DE102021004487A1

DE102021004487A1 - Anschlusselement, Anschlussvorrichtung und Verwendung dazu

Info

Publication number: DE102021004487A1
Application number: DE102021004487.8A
Authority: DE
Inventors: Marko Veselcic; Klaus Waldkirch
Original assignee: Laniol GmbH
Current assignee: Laniol GmbH
Priority date: 2021-09-03
Filing date: 2021-09-03
Publication date: 2023-03-09
Also published as: WO2023030671A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Anschlusselement (10, 50, 54, 84) zum elektrischen Verbinden mit einem Anschlussbauteil (62) einer elektrischen Anlage, wobei eine einstückige Abgriffplatte (12) vorhanden ist, die eine erste Ausnehmung (14) hat und auf eine radiale Gestalt des Anschlussbauteils (62) mit einer Spielpassung angepasst ist. Die Abgriffplatte (12) weist eine zweite Ausnehmung (18) auf, die sich der ersten Ausnehmung (14) anschließt. Zudem ist in der zweiten Ausnehmung (18) ein Klemmkörper (20, 52, 56) angeordnet, der mit einem Verbindungselement (24) mit der Abgriffplatte (12) verbunden ist. Der Klemmkörper (20, 52, 56) ist um eine Schwenkachse an dem Verbindungselement (24) zwischen einer ersten (22) und einer zweiten Position (38) in einer gedachten Ebene, die durch die Abgriffplatte (12) bestimmt ist, hin- und herverschwenkbar. Außerdem reicht der Klemmkörper (20, 52, 56) in der ersten Position (22) höchstens bis an eine vorgegebene Grenzfläche (32) zwischen der erster (14) und der zweiter Ausnehmung (18) heran. Der Klemmkörper (20, 52, 56) ragt in der zweiten Position (38) teilweise über die vorgegebene Grenzfläche (32) in Richtung der ersten Ausnehmung (14) hinaus. Schließlich ist noch eine Strecke, um die der Klemmkörper (20, 52, 56) über die Grenzfläche (32) teilweise hinausragt, größer als ein Größtmaß der Spielpassung.

Description

Die Erfindung betrifft ein Anschlusselement und eine Anschlussvorrichtung zum elektrischen Verbinden mit einem Anschlussbauteil einer elektrischen Anlage sowie Verwendungen für die Erfindung.
Es ist allgemein bekannt, dass es einen stetigen Bedarf gibt, elektrische Anlagen, insbesondere Niederspannungsschaltanlagen und Schaltgerätekombinationen nach DIN 61439 in einem Spannungsbereich bis 1000 V oder Mittelspannungsschaltanlagen in einem Spannungsbereich von 1000 Volt bis 15k Volt, im Zuge von Nachrüstungen oder Umbauarbeiten mit zusätzlichen Geräten oder Anbauten zu versehen. Als Beispiel hierfür seien genannt das Nachrüsten von Geräten zum Smart Meterring, der Netzüberwachung oder die Ertüchtigung einer Niederspannungsschaltanlage mit einem Kommunikationsgerät für ein Netzwerk, wie beispielsweise Powerline, LAN, WLAN oder Feldbus, oder für Datenübermittlung über Telefonie, zum Beispiel Festnetz oder Funk.
Für solche Nachrüstungen oder Umbauarbeiten besteht demgemäß ein Bedarf für elektrische Abgriffe Hilfs- und für Sekundärstromkreise zur Versorgung der zusätzlichen Geräte oder Anbauten an Lastschaltkreisen der Niederspannungs- oder Mittelspannungsschaltanlagen. Solche elektrische Abgriffe erfolgen heute üblicherweise mit Ringkabelschuhen an Stehbolzen oder Verschraubungen der Schaltanlage. Häufig sind jedoch die Länge der Stehbolzen oder Verschraubung nicht ausreichend für zusätzliche Ringkabelschuhe. Zudem werden Ringkabelschuhe nur stromlos montiert, so dass die betreffende Schaltanlage zunächst außer Betrieb gesetzt werden muss.
Ein alternativer Abgriff von Sekundärstrom kann von Piercingelementen an Kabeln der Schaltanlage erfolgen. Solche technische Lösungen perforierten jedoch den Kabelmantel, also die Isolierung des betreffenden Kabels, und werden daher von nur einer geringen Anzahl von Schaltanlagenbetreibern akzeptiert oder genutzt.
Insbesondere für den nachträglichen Einbau von beispielsweise Monitoringgeräten für Energienetze an Lastschaltleisten bei Energieversorgern für Smart Grids sind die vorstehenden Lösungen nachteilig, da hier insbesondere einfache, robuste und möglichst für alle Anlagen passende Abgriffeelemente gewünscht sind.
Aus den Patentdokumenten DE 10 2017 222 201 A1 und DE 10 2016 214 444 A1 ist ein Anschlussadapter mit einer dazugehörigen Anschlusskrone bekannt geworden, bei der eine Gruppe von Umgreifelementen auf einer Seite mit einem Scharnier beweglich verbunden sind und auf einer anderen Seite durch ein Betätigen eines Verschlusselements die Gruppe von Umgreifelementen beispielsweise an einem stromführenden Schraubenkopf an der Schaltanlage festgeklemmt werden. Der Stromabgriff erfolgt dann mit einem Kabel, das in der Anschlusskrone verlegt ist und damit in paralleler Richtung zu einer Schraubenachse einer Schraube mit dem Schraubenkopf, was einen vergleichsweise großen Platzbedarf in axialer Richtung der Schraubenachse nach sich zieht und daher für eine Vielzahl von Anschlussstellen in Schaltanlagen nicht infrage kommt. Zudem ist der konstruktive Aufbau des Anschlussadapters durch die Vielzahl von Umgreifelementen, dem Scharnier und dem Verschlusselement vergleichsweise komplex.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, ein Anschlusselement und eine Anschlussvorrichtung zum elektrischen Verbinden mit einem längserstreckten Anschlussbauteil einer elektrischen Anlage anzugeben, das konstruktiv möglichst einfach aufgebaut ist und einen möglichst geringen Platzbedarf in axialer Richtung des Anschlussbauteils hat.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Anschlusselement der eingangs genannten Art. Diese ist dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmvorrichtung eine einstückige Abgriffplatte aufweist, die eine erste Ausnehmung hat und auf eine radiale Gestalt des Anschlussbauteils mit einer Spielpassung angepasst ist, dass die Abgriffplatte eine zweite Ausnehmung aufweist, die sich der ersten Ausnehmung anschließt, dass in der zweiten Ausnehmung ein Klemmkörper angeordnet ist, der mit einem Verbindungselement mit der Abgriffplatte verbunden ist, dass der Klemmkörper um eine Schwenkachse an dem Verbindungselement zwischen einer ersten und einer zweiten Position in einer gedachten Ebene, die durch die Abgriffplatte bestimmt ist, hin- und herverschwenkbar ist, dass der Klemmkörper in der ersten Position höchstens bis an eine vorgegebene Grenzfläche zwischen der erster und der zweiter Ausnehmung heranreicht, dass der Klemmkörper in der zweiten Position teilweise über die vorgegebene Grenzfläche in Richtung der ersten Ausnehmung hinausragt, und dass eine Strecke, um die der Klemmkörper über die Grenzfläche teilweise hinausragt, größer ist, als ein Größtmaß der Spielpassung.
Als Beispiele für typische längserstreckte Anschlussbauteile an elektrischen Schaltanlagen sein Stehbolzen, Muttern oder Schraubenköpfe von Schrauben genannt, die für das Verklemmen der Klemmvorrichtung des Anschlusselements vorgesehen sind. Die Grundidee der Erfindung besteht darin, dass die Klemmvorrichtung eine Abgriffplatte aufweist, was den Raumbedarf in axialer Richtung des Anschlussbauteils für das Anschlusselement erheblich reduziert. Zudem ist der konstruktive Aufbau bereits durch nur eine Abgriffplatte erheblich vereinfacht. Eine weitere Vereinfachung stellt der Klemmkörper dar, der ebenfalls plattenartig ausgestaltet ist wobei der Klemmkörper ebenfalls in der Ebene der Abgriffplatte und in der zweiten Ausnehmung gelegen ist. Der Klemmkörper ist mit einem Verbindungselement an der Abgriffplatte angebracht. Das bedeutet, dass alle Bauteile des Anschlusselements in vorteilhafter Weise lediglich eine Plattenstärke bzw. Plattendicke aufweisen und damit lediglich einen axialen Platzbedarf einer Abgriffplattendicke haben. Auch die kraftschlüssige Verbindung, nämlich das Verklemmen des Anschlusselements an dem Anschlussbauteil erfolgt in besonders einfacher Weise indem der Klemmkörper nur von seiner ersten Position in seine zweite Position verschwenkt wird. Dadurch, dass der Klemmkörper in seiner zweiten Position in den Bereich der ersten Ausnehmung hineinragt, sind die Klemmkräfte bestimmbar mit der das Anschlusselement an einem im Bedarfsfall im Bereich der ersten Ausnehmung angeordneten Anschlussbauteil festgeklemmt ist. Das Anschlusselement ist zum Abgriff von elektrischem Strom vorgesehen und daher aus einem elektrisch leitenden Material hergestellt.
Ein besonders vorteilhaftes Anschlusselement ist dadurch gekennzeichnet, dass die Abgriffplatte, das Verbindungselement und der Klemmkörper einstückig ausgestaltet sind. Dann ist das Verbindungselement beispielsweise ein Verbindungssteg, der zum Verschwenken des Klemmkörpers von der ersten in die zweite Position oder von der zweiten in die erste Position elastisch und/oder plastisch verformbar ist. Zudem ist die Herstellung eines solchen Anschlusselements besonders einfach möglich, beispielsweise mit einem Laserschneid- oder Stanzverfahren.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Anschlusselements sieht vor, dass die erste Ausnehmung, die zweite Ausnehmung, der Klemmkörper und das Verbindungselement vollständig von einem radial außen gelegenen Randbereich der Abgriffplatte umschlossen sind. Diese Ausgestaltung ist besonders stabil. Für die Verklemmung wird in vorteilhafter Weise die ringförmig umgebende Gestalt der Abgriffplatte genutzt und so die Klemmkräfte vorteilhaft erhöht. Auch bei unterschiedlichen Umgebungstemperaturen innerhalb eines vorgegebenen Auslegungsbereiches für die Temperatur werden die Klemmkräfte im erforderlichen Maß erreicht und aufrechterhalten.
Zudem ist beim Anschlusselement vorgesehen, dass der Klemmkörper wenigstens eine dritte Ausnehmung aufweist, die als Werkzeugantrieb ausgestaltet ist. Als Werkzeugantrieb kommen insbesondere standardisierte Werkzeugantriebe, wie ein Längsschlitz-, Kreuzschlitz-, Torx-, Innensechskant- oder Innenvierkant-Antrieb oder eine Kombination von zwei oder mehreren der Werkzeugantriebe in Betracht. Auf diese Weise kann beispielsweise ein Torx- Schraubendreher als Werkzeug, der entsprechend als Torx-Antrieb ausgestaltet ist, in die dritte Ausnehmung eingreifen und so durch eine Schwenkbewegung des Torx- Schraubendreher den Klemmkörper von seiner ersten in seine zweite Position verbringen.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Anschlusselements ist erreicht, wenn das Verbindungselement an einer Stelle in der zweiten Ausnehmung angeordnet ist, die einen möglichst großen Abstand zur gedachten Grenzfläche hat. Auf diese Weise ist das Verschwenken des Klemmkörpers von seiner ersten in seiner Position oder umgekehrt aus konstruktiver Sicht vereinfacht und die geometrischen Verhältnisse der Schwenkbewegung verbessert.
Das Anschlusselement kann aber auch dadurch gekennzeichnet sein, dass die zu der gedachten Berührfläche weisende Seite des Klemmkörpers auf die Gestalt der gedachten Grenzfläche oder auf die Gestalt des Anschlussbauteils angepasst ist. Auf diese Weise ist eine besonders gleichmäßige Krafteinleitung der Klemmkräfte des Klemmkörpers in das Anschlussbauteil ermöglicht.
Eine weitere Variante des Anschlusselements sieht vor, dass die Abgriffplatte und/oder der Klemmkörper und/oder das Verbindungselement elastisch verformbar sind. Durch eine entsprechende Wahl des Materials oder der Materialien für das Anschlusselement ist die elastische Verformbarkeit des Anschlusselements beeinflussbar. Auch durch die Formgebung der einzelnen Bauteile des Anschlusselements ist die Verformbarkeit beeinflussbar. Mit der Verformbarkeit sind auch die Klemmkräfte beeinflussbar. Entsprechend kann ein Konstrukteur mit dem ihm allgemein bekannten Konstruktionsprinzipien durch entsprechende Auswahl der Materialien und der Formgebung der Bauteile das Anschlusselement optimieren beziehungsweise die Klemmkräfte maximieren.
Eine besonders vorteilhafte alternative Ausgestaltung des Anschlusselements ist erreicht, wenn eine Schwenkbewegung von der ersten Position in die zweite Position oder umgekehrt einen Verschwenkwinkel von wenigstens 15° und höchstens 60°, besonders bevorzugt jedoch einen Verschwenkwinkel zwischen 30° und 45°, aufweist. Es hat sich herausgestellt, dass ein Verschwenkwinkel zwischen 15° und 60° zum einen besonders einfach konstruktiv zu realisieren ist und zum anderen die Schwenkbewegung mit einem Werkzeug besonders einfach erfolgen kann. Besonders bevorzugt ist ein Verschwenkwinkel zwischen 30° und 45°. In diesem Winkelbereich ist insbesondere die Materialbelastung des Verbindungselements minimiert.
Es ist erfindungsgemäß auch vorgesehen, dass an der Abgriffplatte Anschlussmittel zum Verbinden mit einem elektrischen Leiter angeordnet sind. Solche Anschlussmittel sind beispielsweise ein Anschlussfahne, an die ein Kabel angebracht oder angeschweißt werden kann, oder eine Kabelanschlussausnehmung, in der ebenfalls ein elektrisches Kabel angelötet oder angeschweißt wird. Ist die Kabelanschlussausnehmung zudem noch konisch ausgestaltet, sind zudem vorteilhafterweise auch noch Fertigungstoleranzen der Abgriffplatte sowie der Kabeldicken ausgleichbar. Außerdem ist es auch vorgesehen, dass Einpressverbinder in die Kabelanschlussausnehmung einbringbar und in dieser befestigbar sind.
Zudem ist es vorteilhaft, wenn das Anschlusselement dadurch gekennzeichnet ist, dass eine Länge einer gedachten Grenzfläche zwischen der ersten und der zweiten Ausnehmung kleiner ist als ein minimaler Durchmesser des Klemmkörpers. Auf diese Weise sichergestellt, dass der Klemmkörper eine größere Ausdehnung hat, als die Länge der gedachten Berührfläche, was einer lichten Weite zwischen der ersten und der zweiten Ausnehmung entspricht, und derart auch bei einem Bruch des Verbindungselements oder beim Loslösen des Klemmkörpers vom Verbindungselement, der Klemmkörper jedenfalls im Bereich der zweiten Ausnehmung verbleibt. Damit ist der Klemmkörper verliersicher im Bereich einer Ebene der zweiten Ausnehmung gehalten. Räumlich betrachtet, ist der Bereich zur Herstellung einer Verliersicherheit dann oberhalb und unterhalb der Ausnehmung bzw. der Abgriffplatte durch ein isolierendes Material, beispielsweise durch Begrenzungsplatten oder Gehäuseteile begrenzt.
Erfindungsgemäß ist es auch vorgesehen, dass die erste und die zweite Ausnehmung durch einen Steg voneinander getrennt sind. Auch durch diese technische Maßnahme verbleibt der Klemmkörper verliersicher im Bereich der zweiten Ausnehmung. Erfindungsgemäß sind also zwei Grundvarianten vorgesehen: zum einen das erste und die zweite Ausnehmung unmittelbar ineinander übergehen, sodass die Grenzfläche einer gedachten Berührfläche zwischen der ersten und der zweiten Ausnehmung entsprechen. Zum anderen ist es vorgesehen, dass die erste und die zweite Ausnehmung durch einen Steg voneinander getrennt sind. Dann ist die Grenzfläche als diejenige Mantelfläche des Steges zu betrachten, die zur zweiten Ausnehmung weist. Diese Mantelfläche ist also auch teilweise eine Berührfläche, nämlich zwischen dem Steg und dem Klemmkörper. Der Steg sorgt in vorteilhafter Weise für eine Vergleichmäßigung der durch den Klemmkörper in den Steg eingeleiteten Klemmkräfte, die dann durch den Steg auf das Anschlussbauteil übertragen werden.
Die Aufgabe wird auch gelöst durch eine Anschlussvorrichtung mit einem vorstehend genannten Anschlusselement, die dadurch gekennzeichnet ist, dass das Anschlusselement in einem Gehäuse angeordnet ist, dass aus einem elektrisch nicht-leitenden Material hergestellt ist, und dass das Gehäuse wenigstens auf einer Gehäuseseite, die parallel zum Anschlusselement gelegen ist, eine Anschlussausnehmung aufweist, die einen größeren lichten Durchmesser aufweist, als ein größter lichter Durchmesser der ersten Ausnehmung. Durch die Verwendung von Isoliermaterial für das Gehäuse ist sichergestellt, dass auch im Fall eines nur teilweise gekapselten - also nur teilweise mit einem Gehäuse versehenen - Anschlusselement eine funktionale Trennung zwischen der Anschlussvorrichtung und dem Anschlussbauteil, beispielsweise einem Stehbolzen einer Schaltanlage, für ein Monteur gut erkennbar ist. Damit wird, trotz ohnehin vorschriftsmäßiger Bestimmungen für einen mit persönlicher Schutzausrüstung bekleideten Monteur, eine direkte Berührung mit spannungsführenden Teilen verhindert, bzw. bei nur teilweiser Abdeckung eine kompakte Bauweise ermöglicht.
Bei einer erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung ist es aber auch vorgesehen, dass das Gehäuse eine Durchgangsausnehmung aufweist, die so angeordnet ist, dass durch die dritte Ausnehmung das Klemmelement mittels eines Werkzeugs von der ersten in die zweite Position bewegbar ist. Das ist insbesondere dann von Vorteil, wenn beispielsweise das Gehäuse das Anschlusselement wenigstens auf dessen beiden Seitenflächen überdeckt. Dann bleibt nämlich die dritte Ausnehmung zugänglich, wobei gleichzeitig durch das Isoliermaterial des Gehäuses ein Berührschutz gegen ungewolltes Berühren des stromleitenden Anschlusselements besteht.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Anschlussvorrichtung sieht vor, dass das Gehäuse zwei Gehäuseplatten aufweist, dass je eine Gehäuseplatte auf je einer Plattenseite der Abgriffplatte und parallel zu dieser angeordnet ist, und dass durch einen Abstand zwischen einer Gehäuseplatte und der Abgriffplatte ein Spiel vorhanden ist, das so gewählt ist, dass der Klemmkörper bedarfsweise verschwenkbar ist, das Spiel jedoch kleiner gewählt ist als eine Plattenstärke des Klemmkörpers . Bei dieser Ausgestaltungsvariante ist wiederum der axiale Platzbedarf für die Anschlussvorrichtung in vorteilhafter Weise minimiert. Gleichzeitig sind die Vorteile eines Berührschutzes durch das Isoliermaterial gewährleistet. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass auf konstruktiv besonders einfache Weise ein Raumbereich geschaffen ist, in dem sichergestellt ist, dass der Klemmkörper jedenfalls im Bereich der zweiten Ausnehmung verbleibt und derart seine technische Funktion erfüllt. Nämlich auch dann, wenn sich der Klemmkörper beispielsweise vom Verbindungselement löst. Das verleiht der Anschlussvorrichtung eine besonders hohe Betriebssicherheit.
Ein erfindungsgemäßes Anschlusselement kann aber auch als Positionserkennungselement verwendet werden, indem die Abgriffplatte aus elektrisch leitendem oder nicht-leitendem Material gefertigt ist, und in dem die Abgriffplatte als Positionsanzeigeelement ausgestaltet ist oder an der Abgriffplatte ein Positionsanzeigeelement angeordnet oder angebracht ist. Demgemäß ist das Anschlusselement in diesem Verwendungsfall nicht zum Abgriff eines elektrischen Stroms verwendet, und kann daher aus praktisch beliebigen Materialien gefertigt sein, auch aus elektrisch nicht-leitenden Materialien. Zudem zeigt das Positionselement für eine in radialer Richtung gewählte Stelle am Anschlusselement durch das Positionsanzeigeelement, beispielsweise einem Pfeil oder einer farbigen Markierung, dessen Lage an. Ist also beispielsweise das Anschlusselement mit einer Radmutter eines Autorades nach dessen Montage am Auto verbunden, ist die Montagelage der Radmutter eindeutig durch das Positionsanzeigeelement markiert. Sollte das Positionsanzeigeelement, beispielsweise durch Benutzung die Bewegung der Räder aus der Montagelage wegbewegen, ist das zum einen besonders leicht erkennbar, zum anderen ein Hinweis darauf, dass sich die Radmutter gelöst hat. Auf diese Weise kann bereits ein geringes Lösen der Radmutter vom Autofahrer festgestellt werden, ohne dass bereits eine technische Wirkung des Lösens der Radmutter eingetreten ist.
Auch die Verwendung einer Anschlussvorrichtung als Positionserkennungsvorrichtung ist vorteilhaft und dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse oder die Abgriffplatte wahlweise aus elektrisch leitendem oder nicht-leitendem Material gefertigt ist, und dass das Gehäuse oder die Abgriffplatte als Stellungsmarkierungselement ausgestaltet ist oder an der Abgriffplatte oder an dem Gehäuse ein Stellungsmarkierungselement angeordnet oder angebracht ist. Mit der Verwendung der Anschlussvorrichtung als Positionserkennungsvorrichtung sie die gleichen Vorteile verbunden wie vorstehend schon beschrieben der Verwendung des Anschlusselements.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten sind den weiteren abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
Anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele sollen die Erfindung, weitere Ausführungsformen und weitere Vorteile näher beschrieben werden.
Es zeigen

1 eine erste Ansicht auf ein erstes Anschlusselement,
2 eine zweite Ansicht auf das erste Anschlusselement,
3 eine Draufsicht auf ein zweites Anschlusselement,
4 eine Draufsicht auf ein drittes Anschlusselement,
5 eine Anordnung des ersten Anschlusselements an einer Schraube,
6 eine Anschlussvorrichtung und
7 eine beispielhafte Verwendung eines vierten Anschlusselements als Positionsanzeigeelement.

1 zeigt eine erste Ansicht auf ein erstes Anschlusselement 10, das eine erste Abgriffplatte 12 aus Stahl als elektrisch leitendem Material aufweist, in der eine erste Ausnehmung 14 vorhanden ist. Die erste Ansicht ist dabei eine Draufsicht auf die erste Plattenseite 16, wobei die erste Ausnehmung 14 in dieser Ansicht eine regelmäßige sechseckige Gestalt mit sechs gleichen Seitenlängen hat und im gewählten Beispiel als Anschlussbauteil an einen Sechskantschraubenkopf vorgesehen ist. Die erste Ausnehmung 14 ist mit einer zweiten Ausnehmung 18 verbunden, die sich unmittelbar an eine der sechs Seiten der sechseckigen Gestalt - in der Figur die untere Seite - anschließt. In der zweiten Ausnehmung 18 ist ein Klemmkörper 20 angeordnet, der in einer ersten Position 22 gezeigt ist und mit einem Verbindungselement 24 mit der Abgriffplatte 12 verbunden ist. In den Klemmkörper 20 ist eine dritte Ausnehmung 26 als Werkzeugantrieb eingearbeitet, die im gewählten Beispiel als Torx-Antrieb ausgestaltet ist. Zudem sind in der Abgriffplatte 12 zwei vierte Ausnehmungen 28 als Passlöcher angeordnet, die als Montagehilfe zum Anbringen an zum Beispiel Montagestifte vorgesehen sind. Darüber hinaus sind zwei fünfte Ausnehmungen 30 an der Abgriffplatte 12 vorhanden, die in dieser Ansicht eine in etwa tropfenförmige Gestalt aufweisen und als Anschlussmittel zum Verbinden eines elektrischen Leiters an der Abgriffplatte 12 vorgesehen sind. Die Abgriffplatte 12, der Klemmkörper 20 sowie das Verbindungselement 24 sind einstückig aus einer Stahlplatte als elektrisch leitendem Material mit einem Laserschneidverfahren herausgeschnitten beziehungsweise ausgeformt.
Eine gedachte Grenzfläche 32 zwischen der ersten 14 und der zweiten Ausnehmung 18 liegt auf einer Hilfslinie 34, wobei eine Länge der Grenzfläche 32 entlang der unteren Seite der ersten Ausnehmung 14 gesehen kürzer ist als die untere Seite. Der Klemmkörper 20 in der ersten Position 22 weist eine erste Teilmantelfläche 36 auf, die plan ist und ebenfalls an der gedachten Grenzfläche 32 anliegt.
2 zeigt eine zweite Ansicht auf das erste Anschlusselement 10, wobei der Klemmkörper 20 in einer zweiten Position 38 gezeigt ist. Die Hilfslinie 34 ist sowohl durch die 1 als auch durch die 2 gezogen, sodass gut erkennbar ist, dass eine ebenfalls plane zweite Teilmantelfläche 40 des Klemmkörpers 20 parallel zur Grenzfläche 32 gelegen ist, jedoch innerhalb ersten Ausnehmung 14 liegt. Die zweite Position 38 wird durch Verschwenken des Klemmkörpers 20 um ca. 40°um eine gedachte Schwenkachse 42 am Verbindungselement 24 erreicht. Im gezeigten Beispiel ist die Schwenkachse 42 durch eine elastische-plastische Verformung des Verbindungselements 24 erreicht. Dabei ist das leitende Material des Verbindungselements 24 so gewählt, dass es eine Vielzahl von Schwenkbewegungen erträgt, ohne dass Schäden am Verbindungselement auftreten. Das Verbindungselement kann aber auch eine gelenkige Verbindung aufweisen, wobei ein Teil des Verbindungselements dann um einen Schwenkzapfen oder eine Schwenkwelle hin und her verschwenkt.
Zudem ist es konstruktiv vorgesehen, dass die zweite Position 38 dann erreicht ist, wenn eine dritte Teilmantelfläche 44 an einen Anschlagbereich 46 an der Abgriffplatte 12 im Bereich der zweiten Ausnehmung 18 anschlägt. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass derjenige, der den Klemmkörper 20 von der ersten 22 in die zweite Position 38 verschwenkt durch den Anschlag an den Anschlagbereich 46 eine haptische Rückmeldung erhält, dass die zweite Position 38 tatsächlich erreicht ist. Das in der Ausnehmung 14 angeordnete Anschlussbauteil wird durch die vom Klemmkörper 20 eingebrachten Klemmkräfte und die dadurch bewirkte elastisch Dehnung der Abgriffplatte 12 mit entsprechenden wirkenden Federkräften, sicher mit dem ersten Anschlusselement 10 verbunden. So ist ein ungewolltes herausrutschen des Anschlussbauteils aus dem Bereich der Ausnehmung 14 verhindert.
Die 3 zeigt eine Draufsicht auf ein zweites Anschlusselement 50, ebenfalls mit der ersten 14 und der zweiten Ausnehmung 18. Ein zweiter Klemmkörper 52 ist in der ersten Position 22 gezeigt. Eine Durchlassbreite B - entsprechend der Länger der Grenzfläche 32 aus der 1 - zwischen der ersten 14 und der zweiten Ausnehmung 18 ist im gezeigten Beispiel kleiner als eine Gesamtbreite G, die um einen Betrag Y größer ist als die Durchlassbreite B. Demgemäß ist G gleich der Summe aus der Durchlassbreite B und dem Betrag Y. Diese Ausgestaltung des zweiten Klemmkörpers 52 hat den Vorteil, dass der zweite Klemmkörper 52 auch in dem Fall, dass er sich von dem Verbindungselement 24 losgelöst oder das Verbindungselement 24 bricht, jedenfalls im Bereich der zweiten Ausnehmung 18 verbleibt und sich nicht durch die Durchlassbreite B in erste Ausnehmung 14 bewegen kann - der zweite Klemmkörper 52 ist also verliersicher in der zweiten Ausnehmung 18 angeordnet. Zudem ist in der Figur ein Winkelbetrag von 41,01° angegeben, der einen Verschwenkwinkel zwischen der ersten 22 und der zweiten Position 38 des zweiten Klemmkörpers 52 im gewählten Beispiel angibt.
Die 4 zeigt eine Draufsicht auf ein drittes Anschlusselement 54 mit einem dritten Klemmkörper 56, der als Gestalt für seine dritte Ausnehmung 26 eine Innenvierkant - Form aufweist. Eine Besonderheit bei dieser Ausgestaltungsvariante des dritten Anschlusselements 54 ist die kreiszylindrische Form der ersten Ausnehmung 14, die in der gezeigten Draufsicht dieser Figur entsprechend als Kreis dargestellt ist. Bei dieser Formgebung der ersten Ausnehmung 14 ist es vorgesehen, dass das dritte Anschlusselement 54 an einem Bauteil mit in etwa kreiszylindrische Form angebracht wird, wie beispielsweise ein Stehbolzen, einer Schraube oder einem Zylinderschraubenkopf. Die Formgebung der ersten Ausnehmung 14 ist jedoch nicht auf die kreiszylindrische oder sechseckige Form beschränkt. Es ist auch innerhalb des Erfindungsgedankens, dass hier weitere Formen infrage kommen, beispielsweise ein Innenvierkant, eine ovale Form, ein Innenachtkant usw. Es in dem Fachmann praktisch keine Grenzen gesetzt.
Zudem ist zwischen der ersten 14 und der zweiten Ausnehmung 18 ein Steg 58 angeordnet, der die beiden Ausnehmungen 14, 18 in zwei räumlich getrennte Ausnehmungen separiert. Auch bei dieser Ausgestaltungsvariante ist der dritte Klemmkörper 56 verliersicher in der zweiten Ausnehmung 18 angeordnet. Der Steg 58 ist dabei flexibel beziehungsweise verformbar ausgestaltet, so dass das Verschwenken des dritten Klemmkörpers 56 von seiner ersten22 in seine zweite Position 38 auch den Steg 58 verformt. Die Verformung ist dabei durch entsprechende Materialwahl oder durch eine geeignete Geometrie des Steges 58 erreichbar. Jedenfalls wird der Steg 58 durch den dritten Klemmkörper 56 durch seine Bewegung in die zweite Position 38 so verformt, dass wenigstens ein Teil des Steges 58 in Richtung der ersten Ausnehmung 14 bewegte. Durch diese Bewegung wird die Klemmung, also eine kraftschlüssige Verbindung, mit einem Bauteil erreicht.
Die 5 zeigt eine Anordnung des ersten Anschlusselements 10 in der ersten Position 22 an einem Schraubenkopf 62 einer Sechskantschraube 60 eines metrischen Typs der Größe M12 als Anschlussbauteil. Dabei ist die erste Ausnehmung 14 mit einer Spielfassung auf eine hexagonale Mantelfläche des Schraubenkopfes 62 angepasst, so dass die erste Ausnehmung 14 leicht über der hexagonalen Mantelfläche positionierbar und an eine gewünschte Stelle verbringbar ist. Im gezeigt Beispiel hat der M12 Schraubenkopf 60 einen Abstand von 19 mm zwischen zwei parallelen Seiten seiner hexagonale Mantelfläche. Zwei sich gegenüberliegende parallele Seitenflächen, die durch die erste Ausnehmung 14 an der ersten Abgriffplatte 12 entstanden sind weisen einen Abstand von 19,1 mm auf. Das Spiel im gewählten Beispiel beträgt also 0,1mm. Anhand dieser Figur soll nun der Vorgang des Verklemmens des ersten Anschlusselements 10 an dem Schraubenkopf 62 näher erläutert werden.
Ein in der Figur nicht dargestellter Torx Schraubendreher wird in die dritte Ausnehmung 26 gesteckt und der erste Klemmkörper 20 von seiner ersten 22 in seine zweite Position 38 verbracht. Auf dem Weg von der ersten 22 in die zweite Position 38 wird die zweite Teilmantelfläche 40 in Richtung der Grenzfläche 32 bewegt, bis diese plan zu dieser liegt. Dann hat auch der erste Klemmkörper 20 die Anschlagfläche 46 erreicht. Im Unterschied zu der Darstellung in 1 kann der erste Klemmkörper 20 zwar das Spiel zwischen dem Schraubenkopf 62 und der ersten Ausnehmung 14 ausnutzen, jedoch sich nicht in den Bereich der ersten Ausnehmung 14 hinein bewegen, da dieser Bereich vom Schraubenkopf 62 eingenommen wird. Um den ersten Klemmkörper 20 trotzdem in seine zweite Position zu verbringen, verformt sich sowohl der Klemmkörper 20 selbst, als auch die erste Abgriffplatte 12 elastisch, so dass nach einem Überschreiten einer maximal notwendigen Kraft für das Verschwenken des Klemmkörpers 20 irgendwo auf dem Weg von seiner ersten 22 in seine zweite Position 38 die notwendige Kraft für das Verschwenken wieder geringer ist, bis die zweite Position 38 schließlich erreicht ist. Das bedeutet aber auch, dass der Klemmkörper 20 sowohl in seiner ersten Position 22 als auch in seiner zweiten Position 38 sich in einer stabilen Lage befindet, da zwischen den beiden Position 22, 38 ein Kraftmaximum für das Verschwenken liegt, sodass ein selbsttätiges Verschwenken technisch nicht möglich ist.
Zudem ist in der Figur noch ein Anschlusskabel 64 gezeigt, an das an dessen Kabelende ein Anschlussschuh als Verbindungsstück 66 und als Anschlussmittel zum Verbinden mit einem elektrischen Leiter angebracht ist, wobei das Verbindungsstück 66 auch in der fünften Ausnehmung 30 angebracht ist. Die Verbindung zwischen dem Verbindungsstück 66 und der fünften Ausnehmung 30 ist im gezeigten Beispiel mit einer Ultraschall-Schweißtechnik erfolgt.
Die 6 zeigt eine Anschlussvorrichtung 68, bei der zwischen einer ersten 70 und einer zweiten Gehäuseplatte 72 das erste Anschlusselement 10 zwischengefügt ist. An der zweiten Gehäuseplatte 72 sind auf einer zum ersten Anschlusselement 10 weisenden Plattenseite ein erster 74 und ein zweiter Passstift 76 angeformt. Dabei erfolgt die Montage der Anschlussvorrichtung in vorteilhaft einfacher Weise: zunächst wird werden die vierten Ausnehmungen 28 des ersten Anschlusselements 10 über die Passstifte 74, 76 geführt. Dazu sind die vierten Ausnehmungen 28 mit einem Spiel auf einen Durchmesser der Passstifte 74, 76 angepasst. Nun wird die zweite Gehäuseplatte, die eine erste 78 und eine zweite Durchgangsausnehmung 80 aufweist mit diesen ebenfalls auf die Passstifte 76, 78 gepresst. Gepresst deshalb, weil die Durchgangsausnehmungen mit einer Presspassung auf den Durchmesser der Passstifte 76, 78 angepasst sind. Das hat den Vorteil, dass die Montage der Anschlussvorrichtung 68 damit bereits abgeschlossen ist. Es ist jedoch darauf zu achten, dass in einer Richtung senkrecht zur Plattenseite ein Spiel zwischen dem ersten Anschlusselement 10 und den Gehäuseplatten 70, 72 verbleibt, so dass ein Verschwenken des Klemmkörpers 20 von der ersten 22 in die zweite Position 38 leicht möglich ist. Auf der anderen Seite darf das Spiel so zu wählen, dass der Klemmkörper 20 in einer Richtung senkrecht zur Plattenseite nicht aus der zweiten Ausnehmung 18 entfernbar ist. Auf diese Weise ist der Klemmkörper 20 zwischen den Gehäuseplatten 70, 72 verliersicher in der zweiten Ausnehmung 18 gehalten.
Schließlich ist noch ein Durchgangsschlitz 82 als Durchgangsöffnung gezeigt, der eine leichte Krümmung aufweist und so geformt ist, dass ein Werkzeug - im gezeigten Beispiel ein Torx Anschlussstück des Werkzeugs - durch den Durchgangsschlitz 82 durchgreifen kann, in die dritte Ausnehmung 26 verbringbar ist und das Verschwenken des Klemmkörpers 20 von der ersten 22 in die zweite Position 38 ermöglicht ist.
Insgesamt zeigen alle vorstehenden Ausgestaltungsbeispiele der erfindungsgemä-ßen Anschlusselemente, einen besonders flachen Aufbau, d.h. die Anschlusselemente haben einen besonders geringen Platzbedarf in einer Richtung senkrecht zur Plattenseite. Der Platzbedarf ist in den gezeigten Beispielen so gering, dass sowohl die Anschlusselement als auch die Anschlussvorrichtung an einem Schraubenkopf, einem Stehbolzen oder ähnlichen anbringbar sind, ohne dass diese über eine axiale Ausdehnung eines Schraubenkopfes überstehen würden. Damit ist sichergestellt, dass ein Anschlusselement oder eine Anschlussvorrichtung auch in besonders beengten Einbauverhältnissen beispielsweise auf einem Schraubenkopf in einem Schaltschrank montierbar ist, nämlich insbesondere dort, wo vorher das Werkzeug zum Festschrauben dieses Schraubenkopfs notwendig war.
Die 7 zeigt eine beispielhafte Verwendung eines vierten Anschlusselements 84 als Positionsanzeigeelement. Dazu sind insgesamt zehn vierte Anschlusselemente 84 auf einer entsprechenden Anzahl von Radmuttern 86 eines Autorades 88 angeordnet und mit diesen fest, jedoch lösbar verbunden, im gezeigten Beispiel geklemmt. Eine Autofelge 90 ist mit den Radmuttern 86 auf den dafür vorgesehenen Stehbolzen befestigt und mit einem vorgeschriebenen Drehmoment fest angezogen.
Jede Radmutter 86 ist zudem mit einem vierten Anschlusselement 84 versehen, das einen grundsätzlichen Aufbau wie das erste Anschlusselement 10 aufweist, jedoch zusätzlich für die Funktion einer Positionsanzeige mit einer erkennbaren Spitze 92 als Stellungsmarkierungselement versehen ist. Im gezeigten Beispiel sind jeweils zwei benachbarte vierte Anschlusselemente 84 so auf den Radmuttern 86 angeordnet, dass deren Spitzen 92 auf einander zeigen. Das hat den Vorteil, dass jegliche Verdrehung der Radmuttern 86, beispielsweise durch ein Lösen einer der Radmuttern 86 dazu führt, dass die Spitzen 92 der benachbarten vierten Anschlusselemente 84 mit der gelösten Radmutter 86 nicht mehr zueinander weisen. Das menschliche Auge nimmt solche Veränderungen bereits im ganz geringen Umfang wahr, so dass bereits eine Verdrehung der Radmuttern 86 in einem Umfang, der technisch noch im akzeptablen Toleranzbereich liegt, bereits optisch registrierbar ist.
Bezugszeichenliste

10: erstes Anschlusselement
12: erste Abgriffplatte
14: erste Ausnehmung
16: erste Plattenseite
18: zweite Ausnehmung
20: Klemmkörper
22: erste Position
24: Verbindungselement
26: dritte Ausnehmung
28: vierte Ausnehmungen
30: fünfte Ausnehmungen
32: Grenzfläche
34: Hilfslinie
36: erste Teilmantelfläche
38: zweite Position
40: zweite Teilmantelfläche
42: Schwenkachse
44: dritte Teilmantelfläche
46: Anschlagbereich
50: zweites Anschlusselement
52: zweiter Klemmkörper
54: drittes Anschlusselement
56: dritter Klemmkörper
58: Steg
60: Schraube
62: Schraubenkopf
64: Anschlusskabel
66: Verbindungsstück
68: Anschlussvorrichtung
70: erste Gehäuseplatte
72: zweite Gehäuseplatte
74: erster Passstift
76: zweiter Passstift
78: erste Durchgangsausnehmung
80: zweite Durchgangsausnehmung
82: Durchgangsschlitz
84: viertes Anschlusselement
86: Radmutter
88: Autorad
90: Autofelgen
92: Spitze

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102017222201 A1 [0006]
DE 102016214444 A1 [0006]

Claims

Anschlusselement (10, 50, 54, 84) zum elektrischen Verbinden mit einem Anschlussbauteil (62) einer elektrischen Anlage, dadurch gekennzeichnet, dass eine einstückige Abgriffplatte (12) vorhanden ist, die eine erste Ausnehmung (14) hat und auf eine radiale Gestalt des Anschlussbauteils (62) mit einer Spielpassung angepasst ist, dass die Abgriffplatte (12) eine zweite Ausnehmung (18) aufweist, die sich der ersten Ausnehmung (14) anschließt, dass in der zweiten Ausnehmung (18) ein Klemmkörper (20, 52, 56) angeordnet ist, der mit einem Verbindungselement (24) mit der Abgriffplatte (12) verbunden ist, dass der Klemmkörper (20, 52, 56) um eine Schwenkachse an dem Verbindungselement (24) zwischen einer ersten (22) und einer zweiten Position (38) in einer gedachten Ebene, die durch die Abgriffplatte (12) bestimmt ist, hin- und herverschwenkbar ist, dass der Klemmkörper (20, 52, 56) in der ersten Position (22) höchstens bis an eine vorgegebene Grenzfläche (32) zwischen der erster (14) und der zweiter Ausnehmung (18) heranreicht, dass der Klemmkörper (20, 52, 56) in der zweiten Position (38) teilweise über die vorgegebene Grenzfläche (32) in Richtung der ersten Ausnehmung (14) hinausragt, und dass eine Strecke, um die der Klemmkörper (20, 52, 56) über die Grenzfläche (32) teilweise hinausragt, größer ist als ein Größtmaß der Spielpassung.
Anschlusselement (10, 50, 54, 84) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgriffplatte (12), das Verbindungselement (24) und der Klemmkörper (20, 52, 56) einstückig ausgestaltet sind.
Anschlusselement (10, 50, 54, 84) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Ausnehmung (14), die zweite Ausnehmung (18), der Klemmkörper (20, 52, 56) und das Verbindungselement (24) vollständig von einem radial außen gelegenen Randbereich der Abgriffplatte (12) umschlossen sind.
Anschlusselement (10, 50, 54, 84) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmkörper (20, 52, 56) wenigstens eine dritte Ausnehmung (26) aufweist, die als Werkzeugantrieb ausgestaltet ist.
Anschlusselement (10, 50, 54, 84) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (24) an einer Stelle in der zweiten Ausnehmung (18) angeordnet ist, die einen möglichst großen Abstand zur gedachten Grenzfläche (32) hat.
Anschlusselement (10, 50, 54, 84) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zu der gedachten Grenzfläche (32) weisenden Fläche des Klemmkörpers (20, 52, 56) auf die Gestalt der gedachten Grenzfläche (32) oder auf die Gestalt des Anschlussbauteils (62) angepasst ist.
Anschlusselement (10, 50, 54, 84) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgriffplatte (12) und/oder der Klemmkörper (20, 52, 56) und/oder das Verbindungselement (24) elastisch verformbar sind.
Anschlusselement (10, 50, 54, 84) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schwenkbewegung von der ersten Position (22) in die zweite Position (38) oder umgekehrt einen Verschwenkwinkel von wenigstens 15° und höchstens 60°, besonders bevorzugt jedoch einen Verschwenkwinkel zwischen 30° und 45°, aufweist.
Anschlusselement (10, 50, 54, 84) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Abgriffplatte (12) Anschlussmittel (66) zum Verbinden mit einem elektrischen Leiter angeordnet sind.
Anschlusselement (10, 50, 54, 84) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Länge einer gedachten Grenzfläche (32) zwischen der ersten (14) und der zweiten Ausnehmung (18) kleiner ist als ein minimaler Durchmesser des Klemmkörpers (20, 52, 56).
Anschlusselement (10, 50, 54, 84) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die erste (14) und die zweite Ausnehmung (18) durch einen Steg (58) voneinander getrennt sind.
Anschlussvorrichtung (68) mit einem Anschlusselement (10, 50, 54, 84) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlusselement (10, 50, 54, 84) in einem Gehäuse angeordnet ist, das aus einem elektrisch nicht-leitenden Material hergestellt ist, und dass das Gehäuse wenigstens auf einer Gehäuseseite, die parallel zum Anschlusselement (10, 50, 54, 84) gelegen ist, eine Anschlussausnehmung aufweist, die einen größeren lichten Durchmesser aufweist, als ein größter lichter Durchmesser der ersten Ausnehmung (14).
Anschlussvorrichtung (68) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse eine Durchgangsöffnung (82) aufweist, die so angeordnet ist, dass durch die dritte Ausnehmung (26) der Klemmkörper (20, 52, 56) mittels eines Werkzeugs von der ersten (22) in die zweite Position (38) bewegbar ist.
Anschlussvorrichtung (68) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse zwei Gehäuseplatten (70, 72) aufweist, dass je eine Gehäuseplatte (70, 72) auf je einer Plattenseite der Abgriffplatte (12) und parallel zu dieser angeordnet ist, und dass durch einen Abstand zwischen einer Gehäuseplatte (70, 72) und der Abgriffplatte (12) ein Spiel vorhanden ist, das so gewählt ist, dass der Klemmkörper (20, 52, 56) bedarfsweise verschwenkbar ist, das Spiel jedoch kleiner gewählt ist als eine Plattenstärke des Klemmkörpers (20, 52, 56).
Verwendung eines Anschlusselements (10, 50, 54, 84) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 als Positionserkennungselement (84), dadurch gekennzeichnet, dass die Abgriffplatte (12) aus elektrisch leitendem oder nicht-leitendem Material gefertigt ist, und dass die Abgriffplatte (12) als Stellungsmarkierungselement (92) ausgestaltet ist oder Stellungsmarkierungsmittel (92) aufweist.
Verwendung einer Anschlussvorrichtung (68) nach einem der Ansprüche 12 bis 14 als Positionserkennungsvorrichtung (84), dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse oder die Abgriffplatte (12) wahlweise aus elektrisch leitendem oder nicht-leitendem Material gefertigt ist, und dass das Gehäuse oder die Abgriffplatte (12) als Stellungsmarkierungselement (92) ausgestaltet ist oder an der Abgriffplatte (12) oder an dem Gehäuse ein Stellungsmarkierungselement (92) angeordnet oder angebracht ist.