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Die Erfindung betrifft eine lineare Versorgungseinheit für eine lineare Stromverteileranordnung, umfassend einen langgestreckten einteiligen Grundkörper aus einem Basismaterial mit einem ersten Elastizitätskoeffizienten und einer Anzahl von Kammern zur Aufnahme von Leitern.
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Lineare Stromverteileranordnungen werden insbesondere für Beleuchtungssysteme in Gebäuden eingesetzt, um Leitungen zur Versorgung von Geräten mit Energie und/oder Signalen kostengünstig und optisch ansprechend zu verlegen. Unter Signalen wird dabei sowohl die Übertragung von allgemeinen Signalen, wie beispielsweise Steuersignalen, als auch die Übertragung von Daten, wie beispielsweise Mess- oder Informationsdaten, verstanden. Der Einbauort der Geräte kann flexibel entlang eines Gehäusekörpers der Stromverteileranordnung gewählt und leicht variiert werden. Die Geräte können damit auf einfache Weise mit einem Verbindungselement elektrisch leitend mit den Leitern einer linearen Versorgungseinheit an einem variabel festlegbaren Einbauort kontaktiert werden. Solche Stromverteileranordnungen haben den Vorteil, dass die Geräte sowohl elektrisch kontaktierend und auch zu gleich mechanisch an dem Gehäusekörper getragen werden.
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Zur Verteilung bzw. Weiterleitung der Energie oder Signale werden in den linearen Stromverteileranordnungen meist lineare Versorgungseinheiten verwendet, die in einem Gehäusekörper gelagert werden. Diese Versorgungseinheiten können dabei beispielsweise als Stromführungsprofile aber auch als Flachbandkabel ausgebildet sein. Die Stromführungsprofile sind dabei aus einem sich in Längsrichtung erstreckenden Grundkörper ausgebildet, der eine Anzahl von Kammern aufweist, in denen einzelne Leiter angeordnet sind. Diese Stromführungsprofile sind in der Regel starr ausgebildet und weisen herstellungsbedingt eine begrenzte Länge auf. Für längere Stromverteileranordnungen, wie sie beispielsweise in größeren Werks- oder Lagerhallen eingesetzt werden, sind daher üblicherweise mehrere Stromführungsprofile nötig, die dann über ein Verbindungselement sowohl mechanisch als auch elektrisch miteinander verbunden werden. Auch bei der Verwendung von Flachbandkabeln können je nach Länge des Flachbandkabels Verbindungselemente eingesetzt werden.
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Da diese linearen Versorgungseinheiten meist über mehrere Meter verlegt werden, sind diese besonders anfällig für Längenausdehnungen des Materials aufgrund von hohen Temperaturen bzw. allgemein Temperaturschwankungen in der Umgebung. Dies führt in der Praxis regelmäßig dazu, dass die linearen Versorgungseinheiten bei der Ausdehnung einen Druck auf die Verbindungselemente oder Endkappen an den Enden der Versorgungseinheiten aufbauen, welcher entweder in einer Ausweichbewegung der Versorgungseinheiten quer zur linearen Erstreckungsrichtung oder in einer Verschiebung der Verbindungselemente bzw. Endkappen führt. Dies kann eine Kontaktierung der Endgeräte erschweren oder sogar unterbrechen. Umgekehrt kann es bei einer Verkürzung der Versorgungseinheiten durch Absenkung der Raumtemperatur dazu kommen, dass die Kontaktierung der Leiter der Versorgungseinheit mit den Verbindungselementen unterbrochen wird, sodass die nachfolgenden Versorgungseinheiten nicht mehr mit Signalen oder Strom versorgt werden können.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin eine lineare Versorgungseinheit anzugeben, deren Länge kaum bis gar nicht von den wechselnden Temperaturen am Einsatzort abhängt.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst.
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Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass prinzipiell die Längenausdehnung des Basismaterials zugelassen wird, aber insbesondere der Druck auf die Verbindungselemente oder Endkappen der Versorgungseinheiten, welcher regelmäßig in eine Ausweichverformung quer zur Versorgungseinheit führen würde, vermindert werden sollte. Dies kann dann erreicht werden, wenn die Versorgungseinheit eine Art Puffer umfasst, der die Längenveränderung entweder ausgleicht oder aufnimmt. Hintergedanke dabei ist, dass sich die Endflächen der Versorgungseinheiten in den Verbindungselementen oder Endkappen abstützen und die Längenausdehnung nach innen durch elastische Pufferzonen aufgefangen wird, indem diese durch den Druck der Basismaterialabschnitte gestaucht wird. Umgekehrt drücken die Pufferzonen die Basismaterialabschnitte bei Temperaturabsenkung und damit Verkürzung der Basismaterialabschnitte aufgrund der Federkraft weiter gegen die oder in Richtung der Verbindungselemente oder Endkappen, sodass eine Kontaktierung gewährleistet bleibt. Hierbei wurde erkannt, dass dazu Pufferzonen mit einem niedrigeren Elastizitätskoeffizienten geeignet sind.
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Für eine besondere zuverlässige Längenausdehnung und Kraftaufnahme sind jeweils zwischen zwei Basismaterialabschnitten eine Pufferzone mit einem niedrigeren Elastizitätskoeffizienten vorgesehen. In der einfachsten Ausführungsvariante bedeutet dies, dass zwei Basismaterialabschnitte durch eine zwischen diesen beiden angeordnete Pufferzone getrennt wird.
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Um eine Verdrehung der Versorgungseinheit aufgrund ungleichmäßiger Kraftverteilung zu vermeiden, ist zumindest eine Zone in bevorzugter Ausführung über die gesamte Breite des Grundkörpers ausgeführt.
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Im Falle mehrerer Pufferzonen sind diese in vorteilhafter Ausgestaltung symmetrisch über die Länge des Grundkörpers verteilt. Dies kann beispielsweise durch Basismaterialabschnitte gleicher Länge oder paarweise gleicher Länge erreicht werden. Dadurch kann eine gleichmäßige Verteilung der Kräfte auf alle Pufferzonen erreicht werden.
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Um einerseits die Stabilität und für eine leichte Handhabung gewünschte Steifigkeit der Versorgungseinheiten nicht aufzugeben, andererseits aber ausreichend große Pufferzonen zu schaffen, um die Längenveränderungen aufzunehmen und auszugleichen haben sich Pufferzonen mit einer Länge in Längsrichtung der Versorgungseinheiten je nach verwendeten Materialien und Einsatzbedingungen von jeweils 5cm - 20cm bzw. insgesamt über 1% - 10% der Länge des Grundkörpers als besonders bevorzugt herausgestellt.
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Als ein besonders kostengünstig herzustellendes und leicht zu verarbeitendes Material, welche die gewünschten Eigenschaften an den Elastizitätskoeffizienten aufweist, haben sich Polyurethan oder Elastane für die Pufferzonen herausgestellt.
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Bei der Herstellung dieses einteiligen aber zweikomponentigen Grundkörpers haben sich die Verfahren mittels Extrusion oder Exjection als besonders vorteilhaft erwiesen. Dabei haften die beiden Materialien (das Basismaterial und das zweite Material der Pufferzonen) durch die Adhäsionskräfte aneinander. Im Prinzip sind aber auch andere Verbindungsmethoden, wie beispielsweise eine formschlüssige Verbindung durch entsprechende Ausformungen und Ausnehmungen, denkbar.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass durch die Pufferzonen die Längenausdehnung des Basismaterials zunächst zugelassen wird, eine zu hohe Kraft auf die Verbindungselemente oder Endkappen oder eine Ausweichverformung quer zur Längsrichtung aber durch die Pufferzonen aufgefangen wird. Weiterhin sorgen die Pufferzonen bei geeigneter Dimensionierung auch beim Abkühlen und somit Längenverlust des Basismaterials durch die Federkräfte bzw. der Elastizität der Pufferzone weiterhin für einen ausreichenden Kontakt der Leiter mit den Verbindungselementen, da die Federkräfte die Basismaterialabschnitte in Richtung der Verbindungselemente schieben und die Ausdehnung der Pufferzonen für die gewünschte Länge des gesamten Grundkörpers sorgt.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt die einzige 1 eine lineare Versorgungseinheit mit einer Pufferzone. Eine solche lineare Versorgungseinheit 1 wird üblicherweise in linearen Stromverteileranordnungen 2 verwendet. Diese lineare Stromverteileranordnungen 2 umfassen dabei regelmäßig einen Gehäusekörper 4, der einen Bodenabschnitt 6 und zwei Seitenwandabschnitte 8 aufweist, die sich jeweils von den gegenüberliegenden Randbereichen des Bodenabschnitts 6 wegerstrecken und im Wesentlichen parallel zueinander und senkrecht zum Bodenabschnitt 6 ausgebildet sind. Diese Gehäusekörper 4 werden dabei an der Decke eines Gebäudes befestigt und umfassen eine Halterung zur Aufnahme einer linearen Versorgungseinheit 1. Ein nicht dargestellter Einspeiser leitet dann Strom und/oder Signale in die linearen Versorgungseinheiten 1 und ein Abgriff zieht den Strom bzw. die Daten aus den linearen Versorgungseinheiten 1 und führt diese einem Endgerät, häufig einem Leuchtmittel, zu.
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Die lineare Versorgungseinheit 1 ist in 1 als Stromführungsprofil dargestellt, kann aber auch als Flachbandkabel ausgebildet sein. Die lineare Versorgungseinheit 1 umfasst einen Grundkörper 10 aus einem Basismaterial mit einer Anzahl von Kammern 4 zur Aufnahme von Leitern, die im Ausführungsbeispiel auf zwei Ebenen und versetzt zueinander angeordnet sind. Neben der in 1 dargestellten Anordnung der Kammern, ist auch die Anordnung der Kammern in einer oder mehreren Ebenen bzw. nicht versetzt zueinander denkbar.
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An der Unterseite des Grundkörpers 10 sind im Wesentlichen über die gesamte Länge zwei Halteelemente 14 vorgesehen, mit denen die lineare Versorgungseinheit 1 in dem Gehäusekörper 4 befestigt werden kann. Dazu umfassen die Halteelemente 14 jeweils Rastnasen 16, die in entsprechende Vorsprünge des Gehäusekörpers 4 einrasten können.
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Zum Längenausgleich der linearen Versorgungseinheit 1 bei Temperaturschwankungen umfasst der Grundkörper 10 eine Pufferzone 18, die im Ausführungsbeispiel nach der 1 zwischen zwei Basismaterialabschnitten 20a, 20b angeordnet ist. Die Pufferzone 18 zeichnet sich dadurch aus, dass sie einen besonders niedrigen, zumindest aber gegenüber dem Basismaterial des Grundkörpers 10 niedrigeren Elastizitätskoeffizienten aufweist. Dies bedeutet, dass bei Ausdehnung der Basismaterialabschnitte 20a, 20b aufgrund der Erhöhung der Umgebungstemperatur und Abstützen der Endbereiche des Grundkörpers 10 an den nicht dargestellten Verbindungselementen oder Endkappen die Längenänderung der Basismaterialabschnitte 20a, 20b dadurch kompensiert werden kann, dass diese die Pufferzone 18 stauchen. Der Basismaterialabschnitt 20a dehnt sich somit in Pfeilrichtung der Längsachse I aus, während der Basismaterialabschnitt 20b sich in Gegenrichtung der Längsachse I ausdehnt. Sollte sich nun die Umgebungstemperatur absenken und die Basismaterialabschnitte 20a, 20b in der Länge verkleinern, führt dies dazu, dass sich die Pufferzone 18 aufgrund der Federkraft wieder entspannt und ausdehnt und den Basismaterialabschnitt 20a entgegen der Pfeilrichtung der Längsachse I schiebt, während der Basismaterialabschnitt 20b mit der Pfeilrichtung der Längsachse I verschoben wird. Dadurch bleibt der Kontakt der Basismaterialabschnitte 20a, 20b auf der der Pufferzone 18 abgewandten Endseite der Basismaterialabschnitte 20a, 20b mit den Verbindungselementen oder Endkappen konstant und erhalten.
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Die Pufferzone 18 ist im Querschnitt dabei eine vollständige Weiterführung der Basismaterialabschnitte 20a, 20b. Umfasst also ebenso wie die Basismaterialabschnitte 20a, 20b eine Anzahl von Kammern 12 zur Aufnahme von Leitern und auch Halteelementen 14 mit entsprechenden Rastnasen 16 zur formschlüssigen Verbindung mit dem Gehäusekörper.
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Auch wenn die Ausführung nach der 1 nur den Fall zweier Basismaterialabschnitte 20a, 20b und einer Pufferzone 18 abdeckt, umfasst die Erfindung auch mehrere Basismaterialabschnitte 20a, 20b mit mehreren Pufferzonen 18. Die Wirkweise ist dabei identisch. Es hat sich gezeigt, dass eine symmetrische Anordnung der Pufferzonen 18 über die Länge des Grundkörpers 10 und jeweils eine Pufferzone 18 zwischen jeweils zwei Basismaterialabschnitten 20a, 20b bevorzugt ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- lineare Versorgungseinheit
- 2
- Stromverteileranordnung
- 4
- Gehäusekörper
- 6
- Bodenabschnitt
- 8
- Seitenwandabschnitt
- 10
- Grundkörper
- 12
- Kammer
- 14
- Halteelemente
- 16
- Rastnasen
- 18
- Pufferzone
- I
- Längsachse
