EP4175074B1 - Erdungsklemme und verbindungsanordnung - Google Patents

Erdungsklemme und verbindungsanordnung

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EP4175074B1
EP4175074B1 EP22203219.5A EP22203219A EP4175074B1 EP 4175074 B1 EP4175074 B1 EP 4175074B1 EP 22203219 A EP22203219 A EP 22203219A EP 4175074 B1 EP4175074 B1 EP 4175074B1
Authority
EP
European Patent Office
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clamping
protective conductor
support element
clamping element
cable
Prior art date
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EP22203219.5A
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English (en)
French (fr)
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EP4175074A1 (de
EP4175074C0 (de
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Viola Kurz
Klaus Kempf
Markus Josef Schöck
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Helu Kabel GmbH
Original Assignee
Helu Kabel GmbH
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Publication date
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Publication of EP4175074A1 publication Critical patent/EP4175074A1/de
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Publication of EP4175074C0 publication Critical patent/EP4175074C0/de
Publication of EP4175074B1 publication Critical patent/EP4175074B1/de
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    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R11/00—Individual connecting elements providing two or more spaced connecting locations for conductive members which are, or may be, thereby interconnected, e.g. end pieces for wires or cables supported by the wire or cable and having means for facilitating electrical connection to some other wire, terminal, or conductive member, blocks of binding posts
    • H01R11/03—Individual connecting elements providing two or more spaced connecting locations for conductive members which are, or may be, thereby interconnected, e.g. end pieces for wires or cables supported by the wire or cable and having means for facilitating electrical connection to some other wire, terminal, or conductive member, blocks of binding posts characterised by the relationship between the connecting locations
    • H01R11/05—Individual connecting elements providing two or more spaced connecting locations for conductive members which are, or may be, thereby interconnected, e.g. end pieces for wires or cables supported by the wire or cable and having means for facilitating electrical connection to some other wire, terminal, or conductive member, blocks of binding posts characterised by the relationship between the connecting locations the connecting locations having different types of direct connections
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01R4/48—Clamped connections, spring connections utilising a spring, clip, or other resilient member
    • H01R4/4809—Clamped connections, spring connections utilising a spring, clip, or other resilient member using a leaf spring to bias the conductor toward the busbar
    • H01R4/48185—Clamped connections, spring connections utilising a spring, clip, or other resilient member using a leaf spring to bias the conductor toward the busbar adapted for axial insertion of a wire end
    • H01R4/4819—Clamped connections, spring connections utilising a spring, clip, or other resilient member using a leaf spring to bias the conductor toward the busbar adapted for axial insertion of a wire end the spring shape allowing insertion of the conductor end when the spring is unbiased
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    • H01R4/4846—Busbar details
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    • H01R4/58—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation characterised by the form or material of the contacting members
    • H01R4/64—Connections between or with conductive parts having primarily a non-electric function, e.g. frame, casing, rail

Definitions

  • the invention relates to a connection arrangement with an earthing clamp for electrically connecting a protective conductor to an earthing cable.
  • Electrical equipment and machinery in industrial plants are generally grounded to reliably and safely dissipate unwanted currents, typically ranging from 0 to 3000 A, for example, those resulting from a short circuit or a fault. Grounding is often achieved using freely routed grounding cables.
  • An earthing cable is typically a flexible, single-core electrical conductor with a multitude of strands made of copper or tinned copper and a cross-sectional area of 6–240 mm2 , particularly 10–50 mm2 .
  • the earthing cable is electrically connected to an earth electrode and is preferably laid in cable ducts within the industrial plant, so that the earthing cable passes by all devices and machines to be earthed.
  • To earth a device or machine, its protective conductor is connected to the earthing cable and electrically connected to it.
  • the protective conductor also known as the PE conductor, is typically a flexible, single-core electrical cable with multiple copper strands and a cross-sectional area of 6–16 mm2 .
  • One end of the protective conductor usually includes a ferrule to protect the strands from mechanical damage and to ensure a secure electrical connection.
  • a grounding block comprises an electrically conductive brass block with a U-shaped recess on one end face for receiving the grounding cable, a claw for securing the grounding cable in the U-shaped recess, and a screw for actuating the claw.
  • the screw For connecting To install the grounding cable, the screw must first be tightened so that the claw releases the U-shaped recess, allowing the grounding cable to be inserted laterally into the recess. After inserting the grounding cable into the recess, the screw must be tightened again so that the claw secures the grounding cable in the recess and presses it against the brass block.
  • the protective conductor is connected to the rectangular brass block by inserting one end of the protective conductor into a hole in the block and securing it with another screw. This requires two screw connections to electrically connect the protective conductor and the grounding cable via the grounding block.
  • WO2019239024A1 reveals a grounding element that can be clamped onto the edge of a metal plate and includes a screw terminal for a grounding cable.
  • US2020036112A1 Describes a device with a metallic support and a spring arranged to clamp two wire ends for electrical contact.
  • the metal support has a hole that allows the device to be attached to any mounting surface.
  • the object of the present invention is to create a simple and reliable electrical connection between a protective conductor and an earthing cable, thereby also reducing the assembly time.
  • An earthing clamp of the connection arrangement has, for electrically connecting a protective conductor to an earthing rope , an electrically conductive support element which can be fixed to an object, a protective conductor clamping element for electrically connecting the protective conductor to the support element and an earthing rope clamping element.
  • the grounding cable clamping element comprises a clamping spring with a clamping leg, wherein, in a clamping position of the grounding cable clamping element, the grounding cable is clamped between the support element and the clamping leg.
  • the clamping spring of the grounding cable clamping element allows for quick and easy electrical connection of the grounding cable to the support element, as the grounding cable can be inserted into the clamping element without tools.
  • the need for a screw connection is eliminated. This simplifies the electrical connection of the protective conductor to the grounding cable and reduces installation time.
  • the clamping spring of the grounding cable clamping element exerts a spring force on the grounding cable in the clamped position of the grounding cable clamping element, which presses the grounding cable against the support element.
  • This spring force can be generated, for example, by pre-tensioning the clamping spring when the grounding cable is inserted into the grounding cable clamping element.
  • the electrically conductive support element can preferably be made of a material with high electrical conductivity.
  • the grounding cable is flexible. It can be flexibly bendable, torsionally flexible, and tensile-resistant.
  • the grounding cable comprises a plurality of strands made of copper or tinned copper.
  • the grounding cable can have a cross-sectional area of 6–240 mm2 , particularly 10–50 mm2 .
  • the object to which the support element can be fixed can, for example, be a cable duct.
  • the support element can be fixed inside the cable duct.
  • the support element is designed for an electrical short-circuit current of up to 6000 A, in particular up to 2000 A, dimensioned.
  • the cross-sectional area of the support element can be dimensioned depending on the electrical conductivity of a material of the support element such that the support element is conductive for an electrical short-circuit current of up to 6000 A, in particular up to 2000 A.
  • the clamping arm of the grounding cable clamping element forms an insertion ramp for the lateral insertion of the grounding cable into the grounding cable clamping element. Lateral insertion can be achieved by pressing a portion of the grounding cable's outer surface against the clamping arm of the grounding cable clamping element, causing the grounding cable to slide along the clamping arm and pre-tensioning the clamping spring of the grounding cable clamping element until the clamping position of the grounding cable clamping element is reached.
  • the grounding cable is partially enclosed by a contact area of the support element when the grounding cable clamping element is in the clamping position.
  • this partial enclosure creates a particularly good electrical connection between the support element and the grounding cable.
  • the support element has a securing projection for securing the grounding cable in the clamping position of the grounding cable clamping element.
  • the protective conductor clamping element comprises a clamping spring with a clamping leg, wherein, in a clamping position of the protective conductor clamping element, the protective conductor is clamped between the support element and the clamping leg of the protective conductor clamping element.
  • the clamping spring of the protective conductor clamping element exerts a spring force on the protective conductor in the clamping position of the protective conductor clamping element, which presses the protective conductor against the support element.
  • the spring force can be generated, for example, by pre-tensioning the clamping spring when the protective conductor is inserted into the protective conductor terminal. Pressing the protective conductor against the support element using the clamping arm of the protective conductor terminal establishes an electrical connection between the support element and the protective conductor.
  • the clamping leg of the protective conductor clamping element forms an insertion ramp for the end insertion of the protective conductor into the protective conductor clamping element.
  • the end insertion can be effected by pressing one end of the protective conductor, which preferably comprises a ferrule or is a solid wire without a ferrule, against the clamping leg of the protective conductor clamping element. This causes the end of the protective conductor to slide along the clamping leg of the protective conductor clamping element and pre-tension the clamping spring of the protective conductor clamping element until the clamping position of the protective conductor clamping element is reached.
  • a free end of the clamping leg of the protective conductor clamping element is arranged above a contact surface of the support element and at a distance from a side edge of the support element.
  • the contact surface can be defined by contact between the support element and the protective conductor in the clamping position of the protective conductor clamping element.
  • the distance between the free end of the clamping leg and the side edge of the support element can be 3–20 mm, in particular 12–18 mm or 15 mm.
  • the grounding terminal has a plurality of protective conductor clamping elements, in particular two or three protective conductor clamping elements, for the electrical connection of one protective conductor each. with the carrier element.
  • the majority of protective conductor clamping elements can be identical or different in design.
  • the protective conductor clamping elements can differ from one another in the maximum clamping diameter of the protective conductor.
  • the protective conductor clamping element and the earthing cable clamping element are designed as a one-piece clamping element.
  • the one-piece clamping element is designed as a clip that is clipped onto the carrier element.
  • the one-piece clamping element is latched to the support element by means of at least one locking element.
  • the locking element can secure the one-piece clamping element against unintentional slippage.
  • the support element has at least one fastening hole for fixing the support element to the object.
  • the fastening hole can be a through hole for receiving a threaded stud or a screw.
  • the support element can be fixed to the object by means of a screw connection.
  • the fastening hole comprises a press-fit nut or a threaded bore.
  • the support element comprises a spacer which, in a fixed state of the support element on the object, holds the protective conductor terminal element at a distance from the object.
  • this distance from the object facilitates the insertion of the protective conductor into the protective conductor terminal element from the end, as the object, in the fixed state, does not obstruct a user's hand during insertion of the protective conductor.
  • the spacer of the support element is L-shaped or U-shaped.
  • the protective conductor clamping element and the grounding cable clamping element are made of spring steel.
  • the clamping spring of the protective conductor clamping element and the clamping spring of the grounding cable clamping element can be made of spring steel.
  • Spring steel can have a yield strength to tensile strength ratio of over 85%.
  • the support element is made of brass, copper, or tinned copper. These materials, in particular, are especially advantageous for conducting electric current.
  • the support element, the protective conductor clamping element and the earthing cable clamping element are each designed as a stamped and bent part.
  • a connection arrangement according to the invention comprises a grounding cable electrically connected to a ground electrode and a protective conductor connected to a powered unit for grounding purposes.
  • the connection arrangement according to the invention further includes a previously described grounding clamp, wherein the protective conductor is held in an electrically conductive connection to the support element by means of the protective conductor clamping element and the grounding cable is held by means of the grounding cable clamping element.
  • the unit can be, for example, an electrical device or an electrical machine, in particular a welding robot, a lathe, a milling machine, or an EDM machine.
  • the grounding cable is made of a flexible, multi-stranded copper conductor or copper strand. It can be single-core.
  • the grounding cable can have a cross-sectional area of 6–240 mm2 , in particular 10–50 mm2 .
  • FIG. 1 shows an earthing terminal 10 for electrically connecting a protective conductor 12 to an earthing cable 14.
  • the earthing terminal 10 comprises an electrically conductive support element 16, which is also used in Fig. 2
  • the figure shows a protective conductor clamping element 18 for electrically connecting the protective conductor 12 to the support element 16 and an earthing cable clamping element 20 for electrically connecting the earthing cable 14 to the support element 16.
  • the protective conductor clamping element 18 and the earthing cable clamping element 20 are designed as a one-piece clamping element 22, wherein the one-piece clamping element 22 is also available in Fig. 3 shown.
  • the support element 16, the protective conductor clamping element 18 and the earthing cable clamping element 20 are stamped and bent parts produced by stamping and bending.
  • the protective conductor terminal element 18 and the earthing cable terminal element 20 are made of spring steel with a thickness TiK of 1 mm.
  • the electrically conductive support element 16 is made of a material with high electrical conductivity, preferably copper or brass, and has a width BrT of 20 mm and a thickness TiT of 2.5 mm. This results in a cross-sectional area of 50 mm2 , which can withstand a maximum standard current of up to 6000 A.
  • the grounding cable clamping element 20 comprises a clamping spring 24 with a clamping leg 26, which is arranged on a spring arc 28 of the clamping spring 24.
  • Fig. 1 A clamping position of the grounding cable clamping element 20 is shown, in which the in Fig. 1 The grounding cable 14, shown with dashed lines, is clamped between the support element 16 and the clamping arm 26.
  • the clamping spring 24 of the grounding cable clamping element 20 exerts a spring force on the grounding cable 14, which presses the grounding cable 14 against the support element 16.
  • the grounding cable 14 is electrically connected to the support element 16.
  • the grounding cable clamping element 20 is moved into the clamping position by inserting the grounding cable 14 laterally into the grounding cable clamping element 20. For this purpose, a portion of the outer surface of the grounding cable 14 is pressed against the clamping arm 26, so that the grounding cable 14 slides along the clamping arm 26 of the grounding cable clamping element 20 and pre-tensions the clamping spring 24 of the grounding cable clamping element 20 until the clamping position of the grounding cable clamping element 20 is reached.
  • the clamping arm 26 of the grounding cable clamping element 20 thus forms an insertion ramp for the lateral insertion of the grounding cable 14 into the grounding cable clamping element 20.
  • the support element 16 has an L-shaped contact section 30 which partially engages the grounding cable 14 in the clamping position of the grounding cable clamping element 20.
  • the L-shaped contact section 30 has two legs 32, 34, wherein the angle ⁇ between the two legs 32, 34 is less than 90°. In the exemplary embodiment of the Fig. 1 and 2 The angle a is 75°.
  • the clamping spring 24 of the grounding cable clamping element 20 exerts a spring force on the grounding cable 14 such that the grounding cable 14 is pressed against the two legs 32, 34 and thereby an electrical connection is established between the two legs 32, 34 and the grounding cable 14.
  • the leg 32 has a chamfered end 36 to facilitate the insertion of the grounding cable 14 into the grounding cable clamping element 20.
  • the chamfered end 36 is beveled away from the clamping leg 26 in one direction.
  • the support element 16 has a locking projection 38 for securing the grounding cable 14 in the clamping position of the grounding cable clamping element 20.
  • the locking projection 38 is arranged such that the grounding cable 14 must overcome the locking projection 38 before it can leave the clamping position of the grounding cable clamping element 20.
  • the securing projection 38 is a tab formed by punching a U-shaped recess into the L-shaped contact part 30 and bent towards the clamping leg 26 after punching, with one end of the tab directed towards an earthing cable 14 clamped between the support element 16 and the clamping leg 26.
  • the support element 16 has a fastening hole 40 in the form of a through hole for fixing the support element 16 to an object.
  • the fastening hole 40 is located on the leg 34. Fixing is achieved by means of a screw that is inserted into the fastening hole 40 of the support element 16.
  • the grounding clamp 10 is inserted. This screw is used to force-fit the grounding clamp 10 to the object.
  • the leg 34 makes contact with the object.
  • the support element 16 includes a U-shaped spacer 42, which is arranged on the L-shaped contact section 30.
  • the U-shaped spacer 42 has two legs 44, 46 and a base 48, which is arranged between the two legs 44, 46.
  • the leg 44 of the U-shaped spacer 42 is arranged on the leg 34 of the L-shaped contact section 30.
  • the spacer 42 holds the protective conductor terminal element 18 in a fixed position of the support element 16 at a distance 50 from the object. This distance 50 ensures that the insertion of the protective conductor 12 into the protective conductor terminal element 18 from the object is not obstructed.
  • the support element 16 has a further fastening hole 52 in the form of a through hole for fixing the support element 16 to the object.
  • the fastening hole 52 is located on the leg 46 of the U-shaped spacer 42. Fixing is achieved by means of a screw that is inserted into the fastening hole 52 of the support element 16. The grounding clamp 10 is then screwed to the object by means of this screw in a force-fit manner.
  • FIG. 4 The diagram shows two grounding clamps 10 in their fixed position. Both grounding clamps 10 are fixed to the object, a cable duct 53, by means of a screw each.
  • the screw of the earthing terminal 10 shown on the left is inserted into the mounting hole 40 and screwed to the cable duct 53. Due to the spacer 42, the protective conductor clamping element 18 is held at a distance of 15 mm from the cable duct 53 (50), allowing the protective conductor 12 to be grasped by hand by an installer and inserted into the protective conductor clamping element 18 without obstruction from the cable duct 53.
  • grounding terminal 10 shown on the right The screw is inserted into the mounting hole 52 and screwed to the cable duct 53.
  • the protective conductor clamping element 18 is shown to comprise a clamping spring 54 with a clamping leg 56.
  • the clamping spring 54 is formed by punching a rectangular recess and two cuts into the protective conductor clamping element 18, the two cuts extending the two long sides of the rectangular recess.
  • the clamping leg 56 is arranged between two webs 58, 60 of the protective conductor clamping element 18, which hold the clamping leg 56.
  • the two webs 58, 60 are bent at an angle b of 45°, such that the distance between a free end 62 of the clamping leg 56 of the protective conductor clamping element 18 and the support element 16 is less than the diameter of the protective conductor 12.
  • FIG. 1 A clamping position of the protective conductor clamping element 18 is shown, in which the Fig. 1 The protective conductor 12, shown with dashed lines, is clamped between the support element 16 and the clamping arm 56 of the protective conductor clamping element 18.
  • the clamping spring 54 of the protective conductor clamping element 18 exerts a spring force on the protective conductor 12, which presses the protective conductor 12 against the support element 16.
  • the protective conductor 12 is electrically connected to the support element 16, and at the same time, the clamping arm 56 ensures that the protective conductor 12 is secured against tensile stress in accordance with standards.
  • the protective conductor clamping element 18 is moved into the clamping position by inserting the protective conductor 12 into the protective conductor clamping element 18 at its end. This presses one end of the protective conductor 12 against the clamping leg 56, causing the protective conductor 12 to slide along the clamping leg 56 of the protective conductor clamping element 18 and engaging the clamping spring 54.
  • the protective conductor clamping element 18 is pre-tensioned until the clamping position of the protective conductor clamping element 18 is reached.
  • the clamping leg 56 of the protective conductor clamping element 18 thus forms an insertion ramp for the end insertion of the protective conductor 12 into the protective conductor clamping element 18. Further, from Fig. 1 It is evident that one direction of the end-side insertion of the protective conductor 12 into the protective conductor clamping element 18 is orthogonal to one direction of the lateral insertion of the earthing rope 14 into the earthing rope clamping element 20.
  • the free end 62 of the clamping leg 56 of the protective conductor clamping element 18 is positioned over a contact surface 64 of the support element 16 and at a distance from a side edge 66 of the support element 16.
  • the contact surface 64 makes contact with the protective conductor 12 in the clamping position of the protective conductor clamping element 18.
  • the distance between the free end 62 of the clamping leg 56 and the side edge 66 of the support element 16 is ideally 6–9 mm. This distance of 6–9 mm advantageously allows for the central clamping of a ferrule of the protective conductor 12. In the illustrated embodiment, the distance is 8 mm.
  • the free end 62 of the clamping leg 56 of the protective conductor clamping element 18 has a concave shape.
  • the concave shape of the free end 62 improves its engagement with the protective conductor 12 when a force acting away from the protective conductor clamping element 18 is applied to the clamped protective conductor 12. This ensures secure clamping of the protective conductor 12 between the support element 16 and the clamping leg 56 of the protective conductor clamping element 18, and, in particular, the clamping leg 56 provides standard-compliant protection of the protective conductor 12 against tensile stress.
  • the earthing terminal 10 includes a further protective conductor terminal element 68.
  • the further protective conductor terminal element 68 and the protective conductor terminal element 18 have the same construction, which is why the previously given description of the protective conductor terminal element 18 also applies accordingly to the further protective conductor terminal element 68.
  • Fig. 1 The clamping position of the protective conductor clamping element 18 is shown, whereas in Fig. 3 The clamping position of the further protective conductor clamping element 68 is shown without depicting the clamped protective conductor 12.
  • the one-piece clamping element 22 comprises the two protective conductor clamping elements 18, 68 and the earthing cable clamping element 20.
  • the one-piece clamping element 22 is designed as a clip with a U-shaped receptacle 70.
  • the one-piece clamping element 22 is clipped laterally onto the support element 16, with the support element 16 being arranged in the U-shaped receptacle 70 when the one-piece clamping element 22 is clipped in place.
  • the base 48 of the spacer 42 is arranged in the U-shaped receptacle 70.
  • the two legs 44, 46 of the spacer 42 prevent unintentional twisting of the clip.
  • the one-piece clamping element 22 has two locking elements 72 in the form of tabs which engage with corresponding locking elements 74 of the carrier element 16 in the form of recesses when clipped.
  • the tabs of the one-piece clamping element 22 are formed by punching a U-shaped recess, which is bent after punching in the direction of the protective conductor clamping elements 18, 68.
  • FIG. 5 Figure 1 shows a connection arrangement 100 with a grounding cable 14, which is electrically connected to a ground electrode 104.
  • the grounding cable 14 is a flexible, single-core electrical conductor with a plurality of strands made of tinned copper and has a cross-sectional area of preferably 10–50 mm2 . In the illustrated embodiment, the grounding cable 14 has a cross-sectional area of 50 mm2 .
  • the grounding cable 14 is laid such that the grounding cable 14 is routed past an industrial robot 106 that is supplied with electricity and a control cabinet 108 of a machine tool.
  • the connection arrangement 100 further comprises a protective conductor 12, which is electrically connected to the industrial robot 106 for the purpose of grounding, and another protective conductor 12, which is electrically connected to the control cabinet 108 for the purpose of grounding the machine tool.
  • the two protective conductors 12 are each a flexible, single-core electrical cable with a plurality of copper strands and have a cross-sectional area of preferably 6–16 mm2 . In the illustrated embodiment, the two protective conductors 12 have a cross-sectional area of 16 mm2 .
  • the two protective conductors 12 are each connected to a Fig. 1 - 5
  • the earthing terminal 10 of the connection arrangement 100 is electrically connected to the earthing cable 14. This electrically connects the industrial robot 106 and the machine tool, in particular its control cabinet 108, to the earth electrode and thus grounds them.

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  • Cable Accessories (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Verbindungsanordnung mit einer Erdungsklemme zum elektrischen Verbinden eines Schutzleiters mit einem Erdungsseil.
  • Elektrische Geräte und Maschinen von Industrieanlagen sind in der Regel geerdet, um ungewollte Ströme von typischerweise 0 - 3000 A, beispielsweise infolge eines Kurzschlusses oder eines Defekts, zuverlässig und sicher abzuleiten. Für die Erdung werden häufig frei verlegbare Erdungsseile verwendet.
  • Ein Erdungsseil ist typischerweise eine flexible einadrige elektrische Leitung mit einer Vielzahl von Litzen aus Kupfer oder verzinntem Kupfer und einer Querschnittsfläche von 6 - 240 mm2, insbesondere von 10 - 50 mm2. Das Erdungsseil ist mit einem Erder elektrisch verbunden und ist vorzugsweise in Kabelkanälen der Industrieanlage verlegt, so dass das Erdungsseil an allen zu erdenden Geräten und Maschinen vorbeigeführt ist. Zum Erden eines Geräts oder einer Maschine wird deren Schutzleiter zum Erdungsseil geführt und mit diesem elektrisch verbunden.
  • Der Schutzleiter kann auch als PE-Leiter bezeichnet werden und ist typischerweise eine flexible einadrige elektrische Leitung mit einer Vielzahl von Litzen aus Kupfer und hat eine Querschnittsfläche von 6 - 16 mm2. Ein Ende des Schutzleiters umfasst meistens eine Aderendhülse, um die Litzen vor mechanischer Beschädigung zu schützen und alle Litzen sicher elektrisch verbinden zu können.
  • In diesem Zusammenhang ist es bekannt, die elektrische Verbindung zwischen dem Schutzleiter und dem Erdungsseil mittels eines Erdungsblocks herzustellen. Ein solcher Erdungsblock umfasst einen elektrisch leitenden Messingblock mit einer U-förmigen Vertiefung an einer Stirnseite zum Aufnehmen des Erdungsseils, eine Kralle zum Sichern des Erdungsseils in der U-förmigen Vertiefung und eine Schraube zum Betätigen der Kralle. Für das Anschließen des Erdungsseils muss zunächst die Schraube betätigt werden, damit die Kralle die U-förmige Vertiefung freigibt und sich das Erdungsseil seitlich in die U-förmige Vertiefung einsetzen lässt. Nach dem Einsetzen des Erdungsseils in die U-förmige Vertiefung muss die Schraube abermals betätigt werden, damit die Kralle das Erdungsseil in der U-förmigen Vertiefung sichert und gegen den Messingblock drückt. Der Schutzleiter wird an dem quaderförmigen Messingblock angeschlossen, indem ein Ende des Schutzleiters in eine Bohrung des quaderförmigen Messingblocks eingesetzt und mittels einer weiteren Schraube gesichert wird. Damit ist das Herstellen von zwei Schraubverbindungen erforderlich, um den Schutzleiter und das Erdungsseil über den Erdungsblock miteinander elektrisch zu verbinden.
  • WO2019239024A1 offenbart ein Erdungselement, das auf den Rand einer Metallplatte geklemmt werden kann, und das eine Schraubklemme für ein Erdungskabel umfasst.
  • US2020036112A1 beschreibt eine Vorrichtung mit einem metallischen Träger und einer Feder, die so angeordnet ist, dass sie zwei Drahtenden einklemmt, um sie elektrisch zu kontaktieren. Der Metallträger hat ein Loch, das die Befestigung der Vorrichtung an einem beliebigen Montagekörper ermöglicht.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine einfache und zuverlässige elektrische Verbindung zwischen einem Schutzleiter und einem Erdungsseil zu schaffen und dadurch auch die Montagezeit zu verkürzen.
  • Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebene Merkmalskombination. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
  • Eine Erdungsklemme der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung hat, zum elektrischen Verbinden eines Schutzleiters mit einem Erdungsseil, ein elektrisch leitendes Trägerelement, das an einem Objekt fixierbar ist, ein Schutzleiter-Klemmelement für das elektrische Verbinden des Schutzleiters mit dem Trägerelement und ein Erdungsseil-Klemmelement für das elektrische Verbinden des Erdungsseils mit dem Trägerelement. Das Erdungsseil-Klemmelement umfasst eine Klemmfeder mit einem Klemmschenkel, wobei in einer Klemmstellung des Erdungsseil-Klemmelements das Erdungsseil zwischen dem Trägerelement und dem Klemmschenkel eingeklemmt ist.
  • Die Klemmfeder des Erdungsseil-Klemmelements ermöglicht somit ein schnelles und einfaches elektrisches Verbinden des Erdungsseils mit dem Trägerelement, da sich das Erdungsseil werkzeuglos in das Erdungsseil-Klemmelement einsetzen lässt. Insbesondere entfällt das Herstellen einer Schraubverbindung. Dadurch vereinfacht sich das elektrische Verbinden des Schutzleiters mit dem Erdungsseil und die Montagezeit wird verkürzt.
  • Erfindungsgemäß beaufschlagt die Klemmfeder des Erdungsseil-Klemmelements das Erdungsseil in der Klemmstellung des Erdungsseil-Klemmelements mit einer Federkraft, welche das Erdungsseil gegen das Trägerelement drückt. Die Federkraft kann beispielsweise dadurch erzeugt werden, indem das Erdungsseil beim Einsetzen in das Erdungsseil-Klemmelement die Klemmfeder vorspannt. Durch das Drücken des Erdungsseils gegen das Trägerelement mittels des Klemmschenkels des Erdungsseil-Klemmelements kann eine elektrische Verbindung zwischen dem Trägerelement und dem Erdungsseil hergestellt werden.
  • Das elektrisch leitfähige Trägerelement kann vorzugsweise aus einem Material mit hoher elektrischer Leitfähigkeit gebildet sein.
  • Das Erdungsseil ist flexibel. Das Erdungsseil kann biegeschlaff, torsionsweich und zugfest sein. Vorzugsweise kann das Erdungsseil eine Vielzahl von Litzen aus Kupfer oder verzinntem Kupfer umfassen. Das Erdungsseil kann eine Querschnittsfläche von 6 - 240 mm2, insbesondere von 10 - 50 mm2, aufweisen.
  • Das Objekt, an dem das Trägerelement fixierbar ist, kann beispielsweise ein Kabelkanal sein. Vorzugsweise kann das Trägerelement innerhalb des Kabelkanals fixierbar sein.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung ist das Trägerelement für eine elektrische Kurzschluss-Stromstärke von bis zu 6000 A, insbesondere von bis zu 2000 A, dimensioniert. Beispielsweise kann eine Querschnittsfläche des Trägerelements in Abhängigkeit einer elektrischen Leitfähigkeit eines Materials des Trägerelements derart dimensioniert sein, dass das Trägerelement für eine elektrische Kurzschluss-Stromstärke von bis zu 6000 A, insbesondere von bis zu 2000 A, leitfähig ist.
  • Gemäß der Erfindung bildet der Klemmschenkel des Erdungsseil-Klemmelements eine Einführschräge zum seitlichen Einführen des Erdungsseils in das Erdungsseil-Klemmelement. Das seitliche Einführen kann durch Drücken eines Bereichs einer Mantelfläche des Erdungsseils gegen den Klemmschenkel des Erdungsseil-Klemmelements erfolgen, wodurch das Erdungsseil entlang des Klemmschenkels des Erdungsseil-Klemmelements gleitet und die Klemmfeder des Erdungsseil-Klemmelements vorspannt, bis die Klemmstellung des Erdungsseil-Klemmelements erreicht ist.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung ist das Erdungsseil in der Klemmstellung des Erdungsseil-Klemmelements von einer Kontaktpartie des Trägerelements teilweise umgriffen. Vorteilhafterweise wird durch das teilweise Umgreifen eine besonders gute elektrische Verbindung zwischen dem Trägerelement und dem Erdungsseil hergestellt.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung hat das Trägerelement einen Sicherungsvorsprung zum Sichern des Erdungsseils in der Klemmstellung des Erdungsseil-Klemmelements.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung umfasst das Schutzleiter-Klemmelement eine Klemmfeder mit einem Klemmschenkel, wobei in einer Klemmstellung des Schutzleiter-Klemmelements der Schutzleiter zwischen dem Trägerelement und dem Klemmschenkel des Schutzleiter-Klemmelements eingeklemmt ist. Vorzugsweise beaufschlagt die Klemmfeder des Schutzleiter-Klemmelements den Schutzleiter in der Klemmstellung des Schutzleiter-Klemmelements mit einer Federkraft, welche den Schutzleiter gegen das Trägerelement drückt.
  • Die Federkraft kann beispielsweise dadurch erzeugt werden, indem der Schutzleiter beim Einsetzen in das Schutzleiter-Klemmelement die Klemmfeder vorspannt. Durch das Drücken des Schutzleiters gegen das Trägerelement mittels des Klemmschenkels des Schutzleiter-Klemmelements kann eine elektrische Verbindung zwischen dem Trägerelement und dem Schutzleiter hergestellt werden.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung bildet der Klemmschenkel des Schutzleiter-Klemmelements eine Einführschräge zum endseitigen Einführen des Schutzleiters in das Schutzleiter-Klemmelement. Das endseitige Einführen kann durch Drücken eines Endes des Schutzleiters, das vorzugsweise eine Aderendhülse umfasst oder ein Massivdraht ohne Aderendhülse ist, gegen den Klemmschenkel des Schutzleiter-Klemmelements erfolgen, wodurch das Ende des Schutzleiters entlang des Klemmschenkels des Schutzleiter-Klemmelements gleitet und die Klemmfeder des Schutzleiter-Klemmelements vorspannt, bis die Klemmstellung des Schutzleiter-Klemmelements erreicht ist.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung ist ein freies Ende des Klemmschenkels des Schutzleiter-Klemmelements über einer Kontaktfläche des Trägerelements und im Abstand zu einer Seitenkante des Trägerelements angeordnet. Vorteilhafterweise kann dadurch ein besonders stabiles Einklemmen des Schutzleiters zwischen dem Trägerelement und dem Klemmschenkel des Schutzleiter-Klemmelements erfolgen. Die Kontaktfläche kann durch einen Kontakt zwischen dem Trägerelement und dem Schutzleiter in der Klemmstellung des Schutzleiter-Klemmelements definiert sein. Der Abstand zwischen dem freien Ende des Klemmschenkels und der Seitenkante des Trägerelements kann 3 - 20 mm, insbesondere 12 - 18 mm oder 15 mm, betragen.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung hat die Erdungsklemme eine Mehrzahl von Schutzleiter-Klemmelementen, insbesondere zwei oder drei Schutzleiter-Klemmelemente, für das elektrische Verbinden von jeweils einem Schutzleiter mit dem Trägerelement. Die Mehrzahl von Schutzleiter-Klemmelementen können untereinander gleich oder unterschiedlich ausgebildet sein. Die Schutzleiter-Klemmelemente können sich untereinander in einem maximal einklemmbaren Durchmesser der Schutzleiter unterscheiden.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung sind das Schutzleiter-Klemmelement und das Erdungsseil-Klemmelement als einteiliges Klemmelement ausgebildet.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung ist das einteilige Klemmelement als Clip ausgebildet, der an dem Trägerelement angeclipst ist.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung ist das einteilige Klemmelement über mindestens ein Rastelement an dem Trägerelement verrastet. Vorteilhafterweise kann das Rastelement das einteilige Klemmelement gegen ungewolltes Verrutschen sichern.
  • Gemäß der Erfindung weist das Trägerelement wenigstens ein Befestigungsloch zum Fixieren des Trägerelements an dem Objekt auf. Das Befestigungsloch kann ein Durchgangsloch zum Aufnehmen eines Gewindestifts oder einer Schraube sein. Das Fixieren des Trägerelements an dem Objekt kann mittels einer Schraubverbindung erfolgen.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung umfasst das Befestigungsloch eine Einpressmutter oder eine Gewindebohrung.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung umfasst das Trägerelement einen Abstandshalter, durch welchen in einem fixierten Zustand des Trägerelements an dem Objekt das Schutzleiter-Klemmelement im Abstand von dem Objekt gehalten ist. Vorteilhafterweise kann der Abstand von dem Objekt das endseitige Einführen des Schutzleiters in das Schutzleiter-Klemmelement erleichtern, indem das Objekt im fixierten Zustand eine Hand eines Benutzers beim Einführen des Schutzleiters nicht behindert.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung ist der Abstandshalter des Trägerelements L-förmig oder U-förmig.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung sind das Schutzleiter-Klemmelement und das Erdungsseil-Klemmelement aus Federstahl gebildet. Insbesondere die Klemmfeder des Schutzleiter-Klemmelements und die Klemmfeder des Erdungsseil-Klemmelements können aus Federstahl gebildet sein. Federstahl kann ein Verhältnis von Streckgrenze zur Zugfestigkeit von über 85 % aufweisen.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung ist das Trägerelement aus Messing-, Kupfer- oder verzinntem Kupfer gebildet. Insbesondere diese Materialien sind besonders vorteilhaft für das Leiten von elektrischem Strom.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung ist das Trägerelement, das Schutzleiter-Klemmelement und das Erdungsseil-Klemmelement jeweils als Stanz-Biegeteil ausgebildet.
  • Eine erfindungsgemäße Verbindungsanordnung hat ein Erdungsseil, das mit einem Erder elektrisch verbunden ist, und ein Schutzleiter, der an einem mit Strom versorgten Aggregat für Erdungszwecke angeschlossen ist. Weiter umfasst die erfindungsgemäße Verbindungsanordnung eine zuvor beschriebenen Erdungsklemme, wobei der Schutzleiter mittels des Schutzleiter-Klemmelements und das Erdungsseil mittels des Erdungsseil-Klemmelements in elektrisch leitender Verbindung an dem Trägerelement gehalten sind. Das Aggregat kann beispielsweise ein elektrisches Gerät oder eine elektrische Maschine sein, insbesondere ein Schweißroboter, eine Drehmaschine, eine Fräsmaschine oder eine Erodiermaschine.
  • Gemäß der Erfindung ist das Erdungsseil aus einem mehrdrähtigen Kupferleiter oder aus Kupferlitze flexibel ausgebildet. Das Erdungsseil kann einadrig ausgebildet sein. Das Erdungsseil kann eine Querschnittsfläche von 6 - 240 mm2, insbesondere 10 - 50 mm2 aufweisen.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung in schematischer Weise dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen
    • Fig. 1
    eine Schrägansicht einer Erdungsklemme;
    Fig. 2
    eine Schrägansicht eines Trägerelements der Erdungsklemme von Fig. 1;
    Fig. 3
    eine Schrägansicht eines einteiligen Klemmelements der Erdungsklemme von Fig. 1;
    Fig. 4
    eine Ansicht von zwei Erdungsklemmen, die an einem Objekt in unterschiedlichen Positionen fixiert sind;
    Fig. 5
    eine Ansicht einer Verbindungsanordnung mit zwei Erdungsklemmen.
  • Fig. 1 zeigt eine Erdungsklemme 10 zum elektrischen Verbinden eines Schutzleiters 12 mit einem Erdungsseil 14. Die Erdungsklemme 10 umfasst ein elektrisch leitendes Trägerelement 16, das auch in Fig. 2 gezeigt ist, ein Schutzleiter-Klemmelement 18 für das elektrische Verbinden des Schutzleiters 12 mit dem Trägerelement 16 und ein Erdungsseil-Klemmelement 20 für das elektrische Verbinden des Erdungsseils 14 mit dem Trägerelement 16. Das Schutzleiter-Klemmelement 18 und das Erdungsseil-Klemmelement 20 sind als einteiliges Klemmelement 22 ausgebildet, wobei das einteilige Klemmelement 22 auch in Fig. 3 gezeigt ist.
  • Das Trägerelement 16, das Schutzleiter-Klemmelement 18 und das Erdungsseil-Klemmelement 20 sind Stanz-Biegeteile, die durch Stanzen und Biegen eines Blechs gebildet sind. Das Schutzleiter-Klemmelement 18 und das Erdungsseil-Klemmelement 20 sind aus Federstahl mit einer Dicke TiK von 1 mm gebildet. Das elektrisch leitfähige Trägerelement 16 ist aus einem Material mit hoher elektrischer Leitfähigkeit gebildet, vorzugsweise Kupfer oder Messing, und hat eine Breite BrT von 20 mm und eine Dicke TiT von 2,5 mm. Daraus resultiert eine Querschnittsfläche von 50 mm2, die einer normativ maximal beaufschlagbaren Stromstärke von bis zu 6000 A standhalten kann.
  • Das Erdungsseil-Klemmelement 20 umfasst eine Klemmfeder 24 mit einem Klemmschenkel 26, der an einem Federbogen 28 der Klemmfeder 24 angeordnet ist. In Fig. 1 ist eine Klemmstellung des Erdungsseil-Klemmelements 20 dargestellt, in welcher das in Fig. 1 gestrichelt dargestellte Erdungsseil 14 zwischen dem Trägerelement 16 und dem Klemmschenkel 26 eingeklemmt ist. In der Klemmstellung des Erdungsseil-Klemmelements 20 beaufschlagt die Klemmfeder 24 des Erdungsseil-Klemmelements 20 das Erdungsseil 14 mit einer Federkraft, welche das Erdungsseil 14 gegen das Trägerelement 16 drückt. Durch das Andrücken des Erdungsseils 14 gegen das Trägerelement 16 ist das Erdungsseil 14 mit dem Trägerelement 16 elektrisch verbunden.
  • Das Erdungsseil-Klemmelement 20 wird in die Klemmstellung überführt, indem das Erdungsseil 14 seitlich in das Erdungsseil-Klemmelement 20 eingesetzt wird. Hierfür wird ein Bereich einer Mantelfläche des Erdungsseils 14 gegen den Klemmschenkel 26 gedrückt, so dass das Erdungsseil 14 entlang des Klemmschenkels 26 des Erdungsseil-Klemmelements 20 gleitet und die Klemmfeder 24 des Erdungsseil-Klemmelements 20 vorspannt, bis die Klemmstellung des Erdungsseil-Klemmelements 20 erreicht ist. Damit bildet der Klemmschenkel 26 des Erdungsseil-Klemmelements 20 eine Einführschräge zum seitlichen Einführen des Erdungsseils 14 in das Erdungsseil-Klemmelement 20.
  • Das Trägerelement 16 hat eine L-förmige Kontaktpartie 30, welche das Erdungsseil 14 in der Klemmstellung des Erdungsseil-Klemmelements 20 teilweise umgreift. Die L-förmige Kontaktpartie 30 hat zwei Schenkel 32, 34, wobei ein Winkel a zwischen den beiden Schenkeln 32, 34 kleiner als 90° ist. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 beträgt der Winkel a 75°. In der Klemmstellung des Erdungsseil-Klemmelements 20 beaufschlagt die Klemmfeder 24 des Erdungsseil-Klemmelements 20 das Erdungsseil 14 mit einer Federkraft derart, dass das Erdungsseil 14 gegen die beiden Schenkel 32, 34 gedrückt und dadurch eine elektrische Verbindung zwischen den beiden Schenkeln 32, 34 und dem Erdungsseil 14 herstellt wird.
  • Der Schenkel 32 hat ein abgeschrägtes Ende 36, um ein Einsetzen des Erdungsseils 14 in das Erdungsseil-Klemmelement 20 zu erleichtern. Das abgeschrägte Ende 36 ist in einer Richtung von dem Klemmschenkel 26 weg abgeschrägt.
  • Das Trägerelement 16 hat einen Sicherungsvorsprung 38 zum Sichern des Erdungsseils 14 in der Klemmstellung des Erdungsseil-Klemmelements 20. Der Sicherungsvorsprung 38 ist derart angeordnet, dass das Erdungsseil 14 den Sicherungsvorsprung 38 zu überwinden hat, bevor das Erdungsseil 14 die Klemmstellung des Erdungsseil-Klemmelements 20 verlassen kann. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 ist der Sicherungsvorsprung 38 eine Lasche, die durch Stanzen einer U-förmig Ausnehmung in die L-förmige Kontaktpartie 30 gebildet und die nach dem Stanzen in Richtung des Klemmschenkels 26 gebogen wird, wobei ein Ende der Lasche auf ein zwischen dem Trägerelement 16 und dem Klemmschenkel 26 eingeklemmtes Erdungsseil 14 gerichtet ist.
  • Das Trägerelement 16 weist ein Befestigungsloch 40 in Form eines Durchgangslochs zum Fixieren des Trägerelements 16 an einem Objekt auf. Das Befestigungsloch 40 ist an dem Schenkel 34 angeordnet. Das Fixieren erfolgt mittels einer Schraube, die in das Befestigungsloch 40 des Trägerelements 16 eingesetzt ist. Mittels dieser Schraube wird die Erdungsklemme 10 mit dem Objekt kraftschlüssig verschraubt. In einem fixierten Zustand des Trägerelements 16 an dem Objekt kontaktiert der Schenkel 34 das Objekt.
  • Das Trägerelement 16 umfasst einen U-förmigen Abstandshalter 42, der an der L-förmige Kontaktpartie 30 angeordnet ist. Der U-förmige Abstandhalter 42 hat zwei Schenkel 44, 46 und eine Basis 48, die zwischen den beiden Schenkeln 44, 46 angeordnet ist. Der Schenkel 44 des U-förmigen Abstandhalters 42 ist an dem Schenkel 34 der L-förmige Kontaktpartie 30 angeordnet. Durch den Abstandhalter 42 wird das Schutzleiter-Klemmelement 18 in einem fixierten Zustand des Trägerelements 16 im Abstand 50 von dem Objekt gehalten. Durch den Abstand 50 wird das Einführen des Schutzleiters 12 in das Schutzleiter-Klemmelement 18 von dem Objekt nicht behindert.
  • Das Trägerelement 16 weist ein weiteres Befestigungsloch 52 in Form eines Durchgangslochs zum Fixieren des Trägerelements 16 an dem Objekt auf. Das Befestigungsloch 52 ist an dem Schenkel 46 des U-förmigen Abstandshalters 42 angeordnet. Das Fixieren erfolgt mittels einer Schraube, die in das Befestigungsloch 52 des Trägerelements 16 eingesetzt ist. Mittels dieser Schraube wird die Erdungsklemme 10 mit dem Objekt kraftschlüssig verschraubt.
  • Fig. 4 zeigt zwei Erdungsklemmen 10 in dem fixierten Zustand. Beide Erdungsklemmen 10 sind an das Objekt in Form eines Kabelkanals 53 jeweils mittels einer Schraube fixiert. Bei der in Fig. 4 links dargestellten Erdungsklemme 10 ist die Schraube in das Befestigungsloch 40 eingesetzt und mit dem Kabelkanal 53 verschraubt. Aufgrund des Abstandhalters 42 wird das Schutzleiter-Klemmelement 18 im Abstand 50 von 15 mm von dem Kabelkanal 53 gehalten, weshalb der Schutzleiter 12 von einem Monteur mit der Hand gegriffen und vom Kabelkanal 53 ungehindert in das Schutzleiter-Klemmelement 18 eingesetzt werden kann. Bei der in Fig. 4 rechts dargestellten Erdungsklemme 10 ist die Schraube in das Befestigungsloch 52 eingesetzt und mit dem Kabelkanal 53 verschraubt.
  • Weiter ist in Fig. 1 - 3 dargestellt, dass das Schutzleiter-Klemmelement 18 eine Klemmfeder 54 mit einem Klemmschenkel 56 umfasst. Die Klemmfeder 54 ist durch Stanzen einer rechteckförmigen Ausnehmung und zweier Einschnitte in das Schutzleiter-Klemmelement 18 gebildet, wobei die beiden Einschnitte die beiden langen Seiten der rechteckförmigen Ausnehmung verlängern. Der Klemmschenkel 56 ist zwischen zwei Stegen 58, 60 des Schutzleiter-Klemmelements 18 angeordnet, die den Klemmschenkel 56 halten. Die beiden Stege 58, 60 sind um einen Winkel b von 45° gebogen, so dass ein Abstand zwischen einem freien Ende 62 des Klemmschenkels 56 des Schutzleiter-Klemmelements 18 von dem Trägerelement 16 kleiner ist als ein Durchmesser des Schutzleiters 12.
  • In Fig. 1 ist eine Klemmstellung des Schutzleiter-Klemmelements 18 dargestellt, in welcher der in Fig. 1 gestrichelt dargestellte Schutzleiter 12 zwischen dem Trägerelement 16 und dem Klemmschenkel 56 des Schutzleiter-Klemmelements 18 eingeklemmt ist. In der Klemmstellung des Schutzleiter-Klemmelements 18 beaufschlagt die Klemmfeder 54 des Schutzleiter-Klemmelements 18 den Schutzleiter 12 mit einer Federkraft, welche den Schutzleiter 12 gegen das Trägerelement 16 drückt. Durch das Drücken des Schutzleiters 12 gegen das Trägerelement 16 ist der Schutzleiter 12 mit dem Trägerelement 16 elektrisch verbunden und gleichzeitig sorgt der Klemmschenkel 56 für eine normgerechte Sicherung des Schutzleiters 12 gegen Zugbeanspruchung.
  • Das Schutzleiter-Klemmelement 18 wird in die Klemmstellung überführt, indem der Schutzleiter 12 endseitig in das Schutzleiter-Klemmelement 18 eingesetzt wird. Dabei wird ein Ende des Schutzleiters 12 gegen den Klemmschenkel 56 gedrückt, so dass der Schutzleiter 12 entlang des Klemmschenkels 56 des Schutzleiter-Klemmelements 18 gleitet und die Klemmfeder 54 des Schutzleiter-Klemmelements 18 vorspannt, bis die Klemmstellung des Schutzleiter-Klemmelements 18 erreicht ist. Damit bildet der Klemmschenkel 56 des Schutzleiter-Klemmelements 18 eine Einführschräge zum endseitigen Einführen des Schutzleiters 12 in das Schutzleiter-Klemmelement 18. Weiter geht aus Fig. 1 hervor, dass eine Richtung des endseitigen Einsetzens des Schutzleiters 12 in das Schutzleiter-Klemmelement 18 orthogonal zu einer Richtung des seitlichen Einführens des Erdungsseils 14 in das Erdungsseil-Klemmelement 20 ist.
  • Für ein stabiles Einklemmen des Schutzleiters 12 zwischen dem Trägerelement 16 und dem Klemmschenkel 56 des Schutzleiter-Klemmelements 18 ist das freie Ende 62 des Klemmschenkels 56 des Schutzleiter-Klemmelements 18 über einer Kontaktfläche 64 des Trägerelements 16 und im Abstand zu einer Seitenkante 66 des Trägerelements 16 angeordnet. Die Kontaktfläche 64 kontaktiert den Schutzleiter 12 in der Klemmstellung des Schutzleiter-Klemmelements 18. Der Abstand zwischen dem freien Ende 62 des Klemmschenkels 56 und der Seitenkante 66 des Trägerelements 16 beträgt idealerweise 6 - 9 mm. Vorhafterweise ermöglicht der Abstand von 6 - 9 mm ein mittiges Einklemmen einer Aderendhülse des Schutzleiters 12. Im dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt der Abstand 8 mm.
  • Das freie Ende 62 des Klemmschenkels 56 des Schutzleiter-Klemmelements 18 hat eine konkave Form. Die konkave Form des freien Endes 62 verbessert ein Einschneiden des freien Endes 62 in den Schutzleiter 12, wenn eine von dem Schutzleiter-Klemmelement 18 weg gerichtet Kraft auf den eingeklemmten Schutzleiter 12 wirkt. Dadurch wird ein sicheres Einklemmen des Schutzleiters 12 zwischen dem Trägerelement 16 und dem Klemmschenkel 56 des Schutzleiter-Klemmelements 18 erreicht und insbesondere sorgt der Klemmschenkel 56 für eine normgerechte Sicherung des Schutzleiters 12 gegen Zugbeanspruchung.
  • Die Erdungsklemme 10 umfasst ein weiteres Schutzleiter-Klemmelement 68. Das weitere Schutzleiter-Klemmelement 68 und das Schutzleiter-Klemmelement 18 haben den gleichen Aufbau, weshalb die zuvor gemachten Beschreibung zum Schutzleiter-Klemmelement 18 entsprechend auch für das weitere Schutzleiter-Klemmelement 68 gilt. In Fig. 1 ist die Klemmstellung des Schutzleiter-Klemmelements 18 dargestellt, wohingegen in Fig. 3 die Klemmstellung des weiteren Schutzleiter-Klemmelements 68 ohne Darstellung des eingeklemmten Schutzleiters 12 gezeigt ist.
  • Weiter zeigt insbesondere Fig. 3, dass das einteilige Klemmelement 22 die beiden Schutzleiter-Klemmelemente 18, 68 und das Erdungsseil-Klemmelement 20 umfasst. Das einteilige Klemmelement 22 ist als Clip mit einer U-förmigen Aufnahme 70 ausgebildet. Das einteilige Klemmelement 22 wird seitlich auf das Trägerelement 16 angeclipst, wobei in einem angeclipten Zustand des einteiligen Klemmelements 22 das Trägerelement 16 in der U-förmigen Aufnahme 70 angeordnet ist. Insbesondere ist die Basis 48 des Abstandhalters 42 in der U-förmigen Aufnahme 70 angeordnet. Die beiden Schenkel 44, 46 des Abstandshalters 42 verhindern ein ungewolltes Verdrehen des Clips.
  • Zum Sichern des angeclipten Zustands weist das einteilige Klemmelement 22 zwei Rastelemente 72 in Form von Laschen auf, die mit korrespondierenden Rastelementen 74 des Trägerelements 16 in Form von Ausnehmungen im angeclipten Zustand verrasten. Die Laschen des einteiligen Klemmelements 22 sind durch Stanzen einer U-förmig Ausnehmung gebildet, die nach dem Stanzen in Richtung der Schutzleiter-Klemmelemente 18, 68 gebogen werden.
  • Fig. 5 zeigt eine Verbindungsanordnung 100 mit einem Erdungsseil 14, das mit einem Erder 104 elektrisch verbunden ist. Das Erdungsseil 14 ist eine flexible einadrige elektrische Leitung mit einer Vielzahl von Litzen aus verzinntem Kupfer und hat eine Querschnittsfläche von vorzugsweise 10 - 50 mm2. Im dargestellten Ausführungsbeispiel hat das Erdungsseil 14 eine Querschnittsfläche von 50 mm2. Das Erdungsseil 14 ist derart verlegt, dass das Erdungsseil 14 an einem mit Strom versorgen Industrieroboter 106 und an einem Schaltschrank 108 einer Werkzeugmaschine vorbeigeführt ist.
  • Weiter umfasst die Verbindungsanordnung 100 einen Schutzleiter 12, der mit dem Industrieroboter 106 zum Zweck der Erdung elektrisch verbunden ist, und einen weiteren Schutzleiter 12, der mit dem Schaltschrank 108 zum Zweck der Erdung der Werkzeugmaschine elektrisch verbunden ist. Die beiden Schutzleiter 12 sind jeweils eine flexible einadrige elektrische Leitung mit einer Vielzahl von Litzen aus Kupfer und haben eine Querschnittsfläche von vorzugsweise 6 - 16 mm2. Im dargestellten Ausführungsbeispiel haben die beiden Schutzleiter 12 eine Querschnittsfläche von 16 mm2.
  • Die beiden Schutzleiter 12 sind jeweils mit einer in Fig. 1 - 5 gezeigten und zuvor beschriebenen Erdungsklemme 10 der Verbindungsanordnung 100 mit dem Erdungsseil 14 elektrisch verbunden. Dadurch werden der Industrieroboter 106 und die Werkzeugmaschine, insbesondere deren Schaltschrank 108, elektrisch mit dem Erder verbunden und sind damit geerdet.

Claims (11)

  1. Verbindungsanordnung (100) zum elektrischen Verbinden eines Schutzleiters (12) mit einem Erdungsseil (14), mit
    - einem Erdungsseil (14), das mit einem Erder (104) elektrisch verbunden ist, wobei das Erdungsseil (14) aus einem mehrdrähtigen Kupferleiter oder aus Kupferlitze flexibel ausgebildet ist,
    - einem Schutzleiter (12), der an einem mit Strom versorgten Aggregat (106, 108) für Erdungszwecke angeschlossen ist,
    - einem an einem Objekt (53) fixierbaren, elektrisch leitenden Trägerelement (16),
    - einem Schutzleiter-Klemmelement (18, 68) für das elektrische Verbinden des Schutzleiters (12) mit dem Trägerelement (16) und
    - einem Erdungsseil-Klemmelement (20) für das elektrische Verbinden des Erdungsseils (14) mit dem Trägerelement (16),
    - wobei der Schutzleiter (12) mittels des Schutzleiter-Klemmelements (18, 68) und das Erdungsseil (14) mittels des Erdungsseil-Klemmelements (20) in elektrisch leitender Verbindung an dem Trägerelement (16) gehalten sind
    - wobei das Erdungsseil-Klemmelement (20) eine Klemmfeder (24) mit einem Klemmschenkel (26) umfasst,
    - wobei der Klemmschenkel (26) des Erdungsseil-Klemmelements (20) eine Einführschräge zum seitlichen Einführen des Erdungsseils (14) in das Erdungsseil-Klemmelement (20) bildet,
    - wobei in einer Klemmstellung des Erdungsseil-Klemmelements (20) das Erdungsseil (14) zwischen dem Trägerelement (16) und dem Klemmschenkel (26) eingeklemmt ist,
    - und wobei das Trägerelement (16) wenigstens ein Befestigungsloch (40, 52) zum Fixieren des Trägerelements (16) an dem Objekt (53) aufweist.
  2. Verbindungsanordnung (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
    - das Trägerelement (16) für eine elektrische Kurzschluss-Stromstärke von bis zu 6000 A, insbesondere von bis zu 2000 A, dimensioniert ist.
  3. Verbindungsanordnung (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
    - das Erdungsseil (14) in der Klemmstellung von einer Kontaktpartie (30) des Trägerelements (16) teilweise umgriffen ist.
  4. Verbindungsanordnung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    - das Trägerelement (16) einen Sicherungsvorsprung (38) zum Sichern des Erdungsseils (14) in der Klemmstellung hat.
  5. Verbindungsanordnung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    - das Schutzleiter-Klemmelement (18, 68) eine Klemmfeder (54) mit einem Klemmschenkel (56) umfasst,
    - wobei in einer Klemmstellung des Schutzleiter-Klemmelements (18, 68) der Schutzleiter (12) zwischen dem Trägerelement (16) und dem Klemmschenkel (56) des Schutzleiter-Klemmelements (18, 68) eingeklemmt ist.
  6. Verbindungsanordnung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    - der Klemmschenkel (56) des Schutzleiter-Klemmelements (18, 68) eine Einführschräge zum endseitigen Einführen des Schutzleiters (12) in das Schutzleiter-Klemmelement (18, 68) bildet.
  7. Verbindungsanordnung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch
    - eine Mehrzahl von Schutzleiter-Klemmelementen (18, 68) für das elektrische Verbinden von jeweils einem Schutzleiter (12) mit dem Trägerelement (16).
  8. Verbindungsanordnung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    - das Schutzleiter-Klemmelement (18, 68) und das Erdungsseil-Klemmelement (20) als einteiliges Klemmelement (22) ausgebildet sind.
  9. Verbindungsanordnung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    - das Trägerelement (16) einen Abstandshalter (42) umfasst, durch welchen in einem fixierten Zustand des Trägerelements (16) an dem Objekt (53) das Schutzleiter-Klemmelement (18, 68) im Abstand von dem Objekt (53) gehalten ist.
  10. Verbindungsanordnung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    - das Schutzleiter-Klemmelement (18, 68) und das Erdungsseil-Klemmelement (20) aus Federstahl gebildet sind.
  11. Verbindungsanordnung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    - das Trägerelement (16) aus Messing-, Kupfer- oder verzinntem Kupfer gebildet ist.
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