Anschluss- und Verbindungsdose für ein SolarmodulConnection and connection box for a solar module
Gebiet der Erfindung Die Erfindung betrifft eine Anschluss- und Verbindungsdose für ein photovoltaisches Solarmodul mit flexiblen Flachleiterbändern, die aus der Oberfläche des Solarmoduls herausragen sowie eine Anschlussvorrichtung für die Anschluss- und Verbindungsdose.FIELD OF THE INVENTION The invention relates to a connection and connection box for a photovoltaic solar module with flexible flat conductor strips which protrude from the surface of the solar module and to a connection device for the connection and connection box.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Die Produktion photovoltaischer Solarmodule hat in den letzten Jahren einen regelrechten Boom erlebt, unter anderem wegen des erhöhten Bedarfs an einer umweltschonenden Energieerzeugung. Die direkte Umwandlung von Sonnenlicht in elektrischen Strom mittels photovoltaischer Solarmodule ist vollkommen emissionsfrei und nahezu mit keinerlei Risiken für Mensch und Umwelt verbunden. Daher werden in letzter Zeit zum Beispiel bei Neubauten ganze Dächer mit Solarmodulen belegt und ganzeThe production of photovoltaic solar modules has experienced a veritable boom in recent years, partly because of the increased demand for environmentally friendly energy production. The direct conversion of sunlight into electricity by means of photovoltaic solar modules is completely emission-free and involves almost no risks for humans and the environment. Therefore, recently, for example, in new buildings whole roofs occupied with solar modules and whole
"Solarkraftwerke" gebaut. Durch die technische Entwicklung der Photovoltaik wird der Einsatz der Solarmodule mehr und mehr auch in ungünstigeren Breitengraden, wie z. B. Mitteleuropa oder Nordamerika, immer effizienter, so dass insbesondere in diesen Regionen eine große Nachfrage besteht. Durch die stetige Effizienzsteigerung der Solarmodule aufgrund technischer Weiterentwicklung einerseits sowie steigende Energieproduktionskosten mit anderen Energieträgern, wie fossilen Brennstoffen oder Kernenergie, machen die photovoltaische Stromerzeugung mehr und mehr konkurrenzfähig.
Es ist ersichtlich, dass der Erfolg von Solarmodulen im wirtschaftlichen Wettbewerb mit anderen Energieträgern von den Kosten für Herstellung und Montage der Solarmodule abhängt .Built "solar power plants". Due to the technical development of photovoltaics, the use of solar modules is more and more in less favorable latitudes, such. As Central Europe or North America, increasingly efficient, so that in particular in these regions, there is a great demand. Due to the continuous increase in efficiency of the solar modules due to technical advancement on the one hand and increasing energy production costs with other energy sources, such as fossil fuels or nuclear energy, making photovoltaic power generation more and more competitive. It can be seen that the success of solar modules in economic competition with other energy sources depends on the costs of manufacturing and assembling the solar modules.
Solarmodule bestehen typischerweise aus einer Vielzahl von Solarzellen auf Halbleiterbasis, welche zu großflächigen Solarpaneelen zusammengeschaltet werden. Ein typisches Solarmodul besitzt typischerweise auf der der Sonne zugewandten Seite eine Glasscheibe und ■ an der Rückseite eine transparente Kunststoffschicht, in der die Solarzellen eingebettet sind. Die Rückseite des Solarmoduls ist typischerweise mit einer witterungsfesten Kunststoffverbundfolie, z. B. Polyvinylfluorid undSolar modules typically consist of a plurality of solar cells based on semiconductors, which are interconnected to form large-area solar panels. A typical solar module typically has a glass pane on the side facing the sun and ■ a transparent plastic layer on the rear side, in which the solar cells are embedded. The back of the solar module is typically with a weather-resistant plastic composite film, z. B. polyvinyl fluoride and
Polyester, kaschiert. Die mono- oder polykristallinen Solarzellen sind durch Lötbändchen elektrisch miteinander verschaltet. Typischerweise ist das Solarmodul noch in einen Metallprofilrahmen zur Befestigung und Versteifung des Verbundes eingebaut. Ein Solarmodul ist daher grundsätzlich ein flächiges Gebilde, ähnlich einer dicken Glasscheibe .Polyester, laminated. The monocrystalline or polycrystalline solar cells are electrically interconnected by soldering strips. Typically, the solar module is still installed in a metal profile frame for attachment and stiffening of the composite. A solar module is therefore basically a planar structure, similar to a thick glass pane.
Typischerweise besitzen Solarmodule auf der der Sonne abgewandten Rückseite dünne flexible Leiterbänder, zumeist aus Kupfer, welche aus der Rückseite des Solarmoduls senkrecht herausragen. Diese flexiblen Flachleiterbänder sind sehr empfindlich und daher schwierig zu kontaktieren. Hinzu kommt, dass aufgrund der scheibenartigen Form des Solarmoduls ein mechanischer Angriff zur Befestigung eines elektrischen Verbinders ebenfalls schwierig ist. Daher hat sich eine spezielle Art des elektrischen Verbinders für derartige Solarmodule entwickelt, welche als Anschlussdose oder Anschluss- und Verbindungsdose bezeichnet wird. Die Anschluss- und Verbindungsdose wird typischerweise auf die
rückwärtige Oberfläche des Solarmoduls aufgeklebt und besitzt im Inneren elektrische An-schlusseinrichtungen zum Kontaktieren der flexiblen Flachleiterbänder des Solarmoduls. Ferner besitzt die Anschluss- und Verbindungsdose eine Einrichtung zum Anschließen eines elektrischen Anschlusskabels, welches demnach mittels der Anschluss- und Verbindungsdose mit dem flexiblen Flachleiterband des Solarmoduls verbunden wird, um den von dem Solarmodul erzeugten elektrischen Strom abzuführen.Typically, solar modules on the back facing away from the sun thin flexible conductor strips, usually made of copper, which protrude vertically from the back of the solar module. These flexible flat conductor strips are very sensitive and therefore difficult to contact. In addition, due to the disc-like shape of the solar module, a mechanical attack to attach an electrical connector is also difficult. Therefore, a special type of electrical connector for such solar modules has developed, which is referred to as a junction box or junction box. The junction box is typically on the Glued rear surface of the solar module and has inside electrical An-circuit facilities for contacting the flexible flat conductor strips of the solar module. Further, the connection and connection box has a device for connecting an electrical connection cable, which is therefore connected by means of the connection and junction box with the flexible flat conductor band of the solar module to dissipate the electric power generated by the solar module.
Ferner werden typischerweise mehrere Solarmodule in Reihenschaltung betrieben, wobei antiparallel zu jedem Modul eine sogenannte Bypass- oder Freilaufdiode geschaltet wird. Die Freilaufdiode ist innerhalb der Anschluss- und Verbindungsdose an die elektrische Anschlussvorrichtung angeschlossen. Ohne Bypass-Diode würde, wenn ein Modul verschattet ist oder durch einen Defekt keinen Strom liefert, dieses Modul die Leistung der in Reihe geschalteten Solarmodule verringern oder sogar Schaden nehmen. Durch die Bypass-Diode wird dies verhindert, da der Strom durch die Diode fließt und aufrecht erhalten wird.Furthermore, several solar modules are typically operated in series, wherein a so-called bypass or freewheeling diode is connected in antiparallel to each module. The freewheeling diode is connected to the electrical connection device within the connection and connection box. Without a bypass diode, if a module is shaded or does not provide power due to a defect, this module would reduce or even damage the performance of the series-connected solar modules. The bypass diode prevents this because the current flows through the diode and is maintained.
Es ist ersichtlich, dass aufgrund der mechanischen Gegebenheiten, insbesondere Form des Solarmoduls und der Empfindlichkeit der flexiblen Flachleiterbänder, eine Reihe von Schwierigkeiten für die Konstruktion der Anschluss- und Verbindungsdosen auftreten.It can be seen that due to the mechanical conditions, in particular the shape of the solar module and the sensitivity of the flexible flat conductor strips, a number of difficulties for the construction of the connection and junction boxes occur.
Bisher sind Anschlussdosen bekannt, die über die flexiblen Flachleiterbänder gestülpt werden. Hierbei wird das flexible Flachleiterband in Handarbeit umgebogen und mittels einer Anschlussklemme oder einer Lötverbindung kontaktiert. In einem weiteren Arbeitsgang wird dann die Anschlussdose geschlossen. Es ist ersichtlich, dass die
Montage derartiger Anschlussdosen umständlich ist und sich nur schwer für die automatisierte- Massenfertigung eignet.So far, junction boxes are known, which are placed over the flexible flat conductor strips. Here, the flexible flat conductor band is bent by hand and contacted by means of a terminal or a solder joint. In a further operation then the junction box is closed. It can be seen that the Installation of such junction boxes is cumbersome and is difficult for automated mass production.
Aus der DE 103 58 140 B4 ist eine elektrische Anschluss- und Verbindungsdose für ein Solarzellenmodul bekannt, welche an ihrer Unterseite eine Führungseinrichtung aufweist, in welcher das dünne Leiterband mit geringem Spiel in Querrichtung geführt wird, um ein Knicken oder Falten der Leiterbänder beim Einführen in die Klemmeinrichtung zu vermeiden. Nachteilig hierbei ist, dass das Leiterband in die enge Führungseinrichtung eingefädelt werden muss und die Klemmkraft der Klemmeinrichtung trotzdem relativ gering sein dürfte, um das dünne Leiterband in die Klemmeinrichtung einschieben zu können.From DE 103 58 140 B4 an electrical connection and connection box for a solar cell module is known, which has on its underside a guide device in which the thin conductor strip is guided with little play in the transverse direction to kinking or folding the conductor strips during insertion into to avoid the clamping device. The disadvantage here is that the conductor strip must be threaded into the narrow guide means and the clamping force of the clamping device should still be relatively low, in order to insert the thin conductor strip in the clamping device can.
Nach alledem besteht aufgrund des hohen Innovationsdrucks in der Herstellung von Solarmodulen diesbezüglich Verbesserungsbedarf .After all, there is room for improvement in this respect due to the high pressure of innovation in the production of solar modules.
Allgemeine Beschreibung der ErfindungGeneral description of the invention
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anschluss- und Verbindungsdose für ein photovoltaisches Solarmodul bereitzustellen, welche sich automatisiert, z.B. mit einem Roboter, an das Solarmodul anschließen lässt und eine hohe Kontaktsicherheit und Langlebigkeit bietet.It is therefore an object of the present invention to provide a junction box for a photovoltaic solar module which is automated, e.g. with a robot, which can be connected to the solar module and provides a high contact reliability and longevity.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine derartige Anschiuss- und Verbindungsdose bereitzustellen, welche eine gewisse Toleranz in Bezug auf die laterale Positionierung auf dem Solarmodul besitzt.A further object of the invention is to provide such a connection and junction box, which has a certain tolerance with respect to the lateral positioning on the solar module.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine derartige Anschluss- und Verbindungsdose bereitzustellen, welche die Nachteile des Standes der Technik vermeidet oder zumindest
mindert und kostengünstig herzustellen sowie zu montieren ist .A further object of the invention is to provide such a connection and junction box, which avoids the disadvantages of the prior art, or at least reduces and is inexpensive to manufacture and assemble.
Erfindungsgemäß wird eine Anschluss- und Verbindungsdose für ein photovoltaisches Solarmodul mit flexiblenAccording to the invention, a connection and junction box for a photovoltaic solar module with flexible
Flachleiterbändern, die aus der Oberfläche des Solarmoduls herausragen, bereit gestellt. Die Anschluss- und Verbindungsdose weist an ihrer im montierten Zustand dem Solarmodul zugewandten Seite eine Einführöffnung für zumindest ein flexibles Flachleiterband des Solarmoduls auf sowie ein Gehäuse zum Aufsetzen auf das Solarmodul . In dem Gehäuse ist eine Anschlussvorrichtung für das flexible Flachleiterband beherbergt.Flat conductor strips, which protrude from the surface of the solar module, provided. The connection and junction box has on its in the mounted state of the solar module side facing an insertion for at least one flexible flat conductor ribbon of the solar module and a housing for placement on the solar module. In the housing, a connection device for the flexible flat conductor tape is housed.
Die Anschlussvorrichtung weist eine erste elektrischeThe connecting device has a first electrical
Kontakteinrichtung mit einer elektrischen Kontaktklemme auf, welche zumindest zwei definierte stabile Zustände einnehmen kann, nämlich einen geöffneten Montagezustand und einen geschlossenen Kontaktzustand. In dem geöffneten Montagezustand ist das Flachleiterband widerstandsfrei in die Anschlussvorrichtung und zwar in einen freien Einfangraumbereich der Kontaktklemme einführbar. In dem geschlossenen Kontaktzustand ist das Flachleiterband in der Kontaktklemme elektrisch kontaktiert und mit vordefinierter Klemmkraft geklemmt.Contact device with an electrical contact terminal, which can assume at least two defined stable states, namely an open mounting state and a closed contact state. In the open mounting state, the flat conductor strip is free of resistance in the connection device and indeed inserted into a free Einfangraumbereich the contact terminal. In the closed contact state, the flat conductor strip in the contact terminal is electrically contacted and clamped with a predefined clamping force.
Ferner weist die Anschluss- und Verbindungsdose ein Betäcigungseiement zum Betätigen der Kontaktklemme auf, so dass die Kontaktklemme in Ansprechen auf die Betätigung automatisch geschlossen wird und dabei der elektrische Kontakt mit dem Flachleiterband hergestellt wird. Die Betätigung bzw. der Übergang vom Montagezustand in den Kontaktzustand erfolgt vorzugsweise automatisch beim Aufsetzen der Anschluss- und Verbindungsdose durch das
Andrücken des Gehäuses gegen das Solarmodul orthogonal zu dessen Oberfläche.Further, the terminal and junction box has a Betäcigungseiement for actuating the contact terminal, so that the contact terminal is automatically closed in response to the operation and thereby the electrical contact with the flat conductor tape is made. The operation or the transition from the mounting state to the contact state is preferably carried out automatically when placing the connection and junction box through the Pressing the housing against the solar module orthogonal to the surface.
Vorzugsweise weist die Kontaktklemme eine Klemmfeder und ein Gegenklemmelement auf, von denen zumindest eine der beiden einen elektrischen Kontaktabschnitt besitzt, und wobei der elektrische Kontakt mit dem Flachleiterband durch eine aktive Bewegung der Klemmfeder oder des Gegenklemmelements in Ansprechen auf die Betätigung mittels des Betätigungselements geschlossen wird. Einfach zu realisieren ist es, hierzu die Klemmfeder schwenkbar an der Anschlussvorrichtung zu lagern und den elektrischen Kontakt mit dem Flachleiterband mittels einer Schwenkbewegung der Klemmfeder in Ansprechen auf die Betätigung mittels des Betätigungselements zu schließen. Hierbei überstreicht ein Klemmabschnitt der Klemmfeder den Einfangraum zwischen der Klemmfeder und dem Gegenklemmelement, um das Flachleiterband einzufangen. Dadurch ist der Einfangraum beim Einführen des Flachleiterbandes vorteilhafterweise relativ groß und frei von Widerständen oder Hindernissen, so dass die Gefahr einer Beschädigung des Flachleiterbandes vermieden wird.Preferably, the contact terminal comprises a clamping spring and a counter-clamping element, at least one of which has an electrical contact portion, and wherein the electrical contact with the flat conductor band is closed by an active movement of the clamping spring or the counter-clamping element in response to the actuation by means of the actuating element. It is easy to realize, for this purpose, the clamping spring pivotally mounted on the connecting device and to close the electrical contact with the flat conductor strip by means of a pivoting movement of the clamping spring in response to the operation by means of the actuating element. In this case, a clamping portion of the clamping spring passes over the catching space between the clamping spring and the counter-clamping element in order to catch the flat conductor strip. As a result, the trapping space when inserting the flat conductor strip is advantageously relatively large and free of resistors or obstacles, so that the risk of damage to the flat conductor strip is avoided.
In vorteilhafter Weise kann durch das aktive Schließen der Kontaktklemme nach dem Einführen des Flachleiterbandes eine hohe und vordefinierte Klemm- und Kontaktkraft erzeugt werden.Advantageously, by the active closing of the contact terminal after insertion of the flat conductor band, a high and predefined clamping and contact force can be generated.
Vorzugsweise ist das Betätigungselement an dem Gehäuse angeordnet, z.B. einstückig mit diesem ausgebildet und das Gehäuse ist gegenüber der Anschlussvorrichtung bewegbar, vorzugsweise linear verschiebbar, derart, dass durch die Relativbewegung des Gehäuses gegenüber der Anschlussvorrichtung die Kontaktklemme automatisch geschlossen wird. Hierzu weist die Anschluss- und
Verbindungsdose eine Verschiebeeinrichtung zwischen dem Gehäuse und der Anschlussvorricht-ung auf, so dass beim Aufsetzen der Anschluss- und Verbindungsdose auf das Solarmodul das Gehäuse gegenüber der Anschlussvorrichtung quer zur Oberfläche des Solarmoduls verschoben wird, wodurch das Betätigungselement bei dem Aufsetzvorgang automatisch die Kontaktklemme schließt, um den elektrischen Kontakt mit dem Flachleiterband herzustellen. Zweckmäßig umfasst die Verschiebeinrichtung eine Führungshülse, z.B. an der Anschlussvorrichtung und einen Führungsstift, z.B. an dem Gehäuse. Damit in dem Montagezustand zum Aufsetzen der Anschluss- und Verbindungsdose die Anschlussvorrichtung in dem Gehäuse gegen Herausfallen gesichert ist, ist die Verschiebeinrichtung selbstklemmend ausgebildet, und zwar derart dass bei der Montage auf das Solarmodul durch eine Kraftbeaufschlagung auf das Gehäuse gegen das Solarmodul diese Klemmung überwindbar ist, um das Gehäuse relativ zu der gegen das Solarmodul abgestützten Anschlussvorrichtung bis zum Anschlag des Gehäuses gegen das Solarmodul zu verschieben.Preferably, the actuating element is arranged on the housing, for example, integrally formed therewith and the housing is movable relative to the connecting device, preferably linearly displaceable, such that the contact clamp is automatically closed by the relative movement of the housing relative to the connecting device. For this purpose, the connection and Junction box a displacement device between the housing and the Anschlussvorricht-ung, so that when placing the junction box on the solar module, the housing relative to the connecting device is moved transversely to the surface of the solar module, whereby the actuator automatically closes the contact terminal in the placement process to to make the electrical contact with the flat conductor band. Suitably, the displacement device comprises a guide sleeve, for example on the connection device and a guide pin, for example on the housing. Thus, in the assembled state for mounting the connection and junction box, the connection device is secured in the housing against falling out, the displacement device is self-clamping, in such a way that when mounting on the solar module by a force applied to the housing against the solar module, this clamping can be overcome in order to displace the housing relative to the connection device supported against the solar module as far as the stop of the housing against the solar module.
Dies hat den Vorteil, dass bei einer automatisierten Montage der Dose auf dem Solarmodul nur ein Arbeitsschritt mit einer Linearbewegung durchgeführt -werden braucht, was für einen Montageroboter besonders einfach auszuführen ist.This has the advantage that in an automated assembly of the can on the solar module only one step with a linear movement needs to be carried out-werden, which is particularly easy to perform for a mounting robot.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die blattfedβrartige Klemmfeder einen Betätigungsabschnitt auf, mit dem das Betätigungselement des Gehäuses zusammenwirkt, um die Kontaktklemme zu schließen, wobei der Betätigungsabschnitt einen gekrümmten und einen im Wesentlichen geraden Abschnitt der Klemmfeder umfasst. Hiermit wird mittels geeigneter Formgebung der beiden Abschnitte in einfacher Weise gewährleistet, dass die Kontaktklemme in dem Montagezustand in geöffneter Stellung
fixiert ist, um die Kontaktklemme offen und den Einfangraumbereich frei zu halten-.According to a preferred embodiment of the invention, the leaf spring-type clamping spring has an actuating portion, with which the actuating element of the housing cooperates to close the contact terminal, wherein the actuating portion comprises a curved and a substantially straight portion of the clamping spring. This ensures in a simple manner by means of suitable shaping of the two sections that the contact terminal in the assembled state in the open position is fixed in order to keep the contact clamp open and the catchment area free.
Hierdurch wird eine gleichbleibende Klemm- und Kontaktkraft gewährleistet, so dass die Kontaktierung eine dauerhafte Qualität besitzt.This ensures a consistent clamping and contact force, so that the contact has a lasting quality.
Vorzugsweise ist das Gegenklemmelement in Bezug auf die Oberfläche des Solarmoduls geneigt, z.B. mit etwa 45°, so dass das Flachleiterband in dem kontaktierten Zustand abgewinkelt ist.Preferably, the counter-clamping element is inclined with respect to the surface of the solar module, e.g. at about 45 °, so that the flat conductor strip is angled in the contacted state.
Zweckmäßig weist die Kontaktklemme einen metallischen und im Allgemeinen ü-fόrmiger Halterahmen auf, in dem die Klemmfeder mittels Lagerzapfen in Lageröffnungen drehbar gelagert ist. Der Halterahmen ist zu den Lageröffnungen hin geschlitzt, so dass bei der Vormontage der Anschluss- und Verbindungsdose, die Lagerzapfen der Klemmfeder durch die Schlitze eingeführt werden können. Bevorzugt besitzt die erste Kontakteinrichtung noch eine Kabelanschlussklemme zum Anschließen des Anschlusskabels, welche in demselben Halterahmen aufgehängt ist. Vorzugsweise weist die Kabelanschlussklemme eine zweite Klemmfeder zum Schließen des elektrischen Kontakts mit dem Anschlusskabel auf.Suitably, the contact terminal on a metallic and generally ü-fόrmiger support frame in which the clamping spring is rotatably supported by bearing journals in bearing openings. The holding frame is slotted to the bearing openings, so that during the pre-assembly of the connection and junction box, the journals of the clamping spring can be inserted through the slots. Preferably, the first contact device still has a cable connection terminal for connecting the connection cable, which is suspended in the same support frame. Preferably, the cable connection terminal has a second clamping spring for closing the electrical contact with the connecting cable.
Ferner vorzugsweise weist die Kontaktklemme einen Rastmechanismus auf, mittels welchem die Klemmfeder in dem Kontaktzustand verrastet wird, z.B. durch Einrasten von Rastnasen der Klemmfeder in dem Halterahmen. In dem geschlossenen und verrasteten Zustand steht die Kontaktklemme unter Spannung.Further preferably, the contact clamp comprises a latching mechanism by means of which the clamping spring is latched in the contact state, e.g. by engagement of locking lugs of the clamping spring in the holding frame. In the closed and latched state, the contact terminal is under tension.
Bevorzugt besitzt die Anschlussvorrichtung einen dielektrischen Träger, der die untere Einführöffnung für das Flachleiterband definiert und in welchem der
Halterahmen mittels beiderseitigen Rasthaken eingerastet ist.Preferably, the connection device has a dielectric support, which defines the lower insertion opening for the flat conductor band and in which of the Holding frame is locked by means of mutual latching hooks.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Anschlussvorrichtung zwei identische elektrische Kontakteinrichtungen auf, um gleichzeitig zwei Flachleiterbänder zu kontaktieren, dadurch dass das Gehäuse zwei Betätigungselemente aufweist, welche die beiden Kontaktklemmen gleichzeitig schließen.According to a particularly preferred embodiment of the invention, the connection device has two identical electrical contact devices in order to simultaneously contact two flat conductor strips, in that the housing has two actuating elements which simultaneously close the two contact terminals.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand vonIn the following the invention is based on
Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert, wobei gleiche und ähnliche Elemente teilweise mit gleichen Bezugszeichen versehen sind und die Merkmale der verschiedenen Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden können.Embodiments and explained in more detail with reference to the figures, wherein the same and similar elements are partially provided with the same reference numerals and the features of the various embodiments can be combined.
Kurzbeschreibung der Figuren Es zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Knickschutztülle für das Anschlusskabel, Fig. 2 eine perspektivische Ansicht von oben auf dasBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES FIG. 1 shows a perspective view of a kink protection sleeve for the connecting cable, FIG. 2 shows a perspective view from above of the cable
Gehäuse der Anschluss- und Verbindungsdose, Fig. 3 eine perspektivische Ansicht von unten auf und in das Gehäuse der Anschluss- und3 shows a perspective view from below on and in the housing of the connection and
VerbindungsVorrichtung,Connecting device,
Fig. 4 einen Querschnitt quer zu dem Solarmodul durch die Anschiuss- und Verbindungsdo≤e mit der elektrischen Anschlussvorrichtung im geöffneten Montagezustand, Fig. 5 einen Querschnitt quer zu dem Solarmodul durch die Anschluss- und Verbindungsdose mit der Anschlussvorrichtung im geschlossenen Kontaktzustand,4 shows a cross section transversely to the solar module through the Anschiuss- and Verbindungsdo≤e with the electrical connection device in the open mounting state, Fig. 5 shows a cross section transverse to the solar module through the junction box with the connection device in the closed contact state,
Fig. 6 eine perspektivische Darstellung der Anschlussvorrichtung,
Fig. 7 eine perspektivische Darstellung der ersten elektrischen Kontakteinri-chtung, Fig. 8 eine Darstellung der Klemmfeder für das flexible6 is a perspective view of the connection device, Fig. 7 is a perspective view of the first electrical Kontaktinri-rect, Fig. 8 is an illustration of the clamping spring for the flexible
Leiterband, Fig. 9 eine Darstellung der Klemmfeder für dasLeiterband, Fig. 9 is an illustration of the clamping spring for the
Anschlusskabel, Fig. 10 einen Querschnitt durch die Anschluss- undConnecting cable, Fig. 10 shows a cross section through the connection and
Verbindungsdose parallel zu dem Solarmodul und Fig. 11 einen Querschnitt einer alternativen Ausführungsform der Anschlussverbindungsdose parallel zu dem Solarmodul.Junction box parallel to the solar module and Fig. 11 shows a cross section of an alternative embodiment of the terminal connection box parallel to the solar module.
Detaillierte Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention
Bezug nehmend auf die Fig. 1-3 weist die Anschluss- und Verbindungsdose ein Gehäuse 2 aus Kunststoff auf. Das Gehäuse 2 wird gebildet von einem im Wesentlichen rechteckigen Rahmen aus vier Seitenwänden 2a bis 2d und einem die vier Seitenwände verbindenden und parallel zu dem Solarmodul verlaufenden, geschlossenen Deckel 2e. Das fünfseitig geschlossene und nach unten offene Gehäuse 2 ist z. B. einstückig gespritzt. In Anschlusskabeldurchführungen 4 werden jeweils separate Knickschutztüllen 6 eingesetzt.Referring to FIGS. 1-3, the junction box has a plastic housing 2. The housing 2 is formed by a substantially rectangular frame of four side walls 2a to 2d and a closed lid 2e connecting the four side walls and extending parallel to the solar module. The five-sided closed and downwardly open housing 2 is z. B. injected in one piece. In connection cable bushings 4 each separate kink protection grommets 6 are used.
Bezug nehmend auf Fig. 3 ist das Gehäuse 2 nach unten offen und weist einen nach außen vorragenden Befestigungsrahmen 8 mit einer umlaufenden Klebstoffnut 10 auf, so dass das Gehäuse 2 eine hutartige Form besitzt. Mittels des in die Klebstüffüut 10 eingebrachten Klebstoffs wird die Anschluss- und Verbindungsdose letztlich auf dem Solarmodul dauerhaft festgeklebt. Die hut- oder wannenartige Form des Gehäuses bildet einen inneren Hohlraum 12, in dem die in Fig. 3 nicht dargestellte Anschlussvorrichtung im montierten Zustand im Wesentlichen wasserdicht beherbergt wird.
Von der Unterseite des Gehäusedee-kels 2e ragen Führungsstifte 14 in den Hohlraum 12. Auf der Innenseite der Anschlusskabeldurchführungen 4 ist zwischen zwei Führungsstiften 14 ein Klemmsteg 16 für das nicht dargestellte Anschlusskabel vorgesehen. Ferner weist die Unterseite des Gehäusedeckels 2e zwei Betätigungseinrichtungen 18 auf. DieReferring to Fig. 3, the housing 2 is downwardly open and has an outwardly projecting mounting frame 8 with a circumferential adhesive groove 10, so that the housing 2 has a hat-like shape. By means of the adhesive introduced into the adhesive film 10, the connection and connection box is finally permanently adhesively bonded to the solar module. The hat-shaped or trough-like shape of the housing forms an inner cavity 12, in which the connecting device, not shown in Fig. 3 is housed in the assembled state substantially waterproof. From the bottom of the Gehäusedee-cle 2e guide pins 14 protrude into the cavity 12. On the inside of the connection cable penetrations 4 is provided between two guide pins 14, a clamping web 16 for the connection cable, not shown. Furthermore, the underside of the housing cover 2e has two actuating devices 18. The
Betätigungseinrichtungen 18, deren Funktion nachstehend noch genauer erläutert wird, sind in diesemActuators 18, whose function will be explained in more detail below, are in this
Ausführungsbeispiel in Form von quer verlaufenden Betätigungsstegen ausgebildet, die einstückig mit dem Gehäuse ausgebildet sind.Embodiment in the form of transverse actuating webs formed, which are integrally formed with the housing.
Bezug nehmend auf Fig. 4 ist in dem Gehäuse 2 derReferring to Fig. 4 is in the housing 2 of
Anschluss- und Verbindungsdose 1 die Anschlussvorrichtung 20 angeordnet. Fig. 4 zeigt die Anschluss- und Verbindungsdose in dem Montagezustand, in dem die Kontaktklemme 22 geöffnet ist. Die Anschlussvorrichtung 20 weist Führungshülsen 15 auf, in die die Führungsstifte 14 eingesetzt sind. Die Führungsstifte 14 klemmen in den zugehörigen Führungshülsen 15, derart, dass beim Aufsetzen der Anschluss- und Verbindungsdose 1 auf das Solarmodul 24 die Anschlussvorrichtung 20 klemmend in dem Gehäuse 2 festgehalten wird, so dass das Gehäuse von einem Roboter automatisiert aufgesetzt werden kann, ohne dass die Anschlussvorrichtung 20 herausfällt. Andererseits ist dieConnection and junction box 1, the connection device 20 is arranged. Fig. 4 shows the connection and junction box in the assembled state in which the contact terminal 22 is opened. The connecting device 20 has guide sleeves 15 into which the guide pins 14 are inserted. The guide pins 14 clamp in the associated guide sleeves 15, such that when placing the connection and junction box 1 on the solar module 24, the connection device 20 is clamped in the housing 2, so that the housing can be automatically placed by a robot without the connection device 20 falls out. On the other hand, that is
Führungshülsen 15 durch Kraftbeaufschlagung überwindlich, um eine Relativverschiebung zwischen dem Gehäuse 2 und der Anschlussvorrichtung 20 zu ermöglichen. Die Führungshülse 15 ist in diesem Beispiel geschlitzt, um die überwindlich klemmende Zusammenwirkung mit dem Führungsstift 14 zu verbessern .
Fig. 4 zeigt die Anschluss- und Verbindungsdose 1 in dem geöffneten Montagezustand, in dem- die Anschlussvorrichtung 20 noch nicht vollständig in das Gehäuse 2 eingeschoben ist, d. h. noch ein Stück weit aus dem Gehäuse 2 nach unten herausragt. Somit besteht in dem Montagezustand ein Versatz zwischen der Unterseite der Anschlussvorrichtung 20 und dem Befestigungsrahmen 8 des Gehäuses 2, so dass beim Aufsetzen der Anschluss- und Verbindungsdose 1 zunächst die Anschlussvorrichtung 20 mit dem Solarmodul 24 in Anlage kommt und in diesem in Fig. 4 gezeigten Zustand der Befestigungsrahmen 8 noch von der Oberfläche des Solarmoduls 24 beabstandet ist.Guide sleeves 15 by applying force overcoming to allow a relative displacement between the housing 2 and the connecting device 20. The guide sleeve 15 is slotted in this example in order to improve the overcoming clamping interaction with the guide pin 14. Fig. 4 shows the connection and junction box 1 in the open mounting state in which the connection device 20 is not yet fully inserted into the housing 2, that is still protruding a little way out of the housing 2 down. Thus, in the assembled state, an offset between the underside of the connection device 20 and the mounting frame 8 of the housing 2, so that when placing the connection and junction box 1 first, the connection device 20 comes into contact with the solar module 24 and shown in this in Fig. 4 State of the mounting frame 8 is still spaced from the surface of the solar module 24.
Die Anschlussvorrichtung 20 weist eine relativ große Öffnung 26 an ihrer dem Solarmodul 24 zugewandten Seite auf. Dies sorgt dafür, dass das empfindliche, flexible Flachleiterband 28, das sogenannte "Ribbon", in dem geöffneten Montagezustand hindernis- und widerstandsfrei von unten in die Anschlussvorrichtung 20 eingeführt wird. Hierdurch ist die Gefahr einer Beschädigung desThe connecting device 20 has a relatively large opening 26 on its side facing the solar module 24 side. This ensures that the sensitive, flexible flat conductor strip 28, the so-called "ribbon", in the opened mounting state is introduced into the connection device 20 obstacle-free and without resistance from below. This is the risk of damage to the
Flachleiterbandes 28 reduziert. Die Kontaktklemme 22 definiert in diesem Zustand einen offenen Einfangraumbereich 30 auf, in den das Flachleiterband 28 beim Aufsetzen der Anschluss- und Verbindungsdose von unten her widerstandsfrei eintaucht. Vorzugsweise findet in diesem Zustand noch keine Berührung zwischen der Kontaktklemme 22 und dem Flachleiterband 28 statt, so dassFlat conductor band 28 reduced. The contact terminal 22 defines in this state an open Einfangraumbereich 30, in which the flat conductor strip 28 immersed without resistance when placing the connection and junction box from below. Preferably, no contact between the contact terminal 22 and the flat conductor strip 28 takes place in this state, so that
<αά S Eiü iünL cπ Unu Kontö Kt i β rβn u6 S Fi5Ciij.6i tcruαπuS5 c υ Xn zwei nacheinander folgenden Schritten stattfindet.<αά S Eiü iünL cπ Unu Kontö Kt i β rβn u6 S Fi5Ciij.6i tcruαπuS5 c υ Xn two successive steps takes place.
Zum Schließen der Kontaktklemme wird nun das Gehäuse 2 gegen das Solarmodul 24 kraftbeaufschlagt, wobei die Anschlussvorrichtung 20 sich an dem Solarmodul 24 abstützt. Hierdurch kommt es zu einer linearen Relativverschiebung zwischen dem Gehäuse 2 und der Anschlussvorrichtung 20
dahingehend, dass das Gehäuse 2 über die Anschlussvorrichtung 20 geschoben- wird, bis der Befestigungsrahmen 8 mit der Klebstoffnut 10 an der Oberfläche des Solarmoduls 24 zur Anlage kommt und die Unterseite der Anschlussvorrichtung 20 und des Gehäuses 2 bündig an dem Solarmodul 24 anliegen. Dieser Zustand ist in Fig. 5 dargestellt.To close the contact terminal, the housing 2 is now subjected to force against the solar module 24, wherein the connection device 20 is supported on the solar module 24. This results in a linear relative displacement between the housing 2 and the connection device 20 to the effect that the housing 2 is pushed over the connecting device 20 until the fastening frame 8 comes into abutment with the adhesive groove 10 on the surface of the solar module 24 and the underside of the connecting device 20 and the housing 2 lie flush against the solar module 24. This condition is shown in FIG.
Bezug nehmend auf Fig. 5 wird das Gehäuse 2 mittels des in der Klebstoffnut 10 befindlichen Klebstoffs auf demReferring to Fig. 5, the housing 2 by means of the adhesive located in the adhesive 10 on the adhesive
Solarmodul festgeklebt. Bei der Relativverschiebung des Gehäuses gegen die Anschlussvorrichtung 20 wechselwirken ferner das Betätigungselement 18, in diesem Beispiel ein Betätigungssteg, mit der Klemmfeder 32. Durch diese Betätigung wird die Kontaktklemme 22 mittels einerGlued solar module. In the relative displacement of the housing against the connecting device 20 also interact the actuator 18, in this example, an actuating web, with the clamping spring 32. By this operation, the contact terminal 22 by means of a
Schwenkbewegung der Klemmfeder 32 geschlossen. Dabei überstreicht der Klemmabschnitt 34 der Klemmfeder 32 den Einfangraumbereich 30 und fängt das obere Ende des Flachleiterbandes 28 ein, um dieses zwischen dem Klemmabschnitt 34 der Klemmfeder 32 und demSwivel movement of the clamping spring 32 is closed. In this case, the clamping portion 34 of the clamping spring 32 passes over the Einfangraumbereich 30 and captures the upper end of the flat conductor strip 28 in order to this between the clamping portion 34 of the clamping spring 32 and the
Gegenklemmelement 36 elektrisch kontaktierend zu klemmen. Hierbei wird das Flachleiterband 28 abgewinkelt, da das Gegenklemmelement 36 in diesem Beispiel etwa unter 45° zur Solarmodulnormalen geneigt ist.Clamping counter clamping element 36 to contact electrically. Here, the flat conductor strip 28 is angled, since the counter-clamping element 36 is inclined in this example, approximately at 45 ° to the solar module normal.
Die Klemmfeder 32 weist einen Betätigungsabschnitt 38 auf, der sich in einen gekrümmten Abschnitt 40 und einen im Wesentlichen geraden Abschnitt 42 unterteilt. Beim Schließen wirkt das Betätigungselement 18 zunächst auf den gekrümmten Abschnitt 40 (vgl. Fig. 4) und spannt in dem in Fig. 5 dargestellten, geschlossenen Kontaktzustand der Anschluss- und Verbindungsdose 1 gegen den geraden Abschnitt 42. D.h. das Betätigungselement 18 überstreicht beim Schließen den Betätigungsabschnitt 38 der Klemmfeder 32.
Die Kontaktklemme 22 wird von ein-er elektrischen Kontakteinrichtung 44 umfasst, welche noch eine Kabelanschlussklemme 46 für das nicht dargestellte elektrische Anschlusskabel aufweist. In diesem Beispiel ist die Kabelanschlussklemme 46 ebenfalls mit einer Klemmfeder 48 versehen, hier können jedoch auch andere Anschlussvarianten, wie z. B. Schraubklemmen, zum Einsatz kommen .The clamping spring 32 has an actuating portion 38 which is divided into a curved portion 40 and a substantially straight portion 42. When closing, the actuating element 18 initially acts on the curved portion 40 (see Fig. 4) and biases in the illustrated in Fig. 5, closed contact state of the junction box 1 against the straight portion 42. That is, the actuator 18 passes over when closing the operating portion 38 of the clamping spring 32nd The contact terminal 22 is surrounded by one-electric contact device 44, which also has a cable connection terminal 46 for the electrical connection cable, not shown. In this example, the cable connection terminal 46 is also provided with a clamping spring 48, but here also other connection variants, such. B. screw terminals are used.
In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst die Anschlussvorrichtung 20 zwei identisch ausgebildete und spiegelbildlich angeordnete, elektrische Kontakteinrichtungen 44 zum gleichzeitigen Kontaktieren von zwei Flachleiterbändern 28. Es ist jedoch ersichtlich, dass das erfindungsgemäße Anschlusskonzept hierauf nicht beschränkt ist und die Anschlussvorrichtung 20 auch eine oder mehr als zwei elektrische Kontakteinrichtungen 44 umfassen kann.In the exemplary embodiment shown here, the connection device 20 comprises two identically designed and mirror-inverted electrical contact devices 44 for simultaneously contacting two flat conductor strips 28. However, it is apparent that the connection concept according to the invention is not limited thereto and the connection device 20 is also one or more than two electrical contact means 44 may include.
Bezug nehmend auf Fig. 6 weist die Anschlussvorrichtung 20 einen dielektrischen Träger 50, vorzugsweise aus Kunststoff, auf, der' die primäre Anlagefläche zu dem Solarmodul 24 und die Einführöffnung 26 in seiner Unterseite definiert und an dem die elektrischenReferring to Fig. 6 20, the connection device comprising a dielectric carrier 50, preferably made of plastic, on which 'defines the primary contact surface to the solar module 24 and the insertion opening 26 in its underside and to which the electrical
Kontakteinrichtungen 44 aufgehängt sind. Die elektrische Kontakteinrichtung 44 besitzt einen im Wesentlichen U- förmigen, metallischen Halterahmen 51, vorzugsweise aus Kupfer, der mit Rasthaken 52 an dem Träger 50 verrastet ist.Contact devices 44 are suspended. The electrical contact device 44 has a substantially U-shaped, metallic holding frame 51, preferably made of copper, which is latched to the carrier 50 with latching hooks 52.
Fig. 6 zeigt die Kontaktklemme 22 in dem geschlossenen Kontaktzustand, in dem die Kontaktklemme 22 verrastet ist. Hierzu besitzt die Klemmfeder 32 zwei Rastzapfen 54, welche in dem metallischen Halterahmen eingerastet sind. In dem
verrasteten Zustand ist die Kontaktfeder 32 gegen die Gegenklemme 36 vorgespannt. Dies^-sorgt für einen dauerhaften und sicheren elektrischen Kontakt. Das Flachleiterband 18 ist in der Fig. 6 nicht dargestellt.Fig. 6 shows the contact terminal 22 in the closed contact state in which the contact terminal 22 is latched. For this purpose, the clamping spring 32 has two locking pins 54 which are engaged in the metallic support frame. By doing latched state, the contact spring 32 is biased against the counter-clamp 36. This ensures permanent and safe electrical contact. The flat conductor strip 18 is not shown in FIG. 6.
Ferner ist die Klemmfeder 32 mittels Lagerzapfen 56 in geschlitzten Lageröffnungen 58 aufgehängt. Somit kann die Klemmfeder 32 bei der Herstellung der Anschluss- und Verbindungsdose leicht eingesetzt werden und ist aufgrund der im Montagezustand und Kontaktzustand relativ zu demFurther, the clamping spring 32 is suspended by means of bearing pin 56 in slotted bearing openings 58. Thus, the clamping spring 32 can be easily used in the manufacture of the connection and junction box and is due to the in the assembled state and contact state relative to the
Schlitz 60 gedrehten Position des flachen Lagerzapfens 56 gesichert. Die Klemmfeder 32 ist aus Stahlblech gestanzt und im wesentlichen U-förmig gebogen.Slot 60 rotated position of the flat bearing journal 56 secured. The clamping spring 32 is stamped from sheet steel and bent substantially U-shaped.
Der metallische Halterahmen 51 weist ferner ein mittels einem Sockel 62 an dem Träger 50 abgestütztes elektrisches Anschlusselement 64 für die Bypass-Diode auf.The metallic support frame 51 further includes a by means of a base 62 on the support 50 supported electrical connection element 64 for the bypass diode.
Aufgrund der Form der beiden Abschnitte 40, 42 des Betätigungsabschnitts 38 der Klemmfeder 32 wird in dem geöffneten Montagezustand die Klemmfeder 32 so fixiert, dass der Einfangraumbereich 30 im Montagezustand offen gehalten wird. Durch das Aufsetzen der Anschluss- und Verbindungsdose 1 auf das Solarmodul gelangt das aus dem Solarmodul herausstehende Leiterband 28 von unten her unmittelbar in diesen Einfangraumbereich 30.Due to the shape of the two sections 40, 42 of the actuating portion 38 of the clamping spring 32, the clamping spring 32 is fixed in the open mounting state so that the Einfangraumbereich 30 is kept open in the assembled state. By placing the connection and junction box 1 on the solar module, the protruding from the solar module conductor strip 28 passes from below directly into this Einfangraumbereich 30th
Durch das Zusammenwirken zwischen dem Gehäuse 2 und der Anschlussvorrichtung 20 vermittels des Betätigungselements 18 wird die Klemmfeder 32 gezwungen, die geöffnete Stellung zu verlassen, und wird in eine Schwenkbewegung versetzt.By the cooperation between the housing 2 and the connecting device 20 by means of the actuating element 18, the clamping spring 32 is forced to leave the open position, and is set in a pivoting movement.
Das Flachleiterband 28, welches sich in demThe flat conductor strip 28, which is located in the
Einfangraumbereich 30 befindet, wird von dem Klemmabschnitt 34 erfasst und durch die fortdauernde Schwenkbewegung in
einem Winkel von, in diesem Beispiel 45 , gegen das Gegenklemmelement 36 gedrückt. Zu-m Ende der Schwenkbewegung rastet die Klemmfeder mit ihren Rastnasen 54 in dem Kontakt- oder Betriebszustand (Fig. 5) in dem metallischen Halterahmen 51 ein. Durch die Vorspannung der Klemmfeder 32 wird eine dauerhafte und vordefinierte Andruckkraft zwischen dem Flachleiterband 28 und dem leitenden Gegenklemmelement 36 hergestellt.Einfangraumbereich 30 is detected by the clamping portion 34 and by the continuous pivoting movement in an angle of, in this example 45, pressed against the counter-clamping element 36. At the end of the pivoting movement, the clamping spring engages with its detents 54 in the contact or operating state (FIG. 5) in the metallic holding frame 51. By the bias of the clamping spring 32, a permanent and predefined pressure force between the flat conductor strip 28 and the conductive counter-clamping element 36 is produced.
Bezug nehmend auf Fig. 10 ist eine Ausführungsform derReferring to Fig. 10, an embodiment of the
Anschluss- und Verbindungsdose 1 dargestellt, bei welcher sich die Anschlussvorrichtung 20 etwa transversal in der Mitte des Gehäuses 2 befindet, um nicht randständige Flachleiterbänder 28 anzuschließen.Connection and junction box 1 shown, in which the connecting device 20 is approximately transversely in the middle of the housing 2, to connect not marginal flat conductor strips 28.
Es existieren jedoch auch Solarmodule 24, bei welchen die Flachleiterbänder am Rand angeordnet sind. Zur Kontaktierung dieser Flachleiterbänder 28 dient die in Fig. 11 dargestellte alternative Ausführungsform der Erfindung, bei welcher die Anschlussvorrichtung 20 am seitlichen Rand des Gehäuses 2 angeordnet ist.However, there are also solar modules 24, in which the flat conductor strips are arranged on the edge. For contacting these flat conductor strips 28, the alternative embodiment of the invention shown in FIG. 11 is used, in which the connection device 20 is arranged on the lateral edge of the housing 2.
Es ist dem Fachmann ersichtlich, dass die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beispielhaft zu verstehen sind, und die Erfindung nicht auf diese beschränkt ist, sondern in vielfältiger Weise variiert werden kann, ohne die Erfindung zu verlassen. Ferner ist ersichtlich, dassIt will be apparent to those skilled in the art that the above-described embodiments are to be understood by way of example, and that the invention is not limited to them, but that they can be varied in many ways without departing from the invention. It can also be seen that
^J- G πc i Miiα x c uiiαuπα ny iy uα v uu , υu ;_> __ <_: J- H αc L Dc a uii L c iu uny , den Ansprüchen, den Figuren oder anderweitig offenbart sind auch einzeln wesentliche Bestandteile der Erfindung definieren, selbst wenn sie zusammen mit anderen Merkmalen gemeinsam beschrieben sind.
^ J-G πc i Miiα xc uiiαuπα ny iy uα v uu, υu; _> __ <_: J- H αc L Dc a uii L c iu uny, the claims, the figures or otherwise disclosed are also individually essential components of Invention, even if described together with other features.