DE2940187A1 - Connector block with optical indicator element - which is connected across impedance between incoming and outgoing terminals, and in series with current path - Google Patents

Abstract

The terminal block, typically of a shape which can be assembled onto a strip with similar blocks by mounting on a rail, is intended to indicate the presence of current flow. The object is to show that a circuit is connected and active. Between the incoming and outgoing terminals (3,4) is an impedance (6) in series with the current path, and an LED (95) is connected across the impedance. In order to limit the voltage drop, and make it effectively independent of current, the impedance is typically a diode, or two diodes in series. The resultant voltage drop, typically between 0.8V and 1.6V, is sufficient to fully illuminate the LED (5). For ac circuits anti-parallel diodes and anti-parallel LEDs can be used. The components are assembled inside an insulated housing forming the terminal block (2).

Description

Elektrische Anschlußklemme Electrical connector

Die Erfindung betrifft eine elektrische Anschlußklemme, insbesondere eine Schaltanlagen-Reihenklemme, mit einem aus Isolierstoff bestehenden Klemmengehäuse, jeweils einem aus Metall bestehenden Anschlußkörper für eine ankommende und für eine abgehende Leitung und einem Spannungsindikator, vorzugsweise einer Leuchtdiode od. dgl..The invention relates to an electrical connection terminal, in particular a switchgear modular terminal block with a terminal housing made of insulating material, each one made of metal connection body for an incoming and for an outgoing line and a voltage indicator, preferably a light emitting diode or the like ..

Elektrische Anschlußklemmen, insbesondere Schaltanlagen-Reihenklemmen, sind seit vielen Jahrzehnten bekannt und milliardenfach im Einsatz. Sie dienen allgemein und in erster Linie dazu, elektrische Leitungen miteinander zu verbinden.Electrical connection terminals, especially switchgear terminal blocks, have been known for many decades and in use billions of times. They are used in general and primarily to connect electrical lines to one another connect to.

Bei der aus der Praxis bekannten und in einer älteren Patentanmeldung (P 28 45 587.0) beschriebenen elektrischen Anschlußklemme der eingangs beschriebenen Art sind die Anschlußkörper für die ankommende und für die abgehende Leitung miteinander einstückig ausgeführt, d. h. zu einem einzigen großen Anschlußkörper zusammengefaßt. Der Spannungsindikator ist hier elektrisch einerseits mit dem Anschlußkörper verbunden, andererseits mit einer Null-, Erd-, Minus- oder Pluspotential führenden Sammelschiene verbindbar. Bei dieser bekannten elektrischen Anschlußklemme läßt sich über den Spannungsindikator erkennen, ob sie, d. h. ihr Anschlußkörper und folglich die daran angeschlossenen elektrischen Leitungen, Spannung führen. Dabei wird eine Potentialdifferenz zwischen dem Potential des Anschlußkörpers und dem Potential der Sammelschiene als "Spannungführen der Anschlußklemme" indiziert.In the one known from practice and in an older patent application (P 28 45 587.0) described electrical terminal of the initially described Type are the connection bodies for the incoming and outgoing line with one another made in one piece, d. H. combined into a single large connector body. The voltage indicator is here electrically connected to the connector body on the one hand, on the other hand with a busbar carrying zero, earth, minus or plus potential connectable. In this known electrical terminal can be about the Voltage indicator recognize whether they, d. H. their connecting body and consequently those on it connected electrical lines, carry voltage. There is a potential difference between the potential of the connection body and the potential of the busbar as "Conducting voltage to the terminal" is indicated.

Nicht immer ist es für eine optimale Überwachung von mit elektrischen Anschlußklemmen der in Rede stehenden Art versehenen Stromkreisen ausreichend, die Potentialdifferenz zwischen dem Potential des Anschlußkörpers und dem Potential einer Sammelschiene nachzuweisen.It is not always necessary for optimal monitoring with electrical Terminals of the type in question provided circuits sufficient that Potential difference between the potential of the connection body and the potential a busbar.

In vielen Fällen nämlich steht zwar eine Spannung an den Leitungen an, kommt jedoch durch einen Leitungsbruch, fehlerhafte Stellglieder od. dgl. ein Stromfluß nicht zustande. Gleichwohl wird bei der bekannten elektrischen Anschlußklemme, von der die Erfindung ausgeht, in einem solchen Fall Funktionsfähigkeit indiziert.In many cases there is voltage on the lines on, but occurs due to a line break, faulty actuators or the like Current flow not established. Nevertheless, in the known electrical Terminal, from which the invention is based, indicates functionality in such a case.

Es ist bereits ein Teil der vorliegenden Erfindung, erkannt zu haben, daß eine reine Spannungsindizierung für eine vollständige Überwachung im oben dargelegten Sinne nicht ausreichend ist und wegen der notwendigen elektrischen Verbindung zwischen dem Spannungs indikator und der Sammelschiene auch zu einer wirtschaftlich teureren Lösung führt.It is already part of the present invention to have recognized that a pure voltage indexing for a complete monitoring in the above set out Sense is insufficient and because of the necessary electrical connection between the voltage indicator and the busbar also make it an economically more expensive one Solution leads.

Konkret liegt nun der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Anschlußklemme anzugeben, bei der erkennbar ist, ob die angeschlossenen elektrischen Leitungen Strom führen oder nicht.Specifically, the invention is based on the object, an electrical Specify terminal that shows whether the connected electrical Lines carry electricity or not.

Die elektrische Anschlußklemme, bei der die zuvor aufgezeigte Aufgabe gelöst ist, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußkörper für die ankommende Leitung und für die abgehende Leitung über ein Indikatorelement, an dem bei Stromfluß ein Spannungsabfall auftritt, elektrisch miteinander verbunden sind und daß der Spannungs indikator elektrisch parallel zu dem Indikatorelement angeordnet ist.The electrical connection terminal, in which the previously indicated task is solved, is characterized according to the invention in that the connecting body for the incoming line and for the outgoing line via an indicator element, at which a voltage drop occurs when current flows, electrically connected to one another and that the voltage indicator is electrically parallel to the indicator element is arranged.

Bei der vorliegenden Erfindung ist durchaus nicht übersehen worden, daß es grundsätzliches Bestreben ist, den Spannungsabfall an elektrischen Anschlußklemmen der in Rede stehenden Art so gering wie möglich zu halten.In the present invention it has by no means been overlooked that there is a fundamental effort to reduce the voltage drop across electrical terminals of the type in question as low as possible.

Gleichwohl wird erfindungsgemäß bewußt und insoweit im Widerspruch zu der in der Fachwelt allgemein herrschenden Auffassung, ein gewisser Spannungsabfall an der elektrischen Anschlußklemme, genauer gesagt zwischen den beiden Anschlußkörpern für die ankommende und die abgehende Leitung,in Kauf genommen, um eine Überwachung der angeschlossenen elektrischen Leitungen daraufhin zu ermöglichen, ob sie Strom führen oder nicht. Bei der erfindungsgemäßen elektrischen Anschlußklemme bilden das zwischen den beiden Anschlußkörpern angeordnete Indikatorelement, über das der gesamte von der ankommenden zu der abgehenden Leitung fließende Strom geführt wird, und der Spannungs indikator gemeinsam einen Stromindikator.Nevertheless, according to the invention, it is conscious and to that extent in contradiction to the generally prevailing opinion in the professional world, a certain voltage drop at the electrical connection terminal, more precisely between the two Connection bodies for the incoming and outgoing line, there is a need for monitoring the connected electrical lines to enable them to see if they have electricity lead or not. Form in the electrical connector according to the invention the indicator element arranged between the two connection bodies, via which the all current flowing from the incoming to the outgoing line is carried, and the voltage indicator together is a current indicator.

Im einzelnen gibt es verschiedene Möglichkeiten, die erfindungsgemäße elektrische Anschlußklemme auszugestalten und weiterzubilden, was im folgenden nur beispielhaft erläutert werden soll.In particular, there are various ways that the invention to design and develop electrical terminal, which is only in the following should be explained by way of example.

Grundsätzlich eignet sich als Indikatorelement jedes elektronische Bauelement, an dem bei Stromfluß ein Spannungsabfall auftritt. In erster Linie wird man hier an einen ohmschen Widerstand als Indikatorelement denken, an dem eine dem Stromfluß proportionale Spannung abfällt. Dieser stromabhängige Spannungsabfall ist durchaus nicht ohne technischen Wert, da aus ihm über eine Ja/Nein-Aussage hinsichtlich des Stromflusses hinaus noch eine Aussage über die Größe des fließenden Stromes gegeben wird. Unter Berücksichtigung des zu erwartenden Stromflusses ist die Größe des chemischen Widerstandes hier so zu bestimmen, daß der Spannungsindikator, der selbst eine untere Schwellspannung hat, tatsächlich Spannung - und damit indirekt Strom - indiziert.In principle, any electronic element is suitable as an indicator element Component on which a voltage drop occurs when current flows. First and foremost will one thinks of an ohmic resistance as an indicator element on which one dem Current flow proportional to voltage drops. This current-dependent voltage drop is by no means without technical value, since it has a yes / no statement regarding it of the current flow a statement about the size of the flowing current is given. Taking into account the expected current flow, the size is to determine the chemical resistance here so that the voltage indicator, the itself has a lower threshold voltage, actually voltage - and thus indirectly Current - indexed.

Als Spannungsindikatoren kommen hier neben den erwähnten Leuchtdioden (GaAs, GaAsP, GaP, etc.) in erster Linie Glimmlampen in Frage. Nachteilig bei Verwendung eines ohmschen Widerstandes als Indikatorelement ist natürlich, daß bei hohen Strömen ein ganz beträchtlicher Spannungsabfall an der elektrischen Anschlußklemme auftritt.In addition to the aforementioned light-emitting diodes, there are also voltage indicators (GaAs, GaAsP, GaP, etc.) primarily glow lamps in question. Disadvantageous when using an ohmic resistance as an indicator element is natural that with high currents a very considerable voltage drop occurs at the electrical connection terminal.

In den meisten Anwendungsfällen von elektrischen Anschlußklemmen der in Rede stehenden Art wird man mit einer Ja/Nein-Aussage hinsichtlich des Stromflusses auskommen, was die Möglichkeit bietet, das Indikatorelement so auszugestalten, daß hier ein nur geringer Spannungsabfall praktisch stromunabhängig auftritt, - wenn nur ein Mindestwert überschritten wird. Dies kann man dadurch verwirklichen, daß als Indikatorelement mindestens eine Diode vorgesehen ist. Dabei sei zunächst eine elektrische Anschlußklemme für ein Gleichstromsystem betrachtet, bei der der Strom in Durchlaßrichtung der Diode fließt. Überschreitet die Spannung an den Anschlußkörpern der elektrischen Anschlußklemme hier die flurchlaßspannung der entsprechenden Diode (bei einer normalen Si-Diode ca. 0,8 V), so wird schlagartig Strom geführt. Der Spannungsabfall an der Diode ist dabei praktisch stromunabhängig.In most applications of electrical terminals of the In the type in question, you will be given a yes / no statement with regard to the current flow get along, which offers the possibility of designing the indicator element so that here there is only a small voltage drop, practically independent of the current, - if only a minimum value is exceeded. This can be achieved in that at least one diode is provided as an indicator element. Let’s start with one electrical connection terminal for a direct current system, in which the current flows in the forward direction of the diode. Exceeds the voltage on the connection bodies the electrical connection terminal here is the forward voltage of the corresponding diode (with a normal Si diode approx. 0.8 V), current is suddenly carried. Of the The voltage drop across the diode is practically independent of the current.

Im voranstehend erläuterten Fall stellt sich die Frage, ob die an der Diode abfallende Spannung dazu ausreicht, daß der Spannungs indikator tatsächlich eine Spannung anzeigt. Als Spannungsindikator käme hier nur ein elektronisches Bauelement in Frage, das eine untere Schwellspannung aufweist, die niedriger liegt als die Durchlaßspannung der Diode. (Bei einer Si-Diode als Indikatorelement käme eine im Infrarotbereich arbeitende "Leuchtdiode" als Spannungsindikator in Frage, parallel zu der als Indikatorelement vorgesehenen Si-Diode geschaltet. Der Nachweis der Infrarotstrahlung könnte über entsprechende Meßgeräte erfolgen.) Zumeist wird man eine Anzeige des Spannungsindikators im Bereich des sichtbaren Lichtes anstreben, beispielsweise also mit GaAs-, GaAsP-, GaP-Leuchtdioden als Spannungsindikator. Da hier die unteren Schwellspannungen höher als bei üblichen Dioden die Durchlaßspannung liegen (zwischen 1,2 und 2,6 V), müßten hier ggf. als Indikatorelement mehrere in Reihe hintereinander geschaltete Dioden vorgesehen werden (zwei bis vier, wenn man vom Beispiel Si-Diode mit 0,8 V Durchlaßspannung ausgeht). Grundsätzlich sind natürlich hier den Variationen unter Berücksichtigung neuester technischer Entwicklungen keine Grenzen gesetzt.In the case explained above, the question arises whether the The voltage dropping across the diode is sufficient for the voltage indicator to actually work indicates a voltage. The only voltage indicator here would be electronic Component in question that has a lower threshold voltage that is lower than the forward voltage of the diode. (With a Si diode as an indicator element a "light-emitting diode" working in the infrared range can be used as a voltage indicator, connected in parallel to the Si diode provided as an indicator element. The proof the infrared radiation could take place via appropriate measuring devices.) Mostly is strive for a display of the voltage indicator in the range of visible light, for example with GaAs, GaAsP, GaP light-emitting diodes as a voltage indicator. Since here the lower threshold voltages are higher than the forward voltage of conventional diodes (between 1.2 and 2.6 V), several in Series of diodes connected in series can be provided (two to four, if one starting from the example Si diode with 0.8 V forward voltage). Basically, of course here none of the variations, taking into account the latest technical developments There are limits.

Die voranstehend beschriebene Ausführungsform einer erfindungsgemäßen elektrischen Anschlußklemme eignet sich nur für den Einsatz in Gleichstromsystemen, da die als Indikatorelement verwendete Diode nur in einer Richtung Strom durchläßt, in der anderen Richtung jedoch sperrt.The above-described embodiment of an inventive electrical connection terminal is only suitable for use in direct current systems, since the diode used as an indicator element only allows current to pass in one direction, but locks in the other direction.

Diese elektrische Anschlußklemme läßt sich jedoch ohne weiteres auch für den Einsatz in Wechselstromsystemen ausgestalten, indem nämlich als Indikatorelement mindestens zwei antiparallel geschaltete Dioden vorgesehen werden. Für jede Stromrichtung steht nun eine Diode in Durchlaßrichtung zur Verfügung, wobei hier selbstverständlich auch die obigen Überlegungen hinsichtlich der Schwellspannung des Spannungsindikators gelten.However, this electrical connection terminal can also be used without further ado designed for use in AC systems, namely as an indicator element at least two diodes connected in anti-parallel can be provided. A forward diode is now available for each current direction, with here of course also the above considerations with regard to the threshold voltage of the voltage indicator apply.

Im Fall der Verwendung eines ohmschen Widerstandes als Indikatorelement, insbesondere aber im letztgenannten Fall mit mindestens zwei antiparallel geschalteten Dioden als Indikatorelement, empfiehlt es sich, als Spannungsindikator zwei antiparallel geschaltete Leuchtdioden vorzusehen. Was bei Verwendung einer richtungsunabhängig arbeitenden Glimmlampe als Spannungsindikator nicht notwendig ist, ist bei Verwendung von Leuchtdioden als Spannungsindikator notwendig, nämlich je eine Leuchtdiode für eine Richtung vorzusehen. Dies hat seine Ursache darin, daß Leuchtdioden, wie alle Dioden, eine Durchlaßrichtung und eine Sperrichtung aufweisen.If an ohmic resistor is used as an indicator element, but especially in the latter case with at least two anti-parallel connected Diodes as an indicator element, it is advisable to use two antiparallel as a voltage indicator Provide switched light emitting diodes. What if you use a non-directional working glow lamp as a voltage indicator is not necessary when using of light-emitting diodes necessary as a voltage indicator, namely one light-emitting diode for each provide a direction. This is due to the fact that light-emitting diodes, like all Have diodes, a forward direction and a reverse direction.

Die Verwendung zweier antiparallel geschalteter Leuchtdioden als Spannungsindikator hat bei der erfindungsgemäßen elektrischen Anschlußklemme den besonderen Vorteil, daß man allein daran, ob die erste, die zweite oder beide Leuchtdioden leuchten, erkennen kann, ob und in welcher Richtung Gleichstrom bzw. ob Wechselstrom geführt wird.The use of two light-emitting diodes connected in anti-parallel as a voltage indicator has the particular advantage of the electrical connection terminal according to the invention, that you can only decide whether the first, the second or both light-emitting diodes are lit, can recognize whether and in which direction direct current or alternating current is carried will.

Hinsichtlich der mechanischen Anordnung von Spannungsindikator und Indikatorelement einerseits und hinsichtlich des Anschlusses von Spannungs indikator und Indikatorelement an die Anschlußkörper bzw. untereinander andererseits, wird auf die diesbezüglichen Ausführungen in der eingangs schon genannten älteren Patentanmeldung (P 28 45 587.0) verwiesen, deren diesbezüglicher Offenbarungsgehalt hiermit auch zum Offenbarungsgehalt der vorliegenden Patentanmeldung gemacht wird.Regarding the mechanical arrangement of the tension indicator and Indicator element on the one hand and with regard to the connection of voltage indicator and indicator element to the connection body or to each other on the other hand, reference is made to the relevant statements in the older version mentioned at the beginning Patent application (P 28 45 587.0) referenced, the relevant disclosure content is hereby also made part of the disclosure content of the present patent application.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung nochmals erläutert; es zeigt Fig. 1 schematisch und im Schnitt eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen elektrischen Anschlußklemme und Fig. 2 das schematische Schaltbild einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen elektrischen Anschlußklemme.In the following the invention is based on a mere exemplary embodiment illustrative drawing explained again; it shows Fig. 1 schematically and in section a first embodiment of an electrical connection terminal according to the invention and 2 shows the schematic circuit diagram of a second embodiment of one according to the invention electrical connector.

Die in Fig. 1 gezeigte elektrische Anschlußklemme 1 ist eine Schaltanlagen-Reihenklemme und weist ein aus Isolierstoff bestehendes Klemmengehäuse 2 sowie einen aus Metall bestehenden Anschlußkörper 3 für eine nicht dargestellte ankommende Leitung und einen Anschlußkörper 4 für eine nicht dargestellte abgehende Leitung auf.The electrical connection terminal 1 shown in Fig. 1 is a switchgear modular terminal and has a terminal housing 2 made of insulating material and one made of metal existing connection body 3 for an incoming line, not shown, and a connection body 4 for an outgoing line, not shown.

Außerdem weist die elektrische Anschlußklemme 1 noch einen Spannungsindikator 5 in Form einer Leuchtdiode auf.In addition, the electrical connection terminal 1 also has a voltage indicator 5 in the form of a light emitting diode.

Die Anschlußkörper 3, 4 für die ankommende Leitung und für die abgehende Leitung sind über ein Indikatorelement 6 elektrisch miteinander verbunden. An dem Indikatorelement 6 tritt bei Stromfluß durch die ankommende und die abgehende Leitung ein Spannungsabfall auf. Elektrisch parallel zu dem Indikatorelement 6 ist der Spannungsindikator 5 angeordnet, nämlich, wie Fig. 1 deutlich zeigt, mit seinen beiden Enden an die entsprechenden Enden des Indikatorelementes 6 angelötet.The connection body 3, 4 for the incoming line and for the outgoing line Lines are electrically connected to one another via an indicator element 6. To the Indicator element 6 occurs when current flows through the incoming and the outgoing Line a voltage drop. Is electrically in parallel with the indicator element 6 the voltage indicator 5 is arranged, namely, as FIG. 1 clearly shows, with its both ends are soldered to the corresponding ends of the indicator element 6.

Als Indikatorelement 6 sind hier im übrigen zwei in Reihe hintereinander geschaltete Dioden vorgesehen, so daß die gesamte elektrische Anschlußklemme 1 nur im Rahmen eines Gleichstromsystems verwendbar ist.As an indicator element 6, there are two in a row, one behind the other switched diodes are provided, so that the entire electrical terminal 1 only can be used in the context of a direct current system.

Das in Fig. 2 dargestellte Schaltbild einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen elektrischen Anschlußklemme 1 zeigt, daß als Indikatorelement 6 zwischen den Anschlußkörpern 3, 4 hier zwei Paare von in gleicher Richtung hintereinander geschalteten Dioden in antiparalleler Anordnung vorgesehen sind. Korrespondierend dazu sind als Spannungs indikator 5 zwei antiparallel geschaltete Leuchtdioden vorgesehen. Diese Schaltungsanordnung funktioniert, wenn es sich bei den als Indikatorelement 6 vorgesehenen Dioden um Si-Dioden mit einer Durchlaßspannung von ca. 0,8 V und bei den als Spannungs indikator 5 vorgesehenen Leuchtdioden um GaAsP-Leuchtdioden mit einer unteren Schwellspannung von ca. 1,6 V handelt.The circuit diagram shown in FIG. 2 of a second embodiment an electrical terminal 1 according to the invention shows that as an indicator element 6 between the connection bodies 3, 4 here two pairs of one behind the other in the same direction switched diodes are provided in an anti-parallel arrangement. Corresponding for this purpose, two light-emitting diodes connected in anti-parallel are provided as the voltage indicator 5. This circuit arrangement works when it is used as an indicator element 6 provided diodes to Si diodes with a forward voltage of approx. 0.8 V and in the case of the light-emitting diodes provided as a voltage indicator 5, around GaAsP light-emitting diodes acts with a lower threshold voltage of approx. 1.6 V.

Claims (5)

Patentansprüche: 1. Elektrische Anschlußklemme, insbesondere Schaltanlagen-Reihenklemme, mit einem aus Isolierstoff bestehenden Klemmengehäuse, jeweils einem aus Metall bestehenden Anschlußkörper für eine ankommende und für eine abgehende Leitung und einem Spannungsindikator, vorzugsweise einer Leuchtdiode od. dgl., d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t, daß die Anschlußkörper (3, 4) für die ankommende Leitung und für die abgehende Leitung über ein Indikatorelement (6), an dem bei Stromfluß ein Spannungsabfall auftritt, elektrisch miteinander verbunden sind und daß der Spannungsindikator (5) elektrisch parallel zu dem Indikatorelement (6) angeordnet ist. Claims: 1. Electrical connection terminal, in particular switchgear terminal block, with a terminal housing made of insulating material, one each made of metal existing connection body for an incoming and an outgoing line and a voltage indicator, preferably a light emitting diode or the like, d a d u r c h it is noted that the connection body (3, 4) for the incoming line and for the outgoing line via an indicator element (6) on which when current flows a voltage drop occurs, are electrically connected to each other and that the Voltage indicator (5) arranged electrically parallel to the indicator element (6) is. 2. Elektrische Anschlußklemme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Indikatorelement (6) ein ohmscher Widerstand vorgesehen ist.2. Electrical connection terminal according to claim 1, characterized in that that an ohmic resistor is provided as the indicator element (6). 3. Elektrische Anschlußklemme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Indikatorelement (6) mindestens eine Diode vorgesehen ist.3. Electrical connection terminal according to claim 1, characterized in that that at least one diode is provided as the indicator element (6). 4. Elektrische Anschlußklemme nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Indikatorelement (6) mindestens zwei antiparallel geschaltete Dioden vorgesehen sind.4. Electrical connection terminal according to claim 3, characterized in that that at least two anti-parallel connected diodes are provided as the indicator element (6) are. 5. Elektrische Anschlußklemme nach Anspruch 1, 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Spannungsindikator (5) zwei antiparallel geschaltete Leuchtdioden vorgesehen sind.5. Electrical connection terminal according to claim 1, 2 or 4, characterized in that that two light-emitting diodes connected in anti-parallel are provided as a voltage indicator (5) are.