is described, for example, in the document FR-A 1566270.

Der Anschluß eines elektrischen Schaltgeräts muß über starre oder flexible Leiter sehr unterschiedlicher Durchmesser erfolgen können. Diese Forderung ergibt sich entweder aus der Installationspraxis oder aus nationalen und internationalen Normen.It must be possible to connect an electrical switching device using rigid or flexible conductors of very different diameters. This requirement arises either from installation practice or from national and international standards.

Zur Gewährleistung dieses Anschlusses ist das Schaltgerät häufig mit Klemmen sowie diesen zugeordneten Anschlußfahnen zur Stromversorgung der einzelnen Funktionskreise des Schaltgeräts ausgestattet, wobei diese Klemmen und Anschlußfahnen im allgemeinen durch Befestigung an einem Isolierstoffgehäuse im Schaltgerät angeordnet sind. Beim Anschluß beaufschlagt der Bediener normalerweise mit Hilfe eines mechanischen oder elektrischen Schraubers eine Schraube und übt somit mechanische Kräfte auf das Schaltgerät aus.To ensure this connection, the switching device is often equipped with terminals and associated connection lugs for supplying power to the individual functional circuits of the switching device, whereby these terminals and connection lugs are generally arranged in the switching device by fastening them to an insulating housing. When connecting, the operator normally applies pressure to a screw using a mechanical or electrical screwdriver, thus exerting mechanical forces on the switching device.

Aufgrund der großen Vielfalt der anzuschließenden Leitertypen müssen die Anschlußfahnen für Leiter mit großem Querschnitt ausgelegt sein, was dazu führt, daß Leite mit geringem Durchmesser beim Anschluß eine Lage links, mittig oder rechts, bzw. in jeder beliebigen Zwischenstellung innerhalb des Freiraums einnehmen können. Diese unterschiedlichen Lagen des Leiters bewirken hinsichtlich der mechanischen Festigkeit der Bestandteile eine ungünstige Kraftverteilung und führen zu Relativbewegungen zwischen der Anschlußfahne und dem Klemmenkäfig, wie weiter unten noch gezeigt wird. Diese Bewegungen haben ungünstige Nebenkräfte zur Folge.Due to the large variety of conductor types to be connected, the connection lugs must be designed for conductors with a large cross-section, which means that conductors with a small diameter can be connected in a position to the left, in the middle or on the right, or in any intermediate position within the free space. These different conductor positions result in an unfavourable distribution of forces with regard to the mechanical strength of the components and lead to to relative movements between the terminal lug and the terminal cage, as shown below. These movements result in unfavourable secondary forces.

Die im allgemeinen aus Kunststoff bestehenden Gehäuse werden dadurch außergewöhnlichen Kräften ausgesetzt, die eine Zerstörung oder unzulässige Verformung zur Folge haben können. Aus Platzgründen ist eine wesentliche Verstärkung dieser Gehäuse nicht möglich.The housings, which are generally made of plastic, are therefore exposed to extraordinary forces that can result in destruction or unacceptable deformation. Due to space constraints, it is not possible to significantly strengthen these housings.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben beschriebenen Probleme zu beheben, indem eine Relativbewegung mit daraus resultierenden, zwischen dem Käfig der Klemme, der Anschlußfahne und dem Gehäuse bzw. einem anderen, die Klemme tragenden Teil wirkenden Nebenkräften verhindert wird.The invention is based on the object of eliminating the problems described above by preventing a relative movement with resulting secondary forces acting between the cage of the terminal, the connection lug and the housing or another part supporting the terminal.

Die erfindungsgemäße Anschlußklemme ist dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Ausnehmung durch Senken in einem, an der Anschlußfahne befestigten Verstärkungselement ausgebildet ist.The connection terminal according to the invention is characterized in that the mentioned recess is formed by countersinking in a reinforcing element attached to the connection lug.

So wird die Anschlußfahne beim Festziehen durch das Eingreifen der Schraube in die zugehörige Ausnehmung von Beginn an in Längs- und Querrichtung gehalten. Selbst wenn die Anziehkraft hauptsächlich in einem Randbereich des Schraubenendes wirkt, weil der Leiter entsprechend seitlich angeordnet ist, wird die daraus resultierende Verschiebungskraft in Längsrichtung in der Ausnehmung selbst abgebaut und somit nicht auf außerhalb der Klemme angeordnete Teile übertragen. Die Anschlußfahne kann sich in bezug auf den Käfig praktisch nicht in Längsrichtung verschieben.When tightening, the terminal lug is held in place longitudinally and transversely from the start by the screw engaging in the corresponding recess. Even if the tightening force acts mainly in an edge area of the screw end because the conductor is positioned laterally, the resulting displacement force is dissipated longitudinally in the recess itself and is therefore not transferred to parts located outside the terminal. The terminal lug can practically not move longitudinally in relation to the cage.

Die Ausnehmung ist vorzugsweise zylindrisch ausgeführt, und ihr Durchmesser kann etwa dem Durchmesser des Schraubenendes entsprechen. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann die Ausnehmung kegel- oder kegelstumpfförmig sein. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung unter Angabe weiterer Vorteile und Merkmale näher erläutert. Dabei zeigenThe recess is preferably cylindrical and its diameter can correspond approximately to the diameter of the screw end. According to a further embodiment, the recess can be conical or frustoconical. An embodiment of the invention is shown in the attached drawings and in the following description with indication of further advantages and features are explained in more detail.

Fig. 1 eine Vorderansicht einer Klemme nach dem bisherigen Stand der Technik, in der ein zylindrischer Leiter in einer außermittigen Stellung festgeklemmt ist;Fig. 1 is a front view of a prior art clamp in which a cylindrical conductor is clamped in an off-center position;

Fig. 2 eine axiale Schnittansicht entlang der Linie II-II aus Fig. 1;Fig. 2 is an axial sectional view along the line II-II of Fig. 1;

Fig. 3 eine Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Klemme in einer Vorderansicht analog zu Fig. 1;Fig. 3 shows an embodiment of a clamp according to the invention in a front view analogous to Fig. 1;

la figure 4 est une vue en coupe axiale suivant la ligne IV-IV de la figure 3,The figure 4 is a view on the axial coupe located in the line IV-IV of the figure 3,

Fig. 5 eine vergrößerte Ansicht des Details V aus Fig. 4 undFig. 5 is an enlarged view of detail V of Fig. 4 and

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht eines in die erfindungsgemäße Klemme integrierten Verstärkungselements.Fig. 6 is a perspective view of a reinforcing element integrated into the clamp according to the invention.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Anschlußklemme 1 nach dem bisherigen Stand der Technik mit einem Metallkäfig 2, der eine in Längsrichtung ausgebildete Öffnung 3 sowie einen an der Unterseite ausgebildeten Überstand 4 in Form einer Lasche aufweist, welcher beim Anschließen ein ungewolltes Einführen des Kabels unter der Klemme verhindert. Eine Klemmschraube 5 mit einem Gewindeschaft 6 ist in eine Gewindebohrung 7 des Käfigs 2 eingesetzt und weist ein zylindrisches Ende 8 auf, das innerhalb der Öffnung 3 angeordnet ist, wo dieses Ende 8 dazu dient, einen Leiter 9, eine Anschlußfahne 10 und ein auf der Anschlußfahne 10 befestigtes, als "Anschlußverstärkung" bezeichnetes Verstärkungselement 11 zusammenzupressen. Die Anschlußfahne 10 ist als Ende eines Leiterstreifens ausgebildet, der im Innern des Schaltgeräts verläuft und direkt oder indirekt am Gehäuse befestigt ist. Der Leiter 9 dient dazu, die Anschlußfahne 10 mit einem äußeren Stromkreis des Schaltgeräts elektrisch zu verbinden.Figures 1 and 2 show a connection terminal 1 according to the current state of the art with a metal cage 2 which has an opening 3 formed in the longitudinal direction and a projection 4 formed on the underside in the form of a tab which prevents the cable from being accidentally inserted under the terminal when connecting. A clamping screw 5 with a threaded shaft 6 is inserted into a threaded hole 7 of the cage 2 and has a cylindrical end 8 which is arranged inside the opening 3, where this end 8 serves to press together a conductor 9, a connection lug 10 and a reinforcing element 11 fastened to the connection lug 10 and referred to as a "connection reinforcement". The connection lug 10 is designed as the end of a conductor strip which runs inside the switching device and is fastened directly or indirectly to the housing. The conductor 9 serves to electrically connect the connection lug 10 to an external circuit of the switching device.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, ist der Leiter normalerweise in bezug auf die Schraubenachse seitlich versetzt angeordnet, derart daß die miteinander verbundenen Teile 10 und 11 beim Anziehen der Schraube dazu neigen, seitlich abzukippen. Dadurch wirkt die axiale Klemmkraft des Endes 8 der Schraube hauptsächlich auf eine, bezüglich der Achse 12 seitlich versetzte Angriffsfläche 13 des Elements 11. Aufgrund der Drehung der Schraube verschiebt sich diese Fläche 13 tangential in Längsrichtung der Öffnung 3, derart daß sie das Verstärkungselement 11 und die mit ihm verbundene Anschlußfahne 10 durch Reibung mitführt. Daraus resultiert eine Längsverschiebung D1 des Käfigs 2 und/oder eine Längsverschiebung der Anschlußfahne 10 in entgegengesetzter Richtung, d. h. eine Relativbewegung D zwischen diesen beiden Teilen, die im allgemeinen mit dem Gehäuse des Schaltgeräts verbunden sind. Auf diese Weise bewirkt das Anziehen der Schraube 5 die in der Einleitung genannten Nebenkräfte.As can be seen from Fig. 1, the conductor is normally arranged laterally offset with respect to the screw axis, so that the interconnected Parts 10 and 11 tend to tilt sideways when the screw is tightened. As a result, the axial clamping force of the end 8 of the screw acts mainly on an engagement surface 13 of the element 11 which is laterally offset with respect to the axis 12. Due to the rotation of the screw, this surface 13 moves tangentially in the longitudinal direction of the opening 3 in such a way that it carries the reinforcing element 11 and the connecting lug 10 connected to it by friction. This results in a longitudinal displacement D1 of the cage 2 and/or a longitudinal displacement of the connecting lug 10 in the opposite direction, ie a relative movement D between these two parts, which are generally connected to the housing of the switching device. In this way, tightening the screw 5 causes the secondary forces mentioned in the introduction.

In der Ausgestaltung der Erfindung gemäß Fig. 3 bis 5 sind die meisten Bestandteile der Anschlußklemme 21 den oben beschriebenen Teilen der Klemme 1 ähnlich, weshalb sie mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Dies gilt insbesondere für den Käfig 2, die Schraube 5 und die Anschlußfahne 10. Das Verstärkungselement 22 unterscheidet sich jedoch vom Element 11, wie die Detailansichten in Fig. 5 und 6 zeigen. Die Klemme 21 ist vorzugsweise als Klemme mit beweglichem Käfig ausgebildet, d. h. mit einem Käfig 2, der bei Betätigung der Schraube in Richtung der Schraube 5 verschoben werden kann.In the embodiment of the invention according to Fig. 3 to 5, most of the components of the terminal 21 are similar to the parts of the terminal 1 described above, which is why they are provided with the same reference numerals. This applies in particular to the cage 2, the screw 5 and the connection lug 10. The reinforcing element 22, however, differs from the element 11, as the detailed views in Fig. 5 and 6 show. The terminal 21 is preferably designed as a clamp with a movable cage, i.e. with a cage 2 that can be moved in the direction of the screw 5 when the screw is actuated.

Das Verstärkungselement 22 besteht aus gehärtetem Stahl und ist als im wesentlichen rechteckiges Plättchen ausgebildet, das beispielsweise durch Crimpen oder Schweißen mit der Anschlußfahne 10 verbunden ist. In die Oberseite des Elements ist, beispielsweise durch Senken oder Gesenkschmieden, eine zylindrische Ausnehmung 23 eingebracht, die durch leichte Reibung mit dem Ende 8 der Schraube 5 in Eingriff steht. Die Ausnehmung 23 erstreckt sich beispielsweise über die halbe Dicke des Elements 22. Des weiteren sind an den Enden der Längsränder des Elements 22 als Anschläge dienende seitliche Vorsprünge 24 ausgebildet, die gegen die senkrechten Ränder 25 und 26 des Käfigs 2 geführt werden, wenn sich das Element unbeabsichtigt aus dem Eingriff der Schraube 5 löst, bevor diese angezogen wird.The reinforcing element 22 is made of hardened steel and is designed as a substantially rectangular plate which is connected to the connecting lug 10, for example by crimping or welding. A cylindrical recess 23 is made in the top of the element, for example by countersinking or drop forging, which engages with the end 8 of the screw 5 by slight friction. The recess 23 extends, for example, over half the thickness of the element 22. Furthermore, lateral projections 24 are formed at the ends of the longitudinal edges of the element 22, which serve as stops and are guided against the vertical edges 25 and 26 of the cage 2 if the element accidentally becomes disengaged from the screw 5 before it is tightened.

Fig. 5 zeigt insbesondere die Funktionsweise der Vorrichtung während des Anziehvorgangs, wobei die Schraube 5 unter Einwirkung des durch den Bediener aufgebrachten Kraftmoments C eine Klemmkraft F ausübt. Das Ende 8 der Schraube greift in die Ausnehmung 23 ein und beaufschlagt deren Boden mit der Kraft F. Da der Leiter 9 normalerweise in bezug auf die Achse 12 der Schraube seitlich versetzt angeordnet ist, neigen die Anschlußfahne 10 und ihr Verstärkungselement 22 dazu, seitlich abzukippen. Dadurch wirkt die Kraft F fast ausschließlich auf einen außermittigen Bereich 27, wo die Reibungskräfte versuchen, das Verstärkungselement 22 in Längsrichtung mitzuführen. Die Seitenwand der zylindrischen Ausnehmung 23 liegt jedoch an der zylindrischen Seitenfläche des Endes 8 der Schraube an und verhindert so eine Relativbewegung zwischen dem Verstärkungselement 22 und dem Käfig 2. Daher bewegen sich die Anschlußfahne 10 und der Leiter 9 nicht, und die sonst auftretenden Nebenkräfte werden verhindert.Fig. 5 shows in particular the operation of the device during the tightening process, whereby the screw 5 exerts a clamping force F under the influence of the moment of force C applied by the operator. The end 8 of the screw engages in the recess 23 and applies the force F to the bottom of the recess. Since the conductor 9 is normally arranged laterally offset with respect to the axis 12 of the screw, the connection lug 10 and its reinforcing element 22 tend to tilt sideways. As a result, the force F acts almost exclusively on an off-center region 27 where the friction forces attempt to carry the reinforcing element 22 along in the longitudinal direction. However, the side wall of the cylindrical recess 23 rests against the cylindrical side surface of the end 8 of the screw and thus prevents a relative movement between the reinforcing element 22 and the cage 2. Therefore, the connection lug 10 and the conductor 9 do not move and the secondary forces that would otherwise occur are prevented.

Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern auf alle für den Fachmann ersichtlichen Abänderungen und Varianten übertragbar. Insbesondere müssen die Ausnehmung 23 und das Ende 8 der Schraube nicht unbedingt zylindrisch ausgebildet sein, sondern können beispielsweise auch eine kegelige oder eine sonstige Form aufweisen. Ist kein Verstärkungselement vorgesehen, wird die Ausnehmung in die Anschlußfahne 10 selbst eingebracht. Nach einer Ausführungsvariante kann anstelle der Ausnehmung auch eine Aufnahme für das Ende der Schraube in Form von hervorstehenden Bereichen vorgesehen werden, die durch Gesenkschmieden oder Umkanten am Element 22 ausgebildet sind.The invention is not limited to the embodiment described, but can be applied to all modifications and variants that are apparent to the person skilled in the art. In particular, the recess 23 and the end 8 of the screw do not necessarily have to be cylindrical, but can also have a conical or other shape, for example. If no reinforcing element is provided, the recess is made in the connection lug 10 itself. According to one variant, instead of the recess, a receptacle for the end of the screw can also be provided in the form of protruding areas that are formed by drop forging or bending on the element 22.

Eine solche Klemme kann in elektrischen Schaltgeräten beliebigen Typs eingesetzt werden. Dabei kann es sich um eine Klemme mit feststehendem oder beweglichem Käfig handeln.Such a terminal can be used in any type of electrical switching device. It can be a terminal with a fixed or movable cage.

Claims

1. Connection terminal for an electrical switching device, which comprises a cage (2) with an opening (3) for receiving a conductor (9), a connection lug (10) arranged in said opening for connection to a circuit of the switching device and a clamping screw (5) inserted into the cage in such a way that one end (8) of the screw can press the connection lug against the conductor, the connection lug (10) having a recess (23) opposite the end (8) of the screw in such a way that the end (8) of the screw can engage in said recess (23) when tightened, characterized in that said recess (23) is formed by countersinking in a reinforcing element (22) fastened to the connection lug (10).

2. Clamp according to claim 1, characterized in that said recess (23) extends over part of the thickness of the steel reinforcing element (22).

3. Clamp according to claim 1, characterized in that said recess (23) is cylindrical, the diameter approximately corresponding to the diameter of the end (8) of the screw.

4. Clamp according to claim 1, characterized in that said recess is conical or frustoconical in shape.