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Die Erfindung betrifft einen Schienenkasten für ein Schienenverteilersystem mit mehreren Stromschienen, die jeweils aus einem schienenförmigen elektrischen Leiter und einer den elektrischen Leiter umhüllenden Isolierung bestehen, und mit einem die Stromschienen ummantelnden Schienengehäuse, in dem die Stromschienen flach nebeneinander angeordnet sind, wobei erste Seitenwände des Schienengehäuses ihnen zugewandte Flachseiten zweier außen liegender der Stromschienen Wärme leitend berühren.
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Bei derartig aufgebauten Schienenkästen dient die Außenfläche des Schienengehäuses als Kühlfläche zur Abgabe der Wärme, welche durch den Energietransport der Stromschienen im Inneren des Schienengehäuses erzeugt und auf die Gehäuseteile des Schienengehäuses übertragen wird. Nach den Normen IEC 60439-1 und IEC 60439-2 dürfen sich dabei aber die berührbaren Außenflächen des Schienengehäuses nur begrenzt erwärmen Ihre Übertemperatur darf einen festgelegten höchstzulässigen Wert, der als „Grenzübertemperatur” – kurz „GÜT” – bezeichnet ist, nicht überschreiten. Dieser Wert liegt gemäß den genannten Normen bei 55 K. Daraus folgt, dass die Querschnitte der elektrischen Leiter der Stromschienen nicht vollständig ausgelastet werden können, auch wenn deren zulässige Erwärmung gemäß den genannten Normen bei einem wesentlich höheren Wert der Grenzübertemperatur von 105 K liegt.
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In der Praxis wird bisher die Auslastung der Querschnitte der elektrischen Leiter der Stromschienen und damit die Stromtragfähigkeit des Schienenverteilersystem so begrenzt, dass die Erwärmung des Schienenverteilersystems an seinen berührbaren Außenflächen – insbesondere an den Außenflächen der Schienengehäuse der Schienenkästen – die nach IEC definierte zulässige Grenzübertemperatur von 55 K nicht überschreitet.
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Aus der Druckschrift
EP 1 120 877 A1 ist ein gattungsgemäßer Schienenkasten bekannt, bei dem das Schienengehäuse aus zwei Paaren U-förmiger erster und zweiter Profile zusammengesetzt ist. Die beiden Seitenwände des Schienengehäuses sind dabei von jeweils einem der ersten Profile gebildet. Eines der zweiten Profile bildete eine Bodenwand und das andere der zweiten Profile bildet eine Deckwand. Die Außenflächen der ersten und zweiten Profile bilden den Messpunkt für die zulässige Grenzübertemperatur von 55 K. Bei diesem Schienenkasten sind die ersten Profile, über die zweiten Profile – mit denen sie mittels Schrauben oder Nieten zusammengefügt sind – so verbunden, das die Stromschienen zwischen den ersten Seitenwänden eingespannt sind.
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Weiterhin ist aus der Druckschrift
JP 08019145 A ein gattungsgemäßer Schienenkasten bekannt, bei dem die Stromschienen zwischen ersten Seitenwänden mittels isolierter Spannbolzen eingespannt sind. Zusätzlich zu den ersten Seitenwänden, die gemeinsam mit den Spannbolzen und den eingespannten Stromschienen einen Hauptteil des Schienenkastens bilden, ist eine das Hauptteil ummantelnde, wasserfeste Umhüllung vorgesehen, die aus einem oberen und einem unteren Gehäuseteil besteht. Abgewinkelte, zusammengesteckte Flanken des oberen und des unteren Gehäuseteils bilden zweite Seitenwände, die sich in einem Abstand parallel zu den ersten Seitenwänden erstrecken.
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Die Außenflächen des oberen Gehäuseteils und des unteren Gehäuseteils bilden hier den Messpunkt für die zulässige Grenzübertemperatur von 55 K, wobei die zweiten Seitenwände eine direkte Berührung der ersten Seitenflächen verhindern.
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Ausgehend von einem Schienenkasten mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1 (
JP 08019145 A ) liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Auslastbarkeit der Querschnitte der elektrischen Leiter der Stromschienen zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass die zweiten Seitenwände des Schienengehäuses ein Berührungsschutzmittel bilden, das zur Belüftung des Schienengehäuses mit Belüftungslöchern versehen ist. – Im Unterschied zu dem aus der Druckschrift
JP 08019145 A bekannten Schienekasten sind die zweiten Seitenwände des erfindungsgemäßen Schienenkastens nicht wasserfest ausgebildet, sondern sie gewährleisten durch ihre Belüftungslöcher eine optimale Belüftung und Kühlung des Stromschienengehäuses, insbesondere der Außenflächen der die Stromschienen Wärme leitend kontaktierenden, nicht berührbaren ersten Seitenflächen. Damit ergibt sich die Möglichkeit, bei dem erfindungsgemäßen Schienenkasten die Querschnitte der elektrischen Leiter der Stromschienen stärker, insbesondere bis zu ihrer zulässigen Grenzübertemperatur von 105 K, zu belasten.
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In bevorzugter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schienenkastens ist vorgesehen, dass die Stromschienen eine quer zu den Seitenwänden verlaufende erste Bodenwand des Schienengehäuses Wärme leitend berühren, wobei sich eine zweite Bodenwand des Schienengehäuses als Teil des Berührungsschutzmittels in einem Abstand parallel zu der ersten Bodenwand erstreckt. Bei einer derartigen Ausgestaltung können die Stromschienen durch den Wärmekontakt mit der ersten Bodenwand zusätzlich gekühlt werden, wobei die erste Bodenwand selbst um mehr als 55 K erwärmt werden kann, da sich nunmehr auch hier der Messpunkt für die zulässige Grenzübertemperatur von 55 K von der Außenfläche der ersten Bodenwand zur Außenfläche der zweiten Bodenwand verschiebt.
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In weiterer bevorzugter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schienenkastens ist vorgesehen, dass die zweite Bodenwand zur Belüftung des Schienengehäuses ebenfalls mit Belüftungslöchern versehen ist.
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Bevorzugt bilden die Belüftungslöcher eine insbesondere regelmäßige Perforation. So können beispielsweise Abschnitte des Berührungsschutzmittels als Gitter ausgebildet sein. Das Berührungsschutzmittel kann ein- oder mehrteilig aus Kunststoff oder als Stanz-Biegeteil aus Aluminium oder Stahl gefertigt sein.
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Die Erfindung wird im Weiteren anhand der 1 bis 9 beschrieben. Es zeigen:
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1 ein bekanntes Schienenverteilersystem mit Schienenkästen, die zur Bildung eines Schienenstranges stirnseitig aneinander gekoppelt sind,
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2 und 3 zwei Ansichten eines geraden der in 1 gezeigten Schienenkästen mit einem Schienengehäuse, in dem mehrere Stromschienen flach nebeneinander angeordnet sind,
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4 eine schematische Darstellung einer der Stromschienen des in den 2 und 3 gezeigten Schienenkastens,
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5 und 6 zwei Ansichten einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schienenkastens als Teil eines erfindungsgemäßen Schienenverteilersystems mit einem zweiteiligen Berührungsschutzmittel,
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7 eine schematische Darstellung einer der Stromschienen des in den 5 und 6 gezeigten Schienenkastens,
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8 und 9 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schienenkastens als Teil eines erfindungsgemäßen Schienenverteilersystems mit einem einteiligen Berührungsschutzmittel und
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10 eine schematische Darstellung einer der Stromschienen des in den 8 und 9 gezeigten Schienenkastens.
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Die 1 zeigt ein aus dem Planungshandbuch der Siemens AG „Planen mit SIVACON 8PS", Ausgabe 10/2007, A5E01541017-01 als LXA bzw. LXC bekanntes Schienenverteilersystem 1 mit Schienenkästen 2, 3. Die Schienenkästen 2, 3 sind zur Bildung von Schienensträngen stirnseitig aneinander gekoppelt. Einige 2 der Schienenkästen sind dabei gerade und andere 3 als Richtungsänderungen ausgebildet.
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Jeder dieser bekannten Schienenkästen 2, 3 weist mehrere Stromschienen 4 und ein die Stromschienen 4 ummantelndes Schienengehäuse 5 auf, in dem die Stromschienen 4 flach nebeneinander angeordnet sind.
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Gemäß der 4 bestehen die Stromschienen 4 jeweils aus einem schienenförmigen elektrischen Leiter 6 und einer den elektrischen Leiter 6 umhüllenden Isolierung 7 aus hochwärmebeständigem Isolierstoff.
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Erste Seitenwände 8 der Schienengehäuse 5 berühren ihnen zugeordnete Flachseiten 9 zweier außen liegender der Stromschienen 4 Wärme leitend, so wie dies in den 2 und 3 am Beispiel eines der mit dem Bezugszeichen 2 versehenen geraden der Schienenkästen gezeigt ist.
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Gemäß den
2 und
3 ist das bekannte Schienengehäuse
5 aus zwei Paaren U-förmiger erster
10 und zweiter
11 Profile zusammengesetzt, so wie dies bereits aus der Druckschrift
EP 1 120 877 A1 bekannt ist. Auch hier sind also die beiden ersten Seitenwände
8 von jeweils einem der ersten Profile
10 sowie eine Bodenwand
12 und eine Deckwand
13 von jeweils einem der zweiten Profile
11 gebildet, so dass die Außenflächen der ersten
10 und zweiten
11 Profile den Messpunkt für die zulässige Grenzübertemperatur von 55 K bilden. Auch hier sind die ersten Profile
10, über die zweiten Profile
11 – mit denen sie mittels Schrauben oder Nieten zusammengefügt sind – so verbunden, das die Stromschienen
4 zwischen den ersten Seitenwänden
8 eingespannt sind und dabei auch die Bodenwand
12 und die Deckwand
13 Wärme leitend berühren oder zu diesen einen hinsichtlich der Wärmeabgabe vernachlässigbar geringen Abstand aufweisen.
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Die 5 und 6 sowie 8 und 9 zeigen zwei Ausführungsformen 102 bzw. 202 des erfindungsgemäßen Schienenkastens jeweils als Teil hier nur schematisch angedeuteter erfindungsgemäßer Schienenverteilersysteme 101 bzw. 201, die im Wesentlichen wie das bekannte Schienenverteilersystems 1 ausgebildet sind, bei denen jedoch anstelle der bekannten Schienenkästen 2, 3 erfindungsgemäße Schienenkästen zur Bildung von Schienensträngen stirnseitig aneinander gekoppelt sind. Auch bei den erfindungsgemäßen Schienenverteilersystemen 101; 201 sind einige 102; 202 der erfindungsgemäßen Schienenkästen gerade ausgebildet. Andere, hier nicht weiter dargestellte der erfindungsgemäßen Schienenkästen sind als Richtungsänderungen ausgebildet.
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Jeder der erfindungsgemäßen Schienenkästen weist mehrere Stromschienen 104; 204 und ein die Stromschienen 104; 204 ummantelndes Schienengehäuse 105; 205 auf, in dem die Stromschienen 104; 204 flach nebeneinander angeordnet sind.
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Gemäß den 7 und 10 bestehen die Stromschienen 104; 204 jeweils aus einem schienenförmigen elektrischen Leiter 106; 206 und einer den elektrischen Leiter 106; 206 umhüllenden Isolierung 107; 207 aus hochwärmebeständigem Isolierstoff.
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Vorzugsweise sind die elektrischen Leiter 106 bzw. 206 jeweils als eine mit einer Zinnauflage versehene Kupferschiene oder jeweils als eine mit einer Zinnauflage und einer Nickelschicht versehene Aluminiumschiene ausgebildet.
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Erste Seitenwände 108; 208 der Schienengehäuse 105; 205 berühren ihnen zugeordnete Flachseiten 109; 209 zweier außen liegender der Stromschienen 104; 204 Wärme leitend, so wie dies in den 5 und 6 bzw. 8 und 9 am Beispiel der mit den Bezugszeichen 102 bzw. 202 versehenen geraden der Schienenkästen gezeigt ist.
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Die Schienengehäuse 105; 205 der erfindungsgemäßen Schienenkästen sind ebenfalls aus zwei Paaren U-förmiger erster 110; 210 und zweiter 111; 211 Profile zusammengesetzt. Auch hier bildet jeweils eines der ersten Profile 110; 210 eine der ersten Seitenwände 108; 208, eines der zweiten Profile 111; 211 eine Bodenwand 112; 212 und das andere der zweiten Profile eine Deckwand 113; 213 des Schienengehäuses. Des Weiteren sind auch hier die zwei ersten U-förmige Profile 110; 210, über die zwei zweiten U-förmigen Profilen 111; 211 – mit denen sie mittels Schrauben oder Nieten zusammengefügt sind – so verbunden, das die Stromschienen 104; 204 flach aneinander anliegend zwischen den ersten Seitenwänden 108; 208 eingespannt sind.
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Im Unterschied zu dem bekannten Schienenkasten 2 sind bei der in den 5 und 6 gezeigten ersten Ausführungsform 102 des erfindungsgemäßen Schienenkastens die Stromschienen 104 zwischen den Seitenwänden 108 so fixiert sind, dass sie die Bodenwand 112 und die Deckwand 113 nicht Wärme leitend berühren. Die Stromschienen 104 sind also mit einem die Wärmeübertragung dämpfenden Abstand 114 zur Bodenwand 112 und mit einem die Wärmeübertragung dämpfenden Abstand 115 zur Deckwand 113 positioniert.
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An parallel zu den ersten Seitenwänden 108 verlaufenden Flanken 116, 117 der zweiten Profile 111 sind zwei Teilstücke eines als Ganzes mit dem Bezugszeichen 118 bezeichneten Berührungsschutzmittels befestigt. Jedes dieser beiden Teilstücke bildet eine zweite Seitenwand 119 des Schienengehäuses 105, wobei sich die zweiten Seitenwände 119 in einem Abstand 120, 121 parallel zu den ersten Seitenwänden 108 erstrecken. Der nicht befestigte, frei liegende Abschnitt der beiden Teilstücke des Berührungsschutzmittels 118 ist als ein Gitter 122 ausgebildet – weist also eine Vielzahl von Belüftungslöchern 123 auf, die eine regelmäßige Perforation bilden.
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Die beiden Teilstücke des Berührungsschutzmittels 118 sind entweder als Stanz-Biegeteile insbesondere aus Aluminium oder Stahl gefertigt oder aus Kunststoff hergestellt. Sie sind an den abgewinkelten Flanken 116, 117 der zweiten U-Profile angeklebt, mit diesen vernietet oder auf andere Weise an den Flanken 116, 117 befestigt.
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Bei der in den 8 und 9 gezeigten zweiten Ausführungsform 202 des erfindungsgemäßen Schienenkastens sind die Stromschienen 204 zwischen den Seitenwänden 208 so fixiert, dass sie nur die Deckwand 213 nicht Wärme leitend berühren. Die Stromschienen 204 sind also mit einem die Wärmeübertragung dämpfenden Abstand 215 zur Deckwand 213 positioniert, während sich die Bodenwand 212 und die Stromschienen 204 einander Wärme leitend berühren.
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An parallel zu den ersten Seitenwänden 208 verlaufenden Flanken 216, 217 der zweiten Profile 211 ist ein einteiliges Berührungsschutzmittel 218 derart befestigt, dass es zweite Seitenwände 219 und eine zweite Bodenwand 224 bildet, wobei sich die zweiten Seitenwände 219 in einem Abstand 220, 221 parallel zu den ersten Seitenwänden 208 und die zweite Bodenwand 224 in einem Abstand 225 parallel zu der ersten Bodenwand 212 erstrecken. Die nicht befestigten, frei liegende Abschnitte dieses einteiligen Berührungsschutzmittels 218 sind als Gitter 222 ausgebildet – weisen also eine Vielzahl von Belüftungslöchern 223 auf, die eine regelmäßige Perforation bilden.
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Auch hier ist das Berührungsschutzmittel 218 entweder als Stanz-Biegeteile insbesondere aus Aluminium oder Stahl gefertigt oder aus Kunststoff hergestellt. Es ist an den abgewinkelten Flanken 216, 217 der zweiten U-Profile 211 angeklebt, mit diesen vernietet oder auf andere Weise an den Flanken befestigt.
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Bei den beiden gezeigten Ausführungsformen 102, 202 des erfindungsgemäßen Stromschienenkastens ist also den ersten Wänden 108; 208, 212 des Schienengehäuses 105; 205, die in einem Wärme leitenden Kontakt mit den Stromschienen 104 bzw. 204 stehen und daher am stärksten erwärmt werden, zum Berührungsschutz jeweils eine mit Belüftungslöchern 123; 223 versehene zweite Wand 119; 219, 224 zugeordnet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1120877 A1 [0004, 0024]
- JP 08019145 A [0005, 0007, 0008]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- IEC 60439-1 [0002]
- IEC 60439-2 [0002]
- Planungshandbuch der Siemens AG „Planen mit SIVACON 8PS”, Ausgabe 10/2007, A5E01541017-01 [0020]
