EP2436018A1 - Elektrotechnischer anschlussklemmenstein und verwendung eines solchen anschlussklemmensteins - Google Patents

Elektrotechnischer anschlussklemmenstein und verwendung eines solchen anschlussklemmensteins

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Publication number
EP2436018A1
EP2436018A1 EP09776652A EP09776652A EP2436018A1 EP 2436018 A1 EP2436018 A1 EP 2436018A1 EP 09776652 A EP09776652 A EP 09776652A EP 09776652 A EP09776652 A EP 09776652A EP 2436018 A1 EP2436018 A1 EP 2436018A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
terminal
ring
terminal block
secondary coil
power supply
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP09776652A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Markus Reinhard
Richard Schmidt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP2436018A1 publication Critical patent/EP2436018A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/20—Instruments transformers
    • H01F38/22—Instruments transformers for single phase ac
    • H01F38/28—Current transformers
    • H01F38/30—Constructions
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/14—Inductive couplings

Definitions

  • Electrotechnical terminal block and use of such terminal block are Electrotechnical terminal block and use of such terminal block
  • Electrotechnical terminal blocks are known for example from the document DE 199 26 542 Al. Thereafter, at least a single terminal block for connecting the lines, which are guided by the winding strands of an electric motor in the terminal or terminal box of the electric motor, the so-called strand lines, provided with power supply lines.
  • a terminal block has, for each connection between one of the power supply lines to be connected and one of the line lines of the electric motor, in each case an electrotechnically insulated connection terminal element.
  • the individual terminal block may either comprise only a single terminal element or else several terminal elements. For this purpose, the terminal block on an electrotechnically insulating support member on which the respective terminal elements are mechanically and against each other kept electrically isolated.
  • an electric motor with a temperature measuring sensor or temperature sensor which is coupled to at least one of the winding phases of a stator of the electric motor in a heat-conducting manner, that is to say with a low heat transfer resistance.
  • Electrotechnical terminal blocks are known for example from the documents DE 199 26 542 Al and DE 019 87 751 U. Instead of temperature measuring sensors or temperature sensors, as they are already used in the first-mentioned document, it is conceivable to use other electrotechnical consumers or small consumers, for example, sensors for the detection of physical variables such as pressures, vibrations and the like.
  • vibration generators In addition to the batteries and / or rechargeable batteries, it is also possible to use vibration generators, thermal generators or solar cells, for example, for providing a required supply energy. But these are also costly measures.
  • the said usable supply energy is present as long as the relevant mains supply line is active, whereby it can be assumed that the relevant mains supply line is always active.
  • the said usable supply energy is therefore continuously available to said electrical consumer.
  • a self-sufficient, that is to say continuous and maintenance-free, supply energy is available to said electrotechnical consumer as required by the task.
  • a particularly advantageous use of a terminal block according to the invention results in connection with power supply lines associated terminal or junction boxes.
  • the task of such terminal or terminal boxes is to connect power supply lines with other electrical engineering entities electrotechnically. In doing so, is almost incidentally in the terminal or terminal box, a dynamic electromagnetic field, which is made useful by the terminal blocks according to the invention.
  • terminal blocks are already used in these terminal or terminal boxes, so that these terminal blocks are to be exchanged only by connecting terminal blocks according to the invention, which is possible in the terminal or junction boxes in a simple manner.
  • an electrotechnically insulating carrier part is used for the terminal elements of a terminal block, on which the terminal elements are mounted.
  • a ring associated with a respectively relevant terminal element is arranged with a first body part region in the carrier part and with a second body part region above the carrier part.
  • said ring has good flux line properties for an electromagnetic flux generated in the ring.
  • the secondary coil is fastened to the corresponding ring part in the carrier part, but at the same time the connection lines of the secondary coil are kept accessible from outside the carrier part for a connection possibility. As a result, the secondary coil is protected against the action of destructive mechanical forces.
  • a predetermined magnetic saturation of the ring can be adjusted, which can be prevented by a too high induction in the secondary coil of the ring connected to the secondary coil of the ring electrical consumer gets destroyed.
  • sensors which are often required can advantageously be used, for example, to determine physical variables such as temperatures, pressures, vibrations and so on, for which the supply energy provided by the secondary coil of the ring of the terminal block according to the invention is sufficiently large.
  • connection terminal blocks according to the invention can be realized in an advantageous manner, for example as synchronklemmeducationen or as Federkraftklemmtagenen. Particularly advantageous is the use of the terminal block according to the invention in a terminal box or terminal box of an electric motor, because there on the one hand already terminal blocks and on the other hand mains supply lines are used.
  • Figure 1 shows an electrical terminal block according to the invention schematically in a front view
  • Figure 2 is an electrical terminal block according to the figure 1 schematically in a plan view.
  • FIGS. 1 and 2 a terminal block 1 according to the invention is shown with a carrier part 2 made of plastic and thus electrically insulating material, on which according to the present exemplary embodiment, in particular FIG. 2, three pairs each are formed from terminal elements 3, 4.
  • the respective individual terminal elements 3, 4 of the pairs of terminal elements 3, 4 are designed, for example, as threaded bolts on which screw nuts not shown in detail in the drawing can be screwed.
  • connection terminal element provided with the reference numeral 3 is connected to a wiring harness 5 and the connection terminal element provided with the reference numeral 4 is connected to a power supply line per pair of connection terminal elements 3, 4.
  • the individual terminal elements 3, 4 of a pair of terminal elements 3, 4 are electrically conductively connected to each other, which is not shown in detail in the present drawing. In this way, a relevant power supply line feeds a relevant wiring harness 5 of the electric motor with a grid energy.
  • a respective ring 7 which consists of a soft magnetic material with good magnetic flux conduction properties, is associated with the respective terminal clamp elements 3.
  • the rings may be made of a ferrite material or soft magnetic composite materials (SMC).
  • each of the connecting lines 9 for having a connection of an electrical consumer not shown in detail in the drawing.
  • the rings 7 are assigned in this way to a terminal element 3 in each case, that in a connection to this terminal element 3 directly or, as realized in the present embodiment, via Anschlußklemmenele- elements 4 indirectly connected and active power supply line in the environment of a connected to the mains supply line resulting line path existing dynamic electromagnetic field inductively on the relevant secondary coil 8 of the ring concerned 7 acts.
  • the effect is such that an electrotechnical supply energy which can be used by an electrotechnical consumer connected to these connecting lines 9 can be tapped off at the relevant respective connecting lines 9 of the respectively relevant secondary coil 8.
  • a sensor that determines a given physical quantity, such as a temperature, is used.
  • terminal members 3, 4 are realized as screw terminal connections. Conceivable, however, are other terminal connections, such as spring clamp terminals.
  • Rings 7 need not be provided for each existing power supply line. These can be provided for one or more so-called phases of a network supply depending on an energy requirement for electrical consumers to be used.
  • the induced in a ring 7 voltage U is calculated from the law of induction according to the following relationship:
  • N stands for the number of turns of the secondary coil 8
  • B for the induction passing through the ring 7
  • f for the frequency of the current I
  • ⁇ for the permeability of the material of the ring 7.
  • the voltage U thus increases with the amplitude and the frequency of the current I and with the permeability ⁇ .
  • the tapped voltage U is known geometry, with known winding number N, with known material properties ⁇ and at a known frequency f, e.g. at mains frequency, a measure of the current flowing in the supply line I. This can be calculated directly from the voltage U.
  • the sensor to be supplied can thus also determine the current I cost if necessary. If two or three rings 7 are installed, all three currents I of a feeding three-phase system can be determined by the first church law or directly.
  • a further added benefit can be drawn from the determination of the zero crossings of all three phase currents. From the determination of the zero crossings of the currents at the connection terminal elements 3, 4 can be concluded that the direction of rotation of the rotating rotating field and thus the direction of rotation.
  • the load / sensor may also be injected. If the load / sensor is located in the cover of the terminal box, the sensor can be supplied via a cable. Via a cable, the energy obtained via the rings 7 can also be conducted to other locations.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Connections Arranged To Contact A Plurality Of Conductors (AREA)

Abstract

Es wird ein Anschlussklemmenstein (1) und eine Verwendung für einen solchen Anschlussklemmenstein (1) vorgeschlagen, mit dem mit geringem Aufwand und geringen Kosten eine Bereitstellung einer autarken, das heißt, dauerhaften und wartungsfreien Energieversorgung für einen sich in einem Umfeld von Netzversorgungsleitungen befindenden elektrotechnischen Verbraucher ermöglicht ist. Ein solcher Anschlussklemmenstein (1) weist ein oder mehrere Anschlussklemmenelemente (3; 4) auf, von denen wenigstens einem einzigen der Anschlussklemmenelemente (z.B. 3) ein aus weichmagnetischem Material mit guten magnetischen Flussleitungseigenschaften bestehender Ring (7) beigeordnet ist. Der Ring (7) weist eine darauf angeordnete Sekundärspule (8) auf mit Anschlussleitungen (9) für einen Anschluss an einen elektrotechnischen Verbraucher. Der Ring (7) ist in der Weise dem Anschlussklemmenelement (z.B. 3) beigeordnet, dass bei einer an dieses Anschlussklemmenelement (3) angeschlossenen und aktiven Netzversorgungsleitung ein im Umfeld eines sich mit der angeschlossenen Netzversorgungsleitung ergebenden Leitungswegs bestehendes dynamisches elektromagnetisches Feld induktiv auf die Sekundärspule (8) des Rings (7) in der Weise wirkt, dass an den Anschlussleitungen (9) der Sekundärspule (8) eine von einem an diese Anschlussleitungen (9) angeschlossenen elektrotechnischen Verbraucher nutzbare elektrotechnische Versorgungsenergie abgreifbar ist. Ferner ist ein solcher Anschlussklemmenstein (1) vorteilhafter Weise in einem Netzversorgungsleitungen zugeordneten Klemmen- oder Anschlusskasten verwendet.

Description

Beschreibung
Elektrotechnischer Anschlussklemmenstein und Verwendung eines solchen Anschlussklemmensteins
Die Erfindung betrifft einen elektrotechnischen Anschlussklemmenstein gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Verwendung eines solchen Anschlussklemmensteins.
Elektrotechnische Anschlussklemmensteine sind beispielsweise aus dem Dokument DE 199 26 542 Al bekannt. Danach ist wenigstens ein einziger Anschlussklemmenstein zum Verbinden der Leitungen, die von den Wicklungssträngen eines Elektromotors in den Anschluss- beziehungsweise Klemmenkasten des Elektro- motors geführt sind, den so genannten Strangleitungen, mit Netzversorgungsleitungen vorgesehen. Ein Anschlussklemmenstein weist für eine jede Verbindung zwischen einer der anzuschließenden Netzversorgungsleitungen und einer der Strangleitungen des Elektromotors jeweils ein elektrotechnisch iso- liertes Anschlussklemmenelement auf. Dabei kann der einzelne Anschlussklemmenstein gleichzeitig entweder nur ein einziges Anschlussklemmenelement oder aber auch mehrere Anschlussklem- menelemente umfassen. Dazu weist der Anschlussklemmenstein ein elektrotechnisch isolierendes Trägerteil auf, auf dem die jeweiligen Anschlussklemmenelemente mechanisch und gegeneinander elektrotechnisch isoliert gehalten sind.
Aus dem oben genannten Dokument ist weiter bekannt, einen Elektromotor mit einem Temperaturmesssensor oder Temperatur- fühler auszustatten, der mindestens an einem der Wicklungsstränge eines Stators des Elektromotors wärmeleitend, das heißt, mit geringem Wärmeübergangswiderstand, angekoppelt ist.
Elektrotechnische Anschlussklemmensteine sind beispielsweise auch aus den Dokumenten DE 199 26 542 Al und DE 019 87 751 U bekannt . Anstelle von Temperaturmesssensoren oder Temperaturfühlern, wie sie auch schon im erstgenannten Dokument verwendet sind, ist es denkbar, auch andere elektrotechnische Verbraucher beziehungsweise Kleinverbraucher, zum Beispiel Sensoren zur De- tektion von physikalischen Größen wie Drücke, Schwingungen und dergleichen, zu verwenden.
Auch ist es denkbar, die Detektion beispielsweise der genannten physikalischen Größen zeitkontinuierlich durchzuführen. Weiter ist es denkbar, die detektierten physikalischen Größen in einer kontinuierlichen Weise weiter zu übertragen, beispielsweise für Überwachungs- und/oder Auswertezwecke. Schließlich ist es auch denkbar, die Weiterübertragung der besagten physikalischen Größen beispielsweise drahtlos zu be- werkstelligen.
Für alle diese Fälle benötigt der betreffende elektrotechnische Verbraucher eine sichere Stromversorgung. Diese soll dabei mit einem möglichst geringen Aufwand und mit möglichst geringen Kosten zur Verfügung gestellt werden können.
Eine Möglichkeit, eine solche Stromversorgung zur Verfügung zu stellen, ist, auf die schon vorhandenen Netzversorgungsleitungen zurückzugreifen. Da diese aber für die besagten elektrotechnischen Verbraucher in der Regel eine zu hohe Versorgungsenergie zur Verfügung stellen mit der Gefahr einer Zerstörung dieser elektrotechnischen Verbraucher, ist es erforderlich, entsprechende elektrotechnische Schaltungsmittel dazwischen zu schalten, um die für die betreffenden elektro- technischen Verbraucher geeignete Versorgungsenergie zu erhalten und gegebenenfalls eine elektrische Potenzialtrennung zu gewährleisten. Dies bedeutet aber einen hohen technischen Aufwand mit entsprechend hohen Kosten.
Zum Beispiel ist es für den Erhalt der Stromversorgung eines kleinen Temperatursensors aus den Netzversorgungsleitungen eines Elektromotors, der eine Motorspannung von beispielsweise 230 V oder 400 V oder der eine variable Motorspannung bei einer Umrichterspeisung hat, notwendig, einen Gleichrichter und/oder Tiefsetzsteiler und/oder Transformator zu verwenden.
Eine andere Möglichkeit ist, Batterien oder Akkumulatoren hierfür zu verwenden.
Nachteilig bei Batterien und Akkumulatoren ist aber, dass sie kontinuierlich überwacht und von Zeit zu Zeit ausgetauscht werden. Dies bedeutet insgesamt einen hohen Arbeitsaufwand und damit wiederum hohe Kosten. Die hohen Kosten werden insbesondere auch durch die Notwendigkeit der Bereitstellung der vielen Batterien und Akkumulatoren verursacht .
Neben den Batterien und/oder Akkus können für die Bereitstel- lung einer benötigten Versorgungsenergie zum Beispiel auch Schwingungsgeneratoren, Thermogeneratoren oder Solarzellen usw. eingesetzt werden. Dies sind aber ebenfalls kostenauf- wändige Maßnahmen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ausgehend von einem Anschlussklemmenstein der eingangs genannten Art, diesen in der Weise technisch zu verbessern, dass damit für elektrotechnische Verbraucher, die eine dauerhafte Energieversorgung benötigen und die sich im Umfeld von Netzversorgungsleitungen befinden, eine autarke, das heißt, dauerhafte und wartungsfreie, elektrotechnische Energieversorgung ermöglich ist.
Ferner ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine vorteilhafte Verwendung derartiger Anschlussklemmensteine an- zugeben.
Der erste Teil der vorgenannten Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen elektrotechnischen Anschlussklemmenstein, der die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.
Der zweite Teil der vorgenannten Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Verwendung, die durch den Anspruch 9 definiert ist . Der erfindungsgemäße elektrotechnische Anschlussklemmenstein weist wenigstens ein einziges Anschlussklemmenelement auf, dem ein aus weichmagnetischem Material mit guten magnetischen Flussleitungseigenschaften bestehender Ring beigeordnet ist. Auf dem Ring ist eine Sekundärspule angeordnet mit Anschluss- leitungen für einen an diese Anschlussleitungen anschließbaren elektrotechnischen Verbraucher. Der Ring ist in der Weise einem betreffenden Anschlussklemmenelement beigeordnet, dass sich erstens mit einer an dieses Anschlussklemmenelement angeschlossenen und aktiven Netzversorgungsleitung ein Leitungsweg ergibt, in dessen Umfeld zweitens ein dynamisches elektromagnetisches Feld besteht, das drittens induktiv auf die Sekundärspule des Rings wirkt. Durch die induktive Wir- kung des dynamischen elektromagnetischen Felds auf die Sekundärspule des Rings wird in der Sekundärspule des Rings eine Spannung induziert, die als eine nutzbare Versorgungsenergie für den angesprochenen elektrotechnischen Verbraucher an den der Sekundärspule zugehörigen Anschlussleitungen abgreifbar ist.
Die besagte nutzbare Versorgungsenergie ist vorhanden, solange die betreffende Netzversorgungsleitung aktiv ist, wobei davon auszugehen ist, dass die betreffende Netzversorgungs- leitung stets aktiv ist. Die besagte nutzbare Versorgungsenergie steht daher fortwährend dem besagten elektrotechnischen Verbraucher zur Verfügung. Dem besagten elektrotechnischen Verbraucher steht daher durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen eine autarke, das heißt fortwährende und wartungs- freie Versorgungsenergie zur Verfügung, wie aufgabengemäß gefordert .
Eine besonders vorteilhafte Verwendung eines erfindungsgemäßen Anschlussklemmensteins ergibt sich im Zusammenhang mit Netzversorgungsleitungen zugeordneten Klemmen- oder Anschlusskästen. Aufgabe von solchen Klemmen- oder Anschluss- kästen ist, Netzversorgungsleitungen mit anderen elektrotechnischen Gebilden elektrotechnisch zu verbinden. Dabei ent- steht quasi nebenbei in -dem Klemmen- oder Anschlusskasten ein dynamisches elektromagnetisches Feld, das durch die erfindungsgemäßen Anschlussklemmensteine nutzbar gemacht ist. Außerdem sind in diesen Klemmen- oder Anschlusskästen schon An- schlussklemmensteine verwendet, so dass diese Anschlussklemmensteine lediglich durch erfindungsgemäße Anschlussklemmensteine zu tauschen sind, was in den Klemmen- oder Anschlusskästen in einfacher Weise möglich ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Danach ist der Ring mit der Sekundärspule in Bezug auf den besagten Leitungsweg in der Weise angeordnet, dass der Lei- tungsweg durch den Ring hindurch geführt ist. Auf diese Weise wird die durch Induktion erhaltene nutzbare Versorgungsenergie maximal groß und mit Sicherheit erhalten. Außerdem ist der Aufwand für den Erhalt und Nutzbarmachung der nutzbaren Versorgungsenergie minimiert .
Die vorgenannten Vorteile werden in einfacher Weise dadurch erhalten, dass für die Anschlussklemmenelemente eines An- schlussklemmensteins ein elektrotechnisch isolierendes Trägerteil eingesetzt ist, auf dem die Anschlussklemmenelemente montiert sind. Dabei ist ein einem jeweilig betreffenden An- schlussklemmenelement beigeordneter Ring mit einem ersten Körperteilbereich im Trägerteil und mit einem zweiten Körperteilbereich oberhalb des Trägerteils angeordnet.
Mit diesen Maßnahmen ist die Realisierung eines mit einer betreffenden Netzversorgungsleitung bewerkstelligten Leitungswegs, der durch den Ring mit der Sekundärspule führt, in besonders einfacher Weise möglich. Entweder wird nur die betreffende Netzversorgungsleitung durch den besagten Ring hindurch gesteckt und dann an einem betreffenden zugehörigen Anschlussklemmenelement angeschlossen, oder aber eine von einer betreffenden Netzversorgungsleitung nach einem zugeordneten Anschlussklemmenelement abgehende elektrische Leitung ist fest durch den besagten Ring hindurch montiert und die betreffende zugeordnete Netzversorgungsleitung braucht nur am zugehörigen Anschlussklemmenelement angeschlossen zu werden.
Durch die Wahl einer Permeabilitätskonstante größer 1 weist der besagte Ring gute Flussleitungseigenschaften für einen in dem Ring erzeugten elektromagnetischen Fluss auf.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Sekundärspule mit dem entsprechenden Ringteil im Trägerteil befestigt ist, wobei gleichzeitig aber die Anschlussleitungen der Sekundärspule von außerhalb des Trägerteils für eine Anschlussmöglichkeit zugänglich gehalten sind. Dadurch ist die Sekundärspule vor einem Einwirken von zerstörerischen mechanischen Kräften ge- schützt.
Durch Wahl eines entsprechenden Materials mit einer entsprechend vorgegebenen Permeabilitätskonstante für den Ring lässt sich eine vorgegebene magnetische Sättigung des Rings ein- stellen, wodurch verhindert werden kann, dass durch eine zu hohe Induktion in der Sekundärspule des Rings ein an der Sekundärspule des Rings angeschlossener elektrotechnischer Verbraucher zerstört wird.
Als elektrotechnische Verbraucher lassen sich in vorteilhafter Weise vielfach benötigte Sensoren zum Beispiel zur Ermittlung von physikalischen Größen wie Temperaturen, Drücke, Schwingungen und so weiter verwenden, für die die von der Sekundärspule des Rings des erfindungsgemäßen Anschlussklemmen- steins zur Verfügung gestellte Versorgungsenergie ausreichend groß ist .
Die Anschlussklemmenelemente der erfindungsgemäßen Anschluss- klemmensteine können in vorteilhafter Weise beispielsweise als Schraubklemmverbindungen oder als Federkraftklemmverbindungen realisiert sein. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung des erfindungsgemäßen Anschlussklemmensteins in einem Klemmenkasten beziehungsweise Anschlusskasten eines Elektromotors, weil dort einerseits schon Anschlussklemmensteine und andererseits Netzver- sorgungsleitungen benutzt sind.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
Figur 1 einen elektrotechnischen Anschlussklemmenstein gemäß der Erfindung schematisch in einer Vorderansicht, und
Figur 2 einen elektrotechnischen Anschlussklemmenstein gemäß der Figur 1 schematisch in einer Draufsicht.
In den Figuren 1 und 2 ist ein erfindungsgemäßer Anschlussklemmenstein 1 gezeigt mit einem aus Kunststoff und damit elektrotechnisch isolierendem Material bestehenden Trägerteil 2, auf dem gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie insbesondere Figur 2 zeigt, drei Paare jeweils gebildet aus Anschlussklemmenelementen 3, 4 platziert sind.
Die jeweiligen einzelnen Anschlussklemmenelemente 3, 4 der Paare von Anschlussklemmenelementen 3, 4 sind beispielsweise als Gewindebolzen ausgeführt, auf denen in der Zeichnung nicht näher dargestellte Schraubenmuttern aufschraubbar sind.
Die jeweiligen Paare von Anschlussklemmenelementen 3, 4 sind gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel jeweils sowohl ei- nem von drei Leitungssträngen 5 eines in der Zeichnung nicht näher dargestellten Elektromotors als auch einer von drei eigenständigen Netzversorgungsleitungen, die beispielsweise von einer dreiphasigen NetzVersorgung entstammen können, die aber in der Zeichnung nicht näher dargestellt sind, zugeordnet. Die einzelnen Leitungsstränge 5 bilden zusammen als eine Einheit hier im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Motorkabel des angesprochenen Elektromotors. Im Detail ist pro Paar von Anschlussklemmenelementen 3, 4 jeweils das mit dem Bezugszeichen 3 versehene Anschlussklemmen- element mit einem Leitungsstrang 5 und das mit dem Bezugszeichen 4 versehene Anschlussklemmenelement mit einer Netzver- sorgungsleitung verbunden.
Die einzelnen Anschlussklemmenelemente 3, 4 eines Paars von Anschlussklemmenelementen 3, 4 sind untereinander elektrisch leitend verbunden, was in der vorliegenden Zeichnung nicht näher dargestellt ist. Auf diese Weise speist eine betreffende Netzversorgungsleitung einen betreffenden Leitungsstrang 5 des Elektromotors mit einer Netzenergie.
Wie insbesondere Figur 2 zeigt, sind zum Anschluss der jewei- ligen Leitungsstränge 5 an die jeweiligen Anschlussklemmenelemente 3 die einzelnen Leitungsstränge 5 mit einem Kabelschuh 6 abgeschlossen, die jeweils über einen jeweils betreffenden Gewindebolzen eines jeweils betreffenden Anschluss- klemmenelements 4 gestülpt und dort dann mit einer jeweils schon angesprochenen Schraubenmutter auf dem Anschlussklem- menstein 1 elektrisch leitend festgeklemmt sind.
Entsprechendes trifft im vorliegenden Ausführungsbeispiel auch bezüglich der jeweiligen Anschlussklemmenelemente 4 und der jeweiligen zugehörigen Netzversorgungsleitungen zu. Der Einfachheit wegen ist dies aber in der Zeichnung nicht näher dargestellt .
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist den jeweiligen An- schlussklemmenelementen 3 jeweils ein Ring 7 (Figur 2) beigeordnet, der aus einem weichmagnetischen Material mit guten magnetischen Flussleitungseigenschaften besteht. Zum Beispiel können die Ringe aus einem Ferritmaterial oder Soft Magnetic Composite-Materialien (SMC) gefertigt sein.
Auf einem jeweiligen Ring 7 ist eine jeweilige Sekundärspule 8 (Figur 1) angeordnet, die jeweils Anschlussleitungen 9 für einen Anschluss eines in der Zeichnung nicht näher dargestellten elektrotechnischen Verbrauchers aufweist.
Die Ringe 7 sind in der Weise einem hier jeweils betreffenden Anschlussklemmenelement 3 beigeordnet, dass bei einer an dieses Anschlussklemmenelement 3 direkt oder, wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel realisiert, über Anschlussklemmenele- mente 4 indirekt angeschlossenen und aktiven Netzversorgungsleitung ein im Umfeld eines sich mit der angeschlossenen Netzversorgungsleitung ergebenden Leitungswegs bestehendes dynamisches elektromagnetisches Feld induktiv auf die betreffende Sekundärspule 8 des betreffenden Rings 7 wirkt . Die Wirkung ist dabei eine solche, dass an den jeweils betreffenden Anschlussleitungen 9 der jeweils betreffenden Sekundär- spule 8 eine von einem an diese Anschlussleitungen 9 angeschlossenen elektrotechnischen Verbraucher nutzbare elektrotechnische Versorgungsenergie abgreifbar ist.
Wie die Figuren 1 und 2 zusammen zeigen, ist der jeweilige Ring 7 mit dessen Sekundärspule 8 in Bezug auf einen zugehörigen besagten Leitungsweg in der Weise angeordnet, dass der jeweilige betreffende Leitungsweg durch den jeweils betreffenden Ring 7 hindurch geführt ist .
Wie die Figuren 1 und 2 weiter zeigen, ist ein jeweiliger Ring 7 einerseits mit einem ersten Körperteilbereich 10 im Trägerteil 2 befestigt und mit einem zweiten Körperteilbereich 11 oberhalb des Trägerteils 2 angeordnet. Die jeweilige Sekundärspule 8 ist dabei jeweils um denjenigen Körperteilbe- reich 10 des Rings 7 gewickelt, der im Trägerteil 2 befestigt ist. Die jeweiligen Anschlussleitungen 9 der jeweiligen Sekundärspulen 7 sind gleichzeitig von außerhalb des Trägerteils 2 zugänglich gehalten.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weisen die einzelnen Ringe 7 eine Permeabilitätskonstante μ > 1 auf. Außerdem sind für die einzelnen Ringe 7 solche weichmagnetischen Materialien gewählt, dass durch die Wahl des weichmagnetischen Materials eine magnetische Sättigung des Materials bei Vorliegen von vorgegebenen elektrotechnischen Verhältnissen gegeben ist .
Als ein möglicher elektrotechnischer Verbraucher, der an eine Sekundärspule 8 eines Rings 7 anschließbar ist, ist beispielsweise ein eine vorgegebene physikalische Größe wie zum Beispiel eine Temperatur ermittelnder Sensor herangezogen.
Wie oben beschrieben sind die Anschlussklemmenelemente 3, 4 als Schraubklemmenverbindungen realisiert. Denkbar sind aber auch andere Klemmenverbindungen, wie zum Beispiel Federkraft- klemmenverbindungen .
Die Anschlussklemmensteine 1, wie sie oben beschrieben sind, können beispielsweise in Klemmen- oder Anschlusskästen eingesetzt sein. Insbesondere Elektromotoren weisen solche Klemmen- oder Anschlusskästen auf . Die Anschlussklemmensteine 1 können daher insbesondere im Zusammenhang mit den besagten
Elektromotoren verwendet sein.
Ringe 7 müssen nicht für jede jeweils vorhandene Netzversorgungsleitung vorgesehen sein. Diese können je nach einem Energiebedarf für einzusetzende elektrotechnische Verbraucher für eine oder mehrere so genannte Phasen einer Netzversorgung vorgesehen sein.
Durch die Wahl des Materials für einen Ring 7 kann, wie schon angesprochen, die magnetische Sättigung des Rings 7 in Grenzen mit berücksichtigt werden. Es tritt dann eine Sättigung des Ringmaterials ab einem gewissen Stromfluss ein.
Die in einem Ring 7 induzierte Spannung U berechnet sich aus dem Induktionsgesetz entsprechend folgender Beziehung:
U = -N * dΦ/dt « f * B « f * μ * I Gleichung (1) . Dabei steht in der Gleichung (1) N für die Anzahl der Windungen der Sekundärspule 8, B für die den Ring 7 durchsetzende Induktion, f für die Frequenz des Stroms I und μ für die Permeabilität des Materials des Rings 7. Die Spannung U steigt somit mit der Amplitude und der Frequenz des Stroms I und mit der Permeabilität μ.
Die abgreifbare Spannung U ist bei bekannter Geometrie, bei bekannter Wicklungszahl N, bei bekannten Materialeigenschaf- ten μ und bei bekannter Frequenz f, z.B. bei Netzfrequenz, ein Maß für den in der Zuleitung fließenden Strom I. Dieser kann direkt aus der Spannung U berechnet werden. Der zu versorgende Sensor kann also bei Bedarf auch den Strom I kostengünstig bestimmen. Werden zwei oder drei Ringe 7 verbaut, können alle drei Ströme I eines speisenden Drehstromsystems durch das erste kirchhoffsehe Gesetz oder direkt bestimmt werden.
Ein weiterer Zusatznutzen kann aus der Bestimmung der NuIl- durchgänge aller drei Phasenströme gezogen werden. Aus der Bestimmung der Nulldurchgänge der Ströme an den Anschluss- klemmenelementen 3, 4 kann auf die Drehrichtung des rotierenden Drehfeldes und damit auf den Drehrichtungssinn geschlossen werden.
Sitzt der zu versorgende elektrotechnische Verbraucher/Sensor im feststehenden Teil des Klemmenkastens, kann der Verbraucher/Sensor eventuell mit eingespritzt werden. Sitzt der Verbraucher/Sensor im Deckel des Klemmenkastens, kann der Sensor über ein Kabel versorgt werden. Über ein Kabel kann die über die Ringe 7 erhaltene Energie auch an andere Orte geführt werden.
Die mit den Ringen 7 erhaltene Energie ist in vorteilhafter Weise potenzialgetrennt von der hierfür eingesetzten Versorgungsspannung . Neben der Möglichkeit der Ermittlung der Drehrichtung eines speisenden Drehstromsystems und damit die Drehrichtung eines Elektromotors ist auch die Erkennung eines Phasentauschs in einem solchen System möglich.

Claims

Patentansprüche
1. Elektrotechnischer Anschlussklemmenstein (1) zum Anschließen wenigstens einer einzigen Netzversorgungsleitung, aufwei- send für eine jede mit dem Anschlussklemmenstein (1) anzuschließende Netzversorgungsleitung ein elektrotechnisch isoliertes Anschlussklemmenelement (3; 4), dadurch gekennzeichnet , dass wenigstens einem einzigen der An- schlussklemmenelemente (z.B. 3) des Anschlussklemmensteins (1) ein aus weichmagnetischem Material mit guten magnetischen Flussleitungseigenschaften bestehender Ring (7) beigeordnet ist, der eine darauf angeordnete Sekundärspule (8) aufweist mit Anschlussleitungen (9) für einen an diese Anschlussleitungen (9) anschließbaren elektrotechnischen Verbraucher, und dass der Ring (7) in der Weise einem betreffenden Anschlussklemmenelement (z.B. 3) beigeordnet ist, dass bei einer an dieses Anschlussklemmenelement (z.B. 3) angeschlossenen und aktiven Netzversorgungsleitung ein im Umfeld eines sich mit der angeschlossenen Netzversorgungsleitung ergebenden Lei- tungswegs bestehendes dynamisches elektromagnetisches Feld induktiv auf die Sekundärspule (8) des Rings (7) in der Weise wirkt, dass an den Anschlussleitungen (9) der Sekundärspule (8) eine von einem an diese Anschlussleitungen (9) angeschlossenen elektrotechnischen Verbraucher nutzbare elektro- technische Versorgungsenergie abgreifbar ist.
2. Anschlussklemmenstein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass der Ring (7) mit der Sekundärspule
(8) in Bezug auf den besagten Leitungsweg in der Weise ange- ordnet ist, dass der Leitungsweg durch den Ring (7) hindurch geführt ist .
3. Anschlussklemmenstein nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , dass für die Anschlussklemmenelemen- te (3,- 4) eines Anschlussklemmensteins (1) ein elektrotechnisch isolierendes Trägerteil (2) vorgesehen ist, auf dem die Anschlussklemmenelemente (3; 4) montiert sind, und dass ein jeweiliger einem Anschlussklemmenelement (z.B. 3) beigeordne- ter Ring (7) mit einem ersten Körperteilbereich (10) im Trägerteil (2) befestigt und mit einem zweiten Körperteilbereich (11) oberhalb des Trägerteils (2) angeordnet ist.
4. Anschlussklemmenstein nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass der Ring (7) eine Permeabilitätskonstante μ > 1 aufweist.
5. Anschlussklemmenstein nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Sekundärspule
(8) um denjenigen Körperteilbereich (10) des Rings (7) gewickelt ist, der im Trägerteil (2) befestigt ist, und dass die Anschlussleitungen (9) der Sekundärspule (8) von außerhalb des Trägerteils (2) zugänglich gehalten sind.
6. Anschlussklemmenstein nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass für den Ring (7) ein solches weichmagnetisches Material gewählt ist, dass durch die Wahl des weichmagnetischen Materials eine magneti- sehe Sättigung des Materials bei Vorliegen von vorgegebenen elektrotechnischen Verhältnissen gegeben ist.
7. Anschlussklemmenstein nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass ein an der Sekun- därspule (8) angeschlossener elektrotechnischer Verbraucher durch einen eine vorgegebene physikalische Größe ermittelnden Sensor gebildet ist.
8. Anschlussklemmenstein nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Anschlussklem- menelemente (3; 4) nach dem Prinzip von Schraubklemmenverbindungen oder Federkraftklemmenverbindungen ausgebildet sind.
9. Verwendung eines Anschlussklemmensteins gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 in einem Netzversorgungsleitungen zugeordneten Klemmen- oder Anschlusskasten.
10. Verwendung eines Anschlussklemmensteins nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , dass der Klemmen- oder Anschlusskasten ein Klemmen- oder Anschlusskasten eines Elektromotors ist .
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