DE102004018904A1

DE102004018904A1 - Schraubenloser Sammelschienenanschluss für elektrische Klemmen

Info

Publication number: DE102004018904A1
Application number: DE102004018904A
Authority: DE
Inventors: Konrad Dipl.-Ing. Stromiedel
Original assignee: Wago Verwaltungs GmbH
Current assignee: Wago Verwaltungs GmbH
Priority date: 2004-04-15
Filing date: 2004-04-15
Publication date: 2005-11-03
Anticipated expiration: 2024-04-16
Also published as: DE102004018904B4

Abstract

Die Erfindung betrifft einen schraubenlosen Sammelschienenanschluß für elektrische Klemmen, und es wird vorgeschlagen, diesen mit einer Brückenplatte herzustellen, die sich mit vorstehenden Brückenlagern auf der Stromschiene der Klemmen und der den Klemmen vorgelagerten Sammelschiene winkelveränderbar und verschiebbar abstützt und mittels an der Brückenplatte angelenkter Blattfedern federbelastet ist, derart, daß die Brückenplatte automatische Anpassungs- und Ausgleichsbewegungen durchführen kann.

Description

Die Erfindung betrifft einen schraubenlosen Sammelschienenanschluß für elektrische Klemmen, der die gattungsbildenden Merkmale gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 aufweist.
Solche schraubenlosen Sammelschienenanschlüsse sind erstmals in der DE 40 34 204 C2 der Anmelderin beschrieben worden. Wesentlich für diese Art von Sammelschienenanschlüssen ist, daß für jede Funktion das bestmögliche Material zum Einsatz kommt, d. h. für den verschiebbaren Kontaktkörper, der die elektrische Verbindung zwischen den gehäuse-internen Stromschienen der Klemmen einerseits und der den Klemmen vorgelagerten Sammelschiene andererseits herstellt, soll ein elektrisch gut leitfähiges Material verwendet werden (z. B. reines Elektrolytkupfer mit einer verzinkten Oberfläche zur Kontaktverbesserung), und für die Federkraftaufbringung auf die jeweilige Kontaktanlage des Kontaktkörpers an den Stromschienen der Klemmen einerseits und an der Sammelschiene andererseits soll eine Feder aus einem hochfesten Federstahl verwendet werden (z. B. ein austenitischer Chrom-nickel-Federstahl mit hoher Zugfestigkeit).
Diese funktionsbedingte Werkstoffwahl für bestmögliche elektrische Kontaktierung und Stromleitung einerseits und für bestmögliche Federkrafterzeugung andererseits hat sich in der Praxis für schraubenlose Sammelschienenanschlüsse bewehrt. Siehe hierzu auch die DE 44 32 726 A1 der Fa. Siemens.
Nachteilig ist jedoch der hohe Materialverbrauch für die auf den Stromschienen der Klemmen verschiebbar geführten Kontaktkörper, die als einstückige, in sich steife Kontaktschieber ausgeführt sind (siehe DE 40 34 204 C2 und DE 93 15 474 U1 ) oder die mit zwei in sich steifen Klemmbacken ausgeführt werden, die durch Federmittel zusammengehalten sind (siehe DE 44 32 726 A1 ).
Der Vorschlag, diese in sich steifen und massiven Kontaktkörper für die Stromverbindung zwischen den Stromschienen und der Sammelschiene entfallen zu lassen und durch eine S-förmig gebogene Blattfeder zu ersetzen, die die Stromschienen einerseits und die Sammelschienen andererseits umgreift (siehe DE 197 14 633 C1 ) ist immer eine schlechtere und nicht-gattungsgemäße Ausführungsform eines Sammelschienenanschlusses, und zwar selbst dann, wenn es werkstoffkundlich gelingt, dem federnden Material der Federn zusätzlich auch noch halbwegs brauchbare Stromleitungseigenschaften anzuerziehen. Als Vorteil solcher S-förmig gebogenen Blattfedern, die sowohl die Funktion der elektrischen Kontaktierung und der Stromleitung als auch die Funktion der Federkraftaufbringung auf die Kontaktstellen übernehmen, kann lediglich gelten, daß das S-förmig gebogene Blattfeder-Gebilde flexibler auf Toleranzungenauigkeiten und/oder Versetzungen in der Klemmenreihenanordnung reagieren kann.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die gattungsgemäßen Sammelschienenanschlüsse für elektrische Klemmen so weiterzuentwickeln, daß die verschiebbaren Kontaktkörper, die aus relativ teurem elektrisch gut leitfähigen Material gefertigt werden, mit einem geringeren Materialverbrauch und kostengünstiger produziert werden können, und daß zugleich der weiterentwickelte Sammelschienenanschluß die Fähigkeit hat, Toleranzungenauigkeiten sowie Ver setzungen in der Reihenklemmenanordnung und/oder relativ zu der Position der vorgelagerten Sammelschiene ausgleichen zu können.
Diese Aufgabe wird bei einem Sammelschienenanschluß mit den gattungsgemäßen Merkmalen dadurch gelöst, daß der Kontaktkörper aus einem flachen, plattenförmigen Ausgangsmaterial ausgestanzt ist, und daß der Kontaktkörper die Form einer Brückenplatte mit endseitigen Brückenlagern aufweist, die an den Enden der Brückenplatte als vorstehende Querwölbungen ausgeformt sind derart, daß die Brückenlager sowohl eine winkelveränderbare als auch eine verschiebbare Kontaktanlage der Brückenplatte an der Stromschiene einerseits und an der Sammelschiene der Klemmenreihenanordnung andererseits gewährleisten.
Die neue Brückenplatte ist mit einem einfachen Stanz-Biege-Vorgang herzustellen, und sie kann mit ihrem stromleitenden Materialquerschnitt an die maximal zu verarbeitende Stromstärke angepaßt sein. Der Materialverbrauch und die Herstellungsart sind somit extrem kostengünstig.
Die Brückenplatte stützt sich nur mit ihren endseitigen Brückenlagern an der Stromschiene der Klemme sowie (in der geschlossenen Position des Sammelschienenanschlusses) an der Sammelschiene ab, wobei die Brückenplatte wegen der von der Brückenplatte vorstehenden Brücken lager einen genügenden Abstand zu den genannten Schienen einhält, so daß die Brückenplatte problemlos auch größere Kippbewegungen bzw. Winkelveränderungen um ihre jeweiligen Brückenlager durchführen kann, ohne daß dabei die Gefahr besteht, daß die Brückenlager von der jeweiligen Stromschiene oder von der Sammelschiene abheben könnten, was eine unerwünschte Kontaktunterbrechung zur Folge haben würde.
Die Brückenlager, die bevorzugt mit einer gerundeten Anlagekante die Oberflächen der Stromschienen und der Sammelschiene kontaktieren, eignen sich ebenfalls gut für die Durchführung der gleitenden Verschiebebewegungen, die die Brückenlager beim Öffnen und Schließen des Sammelschienenanschlusses durchführen müssen.
Die erfindungsgemäße Kombination der beiden freien Bewegungsmöglichkeiten der Brückenplatte (d. h. deren Winkelveränderungsmöglichkeiten und deren Verschiebbarkeit) gewährleistet, daß sich die Brückenplatte auf alle denkbaren Toleranzungenauigkeiten bei der Klemmenherstellung und auf alle denkbaren Versetzungen in der Klemmenreihenanordnung und/oder relativ zu der Anordnungsposition der vor der Reihenanordnung verlaufenden Sammelschiene einstellen kann und diese mit der erforderlichen elektrischen Kontaktsicherheit ausgleichen kann.
Das gilt auch für konstruktiv gewollte "treppenartige" Versetzungen zwischen der Höhenebene, in der die Stromschienen der Klemmen angeordnet sind, und einer höher oder tiefer liegenden Positionsebene, in der die Sammelschiene verläuft.
Dieses automatische Anpassungs- und Ausgleichsverhalten der Brückenplatte wird bei den nachfolgend benannten Ausführungsformen der Erfindung durch die Art und Weise der Federkraftaufbringung unterstützt. Diese erfolgt mittels speziell geformter und an die Brückenplatte "angelenkter" Blattfedern. Dabei verbessert die Federkraft der direkt auf die Brückenlager einwirkenden Blattfedern die elektrische Kontaktsicherheit des Sammelschienenanschlusses, ohne die vorgenannten freien Bewegungsmöglichkeiten der Brückenplatte einzuschränken.
Die in Anspruch 2 beanspruchte Anlenkung von zwei U-förmigen Blattfedern an die Brückenplatte, von denen je eine einem der beiden Brückenlager zugeordnet ist, kann konstruktiv so ausgeführt werden, daß sich die U-förmigen Blattfedern entweder gemeinsam auf derselben Seite der Brückenplatte befinden oder daß sie wechselseitig auf gegenüberliegenden Seiten der Brückenplatte angeordnet sind. Im ersteren Fall addieren sich die räumlichen Abmessungen der Blattfedern, und die Brückenplatte muß eine entsprechende Baulänge (Längserstreckung) aufweisen.
Der Unteranspruch 3 stellt eine Ausführungsform der Erfindung heraus, bei der die zwei U-förmigen Blattfedern wechselseitig, d. h. auf verschiedenen Seiten der Brückenplatte positioniert sind und entsprechend wechselseitig an der Brückenplatte angelenkt sind. Die beiden Blattfedern können dann so positioniert sein, daß sie einander in Richtung der Längserstreckung der Brückenplatte überlappen, so daß die entsprechende Baulänge (Längserstreckung) der Brückenplatte relativ klein gewählt werden kann. Diese Ausführungsform ist in den nachfolgenden Zeichnungen genauer dargestellt.
In den Zeichnungen ist auch eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit nur einer Blattfeder gemäß dem Unteranspruch 4 dargestellt, so daß auf die dortige Beschreibung verwiesen werden kann.
Alle vorgenannten Ansprüche 2 bis 4 beanspruchen, daß die jeweiligen Blattfedern "winkelveränderbar" an der Brückenplatte "angelenkt" sind, was gemäß Anspruch 5 bevorzugt dadurch erfolgt, daß in das jeweils anzulenkende Ende der Blattfedern eine Fensterausnehmung eingestanzt ist, durch die sich die Brückenplatte hindurcherstreckt, so daß sich die Blattfedern um die Randkante der Fensterausnehmung, die an der Brückenplatte anliegt, frei im Sinne einer Winkelveränderung ihres Anstellwinkels relativ zur Brückenplatte "einpendeln" können. Das begünstigt sehr wirkungsvoll das auto matische Anpassungs- und Ausgleichsverhalten der Brückenplatte, wie dies vorstehend als Lehre der Erfindung beschrieben ist.
Nachfolgend werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen genauer beschrieben. Es zeigen:
1 bis 6 ein erstes Ausführungsbeispiel,
7 bis 11 ein zweites Ausführungsbeispiel.
Dargestellt ist in 1 eine Reihenklemme üblicher Bauart, die mit ihrem Isolierstoff gehäuse 20 auf eine Tragschiene 21 aufgerastet ist. Die Klemme besitzt eine Klemmstelle 22 für den Anschluß eines elektrischen Drahtleiters (der nicht dargestellt ist), und sie besitzt eine gehäuse-interne Stromschiene 23, die in diesem Fall den genannten Drahtleiter mit der Sammelschiene 24 verbindet. Die Sammelschiene 24 ist in bekannter Weise mittels sogenannter Sammelschienenträger gehalten und der Klemmenreihenanordnung vorgelagert. Die Klemmenreihenanordnung besteht aus benachbart zueinander auf die Tragschiene 21 aufgerasteter Klemmen des dargestellten Typs, ggf. auch in Kombination mit anderen Klemmentypen. Das ist alles bekannt und Stand der Technik.
Neu ist in 1 der dargestellte Sammelschienenanschluß, bestehend aus der Brückenplatte 25 und den beiden U-förmig gebogenen Blattfedern 26 und 27. Dieser Sammelschienenanschluß ist im Detail und in seinem Anpassungsverhalten in den
2 und 3 sowie in den 4 bis 6 im vergrößerten Maßstab dargestellt.
6 zeigt die Brückenplatte 26 mit ihren endseitigen Brückenlagern 28 und 29, die wechselseitig an den Enden der Brückenplatte als vorstehende Querwölbungen ausgeformt sind.
5 zeigt die Blattfeder 26 mit ihrer U-förmigen Formgebung und der Fensterausnehmung 30, durch die sich die Brückenplatte mit ihren Brückenlagern hindurcherstreckt, wie dies in 4 dargestellt ist.
Zu 4 zeigt 2 die Seitenansicht des aus der Brückenplatte 25 und den beiden U-förmigen Blattfedern 26 und 27 bestehenden Sammelschienenanschlusses. Siehe hierzu auch 1.
In 2 ist der Sammelschienenanschluß "paßgenau" dargestellt, d. h., die konstruktiv gewollte treppenartige Versetzung zwischen der Stromschiene 23 und der Sammelschiene 24 (siehe 1) paßt genau auf die Abmessungen der Brückenplatte 25 und die Ausformung ihrer Brückenlager 28 und 29, so daß die Brückenplatte parallel zwischen der Stromschiene 23 und der ebenfalls parallel dazu verlaufenden Sammelschiene 24 positioniert ist.
Diese paßgenauen Abmessungen und die genannten Parallelitäten sind in der Praxis nicht immer vorhanden. 3 verdeutlicht eine Möglichkeit des automatischen Anpassungs- und Ausgleichsverhaltens des neuen Sammelschienenanschlusses.
Der erfindungsgemäße Sammelschienenanschluß kann auch mit nur einer Blattfeder gebaut werden. Dies zeigen die 7 bis 11.
9 zeigt den Sammelschienenanschluß mit der Brückenplatte 31 und mit der Blattfeder 32. Diese hat (in der in 9 dargestellten Seitenansicht) etwa die Form eines "T" mit einem T-Fuß-Ende 33 und mit einem T-Kopf, der mit zwei seitlichen Kopf-Auslegern 34 und 35 jeweils den Brückenlagern 36 und 37 der Brückenplatte 31 gegenüberliegt, wobei die beiden Kopf-Ausleger 34 und 35 im eingebauten Zustand in die Klemme und in der geschlossenen Position des Sammelschienenanschlusses (siehe 7) die jeweils zu kontaktierende Stromschiene 38 der Klemme und die der Klemmenreihenanordnung vorgelagerte Sammelschiene 39 untergreifen.
10 zeigt die in Art eines "T" geformte Blattfeder mit ihrem T-Fuß-Ende 33, in das eine Fensterausnehmung 40 eingestanzt ist, durch die sich die Brücken platte 31 hindurcherstreckt (siehe 11).
Zum Zwecke der Lagefixierung des T-Fuß-Endes 33 an der Brückenplatte 31 ist in der Fensterausnehmung ein vorspringender Zapfen 41 vorgesehen, der in ein zugeordnetes Zapfloch in der Brückenplatte eingreift, jedoch mit einem ausreichenden Spiel, damit die Möglichkeiten der Winkelveränderungen des sich frei einpendelnden Anstellwinkels der Blattfeder relativ zur Brückenplatte nicht behindert werden.
In 7 ist die Seitenansicht einer üblichen Klemmenkonstruktion dargestellt, in die der neue, erfindungsgemäße Sammelschienenanschluß zwischen der Stromschiene 38 der Klemme und der der Klemmenreihenanordnung vorgelagerten Sammelschiene 39 eingebaut ist. In 7 befindet sich der Sammelschienenanschluß in seiner geschlossenen Position.
8 zeigt dieselbe Klemme wie 7, jedoch ohne die vorgelagerte Sammelschiene. In 8 befindet sich der Sammelschienenanschluß in seiner offenen Position, in der die Brückenplatte 31 mit der Blattfeder 32 in das Gehäuse der Klemme zurückgeschoben ist.
In der offenen Position des Sammelschienenanschlusses kann sich das U-förmig offene Maul des Sammelschienenanschlusses, das zwischen dem Kopf-Ausleger 34 der Blattfeder und dem Brückenlager 36 der Brückenplatte gebildet ist (siehe 9) etwas entspannen und dadurch verengen, so daß es zweckmäßig ist, an das Isolierstoffgehäuse der Klemme einen Maulöffner-Steg 42 anzuformen, der sich in Schließrichtung des Sammelschienenanschlusses in etwa vor der Sammelschiene befindet. 8 und 7 zeigen diesen Maulöffner-Steg.

Claims

Schraubenloser Sammelschienenanschluß für elektrische Klemmen, die benachbart zueinander in einer Reihe angeordnet sind und denen eine Sammelschiene vorgelagert ist, die sich in Anreihrichtung der Klemmen erstreckt, – das Anschließen und Trennen der einzelnen Klemmen an bzw. von der Sammelschiene erfolgt pro Klemme mittels eines Kontaktkörpers, der aus einem elektrisch gut leitfähigen Material gefertigt ist und der auf der Stromschiene der Klemme in Richtung quer zur Sammelschiene verschiebbar geführt ist, – die Kontaktanlage des Kontaktkörpers an der Stromschiene der Klemme einerseits und an der Sammelschiene andererseits ist jeweils durch die Kraft einer Feder bewirkt, die aus einem hochfesten Federstahl gefertigt ist, dadurch gekennzeichnet, – daß der Kontaktkörper aus einem flachen, plattenförmigen Ausgangsmaterial ausgestanzt ist – und daß der Kontaktkörper die Form einer Brückenplatte (25, 31) mit endseitigen Brückenlagern (28, 29; 36, 37) aufweist, die an den Enden der Brückenplatte als vorstehende Querwölbungen ausgeformt sind – derart, daß die Brückenlager sowohl eine winkelveränderbare als auch eine verschiebbare Kontaktanlage der Brückenplatte an der Stromschiene (23, 38) einerseits und an der Sammelschiene (34, 39) der Klemmenreihenanordnung andererseits gewährleisten.
Schraubenloser Sammelschienenanschluß nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch – zwei U-förmig gebogene Blattfedern (26, 27), die jeweils einem der beiden Brückenlager (28, 29) zugeordnet sind in der Weise, – daß das U-förmig offene Ende der Blattfeder in Richtung der vom zugeordneten Brückenlager jeweils zu kontaktierenden Stromschiene (23) oder Sammelschiene (24) zeigt, – wobei das eine Federschenkelende der U-förmigen Blattfeder an der Brückenplatte (25) winkelveränderbar angelenkt ist und zwar nahe dem zugeordneten Brückenlager, jedoch unter Freilassung der jeweiligen Kontaktanlagefläche des Brückenlagers an der Stromschiene oder an der Sammelschiene, – und wobei das andere Federschenkelende der U-förmigen Blattfeder dem zugeordneten Brückenlager gegenüberliegt und die jeweils zu kontaktierende Stromschiene oder Sammelschiene untergreift.
Schraubenloser Sammelschienenanschluß nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch – eine Brückenplatte (25) mit zwei wechselseitig an der Brückenplatte ausgeformten Brückenlagern (28, 29), so daß die eine U-förmig gebogene Blattfeder auf der Oberseite und die andere U-förmig gebogene Blattfeder auf der Unterseite der Brückenplatte positioniert ist, – und zwar derart, daß sie einander in Richtung der Längserstreckung der Brückenplatte überlappen.
Schraubenloser Sammelschienenanschluß nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch – eine Brückenplatte (31) mit zwei auf derselben Seite der Brückenplatte ausgeformten Brückenlagern (36, 37) – und durch eine (in ihrer Seitenansicht) etwa die Form eines "T" darstellende Blattfeder (32), – wobei das T-Fuß-Ende (33) der Blattfeder etwa an dem mittleren Teil der Brückenplatte (31) winkelveränderbar angelenkt ist – und wobei die beiden seitlichen Kopf-Ausleger (34, 35) des T-Kopfes der Blattfeder jeweils einem Brückenlager gegenüberliegen und die jeweils zu kontaktierende Stromschiene (38) oder Sammelschiene (39) untergreifen.
Schraubenloser Sammelschienenanschluß nach Anspruch 2 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, – daß die winkelveränderbare Anlenkung des jeweils an die Brückenplatte anzulenkenden Endes der Blattfeder mittels einer Fensterausnehmung (30, 40) erfolgt, die in das jeweils anzulenkende Ende der Blattfeder eingestanzt ist und durch die sich die Brückenplatte hindurcherstreckt.
Schraubenloser Sammelschienenanschluß nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, – daß zum Zwecke der Lagefixierung des anzulenken Endes der Blattfeder an der Brückenplatte die Fensterausnehmung (40) einen vorspringenden Zapfen (41) und die Brückenplatte (31) ein zugeordnetes Zapfloch besitzt.