DE1928470A1 - Elektrische Sammelschienen - Google Patents

Description

• Elektrische Sammelschienen Die Erfindung betrifft eine elektrische Sammelschieneneinrichtung mit mindestens drei Metall-Sammelschienen.
• Elektrische Sammelschienen sind normalerweise Kupferschienen von rechteckigem Querschnitt. Bei einer Drei-Phaseneinrichtung, wo . entweder drei oder vier derartige Sammelschienen vorgesehen send, sind die Schienenhalterungen und -anschlüsse verhältnismäßig komplaziert und zwar desto komplizlertert Je größer die Anzahl der Sammelschienen ist. Bei der weiten Verbreitung insbesondere von elektrischen Verteilernetzen in modernen Geschäfts- und Wohnanlagen läßt sich die Verwendung von Sammelschieneneinrichtungen, wie sie bei Industriegebäuden üblich sind, sowohl wegen des Aussehens als auch wegen des komplizierten Zusammenbaus nicht vertreten.
• ErfindungsgemäA ist eine elektrische Sammelschieneneinrichtung mit mindestens drei Sammelschienen dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelschienen den gleichen Querschnitt haben und symmetrisch um eine Mittelachse angeordnet sind, wobei benachbarte Flächen der Sammelschienen durch von einem mittleren Kern aus verlaufende Isolationsschichten getrennt sind und die Sammelschienen in Abständen durch Isolationsklemmen zusammengehalten werden.
• Durch die erfindungsgemäße Einrichtung werden die oben erwähnten Schwierigkeiten über runden, da die Sammelschienen aneinander angepaßt sind, ohne Schwierigkeiten zu einer kompakten Anordnung zusammengebaut werden können und die erforderlichen elektrischen Anschlüsse sehr einfach angebracht werden können. Beispielsweise kann eine derartige Einrichtung im Versorgungsschacht eines Hochhauses verlaufen und die Anschlüsse können in der Höhe jedes Stockwerks abgezweigt werden, um sämtliche für dieses Stockwerk erforderlichen Anzapfungen abzuzweigen.
• Jede Sammelschiene kann einen im wesentlichen dreieckigen Querschnitt haben. Wenn drei derartige Sammelschienen vorgesehen sind, schließt demzufolge Jede dieser Sammelschienen einen Winkel von etwa 1200 ein und der gesamte Querschnitt ist ebenfalls etwa dreieckig. Ist die Anzahl der Sammelschienen größer, so nähert sich der dreieckige Querschnitt einer Segmentform, so daß die gesamte Einrichtung einen mehr und mehr kreisförmigen Querschnitt aufweist. Es ist jedoch nicht erforderlich, daß die Sammelschienen einen im wesentlichen dreieckigen Querschnitt haben; wenn beispielsweise vier Sammelschienen erforderlich sind, können sie einen etwa quadratischen Querschnitt haben, wodurch der gesamte Querschnitt ebenfalls etwa quadratisch st. Dies ergibt nicht nur eine kompakte Bauweise, sondern führt auch zu verhältnismäßig großen Außenflächen und erleichtert die Kühlung.
• Um die Anbringung der elektrischen Anschlüsse an der Außenfläche Jeder Sammelschiene zu erleichtern, ist diese Fläche vorzugsweise mit einem Längskanal zur Aufnahme von Anschlußstücken versehen, der an seinem Bodenabschnitt breiter als im Bereich seiner öffnung ausgebildet ist. Infolgedessen lassen sich Bolzen verwenden, deren Köpfe derart geformt sind, daß sie sich beim Drehen der Bolzen in den Kanälen verriegeln. Infolgedessen können die Bolzen in den Kanälen bis zu der gewünschten Stelle verschoben und anschließend durch einfaches Drehen verriegelt werden. Die Anschlüsse lassen sich dann über den Bolzenschaft stecken und durch eine Mutter befestigen. Wahlweise kann auch die Mutter im Kanal verriegelt und der Bolzen auf die Mutter aufgeschraubt werden. Die eben beschriebene Einrichtung mit Längskanälen läßt sich mit großem Vorteil verwenden, wenn viele Anschlüsse in kleinen Abständen an die Sammelschienen angebracht werden müssen, wie dies beispielsweise bei einem Motor-Steuerkreis einer Werkzeugmaschine der Fall ist. In diesem Fall können die Sammelschienen horizontal verlaufen und senkrechte Anschlüsse zum Motor selbst und den verschiedenen Bauteilen der Anlassereinrichtung führen. Bei dem oben erwähnten Beispiel, wo die sammelschieneneinrichtung senkrecht im Versorgungs'schacht des Gebäudes verläuft und die Anschlüsse lediglich in der Höhe- der einzelnen Stockwerke abgezweigt werden, ist die Anordnung derartiger Längskanäle nicht unbedingt erforderlich und gewünschtenfalls können die Sammelschienen in der erforderlichen Höhe einzin angebohrt und abgezapft werden.
• Wie zu Beginn erwähnt, müssen die Flächen benachbarter Sammelschienen durch eine Isolationsschicht voneinander getrennt werden,und und diese Isolationsschichten verlaufen sämtlich von einem mittleren Kern aus. Die Isolation ist daher vorzugsweise ein Plastik-Ziehteil, das im Querschnitt speichenradförmig ausgebildet ist, wobei mehrere Speichen von dem mittleren Kern nach außen verlaufen. Dieses Ziehteil kann in Jeder gewünschten Länge hergestellt werden, und anschließend können die verschiedenen Sammelschienen in die Zwischenräume zwischen den Speichen eingesetzt und durch die Isolationsklemmen zusammengehalten werden.
• Bei besonders langen Schienenabschnitten kann es erwünscht sein, Expansions -Verbindungsstücke vorzusehen, und ähnliche Verbindungsstücke können auch verwendet werden, wenn ein Abschnitt der Sammelschieneneinrichtung winklig zu einem benachbarten Abschnitt verlaufen muß. Die Zwischenräume zwischen benachbarten Enden der vn einander getrennten Schienenabschnitte werden dann durch flexible Leiter überbrückt, die zwischen benachbarten Schienenabschnitten verlaufen.
• Die Erfindung wird nunmehr im einzelnen anhand von Ausfthrungsbeispielen in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 einen Schnitt einer erfindungsgemäßen Einrichtung mit drei Sammelschienen von etwa dreieckigem Querschnitt, Fig. 2 eine der Fig. 1 ähnliche Darstellung einer Einrichtung mit vier Sammelschienen und einer Verschlußklemme aus Isolationsmaterial, Fig. 3 eine perspektivische Darstellung einer der Fig. 1 ähnlichen Sammelschieneneinrichtung, bei der Jedoch der mittlere Isolationskern einen zusätzlichen Leiter umschließt, Fig. 4 eine perspektivische Darstellung der in Fig. 2 gezeigten Einrichtung im zerlegten Zustand, Fig. 5 einen Schnitt eines Expansions-Verbindungsstücks, das zwischen Abschnitten der in Fig. 2 gezeigten Einrichtung angeordnet ist, Fig. 6 eine teilweise geschnittene Ansicht der in Fig. 5 gezeigten Verbindungsstelle, Fig. 7 eine perspektivische Darstellung eines Aufhängestücks, und Fig. 8 eine Stirnansicht des Aufhängestücks im eingebauten Zustand.
• Die Sammelschieneneinrichtung gemäß Fig. 1 enthält drei Sammelschienen 1, von denen Jede ein vorzugsweise aus Aluminium bestehendes Ziehteil ist und an ihrer Spitze einen Winkel von 1200 einschließt. Benachbarte Sammelschienen sind durch eine Isolationsschicht 2 voneinander getrennt, die von einem mittleren Kern 3 aus verläuft. Die Isolation ist vorteilhafterweise als Plastik-Ziehteil ausgebildet, das einen speichenradformigen Querschnitt hat, wobei die Speichen in kleinen Abdeckungen 4 enden, die über die Oberfläche benachbarter Sammelschienen 1 verlaufen. Die Einrichtung wird durch (nicht gezeigte) Isolationsklemmen in Abständen zusammengehalten.
• Um die Herstellung elektrischer Verbindungen an die Leiter 8 zu erleichtern, ist jede Sammelschiene mit einem Längskanal 9 versehen, der an seinem Bodenabschnitt breiter als im Bereich seiner Öffnung ausgebildet ist. Die Kanalform wird dazu ausgenützt, eine Mutter 10 in den Kanal einzusetzen und einen Bolzen 11 mit der Mutter zu verschrauben, wodurch der Leiter 8 fest gegen die flache Außenfläche der Sammelschiene geklemmt wird. Es ist Jedoch in gleicher Weise möglich, diese Anordnung umzukehren und den Bolzenkopf in den Kanal einzuführen und die Mutter auf die Außenfläche aufzuschrauben.
• Fig. 2 zeigt eine ähnliche Einrichtung mit vier Sammeischienen 15, von denen Jede wiederum einen dreieckigen Querschnitt hat, Jedoch in diesem Fall an ihrer Spitze einen Öffnungswinkel von 900 einschließt. Die Sammelschienen sind wiederum durch die Isolation 16 voneinander getrennt, die von einem mittleren Kern 17 aus verläuft und an den Speichenenden mit Abdeckungen 18 versehen ist.
• Eine Klemme 20 umschließt die Sammelschlmenanordnung und hält die Schienen gegen die Wirkung irgendwelcher Abstoßungskräfte, die durch nicht im Gleichgewlcht stehende Ströme hervorgerufen werden können, fest zusammen. Die Klemme 20 ist aus Isolationsmaterial, beispielsweise Nylon, hergestellt und besteht aus zwei Hälften, die durch Bolzen 21 zusammengehalten werden.
• Die Einrichtung gemäß Fig 2 ist von besonderem Vorteil, da die vier Sammelschienen die Anordnung von drei Phasen und einem Nulleiter erlauben, Jedoch läßt sich die einfachere Ausführung gemäß Fig. 1 zur Stromversorgung von Haushalten verwenden, wc beispielsweise Je eine Sammelschiene für Phase, Null und Erde erforderlich ist. In manchen Anwendungsfällen sind Jedoch mehr als vier Sammelschienen erforderlich, und zu diesem Zweck müssen die Sammelschienen lediglich entsprechend geformt sein, und es muß eine geeignete Anzahl von Zwischenräumen zwischen den Speichen des Isolationsstücks ausgebildet sein. Beispielsweise erfordern viele Großgleichrichter einen sechsphasigen Verteiler, um einen Zwölf-Impuls -Ausgang zu erhalten, und dazu sind sechs Sammelschienen in der Verteileranlage erforderlich. Jede Sammelschiene schließt dann an ihrem Scheitel einen Winkel von 600 ein, wobei die Einrichtung im übrigen wie die in Fir. 2 gezeigte ausgebildet ist.
• Die für die Anschlüsse vorgesehenen Längskanäle 25 haben eine etwas andere Form als die Kanäle 9 gemäß Fig. 1. Diese Kanäle dienen zur Aufnahme von Bolzenköpfen, die derart ausgebildet sind, daß sie sich beim Drehen der Bolzen in den Kanälen verriegeln.
• Ein derartiger Bolzen 26 ist mit einer Futter 27 versehen, die einen Leiter 28 gegen die flache Außenfläche der Sammelschiene klemmt.
• Gemäß Fig. 3 hat der Bolzenkopf eine im wesentlichen rechteckige Form, Jedoch sind zwei diagonal gegenüberliegende Ecken bei 30 abgerundet. Solange die Längsachse des Rechtecks parallel zur Achse des Kanals 25 verläuft, kann der Bolzenkopf durch die verkleinerte öffnung des Kanals eingesetzt und dann frei verschoben werden, bei einer Drehung um etwa 900 jedoch verklemmen sich die abgerundeten Ecken 30 im Kanal. Die perspektivische Darstellung gemäß Fig. 3, aus der die Anordnung der Kanäle und das Aussehen eines Abschnitts der Einrichtung deutlich zu sehen sind, zeigt eine insoweit abgewandelte Einrichtung, als der mittlere Kern 17 des Isolationsstücks einen zusätzlichen Leiter 31 umschließt.
• Dieser hat einen kleineren Querschnitt als die Sammelschienen 15 und kann beispielsweise für Signal- oder Steuerzwecke vorgesehen sein, beispielsweise bei einer Industrieanlage. Erforderlichenfalls können an dieser Stelle auch mehr als nur ein derartiger Leiter 31 angeordnet sein.
• Fig. 4 zeigt die Einrichtung gemäß Fig. 2 in perspektivischer Darstellung. Die einzelnen Sammelschienen 15 werden in die Zwischenräume zwischen den Speichen 16 des Isolationsstücks eingesetzt und die beiden Hälften der Isolationsklemme 20 werden anschließend von entgegengesetzten Seiten aufgestülpt und durch Bolzen 21 gehaltert. Die zum Anschließen der elektrischen Leiter dienenden Bolzen 26 werden durch die Öffnung der Kanäle 25 eingeführt und anschließend in den Kanälen zu der gewünschten Stelle verschoben. Die Anordnung und Befestigung sind äußerst einfach, da Jede Sammelschiene 15 ein Ziehteil aus Metall sein kann und das speichenradförmige Isolationsstück ebenfalls extrudiert sein kann. Daher müssen diese Bauteile lediglich zusammengesteckt werden und durch die Klemmen gehaltert werden. Falls die Einschwung sehr lang sein muß, kann das in Fign. 5 und 6 dargestellte Expansions-Verbindungsstück vorgesehen werden.
• Wie Fig. 6 am deutlichsten zeigt, sind die Enden der einzelnen Einrichtungsabschnitte durch Kappen 35 voneinander isoliert, von denen eine im Schnitt gezeigt ist. Die Kappen sind so geformt, daß sie vier kreisförmige Nasen 36 aufweisen, von denen eine in Fig. 6 dargestellt ist. Diese Nasen dienen als Abstandhalter und wirken mit den Enden der Sammelschienenabschnitte zusammen (sehe Fig. 5). Durch die Anordnung der Isolationskappen wird die Gefahr eines Kurzschlusses zwischen freiliegenden Enden unterschied.-licher Sammelschienen ausgeschaltet. Entsprechende Sammelschienen sind durch flexible Leiter 38 elektrisch miteinander verbunden, die die Verbindungsstelle überbrücken und durch Bolzen 37 und Muttern 39 an den Sammelschienen 25 befestigt sind.
• Ein derartiges Verbindungsstück dient nicht nur als Dehnungsausgleich, sondern schafft auch ein bestimmtes Maß an Flexibilität zwischen benachbarten Schienenabschnitten. Gemäß der Darstellung sind die beiden Abschnitte fluchtend zueinander angeordnet, falls sie jedoch winklig zueinander verlaufen sollen, kann dies bei geeigneter Längenwahl der flexiblen Leiter 38-auf einfache Weise erreicht werden. Die gesamte Einrichtung läßt sich durch Aufhängestücke 45 (Fign. 7 und 8) in Abständen abstützen. Das Aufhängestück 47 enthält ein mittleres, mit Gewindegängen versehenes Auge 46, das an der Sammelschieneneinrichtung befestigbar ist, und äußere Augen 117, die durch Stege 48 mit dem mittleren Auge verbunden sind und an einem Träger befestigt werden können. Durch Herstellung des Aufhängestücks aus elastischem Material, beispielsweise Nylon, hat das Aufhängestück insgesamt eine ausreichende Festigkeit, während die Stege 48 soweit flexibel sind, daß sie kleinere Verschiebungen ausgleichen können, die beispielsweise bei Temperaturschwankungen oder geringen Fehlausrichtungen von Sammelschienen großer Länge vorkommen können.
• Fig. 8 zeigt ein Aufhängestück 45 in dem zur Halterung an der Sammelschieneneinrichtung 50 eingebauten Zustand. Ein Bolzen 51, dessen Kopf in einem der Kanäle 25 liegt, ist in das Auge 46 eingeschraubt und mittels einer Mutter verriegelt. Weitere Bolzen 53 verlaufen durch die Augen 47 und sind mit einem starren Träger 54, beispielsweise der Wand eines Verbindungsträgers, verschraubt.

Claims (10)

Patentansprüche

1. Elektrische Sammelschieneneinrichtung mit mindestens drei Netall-Sammelschienen, dadurch gekennzeichnet daß die Sammelschienen (1; 15) den gleichen Querschnitt haben und symmetrisch um eine Mittelachse angeordnet sind, wobei benachbarte Flächen der Sammelschienen durch von einem mittleren Kern (3; 17) aus verlaufende Isolationsschichten (2; 16) getrennt sind und die Sammelschienen in Abständen durch Isolationsklemmen (20, 21) zusammengehalten werden.

2. Sammelschieneneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelschienen (1) von im wesentlichen dreieckigem Querschnitt sind.

3. Sammelschieneneinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Jede Sammelschiene (1; 15) auf ihrer Außenfläche mit einem Längskanal (9; 25) zur Aufnahme von AnschluR-stücken (8, 10, 11; 26, 27, 28) versehen ist, der an seinem Bodenabschnitt breiter als im Bereich seiner Öffnung ausgebildet ist.

4. Sammelschieneneinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußstücke (26, 27, 28) durch Bolzen (26) an den Außenflächen der Sammelschienen befestigt sind, wobei die Bolzenköpfe derart geformt sind, daß sie sich beim Drehen der Bolzen in den Kanälen (25) verriegeln.

5. Sammelschieneneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Isolationskern (17) einen zusätzlichen Leiter (31) von kleinerem Querschnitt als der der Sammelschienen (15) umschließt.

6. Sammelschieneneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolation (2, 3; 16, 17) aus einem Plastik-Ziehteil besteht, das im Querschnitt speichenradförmig ausgebildet ist, wobei mehrere Speichen (2; 16) von dem mittleren Kern (3; 17) nach außen verlaufen.

7. Sammelschieneneinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede Speiche (2; 16) in einer Abdeckung (4;18) endet, die sich über die angrenzenden Flächen jeder der benachbarten Sammelschienen (1;15) erstreckt.

8. Sammelschieneneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelschienen (1; 15) aus getrennten Abschnitten bestehen, deren benachbarte Enden durch Isolationsmaterial (35) räumlich voneinander getrennt, jedoch durch flexible Leiter (38) elektrisch miteinander verbunden sind, wobei die Leiter (38) zwischen benachbarren, entsprechenden Sammelschienenabschnitten verlaufen (Fign. 5 und 6).

9. Sammelschieneneinrichtung nach.Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das die Schienenabschnitte voneinander trennende Isolationsmaterial als Isolationskappe (35) ausgebildet ist, die auf das Ende des Schienenabschnitts aufgesetzt ist (Fignt 5 und 6).

10. Sammelschieneneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Anbringung der Einrichtung (50) an auf Abstand gehaltenen Stellen längliche Isolati&ns-Aufhängestücke (45) vorgesehen sind, die quer zur Längsrichtung der Einrichtung verlaufen und an ihren Mittelpunkten daran befestigt sind (Fign. 8 und 9).