Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung einer Stromverteilungskomponente und eines elektrischen Abgriffs mit einer Überstromschutzeinrichtung. Bei der Stromverteilungskomponente handelt es sich insbesondere um eine Stromverteilungskomponente in Niederspannungsnetzen. Die Stromverteilungskomponente ist als schaltbare oder nicht-schaltbare Leiste ausgebildet. Bei der Stromverteilungskomponente handelt es sich vorzugsweise um eine Schalteinrichtung, bevorzugt eine Schaltleiste, insbesondere eine Lastschaltleiste, beispielsweise eine Niederspannungs-Hochleistungs (NH)-Lastschaltleiste.
Derartige Lastschaltleisten sind beispielsweise aus der
Heutzutage gibt es den wachsenden Trend, den Energieverbrauch von Benutzern und Verbrauchern zu kontrollieren und insbesondere die an einem stromführenden Bauteil einer Stromverteilungskomponente anliegende Spannung zu messen bzw. zu kontrollieren, um das Stromnetz zu überwachen, zu steuern und zu regeln. Zudem wird von heutigen Stromverteilungsnetzen eine hohe Flexibilität hinsichtlich der Einspeisung von elektrischer Energie und der Entnahme von elektrischer Energie gefordert wird, beispielsweise aufgrund von Leistungsschwankungen bei sogenannten erneuerbaren Energien in Form von beispielsweise stromproduzierenden Windenergieanlagen, Windparks, Gezeitenkraftwerken und Solarparks oder kleineren Solaranlagen von Privathaushalten. Vorzugsweise erfolgt das Messen bzw. die Überwachung im Dauerbetrieb.
Zu den vorgenannten Zwecken müssen die Spannungs- und/oder Stromwerte bekannt sein, die an einem stromführenden Bauteil, insbesondere an einem stromführenden Bauteil einer Stromverteilungskomponente, anliegen.
Zu diesem Zweck wird ein elektrischer Abgriff benötigt, zum Abgreifen einer an einem stromführenden Bauteil anliegenden Spannung zwecks Messen der an dem stromführenden Bauteil anliegenden elektrischen Spannung. Des Weiteren kann ein derartiger elektrischer Abgriff zusätzlich oder alternativ dazu dienen, ein elektronisches Bauteil, wie beispielsweise eine Mess- und/oder Auswerteelektronik, mit Strom zu versorgen. Diese Mess- und/oder Auswerteelektronik kann beispielsweise dazu dienen, die an dem stromführenden Bauteil anliegende Spannung zu messen, aufzuzeichnen, weiterzuverarbeiten und/oder auszuwerten sowie die entsprechenden Messwerte bzw. Messergebnisse weiterzuleiten, beispielsweise über ein Netzwerk, insbesondere über ein Drahtlosnetzwerk.
Um beispielsweise die mit dem elektrischen Abgriff verbundenen elektronischen Bauteile vor einem Überstrom zu schützen, ist es notwendig, die nachfolgenden elektronischen Bauteile gegen einen Überstrom abzusichern. Dies erfolgt üblicherweise mittels separater elektrischer Sicherungen.
Des Weiteren besteht insbesondere im Bereich von Stromverteilungskomponenten die Notwendigkeit, den elektrischen Abgriff derart abzusichern, dass, im Falle eines an dem elektrischen Abgriff anliegenden Überstroms, im Bereich des elektrischen Abgriffs kein Lichtbogen entsteht, da ein an dem Abgriff auftretender Lichtbogen zwischen freiliegenden, stromführenden Bauteilen der Stromverteilungskomponente einen Störlichtbogen induzieren kann, welcher zu einer Beschädigung der freiliegenden stromführenden Bauteile, der Stromverteilungskomponente als solche oder gar einer Gefährdung von Personen oder benachbarter Gegenstände führen kann.
Ein elektrischer Abgriff mit einer Überstromschutzeinrichtung ist aus der
Dieser elektrische Abgriff weist eine Überstromschutzeinrichtung in Form einer separaten elektrischen Sicherung auf, die in ein Gehäuse des elektrischen Abgriffs einbringbar ist, wobei die elektrische Sicherung eine elektrische Verbindung zwischen einem Eingangskontakt und einem Ausgangskontakt herstellt.
Der elektrischen Sicherung kommt dabei die Aufgabe zu, ein mit dem Ausgangskontakt verbundenes elektronisches Bauteil vor einem Überstrom zu schützen. Ferner offenbart die
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen elektrischen Abgriff mit einer Überstromschutzeinrichtung derart weiterzubilden, dass dieser besonders einfach und kostengünstig zu fertigen ist und bei einem an dem elektrischen Abgriff auftretenden Überstrom einen mit dem Ausgangskontakt verbundenen elektrischen Stromkreis zuverlässig unterbricht und das Auftreten eines Störlichtbogens zuverlässig verhindert. Des Weiteren ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung einer Stromverteilungskomponente und eines elektrischen Abgriffs anzugeben.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Anordnung, welche die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweist.
Der elektrische Abgriff mit einer Überstromschutzeinrichtung dient dem Abgreifen einer an einem stromführenden Bauteil anliegenden Spannung zwecks Messens der an dem stromführenden Bauteil anliegenden elektrischen Spannung und/oder zwecks Stromversorgung eines elektrischen Bauteils. Bei dem elektrischen Bauteil kann es sich beispielsweise um eine Mess- und/oder Auswerteelektronik handeln. Bei dem stromführenden Bauteil handelt es sich um einen stromführenden Kontakt einer Stromverteilungskomponente, insbesondere um einen stromführenden Kontakt einer Lastschaltleiste. Der stromführende Kontakt dient der der Aufnahme einer elektrischen Sicherung, insbesondere einer NH-Sicherung bzw. eines NH-Sicherungseinsatzes. Der Kontakt kann aber durchaus auch der Aufnahme eines Trennmessers dienen.
Bei dem stromführenden Bauteil, dem stromführenden Kontakt insbesondere NH-Kontakt, handelt es sich um ein freiliegendes stromführendes Bauteil. Unter dem Begriff "freiliegend" wird vorliegend verstanden, dass das stromführende Bauteil eine freiliegende, leitende Fläche aufweist, folglich eine Fläche, die gegen die Umgebung nicht dicht abgeschlossen ist, insbesondere gegen die Umgebung nicht hermetisch abgedichtet ist, sodass die potenzielle Gefahr eines an dem freiliegenden, stromführenden Bauteil auftretenden Funkenüberschlags oder Lichtbogens besteht.
Bei dem elektrischen Abgriff ist vorgesehen, dass dieser eine Leiterplatte aufweist, wobei die Leiterplatte einen Eingangskontakt zum Kontaktieren des stromführenden Bauteils, und einen Ausgangskontakt aufweist. Der Eingangskontakt ist mit dem stromführenden Bauteil elektrisch verbindbar. Die Leiterplatte weist eine Leiterbahn auf, wobei der Eingangskontakt und der Ausgangskontakt mittels der Leiterbahn miteinander elektrisch verbunden sind, wobei zumindest ein Teilabschnitt der Leiterbahn die Überstromschutzeinrichtung bildet. Zumindest dieser Teilabschnitt der Leiterbahn ist dabei hermetisch abgedichtet.
Bei der erfindungsgemäßen Anordnung ist es somit nicht notwendig, eine separate elektrische Sicherung, beispielsweise in Form einer SMD (Surface-Mounted-Device)-Sicherung vorzusehen. Vielmehr ist die Überstromschutzeinrichtung durch die Leiterbahn der Leiterplatte selbst gebildet, sodass bei einem auftretenden Überstrom ein Teilabschnitt der Leiterbahn bricht bzw. zerstört wird und somit den Stromkreis unterbricht. Dadurch, dass zumindest dieser Teilabschnitt der Leiterbahn, welcher die Überstromschutzeinrichtung bildet, hermetisch abgedichtet ist, wird verhindert, dass bei einem auftretenden Überstrom und einer damit einhergehenden Zerstörung der Leiterbahn im Bereich der Zerstörungsstelle ein Lichtbogen auftritt bzw. der ggf. auftretende Lichtbogen quasi in dem elektrischen Abgriff gekapselt ist, sodass der Lichtbogen keinen Einfluss auf die Umgebung des elektrischen Abgriffs nehmen kann. Dadurch wird gewährleistet, dass im Falle eines an dem elektrischen Abgriff auftretenden Überstroms ein Lichtbogen verhindert wird oder zumindest ein ggf. auftretender Lichtbogen keinen Einfluss auf umliegenden Bauteile nehmen kann, insbesondere keinen Störlichtbogen an dem stromführenden Bauteil und einem weiteren stromführenden Bauteil induzieren kann.
Bei der erfindungsgemäßen Anordnung ist es somit nicht notwendig, eine separate Sicherung einzubringen, beispielsweise eine solche auf die Leiterplatte aufzulöten, oder besondere Aufnahmen für eine auswechselbare Sicherung vorzusehen. Infolge dessen ist die erfindungsgemäße Anordnung besonders einfach gestaltet und insbesondere kostengünstig zu fertigen. Beispielsweise kann die Leiterplatte als gedruckte Leiterplatte ausgebildet sein.
Die Leiterplatte kann durchaus als flexible Leiterplatte ausgebildet sein, beispielsweise als Folienleiterplatte.
Vorzugsweise ist die Leiterplatte als starre Leiterplatte ausgebildet.
Dadurch, dass der Abgriff keine separate Sicherung benötigt bzw. aufweist, zeichnet sich der Abgriff zudem durch eine besonders platzsparende Gestaltung aus, sodass hinsichtlich der Anordnung eines derartigen elektrischen Abgriffs nur ein besonders geringer Bauraum benötigt wird. Aufgrund des besonders geringen Platzbedarfs für den elektrischen Abgriff können insbesondere bereits bestehende Stromverteilungskomponenten in einfacher Art und Weise mit einem elektrischen Abgriff ausgestattet werden können.
Im Falle eines Überstroms und einer damit einhergehenden Zerstörung der Leiterbahn kann beispielsweise der gesamte elektrische Abgriff ausgetauscht werden. Vorzugweise werden die mit dem elektrischen Abgriff elektrisch verbundenen Bauteile weiter verwendet, sodass im Falle eines Überstroms lediglich der elektrische Abgriff auszutauschen ist. Somit kann im Falle eines Überstroms einfach und kostengünstig die volle Funktionalität wiederhergestellt werden.
Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn die gesamte Leiterbahn hermetisch abgedichtet ist. Dadurch ist ein besonders guter Schutz gewährleistet.
Vorzugsweise bildet die gesamte Leiterbahn die Überstromschutzeinrichtung, wobei die gesamte Leiterbahn hermetisch abgedichtet ist.
Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn die Leiterplatte eine Grundplatte mit daran haftender Leiterbahn aufweist, wobei der Teilabschnitt, insbesondere die gesamte Leiterbahn, zwischen der Grundplatte und einer mit der Leiterplatte, insbesondere mit der Grundplatte, verbundenen Abdeckschicht ausgebildet ist.
Bei der Abdeckschicht kann es sich beispielsweise um einen Lack oder um eine weitere Platte, insbesondere um eine weitere Platte in Art der Grundplatte, handeln.
Vorzugsweise ist die Grundplatte und/oder die Abdeckschicht aus einem elektrisch nicht oder schlecht leitenden Material gefertigt. Vorzugsweise ist die Grundplatte bzw. die Abdeckschicht aus einem elektrisch isolierenden Kunststoff, insbesondere aus Polyester oder aus einem faserverstärkten Kunststoff, gefertigt.
Der Eingangskontakt und/oder der Ausgangskontakt sind vorzugsweise als Durchgangskontakte ausgebildet.
Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn der Eingangskontakt und/oder der Ausgangskontakt als Lötflächen, auch Pads genannt, ausgebildet sind oder eine derartige Lötfläche aufweisen.
Die Leiterbahn besteht insbesondere aus einem einzigen Material, das heißt, dass die Leiterbahn über ihre gesamte Erstreckung aus ein und demselben Material gefertigt ist, somit in der Leiterbahn keine Materialinhomogenitäten ausgebildet bzw. vorhanden sind. Vorzugsweise besteht die Leiterbahn aus Kupfer.
Vorzugsweise ist die Leiterplatte mittels eines Ätzverfahrens hergestellt.
Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn ein Bemessungsstrom für den elektrischen Abgriff, konkret für den die Überstromschutzeinrichtung bildenden Teilabschnitt der Leiterbahn bzw. für die gesamte Leiterbahn, zwischen 10 mA und 10 A beträgt.
Insbesondere ist vorgesehen, dass der Bemessungsstrom bei einer Verwendung des elektrischen Abgriffs zwecks Gewinnung eines Messsignals zwischen 10 mA und 10 A beträgt.
Für den Fall, dass der elektrische Abgriff der Stromversorgung eines elektronischen Bauteils dient, wird es als besonders vorteilhaft angesehen, wenn der Bemessungsstrom zwischen 1 mA und 200 mA, vorzugsweise zwischen 10 mA und 50 mA beträgt.
Vorzugsweise ist der elektrische Abgriff derart gestaltet, dass er bei Wechselspannungen von 200 V bis 1500 V, insbesondere 300 V bis 1000 V, vorzugsweise 400 V bis 800 V, besonders bevorzugt 450 V bis 750 V, besonders bevorzugt zwischen 550 V und 700 V, besonders bevorzugt zwischen 650 V bis 700 V Verwendung finden kann.
Es ist aber auch durchaus denkbar, den elektrischen Abgriff bei Gleichspannung zu verwenden, wobei in diesem Fall der bevorzugte Spannungsbereich 200 V bis 450 V beträgt.
Bevorzugt findet der elektrische Abgriff bei Stromverteilungskomponenten Verwendung, insbesondere bei Hauptverteilungen in Niederspannungsnetzen.
Vorzugsweise findet der elektrische Abgriff bei solchen Hauptstromkreisen Verwendung, deren Bemessungskurzschlussstrom mindestens 50 kA beträgt.
Im Hinblick auf eine besonders einfache und kostengünstige Fertigung wird es als besonders vorteilhaft angesehen, wenn die elektrische Verbindung zwischen dem Eingangskontakt und dem Ausgangskontakt ausschließlich durch die Leiterbahn gebildet ist.
Um den Teilabschnitt der Leiterbahn, der die Überstromschutzeinrichtung bildet, hinsichtlich seiner Verortung auf der Leiterplatte einzuschränken bzw. festzulegen, wird es als besonders vorteilhaft angesehen, wenn die Leiterbahn in einem Bereich zwischen dem Eingangskontakt und dem Ausgangskontakt einen Verengungsabschnitt mit einem gegenüber an den Verengungsabschnitt angrenzenden Abschnitten der Leiterbahn verringerten Querschnitt aufweist, wobei der Verengungsabschnitt die Überstromschutzeinrichtung bildet, wobei der Verengungsabschnitt hermetisch abgedichtet ist.
In diesem Zusammenhang wird es als besonders vorteilhaft angesehen, wenn die Leiterbahn mehrere hermetisch abgedichtete Verengungsabschnitte aufweist. Überraschenderweise hat sich ergeben, dass bei einem anliegenden Überstrom die Leiterbahn bei Vorliegen von mehreren Verengungsabschnitten nicht etwa nur an einem der Verengungsabschnitte zerstört wird, sondern vielmehr eine Zerstörung an mehreren oder sogar allen Verengungsabschnitten auftritt. Das Vorsehen von mehreren Verengungsabschnitten hat den Vorteil, dass die an den jeweils zerstörten Verengungsabschnitt bei der Zerstörung auftretenden Kräfte bzw. Energien geringer sind als bei der Zerstörung nur eines einzigen Verengungsabschnitts bzw. Teilabschnitts der Leiterbahn. Somit kann durch Vorsehen von mehreren Verengungsabschnitten die bei einem Überstrom an dem jeweiligen Verengungsabschnitt auftretende Energie bzw. auftretenden Kräfte verringert werden, sodass das Material der Leiterplatte bzw. Grundplatte und der Abdeckschicht eine geringere mechanische Widerstandskraft, insbesondere eine geringere Stärke aufweisen kann, als dies bei nur einem Verengungsabschnitt oder garkeinem Verengungsabschnitt notwendig ist, was sich vorteilhaft auf die Material- und Fertigungskosten auswirkt.
Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn ein minimaler Querschnitt des Verengungsabschnitts 30% bis 90%, insbesondere 50% bis 90%, besonders bevorzugt 70% bis 90% eines maximalen Querschnitts der Leiterbahn beträgt. Es ist aber auch ein minimaler Querschnitt des Verengungsabschnitts von lediglich bis zu 30% oder 70% des maximalen Querschnitts der Leiterbahn denkbar.
Vorzugsweise ist die Leiterplatte als Multilayerplatte ausgebildet, wobei zumindest der die Überstromschutzeinrichtung bildende Teilabschnitt, insbesondere die gesamte Leiterbahn, zwischen den zumindest zwei inneren Layern ausgebildet ist. Somit handelt es sich bei der Leiterplatte um eine Multilayer-Leiterplatte. Durch die zwei inneren Layer ist der die Überstromschutzeinrichtung bildende Teilabschnitt bzw. die gesamte Leiterbahn hermetisch gegen die Umgebung abgedichtet.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass der elektrische Abgriff eine Verbindungseinrichtung aufweist, wobei die Verbindungseinrichtung mit dem Eingangskontakt elektrisch verbunden ist, wobei mittels der Verbindungseinrichtung eine, vorzugsweise lösbare, elektrische Verbindung mit dem Eingangskontakt herstellbar ist, oder wobei die Verbindungseinrichtung mit dem Ausgangskontakt elektrisch verbunden ist, wobei mittels der Verbindungseinrichtung eine, vorzugsweise lösbare, elektrische Verbindung mit dem Ausgangskontakt herstellbar ist. Diese Ausführungsform erleichtert dem Verwender die Herstellung einer elektrischen Verbindung mit dem Eingangskontakt bzw. dem Ausgangskontakt des elektrischen Abgriffs, beispielsweise um eine Mess- oder Auswerteelektronik mit dem Ausgangskontakt zu verbinden. Zudem kann im Falle eines auftretenden Überstroms und einer damit einhergehenden Zerstörung der Leiterbahn, bei einer Verbindungseinrichtung mittels der eine lösbare elektrische Verbindung herstellbar ist, der gesamte elektrische Abgriff mit geringem Aufwand ausgetauscht werden, da die elektrische Verbindung mit dem oder den weiteren Bauteilen, beispielsweise Verbindungskabeln, mittels der Verbindungseinrichtung lösbar ausgestaltet ist, sodass die elektrische Verbindung zwischen dem unbrauchbaren elektrischen Abgriff und dem weiteren Bauteil leicht zu lösen und die elektrische Verbindung mit dem neuen elektrischen Abgriff und dem weiteren Bauteil leicht herzustellen ist. So muss bei einem auftretenden Überstrom insbesondere lediglich der betroffene elektrische Abgriff ausgetauscht werden und ein mittels der Verbindungseinrichtung mit dem betroffenen elektrischen Abgriff elektrisch verbundenes Bauteil, insbesondere eine Verkabelung, braucht nicht ausgetauscht zu werden, sondern kann weiterverwendet werden.
Die Verbindungseinrichtung kann durchaus unbeweglich bezüglich der Leiterplatte ausgebildet sein.
Vorzugsweise ist die Verbindungseinrichtung mittels eines flexiblen Kabels oder eines flexiblen Leiters mit dem Eingangskontakt oder dem Ausgangskontakt elektrisch verbunden. Dadurch wird das Herstellen einer elektrischen Verbindung erleichtert.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Verbindungseinrichtung unlösbar mit dem Eingangskontakt oder dem Ausgangskontakt verbunden ist, vorzugsweise die Verbindungseinrichtung oder ein mit der Verbindungseinrichtung verbundenes Kabel mit dem Eingangskontakt oder dem Ausgangskontakt verlötet ist.
Vorzugsweise ist die Verbindungseinrichtung als Klemme zur Aufnahme eines elektrischen Kabels und/oder eines elektrischen Leiters ausgebildet. Diese Ausführungsform erleichtert dem Verwender die Herstellung einer elektrischen Verbindung mit dem Eingangskontakt bzw. dem Ausgangskontakt des elektrischen Abgriffs. Die Klemme kann beispielsweise als Schraubklemme, Federkraftklemme oder Schneidklemme ausgebildet sein. Insbesondere ist die Klemme mit der Leiterplatte, vorzugsweise einem Pad der Leiterplatte, verlötet.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Verbindungseinrichtung mit einer zu der Verbindungseinrichtung korrespondierenden Gegeneinrichtung lösbar verbindbar, zur Herstellung einer lösbaren, elektrischen Verbindung.
Vorzugsweise ist die Verbindungseinrichtung als Buchse oder als Stecker zum Einstecken eines korrespondierenden Steckers bzw. zum Einstecken in eine korrespondierende Buchse ausgebildet.
Es ist vorgesehen, dass der elektrische Abgriff einen Federkontakt zum Kontaktieren des stromführenden Bauteils aufweist, wobei der Federkontakt mit dem Eingangskontakt elektrisch verbunden ist. Vorzugsweise ist der Federkontakt fest mit der Leiterplatte verbunden, insbesondere mit der Leiterplatte verlötet. Diese Gestaltung des elektrischen Abgriffs wird hinsichtlich einer Anordnung des elektrischen Abgriffs an dem stromführenden Bauteil bzw. eine das stromführende Bauteil aufweisenden elektrischen Komponente als besonders vorteilhaft angesehen, da zwecks Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen dem stromführenden Bauteil und dem elektrischen Abgriff lediglich der Federkontakt einen freiliegenden Abschnitt des stromführenden Bauteils mechanisch kontaktieren muss, sodass die Herstellung der elektrischen Verbindung besonders einfach ist. So kann der elektrische Abgriff beispielsweise benachbart des stromführenden Bauteils in eine Stromverteilungskomponente bzw. eine elektrische Komponente derart eingesteckt oder eingeführt werden, dass beim Einführen bzw. Einstecken der Federkontakt an einen freiliegenden Abschnitt des stromführenden Bauteils zur Anlage kommt. Dabei ist es durchaus denkbar, dass der elektrische Abgriff auf das stromführende Bauteil, beispielsweise einen elektrischen Kontakt einer Lastschaltleiste aufgeschoben wird.
Des Weiteren ist ein Federkontakt besonders kostengünstig und einfach herstellbar und mit dem Eingangskontakt des elektrischen Abgriffs verbindbar, beispielsweise mittels Auflöten.
Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn der Federkontakt durch ein gebogenes Band oder einen gebogenen Streifen eines federnden, elektrisch leitenden Materials, insbesondere durch ein Metall oder eine Metalllegierung, gebildet ist.
Besonders bevorzugt weist der Federkontakt einen ersten Schenkel und einen zweiten Schenkel auf, wobei der erste Schenkel mit dem Eingangskontakt verbunden ist und der zweite Schenkel als freier Schenkel ausgebildet ist, wobei der zweite freie Schenkel der Kontaktierung des stromführenden Bauteils dient.
Bezüglich eines elektrischen Abgriffs mit einem Federkontakt wird es als besonders vorteilhaft angesehen, wenn der Federkontakt einen ersten Schenkel und einen zweiten Schenkel aufweist, wobei der erste Schenkel mit dem Eingangskontakt verbunden ist und der zweite Schenkel als freier Schenkel ausgebildet ist, insofern frei beweglich ist, wobei sich der zweite freie Schenkel an der Leiterplatte mechanisch abstützt, wobei zwischen den beiden Schenkeln ein Kontaktierungsabschnitt ausgebildet ist, wobei der Kontaktierungsabschnitt beabstandet zu der Leiterplatte angeordnet ist.
Vorzugsweise ist der Ausgangskontakt auf einer dem Eingangskontakt abgewandten Seite der Leiterplatte ausgebildet und/oder der Ausgangskontakt ist von einer dem Federkontakt abgewandten Seite der Leiterplatte aus zugänglich.
Bei der Leiterplatte handelt es sich insbesondere um eine ebene Leiterplatte.
Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn die Leiterplatte eine Aussparung zur Anordnung des stromführenden Bauteils aufweist, insbesondere der Federkontakt benachbart der Aussparung angeordnet ist. Die Aussparung ist insbesondere als von der Leiterplatte umschlossene Durchgangsöffnung ausgebildet. Eine derartige Gestaltung der Leiterplatte ermöglicht es, die Leiterplatte bezüglich des stromführenden Bauteils mechanisch besonders stabil zu lagern und den elektrischen Abgriff, insbesondere den Teilabschnitt der Leiterbahn, vorzugsweise die gesamte Leiterbahn, besonders nah an dem stromführenden Bauteil zu positionieren.
Vorzugsweise weist der elektrische Abgriff eine Befestigungsstruktur auf, wobei der elektrische Abgriff an dem stromführenden Bauteil oder an einer das stromführende Bauteil aufweisenden Komponente, beispielsweise einer Lastschaltleiste, insbesondre einem Gehäuse, befestigbar ist, wobei das stromführende Bauteil oder die Komponente eine zu der Befestigungsstruktur korrespondierende Gegenbefestigungsstruktur aufweist. Diese Ausführungsform des elektrischen Abgriffs ermöglicht ein besonders einfaches Anbringen des elektrischen Abgriffs an dem stromführenden Bauteil oder an einer das stromführende Bauteil aufweisenden Komponente. Durch das Ineinandergreifen der Befestigungsstruktur und der Gegenbefestigungsstruktur ist der elektrische Abgriff besonders stabil bezüglich des stromführenden Bauteils gelagert. Dadurch ist zum einen die mechanische Stabilität einer derartigen Anordnung von elektrischem Abgriff und stromführendem Bauteil gewährleistet. Zum anderen ist auch die Montage vereinfacht, da der elektrische Abgriff bei Erreichen der richtigen Position in dieser Position gehalten wird.
Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn der elektrische Abgriff an einer Abdeckung zum Abdecken des stromführenden Bauteils, insbesondere eines freiliegenden Kontakts, oder an einem das stromführende Bauteil aufweisenden Trägerteil befestigbar ist, wobei die Abdeckung bzw. das Trägerteil die zu der Befestigungsstruktur korrespondierende Gegenbefestigungsstruktur aufweist.
Der elektrische Abgriff ist vorzugsweise zusammen mit dem stromführenden Bauteil in einem Abdeckraum der Abdeckung angeordnet. Dies ist besonders platzsparend. Zudem wird keine separate Abdeckung benötigt. Und die Abdeckung bietet einen zusätzlichen mechanischen und elektrischen Schutz.
Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn die Leiterplatte die Befestigungsstruktur aufweist, insbesondere ein Teilbereich der Leiterplatte die Befestigungsstruktur bildet. Die Befestigungsstruktur ist insbesondere als Vorsprung und die Gegenbefestigungsstruktur als Rücksprung oder Aussparung ausgeführt oder umgekehrt, die Befestigungsstruktur als Rücksprung oder Aussparung und die Gegenbefestigungsstruktur als Vorsprung ausgebildet.
Insbesondere ist vorgesehen, dass die Befestigungsstruktur und die Gegenbefestigungsstruktur als Klipsverbindung ausgebildet sind.
Aufgrund des besonders geringen Platzbedarfs des elektrischen Abgriffs können insbesondere bereits bestehende Stromverteilungskomponenten in einfacher Art und Weise mit einem elektrischen Abgriff ausgestattet werden, um zu der erfindungsgemäßen Anordnung zu gelangen.
Die Stromverteilungskomponente ist als schaltbare oder nicht-schaltbare Leiste, insbesondere als Lastschaltleiste, besonders bevorzugt als NH-Lastschaltleiste ausgebildet.
Insbesondere ist vorgesehen, dass die Lastschaltleiste mehrere Kontakte aufweist, wobei der jeweilige Kontakt einen ersten Abschnitt zur Aufnahme der elektrischen Sicherung oder zur Aufnahme des Trennmessers aufweist und wobei der jeweilige Kontakt einen mit einem elektrischen Zugang oder elektrischen Abgang der Schaltleiste verbindbaren oder verbundenen zweiten Abschnitt aufweist, wobei der Federkontakt des elektrischen Abgriffs den entsprechenden Kontakt im Bereich des zweiten Abschnitts kontaktiert.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Anordnung ist vorgesehen, dass die Stromverteilungskomponente eine Abdeckung, zum Abdecken des ersten Kontakts und/oder des zweiten Kontakts aufweist, wobei die Abdeckung mit einem die Kontakte aufweisenden Trägerteil der Stromverteilungskomponente verbindbar ist, insbesondere die Abdeckung in das Trägerteil einsteckbar ist, wobei der elektrische Abgriff eine Befestigungsstruktur und die Abdeckung eine zu der Befestigungsstruktur korrespondierende Gegenbefestigungsstruktur aufweist, wobei der elektrische Abgriff an der Abdeckung befestigt ist. Diese Gestaltung der Anordnung ist hinsichtlich einer Montage oder eines Nachrüstens einer bereits bestehenden Stromverteilungskomponente als besonders vorteilhaft anzusehen, da die von dem Trägerteil getrennte Abdeckung besonders einfach mit dem elektrischen Abgriff oder mehreren elektrischen Abgriffen versehen werden kann und im Anschluss daran die mit den elektrischen Abgriffen bzw. dem elektrischen Abgriff versehene Abdeckung in das Trägerteil lediglich eingesteckt werden muss, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass ein Federkontakt des elektrischen Abgriffs beim Einstecken der Abdeckung in das Trägerteil mit dem entsprechenden Kontakt der Stromverteilungskomponente in Kontakt kommt.
Bezüglich der Anordnung des elektrischen Abgriffs in der Abdeckung wird es als besonders vorteilhaft angesehen, wenn die Abdeckung eine Abdeckhaube aufweist, zum Abdecken des Kontakts der Stromverteilungskomponente, wobei die Leiterplatte des elektrischen Abgriffs in einem dem Trägerteil zuzuwendenden Bereich der Abdeckhaube angeordnet ist.
Bezüglich der Abdeckhaube wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Abdeckhaube auf der dem Trägerteil zuzuwendenden Seite eine Öffnung zum Einführen des Kontakts aufweist, wobei die Leiterplatte des elektrischen Abgriffs im Bereich der Öffnung angeordnet ist, insbesondere die Leiterplatte eine Aussparung für den Kontakt, insbesondere in Form einer Durchgangsöffnung, aufweist.
Dabei wird es als besonders vorteilhaft angesehen, wenn die Leiterplatte einen Bodenabschnitt der Abdeckhaube bildet.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Leiterplatte eine Aussparung zur Anordnung des ersten stromführenden Bauteils oder des zweiten stromführenden Bauteils aufweist, wobei der elektrische Abgriff einen benachbart der Aussparung angeordneten Federkontakt aufweist, wobei der Federkontakt das erste stromführende Bauteil oder das zweite stromführende Bauteil kontaktiert.
Insbesondere ist der Federkontakt mit dem Eingangskontakt elektrisch verbunden und der Federkontakt ist fest mit der Leiterplatte verbunden. Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn der Federkontakt in einer Draufsicht senkrecht zu einer Erstreckungsrichtung der Leiterplatte in die Aussparung hinein ragt.
Vorzugsweise erstreckt sich die Leiterplatte senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zu einer Aufsteckrichtung der Abdeckung.
In Hinblick auf die Abdeckung wird es als besonders vorteilhaft angesehen, wenn die Abdeckung eine Abdeckhaube und eine Lagerstruktur zur Lagerung der Abdeckhaube aufweist, wobei die Lagerstruktur die Gegenbefestigungsstruktur zum Befestigen des elektrischen Abgriffs aufweist. Die Abdeckung ist vorzugsweise lösbar, mit der Lagerstruktur verbunden bzw. verbindbar, insbesondere in die Lagerstruktur einsteckbar. Die Lagerstruktur ist insbesondere mit einem die stromführenden Bauteile aufweisenden Trägerteil, insbesondere mit einem die freien Kontakte aufweisenden Trägerteil, verbindbar. Die Lagerstruktur ist vorzugsweise in das Trägerteil einsteckbar.
Im Hinblick auf die Befestigungsstruktur und die Gegenbefestigungsstruktur ist es durchaus denkbar, dass die Befestigungsstruktur des elektrischen Abgriffs durch die Leiterplatte selbst gebildet ist, wobei die zu der Befestigungsstruktur korrespondierende Gegenbefestigungsstruktur durch zwei beabstandet angeordnete, parallele Teilabschnitte des entsprechenden Bauteils gebildet ist, wobei zwecks Befestigung des elektrischen Abgriffs in dem entsprechenden Bauteil die Leiterplatte in den Zwischenraum zwischen den beiden Teilabschnitten eingeschoben wird und zwischen den Teilabschnitten klemmend gehalten wird.
In diesem Zusammenhang wird es als besonders vorteilhaft angesehen, wenn die Gegenbefestigungsstruktur einen Anlageabschnitt für die Leiterplatte aufweist, wobei die Leiterplatte beim Einführen der Leiterplatte zwischen die beiden Teilabschnitte an dem Anlageabschnitt zur Anlage kommt und somit der Anlageabschnitt ein weiteres Einschieben der Leiterplatte verhindert. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass sich die Leiterplatte nach dem Einschieben in die Gegenbefestigungsstruktur bezüglich des stromführenden Bauteils in der richtigen Position befindet.
Vorzugsweise nimmt die Abdeckung, insbesondere die Lagerstruktur der Abdeckung, eine mit dem Ausgangskontakt des elektrischen Abgriffs verbundene Verkabelung auf.
Dadurch ist die Montage der Stromverteilungskomponente, insbesondere hinsichtlich einer etwaigen Elektronik, deutlich vereinfacht, da zunächst separat der elektrische Abgriff, die Verkabelung, die Abdeckung, ggf. die Abdeckhaube und die Lagerstruktur, separat montiert werden können, und in einem weiteren Arbeitsschritt diese gesamte Anordnung mit einem die Kontakte bzw. das stromführende Bauteil aufweisenden Trägerteil verbunden werden kann, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass die Abdeckung mit dem in dieser Abdeckung angeordneten elektrischen Abgriff auf das Trägerteil aufgesteckt wird, wobei beim Vorgang des Aufsteckens der Ausgangskontakt, insbesondere der mit dem Ausgangskontakt verbundene Federkontakt, mit dem stromführenden Bauteil, insbesondere dem Kontakt, in Kontakt kommt, sodass keine separate Kontaktierung des Eingangskontakts des elektrischen Abgriffs und des stromführenden Bauteils notwendig ist.
In den Figuren ist die Erfindung anhand von mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt, ohne hierauf beschränkt zu sein.
Es zeigen:
Die
Wie insbesondere den
Die Leiterplatte 2 weist eine Leiterbahn 5 auf, wobei der Eingangskontakt 3 und der Ausgangskontakt 4 ausschließlich mittels der Leiterbahn 5 miteinander elektrisch verbunden sind.
Die Leiterbahn 5 oder zumindest ein Teilabschnitt der Leiterbahn 5 bildet eine Überstromschutzeinrichtung, welche bei einem auftretenden Überstrom die elektrische Verbindung zwischen dem Eingangskontakt 3 und dem Ausgangskontakt 4 unterbricht.
Um im Falle eines Überstroms die Entstehung eines Lichtbogens zu verhindern oder zumindest zu verhindern, dass ein etwaig entstehender Lichtbogen Einfluss auf die Umgebung des elektrischen Abgriffs 1 nimmt, ist vorliegend die gesamte Leiterbahn 5 hermetisch abgedichtet.
Vorliegend ist die hermetische Abdichtung dadurch gebildet, dass die Leiterplatte 2 als Multilayer-Leiterplatte ausgebildet ist und zwei innere Layer 7, 8 aufweist, wobei die gesamte Leiterbahn 5 zwischen den zwei Layern 7, 8 ausgebildet ist.
Vorliegend sind der Eingangskontakt 3 und der Ausgangskontakt 4 als Durchgangskontakte 24 mit an dem jeweiligen Durchgangskontakt 24 angebrachter Lötfläche ausgebildet.
Wie insbesondere der
Vorliegend ist der Federkontakt 10 durch ein gebogenes Band aus einem federnden, elektrisch leitenden Material gebildet, wobei der Federkontakt 10 einen ersten Schenkel 28 und einen zweiten Schenkel 29 aufweist, wobei der erste Schenkel 28 mit dem Eingangskontakt 3 verbunden ist und der zweite Schenkel 29 als freier Schenkel ausgebildet ist, wobei sich der zweite freie Schenkel 29 an der Leiterplatte 2 mechanisch abstützt. Zwischen den beiden Schenkeln 28, 29 ist ein Kontaktierungsabschnitt 30 ausgebildet, wobei der Kontaktierungsabschnitt 30 beabstandet zu der Leiterplatte 2 angeordnet ist.
Vorliegend ist der Ausgangskontakt 4 auf einer dem Eingangskontakt 3 bzw. dem Federkontakt 10 abgewandten Seite der Leiterplatte 2 ausgebildet, wobei der elektrische Abgriff 1 eine Verbindungseinrichtung in Form einer Klemme 33 aufweist, wobei die Verbindungseinrichtung mit dem Ausgangskontakt 4 elektrisch verbunden ist. Vorliegend ist die Klemme 33 ortsfest mit der Leiterplatte 22 verbunden, nämlich mit der Lötfläche des Ausgangskontakts 4 verlötet. Mittels der Verbindungseinrichtung ist eine lösbare elektrische Verbindung mit dem Ausgangskontakt 4 herstellbar, wobei zu diesem Zweck eine Kabel bzw. ein elektrischer Leiter einer Verkabelung 19 in die Klemme 33 einsteckbar ist.
Die
Wie insbesondere der Explosionsdarstellung der
Der Deckel 31 ist verschiebbar in dem Oberteil 18 gelagert, wobei mithilfe eines Schalthebels 32 der Deckel 31 bezüglich des Oberteils 18 bewegt werden kann, zwecks Einführens der elektrischen Sicherungen 25 in die dafür vorgesehenen Kontakte 12a, 12b. Diese Kontakte 12a, 12b sind wiederum in einem Trägerteil 17 der Schaltleiste 13 ausgebildet, wobei das Trägerteil 17 vorliegend wiederum mit einem Sammelschienensystem mechanisch und elektrisch verbindbar ist. Die Kontakte 12a, 12b sind wiederum jeweils mit einer Stromschiene 23 verbunden.
Die Schaltleiste 13 weist ferner eine Abdeckung 15, 16 zum Abdecken der freiliegenden Kontakte 12a, 12b auf, wobei die Abdeckung 15, 16 vorliegend durch sechs Abdeckhauben 16 und eine Lagerstruktur 15 gebildet ist, wobei die Lagerstruktur 15 der Lagerung der Abdeckhauben 16 dient, wobei die Abdeckhauben 16 auf die Lagerstruktur 15 aufsteckbar, vorliegend rastierend aufsteckbar, sind. Die Lagerstruktur 15 ist wiederum in das Trägerteil 17 rastierend einsteckbar.
Die sechs elektrischen Abgriffe 1 sowie die mit den elektrischen Abgriffen 1 verbundene Verkabelung 19 ist vorliegend in der Abdeckung 15, 16 angeordnet, konkret in der Lagerstruktur 15 der Abdeckung 15, 16 angeordnet. Zwecks Lagerung bzw. Befestigung des jeweiligen elektrischen Abgriffs 1 weist die Lagerstruktur 15 mehrere Gegenbefestigungsstrukturen 14b auf, wobei die jeweilige Gegenbefestigungsstruktur 14b durch zwei parallele Teilabschnitte der Lagerstruktur 15 gebildet ist, wobei die Leiterplatte 2 zwischen die beiden Teilabschnitte und somit in die Gegenstruktur 14b einsteckbar ist. Insofern bildet die Leiterplatte 2 bzw. ein Teilabschnitt der Leiterplatte 2 eine zu der Gegenbefestigungsstruktur 14b korrespondierende Befestigungsstruktur 14a.
Vorliegend ist Leiterplatte 2 parallel zu dem jeweiligen Kontakt 12a, 12b ausgerichtet und parallel zu einer Aufsteckrichtung der Abdeckhauben 16 in die Lagerstruktur 15 und parallel zu einer Einsteckrichtung der Lagerstruktur 15 in das Trägerteil 17 ausgerichtet.
Vorliegend ist der elektrische Abgriff 1 zwischen der Abdeckhaube 16 und der Lagerstruktur 15 angeordnet, somit innerhalb eines Abdeckraums für den entsprechenden Kontakt 12a, 12b, welcher durch die Abdeckhaube 16 und die Lagerstruktur 15 definiert wird, angeordnet.
Hinsichtlich der Montage der Schaltleiste 13 ist die Anordnung von Lagerstruktur 15, Abdeckhaube 16 und elektrischem Angriff 1 nebst Verkabelung 19 besonders vorteilhaft, da die Komponenten Abdeckhaube 16, Lagerstruktur 15, elektrischer Abgriff 1, Verkabelung 19 vormontiert werden können und im Anschluss als vormontierte Einheit mit dem Trägerteil 17 verbunden werden können, wobei beim Verbinden die vormontierte Einheit über die Kontakte 12a, 12b des Trägerteils 17 geschoben wird, wobei beim Vorgang des Aufschiebens der Federkontakt 10 mit dem Kontakt 12a, 12b in Kontakt gelangt. Beim Kontaktieren des Federkontakts 10 mit dem elektrischen Kontakt 12a, 12b erfolgt die Kontaktierung entgegen der Federkraft des Federkontakts 10, sodass eine besonders sichere Kontaktierung zwischen Federkontakt 10 und elektrischem Kontakt 12a, 12b gewährleistet ist und zum anderen der Federkontakt 10 ein Aufschieben der Abdeckung 15, 16 nicht behindert.
Die
Ferner weist die zweite Ausführungsform keine Klemme auf. Vorliegend ist die Verkabelung 19 unmittelbar mit der Lötfläche des Ausgangskontakts 4 verlötet.
Die
Bei der Stromverteilungskomponente handelt es sich wiederum um eine Schaltleiste 13, wobei sich die Schaltleiste 13 von der in den
Vorliegend ist die Abdeckung der Schaltleiste lediglich durch eine miteinander fest verbundene Anordnung von drei Paaren von Abdeckhauben 16 gebildet, somit ist bei der in den
Der elektrische Abgriff 1 als solcher unterscheidet sich von dem elektrischen Abgriff 1 der ersten und der zweiten Ausführungsform im Wesentlichen dadurch, dass die Leiterplatte 2 eine Aussparung 11 in Form einer von der Leiterplatte 2 vollständig umschlossenen Durchgangsöffnung aufweist. Diese Aussparung 11 dient der Anordnung des ersten Kontakts 12a oder des zweiten Kontakts 12b, wobei der elektrische Abgriff 1 benachbart der Aussparung 11 wiederum einen Federkontakt 10 aufweist, wobei der Federkontakt 10 den elektrischen Kontakt 12a, 12b kontaktiert. Dies ist insbesondere der
Der jeweilige Kontakt 12a, 12b weist einen ersten Abschnitt 26 auf, zur Aufnahme der elektrischen Sicherung 25 bzw. zu Aufnahme des Trennmessers. Des Weiteren weist der jeweilige Kontakt 12a, 12b einen mit einem elektrischen Zugang oder elektrischen Abgang der Schaltleiste13 verbundenen zweiten Abschnitt 27 auf, wobei der Federkontakt 10 des elektrischen Abgriffs 1 den entsprechenden Kontakt 12a, 12b im Bereich des zweiten Abschnitts 27 kontaktiert.
Vorliegend ist die Leiterplatte 2 senkrecht zu dem Kontakt 12a, 12b bzw. senkrecht zu einer Aufsteckrichtung der Abdeckhaube 16 auf den Kontakt 12a, 12b ausgerichtet, wobei die Abdeckhaube 16 auf der dem Trägerteil 17 zuzuwendenden Seite eine Öffnung zum Einführen des Kontakts 12a, 12b aufweist, wobei die Leiterplatte 2 im Bereich der Öffnung der Abdeckhaube 16 angeordnet ist.
Vorliegend bildet die Leiterplatte 2 quasi einen Bodenabschnitt der jeweiligen Abdeckhaube 16.
Die Leiterplatte 2 weist eine Befestigungsstruktur 14a in Form von zwei Vorsprüngen 14a auf. Die jeweilige Abdeckhaube 16 weist zu diesen Befestigungsstrukturen 14a korrespondierende Gegenbefestigungsstrukturen 14b in Form von Durchgangsöffnungen auf. Das Zusammenwirken der Befestigungsstruktur 14a und der Gegenbefestigungsstruktur 14b ist insbesondere den
Das dritte Ausführungsbeispiel des elektrischen Abgriffs 1 weist eine Verbindungseinrichtung in Form eines Steckers 9 zum Einstecken einer korrespondierenden Gegeneinrichtung in Form einer Buchse 22 der Verkabelung 19 auf. Vorliegend sind in der in der
Vorliegend dienen die elektrischen Abgriffe 1 der Stromversorgung der Mess- und/oder Auswerteelektronik 20, wobei die Mess- und/oder Auswerteelektronik 20 wiederum ein Messsignal von Stromwandlern 21 erhält. Die Mess- und/oder Auswerteelektronik 20 dient somit der Messung des durch die Schaltleiste 13 fließenden Stroms, beispielsweise um einen Stromverbrauch zu ermitteln.
Die
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