DE10032653A1 - Anschlussschiene für elektrische Geräte und Apparate, für verschiedene Nennströme, mit einem Hohlraum - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft aus profilierten Halbzeugen hergestellte, einen Hohlraum aufweisende Anschlussschienen (4), die für verschiedene Nennströme gleiche Außenabmessungen aufweisen, zur Verbindung der elektrischen Komponenten elektrischer Geräte und Apparate mit einem äußeren Stromkreis, wobei sich die Anschlussschienen durch in der Geräte- und Apparatewand befindliche Fensteröffnungen erstrecken und durch Befestigungsmittel in dem Gehäuse fixiert sind, die aus zwei oder mehreren als Profile ausgebildeten Teilstücken (11, 12) bestehen, die so ausgebildet sind, dass sie formschlüssig oder anderweitig miteinander zu einer hohlen Anschlussschiene (4) verbindbar sind. Die Teilstücke (11, 12) weisen einen oder mehrere Schenkel (13, 16, 17) auf, deren Längen die Höhe der Anschlussschiene (4) bestimmen.

Description

Die Erfindung betrifft aus profilierten Halbzeugen herge­ stellte, mit einem Hohlraum versehene Anschlussschienen zur Verbindung der elektrischen Komponenten elektrischer Geräte und Apparate mit einem äußeren Stromkreis, wobei sich die An­ schlussschienen durch in der Geräte- oder Apparatewand be­ findliche Fensteröffnungen erstrecken und durch Befestigungs­ mittel in dem Gehäuse fixiert sind. Anschlussschienen dieser Art wurden in der DE-Patentanmeldung 199 39 710.4 vorgeschla­ gen.

An dem aus dem Gehäuse nach außen hindurchgeführten Teil ei­ ner Anschlussschiene kann auf diese Weise beispielsweise eine anlagenseitige Zuleitungsschiene oder ein anderes geeignetes Verbindungselement für die Energiezuführung bzw. -abführung angeschlossen werden. Die Anschlussschiene ist dabei in der Regel in dem isolierenden Wandkörper eines Gerätes oder Appa­ rates fest angeordnet, was in der Regel mit Hilfe von Durch­ führungsöffnungen und Befestigungselementen realisiert wird.

Die Anschlussschienen müssen weiterhin so gestaltet sein, dass sie rationell herstellbar sind und geeignet sind, be­ stimmte Funktionen zu erfüllen. Diese Funktionen sind: die Stromtragfähigkeit, die Wärmeabfuhr, eine Fläche für An­ schlüsse von Zuleitungsschienen sowie die Aufnahme und Über­ tragung statischer und dynamischer Kräfte. Es handelt sich also um eine kräftemäßig und dynamisch hoch beanspruchte Stelle.

Darüber hinaus soll es möglich sein, Anschlussschienen für unterschiedliche Stromstärken in einem einheitlichen Gehäuse mit einheitlichen Durchführungsöffnungen unterzubringen. Als Befestigungsmittel für die Anschlussschiene dienen bei her­ kömmlichen Geräten und Apparaten Schrauben, die sich durch quer zur Längsachse der Anschlussschienen angeordnete Öffnun­ gen erstrecken und für deren Aufnahme in der Regel in der Wand des entsprechenden Gehäuses ein Muttergewinde vorgesehen ist. Aus Gründen der mechanischen Festigkeit werden bei einem aus einem Isolierstoff bestehenden Gehäuse hierzu metalli­ sche Einlegmuttern oder Einpressmuttern verwendet.

Die Herstellung und der Einbau derartiger Anschlussschienen ist folglich mit einem hohen Material- und Fertigungsaufwand verbunden. Es wurde deshalb, zum Beispiel bei Niederspan­ nungs-Leistungsschaltern, die Verwendung von Anschlussschie­ nen vorgeschlagen, die von einem Profilmaterial mit einem oder mehreren Vorsprüngen abgesägt sind, derart, dass die An­ schlussschienen durch ein Loch gesteckt werden und der oder die Vorsprünge des Profilmaterials als Anschläge der An­ schlussschiene am Schaltergehäuse dienen und somit die Kraft­ überleitung der Schaltkräfte auf das Gehäuse bilden.

Damit ist bei derartigen Schaltern einmal die Position des Festkontaktes zum Gehäuse bestimmt und zum Anderen wird die Befestigungsstelle von den genannten Kräften entlastet, so dass hier nur eine Fixierkraft benötigt wird, eine Belastung durch die Scherkraft und die Positionisierungskraft aber nicht auftritt.

Eine derartige Anschlussschiene für einen Niederspannungs- Leistungsschalter, mit einem angeformten Vorsprung, wurde zur Überwindung des vorgenannten Aufwandes in der DE 196 43 607 A1 vorgeschlagen. Diese Anschlussschiene wird von innen durch die Durchführungsöffnung der Gehäusewand ge­ steckt und stützt sich mittels eines Vorsprunges an der Ge­ häuserückwand ab. Zur Herstellung dieser Anschlussschiene werden besondere Profile verwendet, die eine einstückig ange­ formte Leiste aufweisen, von denen dann Stücke abgeschnitten werden, welche die Anschlussschiene bilden.

Bei Niederspannungs-Leistungsschaltern ist es innerhalb einer Baureihe bisher üblich, je nach dem Nennstrom verschieden dicke Anschlussschienen zu verwenden. Diese Anschlussschienen werden ebenfalls aus Profilen durch Absägen hergestellt. Das Gehäuse weist einheitliche Ausschnitte für die Anschluss­ schienen auf, die jeweils für die größte Nennstromstärke aus­ gelegt sind. Für dünnere Anschlussschienen kleinerer Nenn­ stromstärken werden Distanzstücke aus Kunststoff verwendet, welche die Zwischenräume füllen. Die Montage der Distanzstüc­ ke hat den Nachteil zusätzlicher Kosten für diese Teile sowie höherer Montagekosten und sie bilden eine Fehlerquelle bei einer kundenseitigen Montage der Strombahnen.

In allen diesen bekannten elektrischen Geräten und Apparaten sind die Anschlussschienen, unabhängig von der sonstigen Her­ stellungstechnologie aus massivem Material hergestellt. Das bedingt, dass die Schienen für unterschiedliche Stromstärken auch unterschiedliche Querschnitte aufweisen und somit unter­ schiedliche äußere Abmessungen; ein Nachteil, der vorstehend bereits behandelt wurde.

Hohle stromführende Leiter sind aus der Hochspannungs- und Hochfrequenztechnik bekannt. Bei diesen Hohlleitern dient die hohle Ausbildung lediglich dem Zweck die Koronaverluste der Leiter, also der Abstrahlung von Energie an scharfen Kanten oder engen Radien zu verringern, beziehungsweise dem Skinef­ fekt Rechnung zu tragen, der darauf beruht, dass bei hohen Frequenzen nur im äußeren Bereich eines Leiters Energie über­ tragen wird, aber nicht dem Zweck, eine unterschiedliche strommäßige Belastbarkeit bei einem einheitlichem äußeren Querschnitt zu gewährleisten.

Eine stromführende hohle Anordnung ist auch in der US-PS 3,597,713 beschrieben, die ein Gerät als Ersatz für ei­ ne Hochspannungs-Schmelzsicherung zeigt, in dem eine Kombina­ tion eines Vakuumschalters mit einem Schaltgriff, der, ähn­ lich wie ein Hoch- oder Mittelspannungstrennschalter eine Öse zur Betätigung aufweist, dargestellt ist. In einem hohlen An­ schlussstück des Gerätes ist eine elektronische Schaltung eingebaut. Damit ist zwar ein stromführendes hohles Teil an einem elektrischen Schaltgerät bekannt geworden, aber dieses dient lediglich der Unterbringung einer anderen Komponente des Gerätes, nämlich der genannten elektronischen Schaltung und nicht der Regulierung der Stromtragfähigkeit des Bau­ teils.

An anderer Stelle wurde bereits vorgeschlagen, hohle An­ schlussschienen für Niederspannungs-Leistungsschalter zu ver­ wenden, die aus einem hohlen Profilmaterial durch Absägen hergestellt sind und sowohl nur einen, als auch mehrere Hohl­ räume aufweisen können. Dabei weisen diese Anschlussschienen für alle unterschiedlichen Stromstärken den gleichen äußeren Querschnitt auf. Die Stromtragfähigkeit wird mittels der Wandstärke der Hohlschiene reguliert, die den leitenden, stromtragenden Querschnitt bildet. Daraus ergibt sich, dass bei niedrigeren Stromstärken durch geringe Wandstärken ein größerer, beziehungsweise bei höheren Stromstärken durch dic­ kere Wandstärken ein kleinerer innerer Hohlraum vorhanden ist, was bis hin zu einer massiven Ausgestaltung ohne Hohl­ raum, bei der höchsten Bemessungsstromstärke, führen kann. Auf die für diese höchste Bemessungsstromstärke erforderli­ chen äußeren Abmessungen sind dann die Durchführungsöffnungen in den jeweiligen Geräte- und Apparategehäusen ausgelegt. Die Herstellung derartiger Hohlprofile aus einigen für die Her­ stellung von derartigen Anschlussschienen bevorzugt verwende­ ter Werkstoffe ist jedoch mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, hohle Anschlussschienen so auszubilden, dass sie auch bei un­ terschiedlichen Nennstromwerten den gleichen äußeren Quer­ schnitt aufweisen und ohne zusätzliche Distanzstücke in Gerä­ te- und Apparategehäusen mit einheitlichen Durchgangsöffnun­ gen eingesetzt werden können, dabei jedoch die Probleme bei der Herstellung hohler Halbzeugprofile zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, dass die Hohlheit der Anschlussschiene dadurch her­ vorgerufen wird, dass sie aus zwei oder mehreren als Profile ausgebildeten Teilstücken besteht, die so ausgebildet sind, dass sie formschlüssig oder anderweitig miteinander zu einer hohlen Anschlussschiene verbindbar sind. Derartige Teilprofi­ le lassen sich leicht und ohne die bei der Herstellung von Hohlprofilen auftretenden Probleme fertigen. Vorzugsweise ist die Anschlussschiene aus zwei profilförmigen Teilstücken zu­ sammengesetzt, von denen das erste Teilstück das Oberteil der Anschlussschiene bildet und das zweite Teilstück das Unter­ teil derselben. Dadurch ergeben sich ebene obere und untere Schienenflächen, was insbesondere im Einblick auf eine Ver­ wendung für Einschubschalter wichtig ist, um ein einwandfrei­ es Gleiten in die Einschublamellenkontakte zu erreichen. Die Teilstücke weisen einen oder mehrere Schenkel auf, deren Län­ gen die Höhe der Anschlussschiene bestimmen. Hierdurch wird erreicht, dass die Anschlussschienen für alle Stromstärken die gleichen Außenabmessungen aufweisen, die den einheitli­ chen Maßen der Durchführungsfenster in der Rückwand des Nie­ derspannungs-Leistungsschalters entsprechen. Die Stromtragfä­ higkeit der Anschlussschiene wird dabei durch die Dicke des Materials bestimmt.

Zweckmäßig sind ein oder mehrere Schenkel des jeweils einen Teilstückes mit Verbindungselementen versehen, die in Gegen­ elemente des jeweils anderen Teilstücks formschlüssig ein­ greifen.

Vorteilhaft sind die drei Schenkel vorgesehen, von denen zwei an einem Teilstück angeordnet sind und einer am anderen Teil­ stück. Hierdurch ergibt sich eine einfachere Fertigung für die Teilstücke, als wenn alle Schenkel an einem Teilstück an­ geordnet wären. Die Teilstücke sind durch eine oder mehrere formschlüssige Verbindungen und/oder teilweise durch Löten, Schweißen oder ähnliches miteinander verbunden. Erforderliche Bohrungen zur Befestigung der anlagenseitigen Stromschienen werden vorteilhaft gestanzt.

Die Erfindung soll nachfolgend zum besseren Verständnis an­ hand eines bevorzugten, den Schutzumfang nicht einschränken­ den Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.

Die Fig. 1 zeigt schematisch einen Niederspannungs-Leistungs­ schalter im Schnitt.

Die Fig. 2 zeigt eine mögliche vorteilhafte Ausführungsform einer unteren Anschlussschiene gemäß der vorliegenden Erfin­ dung im Schnitt.

Die Fig. 3 zeigt die Anschlussschiene gemäß der Fig. 2 im Zu­ stand vor dem Zusammenfügen der Teilstücke in perspektivi­ scher Darstellung.

Die Fig. 4 zeigt die Anschlussschiene der Fig. 2 nach dem Zu­ sammenfügen der Teilstücke in perspektivischer Darstellung. In der Fig. 1 ist schematisch ein Niederspannungs-Leistungs­ schalter 1 im Schnitt dargestellt. Durch die Rückwand 2 des Niederspannungs-Leistungsschalters 1 sind die in herkömmli­ cher Form dargestellte obere Anschlussschiene 3 und die in erfindungsgemäßer Ausführungsform dargestellte, durch den Stromwandler 6 hindurchgeführte, untere Anschlussschiene 4 herausgeführt. An der oberen Anschlussschiene 3 befindet sich der feste Schaltkontakt 5 und an der unteren Anschlussschie­ ne 4 ist über nicht dargestellte flexible Verbindungen der auf einem, mit dem Schalterantrieb 8 verbundenen, Kontaktträ­ ger 9 befindliche bewegbare Schaltkontakt 10 angeschlossen. Über dem festen Schaltkontakt 5 und dem bewegbaren Schaltkon­ takt 10 ist die Lichtbogenlöschkammer 7 angeordnet.

Die Fig. 2 zeigt eine mögliche vorteilhafte Ausführungsform einer unteren Anschlussschiene 4 gemäß der vorliegenden Er­ findung in der Seitenansicht. Sie besteht aus einem profil­ förmigen oberen Teilstück 11 und einem ebenfalls profilförmi­ gen unteren Teilstück 12. Diese sind durch einen am oberen Teilstück 11 vorgesehenen Steg 13 mit einem an dessen Ende befindlichen Quersteg 14 und einer am unteren Teilstück 12 vorgesehenen Führungsschiene 15 durch Ineinanderschieben formschlüssig miteinander verbunden. Zusätzlich weist das obere Teilstück 11 einen abgewinkelten Teil 16 auf und das untere Teilstück 12 einen im rechten Winkel angeordneten Teil 17 die beide bezüglich ihrer Abmessungen so ausgebildet sind, dass sie Verbindungsstege zwischen dem oberen Teilstück 11 und dem unteren Teilstück 12 bilden, wobei ihre Längen die Höhe der Anschlussschiene 4 bestimmen. An der Berührungsstel­ le des Teiles 16 mit dem unteren Teilstück 12 und der Berüh­ rungsstelle des Teiles 17 mit dem oberen Teilstück 11 sind beide Teilstücke 11, 12 zusätzlich zur oben beschriebenen formschlüssigen Verbindung durch Löten, Schweißen oder ähnli­ ches miteinander verbunden.

Mittels der beschriebenen Anordnung wird eine hohle An­ schlussschiene 4 geschaffen, die zwei Hohlräume 18, 19 auf­ weist. Zur Befestigung der anlagenseitigen Stromschienen sind Bohrungen 20, 21, zweckmäßig durch Stanzen hergestellt vorge­ sehen. Die Fortsätze 22, 23 dienen als Anschläge für eine axiale Fixierung der Anschlussschiene 4 am Schaltergehäuse. In der Fig. 3 ist die Anschlussschiene 4 gemäß der Fig. 2 im Zustand vor dem Zusammenfügen der Teilstücke 11, 12 in per­ spektivischer Darstellung gezeigt und in der Fig. 4 die glei­ che Anschlussschiene 4 nach dem Zusammenfügen der Teilstücke 11, 12, ebenfalls in perspektivischer Darstellung. In diesen Figuren sind gleiche Teile aus der Fig. 2 mit den gleichen Bezugszeichen versehen, weshalb sich eine nochmalige Be­ schreibung dieser Teile erübrigt. In den beiden Fig. 3 und 4 soll lediglich die Funktion des Stegs 13 mit seinem Quersteg 14 und der Führungsschiene 15 deutlicher veranschaulicht wer­ den. Mittels dieser Elemente wird eine erste Fixierung der beiden Teilstücke 11, 12 erreicht, um eine Löt- oder Schweiß­ verbindung an den anderen, oben erwähnten, Berührungsstellen zu erleichtern.

Zur Befestigung der flexiblen Leiterseile, welche die untere Anschlussschiene mit den bewegbaren Schaltkontakten verbin­ den, sind in einer Verlängerung 24 am oberen Teilstück 11 Aussparungen 25 vorgesehen. Der im rechten Winkel angeordnete Teil 17 des unteren Teilstückes 12 weist einen Fortsatz 26 auf, in welchem ebenfalls Aussparungen 27 vorgesehen sind, die mit den Aussparungen 25 im oberen Teilstück 11 fluchten, damit die oben erwähnten flexiblen Leiterseile in die Ausspa­ rungen 25, 27 beider Teilstücke 11, 12 eingeführt werden kön­ nen. Beim Einlöten oder Einschweißen der Leiterseile werden folglich beide Teilstücke 11, 12 mit ihnen elektrisch verbun­ den und folglich strommäßig gleichmäßig belastet. Die Ausspa­ rungen 25; 27 können natürlich auch nach dem Zusammenbau ge­ fräst werden.

Der Vorteil dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform besteht darin, dass sich diese Teilprofile leicht herstellen lassen. Die Stromtragfähigkeit der Anschlussschiene wird durch die Dicke des Materials bestimmt und nicht durch die äußeren Ab­ messungen.

Claims (7)

1. Anschlussschiene für elektrische Geräte und Apparate, für verschiedene Nennströme, mit einem Hohlraum, hergestellt aus profilierten Halbzeugen, zur Verbindung der elektrischen Kom­ ponenten elektrischer Geräte und Apparate mit einem äußeren Stromkreis, wobei sich die Anschlussschienen durch in der Ge­ räte- oder Apparatewand befindliche Fensteröffnungen erstrec­ ken und durch Befestigungsmittel in dem Gehäuse fixiert sind, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus zwei oder mehreren als Profile ausgebildeten Teilstücken (11, 12) besteht, die so ausgebildet sind, dass sie formschlüssig oder anderweitig miteinander zu einer hoh­ len Anschlussschiene (4) verbindbar sind.

2. Anschlussschiene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus zwei profilförmigen Teilstücken (11, 12) zusam­ mengesetzt ist, von denen das erste Teilstück (11) das Ober­ teil der Anschlussschiene (4) bildet und das zweite Teilstück (12) das Unterteil derselben.

3. Anschlussschiene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilstücke (11, 12) einen oder mehrere Schenkel (13; 16; 17) aufweisen, deren Längen die Höhe der Anschlussschiene (4) bestimmen.

4. Anschlussschiene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Schenkel (13) des jeweils einen Teil­ stücks (11) mit Verbindungselementen (14) versehen ist, die in Gegenelemente (15) des jeweils anderen Teilstücks (12) formschlüssig eingreifen.

5. Anschlussschiene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass drei Schenkel (13; 16; 17) vorgesehen sind, von denen zwei Schenkel (13; 16) an einem Teilstück (11) angeordnet sind und ein Schenkel (17) am anderen Teilstück (12).

6. Anschlussschiene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilstücke (11, 12) durch eine oder mehrere form­ schlüssige Verbindungen (14, 15) und/oder teilweise durch Lö­ ten, Schweißen oder ähnliches miteinander verbunden sind.

7. Anschlussschiene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass erforderliche Bohrungen zur Befestigung der anlagensei­ tigen Stromschienen gestanzt sind.