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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Anschluss für eine modulare
Niederspannungsvorrichtung, d.h. für Anwendungen mit Betriebsspannungen
unterhalb von 1000 Volt, welcher verbesserte Eigenschaften und Funktionen
hat.
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Es
ist im Stand der Technik bekannt, dass elektrische Niederspannungssysteme
für sowohl
zivile als auch industrielle Anwendungen normalerweise Vorrichtungen
verwenden, welche als modular bezeichnet werden, weil sie dadurch
gekennzeichnet sind, dass sie ein Gehäuse haben, dessen zwei zueinander
parallele Seitenwände
beabstandet sind durch das Vielfache einer voreingestellten Basis,
welche allen modularen Vorrichtungen derselben Art gemeinsam ist,
wie etabliert durch geeignete Normen. Diese Vorrichtungen sind ausgedacht,
um einen Bereich von Merkmalen bereitzustellen, die benötigt werden,
um den korrekten Betrieb der elektrischen Schaltung, in welcher
sie eingebaut sind, sicherzustellen und die verschiedenen Anwendervorrichtungen,
die mit der Schaltung verbunden sind, gegen Fehler oder Fehlfunktionen
zu schützen,
die während des
normalen Arbeitszyklus auftreten könnten.
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Ein
typisches Beispiel von modularen Vorrichtungen wird durch Leistungsschalter
der magnetothermalen oder Reststrombauart gebildet, deren Hauptfunktion
es ist, das System und die Anwender, die damit verbunden sind, gegen
Kurzschlüsse
oder Masseleckströme
jeweils zu schützen.
Darüber
hinaus werden Leistungsschalter allgemein durch zusätzliche
modulare Vorrichtungen ergänzt,
die es ermöglichen,
zusätzliche
Funktionen durchzuführen, die
unterstützend
sind in Bezug auf die grundlegenden, die durch den Leistungsschalter
bereitgestellt werden: z.B. ist es möglich, Minimalspannungsspulen
zu verwenden, die es ermöglichen zu
detektieren, ob die Spannung des Systems, in welchem sie eingebaut
sind, unterhalb einen Schwellenwert abfällt, oder Signalisierungsvorrichtungen,
die es ermöglichen,
fernanzuzeigen, dass der Leistungsschalter, dem sie zugeordnet sind,
ausgelöst
hat, oder andere Vorrichtungen.
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In
praktischen Anwendungen, abhängig
von der zur Verfügung
zu stellenden Architektur, können diese
modularen Vorrichtungen sowohl individuell als auch in Gruppen verwendet
werden, die funktional einander zugeordnet sind, indem sie z.B.
auf geeigneten Stützführungen
montiert werden und aufgrund von Verbindungsleitern verbunden werden
am Eingang und Ausgang zu einem Hauptstromversorgungsschaltkreis
und/oder den verschiedenen Anwendervorrichtungen oder Verzweigungsschaltungen.
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Zu
diesem Zweck sind diese Vorrichtungen mit geeigneten Verbindungsanschlüssen ausgestattet,
allgemein vom Käfigtypus,
welche in geeigneten Sitzen angeordnet sind, die im Gehäuse der
Vorrichtungen gebildet werden, und in welchen die Verbindungsleiter
von außerhalb
des Gehäuses
eingeführt werden;
diese Verbindungsleiter werden dann elektrisch mit den aktiven Teilen
der Vorrichtung verbunden, indem die Anschlüsse nach unten verriegelt werden.
Diese Anschlüsse
sind so ausgedacht, dass sichergestellt wird, dass die mechanische
Verriegelung und die elektrische Kopplung der Verriegelungsleiter
an die Vorrichtung so korrekt, effizient, einfach und schnell wie
möglich
während
der Verdrahtungsarbeiten bereitgestellt werden; sie müssen ebenso gleichfalls
einfaches und schnelles Einscheiten erlauben, wenn man wünscht, die
Kabel zu entfernen, um die Verbindungen zu unterbrechen.
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Die
Druckschrift
EP 1 028 488 beschreibt
einen bekannten Verbindungsanschluss für ein elektrisches Gerät. Solch
ein Anschluss wird mit einer Klemmvorrichtung bereitgestellt, welche
eine Schraube aufweist und einen Klemmteil, welcher in geeignete
Schlitze eines zylindrischen Körpers
eingefügt
ist. Ein Leiter kann zwischen die Schraube und den Klemmteil oder
zwischen dem Klemmteil und den Kanten der erwähnten Schlitze eingeführt werden.
Eine Druckscheibe, die sich in Bezug auf die Klemmschraube dreht,
ist ebenso bereitgestellt.
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Das
Dokument
DE 199 62 289 offenbart
einen Verbindungsanschluss, der mit einem Rahmen bereitgestellt
ist und mit einer Schraube, die innerhalb des Rahmens angeordnet
ist. Ein Klemmelement ist so angeordnet, dass es Klemmräume zwischen
dem Klemmelement und einer Klemmplatte und zwischen dem Klemmelement
und einer unteren Kante des Rahmens vorgibt. Eine äußere Feder drückt fortwährend den
Rahmen gegen das Klemmelement.
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Ein
weiteres bekanntes Beispiel einer Anschlussvorrichtung ist in der
Druckschrift
EP 0 809 325 bereitgestellt.
Die Anschlussvorrichtung hat einen zylindrischen Körper, der
intern mit einer Klemmschraube ausgestattet ist. Eine äußere Klemmvorrichtung
ist zur Einfügung
in den zylindrischen Körper angeordnet.
Die Klemmvorrichtung wird gegen die Schraube gedrückt, wenn
die Schraube innerhalb des zylindrischen Körpers geschraubt wird.
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Gegenwärtig bekannte
Anschlussarten haben einige kritische Aspekte, obwohl sie zufriedenstellend
die Funktionen erreichen, für
die sie beabsichtigt sind. Speziell ist der Hauptnachteil von bekannten Anschlussarten
die Tatsache, dass gegenwärtig, wenn
der Verbindungsleiter nach unten verriegelt wurde, ein Platz verbleibt,
der innerhalb des Anschlusses exponiert ist und der von außerhalb
des Gehäuses
zugänglich
ist, und dass, falls es ein Systemerfordernis gibt, die Vorrichtung
mit einem weiteren Verbindungsleiter zu verbinden, ein achtloses Einschreiten
eines Bedieners zu einer falschen Verdrahtung in dem Raum führen kann.
Zum Beispiel ist ein praktischer Fall, der leicht auftreten kann,
derjenige, dass der zusätzliche
Leiter eingeführt
wird und in eine falsche Position innerhalb des Rahmens des Anschlusses
gezwungen wird, in welcher der zuvor eingeführte Leiter eingeführt ist;
in solchen Situationen hat man Verdrahtungen, die nicht optimal
in Begriffen der Sicherheit sind und die zur gefährlichen Überhitzung und möglicherweise
zu unzeitigen und unerwünschten
Auslösungen
der modularen Vorrichtungen führen
können,
sogar wenn der Leiter in den Anschluss eingeführt wird und elektrische mit
der Vorrichtung verbunden wird.
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Das
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die oben erwähnten Nachteile
zu vermeiden und speziell einen Anschluss für eine modulare Niederspannungsvorrichtung
bereitzustellen, der Verbindungen ermöglicht, die präzise und
adäquat
sind in Begriffen von sowohl der Sicherheit als auch Funktionalität der Verbindungen,
sogar wenn die Vorrichtung simultan mit zwei verschiedenen Verbindungsleitern
verbunden werden muss, während
sie, falls wenigstens zunächst
ein einziger Verbindungsleiter verwendet wird, die Möglichkeit
von nachträglichem,
achtlosem Einschreiten verhindert, das zu inkorrekten und ineffizienten
Verdrahtungen führt.
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Diese
Ziel und diese und andere Aufgaben, die besser nachfolgend klar
werden, werden durch einen Anschluss für eine modulare Niederspannungsvorrichtung
erreicht, die aufweist:
- – einen Käfig, der im Wesentlichen wie
ein Parallelepiped geformt ist, der einen Hohlraum hat, welcher
dazu geeignet ist, wenigstens einen ersten elektrischen Leiter und
einen zweiten elektrischen Leiter aufzunehmen, welche dazu bestimmt
sind, beiderseitig elektrische verbunden zu werden, wobei der Käfig eine
obere Wand hat, die mit einem Gewindedurchgangsloch versehen ist, eine
untere Wand, zwei Seitenwände
und zwei Wände,
jeweils eine Vorderwand und eine Hinterwand, die offen sind, so
dass sie den Zugang zum Hohlraum ermöglichen;
- – eine
Verriegelungsschraube, welche funktional mit dem Gewindeloch gekoppelt
ist und so angeordnet ist, dass sie durch die obere Wand durchtritt,
so dass sie sich innerhalb des Hohlraums bewegt und die Verriegelung
der ersten und zweiten elektrischen Leiter erleichtert;
- – eine
erste Platte, welche mit dem Käfig
an der gemeinsamen Kante zwischen den Vorder- und Unterwänden gekoppelt
ist und welche lateral von der Unterwand außerhalb des Hohlraums vorspringt.
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Der
Anschluss gemäß der vorliegenden
Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass er ferner eine zweite
Platte aufweist, welche funktional mit der Schraube so verbunden
ist, dass sie sich in Bezug auf die Schraube und den Käfig bewegen
kann, und so angeordnet ist, dass ein Teil von ihr teilweise in den
Hohlraum eingeführt
ist, so dass er mit der Schraube zur Verriegelung der ersten und
zweiten elektrischen Leiter zusammenarbeitet.
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Weitere
Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden aus der Beschreibung
einer bevorzugten, aber nicht ausschließlichen Ausführungsform des
Anschlusses gemäß der Erfindung
klar werden, veranschaulicht lediglich als nichtbeschränkendes Beispiel
in den beigefügten
Zeichnungen, in denen:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines Käfigs
ist, der in einem Anschluss gemäß der Erfindung
verwendet wird;
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2 eine
perspektivische Ansicht einer Platte ist, die in einem Anschluss
gemäß der Erfindung
verwendet wird;
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3 und 4 allgemeine
perspektivische Ansichten der Bauteile des Anschlusses gemäß der Erfindung
während
des Zusammenbaus sind;
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5 eine
Ansicht des Anschlusses gemäß der Erfindung
ist, der in einen Sitz zur Aufnahme einer elektrischen Niederspannungsvorrichtung
eingeführt
ist;
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6 eine
perspektivische Ansicht, genommen von außen, der Vorrichtung aus 5 mit
geschlossenem Gehäuse
ist;
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7 eine
perspektivische Ansicht der Vorrichtung aus 6 ist, die
mit einem Stromversorgungskabel verbunden ist, das in den Anschluss
gemäß der Erfindung
eingeführt
ist;
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8 eine
perspektivische Ansicht der Vorrichtung aus 6 ist, die
mit einer Stromversorgungsschiene verbunden ist, die in den Anschluss gemäß der Erfindung
eingeführt
ist.
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Mit
Bezug auf die zitierten Figuren umfasst ein Anschluss für eine modulare
Niederspannungsvorrichtung gemäß der Erfindung,
welcher allgemein mit Bezugszeichen 1 in 5 bezeichnet
wird, einen Käfig 2,
der im Wesentlichen wie ein Parallelepiped geformt ist, der bevorzugt
mittels eines einzigen, gefalteten Teils, z.B. eines metallischen
Teils, bereitgestellt wird, der ein T-förmiges Ende 30 hat,
das in einen ausgeformten Sitz eingeführt und verriegelt ist, der
im verbleibenden Teil des Körpers
des Teils gebildet wird. Speziell hat der Käfig 2 eine obere Wand 3, die
mit einem Gewindedurchgangsloch 4 versehen ist, eine untere
Wand 5, zwei Seitenwände 6 und
ein Paar von Wänden,
jeweils eine Vorderwand 7 und eine Hinterwand 8,
die offen sind, so dass sie Zugang zu einem Hohlraum 9 erlauben;
der Hohlraum ist geeignet, wenigstens einen ersten elektrischen
Leiter und einen zweiten elektrischen Leiter aufzunehmen, welche
dazu bestimmt sind, elektrisch miteinander verbunden zu werden,
für die
Zwecke und die Verhalten, die nachfolgend besser klar werden. Ferner,
wie in 1 gezeigt, hat der Käfig 2 vorteilhaft
an der gemeinsamen Kante zwischen der Vorderwand 7 und der
unteren Wand 5 einen vorspringenden Zahn 10, der
transversal zur Vorderwand 7 vorspringt, bevorzugt im Wesentlichen
im rechten Winkel dazu.
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Wie
in 3 bis 5 gezeigt, umfasst der Anschluss 1 gemäß der Erfindung
darüber
hinaus eine allgemeine Verriegelungsschraube, die schematisch mit
Bezugszeichen 11 bezeichnet wird, und eine erste Platte 12 und
eine zweite Platte 13, welche funktional mit dem Käfig 2 gekoppelt
sind, wie nachfolgend im Detail beschrieben.
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Speziell
umfasst die erste Platte 12, die schematisch in 2 gezeigt
ist, bevorzugt einen im Wesentlichen rechteckigen, flachen Körper, welcher z.B.
aus elektrisch leitendem Material hergestellt ist und auf welchem
es eine Aussparung 14 gibt, die geeignet ist, geometrisch
mit dem vorspringenden Zahn 10, der am Käfig 2 bereitgestellt
ist, gekoppelt zu werden; auf diese Weise wird aufgrund der Kopplung zwischen
dem Zahn 10 und der Aussparung 14 die Platte 12 mit
dem Käfig 2 an
der gemeinsamen Kante zwischen der Vorderwand 7 und der
unteren Wand 5 so gekoppelt, dass ihr Körper transversal vorspringt, bevorzugt
im rechten Winkel, von der unteren Wand 5 außerhalb
des Hohlraums 9. Ferner, wie in 3 bis 5 gezeigt,
ist der Platte 12 ein abdeckendes Bauteil 15 zugeordnet;
dieses abdeckende Bauteil ist aus elektrisch isolierendem Material
hergestellt und ist durch Zwingen auf die Platte 12 gekoppelt,
so dass es die Stirnseite der Platte abdeckt, die gegenüberliegend
in Bezug auf die Seite ist, auf welcher die Aussparung 14 gebildet
wird.
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Als
eine Alternative kann die Platte 12 monolithisch gebildet
werden, z.B. indem ein elektrisch isolierendes Material verwendet
wird.
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Die
zweite Platte 13, die im Detail in 3 und 4 gezeigt
wird, ist wiederum funktional mit der Schraube 11 gekoppelt,
so dass sie sich in Bezug auf die Schraube und den Käfig 2 auf
die nachfolgende Weise bewegen kann, und weist einen im Wesentlichen
L-förmigen
Körper
auf, der aus elektrisch leitfähigem
Material hergestellt ist; vorteilhaft sind in der veranschaulichten
Ausführungsform
zwei Teile 16 und 17, die den Körper der
Platte 13 bilden, im Wesentlichen miteinander identisch,
und jeder Teil ist mit wenigstens einem entsprechenden Loch ausgestattet,
das jeweils durch die Bezugszeichen 18 und 19 bezeichnet
wird. Speziell ist die zweite Platte 13 so angeordnet,
dass einer der beiden Flügel
der L-Gestalt, z.B.
wie in 3 und 4 gezeigt der Flügel 16,
wenigstens teilweise in den Hohlraum 9 des Käfigs 2 eingeführt ist
und der zweite Flügel 17 außerhalb
des Hohlraums 9 transversal zur unteren Wand 3 und
in der entgegengesetzten Richtung in Bezug auf die Richtung, in
welcher der Körper
der ersten Platte 12 angeordnet ist, vorspringt. Das abdeckende Element 20,
hergestellt aus isolierendem Material, ist ferner der Platte 13 zugeordnet
und geeignet, mit einer Schnappwirkung mit dem Flügel des
L-förmigen Körpers 17 gekoppelt
zu werden, der außer halb
des Hohlraums 9 vorspringt, so dass sie seine gegenüberliegende
Seite in Bezug auf den Hohlraum abdeckt.
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Klarerweise
kann die Platte 13 mit den zwei ausgetauschten Flügeln angeordnet
werden, weil die zwei Flügel
im Wesentlichen identisch sind, so dass das Abdeckelement 20 immer
noch den Flügel
abdeckt, der außerhalb
des Hohlraums 9 liegt, gemäß einer Lösung, die extrem einfach in
Begriffen der praktischen Verwendung ist.
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Die
Verriegelungsschraube 11 ist wiederum so angeordnet, dass
sie durch die obere Wand 3 des Käfigs 2 durchtritt,
so dass sie in das Loch 4 geschraubt ist und einen Teil
hat, der sich innerhalb des Hohlraums 9 bewegt; speziell
tritt der Endteil der Schraube 11, die in den Hohlraum 9 eingeführt ist, durch
das Loch 18 der Platte 13 durch und ist auf die Oberfläche des
entsprechenden Flügels 16 aufgelegt.
Vorteilhaft ist im Anschluss 1 gemäß der Erfindung das Ende der
Schraube 11 lose auf die Oberfläche 16 der Platte 13 aufgelegt,
so dass die Kopplung zwischen diesen zwei Bauteilen ihre Bewegung
in Bezug aufeinander und ebenso in Bezug auf den Käfig 2 ermöglicht.
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Die
praktische Verwendung des Anschlusses 1 gemäß der Erfindung
in einer modularen Vorrichtung für
elektrische Niederspannungsanwendungen wird nun mit Bezug auf die 6 bis 8 beschrieben.
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Während des
Zusammenbaus der Vorrichtung wird der Anschluss 1 in einen
geeigneten Sitz 21 eingeführt, der im Gehäuse 22 der
Vorrichtung bereitgestellt ist; speziell wird der Käfig 2 so
angeordnet dass er sich im Sitz 21 mit einem ersten Leiter 23 bewegen
kann, der zur Vorrichtung gehört
und mit seinen elektrisch aktiven Teilen verbunden ist, eingebaut
in den Hohlraum 9. In der Praxis bildet der Käfig zusammen
mit den umgebenden Wänden 3, 5, 6 und 7 des
Hohlraums 9 zwei Abteile 24 und 25. Wie
in der 6 gezeigt, können,
wenn das Gehäuse 22 der Vorrichtung
einmal verschlossen ist, die Abteile 24 und 25 von
außerhalb
des Gehäuses
zugänglich
sein und können
jeweils einen zweiten Leiter und/oder einen dritten Leiter zur Verbindung
mit der Schaltung aufnehmen, in welcher die Vorrichtung funktional
bestimmt ist, eingebaut zu werden.
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Während der
Verdrahtung wird die Vorrichtung mit lediglich einem Verbindungskabel 26 verdrahtet,
wie z.B. in 7 gezeigt, ein Ende des Kabels 26 wird
in das Abteil 25 eingeführt;
dann wird die Verriegelungsschraube 11 eingeschraubt, und
durch Schrauben in das Loch 4 führt sie eine drehende Translationsbewegung
innerhalb des Hohlraums 9 durch, bei der sie die Platte 13 mit
sich zieht, welche wiederum eine im Wesentlichen translationale
Bewegung durchführt.
Der Anschluss gemäß der Erfindung
ist so ausgedacht, dass das Anziehen der Schraube 11 simultan
die Bewegung des Käfigs 2 im Sitz 21 in
die entgegengesetzte Richtung in Bezug auf die voranschreitende
Richtung der Schraube 11 bewirkt. Auf diese Weise zieht
die Bewegung des Käfigs 2 die
Platte 12 mit sich, während
der Flügel 16 der
Platte 13 gegen das Kabel 26 anstößt, es mechanisch
gegen den Leiter 23 klemmt und eine geeignete elektrische
Kopplung zwischen ihnen sicherstellt, welche am Ende des Ablaufs
wenigstens teilweise das entsprechende Abteil 24 verschließt und den
Zugriff darauf von außerhalb
des Gehäuses
verhindert; zur gleichen Zeit blockiert der Flügel 17 der Platte 13 jeden
Raum, der im Abteil 25 verbleibt.
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Falls
stattdessen die modulare Vorrichtung mit einer Stromschiene 27 verdrahtet
wird, wie z.B. in 8 gezeigt, wird das Ende der
Schiene 27 in das Abteil 24 eingeführt, und
die Verriegelung wird durch Betätigung
auf der Schraube 11 auf eine Weise durchgeführt, die
vollständig ähnlich ist
zu der früher beschriebenen.
In diesem Fall platziert die Bewegung der Schraube 11 den
Flügel 16 der
Platte 13 gegen den Leiter 23, während die
Bewegung des Käfigs 2 durch
die Gegenwart der Schiene 2 begrenzt wird, welche in diesem
Fall auf sandwichartige Weise zwischen dem Leiter 23 und
der unteren Wand 5 des Käfigs 2 geklemmt wird;
in dieser Situation ist es der zweite Flügel 17 der Platte 13,
der wenigstens teilweise das entsprechende Abteil 25 verschließt und Zugang
zu ihm von außerhalb
des Gehäuses 22 verhindert.
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Falls
die modulare Vorrichtung simultan mit zwei verschiedenen Leitern
verdrahtet werden muss, z.B. dem Kabel 26 und der Schiene 27,
wird das Ende von jedem der Leiter in das entsprechende Abteil 24 und 25 eingeführt; durch
Anziehen der Schraube 11 werden die Leiter gegenseitig
verriegelt und geeignet elektrisch verbunden aufgrund der kombinierten
Wirkung der Platte 13 auf einer Seite und der unteren Wand 5 des
Käfigs 2 auf
der anderen Seite, wobei die Platte und die Wand sich in beiderseits
entgegengesetzte Richtungen bewegen, bis es keine Freiräume mehr
in ihren entsprechenden Abteilen gibt.
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In
der Praxis wurde herausgefunden, dass der Anschluss gemäß der Erfindung
vollständig
das beabsichtigte Ziel erreicht, indem er Verbesserungen und Vorteile
in Bezug auf die Anschlüsse
des bekannten Standes der Technik bereitstellt. Im Anschluss gemäß der Erfindung
gibt es tatsächlich
klar vorgegebene Räume,
in jedem von welchen es möglich
ist, lediglich einen Leiter zur Verbindung mit der elektrischen
Schaltung einzuführen;
wie zuvor beschrieben, erlaubt die Verriegelung der Teile nicht
lediglich die geeignete mechanische und elektrische Kopplung der
leitenden Teile, sondern erlaubt es ebenso, das Auftreten von zugänglichen,
freien Räumen
zu verhindern, die für
unkorrektes Einschreiten zur Verfügung stehen, sowohl wenn ein
einzelner Verbindungsleiter verwendet wird als auch wenn zwei Leiter
verwendet werden. Ferner sind die bereitgestellten Verbindungen
optimal in Begriffen von sowohl der Sicherheit als auch der Funktionalität und ermöglichen
es, flexible Schaltungsarchitekturen bereitzustellen. Schließlich sollte
bemerkt werden, dass der Anschluss gemäß der Erfindung insgesamt und in
Begriffen seiner individuellen Bauteile eine Struktur hat, die extrem
einfach ist vom Gesichtspunkt der Herstellung und der praktischen
Verwendung, die sie in den verschiedensten Arten der modularen Niederspannungsvorrichtungen
anwendbar macht, seien es Unterbrechungs- oder Schutzvorrichtungen,
so wie Leistungsschalter oder Unterspannungsspulen oder Spannungsauslöserspulen,
oder Zusatzvorrichtungen, z.B. Signalisierungsvorrichtungen, oder
andere Arten von Vorrichtungen. Deswegen ist ein weiterer Aspekt
der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung für elektrische Niederspannungsanwendungen
bereit zu stellen, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Anschluss 1 der
oben beschriebenen Art aufweist.
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Der
derartig ausgedachte Anschluss unterliegt Veränderungen und Modifikationen,
von denen sich alle innerhalb des Schutzbereichs des erfinderischen
Konzepts befinden; alle Einzelheiten können ferner ersetzt werden
durch technisch äquivalente Elemente.
In der Praxis können
die verwendeten Materialien, solange sie kompatibel mit der spezifischen Verwendung
sind, ebenso wie die Abmessungen irgendwelche sein gemäß den Erfordernissen
und dem Stand der Technik.