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Die Erfindung bezieht sich auf eine Elektroenergieübertragungseinrichtung aufweisend einen ersten Phasenleiterabschnitt sowie einen zweiten Phasenleiterabschnitt, welche mittels Presspassung miteinander kontaktierbar sind, wobei der erste Phasenleiterabschnitt sowie der zweite Phasenleiterabschnitt jeweils einander zugewandte Flächenabschnitte aufweisen, zwischen denen ein Fügespalt angeordnet ist.
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Eine derartige Elektroenergieübertragungseinrichtung ist beispielsweise aus der Offenlegungsschrift
DE 199 38 304 A1 bekannt. Dort ist vorgeschlagen, einander zugewandte Flächenabschnitte der Phasenleiterabschnitte formkomplementär konisch auszubilden und unter Bildung eines Fügespaltes miteinander zu verpressen.
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Zur Herstellung eines ausreichenden Kraftverbundes zwischen den beiden Phasenleiterabschnitten ist zusätzlich vorgesehen, einen der Flächenabschnitte mit einer sägezahnförmigen Profilierung auszustatten, so dass ein Verkrallen der Flächenabschnitte miteinander erfolgen kann.
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Zum einen werden an die Maßhaltigkeit der Phasenleiterabschnitte bzw. der Flächenabschnitte hohe Anforderungen gestellt, um eine ausreichende Kraftübertragung bzw. Kontaktgabe über eine Profilierung eines konischen Fügespaltes zu erzielen. Zum anderen gestaltet sich die Herstellung einer sägezahnförmigen Profilierung als aufwändig. Eine Kraftübertragung zwischen den Phasenleiterabschnitten ist insbesondere von der Tiefe des Ineinanderragens der Phasenleiterabschnitte abhängig. Abweichungen in der Tiefe des Hineinragens der beiden Phasenleiterabschnitte ineinander können zu einer erhöhten bzw. einer reduzierten Kontaktierungskraft führen. Je nach Maßhaltigkeit der Phasenleiter kann selbst bei normierter Eintauchtiefe ein Abweichen von normierten Kontaktierungskräften auftreten.
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So werden einerseits hohe Anforderungen an die Maßhaltigkeit, also die Qualität der verwendeten Phasenleiterabschnitte gestellt, andererseits kann selbst bei Erfüllung der Anforderungen die nötige Qualität der Verbindung der Phasenleiterabschnitte nicht immer sicher erzielt werden.
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Ein weiterer Nachteil der bekannten Elektroenergieübertragungseinrichtung ist, dass eine Längenjustage der zusammengesetzten Phasenleiterabschnitte nicht möglich ist, da durch die Konuswinkel eine festgelegte Relativlage der Phasenleiterabschnitte vorgegeben ist.
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Somit ergibt sich als Aufgabe der Erfindung, eine Elektroenergieübertragungseinrichtung anzugeben, welche einerseits bei geringen Beschaffungskosten eine zuverlässige Kontaktgabe und andererseits eine flexible Nutzung ermöglicht.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einer Elektroenergieübertragungseinrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass in dem Fügespalt ein plastisch verformbares Verspannelement angeordnet ist.
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Zwischen den Flächenabschnitten des ersten sowie des zweiten Phasenleiterabschnittes bildet sich bei einem Zusammenfügen der Phasenleiterabschnitte ein Fügespalt aus. Ist nunmehr ein plastisch verformbares Verspannelement in den Fügespalt eingesetzt, so kann zwischen den den Fügespalt begrenzenden Flächenabschnitten über das plastisch verformbare Verspannelement ein Kraft- und/oder Formschluss zwischen den Flächenabschnitten erzielt werden. Ein Flächenabschnitt kann an einem Phasenleiterabschnitt angeordnet sein bzw. von diesem getragen sein. Ein Flächenabschnitt kann beispielsweise Teil einer Oberfläche eines Phasenleiterabschnittes sein. Der Phasenleiterabschnitt sowie der Flächenabschnitt können elektrisch leitend ausgeführt sein. Bevorzugt sollten der Flächenabschnitt und der Phasenleiterabschnitt miteinander elektrisch kontaktiert sein.
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Durch ein plastisch verformbares Verspannelement können Abweichungen in der Maßhaltigkeit der Flächenabschnitte ausgeglichen werden. Das Verspannelement passt sich während einer plastischen Verformung an die vorliegenden Flächenabschnitte an und verformt sich entsprechend. Durch ein Verformen wird ein Verbund zwischen den Phasenleiterabschnitten hergestellt, wobei eine Presspassung ausgebildet wird. Je nach Bedarf können durch eine Dimensionierung eines plastisch verformbaren Verspannelementes die Presskräfte erhöht bzw. reduziert werden. Das plastisch verformbare Verspannelement kann aus einem gegenüber den Phasenleiterabschnitten/den Flächenabschnitten abweichenden Material bzw. Materialkombinationen gebildet werden, so dass durch eine geeignete Wahl bzw. Abstimmung der Phasenleiterabschnitte bzw. deren Flächenabschnitte sowie des plastisch verformbaren Verspannelementes eine gewünschte Presskraft in der Presspassung erzielt werden kann.
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Bedarfsweise können auch mehrere verformbare Verspannelemente in einem Fügespalt angeordnet sein. Dadurch wird eine Presspassung erzielt, welche an mehreren Orten zwischen den Flächenabschnitten Kräfte übertragen kann. So wird eine punktuelle Belastung der Phasenleiterabschnitte reduziert und eine Kraftübertragung kann über eine vergrößerte Anzahl von Punkten zwischen den Flächenabschnitten der Phasenleiterabschnitte übertragen werden. Neben einer Kontaktierung zur Kraftübertragung zwischen den Phasenleiterabschnitten über das plastisch verformbare Verspannelement kann ein Verspannelement auch eingesetzt werden, um eine elektrische Kontaktierung der Phasenleiter bzw. der Flächenabschnitte miteinander herbeizuführen. Dazu sollte das plastisch verformbare Verspannelement bevorzugt elektrisch leitend ausgebildet sein, so dass auch nach einem plastischen Verformen ein Strompfad zwischen den Flächenabschnitten der Phasenleiterabschnitte ausgebildet sein kann. So kann zum einen eine ausreichende Kontaktkraft zur Verbindung der Phasenleiterabschnitte erzielt werden, zum anderen kann auch eine hinreichende elektrische Kontaktierung zur Erzielung eines reduzierten Kontaktübergangswiderstandes zwischen den Phasenleiterabschnitten ausgebildet werden. Ein plastisch verformbares Verspannelement weist dabei den Vorteil auf, dass während seiner plastischen Verformung Oberflächenbereiche des Verspannelementes sowie gegebenenfalls einer der oder beider Flächenabschnitte aufgebrochen werden, so dass beispielsweise Oxidschichten zerstört werden, wodurch eine widerstandsarme Kontaktierung der Flächenabschnitte über das Verspannelement ermöglicht ist.
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Ein plastisches Verformen des Verspannelementes weist darüber hinaus den Vorteil auf, dass eine irreversible Verformung des Verspannelementes eintritt, so dass nach einem Lösen der Phasenleiterabschnitte voneinander das Verspannelement verformt bleibt und so einer nochmaligen Verwendung des Verspannelementes entgegengewirkt ist. Somit kann bei einer erneuten Herstellung einer Verbindung zwischen den Phasenleitern der Einsatz eines unbenutzten Verspannelementes erzwungen werden. Damit kann sichergestellt werden, dass stets eine normierte Kontaktierung bzw. Anpresskraft zwischen den Flächenabschnitten erzielt wird.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass das Verspannelement in eine Nut hineinragt, welche Teil zumindest eines der Flächenabschnitte ist.
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Ordnet man in einem der Flächenabschnitte, gegebenenfalls auch in beiden Flächenabschnitten, eine Nut an, so ist diese Nut geeignet, das Verspannelement aufzunehmen und innerhalb des Flächenabschnittes zu positionieren. Eine Nut kann in einem Fügespalt zwischen den Flächenabschnitten eine Dimensionsvergrößerung des Fügespaltes darstellen. Beispielsweise können mehrere axial beabstandete Verspannelemente in ein und demselben Flächenabschnitt angeordnet werden, so dass eine möglichst großflächige Verteilung von Kontaktierungspunkten zwischen dem Verspannelement und den Flächenabschnitten erfolgt. Einer Zusammenballung von Kontaktierungspunkten wird so entgegengewirkt. Insbesondere während eines Zusammenfügens der Flächenabschnitte kann das Verspannelement beispielsweise selbstsichernd in einer Ringnut sitzen, so dass eine vereinfachte Montage ermöglicht ist.
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Die Nut zur Aufnahme des Verspannelementes kann bevorzugt ein sphärisch gekrümmtes Profil aufweisen. Ein Nutboden geht dabei in eine Nutwange kantenfrei über. Durch ein sphärisch gekrümmtes Profil der Nut zur Aufnahme des plastisch verformbaren Verspannelementes können Kräfte großflächig in die Nut des jeweiligen Flächenabschnittes hineingeleitet werden. Dies ermöglicht, insbesondere bei einem Umformen des Verspannelementes, ein flächiges Widerlager für aus verschiedenen Richtungen auf das Verspannelement einwirkende Umformkräfte auszubilden. Dadurch sind Ecken und Kanten im Nutprofil vermieden, welche zu erhöhten Kraftspitzen innerhalb des Verspannelementes bzw. innerhalb der Nut führen könnten.
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Ein verformbares Verspannelement kann beispielsweise ein metallisches Verspannelement sein, welches bei einem Zusammenfügen der Phasenleiterabschnitte plastisch verformt wird. Geeignete Metalle für die Ausbildung eines plastisch verformbaren Verspannelementes sind beispielsweise Aluminium, Kupfer, Messing, Bronzen oder andere Weichmetalle bzw. Weichmetalllegierungen.
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Das Verspannelement kann in die Nut eingelegt sein, wobei dieses bevorzugt über den Nutquerschnitt hinausragt, so dass insbesondere der außerhalb des Nutquerschnittes liegende Bereich des Verspannelementes einer plastischen Verformung unterzogen werden kann. Dazu können insbesondere auf Bereiche außerhalb der Nut Kräfte einwirken, so dass einerseits eine Sicherung des Verspannelementes innerhalb der Nut, andererseits auch ein Widerlager für auf das Verspannelement einwirkende Kräfte durch die Nut gegeben sein kann. Somit kann das Verspannelement in der Nut liegend verformt werden, wobei beispielsweise eine Nutwange oder ein Nutboden ein Gegenlager für Umformkräfte bildet.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass ein Neutralisierungsraum zur Aufnahme überschüssiger Abschnitte des Verspannelementes Teil zumindest eines der Flächenabschnitte ist.
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Ein Neutralisierungsraum zur Aufnahme von Teilen eines insbesondere verformten Verspannelementes ist bevorzugt in dem Fügespalt angeordnet, beispielsweise indem der Fügespalt abschnittsweise eine vergrößerte Dimension aufweist, so dass eine Ausnehmung gebildet ist. Während einer Verformung des plastisch Verformbaren Verspannelementes kommt es zur Umformung, gegebenenfalls zu einer Verdichtung des Materials des Spannelementes. Dies ist jedoch nur bis zu einem gewissen Grade möglich, so dass mittels des Neutralisierungsraumes ein Volumen geschaffen ist, in welches überschüssiges Material des Verspannelementes einbringbar ist. Beispielsweise können bei einem Umformen des Verspannelementes Teile des Verspannelementes umgeformt, gegebenenfalls auch abgeschert werden, wobei das überschüssige Material in dem Neutralisierungsraum zur Ruhe kommen kann. Das überschüssige Material kann jedoch weiterhin, beispielsweise stoffschlüssig, mit dem plastisch verformbaren Verspannelement in Kontakt stehen. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das überschüssige Material des verforbaren Verspannelementes sich von dem Verspannelement während eines Umformens löst und in dem Neutralisierungsraum zur Ablage gelangt. Beispielsweise kann ein Neutralisierungsraum in Form einer Nut, welche in zumindest einen der Flächenabschnitte eingebracht ist, ausgeformt sein. Beispielsweise kann die Nut eine in sich geschlossen umlaufende Ringnut sein, beispielsweise kann die Nut einen rechteckigen Querschnitt aufweisen.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die beiden Flächenabschnitte elektrisch leitend sind und das Verspannelement eine elektrisch leitende Brücke zwischen den Flächenabschnitten ausbildet.
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Durch die Verwendung von elektrisch leitenden Flächenabschnitten besteht die Möglichkeit, die Flächenabschnitte als Kontaktierungsflächen zu nutzen, wobei über das Verspannelement, welches entsprechend elektrisch leitend auszubilden ist, eine elektrische Kontaktierung erfolgen kann. Somit besteht die Möglichkeit, über den Fügespalt hinweg bzw. durch den Fügespalt hindurch einen elektrischen Strompfad bzw. mehrere elektrische Strompfade auszubilden, um einen elektrischen Strom von einem der Flächenabschnitte zu dem anderen Flächenabschnitt hin zu übertragen. Bevorzugt kann ein Flächenabschnitt als Teil eines Phasenleiterabschnittes elektrisch leitend ausgeführt sein. Beispielsweise können die Phasenleiterabschnitte metallisch ausgeführt sein, so dass Oberflächen der Phasenleiterabschnitte zumindest bereichsweise elektrisch leitfähig ausgebildet sind, wodurch sich entsprechende Flächenabschnitte mit elektrisch leitfähigen Eigenschaften ergeben. Vorteilhaft ist dabei, wenn das plastisch verformbare Verspannelement aus einem homogenen Material bzw. einem homogenen Materialmix besteht, so dass auch nach einem plastischen Verformen sich ein durchgängiger elektrischer Strompfad einstellt, welcher die beiden Flächenabschnitte miteinander elektrisch kontaktiert.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass das Verspannelement eine geringere Festigkeit aufweist als die Flächenabschnitte.
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Eine Nutzung von Flächenabschnitten sowie einem Verspannelement, welche voneinander abweichende Festigkeiten aufweisen, kann bewirken, dass gezielt das plastisch verformbare Verspannelement bei einer Krafteinwirkung, welche beispielsweise über die Flächenabschnitte erzeugt wird, umgeformt wird, während die Flächenabschnitte ihre definierte Formgebung beibehalten. Die Flächenabschnitte können beispielsweise vor einer Abnutzung, wie beispielsweise Abrieb, geschützt werden, während das Verspannelement verformt wird. Somit ist die Möglichkeit gegeben, eine Verbindung der Phasenleiterabschnitte zu öffnen bzw. zu schließen und nach einem Austausch des plastisch verformbaren Verspannelementes wiederholt eine Kontaktierung bzw. eine Verspannung der Phasenleiterabschnitte miteinander zu bewirken. Das Verspannelement kann beispielsweise „weicher“ sein, als das Material, welches die Flächenabschnitte bildet. Durch eine derartige geringere Festigkeit kann es bei einem Zusammenfügen der Phasenleiterabschnitte unter Zwischenlage des plastisch verformbaren Verspannelementes zu einem Fließen des Verspannelementes innerhalb des Fügespaltes kommen. Bei diesem Fließen kann beispielsweise überschüssiges Material des plastischen Verspannelementes in einen Neutralisierungsraum abfließen.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die Nut in einer Nutflanke mit dem Neutralisierungsraum in Verbindung steht.
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Durch eine Annäherung von der Nut zur Aufnahme des plastischen Verspannelementes sowie des Neutralisierungsraumes ist ein Weg zum Abtransport von überschüssigem Material des plastisch verformbaren Verspannelementes reduziert. Durch eine Anordnung bzw. eine Verbindung zwischen Neutralisierungsraum sowie einer Nutflanke ist ein unmittelbarer Übergang von Anteilen des Verspannelementes aus der Nut in den Neutralisierungsraum möglich. Vorteilhaft kann ein Kanal von der Nut zu dem Neutralisierungsraum zwischen Nutboden und Nutöffnung in einer Nutwandung münden. Beispielsweise können die Nut sowie der Neutralisierungsraum aneinander grenzen und beispielsweise parallel zueinander ausgeführt sein. So kann beispielsweise der Neutralisierungsraum in einer Nutflanke münden, so dass eine Passage zwischen der Nut sowie dem Neutralisierungsraum z. B. über eine Ausnehmung in einer Nutflanke der Nut erfolgt. Beispielsweise können die Nut sowie der Neutralisierungsraum parallel liegende Nuten, insbesondere jeweils in sich geschlossen umlaufende Ringnuten, sein, wobei die Nutflanken des Neutralisierungsraumes sowie der Nut aneinanderstoßen bzw. einander überschneiden und ein entsprechender Übergang zwischen Neutralisierungsraum und Nut über eine Ausdehnung in der Nutflanke gegeben ist. Beispielsweise kann dazu vorgesehen sein, dass die Nut sowie der Neutralisierungsraum in Form einer Nut ausgeführt sind und voneinander abweichende Profilierungen aufweisen, so dass beispielsweise die Nut zur Aufnahme des Verspannelementes eine größere Nuttiefe aufweist, als die Tiefe der Nut des Neutralisierungsraumes. Es kann vorgesehen sein, die Nuten zur Aufnahme des plastisch verformbaren Verspannelementes sowie des Neutralisierungsraumes miteinander zu verschmelzen und so ein sich einstellendes Nutprofil zu erzeugen. Das sich einstellende Nutprofil kann insbesondere asymmetrisch ausgeführt sein. Das sich einstellende Nutprofil kann einen Sprung aufweisen. Dieser Sprung kann einen Übergang von der Nut zur Aufnahme des Verspannelementes zu dem Neutralisierungsraum darstellen. Der Sprung kann eine Scherkante ausbilden.
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Weiter kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass in einer Nutflanke der Nut eine Scherkante angeordnet ist.
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Die Nutzung einer Kante an einer Nutflanke als Scherkante ermöglicht es, Teile des Verspannelementes bei einer Kraftbeaufschlagung des Verspannelementes, beispielsweise während eines Zusammenfügens der Phasenleiterabschnitte, abzulösen, bzw. eine gezielte Aufspaltung bzw. ein gezieltes Fließen des Verspannelementes herbeizuführen. Die Scherkante kann beispielsweise eine Kante sein, an welcher eine Nutflanke in eine die Nutflanke umgebende Fläche stößt. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass eine Nutflanke eine spezielle Formgebung, beispielsweise eine Stufung erfährt, so dass innerhalb des Profils der Nut eine Schulter/eine Stufe gebildet ist. Diese Schulter kann beispielsweise durch eine Stufung in einer Nutflanke gebildet sein. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Profilierung der Nut derart erfolgt, dass eine vorspringende Schulter Teil eines Nutprofils ist, wodurch eine Scherkante gebildet ist.
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Eine Scherkante kann bevorzugt einen Übergang zwischen einer Nut sowie einem Neutralisierungsraum bilden, so dass bei einem Hinübertreten von Material des Verspannelementes in den Neutralisierungsraum ein Umformen bzw. Verformen des Verspannelementes unterstützt wird. Dabei ist es möglich, den Neutralisierungsraum sowie die Nut mit unterschiedlichen Profilierungen zu versehen, wobei die Nut sowie der Neutralisierungsraum bevorzugt nah beieinanderliegend angeordnet sein sollten, um einen Transfer bzw. ein Fließen des plastisch verformbaren Verspannelementes bzw. von Teilen desselben in den Neutralisierungsraum möglichst kurz zu gestalten. Beispielsweise können die Nut bzw. der Neutralisierungsraum parallel zueinander ausgerichtet sein, beispielsweise in Relativbewegungsrichtung der Phasenleiterabschnitte zueinander axial hintereinanderliegend, wobei der Neutralisierungsraum hinter der Nut liegt.
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Zur Ausbildung einer Scherkante kann weiter vorgesehen sein, dass die Nut sowie der Neutralisierungsraum miteinander verschmelzen, so dass ein gestuftes Nutprofil entsteht, wobei die Nut selbst der Aufnahme des Verspannelementes dient, wobei der Neutralisierungsraum als Teil eines sich einstellenden Nutprofiles ausgebildet ist. Der Neutralisierungsraum ist vor einer Verformung des plastisch verformbaren Verspannelementes von Teilen des Verspannelementes freigehalten. Bei einem Auftreten einer plastischen Verformung können Teile des Verspannelementes in den Neutralisierungsraum verbracht werden.
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Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass zumindest einer der Flächenabschnitte eine Innen- bzw. Außenmantelfläche eines Zylinders, insbesondere eines Hohlzylinders ist.
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Zylinder sind räumliche Körper, welche entlang einer Zylinderachse (Achse – axiale Richtung) verlaufen, wobei ein Zylinder stirnseitig von Deckflächen begrenzt ist. Die Deckflächen können verschiedenartige Formen aufweisen, so dass sich in axialer Richtung entsprechende Mantelflächen des Zylinders ergeben. Bevorzugt kann es sich bei dem Zylinder um einen Zylinder mit einer kantenfreien z. B. einer kreisförmigen bzw. elliptischen Hüllkontur der Stirnseiten handeln. Dadurch sind in der Mantelfläche scharfkantige Vorsprünge vermieden, so dass sich eine dielektrisch günstige Kontur an einem derartigen Zylinder einstellt. Bevorzugt sollte der Zylinder ein so genannter Kreiszylinder bzw. Hohlkreiszylinder sein, so dass sich gekrümmte Außen- bzw. Innenmantelflächen ergeben. Bei einem Zylinder ist es vorteilhaft, die Flächenabschnitte in einer Außen- bzw. Innenmantelfläche des Zylinders anzuordnen, so dass ein Aufbringen von Kräften zwischen einander zugewandten Flächenabschnitten vereinfacht möglich ist. So ist es beispielsweise möglich, den einen Flächenabschnitt des einen Phasenleiters außenmantelseitig und den anderen Flächenabschnitt des anderen Phasenleiterabschnittes innenmantelseitig anzuordnen, so dass eine Überlappung der Flächenabschnitte zwischen Innen- bzw. Außenmantelflächen der Phasenleiterabschnitte vorgenommen werden kann. Die Flächenabschnitte sollten dabei bevorzugt im Wesentlichen formkomplementär ausgebildet sein, so dass sich zwischen den Flächenabschnitten ein enger Fügespalt einstellt, in welchem sich gegebenenfalls eine Nut bzw. ein Neutralisierungsraum oder ähnliches, erstrecken kann. In dem Fügespalt ist das verformbare Verspannelement angeordnet, so dass eine Kraftübertragung zwischen den Flächenabschnitten der Phasenleiterabschnitte vorgenommen werden kann.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die Nut eine insbesondere in sich geschlossen umlaufende Ringnut ist.
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Neben einem Vorsehen einer beispielsweise linear gestreckten oder abschnittsweise gekrümmten Anordnung einer Nut kann eine Nut in sich geschlossen umlaufen. Insbesondere bei der Verwendung von zylindrischen Strukturen zur Ausbildung der Phasenleiterabschnitte bzw. daran angeordneter Flächenabschnitte, ist es vorteilhaft, die Nut in sich geschlossen umlaufen zu lassen. Eine in sich geschlossen umlaufende Ringnut kann endlos in sich umlaufen, so dass beispielsweise formkomplementär ein ringförmiges Verspannelement eingesetzt werden kann. Das ringförmige Verspannelement kann dabei auch mehrteilig ausgebildet sein, so dass das ringförmige Verspannelement beispielsweise aus mehreren Ringsegmenten zusammengesetzt sein kann. In der Ringnut, die insbesondere in sich geschlossen umläuft, kann das Verspannelement sich formkomplementär selbst sichernd erstrecken, so dass ein axiales bzw. radiales Herausbewegen des plastisch verformbaren Verspannelementes erschwert ist. Dies ist insbesondere bei der Montage bzw. dem Zusammenfügen der Phasenleiterabschnitte von Vorteil, da so einem unwillkürlichen Entfernen des plastisch verformbaren Verspannelementes entgegen gewirkt ist. Die Ringnut kann bedarfsweise verschiedenartige Nutprofile aufweisen, beispielsweise kann die Nut ein sphärisch gewölbtes Nutprofil aufweisen, so dass Kräfte möglichst gleichmäßig verteilt zwischen dem plastischen Verspannelement und den Nutwandungen übergehen können und Kraftspitzen beispielsweise in scharfkantigen Auskehlungen der Nut vermieden sind.
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Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass der Neutralisierungsraum eine Nut, insbesondere eine Ringnut ist.
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Der Neutralisierungsraum kann in Form einer Nut ausgeführt sein, wobei diese Nut insbesondere eine Ringnut, insbesondere eine in sich geschlossen umlaufende Ringnut, sein kann. Der Neutralisierungsraum kann sich so beispielsweise fluchtend zu der Nut erstrecken, so dass ein kurzer Transfer von verformten Teilen des plastisch verformbaren Verspannelementes aus der Nut in den Neutralisierungsraum ermöglicht ist. Die Nut und der Neutralisierungsraum können beispielsweise auch miteinander verschmelzen, so dass ein vereinfachtes Übertreten von Teilen des plastisch verformbaren Verspannelementes von der Nut in den Neutralisierungsraum erfolgen kann. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn der Übertrittsbereich zwischen Nut und Neutralisierungsraum hinter die Nutöffnung zurückgezogen ist.
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Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass das Verspannelement eine Ringform aufweist.
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Ein ringförmiges Verspannelement weist den Vorteil auf, dass dieses aus einer Vielzahl von radialen Richtungen Kräfte übertragen kann. Das Verspannelement kann dabei als einstückiger Ring ausgebildet sein, welcher gegebenenfalls zur Erhöhung einer elastischen Verformbarkeit Unterbrechungen aufweist, so dass ein vereinfachtes Einlegen des Verspannelementes in eine formkomplementär ausgeformte ringförmige Nut möglich ist. Darüber hinaus kann die Ringform des Verspannelementes auch in mehrere Segmente bzw. Sektoren unterteilt sein, so dass beispielsweise auch ein Materialmix für das Verspannelement vorgesehen sein kann. Weiterhin ist durch eine Segmentierung des Verspannelementes dessen Bewegbarkeit innerhalb der Nut erhöhbar, so dass die Segmente bei einer axialen Sicherung innerhalb der Nut eine in Umlaufrichtung der Nut mögliche Relativbewegung vollziehen können. Das Verspannelement sollte bevorzugt ein elektrisch leitfähiges Verspannelement sein, welches bevorzugt aus einem weichen Material besteht. Das Material sollte weicher sein als das Material, welches die Flächenabschnitte bildet, so dass eine plastische Verformung bevorzugt an dem Verspannelement auftrtritt. Das Verspannelement kann beispielsweise ein Weichmetall bzw. eine Weichmetalllegierung wie Kupfer, Messing, Bronze, Blei, Zinn, Zink oder ähnliches sein, wohingegen die Flächenabschnitte beispielsweise aus Elektrokupfer oder anderen vergleichsweise harten Materialien bestehen.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass der erste sowie der zweite Phasenleiterabschnitt Hohlzylinder sind.
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Die Verwendung von Hohlzylindern für die Ausbildung von Phasenleiterabschnitten ermöglicht es, die Phasenleiterabschnitte miteinander in Überlappung zu bringen. Bevorzugt können die Phasenleiterabschnitte relativ zueinander teleskopierbar ausgeformt sein, so dass in einem Überlappungsbereich der Phasenleiterabschnitte einander zugewandte Flächenabschnitte miteinander verbunden werden können. Dabei können die Phasenleiterabschnitte verschiedenartige Querschnitte aufweisen, wobei die Querschnitte der einander überlappenden Bereiche der Phasenleiterabschnitte bevorzugt im Wesentlichen formkomplementär ausgeführt sein sollten. Hohlzylinder können einen kreisringförmigen Querschnitt aufweisen und ähnlich ausgeformt sein.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass zumindest ein Phasenleiterabschnitt zur Ausformung eines Flächenabschnittes eine querschnittsreduzierte Wandung aufweist.
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Durch eine Ausbildung von querschnittsreduzierten Wandungen an den Phasenleiterabschnitten, bevorzugt in hohlzylindrischer Ausführung, besteht die Möglichkeit, bei einem Überlappen der Phasenleiterabschnitte die zur Überlappung vorgesehenen Bereiche mit einer Querschnittsreduktion zu versehen, so dass selbst bei einem Überlappen der Phasenleiterabschnitte in axialer Richtung des sich einstellenden Phasenleiters keine Vorsprünge oder Stufen entstehen, da die Querschnitte der Phasenleiterabschnitte auf Grund der querschnittsreduzierten Wandungen fluchtend ineinander übergehen. Ein Flächenabschnitt kann im Bereich einer querschnittsreduzierten Wandung angeordnet sein.
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Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass der eine Phasenleiter außenmantelseitig eine Querschnittsreduktion erfährt, wohingegen der andere Phasenleiter innenmantelseitig eine Querschnittsreduktion erfährt. Die querschnittsreduzierten Wandungen können formkomplementär ineinandergreifen, wobei auch nach einem Zusammenfügen der Phasenleiterabschnitte die Hüllkonturen der beiden Phasenleiterabschnitte fluchtend hintereinander liegen.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass zumindest einer der Flächenabschnitte an einer ausgeklinkten Wandung liegt.
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Eine Querschnittsreduktion durch ein Ausfräsen bzw. Ausklinken einer Wandung eines (hohl-)zylindrischen Grundkörpers eines Phasenleiters kann beispielsweise innen- bzw. außenmantelseitig vorgenommen werden. Die Flächenabschnitte zur Ausbildung einer Presspassung können dabei im Bereich der Ausklinkungen liegen. Einander überlappende Bereiche der Phasenleiterabschnitte weisen jeweils gegensinnig in einer Außen- sowie einer Innenmantelfläche Flächenabschnitte auf, die in Richtung der jeweiligen Wandungsmitte zurückgesetzt sind. Dadurch ist mittels einer durch eine Ausklinkung entstehenden Schulter weiter ein Anschlag gebildet, so dass ein unerwünschtes zu starkes Überlappen der Phasenleiterabschnitte verhindert ist. Damit ist eine erleichterte Montage möglich, indem die Flächenabschnitte/die Phasenleiterabschnitte miteinander unter Zwischenlage des plastisch verformbaren Verspannelementes verpresst werden, wobei die Einpresstiefe durch die ausgeklinkte Wandung bzw. eine sich entsprechend einstellende Schulter begrenzt ist.
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Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch in einer Zeichnung gezeigt und nachfolgend näher beschrieben.
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Dabei zeigt die
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1 einen Schnitt durch eine Elektroenergieübertragungseinrichtung und die
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2 ein Detail der 1.
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Die 1 zeigt einen Querschnitt durch einen eine Elektroenergieübertragungseinrichtung mit einem ersten Phasenleiterabschnitt 1 sowie einem zweiten Phasenleiterabschnitt 2. Die beiden Phasenleiterabschnitte 1, 2 sind jeweils als Hohlzylinder mit kreisringförmigen Stirnflächen ausgeführt, wobei die beiden Hohlzylinderachsen eine Längsachse ausbildend koaxial angeordnet sind. Die beiden Phasenleiterabschnitte 1 und 2 sind beispielsweise aus Elektrokupfer gebildet, welche gegebenenfalls mantelflächenseitig mit einer Beschichtung versehen sind. Die Beschichtung kann beispielsweise einen verbesserten Kontaktübergangswiderstand ermöglichen. Die beiden Phasenleiterabschnitte 1, 2 weisen ähnliche kreisringförmige Querschnitte auf. Der erste Phasenleiterabschnitt 1 ist mit seinem den zweiten Phasenleiterabschnitt 2 zugewandten Ende mit einer querschnittsreduzierten Wandung ausgestattet. Der zweite Phasenleiterabschnitt 2 ist mit seinem dem ersten Phasenleiterabschnitt 1 zugewandten Ende ebenfalls mit einer querschnittsreduzierten Wandung ausgestattet. Der erste Phasenleiterabschnitt 1 ist dabei zur Erzeugung einer querschnittsreduzierten Wandung außenmantelseitig ausgeklinkt. Der zweite Phasenleiterabschnitt 2 ist zur Erzeugung einer querschnittsreduzierten Wandung innenmantelseitig ausgeklinkt. Dadurch ist sowohl am ersten Phasenleiterabschnitt 1 sowie am zweiten Phasenleiterabschnitt 2 jeweils eine Schulter 4a, 4b ausgebildet. Die Schulter 4a des ersten Phasenleiterabschnitts 1 bildet aufgrund der Querschnittsreduzierung außenmantelseitig einen außenmantelseitig radial umlaufenden Vorsprung. Die Schulter 4b des zweiten Phasenleiterabschnittes 2 bildet aufgrund der innenmantelseitigen Ausklinkung des zweiten Phasenleiterabschnittes 2 einen innenmantelseitig radial umlaufenden Vorsprung. Zur dielektrischen Optimierung ist die Schulter 4a des ersten Phasenleiterabschnittes 1a gebrochen, so dass eine gerundete Schulter 4a am ersten Phasenleiterabschnitt 1 gebildet ist. Die Schulter 4b am zweiten Phasenleiterabschnitt 2 hingegen ist winklig ausgebildet, so dass eine kreisförmige Abreißkante gebildet ist. Dies ist jedoch hier aufgrund der innenmantelseitigen Lage im zweiten Phasenleiterabschnitt 2 unkritisch, da dieser Bereich dielektrisch von dem zweiten Phasenleiterabschnitt 2 geschirmt ist.
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Das stirnseitige Ende des zweiten Phasenleiterabschnittes 2, welches der Schulter 4a des ersten Phasenleiterabschnittes 1 zugewandt ist, ist analog zur Schulter 4a des ersten Phasenleiterabschnittes 1 gerundet ausgeführt, um einem sich zwischen der Schulter 4a des ersten Phasenleiterabschnittes 1 sowie der stirnseitigen Fläche des zweiten Phasenleiterabschnittes 2 erstreckenden Ringspalt eine dielektrisch günstige Gestalt zu verleihen. Die sich am ersten Phasenleiterabschnitt 1 einstellende querschnittsreduzierte stirnseitige Ringkante im Bereich der querschnittsreduzierten Wandung wurde außenmantelseitig angephast, wobei dies einer vereinfachten Montage bei einem Zusammenfügen der beiden Phasenleiterabschnitte 1, 2 dient. Entsprechend der Lage innerhalb eines dielektrisch geschirmten Bereiches innerhalb des zweiten Phasenleiterabschnittes 2 ist hier auf eine dielektrisch günstig gestaltete Formgebung verzichtbar.
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An den querschnittsreduzierten Wandabschnitten der Phasenleiterabschnitte 1, 2 sind begrenzt durch die jeweilige Schulter 4a, 4b jeweils ein Flächenabschnitt 5a, 5b am ersten bzw. zweiten Phasenleiterabschnitt 1, 2 gebildet. Die Flächenabschnitte 5a, 5b weisen jeweils eine im Wesentlichen kreiszylindrische Mantelflächenform auf, wobei zwischen den beiden Flächenabschnitten 5a, 5b der Phasenleiterabschnitte 1, 2 eine Spielpassung vorliegt. Das heißt die Flächenabschnitte 5a, 5b der Phasenleiterabschnitte 1, 2 sind zwar formkomplementär ausgeführt, so dass diese bei einem Zusammenführen des ersten sowie des zweiten Phasenleiterabschnittes 1, 2 eine Stabilisierung, Führung und Stützung ermöglichen, wobei jedoch eine leichte Verkippung der Hohlzylinderachsen der Phasenleiterabschnitte 1, 2 erfolgen kann. Zwischen den Flächenabschnitten 5a, 5b ist ein Fügespalt angeordnet.
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Der Flächenabschnitt 5b des zweiten Phasenleiterabschnittes 2 weist eine erste, eine zweite sowie eine dritte Nut 6a, 6b, 6c auf. Die Nuten 6a, 6b, 6c sind jeweils Ringnuten, welche innenmantelseitig im ausgeklinkten Bereich des zweiten Phasenleiterabschnittes 2 eingebracht sind, so dass der Flächenabschnitt 5b des zweiten Phasenleiterabschnittes 2 eine Profilierung erfährt. Die Nuten 6a, 6b, 6c sind jeweils gleichartig ausgeführt und voneinander beabstandet angeordnet, wobei die Nuten 6a, 6b, 6c jeweils ein halbkreisförmiges Nutprofil aufweisen. Die Nuten 6a, 6b, 6c erstrecken sich ausschließlich in dem Flächenabschnitt 5b des zweiten Phasenleiterabschnittes 2. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass sich zusätzlich oder alternativ Nuten im Flächenabschnitt 5a des ersten Phasenleiterabschnittes 1 befinden.
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Unmittelbar benachbart zu den Nuten 6a, 6b, 6c sind Neutralisierungsräume 7a, 7b, 7c in den Flächenabschnitt 5b des zweiten Phasenleiterabschnittes 2 eingebracht. Die Neutralisierungsräume 7a, 7b, 7c sind jeweils als ringförmige Nuten, die in sich geschlossen umlaufen ausgebildet, wobei das Nutprofil ein rechteckförmiges Nutprofil ist. Die Nuttiefe der Neutralisierungsräume 7a, 7c, 7c ist dabei geringer als die Nuttiefe der Nuten 6a, 6b, 6c zur Aufnahme eines Verspannelementes 8a, 8b, 8c. Jeweils einer Nut 6a, 6b, 6c ist jeweils einer der Neutralisierungsräume 7a, 7b, 7c zugeordnet. Der jeweilige Neutralisierungsraum 7a, 7b, 7c ist dabei derart benachbart axial versetzt zu der jeweils zugeordneten Nut 6a, 6b, 6c angeordnet, dass eine der Nutflanken der jeweiligen Nut 6a, 6b, 6c verkürzt ist und die Nut 6a, 6b, 6c unmittelbar benachbart in den Neutralisierungsraum 7a, 7b, 7c übergeht. Somit ergibt sich ein sich einstellendes Nutprofil, welches asymmetrisch ausgestaltet ist.
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In die Nuten 6a, 6b, 6c ist jeweils ein plastisch verformbares Verspannelement 8a, 8b, 8c eingesetzt. Die plastisch verformbaren Verspannelemente 8a, 8b, 8c sind vorliegend in sich geschlossene Ringe, welche aus einem Weichmetall gefertigt sind. Die plastisch verformbaren Verspannelemente 8a, 8b, 8c weisen eine formkomplementäre Profilierung zu der jeweiligen Nut 6a, 6b, 6c auf, in welche sie eingelegt sind. Zur Erzielung einer vergrößerten Elastizität, z.B. um die plastisch verformbaren Verspannelementen 8a, 8b, 8c in die jeweilige Nut 6a, 6b, 6c einbringen zu können, können Unterbrechungen in den plastisch verformbaren Verspannelementen 8a, 8b, 8c vorgesehen sein. So ist es beispielsweise möglich, ein plastisch verformbares Verspannelement 8a, 8b, 8c nach Art eines Sprengringes in die jeweilige Nut 6a, 6b, 6c einzusetzen, so dass das jeweilige plastisch verformbare Verspannelement 8a, 8b, 8c in der jeweiligen Nut 6a, 6b, 6c gesichert ist. Ein Herausbewegen des plastisch verformbaren Verspannelementes 8a, 8b, 8c ist so verhindert. Der Querschnitt des plastisch verformbaren Verspannelementes 8a, 8b, 8c ist dabei derart formkomplementär zu der jeweils aufnehmenden Nut 6a, 6b, 6c gewählt, dass die dem Nutboden bzw. den Nutwangen zugewandten Flächen des plastisch verformbaren Verspannelementes 8a, 8b, 8c formkomplementär ausgebildet ist, wobei die Höhe des plastisch verformbaren Verspannelementes 8a, 8b, 8c im Querschnitt derart bemessen ist, dass das plastisch verformbare Verspannelement 8a, 8b, 8c die jeweilige Nutöffnung durchsetzt. Somit besteht die Möglichkeit, innerhalb der einander überlappenden Flächenabschnitte 5a, 5b der beiden Phasenleiterabschnitte 1, 2 definierte Bereiche zu bilden, welche zur Übertragung von Anpresskräften zwischen den beiden Phasenleiterabschnitten 1, 2 dienen. So ist es beispielsweise möglich, den ersten Phasenleiterabschnitt 1 in den zweiten Phasenleiterabschnitt 2 einzuführen, wobei in den Nuten 6a, 6b, 6c bereits plastisch verformbaren Verspannelemente 8a, 8b, 8c angeordnet sind. Mit einem Einführen des ersten Phasenleiterabschnitts 2 in den zweiten Phasenleiterabschnitt 2 kommt es zu einem Aufgleiten des Flächenabschnittes 5a des ersten Phasenleiterabschnitts 1 auf den Flächenabschnitt 5b des zweiten Phasenleiterabschnittes 2. Mit einem Erreichen der plastisch verformbaren Verspannelemente 8a, 8b, 8c kommt es zur Ausbildung einer Presspassung zwischen in beiden Phasenleiterabschnitten 1 und 2. Die jeweiligen plastisch verformbaren Verspannelemente 8a, 8b, 8c werden plastisch verformt, so dass ein kraftschlüssiger Verbund zwischen den beiden Phasenleiterabschnitten 1, 2 gegeben ist. Neben einem kraftschlüssigen Verbund kann über die plastisch verformbaren Verspannelemente 8a, 8b, 8b eine elektrische Kontaktierung zwischen den beiden Flächenabschnitten 5a, 5b der beiden Phasenleiterabschnitte 1, 2 und somit auch zwischen den Phasenleiterabschnitten 1, 2 erfolgen. Um einerseits eine kraftschlüssige dauerhafte Verbindung zwischen den beiden Phasenleiterabschnitten 1, 2 zu realisieren und andererseits ein leichtgängiges Verbinden der beiden Phasenleiterabschnitte 1, 2 miteinander zu ermöglichen, ist den jeweiligen Nuten 6a, 6b, 6c jeweils ein Neutralisierungsraum 7a, 7b, 7c zugeordnet. Bei einem Umformen der plastisch verformbaren Verspannelemente 8a, 8b, 8c kann überschüssiges Material der plastisch verformbaren Verspannelemente 8a, 8b, 8c aus dem Bereich der Nuten 6a, 6b, 6c in einen der Neutralisierungsräume 7a, 7b, 7c verbracht werden. Um dieses Verformen zu unterstützen, ist zwischen dem jeweiligen Neutralisierungsraum 7a, 7b, 7c sowie der jeweiligen Nut 6a, 6b, 6c im Verschmelzungsbereich von Nut 6a, 6b, 6c sowie Neutralisierungsraum 7a, 7b, 7c eine Scherkante 9a, 9b, 9c gebildet. Die Scherkante 9a, 9b, 9c unterstützt ein Aufteilen, beziehungsweise ein plastisches Verformen des plastisch verformbaren Verspannelementes 8a, 8b, 8c. Dadurch ist ein erleichtertes Aufschieben des zweiten Phasenleiterabschnittes 2 auf dem ersten Phasenleiterabschnitt 1 möglich. Überschüssiges Material, welches bei einem Verformen des plastisch verformbaren Verspannelementes 8a, 8b, 8c aufgrund der Umformkräfte anfällt, kann in den zugeordneten Neutralisierungsraum 7a, 7b, 7c verbracht werden und dort zur Ruhe kommen oder zusätzliche Verspannkräfte innerhalb eines Neutralisierungsraumes 7a, 7b, 7c entfalten. Das Material des plastisch verformbaren Verspannelementes 8a, 8b, 8c kann von der jeweiligen Nut 6a, 6b, 6c in den jeweiligen Neutralisierungsraum 7a, 7b, 7c fließen.
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Die Eintauchtiefe des ersten Phasenleiterabschnittes 1 in den zweiten Phasenleiterabschnitt 2 ist durch die jeweilige Schulter 4a, 4b begrenzt. Damit ist einem unerwünscht starken Eintauchen des ersten Phasenleiterabschnittes 1 in den zweiten Phasenleiterabschnitt 2 entgegengewirkt. Aufgrund des Ausklinkens des ersten Phasenleiterabschnittes 1 außenmantelseitig sowie des zweiten Phasenleiterabschnittes 2 innenmantelseitig ist der Fügespalt zwischen den Flächenabschnitten 5a, 5b nahezu mittig in der Wandung der hohlzylindrischen Querschnitte der Phasenleiterabschnitte 1, 2 angeordnet. Dies weist den Vorteil auf, dass sowohl innenmantelseitig als auch außenmantelseitig die Phasenleiterabschnitte 1, 2 mit gleichartigen Querschnitten zueinander fluchtend ausgerichtet sind, so dass auch im Überlappungsbereich der Phasenleiterabschnitte 1, 2 innen- und außenmantelseitig vorspringende Kanten verhindert sind. Weiterhin ist eine derartige Formgebung von Vorteil, um einen elektrischen Strom von dem einen Phasenleiterabschnitt 1 zu dem anderen Phasenleiterabschnitt 2 und umgekehrt widerstandsarm zu leiten.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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