DE19729410C1 - Elektrische Steckvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Steckvorrich­ tung für einen Verbraucherabzweig, der auf ein Sammelschie­ nensystem aufsetzbar ist.

Ein derartiges Sammelschienensystem dient zum Anschluß von elektrischen Geräten in Form von sogenannten Verbraucherab­ zweigen. Es ist aus einzelnen, in ein Trägerprofil einge­ setzte Strom-Sammelschienen aufgebaut, die zur Energie- und/ oder Datenübertragung (Steuer- und/oder Kommunikationssigna­ le) zu den elektrischen Geräten (Verbraucher) dienen. Dazu wird ein vorzugsweise integrierter kommunikationsfähiger Ver­ braucherabzweig auf das Sammelschienensystem aufgesetzt und dort mittels einer Rastverbindung lösbar fixiert. Anschlie­ ßend wird das elektrische Gerät (Verbraucher), z. B. ein Motor, ein Stellantrieb o. dgl., über eine Anschlußleitung an den Verbraucherabzweig angeschlossen. Ein auf ein Sammel­ schienensystem aufsetzbarer Adapter für Installationsgeräte mit einer Anzahl von in einer Ebene nebeneinander angeordne­ ten Kontakten ist z. B. aus der EP 0 053 252 A1 bekannt.

Zum Verbinden des Verbrauchers mit dem Verbraucherabzweig ist dort üblicherweise eine Abgangsklemmleiste zum Anschluß von Einzeldrähten der Anschlußleitung oder eine Steckbuchse zum Anschluß eines Abgangssteckers vorgesehen. Ein Stecker mit nebeneinander angeordneten und mit den Kontakten eines Buch­ senteils korrespondierenden Steckerkontakten ist z. B. aus der US-PS 3,369,214 bekannt. Aus der DE 31 33 281 A1 ist darüber hinaus eine Steckeranordnung bekannt, bei der durch eine Bewegung eines Steckergehäuses relativ zu einem fixier­ ten Steckbuchsenteil die Steckkontakte lösbar sind.

Zum Austauschen eines Verbraucherabzweigs oder zum Lösen der Verbindung zwischen dem Verbraucher und dem Sammelschienen­ system sind bei Verwendung einer Abgangsklemmleiste die Ein­ zeldrähte oder Einzeladern der Anschlußleitung nacheinander abzuklemmen. Analog wird bei Verwendung einer Steckbuchse zu­ nächst der Abgangsstecker vom Verbraucherabzweig abgezogen, bevor dieser vom Sammelschienensystem abgenommen werden kann. Insbesondere bei beengten Platzverhältnissen ist allerdings das Lösen und Herstellen der Verbindung zwischen der An­ schlußleitung und dem Verbraucherabzweig häufig kompliziert und zeitintensiv.

So ist z. B. bei üblicherweise in Kabeltrassen oder Kabel­ schächten verlegten Anschlußleitungen die entsprechende An­ schlußleitung in unerwünschter Weise zunächst durch Teilde­ montage freizulegen, um genügend Bewegungsfreiheit zum Lösen bzw. Herstellen des Klemm- oder Steckkontaktes zu schaffen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine elek­ trische Steckvorrichtung für einen auf ein Sammelschienen­ system aufsetzbaren Verbraucherabzweig anzugeben, die auch bei beengten Platzverhältnissen ein besonders einfaches Lösen und Herstellen einer Anschlußverbindung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Dazu ist ein Stecker vorgesehen, mit dem ein elektrischer Kontakt in zwei unterschiedlichen Bewegungsrich­ tungen sowohl herstellbar als auch lösbar ist.

Dazu sind eine Anzahl von Steckkontakten des Steckers in ei­ ner Kontaktebene nebeneinander angeordnet. Der Kontakt mit korrespondierenden Kontaktelementen des Verbraucherabzweigs ist durch eine Bewegung des Verbraucherabzweigs oder des Steckers lösbar. Dabei kann zum Lösen der Kontaktierung einerseits der vorzugsweise schwenkbewegliche Verbraucher­ abzweig vom Stecker und damit vom Sammelschienensystem ab­ gehoben werden. Analog wird durch Aufsetzen oder Aufschwenken des Verbraucherabzweigs auf das Sammelschienensystem gleich­ zeitig die elektrische Verbindung zwischen dem Stecker und dem Verbraucherabzweig hergestellt. Die Bewegungsrichtung zum Lösen bzw. Herstellen des elektrischen Kontaktes ist dabei quer zur Einsteckrichtung des Steckers.

Andererseits kann durch Herausziehen oder Einstecken des Steckers die elektrische Verbindung zwischen dem Verbraucher­ abzweig und dem Stecker gelöst bzw. hergestellt werden, wobei der Verbraucherabzweig ortsfest fixiert bleibt. Die Bewe­ gungsrichtung zum Lösen oder Herstellen des elektrischen Kon­ taktes zwischen dem Stecker und dem Verbraucherabzweig ist in diesem Fall die Einsteckrichtung des Steckers.

Im Einbauzustand ist der Stecker zwischen dem Verbraucherab­ zweig und dem Sammelschienensystem angeordnet. Dazu kann im Trägerprofil des Sammelschienensystems eine Aufnahmenut für den Stecker vorgesehen sein. Vorzugsweise weist jedoch der Verbraucherabzweig zur Aufnahme des Steckers eine zum Sammel­ schienensystem hin offene Steckbuchse auf, so daß der Stecker im Montagezustand auf dem Trägerprofil aufliegt. Dabei sind dessen zum Boden des Verbraucherabzweigs hin freiliegenden Steckkontakte den auf der Unterseite des Verbraucherabzweigs vorgesehenen Kontaktelementen zugewandt. Das oder jedes Kon­ taktelement ist zweckmäßigerweise quer zur Einsteckrichtung des Steckers beweglich und federnd im Verbraucherabzweig ge­ halten.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist der Stecker in ein separates Steckerführungsteil einsteckbar. Dieses ist zweckmäßigerweise ein im Querschnitt U-förmiges Formteil mit am Freiende jedes Schenkels einem angeformten Haltekragen. Zur Bildung eines Gesperres weist das Steckerführungsteil mindestens eine Klinkenöffnung für eine am Steckergehäuse vorgesehene Sperrklinke auf. Zum Lösen dieses Gesperres ist zweckmäßigerweise am Stecker ein Druckelement vorgesehen, mit dem die in Raststellung vorgespannte Sperrklinke zum Heraus­ ziehen des Steckers aus dem Steckerführungsteil auslösbar ist. Zum Fixieren des Steckerführungsteils auf dem Trägerpro­ fil des Sammelschienensystems sind zweckmäßigerweise am Steckerführungsteil angeformte Zapfen vorgesehen, die in ent­ sprechende Nuten im Trägerprofil eingreifen.

Das aus einem Isolierstoff, z. B. aus Kunststoff, bestehende Steckergehäuse weist einen sich entgegen der Einsteckrichtung des Steckers an die Kontaktebene anschließenden Klemmraum auf. Der Klemmraum dient zur Herstellung einer lösbaren Ver­ bindung zwischen den vorzugweise in Nuten der Kontaktebene angeordneten Steckerkontakten und den jeweiligen Einzeladern der Anschlußleitung. Dazu ist jeder Steckerkontakt in Längs­ richtung vorzugsweise U-förmig ausgebildet, wobei ein erster Schenkel zur Kontaktierung mit den Kontaktelementen des Ver­ braucherabzweigs vorzugsweise an dessen Freiende halbkugel­ förmig ausgebildet ist. Der zweite Schenkel weist eine Gewin­ deöffnung zur Aufnahme einer Klemmschraube auf, mittels der die jeweilige Einzelader der Anschlußleitung durch Klemmver­ bindung mit dem jeweiligen Steckerkontakt kontaktiert wird.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbeson­ dere darin, daß mittels einer derartigen elektrischen Steck­ vorrichtung, die eine Kontaktierung in zwei unterschiedliche Bewegungsrichtungen zuläßt, ein Anschluß eines Verbrauchers an einen Verbraucherabzweig für ein Sammelschienensystem in besonders einfacher und zeitsparender Art und Weise möglich ist. Aufgrund der zusätzlich zur Einsteckrichtung des Steckers zugelassenen weiteren Bewegungsrichtung innerhalb der Steckvorrichtung kann sowohl der Stecker als auch dessen Gegenstück in Form des Verbraucherabzweigs zum Herstellen oder Lösen der Anschlußverbindung demontiert werden. Der jeweils korrespondierende Teil der Steckvorrichtung bleibt dabei ortsfest fixiert. Die dadurch erzielte Flexibilität ermöglicht auch bei extremen Randbedingungen und örtlichen Gegebenheiten eine erhebliche Zeiteinsparung beim Montieren oder Austauschen eines Verbraucherabzweigs.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand einer Zeich­ nung näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 in perspektivischer Darstellung eine elektri­ sche Steckverbindung an einem integrierten Ver­ braucherabzweig eines Sammelschienensystems,

Fig. 2 im Längsschnitt die Steckverbindung gemäß Fig. 1,

Fig. 3 und 4 in perspektivischer Darstellung einen Stecker der Steckverbindung vor bzw. nach Einführen in ein Steckerführungsteil.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Das integrierte Sammelschienensystem 1 gemäß Fig. 1 umfaßt ei­ ne Anzahl von in einem kammerartig ausgebildeten Trägersystem 1a nebeneinander angeordneten und zueinander parallel verlau­ fenden Sammelschienen 2, 3 und 4, auf die ein Verbraucherab­ zweig 5 aufgesetzt ist. Dazu sind auf der Unter- oder Boden­ seite des Verbraucherabzweigs 5 eine Anzahl von Kontaktstel­ len P₁ bis P₈ vorgesehen, über die der integrierte Verbrau­ cherabzweig 5 mit Energie und Hilfsenergie sowie mit Daten in Form von Steuer- und Meldesignalen versorgt wird. Die Daten­ übertragung erfolgt über den Kontaktanschluß P₁, der als Kom­ munikationsanschluß dient. Die Hilfsenergieübertragung mit z. B. einer Gleichspannung von 24 V DC erfolgt über die Kon­ taktanschlüsse P₂ und P₃. Zur Energieübertragung dienen die Kontaktanschlüsse P₄ bis P₈, über die ein Anschluß z. B. an ein dreiphasiges Drehstromnetz mit den Leitern L1, L2, L3, N und PE für eine Wechselspannung von z. B. 400 V AC erfolgt.

Der Verbraucherabzweig 5 ist in ein einzelnes Abzweiggehäuse integriert, das in der Art einer "Black Box" den gesamten Verbraucherabzweig 5, vorzugsweise in Form eines Hybridbau­ steins, funktional enthält. Er weist auf dessen den Kontakt­ anschlüssen P₁ bis P₈ gegenüberliegenden Gehäuseoberseite 6 ein Bedienfeld mit Anzeigeelementen 7 sowie mit einem Schal­ ter 8 auf. Der Verbraucherabzweig 5 weist außerdem an einer Gehäuseseitenfläche 9 eine Signalschnittstelle 10 und einen Leistungsabgangsstecker 11 auf. Mittels dieses an eine An­ schlußleitung 12 angeschlossenen Steckers 11 wird ein (nicht dargestellter) Verbraucher an den Verbraucherabzweig 5 ange­ schlossen.

Fig. 2 zeigt die elektrische Steckvorrichtung im Längsschnitt, wobei als Detail des Aufbaus innerhalb des Verbraucherab­ zweigs 5 lediglich ein Kontaktstück oder Kontaktelement 13 mit dessen elektrischer Verbindung 14 dargestellt ist. Das Kontaktelement 13 ist im Bereich einer zum Trägerprofil 1a des Sammelschienensystems 1 hin offenen Steckbuchse 15 an­ geordnet und dort durch den Gehäuseboden 16 des Verbraucher­ abzweigs 5 herausgeführt. Das oder jedes Kontaktelement 13 ist dort beweglich gehalten und mittels einer Feder 17 in dessen Längsrichtung federnd gelagert. Im dargestellten Ein­ steckzustand des Steckers 11 ist dessen jedes Kontaktstück oder dessen jeder Steckerkontakt 18 mit jeweils einem der Kontaktelemente 13 kontaktiert, indem dieses gegen die Feder­ kraft der Feder 17 teilweise in den Verbraucherabzweig 5 ein­ geschoben ist. Zur Herrstellung einer elektrischen Verbindung zur (nicht dargestellten) Elektronik oder Elektromechanik innerhalb des Verbraucherabzweigs 5 drückt die Feder 17 das quer zur Einsteckrichtung des Steckers 11 verschiebbare Kon­ taktelement 13 auf den diesem zugeordneten Steckerkontakt 18. Dabei sind die Einsteckrichtung die dargestellte x-Richtung und die Bewegungsrichtung des Kontaktelements 13 die y-Rich­ tung.

Jeder Steckerkontakt 18 des Steckers 11 liegt in einer Ge­ häusenut 19 eines in den Fig. 3 und 4 näher dargestellten Steckergehäuses 20. Dabei ist der Steckerkontakt 18 in Längs­ richtung U-förmig ausgestaltet, wobei ein erster Schenkel 21 zur Kontaktierung mit dem korrespondierenden Kontaktelement 13 ebenso wie dieses an seinem Freiende halbkugelförmig aus­ gebildet ist. Im zweiten Schenkel 22 des Steckerkontakts 18 ist eine sich in Längsrichtung des Steckers 11 erstreckende Aufnahmebohrung 23 für eine (nicht dargestellte) Einzelader der Anschlußleitung 12 vorgesehen. Quer zu dieser Aufnahme­ bohrung 23 verläuft eine Gewindeöffnung 24 zur Aufnahme einer der in den Fig. 3 und 4 dargestellten Klemmschrauben 25.

Während der erste Schenkel 21 des Steckerkontakts 18 im Be­ reich einer Kontaktebene 26 des Steckers 11 liegt, ist der zweite Schenkel 22 des Steckerkontakts 18 im Bereich eines sich an die Kontaktebene 26 anschließenden Klemmraumes 27 des Steckergehäuses 20 angeordnet. An diesen Klemmraum 27 schließt sich ein Anschlußraum 28 des Steckergehäuses 20 mit einer lösbaren Abdeckung 29 an. Über eine Kabeleinführung 30 auf der der Kontaktebene 26 gegenüberliegenden Seite des Steckers 11 ist das Anschlußkabel 12 in das Steckergehäuse 20 einlegbar.

Wie in den Fig. 3 und 4 veranschaulicht, ist im Einbauzu­ stand der Stecker 11 in ein Steckerführungsteil 31 eingescho­ ben, das diesen in dessen Einbaulage sicher und lösbar hält. Das Steckerführungsteil 31 ist mittels auf dessen Unterseite angeformten geriffelten Zapfen 32, die in korrespondierende Aufnahmenuten oder Aufnahmeöffnungen 33 im Trägerprofil 1a eingesteckt sind, auf dem Sammelschienensystem 1 fixiert.

Der Stecker 11 und das Steckerführungsteil 31 wirken dabei in der Art eines Rastgesperres zusammen. Dazu sind im Bereich zwischen der Kontaktebene 26 und dem Klemmraum 27 an gegen­ überliegenden Seiten des Steckergehäuses 20 an dieses zwei Sperrklinken angeformt, von denen in den Fig. 3 und 4 je­ weils nur eine Sperrklinke 34 sichtbar ist. Diese gemäß Fig. 4 im Rastzustand vorgespannten Sperrklinken 34 greifen in kor­ respondierende Durchbrüche oder Klinkenöffnungen 35 des Steckerführungsteils 31 ein. Zum Entsperren dieses Gesperres 34, 35 können die Sperrklinken 34 mittels jeweils einem Druck­ stück oder Druckelement 36 bewegt werden, daß dazu in der Art einer hebelartigen Verlängerung mit der jeweiligen Sperrklin­ ke 34 ein schwenkbewegliches Formteil bildet.

Das Steckerführungsteil 31 ist ein im Querschnitt U-förmiges Formteil, vorzugsweise aus Kunststoff, an dessen jeden Schen­ kel 37a, 37b am Freiende ein nach innen gerichteter Haltekra­ gen 38a bzw. 38b angeformt ist. Diesen Kragen 38a, 38b hinter­ greift eine entsprechende Führungsnut 39a bzw. 39b am Stecker 11, die beidseitig in das Steckergehäuse 20 eingeformt sind.

Die im Bereich der Kontaktebene 26 im Steckergehäuse 20 vor­ gesehenen und dort nebeneinander angeordneten Nuten 19 zur Aufnahme der aus Gründen der besseren Übersicht in den Fig. 3 und 4 nicht dargestellten Steckerkontakte 18 münden in den gemeinsamen Klemmraum 27 des Steckergehäuses 20. Die An­ zahl der in der Kontaktebene 26 vorgesehenen Nuten 19 ist ab­ hängig von der jeweiligen Polzahl, wobei im Ausführungsbei­ spiel fünf Nuten 19 zur Aufnahme von entsprechend fünf Steckerkontakten 18 vorgesehen sind. Die Nuttiefen und Steg­ breiten des aus einen Isolierstoff, vorzugsweise aus Kunst­ stoff, bestehenden Steckergehäuses 20 sind dabei zur Erfül­ lung der bei gegebener Betriebsspannung einzuhaltenden Luft- und Kriechstrecken bemessen.

Die Ausgestaltung der elektrischen Steckvorrichtung mit dem Stecker 11 und der Steckbuchse 15 ermöglicht ein Lösen oder Herstellen eines elektrischen Kontaktes zwischen den Stecker­ kontakten 18 bzw. den Kontaktelementen 13 in zwei Bewegungs­ richtungen x, y, indem entweder der Verbraucherabzweig 5 ge­ schwenkt (Pfeil 40) oder der Stecker 11 entlang der Einsteck­ richtung bewegt wird (Pfeil 41). Zum Lösen des elektrischen Kontaktes kann somit entweder der Verbraucherabzweig 5 in y- Richtung nach oben geschwenkt oder der Stecker 11 in x-Rich­ tung gezogen werden. Analog kann zum Herstellen des elektri­ schen Kontaktes entweder der Verbraucherabzweig 5 auf den be­ reits eingesteckten Stecker 11 geschwenkt oder der Stecker 11 bei auf das Sammelschienensystem 1 aufgesetztem Verbraucher­ abzweig 5 in die Steckbuchse 15 eingeführt werden.

Als Führungshilfe und zum Arretieren des Steckers 11 in Ein­ steckposition dient dabei das auf das Trägerprofil 1a des Sammelschienensystems 1 aufgesetzte und dort fixierte Steckerführungsteil 31. Dabei hält das Steckerführungsteil 31 den Stecker 11 sicher in dessen Position, wenn lediglich der Verbraucherabzweig 5 entfernt wird. Er dient gleichzeitig als Führung, wenn lediglich der Stecker 11 gezogen oder gesteckt wird und der Verbraucherabzweig 5 in seiner Betriebsposition verbleibt.

Claims (10)

1. Elektrische Steckvorrichtung für einen Verbraucherab­ zweig (5), der auf ein Sammelschienensystem (1) aufsetzbar ist, mit einem Stecker (11) mit einer Anzahl von in einer Kontaktebene (26) nebeneinander angeordneten Steckerkontak­ ten (18), deren Kontakt mit korrespondierenden Kontaktelemen­ ten (13) des Verbraucherabzweigs (5) durch eine Bewegung des Verbraucherabzweigs (5) quer zur Einsteckrichtung (x) des Steckers (11) lösbar ist.

2. Elektrische Steckvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Verbraucherabzweig (5) zur Aufnahme des Steckers (11) eine zum Sammelschienensystem (1) hin offene Steckbuchse (15) auf­ weist.

3. Elektrische Steckvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das oder jedes Kontaktelement (13) des Verbraucherabzweigs (5) quer zur Einsteckrichtung (x) des Steckers (11) beweglich und federnd gehalten ist.

4. Elektrische Steckvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einem Steckerführungsteil (31) mit mindestens einer Klinkenöffnung (35) für eine an einem Steckergehäuse (20) vorgesehenen Sperrklinke (34).

5. Elektrische Steckvorrichtung nach Anspruch 4, wobei das Steckerführungsteil (31) ein im Querschnitt U-förmiges Form­ teil mit an dessen Schenkeln (37a, 37b) angeformten Haltekra­ gen (38a, 38b) ist.

6. Elektrische Steckverbindung nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Sperrklinke (34) mittels eines am Stecker (11) vorge­ sehenen Druckelements (36) auslösbar ist.

7. Elektrische Steckvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei das Steckerführungsteil (31) Mittel (32) zum Fixieren auf einem Trägerprofil (1a) des Sammelschienen­ systems (1) aufweist.

8. Elektrische Steckvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Stecker (11) ein Steckergehäuse (20) mit einem sich entgegen der Einsteckrichtung (x) an die Kontakt­ ebene (26) anschließenden Klemmraum (27) für Einzeladern einer Anschlußleitung (12) aufweist.

9. Elektrische Steckvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Kontaktebene (26) eine Anzahl von Nuten (19) zur Aufnahme der Steckerkontakte (18) aufweist.

10. Elektrische Steckvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei der jeder Steckerkontakt (18) U-förmig ausgebildet ist, wobei ein erster Schenkel (21) zur Kontaktierung vorge­ sehen ist, und wobei der zweite Schenkel (22) eine Aufnahme­ bohrung (23) und eine quer dazu verlaufende Gewindeöffnung (24) zur Aufnahme einer Klemmschraube (25) zur Aderklemmung aufweist.