Schutzleiterklemme

Abstract

 Eine Schutzleiterklemme enthält einen Montagefuß (3) zu ihrer Montage auf einer Tragschiene (56) und einen elektrisch leitend mit dem Montagefuß (3) verbundenen und mit wenigstens einem Leiteranschluß (6) bestückte Stromschiene (4), wobei der Montagefuß (3) Ausformungen (32,34) zum Aufnehmen eines Federlementes (38) zum Verspannen des Montagefußes (3) in der Tragschiene (56) enthält. Gemäß der Erfindung sind die Ausformungen (32,34) durch Ausnehmungen in zwei zueinander parallelen Seitenwänden (24,26) des Montagefußes (3) gebildet, zwischen die das aus einem Federblech bestehende Federelement (38) eingelegt ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Schutzleiterklemme mit einem Montagefuß zu ihrer Montage auf einer Tragschiene und mit einer elektrisch leitend mit dem Montagefuß verbundenen und mit einem Leiteranschluß bestückten Stromschiene.

[0002] Aus der europäischen Patentschrift EP 0 554 519 B1 ist eine Schutzleiterklemme bekannt, bei der eine in einem Isolierstoffgehäuse angeordnete und mit Leiteranschlüssen bestückte Stromschiene mit einem Montagefuß verbunden ist, der zur mechanischen und elektrischen Verbindung mit einer als Schutzleiter-Sammelschiene dienenden Tragschiene dient. Um eine elektrische Verbindung zwischen Stromschiene und Tragschiene herzustellen, müssen Stromschiene und Montagefuß ihrerseits miteinander elektrisch verbunden werden. Dies kann beispielsweise durch Schweißen, Löten oder durch eine form- und kraftschlüssige Verbindung, beispielsweise durch Verstemmen, geschehen. Sollen Stromschiene und Montagefuß zur Sicherstellung einer guten elektrischen und mechanisch beanspruchbaren Verbindung miteinander verschweißt werden, so können Stromschiene und Montagefuß nicht beide aus Kupfer bestehen, da sich Kupfer nicht mit Kupfer verschweißen läßt. In diesem Fall muß auf eine andere Werkstoffpaarung ausgewichen werden. Darüber hinaus wird infolge der Schweißstelle oder der mechanischen Verbindungsstelle eine künstliche Übergangsstelle in der Klemme geschaffen, die unter ungünstigen Bedingungen einen hohen Übergangswiderstand aufweisen kann. Dies ist insbesondere beim Auftreten hoher Kurzschlußströme von Nachteil.

[0003] Aus der DE 39 03 752 C2 ist eine Reihenklemme bekannt, bei der Stromschiene und Kontakt- oder Montagefuß aus einem Stück aus einem gut stromleitfähigen Material gefertigt sind, so daß keine künstliche Übergangsstelle mit den vorstehend genannten Nachteilen vorliegt. Der Kontaktfuß ist als Klammer geformt, wobei die Kontaktkraft dieser Klammer durch einen diese übergreifenden Federkraftbügel bereitgestellt wird. Bei dieser bekannten Reihenklemme wird somit die Kontaktkraft durch elastische Verformung des als Klammer gestalteten Kontaktfußes bewirkt. Dies erfordert einen unbefriedigenden konstruktiven Kompromiß zwischen der mechanischen Stabilität des Kontaktfußes und der zu seiner elektrischen Kontaktierung erforderlichen elastischen Verformbarkeit.

[0004] Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Schutzleiterklemme anzugeben, die einfach und kostengünstig herzustellen ist und die eingangs erläuterten Nachteile des vorveröffentlichten Standes der Technik nicht aufweist.

[0005] Die genannte Aufgabe wird gelöst mit einer Schutzleiterklemme mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Die erfindungsgemäße Schutzleiterklemme enthält einen Montagefuß zu ihrer Montage auf einer Tragschiene und eine elektrisch leitend mit dem Montagefuß verbundene und mit einem Leiteranschluß bestückte Stromschiene, wobei im Montagefuß Ausformungen zum Aufnehmen eines Federelementes zum Verspannen des Montagefußes in der Tragschiene vorgesehen sind. Die Ausformungen sind durch Ausnehmungen in Seitenwänden des Montagefußes gebildet.

[0006] Das Federelement besteht vorzugsweise aus einem Federblech, das zwischen die Seitenwände eingelegt ist. Dadurch ist eine einfache Montage des Federblechs im Montagefuß möglich. Das Federelement ist vorzugsweise mit seitlichen Schultern versehen, die in die Ausnehmungen hineinragen, um das Federblech zu fixieren.

[0007] Insbesondere ist das Federblech an seinen freien Enden in Draufsicht auf seine Flachseite jeweils T-förmig ausgeformt.

[0008] In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist als Federelement eine Schenkelfeder vorgesehen, deren beide Schenke im Montagefuß verspannt sind. Durch diese Maßnahme ist das Federelement kraftschlüssig und sicher im Montagefuß fixiert.

[0009] Insbesondere ist eine L-förmige Schenkelfeder vorgesehen, die besonders leicht in entsprechenden Ausnehmungen eingerastet werden kann. Vorzugsweise ist der lange Schenkel der Schenkelfeder im Montagefuß derart angeordnet, daß er bei einer in einen Befestigungshaken in der Seitenwand des Montagefußes eingeführten Tragschiene federnd zwischen Tragschiene und Montagefuß verspannt ist.

[0010] Insbesondere bilden Montagefuß und Stromschiene ein einstückiges Kontaktelement, wobei das einstückige Kontaktelement vorzugsweise ein Stanzbiegeteil ist. Dadurch ist eine kostengünstige Herstellung durch einen Stanzvorgang und einen daran sich anschließenden Biegevorgang in einem Bearbeitungsschritt möglich, wobei auch die zum Aufnehmen des Federelementes erforderlichen Ausformungen dann in einem Arbeitsschritt beim Stanzbiegen hergestellt werden können. Insbesondere kann als Ausgangsmaterial oder Halbzeug für den Stanzbiegevorgang ein einfaches Blech verwendet werden.

[0011] Insbesondere entspricht der Querschnitt der Biegestellen des Kontaktelementes am Übergang von der Stromschiene zu einer Seitenwand des Montagefußes etwa annähernd dem Querschnitt der Stromschiene in ihrem freien Bereich. Dadurch ist im Kurzschlußfall eine annähernd konstante Stromdichte im Kontaktelement gewährleistet.

[0012] Vorzugsweise besteht das Kontaktelement aus Kupfer. Dadurch ist eine besonders gute elektrische Verbindung zwischen der Stromschiene und der Tragschiene gewährleistet.

[0013] In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfaßt die Schutzleiterklemme ein Gehäuse, das ein Basisteil mit einer Rückwand und mit Ausformungen zur Aufnahme des Kontakelementes sowie einen auf das Basisteil aufsetzbaren Deckel umfaßt, der das Basisteil an seiner der Rückwand gegenüberliegenden Seite zumindest im Bereich des Leiteranschlusses verschließt. Dadurch wird das Basisteil versteift.

[0014] In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist der Deckel an seiner Innenseite im Bereich der Außenschenkel einer U-förmigen Stromschiene jeweils mit einer Wange zum Stützen des Außenschenkels gegen die von dem Federschenkel bei Betätigung der Anschlußklemmfeder ausgeübte Kraft versehen. Durch diese Maßnahme ist es nicht mehr erforderlich, die Außenschenkel der Stromschiene im Bereich der Anschlußklemmfeder zur Versteifung U-förmig abzuwinkeln, um ein Ausbiegen des Außenschenkels beim Betätigen der Anschlußklemmfeder zu verhindern. Zugleich wird durch den Deckel ein geschlossener Aufnahmeraum für den von der Anschlußklemmfeder an den Außenschenkel geklemmten Anschlußleiter gebildet, so daß sichergestellt ist, daß keine Litzen oder Drähte seitlich über die Schutzleiterklemme hinaus in den Außenraum ragen können.

[0015] Eine solche konstruktive Gestaltung kann in vorteilhafter Weise auch bei einer Durchgangsklemme Verwendung finden, deren Montagefuß keine elektrisch leitende Verbindung zwischen der Tragschiene und der Stromschiene herstellt. Durch den Wegfall des metallischen Montagefußes einerseits und der durch die Stabilisierung der Außenschenkel der Stromschienen zwischen Basisteil und Deckel nicht mehr notwendigen, abgewinkelten Versteifungsstreifen andererseits ist zum Herstellen der Schiene in diesem Fall somit nur ein einfacher Metallstreifen in der Eigenbreite der Stromschiene erforderlich. Dadurch ist insbesondere für einfache Durchgangsklemmen der notwendige Material- und Herstellungsaufwand für die Stromschiene in erheblichem Maße verringert.

[0016] Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf das Ausführungsbeispiel der Zeichnung verwiesen. Es zeigen:

Fig.1

eine Schutzleiterklemme gemäß der Erfindung in einer Explosionsdarstellung,

Fig.2

die Schutzleiterklemme bei abgenommenem Deckel in einer Seitenansicht,

Fig.3

das als Kontaktelement vorgesehene Stanzteil in ungebogenem Zustand,

Fig.4

den Deckel der Schutzleiterklemme in einer räumlichen Ansicht auf seine Innenseite,

Fig.5

einen Ausschnitt des Montagefußes mit in ihm verspannten Federelement.

[0017] Gemäß Fig.1 umfaßt die Schutzleiterklemme ein Basisteil 1, das einstückig aus einem Isolierstoff hergestellt ist, beispielsweise ein Kunststoffspritzgußteil, und mit einer Vielzahl von Ausformungen versehen ist, die zur Aufnahme eines Kontaktelementes 2 vorgesehen sind. Das Kontaktelement 2 ist ein einstückiges Stanzbiegeteil, vorzugsweise aus Kupfer Cu, und besteht aus einem Montagefuß 3 sowie einer im wesentlichen U-förmig verlaufenden Stromschiene 4. Die Stromschiene 4 ist an ihren Außenschenkeln 5 mit einem Leiteranschluß, im Ausführungsbeispiel eine Anschlußklemmfeder 6, insbesondere eine Käfigzugfeder, wie sie beispielsweise in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform aus der EP 0 303 818 B1 bekannt ist, bestückt.

[0018] Das Basisteil 1 ist mit einer Rückwand 8 versehen, die zugleich einen Anschlag für das in das Basisteil 1 eingelegte Kontaktelement 2 bildet. Auf seiner vom Montagefuß 3 abgewandtem Schmalseite ist das Basisteil 1 mit zwei zueinander unter einem stumpfen Winkel α verlaufenden Anschlußflächen 10 versehen, die jeweils eine Durchgangsöffnung 12 für einen in der Figur nicht dargestellten elektrischen Anschlußleiter sowie eine Montageöffnung 14 aufweisen. Durch die schräg zueinander orientierten Anschlußflächen 10 ist die Montage der Anschlußleiter erleichtert.

[0019] Durch die Montageöffnung 14 kann beispielsweise ein Schraubendreher oder ein Stift eingeführt werden, mit dem ein mit einer Ausnehmung 16 zum Einführen des elektrischen Leiters versehenes Klemmteil 18 der Anschlußklemmfeder 6 quer zum Außenschenkel 5 nach außen gedrückt werden kann, so daß diese Ausnehmung 16 mit der Durchgangsöffnung 12 und mit einem im Basisteil angeordneten Aufnahmeraum 17 fluchtet. Die Anschlußklemmfeder 6 umfaßt als Federelement eine Schenkelfeder, deren einer Federschenkel 19 das Klemmteil 18 trägt, und deren anderer Federschenkel 20 am Außenschenkel 5 anliegt, der bei Betätigung des Klemmteiles 18 als Widerlager dient. Da die von der Anschlußklemmfeder 6 ausgeübten Klemmkräfte eine sichere Fixierung des Anschlußleiters gewährleisten müssen, sind auch die zum Öffnen des Klemmteils 18 erforderlichen Kräfte hoch, so daß auch auf den als Widerlager dienenden Außenschenkel 5 relativ hohe Biegemomente wirken.

[0020] Am Basisteil 1 ist eine Rastnase 22 angeformt, der zur Aufnahme einer entsprechenden L-förmigen Ausformung einer in der Figur nicht dargestellten Tragschiene vorgesehen ist.

[0021] Der Montagefuß 3 umfaßt zwei zueinander parallele Seitenwände 24, 26, die auf der der Rastnase 22 gegenüberliegenden Seite jeweils mit einem Haken 28 versehen sind. An einer der beiden Seitenwände 24, 26 ist auf der der Rastnase 22 zugewandten Seite ein als Gegenlager für die Tragschiene dienender Vorsprung 30 ausgeformt.

[0022] In den Seitenwänden des Montagefußes 3 sind außerdem paarweise einander gegenüberliegend Ausformungen, im Ausführungsbeispiel Ausnehmungen 32 und 34, vorgesehen, die zur Aufnahme einer schulterähnlichen Verbreiterung 36 eines zwischen die Seitenwände 24, 26 des Montagefußes 3 eingelegten und in ihm verspannten Federelementes 38, im Ausführungsbeispiel eine L-förmige Schenkelfeder, dienen.

[0023] Ein Deckel 40 verschließt das auf einer Flachseite offene Basisteil 1 zumindest im Bereich der beiden Aufnahmeräume 17, nachdem das mit Anschlußklemmfeder 6 und Federelement 38 versehene Kontaktelement 2 in das Basisteil 1 eingelegt ist.

[0024] Hierzu weist der Deckel jeweils mit Zapfen 42 versehene Laschen 44 auf, die über die Anschlußflächen 10 geschoben sind, so daß die Zapfen 42 in dort angeordnete Vertiefungen 46 einrasten. Auf der Innenseite des Deckels 40 sind weitere in dieser Darstellung nicht sichtbare Montagezapfen angeordnet, die in im Basisteil 1 auf der der Rückwand 8 gegenüberliegenden Flachseite angeordnete Bohrungen 48 eingeführt sind und den Deckel 40 gegen Verschieben oder Verdrehen sichern.

[0025] Der Deckel 40 ist einstückig als Kunststoffspritzgußteil ausgeführt, wobei der Deckel 40 grün oder gelb eingefärbt sind, so daß bei entsprechend gelb bzw. grün eingefärbtem Basisteil 1 eine grün-gelbe Markierung im Bereich der Anschluß- oder Kontakteinführöffnungen 12 gebildet ist, die signalisiert, daß die Schutzleiterklemme tatsächlich die als Schutzleiter-Sammelschiene dienende Tragschiene kontaktiert.

[0026] Gemäß Fig.2 ist zu erkennen, daß das Federelement 38 eine L-förmige Schenkelfeder ist, deren beide Schenkel 50 und 52 mit ihren an den freien Enden jeweils angeordneten Verbreiterungen 36 im Montagefuß 3 verspannt sind. Der lange Schenkel 50 ist in seiner entlasteten Ausgangsposition derart gegenüber dem vom Haken 28 gebildeten Hintergriff 54 angeordnet, daß der lange Schenkel 50 beim Aufschieben des Montagefußes 3 auf die L-förmige Ausformung der Tragschiene 56 im wesentlichen als reine Biegefeder wirkt, den Montagefuß 3 sicher an der Tragschiene 56 fixiert und zugleich für einen guten elektrischen Kontakt sorgt. Der lange Schenkel 50 verläuft dabei schräg zur Bewegungsrichtung des Montagefußes 3 beim Aufschieben auf die Tragschiene 56, so daß ein leichtes Einführen der Tragschiene 56 in den vom Haken 28 gebildeten Hintergriff 54 möglich ist.

[0027] In Fig.3 ist das zur Herstellung des Kontaktelementes 2 vorgesehene Stanzteil im ungebogenen Zustand dargestellt. In der Figur ist zu erkennen, daß die Stromschiene 4 des Kontaktelementes 2 eine im wesentlichen rechteckige Grundplatte 60 umfaßt. Die Seitenränder dieser Grundplatte 60 bilden die Übergangs- oder Verbindungstege 62 und 64 zu den beiden Seitenwänden 24, 26 des Montagefußes 3 bzw. zu den beiden Außenschenkeln 5 der Stromschiene 4. Diese Verbindungsstege 62 und 64 fallen mit den Biegestellen beim fertiggestellten, d. h. gebogenen Kontaktelement 2 zusammen. Die Verbindungsstege 62 sind in der Mitte jeweils mit einer Ausnehmung 65 versehen, um eine in der Mitte der Grundplatte 60 vorhandene Gewindebohrung 66 beim Abbiegen der Seitenwände 24,26 des Montagefußes 3 nicht zu deformieren, so daß zu jeder Seitenwand 24, 26 des Montagefußes jeweils zwei Verbindungsstege 62 entstehen. Diese zwei Verbindungsstege 62 haben zusammen den annähernd gleichen Querschnitt wie jeder der Verbindungsstege 64 sowie der freie Bereich, d.h. der Außenschenkel 5, der Stromschiene 4. Bei einem Kurzschluß fließt in einem der Außenschenkel (5) ein hoher Kurzschlußstrom I, wie er durch Pfeile angedeutet ist. Dieser Kurzschlußstrom I fließt im wesentlichen über die einander gegenüberliegenden Verbindungsstege 62 auf die beiden Seitenwände 24, 26 des Montagefußes ab. Da zwei Verbindungsstege 62 etwa den gleichen Querschnitt haben wie der Verbindungssteg 64 und der Außenschenkel 5, ist sichergestellt, daß die in einer der Stromschienen 4 bei einem Kurzschluß vorliegende Stromdichte bei Übergang auf die Seitenwände 24, 26 des Montagefußes 3, d.h. somit insgesamt innerhalb des Kontaktelements, weitgehend konstant bleibt, und dadurch keine örtliche Überhitzung stattfindet.

[0028] In Fig.4 ist der Deckel 40 in Blickrichtung auf seine Innenseite dargestellt, so daß die zum Einführen in die Bohrungen 48 (Fig.2) vorgesehenen Montagezapfen 70 erkennbar sind. Des weiteren ist auf der Innenseite des Deckels 40 jeweils im Bereich des zur Aufnahme des abisolierten Anschlußleiterteils vorgesehenen Aufnahmeraumes 17 eine Wange 72 vorgesehen, die bei montiertem Deckel 40 als Widerlager für den Außenschenkel 5 dient, wenn der am Außenschenkel 5 anliegende Federschenkel 20 bei der Betätigung des Klemmteils 18 eine quer zum Außenschenkel 5 gerichtete Kraft ausübt.

[0029] In Fig.5 ist deutlich zu erkennen, wie das aus einer L-förmigen Schenkelfeder bestehende Federelement 38 zwischen den Seitenwänden 24,26 des Montagefußes 3 angeordnet ist. Die T-förmigen Verbreiterungen 36 an den freien Enden der Schenke 50 und 52 sind dabei in Ausnehmungen 32 und 34 der Seitenwände 24,26 eingelegt, so daß sich das Federelement 38 unverlierbar im Montagefuß verspannt. Der lange Schenkel 50 ist dem vom Haken 28 gebildeten Hintergriff 54 vorgelagert, so daß ein Einführen des Längsrandes der Tragschiene 56 (Fig.2) nur gegen die Federwirkung des als reine Biegefeder wirkenden langen Schenkels 50 möglich ist. Da es zur sicheren Fixierung des Montagefußes 3 auf der Tragschiene 56 (Fig.2) nur auf die Federwirkung des langen Schenkels 50 ankommt, kann in einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung das Federelement 38 grundsätzlich auch nur aus einer einschenkeligen, geraden Biegefeder aufgebaut sein.

Bezugszeichenliste

[0030] 

1

Basisteil

2

Kontaktelement

3

Montagefuß

4

Stromschiene

5

Außenschenkel

6

Anschlußklemmfeder

8

Rückwand

10

Anschlußflächen

12

Anschlußöffnung

14

Montageöffnung

16

Ausnehmung

17

Aufnahmeraum

18

Klemmteil

19

Federschenkel

20

Federschenkel

22

Rastnase

24,26

Seitenwand

28

Haken

30

Vorsprung

32,34

Ausformung

36

Verbreiterung

38

Federelement

40

Deckel

42

Zapfen

44

Lasche

46

Vertiefung

48

Bohrung

50

langer Schenkel

52

kurzer Schenkel

54

Hintergriff

56

Tragschiene

60

Grundplatte

62

Verbindungssteg

64

Verbindungssteg

65a

Ausnehmung

65b

Gewindebohrung

66

Pfeil

70

Befestigungszapfen

72

Wange

α

Winkel

Ansprüche

1. Schutzleiterklemme mit einem Montagefuß (3) zu ihrer Montage auf einer Tragschiene (56) und mit einer elektrisch leitend mit dem Montagefuß (3) verbundenen und mit wenigstens einem Leiteranschluß (6) bestückten Stromschiene (4), wo bei der Montagefuß (3) Ausformungen zum Aufnehmen eines Federelementes (38) zum Verspannen des Montagefußes (3) in der Tragschiene (56) enthält,
   gekennzeichnet dadurch, daß
die Ausformungen durch Ausnehmungen (32,34) in zwei zueinander parallelen Seitenwänden (24,26) des Montagefußes (3) gebildet sind, und das Federelement (38) aus einem Federblech besteht, das zwischen die Seitenwände (24,26) eingelegt ist.

2. Schutzleiterklemme nach Anspruch 1, bei der das Federelement (38) mit seitlichen Schultern (36) versehen ist, die in die Ausnehmungen (32,34) hineinragen und das Federblech fixieren.

3. Schutzleiterklemme nach Anspruch 2, bei der das Federblech an seinen freien Enden in Draufsicht auf seine Flachseite jeweils T-förmig ausgeformt ist.

4. Schutzleiterklemme nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei der als Federelement (38) eine Schenkelfeder vorgesehen ist, deren beide Schenkel (50,52) im Montagefuß (3) verspannt sind.

5. Schutzleiterklemme nach Anspruch 4, bei der eine L-förmige Schenkelfeder vorgesehen ist.

6. Schutzleiterklemme nach Anspruch 5, bei der der lange Schenkel (50) der Schenkelfeder im Montagefuß (3) derart angeordnet ist, daß er bei einer in einen Haken (28) in der Seitenwand des Montagefußes (3) eingeführten Tragschiene (56) federnd zwischen Tragschiene (56) und Montagefuß verspannt ist.

7. Schutzleiterklemme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der Montagefuß (3) und Stromschiene (4) ein einstückiges Kontaktelement (2) bilden.

8. Schutzleiterklemme nach Anspruch 7, bei der das einstückige Kontaktelement (2) ein Stanzbiegeteil ist.

9. Schutzleiterklemme nach Anspruch 7 oder 8, bei der der Querschnitt der Biegestellen (62,64) des Kontaktelementes (2) am Übergang von der Stromschiene (4) zu einer Seitenwand (24,26) des Montagefußes (3) etwa annähernd dem Querschnitt der Stromschiene (4) in ihrem freien Bereich entspricht.

10. Schutzleiterklemme nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei der das Kontaktelement (2) aus Kupfer Cu besteht.

11. Schutzleiterklemme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Gehäuse, das ein Basisteil (1) mit einer Rückwand (8) und mit Ausformungen zur Aufnahme des Kontaktelementes (2) sowie einen auf das Basisteil (1) aufsetzbaren Deckel (40) umfaßt, der das Basisteil (1) an seiner der Rückwand (8) gegenüberliegenden Seite zumindest im Bereich des Leiteranschlusses verschließt.

12. Schutzleiterklemme nach Anspruch 11, bei der eine U-förmige Stromschiene (4) vorgesehen ist, an deren Außenschenkel (5) jeweils eine Anschlußklemmfeder (6) angeordnet ist, die mit einem Federschenkel (20) am Außenschenkel (5) anliegt, wobei der Deckel (40) an seiner Innenseite im Bereich der Außenschenkel (5) jeweils mit einer Wange (72) zum Stützen des Außenschenkels (5) gegen die von dem Federschenkel (20) bei Betätigung der Anschlußklemmfeder (6) ausgeübte Kraft versehen ist.

Zeichnung