DE4325614C2 - Reihenklemmenanordnung mit Überspannungsschutzorganen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Reihenklemmenanordnung, mit Überspannungsschutzorganen gemäß Gattungsbegriff des Patentanspruches 1.

Bei einer derartigen bekannten Reihenklemmenanordnung (DE 35 12 143 C1) ist das eine Kontaktelement des Überspannungsschutzorganes fest mit dem Klemmkörper verbunden. Das andere Kontaktelement des Überspannungsschutzorganes ist dageben durch die Kontaktkraft einer Feder direkt elektrisch an die Sammelschiene angedrückt. Das Auswechseln eines zerstörten Überspannungsschutzorganes erfordert das Herausnehmen der Reihenklemme aus dem Verbund der Anreihung, da sonst die feste Verbindung nicht gelöst werden kann. Die Kontaktierung durch Federkraft geschieht unter Zuhilfenahme eines dreiteiligen, aus einer Schraubendruckfeder und zwei Halteelementen bestehenden Anordnung, die in der Herstellung teuer ist und schwierig zu montieren ist. Für die Wirkung benötigt diese Federanordnung geräteseitig vorzugebende Abstützflächen.

Aus der DE 28 16 296 A1 ist eine Netzanschlußklemme bekannt, bei der ein Entstörungsglied mit einem Kontaktelement gegen einen stromschienenseitig vorgegebenen Steg gedrückt wird. Die Federkraft wird durch eine komplex geformte Blattfeder derart erzeugt, daß das Kontaktelement des Entstörungsgliedes unlösbar festgelegt wird. Die Blattfeder bedarf einer mehrfachen Abstützung in in der Reihenklemme bzw. der Stromschiene vorzugebenden Ausnehmungen, Abstützwänden und Abstützflächen. Herstellung und Montage der Feder sind kompliziert. Das Entstörungsglied kann nicht ohne Herausnahme der betroffenen Klemme aus einem Reihenverbund ausgewechselt werden.

Aus dem Katalog der Firma Fuji Electric Ind. Co. Ltd. " Connection device" Nr. N-88029, Seiten 81, 82 sind Reihenklemmen mit Überspannungsschutzorganen bekannt, bei denen die Kontaktelemente der Überspannungsschutzorgane lösbar im Sinne einer einfachen Auswechslung gehalten werden. Hierzu greifen sie jedoch in Halteelemente ein, die elektrisch leitend sein müssen und die ihrerseits mit der Strom- bzw. der Sammelschiene verbunden sind. Die Halteelemente sind komplizierte, schwierig zu montierende Zusatzteile. Sie vereinigen in sich mechanische Haltefunktion sowie die elektrische Übertragungsfunktion, so daß man bei der Materialwahl hierfür funktionsbedingte Kompromisse eingehen muß. Es ergeben sich zahlreiche elektrische Kontaktübergänge mit einem entsprechend hohen, nachteiligen Übergangsgesamtwiderstand.

Der vorliegenden Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, eine Reihenklemmenanordnung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, bei der Ein- und Ausbau der Überspannungsschutzorgane auf baulich einfache, leicht zu montierende und günstige elektrische Übergangseigenschaften aufweisende Weise geschieht.

Die erfindungsgemäße Lösung ergibt sich aus dem Patentanspruch 1.

Die direkte lösbare elektrische Kontaktierung beider Kontaktelemente des Überspannungsschutzorganes sowohl mit der Stromschiene als auch mit der Sammelschiene führt zu einem Minimum an Stromübergangsstellen. Die eingesetzten Federelemente haben nur noch eine rein mechanische Funktion, da sie nur die für einen guten Stromübergang erforderliche Kontaktkraft bereitzustellen haben. Man kann sich bei der Materialwahl also an optimalen Federeigenschaften orientieren. Da die Federelemente hier nicht vom Strom durchflossen werden müssen, entfallen die mit einem Stromdurchfluß verbundenen Alterungserscheinungen infolge Erwärmung.

Derartige selbsttragende in sich kraftschlüssige Federelemente sind einfach herzustellen und insbesondere auch einfach zu montieren. Irgendwelche baulichen Vorgaben bezüglich Abstützflächen oder Abstützstegen beispielsweise an der Stromschiene oder der Reihenklemme sind nicht erforderlich. Die Federelemente können einfach in das Gehäuse eingelegt werden. Vorhandene Reihenklemmen mit Sammelschiene können einfach mit einem Überspannungsschutzorgan nachgerüstet werden und somit die Funktion der Reihenklemme verändert bzw. erweitert werden. Das Einlegen dieser Federelemente kann in flexibler Weise grundsätzlich aus beliebiger Richtung geschehen. Das Auswechseln zerstörter Überspannungsschutzorgane kann problemlos ohne Herauslösen der Reihenklemme aus einem Reihenklemmenverbund geschehen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Die Bauweise der Federelemente in Gestalt eines U-förmigen Grundkörpers mit zwei sich gegenüberliegenden, einseitig verlängerten Federschenkeln, die an ihrem dem Grundkörper abgewandten freien Ende konvex zueinander gewölbt sind, führt zu einem einfach herzustellenden selbsttragend in sich kraftschlüssigen Federelement, das die zu kontaktierenden Teile mit guter Kontaktkraft umgreifen kann.

Ausführungsbeispiele einiger Reihenklemmenanordnungen gemäß der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Reihenklemme einer Reihenklemmenanordnung,

Fig. 2 vergrößerte perspektivische Darstellung eines Stromschienenstücks der Reihenklemme aus Fig. 1 mit eingelegtem Federelement,

Fig. 3 Beispiel einer Reihenklem­ menanordnung mit direkter Kontaktierung der Tragschiene,

Fig. 4 eine Reihenklemmenanordnung mit Schutzleiteranschluß.

Die Reihenklemmenanordnung besteht aus meh­ reren nebeneinander mit Hilfe von Rastfüßen 18 und 19 auf ei­ ner Tragschiene 3 festgelegten Reihenklemmen 1. In dem aus Kunststoff gefertigten Reihenklemmengehäuse 10 ist eine Stromschiene 4 angeordnet, die an beiden Enden mit Schrauban­ schlüssen 12 versehen ist, an die beidseitig je ein durch die Einführöffnung 11 zugeführter Leiter angeschlossen werden kann. An der Oberseite des Reihenklemmengehäuses 10 befindet sich eine Ausnehmung, die Platz für ein Überspan­ nungsschutzorgan 2 bietet. Das Überspannungsschutzorgan 2, z. B. ein Vari­ stor, besitzt eine runde plättchenförmige Gestalt, an seiner Unterseite stehen zwei im parallelen Abstand zueinander ange­ ordnete Kontaktelemente 8 hervor. Unterhalb des Überspan­ nungsschutzorgans 2 befindet sich im Innern des Reihenklem­ mengehäuses 10 eine Sammelschiene 5, die üblicherweise sich senkrecht zur Zeichenebene quer durch mehrere auf der Tragschiene 3 nebeneinander angeordnete Reihenklemmen 1 erstreckt. Durch die Anordnung der Sammelschiene 5 über der Stromschiene 4 ist es möglich, diese nach Montage der Reihenklemmen z. B. auf der Tragschiene 3 von oben in die Reihenklemmen einsetzen und bei Bedarf entfernen zu können. Die Sammelschiene 5 ist durch eine Kappe 15 von oben abgedeckt, die mit dem Reihenklemmen­ gehäuse 10 durch eine Nase 16 verrastet ist.

Die beiden Kontaktelemente 8 des Überspannungsschutzorgans 2 sind durch Gehäuseöffnungen 17 so in das Reihenklemmengehäuse 10 eingesteckt, daß ein Kontaktelement 8 die Sammelschiene 5 seitlich berührt und das andere Kontaktelement einen Schenkel der im Gehäuse U-förmig verlaufenden Stromschiene 4 berührt. Die mechanische Kontaktkraft zwischen Stromschiene 4, Sammel­ schiene 5 und den jeweiligen Kontaktelementen 8 wird nur durch Federelemente 6 erzeugt. Aus Fig. 2 ist durch die vergrö­ ßerte perspektivische Darstellung eines Teils der Strom­ schiene 4, des Kontaktelementes 8 sowie eines selbsttragend an sich kraftschlüssigen Federelementes 6 der Aufbau dieses Federelementes verdeutlicht.

Das Federelement 6 besitzt einen U-förmig gestalteten Grund­ körper 20, der die Stromschiene 4 und das Kontaktelement 8 von einer Seite her lösbar umgreift. Die beiden Schenkel des U-förmigen Grundkörpers 20 sind einseitig nach oben verlängert und bilden die Federschenkel 21 und 22. Die dem Grundkörper abgewandten, nach oben gerichteten freien Enden der Federschenkel 21 und 22 sind an ihrem Ende konvex zueinander gewölbt, so daß sich zwischen den einander zuge­ wandten Flächen der Federschenkel 21 und 22 aufgrund der Wöl­ bung ein geringerer Abstand ergibt als der der beiden Schen­ kel im Bereich des Grundkörpers 20. Die Außenwölbungen der Federschenkel 21 und 22 bilden somit zwei Kontaktflächen 23 und 24, zwischen denen die nebeneinander angeordnete Strom­ schiene 4 und ein Kontaktelement 8 des Überspannungsschutz­ organs 2 gegeneinander gedrückt werden. Durch die Tatsache, daß das äußerste freie Ende des Federschenkels 22, der sich in direktem Kontakt mit dem Kontaktelement 8 befindet, von der Stromschiene 4 weg nach außen gewölbt ist, wird bei einem eventuell notwendigen Auswechseln des Überspannungsschutz­ organs 2 ein Einschieben des Kontaktelementes 8 zwischen die Kontaktfläche 23 und die Stromschiene 4 erleichtert. Die Fe­ derelemente 6 können aus Metall hergestellt werden, es ist je­ doch ebenso gut denkbar, die besonderen elastischen Eigen­ schaften bestimmter Kunststoffe für die Bereitstellung der notwendigen Kontaktkraft zu nutzen.

In Fig. 3 ist eine Bauvariante einer Reihenklemme mit Über­ spannungsschutzorgan dargestellt, bei der das Überspannungs­ schutzorgan 2 nicht in einer Ausnehmung an der Oberseite des Reihenklemmengehäuses 10 angeordnet ist, sondern sich seit­ lich neben dem Gehäuse befindet. Die Stromschiene 4 ist in diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls mit zwei Klemmenan­ schlüssen 12 versehen und geradlinig von einer Seite zur an­ dern Seite des Reihenklemmengehäuses 10 geführt. Die Stromschiene 4 besitzt einen U-förmig in Richtung der Trag­ schiene nach unten gebogenen Teil 9, wobei ein Schenkel des U-förmigen Teils parallel zu waagerechten Umkantungen 33 der Tragschiene 3 ausgerichtet ist. Der Abstand der Umkantung 33 und des parallelen Schenkels des Teils 9 ist so bemessen, daß er im wesentlichen dem Abstand der beiden Kontaktelemente 8 des Überspannungsschutzorganes 2 entspricht. Die Kontaktele­ mente 8 sind durch seitliche Öffnungen 35 in das Reihenklem­ mengehäuse 10 eingeschoben, berühren mit ihren Enden die Oberseite der Umkantung 33 sowie die Unterseite des Schenkels des Teiles 9, wobei an jeder Berührungsstelle je ein Federe­ lement 6 so angeordnet ist, daß die notwendigen Kontaktkräfte durch die Federschenkel 21 und 22 aufgebracht werden können. Diese Anordnung des Überspannungsschutzorganes 2 hat insbe­ sondere den Vorteil, daß die im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 notwendige Sammelschiene zur Führung des Erdungspotentials bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 entfallen kann, falls die Tragschiene 3 an das Erdungs-potential angeschlossen ist.

In Fig. 4 ist eine Reihenklemme dargestellt, bei der ein Kontaktelement 8 des Überspannungsschutzorganes 2 mit einem Kontaktfuß 30 elektrisch verbunden ist. Der Kontaktfuß 30 er­ füllt üblicherweise sowohl die mechanische Funktion der Fest­ klemmung der Reihenklemme auf der Tragschiene 3 als auch die einer elektrischen Verbindung mit der Tragschiene 3, die in diesem Anwendungsfall als die das Erdpotential führende Sam­ melschiene dient. Wie die Fig. 4 zeigt, besitzt der Kontakt­ fuß 30 eine im Winkel von 90 Grad zur Oberseite des Reihen­ klemmengehäuses hochstehende Kontaktlasche 32, die in einfa­ cher Weise von einem der Kontaktelemente 8 des Überspannungs­ schutzorganes 2 seitlich berührt wird. Das andere Kontaktele­ ment 8 berührt seitlich einen im Winkel von der Stromschiene 4 abgehenden Steg 31, wobei auch hier an den Kontaktstellen je ein Federelement 6 zur Bereitstellung der Kontaktkraft angeordnet ist.

Claims (3)

1. Reihenklemmenanordnung, bestehend aus zwei oder mehr Reihenklemmen mit eingesetzten Überspannungsschutzorganen (2) und einer quer zu den nebeneinander angeordneten Reihenklemmen verlaufenden Sammelschiene, wobei eines der Kontaktelemente (8) des Überspannungsschutzorganes (2) eine Stromschiene (4) der jeweiligen Reihenklemme direkt elektrisch kontaktiert und das andere Kontaktelement (8) des Überspannungsschutzorganes (2) die Sammelschiene (3, 5) direkt elektrisch unter der Kontaktkraft einer Feder kontaktiert, dadurch gekennzeichnet, daß zur lösbaren elektrischen Kontaktierung beider Kontaktelemente (8) des Überspannungsschutzorganes (2) einerseits mit der Stromschiene (4) und andererseits mit der Sammelschiene (3, 5) selbsttragend in sich kraftschlüssige, die zu kontaktierenden Teile umgreifende Federelemente (6) vorgesehen sind.

2. Reihenklemmenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente (6) einen U-formigen Grundkörper (20) aufweisen, dessen einseitig verlängerte Schenkeln zwei sich gegenüberliegende Federschenkel (21, 22) bilden, die an ihren verlängerten Enden konvex zueinander gewölbt sind.

3. Reihenklemmenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die das Erdpotential führende Sammelschiene durch eine Tragschiene (3) gebildet ist, auf der die Reihenklemmen mittels eines Kontaktfußes (30) elektrisch leitend festlegbar sind und eines der Kontaktelemente (8) des Überspannungsschutzorganes (2) den Kontaktfuß (30) direkt kontaktiert und mittels des zugehörigen Federelementes (6) an diesen angedrückt ist.