CH694777A5 - Stromabnehmer-Stromschienensystem. - Google Patents

Description

  



   Die Erfindung betrifft Möglichkeiten der Stromabnahme an Stromleitern,  die nach den geltenden Sicherheitsvorschriften in Stromschienen berührungssicher,  also unzugänglich angeordnet sein müssen. 



   Existierende Stromschienen-Stromabnehmersysteme bestehen aus einer  Stromschiene mit mindestens zwei darin oder daran von einander isoliert  angeordneten Stromleitern und aufgesetzten Adaptoren zur Stromabnahme,  die axial entlang der Schiene bewegt oder radial um die Schiene verschwenkt  werden können. Bei der Mehrzahl dieser Systeme sind die Stromleiter  am äusseren Umfang oder sonst gegen Kurzschluss oder Berührung relativ  ungeschützt angeordnet. Während bei Betrieb in dieser Art bei kleinen  Spannungen (12 oder 24 Volt) zumindestens keine Verletzungen durch  elektrische Schocks möglich sind, bestehen bei Betrieb mit Netzspannung  (230 V) ernst zu nehmende Gefahren für die Gesundheit.

   Ein weiterer  Nachteil ist bei wohl allen bekannten Adaptoren zur Stromabnahme  an Stromschienen der beschränkte Drehwinkel infolge der durch die  Verwendung von Kabelverbindungen notwendigen Anschläge, die eine  Verschwenkung des Adaptors um die Schiene um 360 DEG  oder mehr unmöglich  machen. 



   Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein  dreh- und längsbewegliches Stromabnehmersystem zu schaffen, dass  die anspruchsvollen Bedingungen bezüglich elektrischer Betriebs-  und Berührungssicherheit erfüllt. 



   Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anpruchs  1 angegebenen Massnahmen gelöst. 



     Bei dem erfindungsgemässen System hat das Stromabnehmersystem,  also der Anschlussadaptor, mindestens zwei Anschlusskontakte, die  mit den Stromleitern in der Stromschiene kabellos elektrisch leitend  verbindbar und unter Aufrechterhaltung dieselelektrisch leitenden  Verbindung relativ zu den Stromleitern beweglich sind. 



   In einem Anschlussadaptor befindet sich eine Schlitteneinrichtung,  die in Längsrichtung der Stromschiene zur kontinuierlichen Verschiebung  entlang der Schiene beweglich, in Umfangsrichtung jedoch unbeweglich  ist. Die Längsverschiebbarkeit dieses Längsschlittens zusammen mit  der unbegrenzten Drehbarkeit des ihn lose umfassenden Anschlussadaptors  ermöglicht es, dass beispielsweise Leuchtelemente sich kontinuierlich  um die Stromschiene drehen lasssen und gegebenenfalls gleichzeitig  in Längsrichtung der Schiene verschoben werden können. 



   Zur Gewährleistung der notwendigen elektrischen Sicherheit eines  Stromschienensystems, insbesondere bezüglich Kurzschluss- und Berührungsschütz,  muss eine Stromschiene geometrisch so gestaltet sein, dass es nicht  ohne weiteres möglich ist, deren Stromleiter mit elektrisch leitenden  Gegenständen zu kontaktieren, die nicht für deren Kontaktierung bestimmt  sind. Dadurch soll die unbeabsichtigte Berührung der Stromleiter,  beispielsweise durch mit Nadeln oder Schraubenziehern spielende Kinder  verhindert werden. 



   Diese, nach neun Vorschriften europaweit geforderte elektrische Sicherheit  kann erreicht werden beispielsweise durch eine Versenkung der Stromleiter  quer zum Längsschlitz einer Stromschiene, also quer zur Einfuhrrichtung  der Stromabnehmerkontakte. Das bedeutet, dass die Stromleiter in  entsprechend gestaltete, also nutförmige Ausnehmungen des Stromschienen-Isolierkörpers  vertieft eingesetzt sind. 



     Die zur Erhöhung der elektrischen Sicherheit derart schwer zugänglich  im Innern der Stromschiene angeordneten Stromleiter erfordern zu  deren Kontaktierung zweckmässig angepasste Stromabnehmer. Zu diesem  Zweck ist ein Kontaktarm derart beweglich in dem vom Anschlussadaptor  umschlossenen Längsschlitten angeordnet, dass er in einer Einführstellung  durch die Zugangsöffnung der Stromschiene, also deren Längsschlitz,  in den Bereich der Stromleiter ohne Berührung derselben einführbar  und nach der Einführung quer zur Einführrichtung in eine Kontaktstellung  bewegbar ist, in der der Kontakt unter Kontaktdruck an dem zugordneten  Stromleiter anliegt. Dieser Kontaktarm ist ein Endteil einer Kontaktfeder,  die durch einen, in einem Anschlussadaptor angeordneten Kontaktring  oder anders geformter Kontaktkörper, verformt wird und somit den  nötigen Kontaktdruck erzeugt.

   Die Verformung erfolgt durch verdrängende  Bewegung oder Verwinkelung des anderen Endteils der Kontaktfeder  durch den Kontaktring oder anders geformten Kontaktkörpers beim Aufsetzen  einer Anschlussadaptorhälfte auf die Stromschiene, und/oder beim  Verdrehen derselben um die Stromschiene. 



   Der Anschlussadaptor besteht aus mehreren miteinander verbindbaren  oder voneinander lösbaren Bauteilen. Er ist derart aufgebaut, dass  im verbundenen Zustand der Bauteile die Stromschiene in Umfangsrichtung  vollständig umschlossen wird und somit diese Bauteile in Querrichtung  zur Stromschiene auf diese aufsetzbar oder von dieser abnehmbar sind.  Die Möglichkeit der Anbringung bzw. der Entfernung in Querrichtung  zur Schiene erlaubt die Installation zusätzlicher Anschlussadaptoren  bei ansonsten fertig installierter Stromschiene bzw. das Abnehmen  nicht gebrauchter Anschlussadaptoren, ohne dass benachbarte Adaptoren  entfernt werden müssten oder das Stromschienensystem zum Aufstecken  oder Abziehen dieser Adaptoren geöffnet werden müsste. 



     Wird ein Längsschlitten allein, also ohne Anschlussadaptor, mit  Steckbuchsen versehen, in denen die Kontaktfedern derart angeordnet  sind, dass das Einstecken eines Steckerkontakts die Verformung der  Kontaktfeder und damit die Verwinkelung ihres unteren Arms und somit  Kontaktierung desselben mit dem zugeordneten Stromleiter bewirkt,  ist dieser Längsschlitten, entsprechend ausgebildet, als Buchsenteil  einer Steckverbindungseinrichtung verwendbar, beispielsweise zur  Aufnahme von 230- Volt-Netzsteckern. Wegen des dann fehlenden Anschlussadaptors  mit seinen Kontaktringen- oder -körpern ist eine Verschwenkung um  die Stromschiene nicht möglich. 



   Mit zweckmässig angepassten Einspeisungsadaptoren, deren kontaktgebende  Teile entsprechend geformt und grösser dimensioniert sind, und die  mechanisch fest mit der Stromschiene verbunden, also unbeweglich  sein müssen, erlaubt das genannte Prinzip problemlos auch die Übertragung  höherer Ströme, also mindestens 25 Ampere in eine nach obigen Gesichtspunkten  aufgebaute Stromschiene, natürlich unter Berücksichtigung der dann  erforderlichen, grösseren Querschnitte der Stromleiter. 



   Mit einem speziell gestalteten unteren Kontaktarm der genannten Kontaktfeder  wird eine Verwinkelung und damit ein Eindringen des unteren Arms  in die nutförmige Ausnehmung der Stromschiene, die bei hohen Spannungen  eine maximale Breite von 3 mm haben darf, unmöglich. Die Kontaktierung  des Kontaktarms mit dem Stromleiter ist somit ebenfalls unmöglich.  Mit diesen speziell geformten Kontaktarmen, die > 3.5 mm, also  breiter oder dicker als die Nute in der Stromschiene sein müssen,  kann also verhindert werden, dass die Stromleiter einer mit beispielsweise  230 Volt betriebenen Stromschiene mit einem für kleine Spannungen,  bespielsweise 12 Volt ausgelegten Verbraucher verbindbar sind. Damit  wird einer weiteren Forderung der genannten, elektrischen Sicherheitsvorschriften  entsprochen. 



   Eine Stromschiene kann natürlich mehr als zwei Stromleiter enthalten.  Die Stromabnahme an den dann in nebeneinander und/oder gegenüber  angeordneten Nuten liegenden Stromleitern erfolgt dann gezielt mit  entsprechend gestalteten und zweckmässig im Längsschlitten angeordneten  Kontaktfedern, deren Ausbildung der geometrischen Lage der ihnen  zugeordneten Stromleiter entspricht. 



     Alle diese und weitere Merkmale gehen ausser aus den Ansprüchen  auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen  Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen  bei einer Ausführungsform der Erfindung verwirklicht sein und vorteilhafte  Ausführungen darstellen können. 



   Aus den nachfolgend erläuterten Zeichnungen gehen weitere wesentliche  Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor. Es zeigen:      Fig.  1 Eine perspektivische Ansicht eines Anschlussadaptors mit seinem  Längsschlitten auf einer Stromschiene im fertig montierten Zustand  (a), die gleichzeitig die verschiedenen Etappen während des Zusammenbaus  darstellt.     Fig. 2 Eine perspektivische, teilgeschnittene Ansicht  eines Längsschlitten mit seinen Kontaktfedern.     Fig. 3 Eine  perspektivische, teilgeschnittene Ansicht einer Stromschiene mit  einem aufgesetzten Längsschlitten.     Fig. 4 Eine perspektivische,  teilgeschnittene Ansicht einer Stromschiene und einer Anschlussadaptorhälfte  im endlichen, kontaktaktiven Zustand.

       Fig. 5 Eine perspektivische  Ansicht zur Veranschaulichung der Funktion der Kontaktgabe bei Verwendung  von Kontaktblechen, oder anders geformter Kontaktkörper, anstelle  von Kontaktringen.     Fig. 6 Eine perspektivische Ansicht eines  Längsschlitten, dessen untere Kontaktfederarme in der Breite den  bei bestimmten Ausführungsformen zu beachtenden Sicherheitsvorschriften  entsprechen.  



     In Fig. 1 wird in erster Linie die schrittweise vorzunehmende  Installation eines Anschlussadaptors 10 auf die Stromschiene 6 veranschaulicht.  Zur besseren Verständlichkeit wird angenommen, dass die Stromschiene  sich in einer Position befindet, in der ihr Längsschlitz 17 nach  oben weist. In einer ersten Etappe wird von oben der Längsschlitten  1 auf die Stromschiene 6 aufgesteckt, unter Einführung des Stegs  16 mit den Kontaktarmen 5 in den Längsschlitz. Von der entgegengesetzten  Umfangsposition, also von unten, folgt ein Ansetzen und anschliessendes  Verdrehen um 180 DEG  der oberen Anschlussadaptorhälfte 11, in der  Art, dass sie den Längsschlitten 1 von oben umschliesst. Als letzter  Schritt wird die untere Anschlussadaptorhälfte 12 von unten an die  obere Anschlussadaptorhälfte 11 angeflanscht und, beispielsweise  mit einer Schraube, fixiert. 



   Fig. 2, 3 und 4 unterstützen die Erläuterung der Funktionsweise des  erfindungsgemässen Stromabnehmersystems. Da sich die Kontaktfedern  2 in Ruhestellung befinden und deren Kontaktarme 5 dementsprechend  in Längsrichtung, relativ zur Stromschiene 6, ausgerichtet sind,  ist die Einführung der Kontaktarme 5 in den Längsschlitz 17 beim  Aufstecken des Längsschlittens 1 auf die Stromschiene 6 möglich.  Da die Kontaktfedern 2 weiterhin unbelastet sind, verbleiben die  Kontaktarme 5 in Längsausrichtung und kontaktieren somit die Stromleiter  8 noch nicht. Kontaktgabe erfolgt erst während und nach dem, im letzten  Absatz beschriebenen, Verdrehen der oberen Anschlussadaptorhälfte  11 von der unteren in die obere Position, über den Längsschlitten  1, während der Installation des Anschlussadaptors an der Stromschiene.

                                                           



   Teil der Anschlussadapatorhälften 11, 12 sind die Kontaktringhälften  9, 13, die mit den Anschlussadaptorhälften mechanisch fest verbunden  sind. Die aus Isoliermaterial bestehende Anschlussadaptorhälfte isoliert  alle sich in ihr befindlichen Kontaktringhälften. 



     Beim oben genannten Verdrehen der oberen Anschlussadaptorhälfte  verdrängt, verformt und verwinkelt eine Kontaktringhälfte 9, 13 über  ihre Stirnfläche 14 den oberen Kontaktfederarm 4 der Kontaktfeder  2, und bewirkt eine Kontaktgabe zwischen der Kontaktringhälfte 9,  13 und dem Kontaktfederarm 4. Das Verwinkeln des oberen Kontaktfederarms  4 bewirkt eine Verdrehung der Kontaktfeder 2 um ihre Drehachse x-x  und damit auch eine Verwinkelung des unteren Kontaktfederarms 5.  Die geometrisch definierte Anordnung der Stromleiter 8 in der Stromschiene  6 begrenzt den Grad der Verwinkelung und erwirkt eine Federkraft  erzeugende Belastung der Kontaktfeder 2. Diese Federkraft steht zu  gleichen Teilen in beiden Kontaktfederarmen 4, 5 als Kontaktdruck  zur Verfügung.

   Die Stromübertragung kann somit vom Stromleiter 8  über die Kontaktfeder 2 zum Kontaktring 3 mit seinen Anschlusskontakten  18 kabellos erfolgen. 



   Die Aufrechterhaltung der Kontaktierung bei Bewegungen des Anschlussadaptors  entlang der Stromschiene 6 ist gewährleistet durch die Verwinkelung  der unteren Kontaktfederarme 5. Beim Verdrehen der Kontaktringhälfte  9 um die Stromschiene ist diese Verwinkelung wie die gesamte Funktion  der Kontaktgabe nach dem bisher gesagten nur über einen Drehwinkel  von 180 DEG  zu erreichen. Ein ganzer, nicht geteilter Kontaktring  3 ist erforderlich, um die Funktion der Kontaktgabe über einen Drehwinkel  von 360 DEG  sicherzustellen. Das mechanische und galvanische Verbinden  der oberen Kontaktringhälfte 9 mit der unteren Kontaktringhälfte  13 zu einem Kontaktring 3 erfolgt in der Endphase der oben beschriebenen  Installation des Anschlussadaptors 10 an die Stromschiene 6. 



   Das Anflanschen und Fixieren der unteren Anschlussadaptorhälfte 12,  mit der darin enthaltenen unteren Kontaktktringhälfte 13 an die obere  Anschlussadaptorhälfte 11, mit der in ihr enthaltenen Kontaktringhälfte  9, verbindet die beiden Kontaktringhälften mechanisch, und über ihre  Kontaktfederflächen 19 galvanisch und damit elektrisch zu einem Kontaktring  3 und ermöglicht somit über Kontaktfeder 2 sichere elektrische Verbindung  zwischen Stromleiter 8 und Kontaktring 3 mit seinen Anschlusskontakten  18 bei unbegrenzten Drehbewegungen des Anschlussadaptors 10 um die  Stromschiene und/oder Verschiebungen entlang der Stromschiene 6. 



     Die Verdrängung und damit Verwinkelung der oberen und unteren  Arme der Kontaktfeder 2 kann natürlich auch durch anders geformte,  kontaktgebende Körper erzielt werden, wie beispielsweise durch die  Kontaktbleche 15 anstelle der in den bisherigen Beispielen genannten  Kontaktringe. Fig. 5 veranschaulicht diese Möglichkeit. 



   Fig. 6 schliesslich veranschaulicht, wie einer weiteren Auflage der  schon genannten, elektrischen Sicherheitsvorschriften entsprochen  werden kann: Die > 3.5mm breiten, flachprofilartigen Federkontaktarme  5 erlauben wohl das Einführen in einen schmalen Längsschlitz 17 der  Stromschiene 6, verunmöglichen aber das Verwinkeln der unteren Kontaktarme  5 und damit das Kontaktieren der Stromleiter 8, wenn die Breite der  die Stromleiter 8 aufnehmenden Schlitze 7 kleiner als 3 mm ist.

Claims (6)

1. Stromabnehmer-Stromschienensystem, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrehung einer sich in einem Längsschlitten (1) befindlichen, vorgespannten Kontaktfeder (2) um ihre quer zur Längsrichtung der Stromschiene bezogenen Drehachse (x-x), durch Druck eines Kontaktrings (3) auf einen oberen Arm (4) der Kontaktfeder (2) eine Verwinkelung eines unteren Arms (5) oder Kontaktfeder (2) und somit Kontaktierung desselben mit einem in der Stromschiene (6) in einem Schlitz (7) vertieft liegenden Stromleiter (8) sowie Federkraft in einem oder beiden Kontaktfederarmen (4, 5) erzeugt und damit den für eine sichere elektrisch leitende Verbindung notwendigen Kontaktdruck zwischen dem Stromleiter (8), den Kontaktfederarmen (4, 5) und dem Kontakt-ring (3) bereitstellt, und dass ein Anschlussadaptor (10) mit seinen Kontaktringen (3) um die Stromschiene (6)

unbegrenzt drehbar und mit dem Längsschlitten (1), den er lose umfasst, in Längsrichtung der Stromschiene (6) verschiebbar ist, unter Aufrechterhaltung der elektrisch leitenden Verbindungen.

2. Stromabnehmer-Stromschienensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktring (3) sowie der Anschlussadaptor (10) in welchem er sich befindet, derart an der Stromschiene (6) befestigbar ist, dass der Kontaktring (3) in einer ersten Phase noch aus zwei Hälften (9, 13) besteht, dass der Anschlussadaptor (10) aus zwei Hälften (11, 12 besteht und dass diese beiden Kontaktringhälften (9, 13) erst durch die endliche Zusammenfügbarkeit beider Anschlussadaptorhälften (11, 12) über die Stromschiene (6) zu einem Kontaktring (3) verbindbar sind und damit elektrisch geschlossen werden.

3.

Stromabnehmer-Stromschienensystem nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stirnfläche (14) der oberen Kontaktringhälfte (9) bei einer 180 DEG -Verdrehung der oberen Anschlussadaptorhälfte (11) von der unteren in ihre endliche Position über den Längsschlitten (1) den oberen, vorgespannten Kontaktfederarm (4) verformen und dabei verdrängen kann und somit die notwendige Verdrehung der Kontaktfeder (2) und damit die Verwinkelung des unteren Kontaktfederarms (5) bewirken kann, somit die Kontaktgabe desselben an Stromleiter (8) verwirklichbar ist.

4.

Stromabnehmer-Stromschienensystem, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrehung einer sich in einem Längsschlitten (1) befindlichen vorgespannten Kontaktfeder (2) um ihre quer zur Längsrichtung der Stromschiene bezogenen Drehachse (x-x), durch Druck eines kontaktgebenden Körpers, vorzugsweise eines Kontaktblechs (15), auf einen oberen Kontaktfederarm (4) eine Verwinkelung eines unteren Kontaktfederarmes (5) und somit Kontaktierung desselben mit einem in der Stromschiene (6) in einem Schlitz (7) vertieft liegenden Stromleiter (8) sowie Federkraft in einem oder beiden Kontaktfederarmen (4, 5) erzeugt und dadurch den für eine sichere elektrisch leitende Verbindung notwendigen Kontaktdruck zwischen dem Stromleiter (8), den Kontaktfederarmen (4, 5) und dem kontaktgebenden Körper bereitstellt, dass eine obere Anschlussadaptorhälfte auf den Längsschlitten aufsetzbar ist.

5. Stromabnehmer-Stromschienensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die unteren Kontaktfederarme (5) vor dem Druck der Kontaktringe (3) beziehungsweise der Kontaktbleche (15) auf die oberen, vorgespannten Kontaktfederarme (4) sich in relativ zu einem in der Längsrichtung liegenden Steg (16) des Längsschlittens (1), längs ausgerichteter Position befinden und somit das Einführen dieser unteren Arme (5) in einen Längsschlitz (17) der Stromschiene (6) beim Aufsetzen des Längsschlittens auf die Stromschiene ermöglichen.

6.

Stromabnehmer-Stromschienensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die metallischen Stromleiter (8) in der aus Isoliermaterial bestehenden Stromschiene (6) derart profiliert, dimensioniert und angeordnet sind, dass sie ein eventuelles Durchhängen einer eventuell längeren Schiene mit daran befestigten Anschlussadaptoren (10) infolge von Gravitationskräften, erzeugt durch das eventuell höhere Gewicht von an den Adaptoren angebrachten Leuchten oder anderer Verbraucher, durch Erhöhung der mechanischen Stabilität der Schiene verhindert oder vermindern.