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Die Erfindung betrifft einen Querbrücker für eine elektrische Klemme zum elektrischen Verbinden von Stromschienen der Klemme sowie die elektrische Klemme mit der Stromschiene und dem Querbrücker.
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Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Querbrücker bekannt, die auch als Querverbinder oder Steckbrücker bezeichnet werden, um eine elektrisch leitende Verbindung zwischen Stromschienen zweier oder mehrerer Klemmen, wie Reihen-, Anschluss- und/oder Verbindungsklemmen, zu ermöglichen.
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Aus der
DE 44 14 148 sind Querbrücker bekannt, welche aus einer Umspritzung und einem stromführenden Bauteil bestehen. Das stromführende Bauteil ist aus einem Flachmaterial hergestellt und weist mindestens zwei U-förmig angeordnete Klemmzungen auf, die an ihren freien Enden kreisbogenförmige Ausbuchtungen aufweisen, die an dem Durchmesser eines Rundstabs ansteckbar sind. Die als Federarme ausgebildeten Klemmzungen erzeugen dabei eine zweidimensionale Kontaktkraft, welche sich im fortwährenden Betrieb bedingt durch Fertigungstoleranzen und dem Setzverhalten der Bauteile stark vermindert, so dass mit zunehmendem Alter des Querbrückers keine ausreichende Kontaktierung, und damit elektrische Verbindung, mehr gewährleistet ist. Weiterhin besitzen die aus der
DE 44 14 148 bekannten Querbrücker nur eine sehr kleine Kontaktzone zur Kontaktierung zweier Potentiale, welche am unteren Ende der Federarme angeordnet ist, so dass eine äußerst genaue Positionierung des Querbrückers an der Klemme zur Gewährleistung der sicheren Kontaktierung notwendig ist.
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Ferner sind aus der
DE 197 08 649 Querbrücker bekannt, die aus einem Stück aus flachem Blechmaterial ausgestanzt sind und jeweils eine obere Brückungsschiene besitzen, von der sich in Art eines Kamms mindestens zwei oder mehrere flache Steckzungen hinweg erstrecken. Jede Steckzunge ist durch einen in Steckrichtung sich erstreckenden, etwa mittig angeordneten Trennschlitz in zwei relativ zueinander federnde Kontaktschenkel unterteilt. Allerdings besteht auch bei dieser Lehre das Problem, dass die Federarme im Fertigungsprozess aufgespreizt werden, so dass im laufenden Betrieb bedingt durch die Fertigungstoleranzen und dem Setzverhalten der Bauteile die Kontaktierungskräfte nachlassen, so dass auch diese Lehre keine langfristig sichere Kontaktierung ermöglicht.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, einen Querbrücker anzugeben, der einerseits besonders kostengünstig herstellbar ist und auch bei lang andauernder Benutzung eine andauernd sichere Kontaktierung ermöglicht.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Demnach wird die Aufgabe gelöst durch einen Querbrücker für eine elektrische Klemme zum elektrischen Verbinden von Stromschienen der Klemme, wobei der Querbrücker ein Kopfteil und wenigstens ein federndes Paar Klemmzungen zum Eingreifen in eine Öffnung der Stromschiene aufweist, wobei die Klemmzungen jeweils eine Innenseite und eine Außenseite aufweisen, die Außenseiten jeweils einen Kontaktbereich zum Kontaktieren mit der Öffnung ausbilden, die Klemmzungen jeweils derart mit dem Kopfteil verbunden und mit Federkraft beaufschlagt sind, dass die Innenseiten eines Klemmzungenpaares gegenüberliegend angeordnet sind und im nichtkontaktierenden Zustand des Klemmzungenpaares mit der Stromschiene beabstandet voneinander angeordnet sind, die Klemmzungen sich jeweils vom Kopfteil hin zu einer Spitze erstrecken, und die Innenseiten jeweils eine derart ausgestaltete Kontur aufweisen, dass im kontaktierenden Zustand des Klemmzungenpaares mit der Stromschiene die Spitzen der Klemmzungen aneinander anliegen und zwischen dem Kopfteil und den Spitzen ein Spalt zwischen den Innenseiten ausgebildet ist.
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Die Erfindung geht somit einen neuen Weg, indem im Gegensatz zu den aus dem Stand der Technik bekannten Querbrückern die Kontaktkräfte dadurch erhöht werden, dass im kontaktierenden Zustand des Klemmzungenpaares mit der Stromschiene nur die Spitzen der Klemmzungen aneinander anliegen, sich also somit aufeinander abstützen und dadurch die Klemmzungen stabilisieren. Ganz besonders bevorzugt liegen die Spitzen der Klemmzungen derart aneinander an, dass sie einen linienförmigen und/oder sehr kleinen flächigen Abstützbereich ausbilden. Dadurch, dass im kontaktierenden Zustand des Klemmzungenpaares mit der Stromschiene, also im eingreifenden Zustand des Klemmzungenpaares in die Öffnung, ein Spalt zwischen den Innenseiten ausgebildet ist, können Fertigungstoleranzen der Klemmzungen ausgeglichen werden, was wiederum eine deutliche verbesserte Kontaktierung zwischen den Klemmzungen und der Stromschiene bewirkt.
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Ganz besonders bevorzugt ist der Querbrücker aus einem flachen Blechmaterial, beispielsweise aus galvanisch oder durch Schmelztauchüberzug vorverzinntem Kuper, ausgestanzt, wobei die Klemmzungen bevorzugt als Federarme ausgebildet sind. Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass der Querbrücker im Anwendungsfall, also wenn zwischen wenigstens zwei Stromschienen der Klemme mittels des Querbrückers eine elektrisch leitende Verbindung hergestellt ist, mittels seiner Klemmzungen derart in die Stromschiene eingreift, so dass durch den Kontaktbereich mit der Stromschiene ein elektrisch leitender Kontakt hergestellt ist. Dadurch, dass in einem derart kontaktierenden Zustand zwischen dem Querbrücker und der Stromschiene die Klemmzungen an ihren freien Enden, also an den Spitzen, sich aufeinander abstützen und zwischen den freien Enden und dem Kopfteil ein Spalt ausgebildet ist, wird im Gegensatz zum Stand der Technik von einem ganz anderen Prinzip Gebrauch gemacht, dass in einer weitaus verbesserten Kontaktierung zwischen dem Querbrücker und der Klemme, auch nach vielen Steckvorgängen des Querbrückers in die Öffnung der Stromschiene, resultiert. Mit anderen Worten ist der erfindungsgemäße Querbrücker derart ausgestaltet, dass im kontaktierenden Zustand zwischen den Klemmzungen und der Stromschiene die Spitzen der Klemmzungen aneinander anliegen, während im nichtkontaktierenden Zustand die Spitzen nicht aneinander anliegen, wobei sowohl im kontaktierenden Zustand sowie im nichtkontaktierenden Zustand zwischen dem Kopfteil und den Spitzen ein Spalt zwischen den Innenseiten ausgebildet ist.
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Grundsätzlich kann die Kontur der Innenseite beliebig zur Ausbildung des Spaltes ausgestaltet sein. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass die Innenseite eine linsenartige und/oder geschwungene Kontur aufweist. Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Innenseiten eine derart ausgestaltete Kontur aufweisen, dass im kontaktierenden Zustand des Klemmzungenpaares mit der Stromschiene der Spalt zwischen den Innenseiten eine ovalartige Form aufweist. Durch derartige Ausgestaltungen der Innenseiten bzw. deren Konturen kann erreicht werden, dass die Klemmzungen im gesteckten Zustand besonders gut stabilisiert werden, was in einer sehr sicheren und verlässlichen Kontaktierung zwischen dem Querbrücker und der Stromschiene resultiert.
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Nach einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Kontaktbereich derart ausgestaltet ist, dass im kontaktierenden Zustand des Klemmzungenpaares mit der Stromschiene das Klemmzungenpaar in der Öffnung in Einführrichtung verschiebbar ist. Das bedeutet, dass gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform der Erfindung das Klemmzungenpaar, und damit der Querbrücker, in der Öffnung verschiebbar ist, ohne dass der Kontakt, also der elektrische Kontakt, zwischen dem Querbrücker und der Stromschiene unterbrochen wird. Mit anderen Worten ermöglicht diese Ausführungsform in besonders vorteiliger Weise gegenüber dem Stand der Technik, dass der Querbrücker nicht nur in einer einzigen Position, sondern in verschiedenen Positionen entlang des Kontaktbereiches zum Herstellen der elektrischen Verbindung an der Stromschiene positionierbar ist, wobei die verschiedenen Positionen über das Verschieben des Querbrückers in Einführrichtung in die Öffnung erreichbar sind. Dadurch wird der nachteilige Effekt von Fertigungstoleranzen deutlich reduziert, so dass der Querbrücker in verschiedenen „Eintauchtiefen” in die Öffnung einen sicheren und verlässlichen elektrischen Kontakt zwischen dem Querbrücker und der Stromschiene ermöglicht. Vorzugsweise sind die den Klemmzungen eines Klemmzungenpaares zugeordneten Kontaktbereiche im kontaktierenden Zustand parallel zueinander angeordnet und erstrecken sich über jeweils über eine Länge von wenigen Millimetern bis hin zu einigen Zentimetern, also beispielsweise von 1, 2, 3, 4 oder 5 mm bis hin zu 1, 2, 3, 4 oder 5 cm entlang der Außenseiten der Klemmzungen.
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Grundsätzlich kann, wie bereits ausgeführt, der Querbrücker beliebig ausgestaltet sein, ist vorzugsweise jedoch aus einem Metall ausgestanzt. Nach einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass eine isolierende Überspritzung im Bereich des Kopfteils des Querbrückers angeordnet ist. Eine derartige Umspritzung ist vorzugsweise aus einem isolierenden Material wie einem Kunststoff vorgesehen und ganz besonders bevorzugt als Kappe ausgebildet, mittels derer der Querbrücker auch ohne isolierendes Werkzeug auf die Stromschiene aufgesteckt bzw. von der Stromschiene entfernt werden kann.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist zwischen dem Kopfteil und der Klemmzunge jeweils eine Sollbruchstelle vorgesehen. Weiterhin ist bevorzugt, dass zwischen dem Kopfteil und dem Klemmzungenpaar ein Schaft vorgesehen ist, und das Kopfteil, der Schaft und das Klemmzungenpaar einstückig ausgebildet sind. Besonders bevorzugt sind eine Mehrzahl von Klemmzungenpaaren vorgesehen. Somit wird es ermöglicht, verschiedene Konfigurationen von Querbrückern dadurch herzustellen, dass die zur Querbrückung nicht benötigten Klemmzungen mittels der Sollbruchstelle ausgebrochen werden, so dass beispielsweise eine Querbrückung zwischen zwei Stromschienen ermöglicht wird, die durch eine dritte Stromschiene voneinander getrennt sind. Ebenfalls ist bevorzugt, dass die Umspritzung auch an dem Schaft vorgesehen ist, so dass der Querbrücker besonders sicher durch Anfassen an der Umspritzung handhabbar ist, ohne dass ein Berühren mit möglicherweise stromführenden Teilen des Querbrückers stattfinden kann.
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Die Aufgabe der Erfindung wird weiterhin gelöst durch eine elektrische Klemme mit einer Stromschiene und mit einem Querbrücker wie vorab beschrieben, wobei das Klemmzungenpaar derart ausgestaltet ist, dass im kontaktierenden Zustand des Klemmzungenpaares mit der Öffnung das Klemmzungenpaar klemmend an der Öffnung anliegt.
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Durch eine derartige Klemme mit erfindungsgemäßem Querbrücker wird eine besonders sichere, einfache und kostengünstige Möglichkeit angegeben, auch über längere Zeiträume hinweg eine verlässliche elektrische Kontaktierung zwischen dem Querbrücker und einer Stromschiene der elektrischen Klemme zu bewerkstelligen. Vorzugsweise sind die Öffnung und/oder die Klemmzungen eines zu der Öffnung korrespondierenden Klemmzungenpaares derart ausgestaltet, dass im verbundenen Zustand des Klemmzungenpaares mit der Öffnung das Außenmaß des Klemmzungenpaares zu dem Innenmaß der Öffnung korrespondiert.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Klemmzungenpaar derart ausgestaltet ist, dass das Klemmzungenpaar im kontaktierenden Zustand mit der Stromschiene bei einer Verschiebung des Klemmzungenpaares in Einführrichtung in die Öffnung klemmend an der Öffnung anliegt. Durch eine derartige Ausgestaltung wird erreicht, dass das Klemmzungenpaar nicht nur in einer einzigen Position eine sichere Verbindung zwischen dem Querbrücker und der Klemme herstellt, sondern entlang eines sich in Einführrichtung erstreckenden Kontaktbereiches eine verlässliche und sichere Kontaktierung zwischen dem Querbrücker und der Klemme ermöglicht.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung anhand einer bevorzugten Ausführungsform näher erläutert.
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Es zeigen
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1 einen Querbrücker mit einer Umspritzung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,
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2 den Querbrücker ohne Umspritzung gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,
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3a einen Teil des Querbrückers in einem ersten kontaktierenden Zustand mit einer Stromschiene gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,
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3b einen Teil des Querbrückers in einem zweiten kontaktierenden Zustand mit der Stromschiene gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, und
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4 einen Teilausschnitt des Querbrückers in kontaktierendem Zustand mit zwei Stromschienen gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
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Die 1 bis 4 zeigen einen erfindungsgemäßen Querbrücker gemäß bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung in einer schematischen Ansicht.
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1 zeigt einen erfindungsgemäßen Querbrücker für eine elektrische Klemme, wobei der Querbrücker ein Kopfteil 1 aufweist, welches vorliegend mit einem isolierenden Material umspritzt 2 ist, damit der Querbrücker an seinem Kopfteil 1 durch einen Bediener angefasst werden kann, ohne dass die Gefahr besteht, mit einem stromführenden Teil des Querbrückers in Berührung zu kommen. Der Querbrücker ist in eine Öffnung 3 einer Stromschiene 4, ersichtlich in 3 und 4 einführbar bzw. aus der Öffnung 3 entfernbar ist. In diesem Zusammenhang zeigt 2 den erfindungsgemäßen Querbrücker ohne Umspritzung 2, wobei zwischen dem Kopfteil 1 und den beiden sich jeweils vom Kopfteil 1 wegerstreckenden Klemmzungenpaaren 5 ein Schaft 6 vorgesehen ist.
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Zwischen dem Schaft 6 und den Klemmzungen 5 ist jeweils eine der Klemmzunge 5 zugeordnete Sollbruchstelle 7 vorgesehen, so dass nach Bedarf eine Klemmzunge 5 bzw. ein Klemmzungenpaar 5 mittels der Sollbruchstelle 7 von dem Querbrücker durch Herausbrechen entfernt werden kann.
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Das Kopfteil 1, der Schaft 6 und die beiden Klemmzungenpaare 5 sind einstückig aus einem galvanisch oder durch Schmelztauchüberzug vorverzinntem Kupfer ausgebildet, und vorzugsweise durch Ausstanzen aus einem Blech hergestellt. Somit lassen sich, wenn der Querbrücker mit seinen Klemmzungenpaaren 5 jeweils in eine Stromschiene 4 einer Klemme eingeführt ist, so dass die Klemmzungenpaare 5 an der Stromschiene 4 anliegen, wie aus 3 oder 4 ersichtlich, eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der dem jeweiligen Klemmzungenpaar 5 zugeordneten Stromschiene 4 erreichen.
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Die Klemmzungen 5 weisen jeweils eine Innenseite 8 und eine Außenseite 9 auf, wobei die Innenseiten 8 eines Klemmzungenpaares 5 gegenüberliegend angeordnet sind. Die Klemmzungenpaare 5 sind federnd derart ausgebildet, dass sie, wie aus 1 und 2 ersichtlich, in einem nichtkontaktierenden Zustand mit einer Stromschiene 4 beabstandet voneinander angeordnet sind.
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Wenn der Querbrücker in eine Öffnung 3 einer Stromschiene 4 eingeführt ist, wie in 3 und 4 ersichtlich, liegen die Außenseiten 9 an der Stromschiene 4 an und bewirken dadurch eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den Klemmzungen 5 und der Stromschiene 4. Dabei bilden die Außenseiten 9 jeweils einen Kontaktbereich 10 derart aus, dass selbst bei einer Verschiebung des Klemmzungenpaares 5 in der Öffnung 3 entlang des Kontaktbereiches 10 in Einführrichtung des Klemmzungenpaares 5 in die Öffnung 3 sowohl in einer ersten Position, dargestellt in 3a, sowie in einer wenigstens zweiten Position, dargestellt in 3b, eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Querbrücker und der Klemme hergestellt ist. Der Kontaktbereich 10 ist also derart ausgestaltet, dass das Klemmzungenpaar 5 in der Öffnung 3 in Einführrichtung bewegbar ist, ohne dass der elektrische Kontakt zwischen dem Querbrücker und der Klemme unterbrochen wird.
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Die Innenseiten 8 sind erfindungsgemäß derart ausgestaltet, dass im kontaktierenden Zustand des Klemmzungenpaares 5 mit der Öffnung 3 die Spitzen 11 des Klemmzungenpaares 5 aneinander anliegen, so dass zwischen dem Kopfteil 2 und den Spitzen 11 ein Spalt 12 zwischen den Innenseiten 8 der Klemmzungen 5 ausgebildet ist. Dabei ist, wie aus 4 ersichtlich, der Spalt 12 bzw. die Innenseiten 8 derart ausgestaltet, dass die Innenseiten 8 eine linsenartige und/oder geschwungene Kontur aufweisen.
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Dadurch, dass die Spitzen 11 des Klemmzungenpaares 5 im kontaktierenden Zustand des Querbrückers mit der Stromschiene 4 aneinander anliegen und im Bereich zwischen dem Kopfteil 1 und den Spitzen 11 ein Spalt 12 zwischen den Innenseiten 8 ausgebildet ist, ist aufgrund der federnden Ausgestaltung der Klemmzungen 5 auch bei Fertigungstoleranzen der Klemmzungen 5 eine sichere und verlässliche Kontaktierung zwischen den Kontaktbereichen 10 und der Stromschiene 4, auch über längliche Zeiträume, garantiert. Ebenfalls kann, wie aus 4 ersichtlich, der erfindungsgemäße Querbrücker aufgrund der länglichen Ausgestaltung des Kontaktbereiches 10 eine elektrische Verbindung zwischen zwei verschiedenen Stromschienen 4 ermöglichen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kopfteil
- 2
- Umspritzung
- 3
- Öffnung
- 4
- Stromschiene
- 5
- Klemmzungen
- 6
- Schaft
- 7
- Sollbruchstelle
- 8
- Innenseite
- 9
- Außenseite
- 10
- Kontaktbereich
- 11
- Spitze
- 12
- Spalt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 4414148 [0003, 0003]
- DE 19708649 [0004]