Erdanschlussklemme
Die Erfindung betrifft eine Erdanschlussklemme zur Befestigung eines Erdanschlusskabels an einem Feldgerät der Prozess- und Automatisierungstechnik.
Feldgeräte in der Prozess- und Automatisierungstechnik dienen der Überwachung und/oder Bestimmung mindestens einer, beispielsweise chemischen und/oder physikalischen, Prozessgröße eines Mediums. Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung werden im Prinzip alle Messgeräte als Feldgerät bezeichnet, die prozessnah eingesetzt werden und die prozessrelevante Informationen liefern oder verarbeiten. Eine Vielzahl solcher Feldgeräte wird von Firmen der Endress + Hauser-Gruppe hergestellt und vertrieben.
Bei der von dem Feldgerät zu bestimmenden Prozessgröße kann es sich um den Füllstand, den Durchfluss, den Druck, die Temperatur, den pH-Wert, ein Redoxpotential, oder die Leitfähigkeit des jeweiligen Mediums handeln. Die der Bestimmung der Prozessgröße zugrundeliegenden unterschiedlichen, möglichen Messprinzipien sind aus dem Stand der Technik bekannt und werden hier nicht weiter erläutert. Feldgeräte zur Messung des Füllstands sind insbesondere als Mikrowellen-Füllstandsmessgeräte, Ultraschall-Füllstandsmessgeräte, zeitbereichsreflektometrische Füllstandsmessgeräte (TDR), radiometrische Füllstandsmessgeräte, kapazitive Füllstandsmessgeräte, konduktive Füllstandsmessgeräte und vibronische Füllstandsmessgeräte ausgestaltet. Feldgeräte zur Messung des Durchflusses dagegen arbeiten beispielsweise nach dem Coriolis-, Ultraschall-, Vortex-, thermischen und/oder magnetisch induktiven Messprinzip. Bei Druckmessgeräten handelt es sich bevorzugt um sogenannte Absolut-, Relativ- oder Differenzdruckgeräte. Neben den zuvor genannten Messgeräten und Aktoren werden unter Feldgeräten auch Remote I/Os, Funkadapter bzw. allgemein Geräte verstanden, die auf der Feldebene angeordnet sind.
Ein Feldgerät umfasst typischerweise einen zumindest teilweise und/oder zumindest zeitweise mit dem Prozess in Berührung kommenden Sensor und eine Elektronikeinheit, welche beispielsweise der Signalerfassung, Signalauswertung und/oder Signalspeisung dient. Die Elektronikeinheit des Feldgeräts ist typischerweise in einem Gehäuse angeordnet und verfügt zusätzlich über mindestens ein Anschlusselement zum Anschluss der Elektronikeinheit an den Sensor und/oder eine externe Einheit. Das Anschlusselement kann eine beliebige Verbindung sein, auch eine drahtlose Verbindung ist einsetzbar. Die Elektronikeinheit und der Sensor des Feldgeräts können in Form separater Einheiten mit getrennten Gehäusen oder als eine gemeinsame Einheit mit einem Gehäuse ausgestaltet sein.
Aufgrund der im Feldgerät vorhandenen Elektronikeinheit ist häufig eine Erdung des Feldgeräts notwendig. Die Erdung erfolgt in der Regel mittels eines Erdanschlusskabels, welches beispielsweise an dem Gehäuse des Feldgeräts oder am Bereich der Elektronikeinheit angeschlossen wird. Zum Anschluss des Erdanschlusskabels werden in der Regel Erdanschlussklemmen eingesetzt.
Im Stand der Technik bestehen die Erdanschlussklemmen für den Anschluss des Erdanschlusskabels an einem Feldgerät aus mehreren Teilen, wie einer Schraube, einer Unterlegscheibe, einem Klemmbügel und einer Klemme, auch Potenzialausgleichsleiter- Klemme (PAL Klemme) genannt. Das Erdanschlusskabel wird zwischen dem Klemmbügel und der Klemme eingeklemmt, während die Schraube mit einem Bereich des Feldgeräts verschraubt wird. Die Montage gestaltet sich dementsprechend aufwändig, da vier Teile gleichzeitig an die richtige Position gehalten werden müssen. Insbesondere für Feldgeräte, die an erhöhten Positionen oder in einer nicht einfach zugänglichen Umgebung verbaut sind, stellt das Anbringen der Erdanschlussklemme somit ein Hindernis dar.
Die zu lösende Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Erdanschlussklemme bereitzustellen, welche auf einfache Weise an einem Feldgerät angebracht werden kann.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Erdanschlussklemme zur Befestigung eines Erdanschlusskabels an einem Feldgerät der Prozess- und Automatisierungstechnik, umfassend ein Verbindungselement zum Verbinden der Erdanschlussklemme mit dem Feldgerät, wobei zumindest ein erster Endabschnitt des Verbindungselements mit einen zum ersten Endabschnitt des Verbindungselements komplementär ausgestalteten Aufnahmebereich des Feldgeräts verbindbar ist, einen Klemmkörper zum Einklemmen des Erdanschlusskabels, o wobei der Klemmkörper eine erste Platte und eine zweite Platte aufweist, wobei die erste Platte dem Feldgerät zugewandt und die zweite Platte dem Feldgerät abgewandt ist, wobei die erste Platte und die zweite Platte einander zugewandt sind, o wobei eine erste Durchführung in der ersten Platte und eine zweite Durchführung in der zweiten Platte für die Aufnahme des Verbindungselements vorgesehen sind, wobei die erste Durchführung, die zweite Durchführung und das Verbindungselement derart ausgestaltet und aufeinander abgestimmt sind, dass das Verbindungselement durch die beiden Durchführungen hindurch mit dem Aufnahmebereich verbindbar ist und das Verbindungselement
zumindest teilweise zwischen der ersten Platte und der zweiten Platte angeordnet ist, o wobei die erste Platte und die zweite Platte in einem ihrer jeweiligen ersten Endbereiche durch ein Federelement verbunden sind, wobei das Federelement derart ausgestaltet ist, dass beim Verbinden des Verbindungselements mit dem Aufnahmebereich der Abstand zwischen der ersten Platte und der zweiten Platte zumindest teilweise verringert wird, so dass zumindest ein Abschnitt eines Erdanschlusskabels zwischen der ersten Platte und der zweiten Platte einklemmbar ist.
Die erfindungsgemäße Erdanschlussklemme ist einteilig ausgestaltet und kann somit auf einfache und rasche Weise an einem Feldgerät angebracht werden. Die Erdanschlussklemme ist zusammengesetzt aus zwei Elementen, dem Verbindungselement und dem Klemmkörper, welche miteinander verbunden sind. Das Verbindungselement ist stets zumindest teilweise zwischen der ersten Platte und der zweiten Platte angeordnet und kann somit nicht auf einfache Weise aus der Erdanschlussklemme entfernt werden oder hinausfallen.
Beim Verbinden des Verbindungselements mit dem Aufnahmebereich wird über das Verbindungselement eine Kraft auf den Klemmkörper ausgeübt, so dass der Abstand zwischen erster und zweiter Platte kleiner wird. Der Klemmkörper ist dabei zwischen dem Verbindungselement und einem Bereich des Feldgeräts, welcher an den Aufnahmebereich angrenzt, eingeklemmt. Durch die Federwirkung des Federelements werden die erste Platte und die zweite Platte aufeinander zu bewegt. Sobald der Abstand zwischen erster Platte und zweiter Platte maximal so groß ist wie der Durchmesser des Erdanschlusskabels, ist das Erdanschlusskabel in der Erdanschlussklemme eingeklemmt und fixiert. Bei der Montage der Erdanschlussklemme kann beispielsweise mit einer Hand das Verbindungselement an dem Aufnahmebereich befestigt und mit der andere Hand das Erdanschlusskabel in den Klemmkörper positioniert werden, so dass das Erdanschlusskabel schnell und zuverlässig an dem Feldgerät befestigt wird.
In einer möglichen Ausgestaltung ist in einem zweiten Endbereich der ersten Platte ein Absatz oder eine Kante vorgesehen, wobei ein Anbringungsbereich des Feldgeräts korrespondierend zum Absatz oder zur Kante ausgestaltet ist, derart dass mittels des Absatzes oder der Kante eine Position der Erdanschlussklemme relativ zum Anbringungsbereich des Feldgeräts fixierbar ist. Die Kante oder der Absatz dient in Verbindung mit dem Anbringungsbereich dazu, ein Rotieren der Erdanschlussklemme relativ zum Feldgerät und damit einhergehend einen möglichen Zug am Erdanschlusskabel zu vermeiden.
In einerweiteren Ausgestaltung ist in einem zweiten Endbereich der zweiten Platte oder in einem Randbereich der ersten Platte eine Lasche vorgesehen, wobei auf der Lasche ein Piktogramm aufgebracht ist. Das Piktogramm dient zur schnellen Zuordnung der Erdanschlussklemme. Beispielsweise kann das Piktogramm eine Erdung oder eine Schutzerdung darstellen. Das Piktogramm ist beispielsweise mittels eines Lasers aufgetragen oder in die Lasche gestanzt. Das Piktogramm ist insbesondere nicht lösbar mit der Lasche verbunden.
Bevorzugterweise ist das Verbindungselement eine Schraube und der Aufnahmebereich weist ein Gewinde auf. Das Gewinde des Aufnahmebereichs ist zum Gewinde der Schraube korrespondierend ausgestaltet. Beim Einschrauben der Schraube in den Aufnahmebereich kann die Schraube zunächst nur teilweise in den Aufnahmebereich geschraubt werden, bevor das Erdanschlusskabel in den Klemmkörper eingebracht wird. Anschließend wird die Schraube tiefer in den Aufnahmebereich eingeschraubt, bis das Erdanschlusskabel im Klemmkörper fixiert ist.
Vorteilhafterweise weist das Federelement einen halbrundförmigen Querschnitt auf oder ist als ein federartiges Element ausgebildet. Im Falle des halbrundförmigen Querschnitts des Federelements ist der Klemmkörper im Wesentlichen U-förmig ausgestaltet, wobei die erste und die zweite Platte durch die beiden senkrechten Striche des U gebildet werden und das Federelement durch das Halbrund, welches die beiden Striche verbindet. Alternativ kann das Federelement federartig ausgestaltet sein, z.B. indem eine Feder zwischen erster und zweiter Platte eingesetzt wird. Auch eine im Wesentlichen W-förmige Ausgestaltung des Federelements ist denkbar, solange die Ausgestaltung eine Federwirkung aufweist.
In einer möglichen Ausgestaltung ist senkrecht zur ersten Platte und zur zweiten Platte mindestens eine Schutzklappe vorgesehen, wobei die mindestens eine Schutzklappe in einem definierten Abstand zur ersten Platte und zur zweiten Platte angeordnet und derart ausgestaltet ist, dass eine Bewegung des Erdanschlusskabels in Richtung der mindestens einen Schutzklappe über die jeweiligen Flächen der ersten Platte und der zweiten Platte hinaus verhindert wird. Die Schutzklappe dient als Schutz des Erdanschlusskabels vor äußeren Einflüssen und auch als Sicherung vor einem Herausrutschen des Erdanschlusskabels aus dem Klemmkörper.
In einerweiteren Ausgestaltung ist der Aufnahmebereich des Feldgeräts an einem Gehäuse oder an einer Elektronikeinheit des Feldgeräts angeordnet. Insbesondere für Feldgeräte mit einem Explosionsschutz wird das Erdanschlusskabel in der Regel an dem Gehäuse befestigt. Andernfalls kann das Erdanschlusskabel alternativ an der Elektronikeinheit des Feldgeräts befestigt werden.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass das Verbindungselement ein erstes Gewinde aufweist und die erste Platte und/oder die zweite Platte ein korrespondierendes zweites Gewinde aufweist, wobei das Verbindungselement mittels des ersten Gewindes und des zweiten Gewindes mit der ersten Platte und/oder der zweiten Platte verbindbar ist, wobei mindestens ein Endabschnitt des ersten Gewindes und/oder des zweiten Gewindes deformiert ist, derart dass das Verbindungselement relativ zur ersten Platte und/oder der zweiten Platte in seiner Position fixiert ist. Auf diese Weise lässt sich das Verbindungselement zwischen die erste Platte und die zweite Platte einführen und es wird gleichzeitig verhindert, dass das Verbindungselement vom Klemmkörper getrennt wird. Das erste und/oder das zweite Gewinde umfassen mindestens einen, insbesondere genau einen, Gewindegang, wobei ein Gewindegang eine Nut beschreibt, welche genau einmal 360° umläuft.
Vorteilhafterweise weist das Verbindungselement im Bereich der zweiten Durchführung einen kleineren Durchmesser auf als in zumindest einem daran anschließenden Bereich, wobei die zweite Durchführung mit dem Durchmesser des Verbindungselements im Bereich der zweiten Durchführung korrespondiert, derart dass das Verbindungselement relativ zur zweiten Platte in seiner Position fixiert ist. Das Verbindungselement ist im Bereich der zweiten Durchführung verjüngt, so dass eine Bewegung des Verbindungselements durch die zweite Durchführung hindurch verhindert oder zumindest stark eingeschränkt wird. Das Verbindungselement wird an seiner Verjüngung in seiner Position relativ zur zweiten Platte festgehalten.
In einerweiteren Ausgestaltung weist das Verbindungselement im Bereich zwischen der ersten Platte und der zweiten Platte eine Verdickung auf, wobei die Verdickung dazu ausgestaltet ist, das Verbindungselement relativ zur ersten Platte oder zur zweiten Platte zu fixieren. In diese Fall weist das Verbindungselement im Bereich zwischen der ersten Platte und der zweiten Platte einen größeren Durchmesser auf als in zumindest einem daran anschließenden Bereich, insbesondere weist das Verbindungselement einen größeren Durchmesser auf als die erste und/oder zweite Durchführung. Auf diese Weise kann das Verbindungselement nicht aus dem Zwischenraum zwischen erster und zweiter Platte bewegt werden.
In einerweiteren möglichen Ausgestaltung weist das Verbindungselement im Bereich zwischen der ersten Platte und der zweiten Platte eine Verjüngung auf, wobei die erste Platte oder die zweite Platte eine hakenartige Struktur aufweist, wobei die hakenartige Struktur mit der Verjüngung greift, derart dass das Verbindungselement relativ zur ersten Platte oder zur zweiten Platte in seiner Position fixiert ist. In diesem Fall weist das Verbindungselement im Bereich zwischen der ersten Platte und der zweiten Platte einen kleineren Durchmesser auf als in zumindest einem daran anschließenden Bereich des
Verbindungselements. In die Verjüngung des Verbindungselements greift eine hakenartige Struktur der ersten Platte oder der zweiten Platte, so dass die hakenartige Struktur nicht über die Verjüngung hinaus bewegbar ist. Damit wird das Verbindungselement in seiner Position relativ zur ersten Platte oder zur zweiten Platte mittels der hakenartigen Struktur gehalten.
Eine weitere Ausgestaltung sieht im Bereich des Federelements mindestens eine Einbuchtung vor, wobei das Erdanschlusskabel durch die mindestens eine Einbuchtung zwischen die erste Platte und die zweite Platte einführbar ist.
Im Weiteren soll die Erfindung anhand der nachfolgenden Figuren Fig. 1-5 näher erläutert werden. Sie zeigen:
Fig. 1 : eine erste Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Erdanschlussklemme.
Fig. 2: eine perspektivische Darstellung der ersten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Erdanschlussklemme.
Fig. 3: eine zweite Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Erdanschlussklemme.
Fig. 4: eine dritte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Erdanschlussklemme.
Fig. 5: eine Ausgestaltung der Anbringung der erfindungsgemäßen Erdanschlussklemme an dem Feldgerät.
Die erfindungsgemäße Erdanschlussklemme dient zur Befestigung eines Erdanschlusskabels an einem Feldgerät der Prozess- und Automatisierungstechnik und ist für alle Arten von Feldgeräten einsetzbar. In der Einleitung wurden bereits verschiedene Typen von Feldgeräten benannt, wobei keine Beschränkung auf die genannten Feldgeräte stattfindet.
In Fig. 1 ist eine erste beispielhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Erdanschlussklemme 1 dargestellt. Im Wesentlichen besteht die Erdanschlussklemme 1 aus zwei Teilen: dem Verbindungselement 4, in Fig. 1 als Schraube dargestellt, und einem Klemmkörper 7, in welchem das Erdanschlusskabel 2 eingeklemmt wird (s. auch Fig. 5). Das Verbindungselement 4 verbindet die Erdanschlussklemme 1 mit dem Feldgerät 3. Der Klemmkörper 7 umfasst eine erste Platte 8 und eine der ersten Platte zugewandte zweite Platte 9, welche jeweils eine erste Durchführung 8a und eine zweite Durchführung 9a für die Aufnahme der Schraube 4 aufweisen. Die beiden Durchführungen 8a, 9a und das Verbindungselement 4 sind derart aufeinander
abgestimmt, dass das Verbindungselement 4 durch beide Durchführungen 8a, 9a mit dem Aufnahmebereich 7 verbindbar ist (s. auch Fig. 5). Dabei ist das Verbindungselement 4 zumindest teilweise zwischen der dem Feldgerät 3 zugewandten ersten Platte 8 und der dem Feldgerät abgewandten zweiten Platte 9 angeordnet.
In den jeweiligen ersten Endbereichen 8b, 9b sind die erste Platte 8 und die zweiten Platte 9 durch ein Federelement 10 verbunden, welches in Fig. 1 beispielhaft einen halbrundförmigen Querschnitt aufweist. Das Federelement 10 kann alternativ federartig ausgestaltet sein. Der Abstand zwischen der ersten Platte 8 und der zweiten Platte 9 lässt sich mittels des Federelements 10 und Druckausübung auf die erste oder die zweite Platte 8,9 verkleinern, so dass ein Erdanschlusskabel 2 zwischen den beiden Platten 8,9 einklemmbar ist.
Zur Verbindung des Verbindungselements 4 mit dem Klemmkörper 7 gibt es verschiedene Lösungen. Eine Möglichkeit, eine einteilige Erdanschlussklemme 1 auszugestalten, ist es, das Verbindungselement 4 im Bereich der zweiten Durchführung 9a zu verjüngen. Die Verjüngung 18 korrespondiert derart mit der zweiten Durchführung 9a, dass die Schraube 4 relativ zur zweiten Platte 9 in seiner Position fixiert ist. Zusätzlich weist die Schraube 4 beispielhaft ein erstes Gewinde 15 auf, welches mit einem zweiten Gewinde 16 der zweiten Platte 9 korrespondiert, so dass die Schraube 4 mit der zweiten Platte 9 verbindbar ist. Das erste und/oder zweite Gewinde 15,16 sind dabei beispielsweise zumindest in einem Endbereich deformiert, so dass die Schraube 4 nicht aus dem Klemmkörper 7 entfernt werden kann. Alternativ könnte auf diese Weise auch die erste Platte 8 mit der Schraube 4 verbunden werden.
Im zweiten Endbereich 9c der zweiten Platte 9 ist optional ein Absatz 11 , oder alternativ eine Kante, vorgesehen. Im zweiten Endbereich 8c der ersten Platte 8 oder in einem Randbereich der ersten Platte 8 kann eine Lasche 13 angebracht werden, auf der ein Piktogramm, beispielsweise ein Erdungssymbol, aufgebracht ist. Darüber hinaus kann senkrecht zur ersten Platte 8 und zur zweiten Platte 9 mindestens eine Schutzklappe 14 angeordnet sein.
Die Schutzklappen 14 sind in einerweiteren Ansicht der ersten Ausgestaltung der Erdanschlussklemme 1 in Fig. 2 näher dargestellt und befinden sich in diesem Beispiel auf beiden Seiten des Klemmkörpers 7. Dabei wird die Erdanschlussklemme 1 schräg von oben auf die Schraube 4 gezeigt. Die Schutzklappen 14 sind derart zur ersten Platte 8 und zur zweiten Platte 9 beabstandet, dass ein Spalt zwischen der ersten Platte 8 bzw. der zweiten Platte 9 und der Schutzklappe 14 kleiner ist als der Durchmesser des Erdanschlusskabels 2. Zudem sind die Lasche 13 und der Absatz 11 zu sehen.
In Fig. 3 ist eine weitere beispielhafte Ausgestaltung der Erdanschlussklemme 1 gezeigt. Um das Verbindungselement 4, hier wieder als Schraube 4 dargestellt, relativ zu ersten oder zur zweiten Platte 8,9 zu fixieren, weist die erste Platte 8, oder alternativ die zweite Platte 9, eine hakenartige Struktur 19 auf, welche mit einer Verjüngung 18 des Verbindungselements 4 greift. Die Verjüngung 18 ist zwischen der ersten Platte 8 und der zweiten Platte 9 angeordnet. Zusätzlich weist das Verbindungselement 4 die Verdickung 17 auf, welche ebenfalls zwischen der ersten Platte 8 und der zweiten Platte 9 angeordnet ist. Die Verdickung 17 unterstützt das Halten des Verbindungselement 4 relativ zum Klemmkörper 7, da die hakenartige Struktur 19 nicht über die Verdickung 17 hinaus rutschen kann. Alternativ könnte die Verdickung 17 ohne die hakenartige Struktur 19 eingesetzt werden, wenn die Verdickung 17 mit der ersten Durchführung 8a oder der zweiten Durchführung 9a derart korrespondiert, dass das Verbindungselement 4 zwischen der ersten Platte 8 und der zweiten Platte 9 gehalten wird.
Fig. 4 zeigt eine dritte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Erdanschlussklemme 1 , bei der das Erdanschlusskabel 2 von zwei Seiten in den Klemmkörper 7 eingeführt werden kann. Im Bereich des Federelements 10 sind zwei optionale Einbuchtungen 20 angebracht, so dass das Erdanschlusskabel 2 durch die Einbuchtungen 20 zwischen die erste und die zweite Platte 8,9 eingeführt werden kann. Alternativ wird das Erdanschlusskabel 2 im Bereich der Lasche 13 in den Klemmkörper 7 eingeführt.
In Fig. 5 ist das Anbringen des Erdanschlusskabels 2 mittels der Erdanschlussklemme 1 am Feldgerät 3 beispielhaft gezeigt. Das Verbindungselement 4 verbindet die Erdanschlussklemme 1 mit dem Feldgerät 3. Dazu weist das Verbindungselement 4 einen ersten Endabschnitt 5 auf, der beispielsweise als Gewinde ausgestaltet ist und der zu einem Aufnahmebereich 6 des Feldgeräts 3, beispielsweise ein Gegengewinde, komplementär ausgestaltet ist. Der Aufnahmebereich 6 kann Teil des Gehäuses des Feldgeräts 3 oder Teil einer Elektronikeinheit des Feldgeräts 3 sein. Der Anbringungsbereich 12 ist korrespondierend zum Absatz 11 ausgestaltet. In Fig. 4 ist der Anbringungsbereich 12 beispielhaft als Vertiefung dargestellt, er könnte aber auch ein weiterer Absatz oder eine Kante sein. In jedem Fall soll der Anbringungsbereich 12 mit dem Absatz 11 Zusammenwirken, so dass die Erdanschlussklemme 1 relativ zum Feldgerät 3 fixiert ist.
Bezugszeichenliste
1 Erdanschlussklemme
2 Erdanschlusskabel
3 Feldgerät
4 Verbindungselement
5 erster Endabschnitt des Verbindungselements
6 Aufnahmebereich
7 Klemmkörper
8 erste Platte
8a erste Durchführung
8b erster Endbereich
8c zweiter Endbereich
9 zweite Platte
9a zweite Durchführung
9b erster Endbereich
9c zweiter Endbereich
10 Federelement
11 Absatz
12 Anbringungsbereich
13 Lasche
14 Schutzklappe
15 erstes Gewinde
16 zweites Gewinde
17 Verdickung
18 Verjüngung
19 hakenartige Struktur
20 Einbuchtung