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Die
Erfindung betrifft eine Anschlussdose für ein Solarmodul,
mit einem Bodenteil, welches auf einem Solarmodul angeordnet ist
und eine erste Öffnung für eine solarmodulseitige
Anschlussleitung und eine zweite Öffnung für eine
Versorgungsleitung aufweist, mittels derer die vom Solarmodul erzeugte Elektrizität
in ein Elektrizitätsnetz einspeisbar ist, und mit Kontaktmitteln
innerhalb der Anschlussdose, die die Anschlussleitung und die Versorgungsleitung elektrisch
kontaktierend miteinander koppeln und gegebenenfalls Funktionselemente,
die an der Elektrizitätsführung vom Solarmodul
in das Elektrizitätsnetz beteiligt sind, einbinden.
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Aus
dem Stand der Technik ist mit
DE 10 2005 024 644 A1 eine gattungsgemäße
Anschlussdose bekannt geworden, bei welcher solarmodulseitige Anschlussleitungen
wie auch Versorgungsleitungen über Leitungsklemmen zwischengeordneter Kontaktelemente
miteinander verbunden sind.
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Nachteilig
am vorbeschriebenen Stand der Technik ist insbesondere, dass zum
Anbinden der Anschlussleitungen zusätzliche Werkzeuge notwendig
sind. Mit diesen werden die gängigen Anschlussklemmen gespreizt, um
die zumeist als bandartige Folienleiter ausgeführten Anschlussleitungen
in die Klemmen einzuführen. Funktionselemente, wie Brückungsdioden,
werden gegebenenfalls in einem separaten Arbeitsgang eingesetzt
und mittels zusätzlicher Kontaktelemente elektrisch angebunden.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Anschlussdose zu schaffen, welche die
elektrische Kontaktierung zwischen Anschlussleitung, Versorgungsleitung
und gegebenenfalls vorhandenen Funktionselementen wesentlich vereinfacht.
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Funktionselemente
im Sinne der Erfindung können sämtliche auf die
Weiterleitung der vom Solarpaneel erzeugten Elektrizität
ins Elektrizitätsnetz Einfluss nehmenden Bauteile sein,
wie Brückungsdioden oder aktive und passive Regelelemente.
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Gelöst
wird die Aufgabe von einer Anschlussdose mit den Merkmalen des Anspruches
1, insbesondere mit den kennzeichnenden Merkmalen, wonach die Versorgungsleitung
mit ihrem in der Anschlussdose einliegenden Ende an einem Kontaktelement
angeordnet ist, auf welches die solarmodulseitige Anschlussleitung
aufgelegt ist und dass Kontaktelement und Anschlussleitung im Bereich
gegenseitiger Überdeckung von einem den elektrischen Kontakt
sichernden Klemmelement überfangen sind, wobei der Bereich
gegenseitiger Überdeckung ebenenparallel zur Montagefläche
des Bodenteils auf dem Solarmodul ausgerichtet ist.
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Erfindungsgemäß wird
zur Sicherung der elektrischen Verbindung zwischen Kontaktelement und
Anschlussleitung einfach ein Klemmelement aufgesetzt, welches Kontaktelement
und Anschlussleitungen in ihrem gemeinsamen Überdeckungsbereich überfängt.
Dies vereinfacht die Kopplung von Anschlussleitung und Versorgungsleitung
sowohl beim händischen, insbesondere aber beim maschinellen Verbinden,
da kein die Kontaktklemmen öffnendes Werkzeug notwendig
ist.
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Bei
einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen,
dass das Kontaktelement einen Einlagebereich für einen
Kontaktabschnitt eines Funktionselementes aufweist, insbesondere wenn
der Einlagebereich vom Klemmelement überfangen ist und
einen einliegenden Kontaktabschnitt sichert. Bei dieser Weiterbildung
der Erfindung wird mit ein und demselben Kontaktierungsmittel, nämlich dem
Klemmelement, sowohl die elektrische Verbindung von Anschlussleitung
und Versorgungsleitung wie auch die Anbindung eines Funktionselementes, insbesondere
einer Brückungsdiode vorgenommen. Insbesondere bei einer
automatisierten Fertigung vereinfacht dies die Sicherung der elektrischen
Verbindung zwischen den Bauteilen erheblich.
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Es
ist vorgesehen, dass das Kontaktelement Teil einer Leiterbahnstruktur
ist. Alternativ ist es möglich, dass das Kontaktelement
eine Kontaktzunge ist.
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Es
ist vorgesehen, dass das Klemmelement das Kontaktelement untergreifende
Haltearme ausbildet, wobei eine bevorzugte Ausführungsform
sich dadurch kennzeichnet, dass die Haltearme und/oder das Kontaktelement
Führungsflächen ausbilden, die ein rastartiges
Aufsetzen des Klemmelementes auf das Kontaktelement erlauben.
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Abgesehen
von der Sicherung einer elektrischen Verbindung zwischen Anschlussleitung,
Versorgungsleitung und gegebenenfalls vorhandenen Funktionselementen
durch ein reines Aufsetzen des Klemmelementes auf den gegenseitigen Überdeckungsbereich
ist es für das händische Herstellen einer solchen
Verbindung von wesentlichem Vorteil, wenn das Klemmelement auf dem
Kontaktelement verschieblich angeordnet ist, wobei vorgesehen sein kann,
dass in einer Offenstellung des Klemmelementes ein Einführspalt
zwischen Kontaktelement und Klemmelement zum Einschieben der Anschlussleitung
gegeben ist. So ist gewährleistet, dass das Klemmelement
sicher auf dem Kontaktelement aufsitzt.
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Die
eigentliche Klemmkraft, welche die Anschlussleitung auf dem Kontaktelement
hält, wird jedoch erst durch das Bewegen des Klemmelementes in
eine Geschlossenstellung aufgebracht. Auch hinsichtlich Wartung
und Reparatur hat diese Lösung erhebliche Vorteile. Durch
einfaches Bewegen des Klemmelementes in seine Offenstellung lässt
sich die Kontaktsicherung händisch lösen.
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Die
vorgenannten Vorteile gelten insbesondere auch für eine
Ausführungsform, bei der in einer Offenstellung des Klemmelementes
der Einlagebereich für den Kontaktabschnitt des Funktionselementes
frei ist und das verschiebliche Klemmelement in Geschlossenstellung
den Kontaktabschnitt im Einlagebereich sichert.
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Um
den Schiebeweg zu begrenzen und die Offen- und die Geschlossenstellung
sicher zu definieren, ist vorgesehen, dass das Kontaktelement Anschläge
aufweist.
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Dies
lässt sich insoweit weiterbilden, als das Kontaktelement
Anschläge aufweist, die das Klemmelement in einer Position
halten, die die elektrische Kontaktierung von Anschlussleitung und
Versorgungsleitung und/oder Kontaktabschnitt des Funktionselementes
sicherstellt, also insbesondere die Geschlossenstellung definieren.
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Die
die elektrische Verbindung sichernde Andruckkraft des Klemmelementes
lässt sich besonders einfach realisieren, indem das Klemmelement
in Richtung seiner Längserstreckung brückenartig
gewölbt ist und mit seinen in Längserstreckung
liegenden Endbereichenden den elektrischen Kontakt sichernd auf
der Anschlussleitung aufliegt, wobei vorgesehen sein kann, dass
das Klemmelement in Richtung seiner Längserstreckung auf
dem Kontaktelement verschieblich angeordnet ist.
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Ein
besseres Verständnis sowie weitere Vorteile der Erfindung
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Figuren. Es
zeigen:
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1 eine
erfindungsgemäße Anschlussdose für ein
Solarmodul in perspektivischer Ansicht,
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2 das Bodenteil der Anschlussdose gemäß 1 in
perspektivischer Ansicht,
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3 eine
Schnittdarstellung der Anschlussdose gemäß Schnittlinie
III-III in 1,
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4 eine
Seitenansicht des Verbindungsbereiches von Anschlussleitung und
Versorgungsleitung mit nicht montiertem Klemmelement,
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5 eine
perspektivische Ansicht des Verbindungsbereiches gemäß 4,
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6 eine
Seitenansicht des Verbindungsbereiches gemäß 4 mit
montiertem Klemmelement,
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7 eine
perspektivische Ansicht des Verbindungsbereiches gemäß 6,
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8 eine
Seitenansicht eines Verbindungsbereiches von Anschlussleitung und
Versorgungsleitung mit verschieblichem Klemmelement in Offenstellung,
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9 der
Verbindungsbereich gemäß 8 in perspektivischer
Ansicht,
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10 eine
Seitenansicht des Verbindungsbereiches gemäß 8 mit
Klemmelement in Geschlossenstellung,
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11 eine
perspektivische Ansicht des Verbindungsbereiches gemäß 10.
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In
den Figuren ist eine Anschlussdose für ein Solarmodul insgesamt
mit der Bezugsziffer 10 versehen.
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Die
Anschlussdose umfasst ein Bodenteil 11, welches mittels
eines abnehmbaren Deckels 12 verschließbar ist.
Der Deckel 11 bildet an sich gegenüberliegenden
Seiten zum Bodenteil 11 weisende Rastlaschen 13 aus,
welche bodenteilseitige Rastvorsprünge 14 hintergreifen.
Deckelseitige Werkzeugeingriffe 15 ermöglichen
das Spreizen der Rastlaschen 13 zum Lösen des
Deckels 12 vom Bodenteil 11 der Anschlussdose 10.
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In 2 ist eine perspektivische Ansicht auf das
Bodenteil 11 der Anschlussdose 10 dargestellt. Eine
den Boden 16 des Bodenteils 11 umgebende, in Richtung
des Deckels gerichtete Wand 17 umschließt eine
Kammer 18 zur Aufnahme verschiedener Bauteile innerhalb
der Anschlussdose 10.
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Die
Wand 17 bildet außenumfänglich die keilförmigen
Rastvorsprünge 14 sowie einen Werkzeugeingriffskanal 19 aus,
welcher zwischen den Rastvorsprüngen 14 ausgebildet
ist und in seiner Lage mit dem deckelseitigen Werkzeugeingriff 15 fluchtet.
Wandseitige Führungsstege 20 begrenzen den Raum,
innerhalb dessen die Rastvorsprünge 14 angeordnet
sind und gewährleisten beim Schließen der Anschlussdose
eine lagekorrekte Positionierung der Rastlaschen 13 zu
den Rastvorsprüngen 14. Zwischen den Führungsstegen 20 sind
bodenteilseitige Werkzeugeingriffe 21 vorgesehen, welche
in ihrer Lage mit den Rastvorsprüngen 14 korrespondieren und
einen bodenteilseitigen Eingriff eines Spreizwerkzeuges zum Lösen
der Rastverbindung zwischen den Rastlaschen 13 und den
Rastvorsprüngen 14 gewährleisten.
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In
der Kammer 18 befindet sich zunächst ein Gasaustauschelement 22,
welches bei geschlossener Anschlussdose 10 den luftgefüllten
Innenraum über wandseitige Austauschöffnungen 23 mit
der Außenumgebung verbindet. Auf diese Weise lässt
sich die Bildung von Kondenswasser und Über- oder Unterdrücken
innerhalb der Anschlussdose 10 vermeiden.
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Die
Wand 17 weist zwei Kabelführungsdurchbrüche 24 auf,
durch welche Versorgungsleitungen 25 in die Anschlussdose 10 geführt
sind. An diese sind endseitig Kontaktelemente 26 angebracht, welche
Klemmelemente 27 tragen, vorliegend mittels Crimptechnik.
Die Klemmelemente 27 sichern zum einen den elektrischen
Kontakt zwischen vom nicht dargestellten Solarpaneel abgehenden
Anschlussleitungen 28, welche durch eine Öffnung 29 im
Boden 16 in die Anschlussdose 10 geführt
sind und der Versorgungsleitung 25. Zum anderen dienen
sie gleichzeitig der Sicherung des elektrischen Kontaktes zwischen
den Versorgungsleitungen 25 und einem selbige brückenden
Funktionselement 30, hier in Form einer Brückungsdiode 31.
Ein endseitig mit Widerhaken 32 versehenes Band 33 greift
bodenteil- und deckelseitig in Ösen 34 ein und
sichert den Deckel 12 am Bodenteil 11. Ein in
Richtung des Deckels 12 in seiner Höhe über
die Wand 17 überstehendes Dichtelement 35 schließt
die Kammer 18 bei geschlossener Anschlussdose 10 gegen
die Außenumgebung ab.
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3 ist
eine Schnittdarstellung durch die Anschlussdose 10 entsprechend
der Schnittlinie III-III in 1. Zunächst
ist hier zu erkennen, dass das Klemmelement 27 im gemeinsamen Überdeckungsbereich
von Kontaktelement 26 und Anschlussleitung 28 angeordnet
ist. Das Klemmelement 27 ist in Richtung seiner Längserstreckung
brückenartig gewölbt. Das Kontaktelement 26 bildet
einen kanalartigen Einlagebereich 36 aus, in welchem das
Kontaktbeinchen 37 der Brückungsdiode 31 anliegt.
Der Einlagebereich 36 wird einerseits von einem benachbart
zum Anschlusskabelendbereich angeordneten, ausgestellten Freischnitt 38 und
andererseits von einer Verkröpfung 39 des Kontaktelementes 26 begrenzt.
An die Verkröpfung 39 schließt sich,
von der Versorgungsleitung 25 wegweisend, der gemeinsame Überdeckungsbereich
von Anschlussleitung 28 und Kontaktelement 26 an.
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Aufgrund
der in Längsrichtung orientierten, brückenartigen
Wölbung des Klemmelementes 27 bilden lediglich
die Klemmelement-Endabschnitte 40 und 41 die Kontaktsicherung
aus. Dabei presst der dem Versorgungskabel 25 abgewandte
Klemmelementendabschnitt 40 die Anschlussleitung 28 auf
das Kontaktelement 26. Der dem Versorgungskabel 25 zugewandte
Klemmelement-Endabschnitt 41 liegt, das Kontaktbeinchen 37 druckbelastend, über
dem Einlagebereich 36.
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Die 4 bis 7 zeigen
ein erstes Ausführungsbeispiel für eine Sicherung
des elektrischen Kontaktes zwischen Kontaktelement 26 und
Anschlussleitung 28. Bei diesem wird das Klemmelement 27 im
gemeinsamen Überdeckungsbereich von Anschlussleitung 28 und
Kontaktelement 26 aufgerastet und ist im montierten Zustand
auf dem Kontaktelement 26 ortsfest gelagert.
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Im Überdeckungsbereich
bildet das Kontaktelement 26 an seinen Längskanten
in Längsrichtung voneinander beabstandet beidseitig Führungsflügel 42 aus,
die in Richtung Klemmelement 27 gerichtet sind. Zueinander
weisende Stirnflächen 43 auf einer Seite liegender
Führungsflügel 42 öffnen sich
in Richtung Klemmelement 27 in etwa V-förmig.
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Das
Klemmelement 27 bildet in seinem in Längsrichtung
gelegenen zentralen Bereich an beiden Längsseiten je ein
Rastmittel 44 aus, welches in etwa hakenartig geformt ist.
Die im montierten Zustand das Kontaktelement 26 untergreifenden
Hakenabschnitte lassen sich als Haltearme 45 bezeichnen.
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Zur
Sicherung der elektrischen Kontaktierung zwischen Kontaktelement 26 und
Anschlussleitung 28 durch den Klemmelement-Endabschnitt 40 und
zur Sicherung der elektrischen Verbindung zwischen Kontaktbeinchen 37 und
Kontaktelement 26 im Einlagebereich 36 durch den
Klemmelement-Endabschnitt 41, wird das Klemmelement 27 in
Richtung V auf das Kontaktelement 26 aufgesetzt. Dabei sorgen
die V-förmig in Richtung Klemmelement 27 ausgestellten
Stirnflächen 43 der Führungsflügel 42 für
eine Zentrierung der Rastmittel 44 und für eine
lagekorrekte Ausrichtung der Klemmelement-Endabschnitte 40 und 41.
Aufgrund der in Längsrichtung vorhandenen Wölbung
des Klemmelementes 27 werden beim Aufrasten auf das Kontaktelement 26 von
den Klemmelement-Endabschnitten 40 und 41 Andruckkräfte
auf das Kontaktbeinchen 37 bzw. die Anschlussleitung 28 aufgebracht,
welche die elektrische Verbindung zum Kontaktelement 26 sichern. Dies
lässt sich aus der vergleichenden Betrachtung der 4 und 5,
welche das Klemmelement 27 vor Montage auf dem Kontaktelement 26 zeigen
und den 6 und 7, welche
das Klemmelement 27 nach Montage auf dem Kontaktelement 26 zeigen, ersehen.
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In
den 8 bis 11 ist eine zweite Art der Sicherung
des elektrischen Kontaktes zwischen Anschlussleitung 28 und
Kontaktelement 26 einerseits und Kontaktbeinchen 37 der
Brückungsdiode 31 und dem Kontaktelement 26 andererseits
dargestellt. In dieser Ausführungsform ist das Klemmelement 27 in
seiner Längsrichtung verschieblich auf dem Kontaktelement 26 angeordnet.
In den 8 und 9 befindet sich das Kontaktelement 27 in
einer Offenstellung, in welcher die Anschlussleitung 28 und
das Kontaktbeinchen 37 auf das Kontaktelement 26 aufgelegt
werden können. Die 10 und 11 zeigen
die den elektrischen Kontakt sichernde Geschlossenstellung des verschieblichen
Klemmelementes 27.
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Die
Ausführungsform der 8 bis 11 unterscheidet
sich vom vorhergehenden Ausführungsbeispiel lediglich in
der Ausgestaltung des Überdeckungsbereiches des Kontaktelementes 26. Unter
Berücksichtigung dieses Umstandes lässt sich die
vorhergehende Beschreibung auch auf das Ausführungsbeispiel
der 8 bis 11 lesen. Die Unterschiede zwischen
den Ausführungsformen und ihre Wirkungen werden im Folgenden
dargestellt.
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In
der in der 8 und 9 gezeigten
Offenstellung des in Richtung S und T verschieblichen Klemmelementes 27 existiert
zwischen Klemmelement 27 und dem der Versorgungsleitung 25 abgewandten
Endbereich des Kontaktelementes 26 ein Einführspalt 46.
In diesen kann die Anschlussleitung 28 zwischen Klemmelement 27 und
Kontaktelement 26 eingeführt werden.
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In
der Offenstellung ist zudem der kanalartige Einlagebereich 36 für
das Kontaktbeinchen 37 der Brückungsdiode 31 zugänglich.
Das Kontaktbeinchen 37 ist daher ohne Hindernis in den
Einlagebereich 36 einbringbar.
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Abweichend
von der Ausführungsform der 4 bis 7 bildet
das Kontaktelement keine Führungsflügel 42 aus.
Stattdessen weist das Kontaktelement 26 in seinem der Versorgungsleitung 25 abgewandten
Endbereich einen vom Klemmelement 27 weg und nach unten
zum Boden 16 weisenden, ausgestellten Sicherungsfreischnitt 47 auf.
In Richtung Versorgungsleitung 25 hierzu beabstandet angeordnet
sind Endanschläge 48. Zwischen Sicherungsfreischnitt 47 und
Endanschlag 48 befindet sich der Lagerungsbereich für
die klemmelementseitigen Rastmittel 44 in der Geschlossenstellung
des Klemmelementes 27 gemäß den 10 und 11.
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Um
den elektrischen Kontakt zwischen Kontaktbeinchen 37 und
Kontaktelement 26 sowie Anschlussleitung 28 und
Kontaktelement 26 zu sichern, wird das Klemmelement 27 in
Richtung S in seine Geschlossenstellung bewegt. Hierbei gleiten
die Rastmittel 44 über den Sicherungsfreischnitt 47 in den
Lagerungsbereich, wobei die Bewegung in Richtung S durch die Endanschläge 48 begrenzt
ist. Nach Vollziehen der Bewegung in Richtung S verhindert der Sicherungsfreischnitt 47 eine
Bewegung in Öffnungsrichtung T und sichert die Geschlossenstellung in
diese Richtung. Zum Verschieben in Richtung S kann gegebenenfalls
ein Werkzeug benutzt werden, wofür das Klemmelement einen
Werkzeugeingriff 49 aufweist. In der Geschlossenstellung
sichern die Klemmelement-Endabschnitte 40 und 41,
wie vorbeschrieben, die Anschlussleitung 28 und das Kontaktbeinchen 37 auf
dem Kontaktelement 26.
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- 10
- Anschlussdose
- 11
- Bodenteil
- 12
- Deckel
- 13
- Rastlaschen
- 14
- Rastvorsprünge
- 15
- Werkzeugeingriff
- 16
- Boden
- 17
- Wand
- 18
- Kammer
- 19
- Werkzeugeingriffskanal
- 20
- Führungsstege
- 21
- Werkzeugeingriffe
- 22
- Gasaustauschelement
- 23
- Austauschöffnung
- 24
- Kabelführungsdurchbrüchen
- 25
- Versorgungsleitungen
- 26
- Kontaktelement
- 27
- Klemmelement
- 28
- Anschlussleitung
- 29
- Öffnung
- 30
- Funktionselement
- 31
- Brückungsdiode
- 32
- Widerhaken
- 33
- Band
- 34
- Ösen
- 35
- Dichtelement
- 36
- Einlagebereich
- 37
- Kontaktbeinchen
- 38
- Freischnitt
- 39
- Verkröpfung
- 40
- Klemmelement-Endabschnitt
- 41
- Klemmelement-Endabschnitt
- 42
- Führungsflügel
- 43
- Stirnflächen
- 44
- Rastmittel
- 45
- Haltearme
- 46
- Einführspalt
- 47
- Sicherungsfreischnitt
- 48
- Endanschlag
- 49
- Werkzeugeingriff
- V
- Richtung
- S
- Richtung
- T
- Richtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102005024644
A1 [0002]