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Title:
CLAMPING ARRANGEMENT FOR AN ELECTRICAL DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2011/138135
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a clamping arrangement for an electrical device (10), having a connection zone (11) which has a plurality of connection poles (12), wherein each connection pole (12) has a clamping unit (13, 13a, 13b) which can be used to electrically connect an electrical conductor (14). The invention is distinguished in that the connection zone (11) is formed in a modular manner by disks (15).

Inventors:
GEITNER MANUEL (DE)
HOLMER WOLFGANG (DE)
Application Number:
PCT/EP2011/055749
Publication Date:
November 10, 2011
Filing Date:
April 13, 2011
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
GEITNER MANUEL (DE)
HOLMER WOLFGANG (DE)
International Classes:
H01R9/24
Foreign References:
EP1914840A22008-04-23
EP1764871A12007-03-21
DE10339670A12005-03-31
EP2031705A12009-03-04
Other References:
See also references of EP 2532053A1
Attorney, Agent or Firm:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Klemmanordnung für ein elektrisches Gerät (10) mit einer Anschlusszone (11), die eine Mehrzahl von Anschlusspolen (12) aufweist, wobei jeder Anschlusspol (12) eine Klemmeinheit

(13, 13a, 13b) aufweist, mittels derer ein elektrischer Leiter (14) elektrisch anschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusszone (11) modular in Scheiben (15) ausge¬ bildet ist.

2. Klemmanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusspole (12) innerhalb einer Scheibe (15) hin¬ tereinander angeordnet sind. 3. Klemmanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmeinheit (13, 13a, 13b) schräg in der Scheibe (15) ausgebildet ist.

4. Klemmanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von Anschlusspolen (12) innerhalb einer Scheibe (15) als Schraub-Klemmelement (13a) ausgeführt ist.

5. Klemmanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von Anschlusspolen (12) innerhalb einer Scheibe (15) als Federklemmelement (13b) ausge¬ führt ist.

6. Klemmanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von Anschlusspolen (12) innerhalb einer Scheibe (15) als Ringkabelelement ausgeführt ist .

7. Klemmanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die modular in Scheiben (15) ausgeführte Anschlusszone (11) variabel auf die jeweilige Ge¬ häusebreite zusammensetzbar ist.

Description:
Beschreibung

Klemmanordnung für ein elektrisches Gerät Die Erfindung betrifft eine Klemmanordnung für ein elektrisches Gerät mit einer Anschlusszone, die eine Mehrzahl von Anschlusspolen aufweist, wobei jeder Anschlusspol eine Klemm ¬ einheit aufweist, mittels derer ein elektrischer Leiter elektrisch anschließbar ist.

Eine derartige Klemmeinheit, die in einem Gehäuse eines elektrischen Geräts einzubringen ist, stellt eine elektrische Verbindung zwischen dem Inneren des elektrischen Geräts und der Peripherie her. Auf diese Weise können insbesondere Sen- soren, Aktuatoren und auch eine Energieversorgung des Geräts angeschlossen werden, das zum Beispiel als Schaltgerät ausge ¬ führt ist.

Es gibt zwei Klemmengrundtypen . Der eine ist die Schraubklem- me, bei der eine anzuschließende elektrische Leitung mit der einen Hand in die Klemmstelle eingeführt und dort festgehal ¬ ten und mit der anderen Hand eine Klemmschraube festgezogen wird. Der andere Klemmengrundtyp ist die Federzugklemme, bei der ein Werkzeug, zum Beispiel ein Schraubendreher, mit der einen Hand in eine Entriegelungsöffnung geführt wird, um mit der anderen Hand eine anzuschließende elektrische Leitung in die so entriegelte Klemmstelle einzuführen und dort festzu ¬ halten, bis die Klemmstelle nach Entfernen des Werkzeugs aus der Entriegelungsöffnung ihre Federklemmwirkung entfaltet hat. Bei beiden Klemmgrundtypen sind also stets die aufeinander folgenden Arbeitsschritte "Bestücken" und "Fixieren" erforderlich. Dies erschwert eine systematische und effiziente Montage . Oft werden sehr viele Klemmstellen benötigt, so dass sie nicht alle in Richtung einer Klemmen- oder Gehäusebreite nebeneinander angeordnet werden können. Deshalb gibt es mehrstöckige Klemmeinheiten mit mehreren treppenartig über- und zumindest teilweise auch hintereinander angeordneten Klemmenreihen. Bei derartigen mehrstöckigen Klemmeinheiten ist aber der Platzbedarf sowohl an der Gehäuseaußenseite als auch im Gehäuseinneren relativ hoch. Innerhalb des Gehäuses des elektrischen Geräts steht somit weniger Platz für andere

Funktionselemente, wie zum Beispiel entsprechend bestückten Leiterplatinen zur Verfügung.

Bei den bekannten mehrstöckigen Klemmeinheiten kann es außer- dem vorkommen, dass der Zugang zu den Klemmstellen einer hinteren Klemmreihe durch die in eine vordere Klemmreihe einge ¬ steckten Leitungen versperrt ist. Diese Leitungen müssen somit entweder beiseite gebogen oder sogar nochmals komplett entfernt werden. Dies ist unpraktisch und erhöht die Montage- zeiten.

Dazu beschreibt die EP 2 031 705 AI eine Klemmeinheit mit mehreren Klemmstellen zur elektrischen Kontaktierung . Die Klemmeinheit ist zur elektrischen Kontaktierung eines elek- frischen Geräts bestimmt. Sie umfasst mehrere jeweils zur Aufnahme mindestens einer elektrischen Leitung oder eines elektrischen Steckers ausgebildete Klemmstellen, wobei die Leitungen oder Stecker in einer Einsteckrichtung in die

Klemmstelle einführbar sind. Weiterhin hat die Klemmeinheit mindestens eine Klemmenreihe, zu der mindestens zwei in einer zur Einsteckrichtung senkrechten tiefen Richtung hintereinander angeordnete Klemmstellen zusammengefasst sind, wobei die zu einer Klemmenreihe zusammengefassten Klemmstellen jeweils einen eigenen Klemmmechanismus aufweisen. Pro Klemmenreihe ist ein gemeinsames Bedienelement vorgesehen, mittels dessen alle Klemmstellen der jeweiligen Klemmenreihe betätigbar sind .

Der Nachteil dieser Klemmeinheit besteht darin, dass diese als Block ausgebildet ist und für das jeweilige Gehäuse eines elektrischen Geräts speziell gefertigt werden muss und nicht individuell anpassbar ist. Demgemäß besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung da ¬ rin, eine Klemmanordnung für ein elektrisches Gerät zu schaf ¬ fen, die einfach in der Handhabung ist und dabei variabel auf die jeweilige Gehäusebreite anpassbar ist.

Diese Aufgabe wird durch eine Klemmanordnung mit den Merkma ¬ len des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Aus- und Wei ¬ terbildungen, welche einzeln oder in Kombination eingesetzt werden können, sind der Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Klemmanordnung für ein elektrisches Gerät mit einer Anschlusszone gelöst, die eine Mehrzahl von Anschlusspolen aufweist, wobei jeder Anschlusspol eine Klemmeinheit aufweist, mittels der ein elektrischer Leiter elektrisch anschließbar ist. Die Erfindung zeichnet sich dabei dadurch aus, dass die Anschlusszone modular in Scheiben ausgebildet ist. Die vorliegende Erfin ¬ dung ersetzt somit die horizontale Blockform durch eine ver ¬ tikale Scheibenform. Dabei ergibt sich keinerlei Varianz in den Baubreiten, da je nach Baubreite lediglich mehrere Schei ¬ benklemmen nebeneinander montiert werden müssen. Dabei beinhaltet eine Klemmscheibe mehrere Anschlusselemente, wie zum Beispiel Schraub-, Feder- oder Ringkabelelemente, die in die ¬ ser schräg hintereinander angeordnet sind. Durch die schräge Anordnung hintereinander können kompaktere Bauformen erreicht werden, das heißt, die Gehäusehüllen beziehungsweise Geräte ¬ hüllen können dadurch reduziert werden. Durch die erfindungsgemäße Anordnung in Scheibenbauweise wird nur eine Klemmvari ¬ ante, zum Beispiel mit Klemmengehäusenbreite 7 mm benötigt, mit dieser nebeneinander angeordnet alle Geräte-/Gehäusebau- breiten vorzugsweise 17,5 mm, 22,5 mm 37,5 mm und 45 mm rea ¬ lisiert werden können. Je nach Polbedarf pro Gerät kann mit dieser Aufbaulösung jede Polvarianz abgebildet werden. Daraus ergibt sich eine erhebliche Variantenreduzierung gegenüber den heute am Markt üblichen Aufbauprinzipien .

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform sind die Anschlusspole innerhalb einer Scheibe hintereinander angeord- net. Ausgangspunkt ist dabei ein Gehäuse mit einer Oberseite und einer Unterseite, einer Vorderseite und einer Rückseite sowie zwei Seitenwänden. Die modular zusammensetzbaren Scheiben sind dabei parallel zu den Seitenwänden angeordnet, das heißt, für die Anschlusspole, dass diese hintereinander und parallel zu den Seitenwänden angeordnet sind. Die Erfindung besteht demgemäß darin, dass die Anschlusszone in mehrere Scheiben mit Anschlusspolen unterteilt ist, die in Form von Modulen zusammenfügbar sind.

Ein besonderer Vorteil besteht darin, wenn die Klemmeinheit schräg in der Scheibe eingebaut ist. Durch die schräge Anord ¬ nung hintereinander können kompaktere Bauformen erreicht werden, das heißt, die Gerätehöhen können dadurch reduziert wer- den. Zudem wird die Führung der elektrischen Leiter verzerrt, die nun zum Großteil in den Buchsen der Anschlusspole geführt sind und somit auch dazu beitragen, dass die Gerätehöhen re ¬ duziert werden können. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Mehrzahl von Anschlusspolen innerhalb einer Scheibe als Schraub-Klemmelement ausgeführt ist. Bei einem Schraub-Klemmelement wird eine anzuschließende elektrische Leitung mit der einen Hand in die Klemmstelle eingeführt und dort festgehalten und mit der anderen Hand eine Klemmschraube festgezogen .

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Mehrzahl von Anschlusspolen innerhalb einer Scheibe als Federklemmelement ausgeführt ist. Bei einem Fe ¬ derklemmelement wird ein Werkzeug, zum Beispiel ein Schrau ¬ bendreher mit der einen Hand in eine Entriegelungsöffnung gesteckt, um mit der anderen Hand eine anzuschließende elektri ¬ sche Leitung in die so entriegelte Klemmstelle einzuführen und dort festzuhalten, bis die Klemmstelle nach Entfernen des Werkzeugs aus der Entriegelungsöffnung ihre Federklemmwirkung entfaltet hat. Kabelschuhe gewährleisten ein vereinfachtes elektrisches Kon ¬ taktieren der Leiter von Kabeln oder von Einzelleitungen durch Schrauben oder Stecken. Im Wesentlichen werden drei Bauformen von Kabelschuhen unterschieden. Neben den Typen mit geschraubter Hülse sind dies die Krimpkabelschuhe und die Presskabelschuhe. Bei Krimpkabelschuhen wird die Leiterauf ¬ nahme von einem Blech gebildet, das seitlich nach oben gebogen ist. Beim Krimpen wird dieser Bereich samt Leiterende in eine Krimpzange oder -maschine eingelegt. Diese biegt die Blechlaschen nach innen und unten auf das Leiterende, so dass sich ein nierenförmiger Querschnitt ergibt. Oft sind weitere zwei Blechlaschen auch am Ort des Endes der Leiterisolierung vorhanden, so dass sich dort auf die gleiche Weise eine Zug ¬ entlastung und ein Knickschutz herstellen lässt. Beide Krimp- Arbeitsgänge können entweder getrennt oder gleichzeitig aus ¬ geführt werden. Presskabelschuhe besitzen eine dickere, oft geschlossene, hülsenförmige Leiteraufnahme, die mit einer Presszange verformt wird, so dass sich ein Kraft- und Form- schluss mit dem Leiter ergibt. Es gibt unterschiedliche

Presszangen, die für bestimmte Querschnittsbereiche einge ¬ setzt werden, da der Querschnitt der Hülse mit demjenigen des Leiters übereinstimmen muss.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist vorgese- hen, dass die modular in Scheiben ausführte Anschlusszone va ¬ riabel auf die jeweilige Gehäusebreite zusammensetzbar ist. Dies hat den Vorteil, dass die Anordnung in Scheibenbauweise nur eine Klemmvariante benötigt, mit der nebeneinander ange ¬ ordnet alle Geräte-/Gehäusebaubreiten, wie zum Beispiel

17,5 mm, 22,5 mm, 37,5 mm und 45 mm, realisiert werden kön ¬ nen. Je nach Polbedarf pro Gerät kann mit dieser Aufbaulösung jede Polvarianz abgebildet werden. Daraus ergibt sich eine erhebliche Variantenreduzierung gegenüber den heute am Markt üblichen Aufbauprinzipien .

Die erfindungsgemäße Klemmanordnung für elektrische Geräte mit einer Anschlusszone, die modular aus Scheiben zusammenge ¬ setzt ist, zeichnet sich dadurch aus, dass sie in der Handha- bung besonders einfach ist und variabel auf die jeweilige Ge häusebaubreite anpassbar ist. Durch die Anordnung in Schei ¬ benbauweise wird nur eine Klemmvariante, beispielsweise mit einer Klemmgehäusebreite von 7 mm benötigt, mit welcher ne ¬ beneinander angeordnet alle Geräte-/Gehäusebaubreiten realisiert werden können. Je nach Polbedarf kann pro Gerät mit dieser Aufbaulösung jede Polvarianz ausgebildet werden. Daraus ergibt sich eine erhebliche Variantenreduzierung gegenüber den heute am Markt üblichen Aufbauprinzipien .

Weitere Vorteile und Ausführungen der Erfindung werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung erläutert.

Dabei zeigen schematisch:

Fig. 1 in einer perspektivischen Darstellung ein elektrische Gerät mit Klemmeinheit in Blockbauweise aus dem Stand der Technik;

Fig. 2 in einer perspektivischen Darstellung eine Schraub- Klemmeinheit in Blockbauweise aus dem Stand der Technik;

Fig. 3 in einer perspektivischen Darstellung verschiedene Ge rätebaubreiten in Blockbauweise aus dem Stand der Technik;

Fig. 4 in einer perspektivischen Darstellung ein erfindungsgemäßes elektrisches Gerät mit einer Klemmanordnung für elektrische Anschlüsse in Scheibenbauweise;

Fig. 5 in einer Schnittdarstellung eine erfindungsgemäße Anschlussscheibe mit Schraub-Klemmeinheit;

Fig. 6 in einer perspektivischen Darstellung die Schraub- Klemmeinheit nach Fig. 5.;

Fig. 7 in einer perspektivischen Darstellung eine erfindungs gemäße Anschlussscheibe mit Feder-Klemmeinheit; Fig. 8 in einer perspektivischen Darstellung verschiedene Gerätebaubreiten in Scheibenbauweise. Fig. 1 zeigt ein elektrisches Gerät 1 mit einer Anschlusszone 2 mit Klemmeinheiten 3 in Blockbauweise aus dem Stand der Technik. Blockbauweise bedeutet, dass das elektrische Gerät eine bestimmte Gehäusebaubreite aufweist, für die die Klemm ¬ einheit 3 speziell gefertigt ist.

In Fig. 2 ist eine Schraub-Klemmeinheit 4 in Blockbauweise aus dem Stand der Technik dargestellt. Dabei ist die An ¬ schlusszone derart ausgebildet, dass die Schraub- Klemmeinheiten 4 nebeneinander ausgebildet sind. Geht man von einem Gehäuse wie in Fig. 3 dargestellt, mit einer Vordersei ¬ te 5, einer Rückseite 6, einer Oberseite 7, einer Unterseite 8 und zwei Seitenwänden 9 aus, so sind die Schraub- Klemmeinheiten 4 parallel zur Vorder- und Rückseite 5, 6 angeordnet .

Fig. 3 zeigt drei elektrische Gerät 1, la, lb in Blockbauwei ¬ se für unterschiedliche Gerätebaubreiten, wie zum Beispiel 17,5 mm, 22,5 mm und 45 mm, die speziell für die jeweilige Gerätebaubreite gefertigt werden müssen.

Fig. 4 zeigt ein erfindungsgemäßes elektrisches Gerät 10 mit einer Anschlusszone 11, die eine Mehrzahl von Anschlusspolen 12 aufweist, wobei jeder Anschlusspol 12 eine Klemmeinheit 13 aufweist, mittels derer ein elektrischer Leiter 4 elektrisch anschließbar ist. Dabei ist die Anschlusszone 11 modular in

Scheiben 15 aufgebaut. Durch die Anordnung in Scheibenbauwei ¬ se wird nur eine Klemmvariante, zum Beispiel mit einer Klemm ¬ gehäusebreite von 7 mm benötigt, mit der nebeneinander ange ¬ ordnet alle Geräte-/Gehäusebaubreiten, wie zum Beispiel 17,5 mm, 22,5 mm, 37,5 mm und 45 mm realisiert werden können. Je nach Polbedarf kann pro Gerät mit dieser Aufbaulösung jede Polvariante abgebildet werden. Daraus ergibt sich eine erheb- liehe Variantenreduzierung gegenüber den heute am Markt üblichen Aufbauprinzipien .

In den Fig. 5 und 6 wird die erfindungsgemäße Anschlussschei ¬ be 15 mit einer Schraub-Klemmeinheit 13a gezeigt. Die

Schraub-Klemmeinheiten 13a sind innerhalb der Anschlussschei ¬ be 15 hintereinander angeordnet und damit parallel zu den Seitenwänden eines Gehäuses ausgebildet. Die einzelnen

Schraub-Klemmeinheiten 13a sind vorzugsweise parallel zueinander und schräg hintereinander versetzt angeordnet. In die ¬ sem Zusammenhang bedeutet schräg, dass die einzelnen Schraub- Klemmeinheiten 13a weder parallel zu der Ober- beziehungswei ¬ se Unterseite eines Gehäuses ausgebildet sind, noch zu dessen Vorder- und Rückseite. Denkbar wäre ebenfalls, die Schraub- Klemmeinheiten 13a nicht schräg parallel versetzt zueinander anzuordnen .

Fig. 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer An ¬ schlussscheibe 15 mit einer Feder-Klemmeinheit 13b. Die Fe der-Klemmeinheiten 13b sind innerhalb der Anschlussscheibe hintereinander angeordnet und damit parallel zu den Seiten wänden eines Gehäuses ausgebildet. Ebenso wie die Schraub- Klemmeinheiten 13a sind auch die Feder-Klemmeinheiten 13b schräg zueinander angeordnet.

Fig. 8 zeigt verschiedene Gehäusebaubreiten in Scheibenbau ¬ weise. Die elektrischen Geräte 10, 10a, 10b sind modular aus einzelnen Anschlussscheiben 15 aufgebaut und können dadurch für die entsprechende Gehäusebaubreite zusammengestellt wer ¬ den .

Die erfindungsgemäße Klemmanordnung für elektrische Geräte mit einer Anschlusszone, die modular aus Scheiben zusammenge- setzt ist, zeichnet sich dadurch aus, dass sie in der Handha- bung besonders einfach ist und variabel auf die jeweilige Ge ¬ häusebaubreite anpassbar ist. Durch die Anordnung in Schei- benbauweise ist nur eine Klemmvariante, beispielsweise mit einer Klemmgehäusebreite von 7 mm nötig, mit welcher neben- einander angeordnet alle Geräte-/Gehäusebaubreiten realisiert werden können. Je nach Polbedarf kann pro Gerät mit dieser Aufbaulösung jede Polvarianz ausgebildet werden. Daraus ergibt sich eine erheblich hohe Variantenreduzierung gegenüber den heute am Markt üblichen Aufbauprinzipien .