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Die Erfindung betrifft ein Niederspannungsschaltgerät mit einem Verbindungselement für Stromschienen mit mindestens einer Anschlussmöglichkeit für die elektrische Kontaktierung sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.
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In einem Niederspannungsschaltgerät müssen verschiedene elektromechanische, elektrische und elektronische Komponenten wie Hauptanschlüsse, Kontaktbrücken, Leistungsteile usw. miteinander verbunden werden. Hierfür werden spezielle Verbindungselemente benötigt. Diese Verbindungselemente müssen die Abweichungen die durch die Einbaulagen, Fertigungstoleranzen und thermischen Ausdehnungen entstehen, kompensieren.
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Speziell beim Sanftstarter müssen Leistungsteile, die elektronische Leistungshalbleiterbauelemente enthalten, mit den Hauptanschlüssen verbunden werden. Da diese elektronischen Leistungsteile nur begrenzt mechanisch beansprucht werden dürfen, kommt der Flexibilisierung der Verbindungselemente eine besondere Bedeutung zu.
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Bisher wird die Flexibilisierung der Verbinder durch flexible Kupferbänder wie z.B. Litzenleiter, Flechtbänder oder einem mehrlagigem Verbund sehr dünner Bänder erreicht. Ebenso werden die Verbinder als Stanz-/Biegeteile ausgeführt, die durch geeignete Länge und Stärke im Verbund mit dem konstruktiven Aufbau die erforderliche Flexibilität bereitstellen.
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Aus der
DE 10 2014 215 462 A1 geht ein Verbindungselement mit mindestens einer Anschlussmöglichkeit für die elektrische Kontaktierung hervor, wobei das Verbindungselement eine erste Engstelle für die Flexibilisierung des Verbindungselements aufweist.
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Der Nachteil der aus dem Stand der Technik bekannten Verbindungselemente auf Basis flexibler Kupferbänder sind deren sehr hohe Kosten. Stanz-/Biegeteile sind weniger kostenintensiv als Kupferbandlösungen, erfordern jedoch konstruktive Maßnahmen, die den gestalterischen Spielraum bei der Gerätekonstruktion einschränken.
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Demgemäß bestehen die Aufgaben der vorliegenden Erfindung darin, ein Niederspannungsschaltgerät mit einem Verbindungselement für die Flexibilisierung von Stromschienen zu konstruieren, welches auf einfache Art und Weise kostengünstig realisiert werden kann, sowie ein Herstellungsverfahren anzugeben.
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Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch ein Niederspannungsschaltgerät mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 11 gelöst. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind der Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Niederspannungsschaltgerät mit einem Verbindungselement für Stromschienen mit mindestens einer Anschlussmöglichkeit für die elektrische Kontaktierung gelöst, wobei das Verbindungselement eine erste Engstelle für die Flexibilisierung des Verbindungselements aufweist. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass sich das Verbindungselement in einem Gehäuse des Niederspannungsschaltgeräts in einer Anschlusskontaktierung zwischen einem Leistungsteil und einem Hauptanschluss befindet.
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Der Konstruktionsaufbau eines Niederspannungsschaltgeräts, insbesondere eines Sanftstarters sieht vor, dass die Hauptanschlüsse im Gehäuse fixiert werden. Die Leistungsteile werden dann durch mehrere erfindungsgemäße Verbindungselemente mit den Hauptanschlüssen verbunden. Da die Stirnfläche des Leistungsteils meistens nicht exakt im rechten Winkel zum Hauptanschluss steht, müssen die Verbindungselemente flexibel gestaltet werden. Zusätzlich muss das flexible Verbindungselement die thermischen Ausdehnungen des Leistungsteils kompensieren. Die Flexibilität des erfindungsgemäßen Verbindungselements wurde durch zwei Engstellen realisiert.
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Der wesentliche Vorteil dieser Lösung ist, dass durch das Strangpressverfahren die Herstellung dieser Engstellen kostenneutral umgesetzt werden kann.
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In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass das Verbindungselement eine zweite Engstelle für die Flexibilisierung des Verbindungselements aufweist.
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In einer weiteren speziellen Fortführung des erfindungsgemäßen Konzepts kann es vorgesehen sein, dass das Verbindungselement aus einem Strangpressprofil hergestellt ist.
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Eine erfindungsgemäße Weiterführung des Konzepts kann darin bestehen, dass das Verbindungselement aus Aluminium hergestellt ist.
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In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass das Verbindungselement eine L-förmige Kontur mit zwei Schenkelelementen aufweist.
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In einer weiteren speziellen Fortführung des erfindungsgemäßen Konzepts kann es vorgesehen sein, dass eine der Engstellen innerhalb eines Schenkelelements angeordnet ist.
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In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass eine der Engstellen an einer Kontaktstelle der beiden Schenkelelemente angeordnet ist.
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In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass eine Anschlussmöglichkeit für die elektrische Kontaktierung in Form einer Durchbohrung auf einem der beiden Schenkelelemente ausgebildet ist.
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In einer weiteren speziellen Fortführung des erfindungsgemäßen Konzepts kann es vorgesehen sein, dass eine zusätzliche Anschlussmöglichkeit für die elektrische Kontaktierung auf dem zweiten Schenkelelement ausgebildet ist.
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Die weitere erfindungsgemäße Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch ein Verfahren zur Herstellung eines Verbindungselements für die Flexibilisierung von Stromschienen mit mindestens einer Anschlussmöglichkeit für die elektrische Kontaktierung gelöst, wobei das Verbindungselement aus einem Strangpressprofil hergestellt wird.
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Es hat sich dabei als vorteilhaft erwiesen, dass das Verbindungselement aus Aluminium hergestellt ist.
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Das erfindungsgemäße Verbindungselement weist vorzugsweise eine L-förmige Kontur mit zwei Schenkelelementen auf. Die Schenkelelemente kontaktieren sich in einem Winkel, der vorteilhafterweise in einem Bereich von ca. 90° liegt, jedoch auch jedes andere Winkelmaß annehmen kann. Die Schenkelelemente können die gleichen oder unterschiedliche Längen und jeweils eine Anschlussmöglichkeit für die elektrische Kontaktierung in Form einer Durchbohrung aufweisen. Zudem ist am erfindungsgemäßen Verbindungselement mindestens eine Engstelle in Form einer Einkerbung ausgebildet, welche innerhalb eines der beiden Schenkelelemente oder an der Kontaktstelle der beiden Schenkelelemente ausgebildet sein kann.
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Weitere Vorteile und Ausführungen der Erfindung werden nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung näher erläutert.
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Dabei zeigen:
- 1 in einer perspektivischen Darstellung ein erfindungsgemäßes Verbindungselement;
- 2 in einer perspektivischen Darstellung die Verwendung eines erfindungsgemäßen Verbindungselements in einem Niederspannungsschaltgerät, insbesondere in einem Sanftstarter.
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1 zeigt ein erfindungsgemäßes Verbindungselement, welches vorzugsweise eine L-förmige Kontur 1 mit zwei Schenkelelementen 2,3 aufweist. Die Schenkelelemente 2,3 kontaktieren sich in einem Winkel, der vorteilhafterweise in einem Bereich von ca. 90° liegt, jedoch auch jedes andere Winkelmaß annehmen kann. Die Schenkelelemente 2,3 können die gleichen oder unterschiedliche Längen und jeweils eine Anschlussmöglichkeit 4,5 für die elektrische Kontaktierung in Form einer Durchbohrung aufweisen. Zudem ist am erfindungsgemäßen Verbindungselement mindestens eine Engstelle 6, 7 in Form einer Einkerbung für die Flexibilisierung des Verbindungselements ausgebildet, welche innerhalb eines der beiden Schenkelelemente 2,3 oder an einer Kontaktstelle 8 der beiden Schenkelelemente 2,3 ausgebildet sein kann.
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In 2 ist die Verwendung des erfindungsgemäßen Verbindungselements in einem Niederspannungsschaltgerät, insbesondere in einem Sanftstarter, dargestellt. Im Gehäuse 9 des Niederspannungsschaltgeräts befindet sich das Verbindungselement in einer Anschlusskontaktierung zwischen einem Leistungsteil 10 und einem Hauptanschluss 11. Der Konstruktionsaufbau dieses Niederspannungsschaltgeräts, insbesondere eines Sanftstarters sieht vor, dass die Hauptanschlüsse 11 im Gehäuse 9 fixiert werden. Die Leistungsteile 10 werden dann durch mehrere erfindungsgemäße Verbindungselemente mit den Hauptanschlüssen 11 verbunden. Da die Stirnfläche des Leistungsteils 10 meistens nicht exakt im rechten Winkel zum Hauptanschluss steht, müssen die Verbindungselemente flexibel gestaltet werden. Zusätzlich muss das flexible Verbindungselement die thermischen Ausdehnungen des Leistungsteils 10 kompensieren. Die Flexibilität des erfindungsgemäßen Verbindungselements wurde durch die zwei Engstellen 6, 7 realisiert.
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Das erfindungsgemäße Verbindungselement in Form eines Strangpressprofils zeichnet sich durch seine einfache und kostengünstige Herstellung aus sowie durch seine große Flexibilität aus, welche auch eine konstruktiv anspruchsvolle elektrische Kontaktierung zwischen einem Leistungsteil und einem Hauptanschluss in einem Niederspannungsschaltgerät ermöglicht.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- L-förmige Kontur
- 2
- Schenkelelement
- 3
- Schenkelelement
- 4
- Anschlussmöglichkeit
- 5
- Anschlussmöglichkeit
- 6
- Engstelle
- 7
- Engstelle
- 8
- Kontaktstelle
- 9
- Gehäuse
- 10
- Leistungsteil
- 11
- Hauptanschluss
