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Die
Erfindung betrifft eine Stromschiene in Flachprofilausführung
mit zwei oder mehreren, in Schienenlängsrichtung parallel
zueinander angeordneten und elektrisch voneinander getrennten Teilleiterschienen.
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Weiterhin
betrifft die Erfindung ein Stromschienensystem mit einer derartigen
Stromschiene und mit mehreren Kontaktfederelementen, welche in die
Ausnehmungen an zumindest einer der beiden Schmalseiten der jeweiligen
Teilleiterschienen rastend eingreifen.
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Aus
der europäischen Patentanmeldung
EP 0 926 781 A1 ist zur
elektrischen Verteilung eine Stromschiene für eine Elektrizitätsversorgungsleitung
bekannt. Die Schiene weist einerseits ein flaches Profilteil aus
Aluminium, das sich in einer Hauptrichtung erstreckt, und andererseits,
in regelmäßigen Abständen über
die Länge des Profilteils verteilt und/oder an seinen Enden
angeordnet, Kontaktstücke aus Kupfer auf. Die Kontaktstücke
werden mit dem Profilteil in engen elektrischen Kontakt gebracht,
wobei die Kontaktstücke U-förmige Reiter sind,
deren Steg und Schenkel den Rand der Schiene umhüllen,
um den elektrischen Kontakt mit Ableitungs- oder Verbindungsorganen
zu gewährleisten. Die Außenflächen der
Schenkel der Reiter weisen versilberte Bereiche auf, wobei der versilberte
Bereich der Außenfläche zur Kontaktaufnahme des
Ableitungs- oder Verbindungsorgans dient. Im Besonderen weisen die
Innenflächen der Schenkel der Reiter versilberte Bereiche
auf. Der versilberte Bereich der Innenfläche eines Schenkels
dient zur Zufuhr von Metall, welches das Schweißen des
Reiters an das Profilteil gewährleistet.
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Aus
der
deutschen Patentanmeldung
10 2007 047 556.1 sind eine Stromschiene sowie ein Stromschienensystem
als Stand der Technik gemäß §3 Abs. 2
PatG bekannt. Die Stromschiene in Flachprofil-Ausführung
ermöglicht eine besonders einfache und flexible Befestigung
eines Stromabgriffs an der Stromschiene. Hierzu weist die Stromschiene
an mindestens einer Schmalseite eine nutförmige Vertiefung
zur Aufnahme eines formschlüssigen Gegenstücks
eines Stromabgriffs auf. Es können bei einer dortigen Ausführungsform
mehrere in Schienenlängsrichtung parallel zu der einen
Stromschiene ausgerichtete und jeweils elektrisch voneinander isolierte
Stromschienen angeordnet sein.
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Weiterhin
sind aus dem Stand der Technik Stromschienen mit vier parallelen,
nebeneinander angeordneten Teilleiterschienen aus einem Flachprofil
bekannt. Eine derartige Stromschiene ist innerhalb der Längserstreckung
und in vorgegebenen Abständen sowie an den beiden Längsenden
aufgefächert. An den frei zugänglichen Schmalstellen
der Stromschienen können nun Kontaktfederelemente in Form von
Reitern aufgesteckt werden.
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Die
betrachten Stromschienensysteme sind zum Transport und zur Verteilung
von Strömen in einem Bereich von ca. 630 A bis 6300 A vorgesehen. Typischerweise
weisen solche Stromschienen vier parallel zueinander angeordnete,
plattenförmige Teilleiterschienen auf. Dabei sind typischerweise
drei der Teilleiterschienen den jeweiligen Phasen eines Stromversorgungsnetzes,
insbesondere eines Energieversorgungsunternehmens, zugeordnet. Die
verbleibende vierte Teilleiterschiene ist üblicherweise
an einen sogenannten PEN-Leiter angeschlossen, der die Funktionalität
eines Neutralleiters und eines Schutzleiters zugleich erfüllt.
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Alternativ
können solche Stromschienensysteme auch fünf Teilleiterschienen
aufweisen, wobei dann drei für die Stromphasen, eine für
den Neutralleiter und eine für den Schutzleiter vorgesehen
sind. Auch ist es möglich, dass die betrachteten Stromschienensysteme
nur drei Teilleiterschienen aufweisen. In diesem Fall ist der Schutzleiter
ein das System umgebendes leitfähiges Gehäuse.
Schließlich können die Stromschienensysteme auch
sechs Teilleiterschienen aufweisen, wobei in diesem Fall im Vergleich
zu Stromschienensystemen mit fünf Teilleiterschienen ein
zusätzlicher Neutralleiter vorhanden ist, um z. B. die
bei Stromversorgungen in der Informationstechnologie auftretenden
Stromspitzen von bis zu 167% des Nennstromes über den Neutralleiter leiten
zu können.
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Die
betrachteten Stromschienen sind vorzugsweise für Niederspannungen,
das heißt für Spannungen bis ca. 1000 V ausgelegt.
Sie werden vorzugsweise an eine dreiphasiges 50 Hz/400 V-Stromversorgungsnetz
oder an ein 60 Hz/460 V-Stromversorgungsnetz angeschlossen.
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Ausgehend
von dem zuletzt genannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe
der Erfindung, eine konstruktiv einfachere Stromschiene anzugeben.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein geeignetes Stromschienensystem
mit einer derartigen Stromschiene anzugeben.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird für die Stromschiene mit den
Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhaft Ausführungsformen
der Stromschiene sind in den abhängigen Ansprüchen
2 bis 4 angegeben. Im unabhängigen Anspruch 5 ist ein Stromschienensystem
genannt, welches eine derartige Strom schiene aufweist. In den abhängigen Ansprüchen
6 und 7 sind hierzu vorteilhafte Ausführungsformen angegeben.
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Erfindungsgemäß sind
an zumindest einer Schmalseite der jeweiligen Teilleiterschiene
mehrere in Schienenlängsrichtung verteilt angeordnete Ausnehmungen
vorhanden. Die Ausnehmungen weisen jeweils einen im Inneren der
Teilleiterschienen erweiterten Querschnitt zum Einrasten eines geometrisch darauf
abgestimmten Kontaktfederelementes auf.
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Der
besondere Vorteil einer derartigen Stromschiene ist, dass keine
Auffächerung der Teilleiterschienen in Schienenlängsrichtung
und keine Auffächerung mehr an den beiden Enden des Stromschienensystems
erforderlich ist. Eine Kontaktierung für einen Stromabgriff
erfolgt hierbei in denkbar einfacher Weise, indem an gewünschter
Stelle, das heißt an einer ausgewählten Phase
oder an einem Neutralleiter, das entsprechende Kontaktfederelement
eingesteckt wird. Die Kontaktfederelemente können hierzu
ein Anschlussstück aufweisen, an welches ein Stromkabel
angeschlossen werden kann bzw. bereits angeschlossen ist. Das Anschlussstück kann
auch hülsenförmig ausgebildet sein, um dort ein freigelegtes
Kabelende eines Stromkabels aufzunehmen, wobei letzteres mit dieser
Hülse vercrimpt bzw. verquetscht wird.
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Es
können alternativ oder zusätzlich Kupfer- oder
Aluminiumschienen angeschlossen werden. Diese können erforderlich
sein, wenn Verbraucher angeschlossen werden, deren Nennstrom einen
großen Leiterquerschnitt und damit einen großen
Kabeldurchmesser erforderlich machen würde. Vergleichsweise
große Kabeldurchmesser wären im anderen Fall nachteilig,
da für die Montage und insbesondere in beengten Verhältnissen
Mindestbiegeradien eingehalten werden müssen.
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Einer
Ausführungsform zufolge sind die Ausnehmungen in Schienenquerrichtung
verlaufende Schwalbenschwanznuten. Insbesondere erstrecken sich
solche Ausnehmungen über eine gesamte Stromschienenbreite.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Ausnehmungen Ausstanzungen
sind. Auf diese Weise kann mittels eines geeigneten Stanzwerkzeugs
eine Vielzahl von Ausnehmungen eingebracht werden. Vorzugsweise
weist das Stanzwerkzeug einen schwalbenschwanzförmigen
Stanzquerschnitt auf.
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Alternativ
können die Ausnehmungen Ausfräsungen sein. Die
Ausnehmungen können weiterhin alternativ mittels eines
Laserschnittverfahrens eingebracht sein.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird weiterhin mit einem Stromschienensystem
gelöst, welches eine derartige Stromschiene in Flachprofilausführung
und mehrere Kontaktfederelemente aufweist, welche in die Ausnehmungen
an zumindest einer der beiden Schmalseiten der jeweiligen Teilleiterschienen
rastend eingreifen.
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Nach
einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Kontaktfederelemente
jeweils zwei sich gegenüberliegende Federschenkel auf.
Die beiden Federschenkel sind zu einem von der Stromschiene wegweisenden
Anschlussstück, insbesondere zum Anschließen eines
Stromkabels, zusammengefügt. Die Kontaktfederelemente können
alternativ mit einer Stromschiene verbunden sein.
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Schließlich
sind nach einer weiteren Ausführungsform des Stromschienensystems
die Ausnehmungen in den parallel zueinander angeordneten Teilleiterschienen
derart in Schienenlängsrichtung verteilt angeordnet, dass
sich zwischen Teilleiterschienen mit jeweils einer Ausnehmung an
einer gleichen Position in Schienenlängsrichtung zumindest eine
Teilleiter schiene ohne Ausnehmung befindet. Dadurch ist ein kollisionsfreies
Einstecken der jeweiligen Kontaktfederelemente mit anderen, bereits
eingesteckten Kontaktfederelementen in die Ausnehmungen vorteilhaft
möglich. Neben der Vermeidung der Kollision sind auch elektrotechnische
Aspekte zu berücksichtigen, wie z. B. die Einhaltung von
Mindestwerten für Luft und Kriechstrecken zur Vermeidung
von möglichen Kurzschlüssen.
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Die
Erfindung sowie vorteilhafte Ausführungen der Erfindung
werden im Weiteren anhand der nachfolgenden Figuren näher
beschrieben. Es zeigen
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1 eine
Stromschiene mit beispielhaft vier, in Schienenlängsrichtung
aufgefächerten Teilleiterschienen nach dem Stand der Technik,
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2 ein
Stromschienensystem mit einem aufgefächerten Längsende
und mit aufgesteckten Reitern im Bereich der Auffächerung
nach dem Stand der Technik,
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3 beispielhaft
ein Stromschienensystem mit einer Stromschiene aus vier parallel
zueinander angeordneten und elektrisch voneinander isolierten Teilleiterschienen
in Flachprofilausführung und mit vier eingesteckten Kontaktfederelementen
gemäß der Erfindung,
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4 eine
Seitenansicht des Stromschienensystems gemäß 3 und
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5 eine
Ansicht der Stirnseite des in 3 gezeigten
Stromschienensystems.
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1 zeigt
eine Stromschiene 1 mit beispielhaft vier, in Schienenlängsrichtung
aufgefächerten Teilleiterschienen 2 nach dem Stand
der Technik. Die vier Teilleiterschienen 2 sind im nicht
aufgefächerten Bereich parallel zueinander angeordnet und
elektrisch voneinander getrennt. Die elektrischen Teilleiterschienen
werden typischerweise komplett isoliert ausgeführt. Dies
kann z. B. durch eine Folie erfolgen. Alternativ kann auf den Teilleiterschienen
ein Isolator, wie z. B. ein Kunststoffüberzug, „aufextrudiert” sein. Zusätzlich
kann die elektrische Isolierung jeweils noch durch eine dazwischenliegende
Isolator- oder Isolierfolie 4 erfolgen. Die Auffächerung
wird durch Einbringen entsprechender Biegestellen BS in die vier
Teilleiterschienen 2 erzielt, um genügend Raum zum
möglichen Aufstecken von nicht weiter gezeigten Reitern
auf einer Schmalseite A der jeweiligen Teilleiterschienen 2 in
Querrichtung Q zwischen den jeweilige Teilleiterschienen 2 zu
schaffen.
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2 zeigt
ein Stromschienensystem 10 mit einem aufgefächerten
Längsende und mit aufgesteckten Reitern 5 im Bereich
der Auffächerung nach dem Stand der Technik. In diesem
Beispiel ist zu sehen, wie die zur Kontaktierung vorgesehenen Reiter 5 die
nun frei zugänglichen Schmalseiten A der Teilleiterschienen 2 seitlich
umgreifen können. Mit S ist eine Stirnseite der jeweiligen
Teilleiterschienen 2 bezeichnet. Ferner weisen die gezeigten
Reiter 5 jeweils zwei Federschenkel 7 auf, die
zu einem Anschlussstück 6 zusammengefügt
sind. Mit dem Bezugszeichen 8 ist ein Kontaktbügel
bezeichnet, welcher nach Aufstecken auf einer Schmalseite A die Seitenflächen
SF der jeweiligen Teilleiterschienen 2 elektrisch kontaktiert.
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3 zeigt
beispielhaft ein Stromschienensystem 10 mit einer Stromschiene 1 aus
vier parallel zueinander angeordneten und elektrisch voneinander
isolierten Teilleiterschienen 2 in Flachprofilausführung
und mit vier eingesteckten Kontaktfederelementen 5 gemäß der
Erfindung. Zwischen den Teilleiterschienen 2 ist jeweils
eine Isolierfolie im Sinne einer Sandwichstruktur angeordnet.
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Wie
ein Vergleich des vorliegenden erfindungsgemäßen
Stromschienensystems 10 mit dem Stromschienensystem 10 nach
dem Stand der Technik gemäß 1 und 2 zeigt,
ist das herkömmliche Stromschienensystem 10 mechanisch
aufwändiger, raumgreifender und aufgrund der begrenzten möglichen
Anzahl von Auffächerungen äußerst unflexibel
in Bezug auf die Positionierung der Reiter 5 bzw. Kontaktfederelemente.
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Mit
SF sind die wiederum die Seitenflächen der Teilleiterschienen 2 bezeichnet.
Mit L1, L2, L3 sind die Phasen bzw. die Phasenleiter des gezeigten Stromschienensystems 10 und
mit N der Neutralleiter bezeichnet. Das gezeigte erfindungsgemäße Stromschienensystem 10 kann
darüber hinaus weitere Teilleiterschienen 2, insbesondere
noch eine Teilleiterschiene 2 für die Schutzerde,
aufweisen. Mit dem Bezugszeichen A ist eine Anschlussseite bzw. eine
obere Schmalseite der Teilleiterschienen 2 bezeichnet.
Mit L ist eine Schienenlängsrichtung des Stromschienensystems 10 bezeichnet.
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Das
gezeigte Stromschienensystem 10 ist zum Transport und vorteilhaft
zugleich zur Verteilung von Strömen ausgebildet. Die Teilleiterschienen 2 sind
vorzugsweise aus Kupfer, Aluminium oder aus geeigneten Kupfer- oder
Aluminiumlegierungen hergestellt. Je nach geometrischer Ausgestaltung
der Teilleiterschienen 2 können Ströme
im Bereich von ca. 630 A bis 6300 A übertragen werden.
Die Stromschiene 1 kann eine Länge von mehreren
Metern aufweisen. Die Schienenhöhe H liegt vorzugsweise
in einem Bereich von 15 bis 30 cm, wie z. B. bei 25 cm. Sie kann
für besondere Anforderungen auch darunter, wie z. B. bei
10 cm, oder darüber liegen, wie z. B. bei 50 cm. Die Schienenbreite
B liegt vorzugsweise in einem Bereich von 0,5 bis 5 cm, wie z. B.
bei 3 cm. Die zwischen den Teilleiterschienen 2 liegende
Isolatorfolie 4 weist typischerweise eine Dicke von 0,1
mm auf. Maßgeblich für ihre Dicke ist die einzuhaltende Isolationsspannung
zwischen den Teilleiterschienen 2.
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Im
Beispiel der 3 ist erfindungsgemäß an
der oberen Schmalseite A der vier Teilleiterschienen 2 jeweils
eine in Schienenlängsrichtung L verteilt angeordnete Ausnehmung 3 vorhanden.
Die Ausnehmungen 3 können in Schienenlängsrichtung
L z. B. in einem Abstand von 5 cm, 10 cm, 20 cm oder 50 cm angeordnet
sein. Sie können auch entlang der unteren Schmalseite DA
eingebracht sein. Weiterhin weisen die Ausnehmungen 3 jeweils
einen im Inneren der Teilleiterschienen 2 erweiterten Querschnitt zum
Einrasten eines Kontaktfederelementes 5 auf. Im vorliegenden
Beispiel weist die Ausnehmung 3 eine in Schienenquerrichtung
Q verlaufende Schwalbenschwanznut 3 auf. Dies ist im rechten
oberen Teil der 3 besonders gut dargestellt.
Dabei erstreckt sich diese Nut 3 in Querrichtung Q über
die gesamte Stromschienenbreite B. Vorzugsweise sind die gezeigten
Schwalbenschwanznuten 3 mittels einer Stanzung dort eingebracht.
Die Schrägung der Schwalbenschanznut 3 ermöglicht
einen besonders sicheren Sitz sowie eine gute elektrische Kontaktierung
des Kontaktfederelementes 5. Weiterhin erlaubt die Schrägung
ein einfaches Herausziehen des Kontaktfederelementes 5 aus
der Nut 3.
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4 zeigt
eine Seitenansicht des Stromschienensystems 10 gemäß 3.
In dieser Darstellung ist der schwalbenschwanzförmige Querschnitt der
Ausnehmung 3 besonders gut zu sehen. Die Ausnehmung 3 weist
eine Nuttiefe NT in Tiefenrichtung T, das heißt in Richtung
senkrecht zur eingetragenen Schienen längsrichtung L, auf.
Die beiden Schenkel 7 der eingesteckten Kontaktfederelemente 5 weisen
jeweils einen Kontaktbügel 8 auf, um ein einfaches
Einstecken der Kontaktfederelemente 5 in die Nut 3 zu ermöglichen.
Dabei berühren die Kontaktbügel 8 jeweils
in einem Kontaktbereich K die schräge Innenseite der Schwalbenschwanznut 3.
Vorzugsweise weisen die Kontaktbügel 8 im Kontaktbereich
K ein Kontaktstück 9 auf. Dieses Kontaktstück 9 kann
z. B. aus einer Kupfer- und/oder Silberlegierung hergestellt sein,
um eine besonders gute elektrische Kontaktierung mit der Innenseite
der Nut 3 zu erreichen. Die Schenkel 7 sind zur
Gewährleistung einer ausreichenden Kontaktfederkraft vorzugsweise
aus Federstahl hergestellt. Die Schenkel 7 können
zusätzlich z. B. mit Silber beschichtet sein, um die elektrische
Leitfähigkeit zu erhöhen.
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Die
im Beispiel der 4 gezeigten Kontaktfederelemente 5 sind
zum Ausleiten bzw. zum Abgreifen von Strömen im Bereich
von 10 bis 250 A, wie z. B. für 16 A, ausgelegt. Durch
Staffelung mehrerer Kontakte je Teilleiterschiene sind auch Stromstärken bis
800 A möglich.
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5 zeigt
eine Ansicht der Stirnseite S des in 3 gezeigten
Stromschienensystems 10. In dieser Darstellung ist erkennbar,
dass die einzelnen Teilleiterschienen 2 eine im Wesentlichen
gleiche Stromschienenbreite B aufweisen. Zwischen diesen plattenförmigen
Teilleiterschienen 2 ist die vergleichsweise dünne
Isolatorfolie 4 angeordnet. Diese wird vorzugsweise auf
einer Seitenfläche SF der Teilleiterschienen 2 aufgeklebt.
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Obwohl
die Erfindung im Detail durch die Ausführungsbeispiele
näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung
nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und
ande re Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet
werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
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Zusammenfassend
wird eine Stromschiene 1 in Flachprofilausführung
vorgeschlagen, die zwei oder mehrere, in Schienenlängsrichtung
L parallel zueinander angeordnete und elektrisch voneinander getrennte
Teilleiterschienen 2 aufweist. Es sind an zumindest einer
Schmalseite A, US der jeweiligen Teilleiterschienen 2 mehrere,
in Schienenlängsrichtung L verteilt angeordnete Ausnehmungen 3 vorhanden.
Die Ausnehmungen 3 weisen jeweils einen im Inneren der
Teilleiterschienen 2 erweiterten Querschnitt zum Einrasten
eines geometrisch darauf abgestimmten Kontaktfederelementes 5 auf.
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- 1
- Stromschiene
- 2
- Teilleiterschienen
- 3
- Ausnehmung,
Schwalbenschwanznut
- 4
- Isolatorfolie,
Isolator
- 5
- Kontaktfederelement,
Reiter
- 6
- Anschlussstück
- 7
- Schenkel,
Federschenkel
- 8
- Kontaktbügel
- 9
- Kontaktstück
- 10
- Stromschienensystem
- A
- Anschlussseite,
obere Schmalseite
- B
- Schienenbreite,
Schienendicke
- BS
- Biegestelle
- NT
- Tiefe,
Nuttiefe
- H
- Schienenhöhe
- K
- Kontaktbereich
- L
- Schienenlängsrichtung
- L1–L3
- Phasen,
Phasenleiter
- N
- Neutralleiter
- Q
- Schienenquerrichtung
- S
- Stirnseite
- SF
- Seitenfläche
- T
- Tiefenrichtung
- US
- untere
Schmalseite
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 0926781
A1 [0003]
- - DE 102007047556 [0004]