DE202012007618U1

DE202012007618U1 - Diaphragm spring and compression fitting for torsion-proof screwing of busbars

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Publication number: DE202012007618U1
Application number: DE201220007618
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2012-08-08
Filing date: 2012-08-08
Publication date: 2012-09-06
Anticipated expiration: 2022-08-09

Abstract

Tellerfeder (200) zum verdrehsicheren Verschrauben von Stromschienen (801, 802, 803, 804, 805; 811, 812, 813, 814, 815), dadurch gekennzeichnet, dass die Tellerfeder (200) eine Öffnung (250) zur verdrehsicheren Aufnahme einer Schlossschraube (400) und mindestens ein Haltemittel (211, 212, 213, 214) umfasst, welches mit einem feststehenden Gehäuseteil (300) zusammenwirken kann, wodurch das Verdrehen der Tellerfeder (200) beim Verschrauben verhindert wird.Disk spring (200) for twist-proof screwing of busbars (801, 802, 803, 804, 805; 811, 812, 813, 814, 815), characterized in that the disk spring (200) has an opening (250) for the twist-proof receiving of a carriage bolt (400) and at least one holding means (211, 212, 213, 214) which can interact with a stationary housing part (300), as a result of which the disk spring (200) is prevented from rotating when screwing.

Description

Elektrische Verteilsysteme können als Stromschienensysteme ausgebildet sein. Dabei sind die Stromschienen in Richtung des Stromflusses langgestreckt als feste Leiter ausgebildet. Stromschienensysteme werden zum Transport und zur Verteilung elektrischer Energie eingesetzt. Typische Aufgaben eines Stromschienensystems sind beispielsweise die Verbindung von einem Transformator über einen Hauptverteiler zum Unterverteiler oder die Versorgung von Großverbrauchern. Ebenfalls werden Stromschienensysteme beispielsweise dazu verwendet, in Windenergieanlagen den im Turmkopf erzeugten Strom eines Generators zum Turmfuß zu leiten oder Strom vom Turmfuß in den Turmkopf zu transportieren um dort die elektrischen Anlagen mit Energie zu versorgen.Electrical distribution systems can be designed as busbar systems. The busbars are elongated in the direction of the current flow formed as a solid conductor. Busbar systems are used for the transport and distribution of electrical energy. Typical tasks of a busbar system are, for example, the connection of a transformer via a main distributor to the sub-distributor or the supply of large consumers. Busbar systems are also used, for example, in wind power plants to generate the power generated in the tower head of a generator to the tower base or to transport electricity from the tower base in the tower head to there to provide the electrical equipment with energy.

Typischerweise sind die Stromschienen eines Stromschienensystems in einem Schienenkasten untergebracht. Der Schienenkasten dient dem mechanischen Schutz und dem Zusammenhalt der Komponenten des Stromschienensystems. Er verhindert, dass ein unerwünschter elektrischer Kontakt zwischen Stromschienen und Umgebung stattfinden kann. Der Schienenkasten ist dabei so dimensioniert, dass zum Einen die Abstände zur Verhinderung eines unerwünschten elektrischen Kontakts gewahrt sind, und zum anderen die Stromschienen innerhalb des Schienenkastens durch natürliche oder erzwungene Konvektionen gekühlt werden.Typically, the bus bars of a bus bar system are housed in a rail box. The rail box serves for the mechanical protection and the cohesion of the components of the busbar system. It prevents unwanted electrical contact between busbars and the environment. The rail box is dimensioned so that on the one hand the distances to prevent unwanted electrical contact are maintained, and on the other hand, the busbars are cooled within the rail box by natural or forced convection.

Die Stromschienen – oder auch Leiterschienen genannt – im Inneren des Schienenkastens können aus Kupfer, Aluminium oder ähnlich leitenden Materialien gefertigt sein. Die Stromschienen aneinandergrenzender Segmente werden typischerweise mittels einer Bolzenverbindung elektrisch miteinander verbunden. Dazu überlappen die Enden benachbarter Stromschienen und es wird ein Bolzen angebracht, der Kraft auf die plan aneinanderliegenden Enden der benachbarten Stromschienen ausübt und diese gegeneinander presst.The busbars - or also called busbars - inside the rail box can be made of copper, aluminum or similar conductive materials. The busbars of adjacent segments are typically electrically connected together by a bolted connection. For this purpose, the ends of adjacent busbars overlap and a bolt is applied, which exerts force on the flat abutting ends of the adjacent busbars and presses them against each other.

Eine weitere aus dem Stand der Technik bekannte Form einer Verbindung zwischen Stromschienen geschieht über einen sogenannten Klemmblock. Jede Stromschiene erstreckt sich in horizontaler Richtung ihrer Länge nach. Die Stromschienen werden über den Klemmbock verbunden, indem jede Stromschiene zwischen zwei leitende Kontaktbleche geklemmt wird, die wiederum durch Isolierplatten von weiteren Kontaktblechen isoliert sind. Die Enden der Stromschienen sind dabei abisoliert, wodurch die Kontaktierungsflächen für einen Kontaktierungsbereich der Stromschienenanordnung gebildet werden.Another known from the prior art form of a connection between busbars is done via a so-called terminal block. Each busbar extends in the horizontal direction along its length. The bus bars are connected via the terminal block by clamping each bus bar between two conductive contact plates, which in turn are insulated by insulating plates from further contact plates. The ends of the busbars are stripped, whereby the contacting surfaces are formed for a Kontaktierungsbereich the busbar assembly.

Bei der Verschraubung von Stromschienenpaketen muss auch nach der Verschraubung eine dauerhafte Kraft auf die Verbindung wirken. Dies wird typischerweise dadurch erreicht, dass Spanfedern mit federnder Wirkung, sogenannte Tellerfedern, verwendet werden. Mittels dieser Tellerfedern werden Veränderungen in der Schraubverbindung, zum Beispiel Längenänderung der Schraube bzw. Dickenänderungen der Leiterpakete durch Temperaturschwankungen oder auch Setzverhalten ausgeglichen und die Schraubverbindung wird wartungsfrei über die Lebensdauer des Stromschienensystems.When screwing together busbar packages, a permanent force must act on the connection even after the screw connection. This is typically achieved by using spring-loaded chip springs, so-called disk springs. By means of these disc springs changes in the screw, for example, change in length of the screw or thickness changes of the conductor packages are compensated by temperature fluctuations or setting behavior and the screw is maintenance-free over the life of the busbar system.

Bisher wurde die Schraube oder die Mutter der Verschraubung von Stromschienenpaketen durch einzusätzliches Bauteil gegen Verdrehen gesichert bzw. festgehalten.So far, the screw or nut was the screwing of busbar packs secured by additional component against rotation or detained.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Tellerfeder bzw. eine Spannverschraubung zum Verschrauben von Stromschienen zur Verfügung zu stellen, bei der nicht ein zusätzliches Bauteil zur Drehversicherung benötigt wird und die besonders einfach aufgebaut ist.It is an object of the invention to provide a plate spring or a Spannverschraubung for screwing busbars available in which not an additional component for rotation insurance is needed and which is particularly simple.

Die Aufgabe wird gelöst gemäß Anspruch 1. Die Tellerfeder zum verdrehsicheren Verschrauben von Stromschienen umfasst eine Öffnung zur verdrehsicheren Aufnahme einer Schlossschraube und mindestens ein Haltemittel, welches mit einem feststehenden Gehäuseteil zusammenwirken kann, wodurch das Verdrehen der Tellerfeder beim Verschrauben verhindert wird.The object is achieved according to claim 1. The plate spring for twist-proof screwing of busbars comprises an opening for the rotationally secure receiving a carriage bolt and at least one holding means, which can cooperate with a fixed housing part, whereby the rotation of the plate spring is prevented during screwing.

Vorteilhaft ist hierbei, dass eine Reduzierung der verwendeten Einzelteile durch die Funktionsintegration der Verdrehsicherung in die Tellerfeder ermöglicht wird.It is advantageous here that a reduction of the individual parts used is made possible by the functional integration of the rotation in the plate spring.

In einer Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Tellerfeder als Haltemittel mindestens eine Einkerbung, die mit einem feststehenden Gehäuseteil zusammenwirken kann, wodurch das Verdrehen der Tellerfeder beim Verschrauben verhindert wird. Die Tellerfeder kann insbesondere vier Einkerbungen umfassen, die paarweise gegenüberliegend am äußeren Rand der Tellerfeder angeordnet sein können.In one embodiment of the invention, the disc spring as a holding means comprises at least one notch, which can cooperate with a fixed housing part, whereby the rotation of the plate spring is prevented during screwing. The plate spring may in particular comprise four notches, which may be arranged in pairs opposite to the outer edge of the plate spring.

Die erfindungsgemäße Tellerfeder zum verdrehsicheren Verschrauben von Stromschienen kann Teil einer Spannverschraubung sein, die zusätzlich eine Schlossschraube und eine Mutter umfasst, wobei das erste Ende der Schlossschraube von der Öffnung der Tellerfeder aufgenommen ist, die Schlossschraube durch die Stromschienen hindurchgeführt ist und die Mutter am zweiten Ende der Schlossschraube die Spannverschraubung verschraubt.The disk spring according to the invention for the torsion-proof screwing of busbars may be part of a Spannverschraubung, which additionally comprises a carriage bolt and a nut, wherein the first end of the carriage bolt is received by the opening of the plate spring, the carriage bolt is passed through the busbars and the nut at the second end screwed the tension screw to the carriage bolt.

In einer Ausgestaltung der Spannverschraubung sind das erste Ende der Schlossschraube und die Öffnung der Tellerfeder quadratisch ausgebildet. In one embodiment of the Spannverschraubung the first end of the carriage bolt and the opening of the plate spring are square.

In einer weiteren Ausgestaltung umfasst die Spannverschraubung zusätzlich einen Adapter, der mit dem mindestens einen Haltemittel der Tellerfeder zusammenwirkt, wobei der Adapter mit feststehenden Gehäuseteilen eines Schienenkastens der Stromschienen oder den Stromschienen zur Verdrehsicherung zusammenwirkt.In a further embodiment, the Spannverschraubung additionally comprises an adapter which cooperates with the at least one holding means of the plate spring, wherein the adapter cooperates with fixed housing parts of a rail box of the busbars or the busbars to prevent rotation.

In einer weiteren Ausgestaltung der Spannverschraubung ist der Adapter an der von der Tellerfeder abgewandten Seite mit einem Winkel versehen, wobei der Winkel mit feststehenden Gehäuseteilen eines Schienenkastens der Stromschienen oder den Stromschienen zur Verdrehsicherung zusammenwirkt.In a further embodiment of the Spannverschraubung the adapter is provided on the side remote from the plate spring side with an angle, wherein the angle cooperates with fixed housing parts of a rail box of the busbars or the busbars to prevent rotation.

Die Erfindung wird im Weiteren anhand der nachfolgenden Figuren beschrieben.The invention will be described below with reference to the following figures.

1 Spannverschraubung von Stromschienen umfassend eine Tellerfeder, eine Schlossschraube und eine Mutter; 1 Clamping of busbars comprising a plate spring, a carriage bolt and a nut;

2A Tellerfeder und Adapter; 2A Disc spring and adapter;

2B Spannverschraubung mit Tellerfeder und Schlossschraube in einer ersten perspektivischen Darstellung; und 2 B Spannverschraubung with plate spring and carriage bolt in a first perspective view; and

2C Spannverschraubung mit Schlossschraube und Mutter dargestellt in einer zweiten perspektivischen Darstellung. 2C Spannverschraubung with carriage and nut shown in a second perspective view.

1 zeigt eine Spannverschraubung 100, die zwei Stromschienenpakete miteinander verbindet. Dabei werden die Stromschienen 801, 802, 803, 804, 805, 806 mechanisch und elektrisch mit den Stromschienen 811, 812, 813, 814, 815, 816 verbunden. Dies geschieht dadurch, dass die Stromschienen an ihren Enden überlappen und mit Isolierstoffplatten gegeneinander isoliert sind. Beispielsweise überlappt gemäß 1 das rechte Ende der Stromschiene 801 mit dem linken Ende der Stromschiene 811. Die Überlappungszone wird umgeben von den Isolierstoffplatten 901 und 902. Weitere Isolierstoffplatten sind die Isolierstoffplatten 903, 904, 905, 906, 907. Durch den Aufbau an Isolierstoffplatten 901, 902, 903, 904, 905, 906, 907 mit den Stromschienen 801, 802, 803, 804, 805, 806; 811, 812, 813, 814, 815, 816 verläuft die Spannverschraubung 100. Aufgabe der Spannverschraubung 100 ist es, eine dauerhafte Kraft auf die Verbindung der Stromschienen auszuüben. 1 shows a compression fitting 100 , which connects two busbar packages together. This will be the busbars 801 . 802 . 803 . 804 . 805 . 806 mechanically and electrically with the busbars 811 . 812 . 813 . 814 . 815 . 816 connected. This happens because the busbars overlap at their ends and insulated with insulating panels against each other. For example, overlaps according to 1 the right end of the busbar 801 with the left end of the busbar 811 , The overlap zone is surrounded by the Isolierstoffplatten 901 and 902 , Other insulating panels are the insulating panels 903 . 904 . 905 . 906 . 907 , Due to the construction of insulating panels 901 . 902 . 903 . 904 . 905 . 906 . 907 with the busbars 801 . 802 . 803 . 804 . 805 . 806 ; 811 . 812 . 813 . 814 . 815 . 816 runs the clamping screw 100 , Task of the Spannverschraubung 100 is to exert a permanent force on the connection of the busbars.

In 2A sind eine Tellerfeder 200 und ein Adapter 300 dargestellt. Die Tellerfeder 200 umfasst eine Öffnung 250 zur verdrehsicheren Aufnahme einer Schlossschraube 400. Zusätzlich umfasst die Tellerfeder 200 Haltemittel 211, 212, 213, 214, welche mit einem feststehenden Gehäuseteil, beispielsweise dem Adapter 300, zusammenwirken können, wodurch das Verdrehen der Tellerfeder 200 beim Verschrauben verhindert wird.In 2A are a plate spring 200 and an adapter 300 shown. The plate spring 200 includes an opening 250 for the torsion-proof reception of a carriage bolt 400 , In addition, the plate spring includes 200 holding means 211 . 212 . 213 . 214 , which with a fixed housing part, such as the adapter 300 , can cooperate, causing the twisting of the diaphragm spring 200 is prevented when screwing.

Schlossschrauben – oder auch Torbandschrauben genannt – sind Flachrundkopfschrauben mit einem Vierkant unter dem Kopf. Entsprechend der 3C befindet sich an einem ersten Ende 410 der Schlossschraube 400 ein Kopf 440, der beispielsweise pilzförmig ausgebildet ist. Unterhalb des Kopfes 440 befindet sich ein Vierkant 430. Am zweiten Ende 420 der Schlossschraube ist ein Gewinde angebracht, so dass die Schlossschraube nur an einer Seite, nämlich am zweiten Ende 420, mit einer Mutter bestückt werden kann.Carriage screws - or also called Torbandschrauben - are round head screws with a square under the head. According to the 3C is at a first end 410 the carriage bolt 400 a head 440 , which is mushroom-shaped, for example. Below the head 440 there is a square 430 , At the second end 420 the carriage bolt is threaded, so that the carriage bolt only on one side, namely at the second end 420 , can be equipped with a mother.

Gemäß 2A sind die Haltemittel 211, 212, 213, 214 als Einkerbungen ausgebildet, die mit einem feststehenden Gehäuseteil zusammenwirken können, wodurch das Verdrehen der Tellerfeder 200 beim Verschrauben verhindert wird. Die vier Einkerbungen 211, 212, 213, 214 sind paarweise gegenüberliegend am äußeren Rand der Tellerfeder 200 angeordnet. Sie greifen in entsprechend korrespondierend ausgebildete Noppen 311, 312, 313, 314 des Adapters 300 ein.According to 2A are the holding means 211 . 212 . 213 . 214 formed as notches, which can cooperate with a fixed housing part, whereby the rotation of the plate spring 200 is prevented when screwing. The four notches 211 . 212 . 213 . 214 are in pairs opposite to the outer edge of the plate spring 200 arranged. They engage in correspondingly formed nubs 311 . 312 . 313 . 314 of the adapter 300 one.

2B zeigt die Spannverschraubung 100 in einer ersten perspektivischen Darstellung. Es ist der Kopf 440 der Schlossschraube 400 dargestellt und die Tellerfeder 200 mit dem Adapter 300. Der Adapter 300 ist an der von der Tellerfeder abgewandten Seite mit einem Winkel 320 versehen, der mit feststehenden Gehäuseteilen eines Schienenkastens der Stromschiene oder den Stromschienen zur Verdrehsicherung zusammenwirkt. Ebenfalls kann der Winkel 320 beispielsweise mit einer Isolierstoffplatte zusammenwirken und dadurch verdrehsicher angeordnet sein. 2 B shows the compression fitting 100 in a first perspective view. It is the head 440 the carriage bolt 400 represented and the plate spring 200 with the adapter 300 , The adapter 300 is at the side facing away from the diaphragm spring with an angle 320 provided, which cooperates with fixed housing parts of a rail box of the busbar or the busbars to prevent rotation. Likewise, the angle 320 for example, cooperate with an insulating plate and thereby be arranged against rotation.

In 2C ist die Spannverschraubung 100 in einer zweiten Perspektive dargestellt. Die Schlossschraube 400 ist durch die Stromschienen hindurchgeführt und am zweiten Ende 420 der Schlossschraube 400 ist die Spannverschraubung 100 mit einer Mutter 500 verschraubt. Für eine bessere Kraftverteilung sind zwischen der Isolierstoffplatte und der Mutter 500 eine Unterlegscheibe 510 und eine Druckverteilerplatte 520 angebracht.In 2C is the compression fitting 100 presented in a second perspective. The carriage bolt 400 is passed through the busbars and at the second end 420 the carriage bolt 400 is the compression fitting 100 with a mother 500 screwed. For a better distribution of force between the insulating material and the mother 500 a washer 510 and a pressure distribution plate 520 appropriate.

Der Vierkant 430 der Schlossschraube 400 ist quadratisch ausgebildet, ebenso die Öffnung 250 der Tellerfeder 200. Zusammen mit den Haltemitteln 211, 212, 213, 214 wird dadurch gewährleistet, dass die Schlossschraube 400 verdrehsicher in der Spannverschraubung 100 gehalten wird.The square 430 the carriage bolt 400 is square, as well as the opening 250 the plate spring 200 , Together with the holding means 211 . 212 . 213 . 214 This is ensured by the fact that the carriage bolt 400 non-rotating in the compression fitting 100 is held.

Die Spannverschraubung 100 hat den Vorteil gegenüber herkömmlichen Verschraubungen von Stromschienen, dass eine Reduzierung der verwendeten Einzelteile durch eine Funktionsintegration vorgenommen wurde. Die vorgestanzte Tellerfeder 200 erfüllt sowohl die Spannfunktion als auch die Verdrehsicherung.The compression fitting 100 has the advantage over conventional bolted busbars, that a reduction of the individual parts used by a functional integration was made. The pre-punched plate spring 200 fulfills both the clamping function and the anti-twist protection.

Claims

Disc spring ( 200 ) for non-rotating bolting of busbars ( 801 . 802 . 803 . 804 . 805 ; 811 . 812 . 813 . 814 . 815 ), characterized in that the plate spring ( 200 ) an opening ( 250 ) for the torsion-proof reception of a carriage bolt ( 400 ) and at least one holding means ( 211 . 212 . 213 . 214 ), which with a fixed housing part ( 300 ), whereby the rotation of the plate spring ( 200 ) is prevented when screwing.

Disc spring ( 200 ) according to claim 1, wherein the disc spring ( 200 ) as holding means ( 211 . 212 . 213 . 214 ) comprises at least one notch associated with a stationary housing part ( 311 . 312 . 313 . 314 ), whereby the rotation of the plate spring ( 200 ) is prevented when screwing.

Disc spring ( 200 ) according to claim 2, wherein the plate spring ( 200 ) four notches ( 211 . 212 . 213 . 214 ), which in pairs opposite to the outer edge of the plate spring ( 200 ) are arranged.

Compression fitting ( 100 ) comprising a plate spring ( 200 ), for the non-rotatable screwing of busbars ( 801 . 802 . 803 . 804 . 805 ; 811 . 812 . 813 . 814 . 815 ) according to one of claims 1 to 3, a carriage bolt ( 400 ) and a mother ( 500 ), the first end ( 410 ) of the carriage bolt ( 400 ) from the opening ( 250 ) the diaphragm spring ( 200 ), the carriage bolt ( 400 ) through the busbars ( 801 . 802 . 803 . 804 . 805 ; 811 . 812 . 813 . 814 . 815 ) and the mother ( 500 ) at the second end ( 420 ) of the carriage bolt ( 400 ) Screwed the Spannverschraubung.

Compression fitting ( 100 ) according to claim 4, wherein the first end ( 410 ) of the carriage bolt ( 400 ) and the opening ( 250 ) the diaphragm spring ( 200 ) are square.

Compression fitting ( 100 ) according to claim 4 or 5, additionally comprising an adapter ( 300 ), which with the at least one holding means ( 211 . 212 . 213 . 214 ) the diaphragm spring ( 200 ), whereby the adapter ( 300 ) cooperates with fixed housing parts of a rail box of the busbars or the busbars to prevent rotation.

Compression fitting ( 100 ) according to claim 6, wherein the adapter ( 300 ) at the of the diaphragm spring ( 200 ) facing away from the wall at an angle ( 320 ), the angle ( 320 ) cooperates with fixed housing parts of a rail box of the busbars or the busbars to prevent rotation.