CH525564A - Dehnungsverbinder für Sammelschienen von Starkstromschaltanlagen - Google Patents

Description

  
 



  Dehnungsverbinder für Sammelschienen von Starkstromschaltanlagen
Die Erfindung betrifft einen Dehnungsverbinder für Sammeischienen von Starkstromschaltanlagen, mit zwei an den miteinander zu verbindenden Enden der Sammelschienen befestigbaren Klemmen und einem die Klemmen elastisch und elektrisch leitend verbindenen Verbindungselement, das aus mindestens einem gekrümmten Metallband besteht.



   Die Dehnungsverbinder der Sammelschienen in Starkstromschaltanlagen müssen neben der Aufgabe einer einwandfreien Stromübertragung auch dafür sorgen, dass temperaturbedingte Längenänderungen der Sammelschienen zwischen diesen mechanisch ausgeglichen werden. Hierzu dient das Verbindungselement, das bei den bekannten Dehnungsverbindern aus einem mehr oder weniger nachgiebigen, wellenförmig gekrümmten Metallband besteht. Die Distanzänderung der beiden Sammelschienen wirkt sich dann in einer Abflachung oder Verstärkung der wellenförmigen Krümmung aus. Das Metallband ist daher auch auf Biegung beansprucht und neigt an den Stellen besonders starker Krümmung zum Dauerbruch.

  Ein weiterer Nachteil der bekannten Dehnungsverbinder besteht darin, dass das Verbindungselement infolge der auf Übertragung hoher Ströme ausgelegten Dimensionierung des Metallbandes der Wärmeausdehnung der Sammelschienen grossen Widerstand entgegensetzt, wodurch auf die die Sammelschienen tragenden Stützer zusätzliche Kräfte ausgeübt werden.



   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Dehnungsverbinder zu schaffen, der trotz eines sehr geringen elektrischen Widerstandes eine hohe mechanische Nachgiebigkeit besitzt. Ausgehend von einem Dehnungsverbinder der eingangs genannten Art ist diese Aufgabe erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass das Verbindungselement als ein aus mehreren Windungen des Metallbandes bestehender Wickel ausgebildet ist, der an zwei mindestens annähernd gegenüberliegenden Stellen mit den Klemmen verbunden ist.



   Da zur Bildung des Wickels ein sehr dünnes und damit sehr flexibles Metallband verwendet werden kann, weil der für die Stromübertragung wirksame Querschnitt durch eine entsprechend grosse Zahl von Windungen des Wickels erreicht werden kann, und die einzelnen übereinanderliegenden Windungen eine gewisse Beweglichkeit relativ zueinander besitzen, erhält man eine wesentlich grössere mechanische Nachgiebigkeit als mit einem massiven Band, das den gleichen Querschnitt wie der Wickel besitzt. Die mechanische Nachgiebigkeit wird weiterhin dadurch erhöht, dass kleine Krümmungsradien vermieden werden können und dass sich bei Längenänderungen der Sammelschienen das Verbindungselement über seiner gesamten Länge zwischen den beiden Klemmen nahezu gleichmässig verformt. Ein weiterer Vorteil ist die einfache Herstellbarkeit des Verbindungselementes.

  Beispielsweise kann es in Form eines Kreisrings gewickelt werden, was auch den Vorteil bietet, dass der Krümmungsradius überall gleich ist.



   Bei einer bevorzugten Ausführungsform liegt das Verbindungselement in einer diametralen Nut der Klemmen, wobei die Nutbreite zweckmässigerweise der Breite des den Wikkel bildenden Bandes angepasst ist. Solche Nuten   gleich    tern die Montage und sichern das Verbindungselement gegen ein Verdrehen relativ zur Klemme.



   Das Verbindungselement kann durch eine   Schraubver:    bindung mit den Klemmen verbunden werden. Wegen ihrer Einfachheit besonders vorteilhaft ist eine Schraubverbindung mittels mindestens je einer das Verbindungselement an den Nutgrund anpressenden Schraube. Vorzugsweise durchdringen diese Schrauben das Verbindungselement und dringen in axialer Richtung in die zugeordnete Klemme ein.



  Hierdurch ist zum einen gewährleistet, dass alle Windungen des Wickels im Bereich der Verbindungsstelle fest aneinandergepresst werden, so dass ein guter Kontakt zwischen der Klemme und allen Windungen vorhanden ist. Zum anderen vermeidet eine solche Verbindung weitgehend eine Verformung des Wickels im Bereich der Verbindungsstelle.



   Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist für die Schraubverbindung mindestens ein Schraubbolzenpaar vorgesehen, von dem jedes seiner Schraubenbolzen in den anderen eindringt und deren Achsen miteinander fluchten. Diese beiden Schraubbolzen sind zweckmässig in dem innerhalb des Verbindungselementes liegenden Abschnitt in axialer Richtung relativ zueinander verschiebbar geführt, wodurch sichergestellt ist, dass die Enden der miteinander durch den Dehnungsverbinder verbundenen Sammelschienen stets miteinander fluchten. Zusätzliche Teile sind für die Führung der  beiden Schraubbolzen nicht erforderlich, wenn der innerhalb des Verbindungselementes liegende Abschnitt des einen Schraubbolzens eine zentrale Bohrung und der entsprechende Abschnitt des anderen Schraubbolzens einen in der zentralen Bohrung axial verschiebbar geführten Zapfen aufweist.

  Um das Festziehen der Schraubbolzen ebenfalls in einfacher Weise zu ermöglichen, können die innerhalb des Verbindungselementes liegenden Abschnitte zumindest eine Ringzone mit einem Sechskantprofil besitzen. Zum Festziehen genügt dann ein einfacher Schraubenschlüssel.



   Sofern nur ein einziges Schraubbolzenpaar vorgesehen ist, ordnet man die Schraubbolzen zweckmässigerweise in der Längsachse der beiden Klemmen an. Die Verwendung von zwei oder mehr parallel zueinander liegenden Schraubbolzenpaaren bietet den Vorteil, dass die durch den Dehnungsverbinder miteinander verbundenen Schienenenden sich nicht relativ zueinander verdrehen können.



   Im folgenden ist die Erfindung anhand von auf der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen im einzelnen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine teilweise im Längsschnitt dargestellte Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels,
Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1,
Fig. 3 eine teilweise im Längsschnitt dargestellte Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels,
Fig. 4 eine Seitenansicht eines dritten Ausführungsbeispiels.



   Ein Dehnungsverbinder zum Verbinden zweier im Ausführungsbeispiel als Rohr ausgebildeten Sammelschienen 1 und 1' weist zwei gleich ausgebildete Klemmenkörper 2 und   2' auf,    welche die einander zugekehrten Enden der Sammelschienen 1 bzw. 1' aufnehmen. Die Klemmenkörper 2 und 2' sind aus einem Sechskantprofilstab abgestochen und mit einer zentralen Gewindebohrung versehen, von denen nur die Gewindebohrung 3 des Klemmenkörpers 2 in der   Zeich-    nung dargestellt ist. Im Inneren besitzt jeder Klemmenkörper im Anschluss an die Gewindebohrung eine sich zu dem dem anderen Klemmenkörper abgewandten Ende hin konisch erweiternde Ausdehnung 4, in die ein angepasster Ringkonus 6 eingesetzt ist, dessen Innendurchmesser auf den Durchmesser der Sammelschiene 1 bzw. 1' abgestimmt ist.

  Mit Hilfe einer Überwurfmutter 7 bzw. 7', welche auf ein Aussengewinde 5 bzw. 5' aufgesetzt ist, wird der Ringkonus 6 in die konische Ausdrehung 4 gedrückt, so dass der Klemmenkörper 2 bzw. 2' auf den Sammelschienenenden mechanisch und elektrisch einwandfrei festgeklemmt wird. Dieses Klemmenprinzip ist von den sogenannten Zentralverbindern her bekannt.



   Die beiden, im Anschluss an die Aussengewinde 5 bzw. 5' ein Sechskantaussenprofil besitzenden Klemmenkörper 2 bzw. 2' sind an der dem Innenkonus abgekehrten Stirnseite, also derjenigen Stirnseite, welche dem anderen Klemmenkörper zugekehrt ist, mit einer radial durchgehenden Nut 8 bzw. 8' versehen, die der Aufnahme eines Verbindungskörpers 9 dient. Der Verbindungskörper 9 ist ein aus einem dünnen Blechband hergestellter Wickel mit einer Vielzahl von Windungen. Die Breite der Nuten 8 und 8' ist der Breite des den Wickel bildenden Blechbandes angepasst.



   Zum Verbinden von Sammelschienen aus Kupfer besteht der Wickel beispielsweise aus einem etwa 0,15 mm starken Kupferband. Zum Verbinden von Aluminiumsammelschienen wird ein aus einem stärkeren Aluminiumband hergestellter Wickel verwendet.



   Wie Fig. 1 zeigt, ist der Verbindungskörper 9 an diametral liegenden Stellen mit je einer Bohrung 11 versehen. Die eine dieser beiden Bohrungen durchdringt ein aus einem Sechskantmaterial hergestellter Schraubbolzen 10, der an seinem einen Ende auf einen Gewindezapfen 12 abgesetzt ist, der in die Gewindebohrung 3 der Klemme 2 eingeschraubt ist. Der durch das Absetzen entstehende Bund 13 presst über eine runde oder eckige Scheibe 14 den Verbindungskörper 9 beim Einschrauben fest auf den Grund der eingefrästen Nut 8 des Klemmenkörpers 2. Das Einschrauben und Festziehen kann wegen des Sechskantprofils des Schraubbolzens 10 mittels eines Gabelschlüssels erfolgen.



   Die andere Bohrung des Verbindungskörpers 9   durch-    dringt ein ebenfalls aus einem Sechskantstab hergestellter Schraubbolzen 15, der wie der Schraubbolzen 10 an seinem einen Ende auf einen Gewindezapfen abgesetzt ist, welcher in die zentrale Gewindebohrung des Klemmenkörpers 2' eingeschraubt ist. Wie beim Schraubbolzen 10 drückt der durch das Absetzen vorhandene Bund über eine Scheibe 14 den Verbindungskörper 9 fest auf den Grund der Nut 8'.



   Das Sechskantprofil des Schraubbolzens 15 bleibt nicht wie beim Schraubbolzen 10 auf der gesamten Länge des im Inneren des Verbindungskörpers liegenden Abschnitts, sondern nur in der Breite einer Mutter stehen, d. h. nur so weit, wie dies zum Einschrauben und Festziehen des Schraubbolzens 15 erforderlich ist. Im übrigen ist der Schraubbolzen 15 zu einem Zapfen 16 abgedreht, dessen Durchmesser auf den Durchmesser einer zentralen Sacklochbohrung 17 im Schraubbolzen 10 so abgestimmt ist, dass der Zapfen 16 im Schraubbolzen 10 axial leicht beweglich geführt ist. Eine solche Führung ist vor allem dann von Vorteil, wenn die Sam   melschienen    1 und 1' in grösserem Abstand von den sie tragenden, nicht dargestellten Stützern enden.



   Die Längen des Zapfens 16 und der Bohrung 17 sind, wie übrigens auch der Wickeldurchmesser des Verbindungskörpers 9, auf die voraussichtlich auftretenden maximalen Längenänderungen der beiden Sammelschienen 1 und 1' ab   abgestimmt    Zweckmässigerweise wird das Wickeln des Verbindungskörpers 9 so vorgenommen, dass der Wicklungsanfang und das Wicklungsende sich an derselben Stelle des Wickels gegenüberliegen und gemeinsam von einer der beiden Bohrungen durchdrungen werden. Eine der beiden Schraubbolzen 10 oder 15 sichtert dann den Wickel gegen ein Aufspringen. Im Interesse der Sprühfestigkeit kann ein leichtes Abrunden der Kanten der Klemmen, des Verbindungskörpers und der übrigen Teile empfehlenswert sein.



   Das in Fig. 3 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von demjenigen gemäss den Fig. 1 und 2 dadurch, dass zwei Schraubbolzenpaare 110, 115 und   110',    115' und daher auch je zwei Bohrungen 111 im Verbindungskörper 109 an jeder Befestigungsstelle vorgesehen sind.



   Wie Fig. 3 zeigt, sind die beiden Schraubbolzen 110 und 110' in gleicher Weise wie der Schraubbolzen 10 des ersten Ausführungsbeispiels, und die beiden Schraubbolzen 115 und 115' in gleicher Weise wie der Schraubbolzen 15 ausgebildet.



  Anstelle der zentralen Gewindebohrung 3 weisen die beiden Klemmenkörper 102 und 102' je zwei in axialer Richtung verlaufende, um den gleichen Betrag, aber in entgegengesetzter Richtung aus dem Zentrum versetzt liegende Gewindebohrungen 103 und 103' auf, in welche die abgesetzten Gewindezapfen der Schraubbolzen 110 und 115 bzw. 110' und 115' eingeschraubt sind.

 

   Das in Fig. 4 dargestellte Ausführungsbeispiel weicht von dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 3 nur durch ein Band 220 ab, das an seinem einen Ende mittels eines dünnen Stiftes 221 am Aussenmantel der Klemme 202 und an seinem anderen Ende mittels eines dünnen Stiftes 222 am Aussenmantel der Klemme 202' befestigt ist. Seine Aufgabe besteht darin, den richtigen Abstand zwischen den beiden Klemmen 202 und 202' festzulegen. Daher können die Befestigungen so ausgebildet sein, dass das Band nach der Montage abgenommen werden kann. Es kann aber auch die Stärke des Bandes 220 so gering gewählt werden, dass es  bei der ersten Dehnung abreisst Selbstverständlich kann ein solches Band auch bei anderen Ausführungsbeispielen vorgesehen werden.

 

   Im übrigen ist dieses Ausführungsbeispiel, das die beiden Sammelschienen 201 und 201' drehfest verbindet, in gleicher Weise wie dasjenige gemäss Fig. 3 ausgebildet. 

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH

   Dehnungsverbinder für Sammelschienen von Starkstromschaltanlagen, mit zwei an den miteinander zu verbindenden Enden der Sammelschienen befestigbaren Klemmen und einem die Klemmen elastisch und elektrisch leitend verbindenden Verbindungselement, das aus mindestens einem gekrümmten Metallband besteht, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (9, 109) als ein aus mehreren Windungen des Metallbandes bestehender Wickel ausgebildet ist, der an zwei mindestens annähernd gegenüberliegenden Stellen mit den Klemmen (2, 2'; 102, 102'; 202, 202') verbunden ist.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Dehnungsverbinder nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (9, 109) in einer diametralen Nut (8, 8') der Klemmen (2, 2) liegt 2. Dehnungsverbinder nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nutbreite des das Verbindungselement (9, 109) bildenden Bandes angepasst ist.

   3. Dehnungsverbinder nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (9, 109) mit den Klemmen (2, 2'; 102, 102') mittels mindestens je einer es an den Nutgrund anpressenden Schraubverbindung (10, 15; 110, 115, 110', 115') verbunden ist.

   4. Dehnungsverbinder nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubverbindung (10, 15; 110, 115, 110', 115') das Verbindungselement (9, 109) durchdringt und in seiner axialen Richtung in die ihr benachbart angeordnete Klemme eindringt.

   5. Dehnungsverbinder nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass für die Schraubverbindung mindestens ein Schraubbolzenpaar (10, 15; 110, 115, 110', 115') vorgesehen ist, von dem jeder seiner Schraubenbolzen in den anderen eindringt und deren Achsen miteinander fluchten, und dass die Schraubverbindung innerhalb des Verbindungselementes (9, 109) angeordnet ist.

   6. Dehnungsverbinder nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der innerhalb des Verbindungselementes (9, 109) angeordnete Teil des einen Schraubbolzens (10110, 110') eine zentrale Bohrung (17) und der diesem Teil entsprechende Abschnitt des anderen Schraubbolzens (15; 115, 115) einen in der zentralen Bohrung axial verschiebbar geführten Zapfen (16) aufweist.

   7. Dehnungsverbinder nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die innerhalb des Verbindungselementes (9, 109) liegenden Teile der Schraubbolzen zumindest eine Ringzone mit einem Sechskantprofil besitzen.

   8. Dehnungsverbinder nach einem der Unteransprüche 5-7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubbolzen (10 15) in der Längsachse der beiden Klemmen (2, 2') liegen.

   9. Dehnungsverbinder nach einem der Unteransprüche 5-7, dadurch gekennzeichnet, dass zwei gleich ausgebildete und parallel-zueinander liegende Schraubbolzenpaare (110, 115; 110', 115) vorgesehen sind.

   10. Dehnungsverbinder nach Patentanspruch oder einem der Unteransprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (9, 109) als Kreisring gewickelt ist und dass sowohl der Anfang als auch das Ende des Metallband Wickels im Bereich einer der beiden Verbindungsstellen mit den Klemmen (2, 2'; 102, 102') liegt.

   11. Dehnungsverbinder nach Patentanspruch oder einem der Unteransprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass an jeder der beiden Klemmen (202, 202) ein aus ihnen herausragender Stift (221, 222) vorgesehen ist, welche beiden Stifte in je eine Bohrung in einer krümmungsfreien Lasche (220) eingreifen, wobei der Abstand der beiden Bohrungen voneinander gleich dem Sollwert des Abstandes der beiden Klemmen (202, 202') voneinander ist (Fig. 4).