DE102005027824A1 - Steckvorrichtung für eine elektrische Schaltvorrichtung - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Steckvorrichtung für eine elektrische Schaltvorrichtung (50). Diese umfasst dabei mindestens einen Anschluss (52) für mindestens eine Zuleitung. Der mindestens eine Zuleitungsanschluss (52) ist als Doppelstock-Rahmenklemme mit einem freiliegenden Kontaktträger (52) ausgebildet. Es wird vorgeschlagen, dass eine Steckvorrichtung (10) zum Stecken auf den Zuleitungsanschluss (52) ausgebildet ist, wobei die Steckvorrichtung (10) umfasst: DOLLAR A È einen Steckkontakt (12) für das Aufstecken auf den Zuleitungsanschluss (52), DOLLAR A È mindestens eine Aufnahmeklemme (40) für mindestens eine Zuleitung, DOLLAR A È eine elektrische Verbindung zwischen der Aufnahmeklemme (40) und dem Steckkontakt (12), DOLLAR A È mindestens ein Paar reziproker Rastelemente (RE, 16, 19), DOLLAR A È und wobei die Schaltvorrichtung (50) weiterhin umfasst: DOLLAR A È eine als Doppelstock-Rahmenklemme mit Klemmschraube ausgebildeter Zuleitungsanschluss (52), DOLLAR A È mindestens ein Paar reziproker Aufnahmeelemente (AE) für die Rastelemente (RE, 16, 19) der Steckvorrichtung (10) mit denen ein rastender, lösbarer Formschluss zwischen den an der Steckvorrichtung (10) angeordneten Rastelementen (RE, 16, 19) und den Aufnahmeelementen (AE) erzielbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Steckvorrichtung für eine elektrische Schaltvorrichtung.
  • Bekannt sind bei elektrischen Schaltvorrichtungen, insbesondere bei Schützen, Anschlusstechniken, bei denen Anschlussleitungen über Schraub- oder Federklemmen an die Schaltvorrichtung angeschlossen werden. Für das Anbringen und Lösen der Anschlussleitungen müssen Werkzeuge, im allgemeinen Schraubendreher, eingesetzt werden.
  • Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Steckvorrichtung für eine elektrische Schaltvorrichtung anzugeben, die ohne den Einsatz von Anschlusswerkzeug auskommt.
  • Die Lösung der Aufgabe findet sich im Kennzeichen des Hauptanspruchs. Weiterführende Ausbildungen sind in den Unteransprüchen formuliert.
  • Die Erfindung besteht aus einer Steckvorrichtung für eine elektrische Schaltvorrichtung, wobei die Schaltvorrichtung mindestens einen Anschluss für mindestens eine Zuleitung umfasst, wobei der Zuleitungsanschluss vertieft in einer Gehäuseöffnung in einer Zugangsseite der Schaltvorrichtung liegt, und der mindestens eine Zuleitungsanschluss als Doppelstock-Rahmenklemme mit einem freiliegenden Kontaktträger ausgebildet ist.
  • Steckvorrichtung und Schaltvorrichtung haben folgende Merkmale:
    an der Steckvorrichtung ist mindestens eine Aufnahmeklemme für mindestens eine Zuleitung angeordnet,
    von der Aufnahmeklemme ist eine elektrische Verbindung zu einem Steckkontakt ausgebildet und der Steckkontakt ist zum Stecken auf den Zuleitungsanschluss ausgebildet,
    die Steckvorrichtung greift von vorn auf den Kontaktträger, der in der Gehäuseöffnung liegt,
    der Zuleitungsanschluss der Schaltvorrichtung ist als Doppelstockrahmenklemme mit Klemmschraube mit Betätigung (Zugang) von oben ausgebildet.
  • Weiterhin sind an der Steckvorrichtung mindestens ein Paar reziproker Rastelemente ausgebildet und an der Schaltvorrichtung ist mindestens ein Paar Aufnahmeelemente für die Rastelemente der Steckvorrichtung ausgebildet, mit denen ein rastender, lösbarer Formschluss zwischen den an der Steckvorrichtung angeordneten Rastelementen und den an der Schaltvorrichtung angeordneten Aufnahmeelementen erzielbar ist.
  • Das Stecken der Steckvorrichtung soll bei geöffneter Doppelstock-Rahmenklemme und frei zugänglichem Kontaktträger stattfinden.
  • Zusammenwirkende Rastelemente und Aufnahmeelemente bilden jeweils ein antagonistisches oder reziprokes Paar, wobei vorzugsweise eins der Elemente starr und ein anderes Element auch federnd sein kann. Das Verrasten wird somit nicht über die elektrischen Kontakte hergestellt, sondern ist eine getrennte mechanische Maßnahme.
  • Mit der Erfindung ist eine schnelle Austauschbarkeit von Grundkomponenten einer Schaltvorrichtung, beispielsweise bei Motorstarter-Kombinationen möglich, weil der Verdrahtungsaufwand reduziert ist und Zusatzhalterungen an Trag- oder Adapterschienen, insbesondere als Zugentlastungen für Zuleitungen wegfallen können. Ebenso ist die Betriebnahme schneller machbar, da weniger Handhabungsschritte vorgenommen werden müssen.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind im folgenden formuliert.
  • Das Paar reziproker Rastelemente kann je nach geometrischer Gestaltung der Gehäuse von Steckvorrichtung und/oder Schaltvorrichtung unterschiedlich ausgebildet sein.
  • Eine erste Ausbildung könnte sein, dass das Paar von Aufnahmeelementen an der Schaltvorrichtung als Hinterschneidungen an der Zugangsseite ausgebildet ist.
  • Das Paar reziproker Aufnahmeelemente kann auch so ausgebildet sein, dass es an der Schaltvorrichtung als Hinterschneidungen an zwei zueinander parallelen Seiten der Schaltvorrichtung ausgebildet ist, die senkrecht zur Zugangsseite liegen.
  • Das Paar reziproker Aufnahmeelemente kann weiterhin so ausgebildet sein, dass es als eine erste Hinterschneidung an der Zugangsseite und als eine zweite Hinterschneidung an einer senkrecht zur Zugangsseite liegenden Seite der Schaltvorrichtung ausgebildet ist.
  • Die zweite Hinterschneidung kann als Zugangsöffnung für eine Klemmschraube der Doppelstock-Rahmenklemme ausgebildet sein. Die Zugangsöffnung liegt auf der Oberseite der Schaltvorrichtung. Das Rastelement wird vorzugsweise in der Länge und in der Form (beispielsweise als kreisförmige Noppe) so ausgebildet, dass es gut in die kreisförmige Zugangsöffnung für die Klemmschraube einrastet.
  • Die Lage von Hinterschneidungen ist in den genannten Ausführungsbeispielen als Zuordnung zu Gehäuseseiten der Schaltvorrichtung formuliert. Es sollen zusätzlich auch Lagen von Hinterschneidungen vorgesehen sein können, die an Gehäusekanten ausgebildet sind. Für den Fachmann ist unmittelbar ersichtlich, dass es weniger auf die Lage der Hinterschneidungen ankommt, als auf die funktionelle Wirkung. Die Reziprozität der Rast- und auch Aufnahmeelemente ist durch eine in einer Linie liegende Wirkungsrichtung bestimmt. Dabei kann die Wirkungslinie waagerecht, senkrecht oder auch schräg verlaufen. Es kommt allein auf die klemmende Wirkung oder den rastenden Formschluss an.
  • Im Vorhergehenden sind Ausführungsformen angesprochen, bei denen die Aufnahmeelemente an der Schaltvorrichtung und die Rastelemente an der Steckvorrichtung ausgebildet sind. Es ist klar, dass eine Vertauschung (Aufnahmeelemente an der Steckvorrichtung, Rastelemente an der Schaltvorrichtung) zu äquivalenten Ausführungsformen der Erfindung gehören.
  • Rastelemente und/oder Aufnahmeelemente können federnd ausgebildet sein. Die federnde Eigenschaft soll eine größere Weglänge ermöglichen, als sie nur aus der elastischen Eigenschaft des Werkstoffs gegeben werden würde. Der längere Weg für den Eingriff der federnden Rast- und/oder Aufnahmeelemente erlaubt, dass solche Elemente in Hinterschneidungen tiefer eindringen können.
  • Ein federndes Rastelement kann eine rückwärtige Verlängerung (in Art eines Hebelarms) aufweisen. Mit einem so ausgebildeten und in den Figuren noch besser verdeutlichten Hebelarm ist das federnde Rastelement leicht und ohne Werkzeug aus einer Verrastung lösbar.
  • Ein federndes Rastelement kann einstückig mit dem Gehäuse einer Steckvorrichtung oder einer Schaltvorrichtung ausgebildet sein. Für den Fachmann ist klar, dass das Gehäuse aus Isolierstoff bestehen soll. Bei der Herstellung des Gehäuses kommt die Wirtschaftlichkeit der Herstelltechnik und der Ausbildung des Spritzgusswerkzeugs ins Spiel; hierbei können Fertigungsoptimierungen vorgenommen werden, wobei auch solche Ausbildungen wie die vorerwähnte Einstückigkeit von Rastelement und Gehäuse in Frage kommen. Weitere Formbildungen von Gehäusen von Steckvorrichtung können auch darin bestehen, dass diese aus zwei identischen Gehäusehälften aufgebaut sind.
  • Die Steckvorrichtung kann mit mehr als einem Zuleitungsanschluss und entsprechend vielen (beispielsweise drei) Steckkontakten ausgebildet sein. Es liegen dann mehrphasige (beispiels weise dreiphasige) Steckvorrichtung vor. Bei mehrphasigen Steckvorrichtungen liegen Zuleitungsanschlüsse und Steckkontakte nebeneinander. Hiermit ist es auch möglich, Leitungen von einem Zuleitungsanschluss zu einem anderen Zuleitungsanschluss an der Schaltvorrichtung durchzuschleifen. Mehrphasigkeit der Steckkontakte kann man erreichen, indem mehrere einphasige Steckkontakte nebeneinander angeordnet werden oder indem man eine mehrphasige Steckvorrichtung in einem Gehäuse als Block ausbildet. Zur Aneinanderreihung von einphasigen Steckvorrichtungen können an den Steckkontaktgehäusen Verzahnungen (beispielsweise als Nut-und-Feder- oder als Schwalbenschwanz-Verzahnung) vorgesehen sein.
  • Der Steckkontakt kann vorzugsweise als Tulpenkontakt ausgebildet sein. Hiermit lässt sich am besten eine schwimmende Kontaktgabe – ohne mechanische Verrastung – vermitteln. Die Aufnahmeklemme kann als Push-In-Klemme ausgebildet sein. Die erfindungsgemäße Steckvorrichtung dient insbesondere auch als Zugentlastung für Zuleitungen (flexible Adern).
  • Bei dem Gegenstand der Erfindung können beispielsweise Anschlussleitungen bis 4 mm2 an die Schaltvorrichtung werkzeuglos gesteckt und gerastet werden.
  • Die Erfindung wird in mehreren Figuren dargestellt, wobei diese im Einzelnen zeigen:
  • 1 eine schematische Zuordnung von Steckvorrichtung und Schaltvorrichtung,
  • 2 eine Ausgestaltung von Steckvorrichtung und Schaltvorrichtung (auch im Teilschnitt),
  • 3 eine dreiphasig ausgebildete Steckvorrichtung,
  • 4 eine Steckvorrichtung auf eine Schaltvorrichtung (Schütz) aufgesteckt.
  • Die 1 zeigt die räumliche Zuordnung einer Steckvorrichtung 10 zu einer Schaltvorrichtung 50, wobei an der Schaltvorrichtung schematisch verschiedene Aufnahmeelemente AE eingezeichnet sind. Es ist klar, dass für die Erfindung wesentlich ist, dass nur ein Paar von reziproken Aufnahmeelementen an der Schaltvorrichtung vorhanden zu sein brauchen. Die Zeichnung soll die Vielfalt der Möglichkeiten andeuten.
  • An der Schaltvorrichtung 50 sind (schematisch) fünf Flächen (A1, A2', A2'', A3', A3'') dargestellt, wobei die Fläche A1 die sogenannte Zugangsfläche ist, in der der Kontaktträger 52 in einer Eintrittsöffnung 54 ausgebildet ist. Die jeweiligen Paare von reziproken Aufnahmeelementen sind mit dem Bezugszeichen AE gekennzeichnet. Wesentlich an der Funktionalität von Aufnahme- und Rastelemente ist, dass ihre Reziprozität durch eine in einer Linie liegende Wirkungsrichtung bestimmt ist. Dabei kann die Wirkungslinie waagerecht, senkrecht oder auch schräg verlaufen. Es kommt allein auf die klemmende Wirkung oder den rastenden Form schluss an. Die klemmende Wirkung, bzw. der rastende Formschluss wird mit Pfeilen mit den Bezugszeichen Rx angedeutet. Pfeile R1 und R2, R3 und R4 bilden jeweils ein reziprokes Paar. Die Reziprozität ist auch durch ein sogenanntes Rast-Maß bestimmt, welches mit dem Bezugszeichen RM bei der Schaltvorrichtung 50 und der Steckvorrichtung 10 angedeutet ist. Ein weiteres, in der Figur dargestelltes Maß ist die Tiefe ST, mit der die Steckvorrichtung in die Schaltvorrichtung (in die Öffnung 54) eingeführt werden kann.
  • Wie in der 1 angedeutet, können Aufnahmeelemente (AE) Hinterschneidungen, Kanten, Nocken, Vertiefungen oder Bohrungen sein. Beispielsweise ist die obere kreisrunde Bohrung AE0 ein bevorzugtes Aufnahmeelement, welches in den weiteren Figuren noch näher dargestellt ist. Dort ist diese als Zugangsbohrung AE0 für eine Klemmschraube der Doppelstock-Rahmenklemme 56 zu verstehen.
  • In der linken Hälfte der 1 ist eine (einphasige) Steckvorrichtung 10 dargestellt. Sie hat einen Tulpenkontakt 12, der dem Kontaktträger 52 in der Zugangsseite A1 der Schaltvorrichtung 50 zugeordnet ist. Dem Kontakt 12 liegen zwei Einführöffnungen 42 für Aderenden gegenüber. In die Einführöffnungen können Litzen eingeführt werden, wobei starre Litzen ohne und flexible Litzen mit Aderendhülsen versehen sein können. Im Innern des Gehäuses wird vorzugsweise mindestens eine Push-In-Klemme (siehe 2) angeordnet. Zur Entriegelung einer gesteckten Litze ist je eine Einführöffnung 60 für ein Entriegelungswerkzeug vorhanden. Der Aufbau der Steckvorrichtung ist selbstverständlich bezüglich Luft- und Kriechstrecken der jeweiligen Spannungsebene angepasst.
  • Das reziproke Paar Rastelemente an der Steckvorrichtung wird von der kreisrunden Nocke 16 und der Rastnase 18 gebildet. An der Rastnase ist zusätzlich – jedoch nicht notwendig – noch ein Halbrund 19 ausgebildet. Die Rastwirkung wird durch das Paar der Pfeile RS3 und RF4 dargestellt.
  • Das Rastelement 14 ist ein federnder Doppelarm, welcher durch den räumlichen Freischnitt im Gehäuse bei Bezugszeichen 17 relativ weit federnd drehbar ist. Die Länge (Abstand zur Schaltvorrichtung) und ihre Form (beispielsweise als kreisförmige Noppe) ist so ausgebildet, dass ein optimales Einrasten in die kreisförmige Zugangsöffnung stattfinden kann.
  • Mit dem Hebelarm 15 des Rastelements 14 wird die Entrieglung durch manuelle Betätigung vorgenommen. Der Winkelweg, den das Rastelement 14 vornehmen kann, ist mit dem Bezugszeichen F dargestellt. In der Figur ist sichtbar, dass der Fuß des Rastelements 14 form schlüssig in das Gehäuse eingebracht ist. Eine Alternative könnte die einstückige Ausbildung zusammen mit dem Gehäuse oder einem Gehäuseteil sein.
  • Die 2 zeigt eine konkrete Ausgestaltung von Steckvorrichtung und einer als Schütz dargestellten Schaltvorrichtung. Beide Vorrichtungen sind im Teilschnitt gezeigt, um den inneren Aufbau sichtbar zu machen. Die schon aus 1 bekannten Einzelheiten werden nicht wiederholt. Wesentlich an 2 ist die Darstellung der elektrischen Elemente in Innern der Steckvorrichtung, nämlich zwei Push-In-Klemmen 40, ein Tulpenkontakt 12 und die leitende Verbindung zwischen beiden. An dem Schütz 50 ist durch den zeichnerischen Schnitt besonders der Kontaktträger 52, die Einführungsöffnung 54, die Klemmschraube 58 für die Doppelstock-Rahmenklemme 56 und die Zugangsöffnung AE0 für die Klemmschraube 58 erkennbar. Die Zugangsöffnung AE0 fungiert hier als eine erste Hinterschneidung (siehe Pfeil R4), die reziproke, andere Hinterschneidung ist eine im unteren Bereich der Zugangsseite A1 ausgebildete Kante (siehe Pfeil R3).
  • Die 3 zeigt eine dreiphasig ausgebildete Steckvorrichtung 10a. Wie schon einleitend dargestellt, kann eine solche Ausbildung in einem einzigen Gehäuse – quasi als Block – ausgebildet sein, oder es können mehrere einphasige Steckvorrichtungen 10 nebeneinander angeordnet sein. Zur Erhöhung der Stabilität bei einer Reihung können an den Steckkontaktgehäusen Verzahnungen vorgesehen sein. Angedeutet ist dies in 3 durch eine Schwalbenschwanz-Verzahnung 48 zwischen den Einzel-Gehäusen.
  • Die 4 zeigt ein Schütz 50 mit einer gesteckten Steckvorrichtung 10. Beispielsweise würde in dieser Darstellung die Steckvorrichtung als Einspeise- oder Abgangsstecker einzusetzen sein. In dieser Darstellung wird besonders auch ein weiterer Vorteil der Erfindung deutlich, dass nämlich das Rastelement 16 den Zugang zur Klemmschraube 58 verschließt, so dass ein unabsichtliches Verdrehen der Klemmschraube verhinderbar wird.
  • Man erkennt auf der Oberseite des Schütz noch Öffnungen 55 für weitere Zugänge. Hier könnte in der Kombistecktechnik eine Reversierbrücke für eine Motorsteuerung einsteckbar sein. Zu beachten ist, dass die Länge des Rastelements 14 noch so gewählt ist, dass die Öffnungen 55 nicht abgedeckt werden.
  • 10
    Steckvorrichtung (einphasig)
    10a
    Steckvorrichtung (dreiphasig); Block
    12
    Steckkontakt (Tulpenkontakt)
    14
    federnde Verrastungslasche
    15
    Hebelarm
    16
    Rastnoppen (Rastelement)
    17
    Drehpunkt
    18
    Rastnase (Rastelement)
    19
    Halbrund
    F
    Federweg
    AE
    Aufnahmeelemente
    AE0
    Schraubenzugang
    RE
    Rastelemente
    Rx
    Rastwirkung
    RF
    federnde Rastung
    RS
    starre Rastung
    RM
    Rast-Maß
    ST
    Steck-Tiefe (Steckkontakt 12 kontaktiert schwimmend den Kontaktträger 52)
    A1
    Zugangsseite (Vorderseite Schütz)
    A2', A2''
    Oberseite, Unterseite
    A3', A3''
    parallele Seiten
    30
    Gehäuse
    300
    Schnittebene, Gehäusehälfte
    32
    Fügezapfen, Fügeloch bei Gehäusezusammenbau
    40
    Push-In-Klemme (Leitungs-/Kabelanschlussbereich)
    42
    Einführöffnung für Aderende
    48
    Schwalbenschwanz
    50
    Schaltvorrichtung (Schütz)
    52
    Kontaktträger
    54
    Eintrittsöffnung für Steckkontakt
    55
    Stecköffnungen für Reversiereinrichtung
    56
    Doppelstock-Rahmenklemme
    AE0
    Schraubenzugang
    58
    Klemmschraube
    60
    Öffnung für Entriegelung

Claims (12)

  1. Steckvorrichtung für eine elektrische Schaltvorrichtung, insbesondere für ein Schütz, wobei die Schaltvorrichtung (50) umfasst: mindestens einen Anschluss (52) für mindestens eine Zuleitung, wobei der Zuleitungsanschluss (52) vertieft in einer Gehäuseöffnung (54) in einer Zugangsseite (A1) der Schaltvorrichtung (10) liegt, und der mindestens eine Zuleitungsanschluss (52) als Doppelstock-Rahmenklemme mit einem freiliegenden Kontaktträger (52) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, • dass eine Steckvorrichtung (10) zum Stecken auf den Zuleitungsanschluss (52) ausgebildet ist, wobei die Steckvorrichtung (10) umfasst: • einen Steckkontakt (12) für das Aufstecken auf den Zuleitungsanschluss (52), • mindestens eine Aufnahmeklemme (40) für mindestens eine Zuleitung, • eine elektrische Verbindung zwischen der Aufnahmeklemme (40) und dem Steckkontakt (12), • mindestens ein Paar reziproker Rastelemente (RE, 16, 19), und die Schaltvorrichtung (50) weiterhin umfasst: • mindestens ein Paar reziproker Aufnahmeelemente (AE) für die Rastelemente (RE, 16, 19) der Steckvorrichtung (10), mit denen ein rastender, lösbarer Formschluss zwischen den an der Steckvorrichtung (10) angeordneten Rastelementen (RE, 16, 19) und den Aufnahmeelementen (AE) erzielbar ist.
  2. Steckvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Paar reziproker Aufnahmeelemente (AE) an der Schaltvorrichtung (50) als Hinterschneidungen an der Zugangsseite (A1) ausgebildet sind.
  3. Steckvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Paar reziproker Aufnahmeelemente (AE) an der Schaltvorrichtung (50) als Hinterschneidungen an zwei zueinander parallelen Seiten (A2', A2''; A3', A3'') der Schaltvorrichtung (50) ausgebildet ist, die senkrecht zur Zugangsseite (A1) liegen.
  4. Steckvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Paar reziproker Aufnahmeelemente (AE) als eine erste Hinterschneidung (AE) an der Zugangsseite (A1) und als eine zweite Hinterschneidung (AE) an einer senkrecht zur Zugangsseite (A1) liegenden Seite (A2') der Schaltvorrichtung (50) ausgebildet ist.
  5. Steckvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Hinterschneidung (AE) als Zugangsöffnung (AE0) für eine Klemmschraube der Doppelstock-Rahmenklemme ausgebildet ist.
  6. Steckvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rastelement (16) federnd ausgebildet ist.
  7. Steckvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das federnde Rastelement (16) eine rückwärtige Verlängerung (15) aufweist, mit der das federnde Rastelement (16) aus einer Verrastung lösbar ist.
  8. Steckvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das federnde Rastelement (RE) einstückig mit dem Gehäuse des Steckkontakts (10) ausgebildet ist.
  9. Steckvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Aufnahmeelement (AE) federnd ausgebildet ist.
  10. Steckvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckvorrichtung (10) mit mehr als einem Zuleitungsanschluss (52) und ebenso vielen Steckkontakten (12) ausgebildet ist.
  11. Steckvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Steckkontakt als Tulpenkontakt (12) ausgebildet ist.
  12. Steckvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeklemme (40) als Push-In-Klemme ausgebildet ist.
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