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Die
Erfindung betrifft einen Adapter mit einem Kontaktteil, umfassend ein
erstes Kontaktelement und ein zweites Kontaktelement zur elektrischen
Verbindung eines als Schraubklemmanschluss ausgebildeten Gegen-Kontaktelements
eines elektrischen Geräts und/oder einer Verbindungsklemme,
wobei das zweite elektrische Kontaktelement derart ausgebildet ist,
dass bei geöffnetem Schraubklemmanschluss eine elektrische
und eine mechanische Verbindung zwischen dem Schraubklemmanschluss und
dem zweiten Kontaktelement herstellbar ist.
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Daneben
betrifft die Erfindung eine elektrische Verbindungsklemme oder elektrisches
Gerät umfassend einen Schraubklemmanschluss mit Druckstück,
wobei der Adapter der eingangs genannten Art an dem Schraubklemmanschluss
angeschlossenen ist.
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Darüber
hinaus betrifft die Erfindung die Verwendung des Adapters in der
elektrischen Verbindungsklemme oder dem elektrischen Gerät.
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Elektrische
Verbindungsklemmen, insbesondere Anschlussklemmen und Reihenklemmen,
sind seit Jahrzehnten bekannt und werden millionenfach bei der Verdrahtung
elektrischer Anlagen und Geräte verwendet. Die Reihenklemmen
werden meist auf Tragschienen aufgerastet, welche ihrerseits häufig
in einer Mehrzahl in einem Schaltschrank angeordnet sind.
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Als
Leiteranschlusselemente der elektrischen Klemmvorrichtungen werden
Schraubklemmen, Zugfederklemmen oder Schneidklemmen verwendet. Das
Klemmprinzip bei Zugfederklemmen ist ähnlich dem der Schraubtechnik.
Während bei der Schraubklemme eine Zughülse durch
die Betätigung der Klemmenschraube den Leiter gegen den
Strombalken zieht, wird bei der Zugfederklemme diese Aufgabe von
der Zugfeder übernommen.
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Elektrische
Anschluss- und Reihenklemmen sind in der Regel Verbindungsklemmen,
so dass sie mindestens zwei Leiteranschlusselemente aufweisen, die über
ein elektrisch leitendes Verbindungsstück, den Strombalken,
elektrisch miteinander verbunden sind. Neben diesem Grundtyp der
Reihenklemmen und Anschlussklemmen gibt es darüber hinaus
eine Vielzahl von unterschiedlichen Klemmentypen, die speziell den
jeweiligen Anwendungsfällen angepasst sind. Als Beispiel
seien hier Doppelstock- oder Dreistock-Klemmen sowie Dreileiter-
oder Vierleiter-Klemmen genannt, die dann jeweils eine entsprechend
größere Anzahl an Leiteranschlusselementen aufweisen.
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Darüber
hinaus gibt es Reihenklemmen, die aus einer Grundklemme und einem
Anschlussstecker bestehen, wobei die Grundklemme ein Klemmengehäuse,
mindestens ein darin angeordnetes Leiteranschlusselement und mindestens
einen mit dem Leiteranschlusselement elektrisch verbundenen und
als Steckplatz ausgeführten weiteren Kontaktanschluss aufweist.
Der Anschlussstecker weist ebenfalls mindestens ein Leiteranschlusselement
und ein mit dem Leiteranschlusselement elektrisch verbundenen Steckkontakt
auf. Bei diesem Typ von Reihenklemme wird die Grundklemme in der
Regel zunächst auf einer Tragschiene aufgerastet und anschließend der
Anschlussstecker mit seinem Steckkontakt auf einen korrespondierenden
Steckplatz der Grundklemme aufgesteckt.
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Alle
vorgenannten elektrischen Klemmvorrichtungen wie die Reihenklemme,
die Grundklemme sowie der Anschlussstecker sollen bei Betrieb Strom von
einem an das Leiteranschlusselement angeschlossenen elektrischen
Leiter über das Verbindungsstück und den weiteren
Kontaktanschluss zu dem weiteren Kontaktelement übertragen.
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Mit
der insgesamt zunehmenden Miniaturisierung von elektrischen Geräten
und elektrischen Anlagen wird auch eine zunehmende Verkleinerung der
Schaltschränke gewünscht. Da darüber
hinaus immer mehr elektrische Geräte und Anlagen miteinander
verdrahtet werden müssen, wird der zur Verfügung
stehende Platz für die elektrische Klemmvorrichtungen im
Schaltschrank zusätzlich verringert. Daher besteht ein
zunehmendes Bedürfnis nach so genannten "Mini-Klemmvorrichtungen"
in extrem kompakter Bauweise und geringen Abmaßen.
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Neben
der kompakten Bauweise zur Integration der Klemmvorrichtungen kommt
dem für den Anschluss von elektrischen Leitern benötigte
Montageraum eine zentrale Bedeutung zu. Gerade bei Klemmvorrichtungen
mit Schraubklemmanschluss muss oberhalb der Schraube für
ihre Betätigung über einen Schraubendreher ein
großer Montageraum zur Verfügung gestellt werden.
Abhilfe schafft hier der aus der
DE
20 2007 005 385 bekannte Adapter für einen Schraubklemmanschluss.
Der bekannte Adapter umfasst elektrische Kontaktelemente, die derart
ausgebildet sind, dass über sie eine elektrische Verbindung
zu einem als Gegen-Kontaktelement ausgebildeten Schraubklemmanschluss
im geöffnetem Zustand herstellbar ist. Als elektrische
Kontaktelemente sind bspw. Federelemente beschrieben, die gegen das
Druckstück des Schraubklemmanschlusses wirken.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Adapter zur Verfügung
zu stellen, durch den der elektrische Kontakt zu einem Schraubklemmanschluss
herstellbar ist, wobei der elektrische Kontakt auch bei starken
mechanischen Schwingungen und/oder Vibrationen dauerhaft sichergestellt
ist.
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Die
Aufgabe ist bei einem Adapter mit einem Kontaktteil, umfassend ein
erstes Kontaktelement und ein zweites Kontaktelement zur elektrischen
Verbindung eines als Schraubklemmanschluss ausgebildeten Gegen-Kontaktelements
eines elektrischen Geräts und/oder einer Verbindungsklemme,
wobei das zweite elektrische Kontaktelement derart ausgebildet ist,
dass bei geöffnetem Schraubklemmanschluss eine elektrische
und eine mechanische Verbindung zwischen dem Schraubklemmanschluss und
dem zweiten Kontaktelement herstellbar ist, dadurch gelöst,
dass das zweite Kontaktelement zur mechanisch festen Verbindung
zu dem Schraubklemmanschluss mindestens ein Rastelement umfasst.
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Darüber
hinaus weist der erfindungsgemäße Adapter den
Vorteil auf, dass der Schraubklemmanschluss von bereits vorhandenen
elektrischen Verbindungsklemmen und/oder elektrischen Geräten durch
Anschluss des Adapters einfach zu einer anderen Leiter-Klemmtechnik
umfunktioniert werden kann. Die Schraube des Schraubklemmanschlusses muss
bei dem vorbeschriebenen Anschluss nicht betätigt werden.
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Bei
Anschluss des Adapters an den Schraubklemmanschluss wird das zweite
Kontaktelement des Adapters in den Klemmraum des Schraubanschlusses
eingeführt. Dabei verrastet das Rastelement des zweiten
Kontaktelements mit einem korrespondierend hierzu ausgebildeten
Gegenrastelement. Dadurch, dass das zweite Kontaktelement des Adapters
selbst das Rastelement umfasst, ist dieses im Klemmraum des Schraubklemmanschlusses
selbst bei Vibrationen und Schwingungen unbeweglich fixiert. Die
Position des Rastelements gegenüber dem Gegen-Kontaktelement
ist für die Qualität der elektrischen Verbindung
maßgeblich. Damit diese Position unveränderlich
bleibt, ist in einer vorteilhaften Ausführung vorgesehen,
dass das Rastelement derart ausgebildet ist, dass es zum Verrasten mit
einem am Gegen-Kontaktelement angeordneten Gegenrastelement geeignet
ist.
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Gerade
bei dieser Ausführung ist es besonders vorteilhaft, wenn über
das Rastelement die elektrische Verbindung von dem zweiten Kontakt
des Adapters zu dem Gegen-Kontaktelement des Schraubklemmanschlusses
herstellbar ist, weil sich bei einer Verrastung keine Relativbewegung
zwischen den stromübertragenden Teilen ergibt. Hierdurch
ist somit selbst bei starken Erschütterungen eine gute
elektrische Verbindung sichergestellt.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Rastelement
als Eingriffsteil eine aus zwei Flächen gebildete keilförmige
Kontaktspitze enthält. Eine Kontaktspitze ist einfach herzustellen
und bietet darüber hinaus den Vorteil, dass sie über
ihre zwei Seitenflächen verrastbar ist und hierüber
auch Strom transportierbar ist.
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Existierende
Schraubklemmanschlüsse nach dem Stand der Technik weisen
ein Druckstück auf, dessen Oberfläche zickzackförmig
ausgeführt ist. Der Zwischenraum zweier benachbarter Zacken ist
wie die Kontaktspitze keilförmig ausgebildet und von zwei
etwa V-förmigen Flächen begrenzt. Somit hat die
keilförmige Kontaktspitze des Rastelementes den Vorteil,
dass sie bei existierenden Schraubklemmanschlüssen mit
einem Druckstück der vorbeschriebenen Art bereits eingesetzt
werden kann. Anpassungen des Schraubklemmanschlusses sind nicht
notwendig, weil die keilförmige Kontaktspitze bereits auf
die Geometrie des keilförmigen Zwischenraum angepasst ist.
Darüber hinaus wird bei Eingriff der keilförmigen
Kontaktspitze in den keilförmigen Zwischenraum eine Stromübertragung
zwischen den keilförmigen Flächen des Zwischenraums
und der Kontaktspitze realisiert. Die Stromübertragung über Flächen
ist wesentlich effektiver als über punktförmig oder
linienförmig ausgebildete Bereiche.
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Besonders
kostengünstig und einfach kann das Rastelement über
einen ausgestanzten zungenförmigen Abschnitt des Adapters
gebildet werden. Ferner ist bei dieser Ausführung von Vorteil,
dass das Rastelement und das Kontaktteil einstückig ausgeführt
werden können und das Rastelement nicht als ein separates
Bauteil noch an dem Kontaktteil zu befestigen ist.
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Damit,
insbesondere bei Übertragung von Strom oder elektrischer
Energie über das Rastelement, dauerhaft ein unverändert
guter Kontakt zu dem Gegen-Kontakt des Schraubklemmanschluss ermöglicht
wird, ist in einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung
vorgesehen, dass das Rastelement im verrasteten Zustand mit einem
korrespondierend ausgeführten Gegenrastelement des Schraubklemmanschlusses
unlösbar ist. Hierdurch wird sichergestellt, dass es nicht
zu einem mechanischen Verschleiß und Spiel zwischen den
Rastelement durch Lösen und erneutes Verrasten der Rastverbindung kommen
kann. Ein Spiel in der Verrastung würde die relative Position
des zweiten Kontaktelements des Adapters zu dem Gegen-Kontaktelement
des Schraubklemmanschlusses, insbesondere bei Belastungen durch
Schwingungen und/oder Vibrationen, verändern. Dies würde
die elektrische Verbindung negativ beeinflussen. Somit wird durch
die Unlösbarkeit sichergestellt, dass die elektrische Verbindung zwischen
dem zweiten Kontaktelement und dem Gegen-Kontaktelement selbst bei
schwingenden Belastungen unbeeinträchtigt bleibt.
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Besonders
einfach kann die unlösbare Verrastung bei der erfindungsgemäßen
Ausführung mit einem ausgestanzten zungenförmigen
Abschnitt des Kontaktteils als Rastelement dadurch erreicht werden,
dass das freie Ende des ausgestanzten zungenförmigen Abschnitts
im Wesentlichen in Richtung des ersten Kontaktelements des Adapters
weist. Durch diese Ausrichtung wird erreicht, dass beim Einführen des
zweiten Kontaktelements in den Klemmraum des Schraubklemmanschlusses
eine Verrastung mit dem bspw. als Vertiefung ausgebildeten Gegenrastelement
besonders einfach möglich ist.
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Ein
Lösen des Adapters und der Verrastung ist jedoch nicht
möglich, da beim Zug des Adapters entgegen der Einführrichtung
das freie Ende des Rastelements mit seiner Spitze auf die Wand der
keilförmigen Vertiefung stößt, und die
Zugkraft auf das angebundene Ende des Rastelements wirkt. Somit wird
das Lösen der Verrastung sicher verhindert.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
dass der Adapter einen Rahmen oder Gehäuse umfasst, in
dem ein oder mehrere Kontaktteile aufgenommen sind. Hierdurch wird
die Handhabung des Adapters beim Anschluss an den Schraubklemmanschluss
verbessert. Dabei ist besonderes vorteilhaft, wenn eine Vielzahl
von Adaptern in einem Rahmen oder Gehäuse aufgenommen sind,
weil sich hierdurch die entsprechende Anzahl der Adapter gleichzeitig
an entsprechend viele Schraubklemmanschlüsse angeschlossen
werden können. Somit wird die Zeit zum Anschluss des einzelnen
Adapters stark verringert.
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Da
der Adapter Bestandteil der elektrische Verbindungsklemme oder des
elektrischen Gerätes ist, sind alle Vorteile des Adapters
ebenfalls von der der elektrische Verbindungsklemme bzw. von dem elektrischen
Gerät umfasst.
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Insbesondere
wird durch erfindungsgemäße elektrische Verbindungsklemme
bzw. durch das erfindungsgemäße elektrische Gerät
erreicht, dass die elektrische Verbindung zwischen Schraubklemmanschluss
und Adapter bei auf die elektrische Verbindungsklemme oder dem elektrischen
Gerät wirkende Vibrationen und/oder Schwingungen verbessert
wird.
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Neben
den vorbeschriebenen Ausgestaltungen der Erfindung sind weitere
vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung in den abhängigen
Ansprüchen angegeben.
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Ein
Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen
rein schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher
beschrieben. Es zeigt
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1 eine
perspektivische Darstellung eines Adapters mit einem Rahmen in dem
sich ein Kontaktteil mit einem ersten Kontaktelement und einem zweiten
Kontaktelement befindet;
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2 den
Adapter aus 1 in Seitenansicht, wobei der
Adapter mit seinem zweiten Kontaktelement ein Druckstück
eines Schraubklemmanschlusses kontaktiert und mit dem Druckstück über
sein Rastelement verrastet ist;
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3 einen
vergrößert dargestellten Ausschnitt des Adapters 2 in
Seitenansicht;
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4 in
Perspektive ein elektrisches Gerät mit einem Schraubklemmanschluss
teilweise geschnitten sowie das Kontaktteil des Adapters aus 1 und
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5 in
perspektivischer Ansicht das elektrische Gerät aus
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4,
wobei das Kontaktteil mit seinem zweiten Kontaktelement das Druckstück
des Schraubklemmanschlusses kontaktiert und das Rastelement des
Kontaktteils mit dem Druckstück verrastet ist.
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In 1 ist
ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Adapters dargestellt. Der Adapter 1 umfasst Kontaktteil 3 mit
einem ersten Kontaktelement 5 an seinem ersten Ende und
einem zweiten Kontaktelement 7 an seinem zweiten Ende.
Das erste Kontaktelement 5 dient zum Anschluss eines nicht dargestellten
elektrischen Leiters. Das erste Kontaktelement 5 ist gem. 1 durch
zwei zungenförmig gestaltete Federschenkel 9 gebildet.
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Die
Federschenkel 9 sind symmetrisch zu einer zur Längsachse
des Kontaktteils 3 sich erstreckende Mittenebene angeordnet.
Alternativ könnte das erste Kontaktelement 5 durch
jede andere bekannte Anschlusstechnik, wie Schneidtechnik oder Piercetechnik
etc. gebildet sein. Ferner ist nicht zwingend vorgesehen, dass das
Kontaktelement 5 zum Anschluss eines elektrischen Leiters
geeignet sein muss. Es könnte auch zum Anschluss eines
Steckers einer elektrischen Buchse und dergleichen ausgebildet sein.
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Das
zweite Kontaktelement 7 ist zur elektrischen Verbindung
eines bpw. in 4 gezeigten als Schraubklemmanschluss 11 ausgebildeten
Gegen-Kontaktelements geeignet. Der Schraubklemmanschluss 11 könnte
Bestandteil eines elektrischen Geräts, insbesondere eines
in 4 teilweise dargestellten Schützes 13,
und/oder einer nicht gezeigten Verbindungsklemme sein.
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Wie
aus den 4 und 5 ersichtlich,
ist das zweite elektrische Kontaktelement 7 derart ausgebildet
ist, dass es bei geöffnetem Schraubklemmanschluss eine
elektrische und eine mechanische Verbindung zwischen dem Schraubklemmanschluss 11 und
dem zweiten Kontaktelement 7 herstellbar ist. Hierfür
könnte das zweite Kontaktelement 7 endseitig bspw.
einen oder zwei Kontaktfedern 15 aufweisen, die gegen das
mit 17 bezeichnete Druckstück des Schraubklemmanschlusses 11 wirkt.
Gemäß der vorliegenden Ausführung weist
das zweite Kontaktelement 7 zwei symmetrisch zu einer zur
Längsachse des Kontaktteils 3 sich erstreckende
Mittenebene flache Federkontakte 15 auf. Zur mechanisch
festen Verbindung von dem Adapter 1 mit dem Schraubklemmanschluss
weist das zweite Kontaktelement 7 mindestens ein Rastelement 19 auf.
Sie sind bei der vorliegenden Ausführung auf den Innenseiten
der Kontaktfedern 15 angeordnet. Die beiden Rastelemente 19 stellen
sowohl die mechanische als auch die elektrische Verbindung zu dem
Schraubklemmanschluss 11 her. Die Rastelemente 19 weisen
gem. den 1 bis 4 eine keilförmige
Kontaktspitze auf. Sie sind vorzugsweise, wie in 1 zu
sehen, über einen ausgestanzten zungenförmigen
Abschnitt des Kontaktteils 3 gebildet. Das freie Ende des
ausgestanzten zungenförmigen Abschnitts weist im Wesentlichen
in Richtung des ersten Kontaktelements 5. Die Ausrichtung
des ausgestanzten zungenförmigen Abschnitts führt
dazu, dass das Rastelement 19 bei Verrastung in dem Schraubklemmanschluss 11 mit einem
korrespondierend ausgeführten Gegenrastelement unlösbar
ist. Als Gegenrastelement kann wie besonders gut in 3 zu
sehen eine auf der Oberfläche des Druckstücks 17 ausgebildete
Vertiefung vorgesehen sein, welche vorzugsweise durch einen Zwischenraum 21 zweier
benachtbarter Zacken 23 gebildet ist. Die Geometrie des
Zwischenraums 21 ist durch die Außenkontur der
Zacken 23 bestimmt. Der Zwischenraum 21 ist im
Profil keilförmig und entspricht somit im Wesentlichen
auch der Außenkontur des keilförmigen Kontaktspitze
des Rastelementes 19.
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Die
dargestellte und vorstehend beschriebene Kontaktteil 3 ist
als Stanzbiegeteil ausgeführt.
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4 und 5 zeigen
als elektrisches Gerät das Schütz 13 mit
dem Schraubklemmanschluss 11. Dieser Schraubklemmanschluss 11 ist
besonders ausgebildet, weil sein Klemmraum zwei Klemmbereiche 25, 27 aufweist.
Der erste Klemmbereich 25 ist oberhalb des Druckstücks 17 und
der zweite Klemmbereich 27 unterhalb des Druckstücks
angeordnet. Für diese Art des Schraubanschlusses 11 ist
der in den Figuren gezeigte Adapter besonders gut geeignet, weil
gem. 5 zwischen die beiden Kontaktfedern 15 mit
ihren jeweiligen Rastelementen das Druckstück 17 geklemmt
werden kann. Somit wird die elektrische und mechanische Verbindung
zu dem Schraubklemmanschluss 11 über zwei Kontaktfedern 15 realisiert.
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Bei
Schraubklemmanschlüssen 11 mit einem einzigen
Klemmraum ist das dargestellte Kontaktteil 3 mit seinen
beiden Kontaktfedern 15 nicht geeignet. Hier könnte
alternativ zu den beiden Kontaktfedern eine nicht dargestellte bogenförmige
Kontaktfeder verwendet werden, welche nach außen wirkt
und auf deren Außenseite ein Rastelement gem. der gezeigten
Ausführung angeordnet ist. Im angeschlossenen Zustand drückt
dabei die bogenförmige Kontaktfeder nach außen
auf das Druckstück 17. Vorzugsweise wird dabei
das Rastelement in ein als Vertiefung ausgebildetes Gegenrastelement
des Druckstücks 17 gedrückt.
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Es
sein noch angemerkt, dass der Adapter (1) vorzugsweise
einen Rahmen 29, wie in den 1 und 2 gezeigt,
oder ein Gehäuse enthält, in dem ein oder mehrere
Kontaktteile 3 aufgenommen sind. Der Rahmen 29 kann
dabei auch derart geformt sein, dass er einen oberen abgewinkelten
Bereich umfasst, der bei an dem Schraubklemmanschluss (11) angeschlossen
Adapter (1) bspw. den Zugang zu der Schraube des Schraubklemmanschlusses
(11) bedeckt.
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- 1
- Adapter
- 3
- Kontaktteil
- 5
- erstes
Kontaktelement
- 7
- zweites
Kontaktelement
- 9
- Federschenkel
- 11
- Schraubklemmanschluss
- 13
- Schütz
- 15
- Kontaktfeder
- 17
- Druckstück
- 19
- Rastelement
- 21
- Zwischenraum
- 23
- Zacken
- 25
- erster
Klemmbereich
- 27
- zweiter
Klemmbereich
- 29
- Rahmen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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