DE19729327C1 - Schutzleiterklemme - Google Patents
SchutzleiterklemmeInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schutzleiterklemme mit einem Montagefuß zu
ihrer Montage auf einer Tragschiene und mit einer elektrisch leitend mit dem
Montagefuß verbundenen und mit wenigstens einem Leiteranschluß bestückten Stromschie
ne, wobei der Montagefuß Ausformungen zum Aufnehmen eines
Federelementes zum Verspannen des Montagefußes in der Tragschiene
enthält.
Aus der europäischen Patentschrift EP 0 554 519 B1 ist eine Schutzleiterklemme
bekannt, bei der eine in einem Isolierstoffgehäuse angeordnete und mit Leiteran
schlüssen bestückte Stromschiene mit einem Montagefuß verbunden ist, der zur
mechanischen und elektrischen Verbindung mit einer als Schutzleiter-
Sammelschiene dienenden Tragschiene dient. Um eine elektrische Verbindung
zwischen Stromschiene und Tragschiene herzustellen, müssen Stromschiene und
Montagefuß ihrerseits miteinander elektrisch verbunden werden. Dies kann bei
spielsweise durch Schweißen, Löten oder durch eine form- und kraftschlüssige
Verbindung, beispielsweise durch Verstemmen, geschehen. Sollen Stromschiene
und Montagefuß zur Sicherstellung einer guten elektrischen und mechanisch be
anspruchbaren Verbindung miteinander verschweißt werden, so können Strom
schiene und Montagefuß nicht beide aus Kupfer bestehen, da sich Kupfer nicht
mit Kupfer verschweißen läßt. In diesem Fall muß auf eine andere Werkstoffpaa
rung ausgewichen werden. Darüber hinaus wird infolge der Schweißstelle oder
der mechanischen Verbindungsstelle eine künstliche Übergangsstelle in der
Klemme geschaffen, die unter ungünstigen Bedingungen einen hohen Über
gangswiderstand aufweisen kann. Dies ist insbesondere beim Auftreten hoher
Kurzschlußströme von Nachteil.
Aus der DE 39 03 752 C2 ist eine Reihenklemme bekannt, bei der Stromschiene
und Kontakt- oder Montagefuß aus einem Stück aus einem gut stromleitfähigen
Material gefertigt sind, so daß keine künstliche Übergangsstelle mit den vorste
hend genannten Nachteilen vorliegt. Der Kontaktfuß ist als Klammer geformt, wo
bei die Kontaktkraft dieser Klammer durch einen diese übergreifenden Federkraft
bügel bereitgestellt wird. Bei dieser bekannten Reihenklemme wird somit die
Kontaktkraft durch elastische Verformung des als Klammer gestalteten Kontaktfu
ßes bewirkt. Dies erfordert einen unbefriedigenden konstruktiven Kompromiß zwi
schen der mechanischen Stabilität des Kontaktfußes und der zu seiner elektri
schen Kontaktierung erforderlichen elastischen Verformbarkeit.
In der nicht vorveröffentlichten DE 196 31 436 C1 ist eine Reihenklemme be
schrieben, deren Kontaktfuß mit Widerlagern zum Aufnehmen eines u-förmigen
Federbügels versehen ist. Dieser Federbügel verspannt den Kontaktfuß auf der
Tragschiene, wobei er mit einem seiner Schenkel die Tragschiene an einem ihrer
Enden untergreift.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Schutzleiterklemme anzuge
ben, die einfach und kostengünstig herzustellen ist und die eingangs erläuterten
Nachteile des vorveröffentlichten Standes der Technik nicht aufweist.
Die genannte Aufgabe wird gelöst mit einer Schutzleiterklemme mit den Merkma
len des Patentanspruches 1. Die erfindungsgemäße Schutzleiterklemme enthält
einen Montagefuß zu ihrer Montage auf einer Tragschiene und eine elektrisch
leitend mit dem Montagefuß verbundene und mit einem Leiteranschluß bestückte
Stromschiene, wobei im Montagefuß Ausformungen zum Aufnehmen eines Fede
relementes zum Verspannen des Montagefußes in der Tragschiene vorgesehen
sind. Die Ausformungen sind durch Ausnehmungen in Seitenwänden des Monta
gefußes gebildet.
Das Federelement besteht vorzugsweise aus einem Federblech, das zwischen die
Seitenwände eingelegt ist. Dadurch ist eine einfache Montage des Federblechs im
Montagefuß möglich. Das Federelement ist vorzugsweise mit seitlichen Schultern
versehen, die in die Ausnehmungen hineinragen, um das Federblech zu fixieren.
Insbesondere ist das Federblech an seinen freien Enden in Draufsicht auf seine
Flachseite jeweils T-förmig ausgeformt.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist als Federelement
eine Schenkelfeder vorgesehen, deren beide Schenkel im Montagefuß verspannt
sind. Durch diese Maßnahme ist das Federelement kraftschlüssig und sicher im
Montagefuß fixiert.
Insbesondere ist eine L-förmige Schenkelfeder vorgesehen, die besonders leicht
in entsprechenden Ausnehmungen eingerastet werden kann. Vorzugsweise ist
der lange Schenkel der Schenkelfeder im Montagefuß derart angeordnet, daß er
bei einer in einen Befestigungshaken in der Seitenwand des Montagefußes einge
führten Tragschiene federnd zwischen Tragschiene und Montagefuß verspannt
ist.
Insbesondere bilden Montagefuß und Stromschiene ein einstückiges Kontaktele
ment, wobei das einstückige Kontaktelement vorzugsweise ein Stanzbiegeteil ist.
Dadurch ist eine kostengünstige Herstellung durch einen Stanzvorgang und einen
daran sich anschließenden Biegevorgang in einem Bearbeitungsschritt möglich,
wobei auch die zum Aufnehmen des Federelementes erforderlichen Ausformun
gen dann in einem Arbeitsschritt beim Stanzbiegen hergestellt werden können.
Insbesondere kann als Ausgangsmaterial oder Halbzeug für den Stanzbiegevor
gang ein einfaches Blech verwendet werden.
Insbesondere entspricht der Querschnitt der Biegestellen des Kontaktelementes
am Übergang von der Stromschiene zu einer Seitenwand des Montagefußes etwa
annähernd dem Querschnitt der Stromschiene in ihrem freien Bereich. Dadurch ist
im Kurzschlußfall eine annähernd konstante Stromdichte im Kontaktelement ge
währleistet.
Vorzugsweise besteht das Kontaktelement aus Kupfer. Dadurch ist eine beson
ders gute elektrische Verbindung zwischen der Stromschiene und der Tragschie
ne gewährleistet.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfaßt die Schutzleiterklemme
ein Gehäuse, das ein Basisteil mit einer Rückwand und mit Ausformungen zur
Aufnahme des Kontakelementes sowie einen auf das Basisteil aufsetzbaren Dec
kel umfaßt, der das Basisteil an seiner der Rückwand gegenüberliegenden Seite
zumindest im Bereich des Leiteranschlusses verschließt. Dadurch wird das Basis
teil versteift.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist der Deckel an seiner Innen
seite im Bereich der Außenschenkel einer U-förmigen Stromschiene jeweils mit
einer Wange zum Stützen des Außenschenkels gegen die von dem Federschen
kel bei Betätigung der Anschlußklemmfeder ausgeübte Kraft versehen. Durch die
se Maßnahme ist es nicht mehr erforderlich, die Außenschenkel der Stromschiene
im Bereich der Anschlußklemmfeder zur Versteifung U-förmig abzuwinkeln, um
einer Wange zum Stützen des Außenschenkels gegen die von dem Federschen
kel bei Betätigung der Anschlußklemmfeder ausgeübte Kraft versehen. Durch die
se Maßnahme ist es nicht mehr erforderlich, die Außenschenkel der Stromschiene
im Bereich der Anschlußklemmfeder zur Versteifung U-förmig abzuwinkeln, um
ein Ausbiegen des Außenschenkels beim Betätigen der Anschlußklemmfeder zu
verhindern. Zugleich wird durch den Deckel ein geschlossener Aufnahmeraum für
den von der Anschlußklemmfeder an den Außenschenkel geklemmten Anschluß
leiter gebildet, so daß sichergestellt ist, daß keine Litzen oder Drähte seitlich über
die Schutzleiterklemme hinaus in den Außenraum ragen können.
Eine solche konstruktive Gestaltung kann in vorteilhafter Weise auch bei einer
Durchgangsklemme Verwendung finden, deren Montagefuß keine elektrisch lei
tende Verbindung zwischen der Tragschiene und der Stromschiene herstellt.
Durch den Wegfall des metallischen Montagefußes einerseits und der durch die
Stabilisierung der Außenschenkel der Stromschienen zwischen Basisteil und Dec
kel nicht mehr notwendigen, abgewinkelten Versteifungsstreifen andererseits ist
zum Herstellen der Schiene in diesem Fall somit nur ein einfacher Metallstreifen in
der Eigenbreite der Stromschiene erforderlich. Dadurch ist insbesondere für einfa
che Durchgangsklemmen der notwendige Material- und Herstellungsaufwand für
die Stromschiene in erheblichem Maße verringert.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf das Ausführungsbeispiel der
Zeichnung verwiesen. Es zeigen:
Fig. 1 eine Schutzleiterklemme gemäß der Erfindung in einer Explosionsdar
stellung,
Fig. 2 die Schutzleiterklemme bei abgenommenem Deckel in einer Seitenan
sicht,
Fig. 3 das als Kontaktelement vorgesehene Stanzteil in ungebogenem Zu
stand,
Fig. 4 den Deckel der Schutzleiterklemme in einer räumlichen Ansicht auf sei
ne Innenseite.
Gemäß Fig. 1 umfaßt die Schutzleiterklemme ein Basisteil 1, das einstückig aus
einem Isolierstoff hergestellt ist, beispielsweise ein Kunststoffspritzgußteil, und mit
einer Vielzahl von Ausformungen versehen ist, die zur Aufnahme eines Kontakte
lementes 2 vorgesehen sind. Das Kontaktelement 2 ist ein einstückiges Stanzbie
geteil, vorzugsweise aus Kupfer Cu, und besteht aus einem Montagefuß 3 sowie
einer im wesentlichen U-förmig verlaufenden Stromschiene 4. Die Stromschiene 4
ist an ihren Außenschenkeln 5 mit einem Leiteranschluß, im Ausführungsbeispiel
eine Anschlußklemmfeder 6, insbesondere eine Käfigzugfeder, wie sie beispiels
weise in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform aus der EP 0 303 818 B1
bekannt ist, bestückt.
Das Basisteil 1 ist mit einer Rückwand 8 versehen, die zugleich einen Anschlag
für das in das Basisteil 1 eingelegte Kontaktelement 2 bildet. Auf seiner vom
Montagefuß 3 abgewandtem Schmalseite ist das Basisteil 1 mit zwei zueinander
unter einem stumpfen Winkel α verlaufenden Anschlußflächen 10 versehen, die
jeweils eine Durchgangsöffnung 12 für einen in der Figur nicht dargestellten elek
trischen Anschlußleiter sowie eine Montageöffnung 14 aufweisen. Durch die
schräg zueinander orientierten Anschlußflächen 10 ist die Montage der Anschluß
leiter erleichtert.
Durch die Montageöffnung 14 kann beispielsweise ein Schraubendreher oder ein
Stift eingeführt werden, mit dem ein mit einer Ausnehmung 16 zum Einführen des
elektrischen Leiters versehenes Klemmteil 18 der Anschlußklemmfeder 6 quer
zum Außenschenkel 5 nach außen gedrückt werden kann, so daß diese Ausneh
mung 16 mit der Durchgangsöffnung 12 und mit einem im Basisteil angeordneten
Aufnahmeraum 17 fluchtet. Die Anschlußklemmfeder 6 umfaßt als Federelement
eine Schenkelfeder, deren einer Federschenkel 19 das Klemmteil 18 trägt, und
deren anderer Federschenkel 20 am Außenschenkel 5 anliegt, der bei Betätigung
des Klemmteiles 18 als Widerlager dient. Da die von der Anschlußklemmfeder 6
ausgeübten Klemmkräfte eine sichere Fixierung des Anschlußleiters gewährlei
sten müssen, sind auch die zum Öffnen des Klemmteils 18 erforderlichen Kräfte
hoch, so daß auch auf den als Widerlager dienenden Außenschenkel 5 relativ ho
he Biegemomente wirken.
Am Basisteil 1 ist eine Rastnase 22 angeformt, die zur Aufnahme einer entsprechen
den L-förmigen Ausformung einer in der Figur nicht dargestellten Tragschiene
vorgesehen ist.
Der Montagefuß 3 umfaßt zwei zueinander parallele Seitenwände 24, 26, die auf
der der Rastnase 22 gegenüberliegenden Seite jeweils mit einem Haken 28 verse
hen sind. An einer der beiden Seitenwände 24, 26 ist auf der der Rastnase 22 zu
gewandten Seite ein als Gegenlager für die Tragschiene dienender Vor
sprung (30) ausgeformt.
In den Seitenwänden des Montagefußes 3 sind außerdem paarweise einander
gegenüberliegend Ausformungen, im Ausführungsbeispiel Ausnehmungen 32
und 34, vorgesehen, die zur Aufnahme einer schulterähnlichen Verbreiterung 36
eines zwischen die Seitenwände 24, 26 des Montagefußes 3 eingelegten und in
ihm verspannten Federelementes 38, im Ausführungsbeispiel eine L-förmige
Schenkelfeder, dienen.
Ein Deckel 40 verschließt das auf einer Flachseite offene Basisteil 1 zumindest im
Bereich der beiden Aufnahmeräume 17, nachdem das mit Anschlußklemmfeder 6
und Federelement 38 versehene Kontaktelement 2 in das Basisteil 1 eingelegt ist.
Hierzu weist der Deckel jeweils mit Zapfen 42 versehene Laschen 44 auf, die über
die Anschlußflächen 10 geschoben sind, so daß die Zapfen 42 in dort angeordne
te Vertiefungen 46 einrasten. Auf der Innenseite des Deckels 40 sind weitere in
dieser Darstellung nicht sichtbare Montagezapfen angeordnet, die in im Basisteil 1
auf der der Rückwand 8 gegenüberliegenden Flachseite angeordnete Bohrun
gen 48 eingeführt sind und den Deckel 40 gegen Verschieben oder Verdrehen
sichern.
Der Deckel 40 ist einstückig als Kunststoffspritzgußteil ausgeführt, wobei der Dec
kel 40 grün oder gelb eingefärbt sind, so daß bei entsprechend gelb bzw. grün
eingefärbtem Basisteil 1 eine grün-gelbe Markierung im Bereich der Anschluß-
oder Kontakteinführöffnungen 12 gebildet ist, die signalisiert, daß die Schutzlei
terklemme tatsächlich die als Schutzleiter-Sammelschiene dienende Tragschiene
kontaktiert.
Gemäß Fig. 2 ist zu erkennen, daß das Federelement 38 eine L-förmige Schenkel
feder ist, deren beide Schenkel 50 und 52 mit ihren an den freien Enden jeweils
angeordneten Verbreiterungen 36 im Montagefuß 3 verspannt sind. Der lange
Schenkel 50 ist in seiner entlasteten Ausgangsposition derart gegenüber dem
vom Haken 28 gebildeten Hintergriff 54 angeordnet, daß der lange Schenkel 50
beim Aufschieben des Montagefußes 3 auf die L-förmige Ausformung der Trag
schiene 56 im wesentlichen als reine Biegefeder wirkt, den Montagefuß 3 sicher
an der Tragschiene 56 fixiert und zugleich für einen guten elektrischen Kontakt
sorgt. Der lange Schenkel 50 verläuft dabei schräg zur Bewegungsrichtung des
Montagefußes 3 beim Aufschieben auf die Tragschiene 56, so daß ein leichtes
Einführen der Tragschiene 56 in den vom Haken 28 gebildeten Hintergriff 54 mög
lich ist.
In Fig. 3 ist das zur Herstellung des Kontaktelementes 2 vorgesehene Stanzteil im
ungebogenen Zustand dargestellt. In der Figur ist zu erkennen, daß die Strom
schiene 4 des Kontaktelementes 2 eine im wesentlichen rechteckige Grundplat
te 60 umfaßt. Die Seitenränder dieser Grundplatte 60 bilden die Übergangs- oder
Verbindungstege 62 und 64 zu den beiden Seitenwänden 24, 26 des Montagefu
ßes 3 bzw. zu den beiden Außenschenkeln 5 der Stromschiene 4. Diese Verbin
dungsstege 62 und 64 fallen mit den Biegestellen beim fertiggestellten, d. h. ge
bogenen Kontaktelement 2 zusammen. Die Verbindungsstege 62 sind in der Mitte
jeweils mit einer Ausnehmung 65 versehen, um eine in der Mitte der Grundplat
te 60 vorhandene Gewindebohrung 66 beim Abbiegen der Seitenwände 24,26
des Montagefußes 3 nicht zu deformieren, so daß zu jeder Seitenwand 24, 26 des
Montagefußes jeweils zwei Verbindungsstege 62 entstehen. Diese zwei Verbin
dungsstege 62 haben zusammen den annähernd gleichen Querschnitt wie jeder
der Verbindungsstege 64 sowie der freie Bereich, d. h. der Außenschenkel 5, der
Stromschiene 4. Bei einem Kurzschluß fließt in einem der Außenschenkel (5) ein
hoher Kurzschlußstrom I, wie er durch Pfeile angedeutet ist. Dieser Kurzschluß
strom I fließt im wesentlichen über die einander gegenüberliegenden Verbin
dungsstege 62 auf die beiden Seitenwände 24, 26 des Montagefußes ab. Da zwei
Verbindungsstege 62 etwa den gleichen Querschnitt haben wie der Verbindungs
steg 64 und der Außenschenkel 5 ist sichergestellt, daß die in einer der Strom
schienen 4 bei einem Kurzschluß vorliegende Stromdichte bei Übergang auf die
Seitenwände 24, 26 des Montagefußes 3, d. h. somit insgesamt innerhalb des
Kontaktelements, weitgehend konstant bleibt, und dadurch keine örtliche Überhit
zung stattfindet.
In Fig. 4 ist der Deckel 40 in Blickrichtung auf seine Innenseite dargestellt, so daß
die zum Einführen in die Bohrungen 48 (Fig. 2) vorgesehenen Montagezapfen 70
erkennbar sind. Des weiteren ist auf der Innenseite des Deckels 40 jeweils im Be
reich des zur Aufnahme des abisolierten Anschlußleiterteils vorgesehenen Auf
nahmeraumes 17 eine Wange 72 vorgesehen, die bei montiertem Deckel 40 als
Widerlager für den Außenschenkel 5 dient, wenn der am Außenschenkel 5 anlie
gende Federschenkel 20 bei der Betätigung des Klemmteils 18 eine quer zum
Außenschenkel 5 gerichtete Kraft ausübt.
1
Basisteil
2
Kontaktelement
3
Montagefuß
4
Stromschiene
5
Außenschenkel
6
Anschlußklemmfeder
8
Rückwand
10
Anschlußflächen
12
Anschlußöffnung
14
Montageöffnung
16
Ausnehmung
17
Aufnahmeraum
18
Klemmteil
19
Federschenkel
20
Federschenkel
22
Rastnase
24
,
26
Seitenwand
28
Haken
30
Vorsprung
32
,
34
Ausformung
36
Verbreiterung
38
Federelement
40
Deckel
42
Zapfen
44
Lasche
46
Vertiefung
48
Bohrung
50
langer Schenkel
52
kurzer Schenkel
54
Hintergriff
56
Tragschiene
60
Grundplatte
62
Verbindungssteg
64
Verbindungssteg
65
aAusnehmung
65
bGewindebohrung
66
Pfeil
70
Befestigungszapfen
72
Wange
αWinkel
αWinkel
Claims (12)
1. Schutzleiterklemme mit einem Montagefuß (3) zu ihrer Montage auf einer
Tragschiene (56) und mit einer elektrisch leitend mit dem Montagefuß (3) ver
bundenen und mit wenigstens einem Leiteranschluß (6) bestückten Stromschiene (4), wo
bei der Montagefuß (3) Ausformungen (32, 34) zum Aufnehmen eines Federe
lementes (38) zum Verspannen des Montagefußes (3) in der Tragschiene (56)
aufweist,
gekennzeichnet dadurch, daß
die Ausformungen (32, 34) durch Ausnehmungen in zwei zueinander parallelen
Seitenwänden (24, 26) des Montagefußes (3) gebildet sind, und das Federe
lement (38) aus einem Federblech besteht, das zwischen die Seitenwän
de (24, 26) eingelegt ist.
2. Schutzleiterklemme nach Anspruch 1, bei der das Federelement (38) mit seit
lichen Schultern (36) versehen ist, die in die Ausnehmungen (32, 34) hineinra
gen und das Federblech fixieren.
3. Schutzleiterklemme nach Anspruch 2, bei der das Federblech an seinen freien
Enden in Draufsicht auf seine Flachseite jeweils T-förmig ausgeformt ist.
4. Schutzleiterklemme nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei der als Federelement (38)
eine Schenkelfeder vorgesehen ist, deren beide Schenkel (50, 52) im Montage
fuß (3) verspannt sind.
5. Schutzleiterklemme nach Anspruch 4, bei der eine L-förmige Schenkelfeder
vorgesehen ist.
6. Schutzleiterklemme nach Anspruch 5, bei der der lange Schenkel (50) der
Schenkelfeder im Montagefuß (3) derart angeordnet ist, daß er bei einer in ei
nen Haken (28) in der Seitenwand des Montagefußes (3) eingeführten Trag
schiene (56) federnd zwischen Tragschiene (56) und Montagefuß verspannt
ist.
7. Schutzleiterklemme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der
Montagefuß (3) und Stromschiene (4) ein einstückiges Kontaktelement (2) bil
den.
8. Schutzleiterklemme nach Anspruch 7, bei der das einstückige Kontaktele
ment (2) ein Stanzbiegeteil ist.
9. Schutzleiterklemme nach Anspruch 7 oder 8, bei der der Querschnitt der Bie
gestellen (62, 64) des Kontaktelementes (2) am Übergang von der Strom
schiene (4) zu einer Seitenwand (24, 26) des Montagefußes (3) etwa annä
hernd dem Querschnitt der Stromschiene (4) in ihrem freien Bereich ent
spricht.
10. Schutzleiterklemme nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei der das Kontakte
lement (2) aus Kupfer Cu besteht.
11. Schutzleiterklemme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem
Gehäuse, das ein Basisteil (1) mit einer Rückwand (8) und mit Ausformungen
zur Aufnahme des Kontaktelementes (2) sowie einen auf das Basisteil (1) auf
setzbaren Deckel (40) umfaßt, der das Basisteil (1) an seiner der Rück
wand (8) gegenüberliegenden Seite zumindest im Bereich des Leiteranschlus
ses verschließt.
12. Schutzleiterklemme nach Anspruch 11, bei der eine U-förmige Stromschie
ne (4) vorgesehen ist, an deren Außenschenkel (5) jeweils eine Anschluß
klemmfeder (6) angeordnet ist, die mit einem Federschenkel (20) am Außen
schenkel (5) anliegt, wobei der Deckel (40) an seiner Innenseite im Bereich
der Außenschenkel (5) jeweils mit einer Wange (72) zum Stützen des Außen
schenkels (5) gegen die von dem Federschenkel (20) bei Betätigung der An
schlußklemmfeder (6) ausgeübte Kraft versehen ist.
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