DE2156292A1

DE2156292A1 - Verbindungsstelle von stromfuehrenden bauteilen

Info

Publication number: DE2156292A1
Application number: DE19712156292
Authority: DE
Inventors: Herbert Dung
Original assignee: FLOHE HANS KG
Current assignee: FLOHE HANS KG
Priority date: 1971-11-12
Filing date: 1971-11-12
Publication date: 1973-05-17

Description

Verbindungsstelle von stromführenden Bauteilen Die Erfindung betrifft die Verbindungs- bzw. Kontaktstelle an den Enden'von mittels Schraubverbindungen zu verbindenden, stromführenden Bauteilen, Schienen, Platten oder dergleichen, Es ist bekannt, ZU verbindende und stromführende Bauteile an den Verbindungs- bzw. Kontaktstellen vollkommen plan auszubilden und zur Erzielung eines verhältnismäßig gleichmäßigen und genügend großen Kontakt druckes mit einer großen Anzahl von Schrauben zu verbinden. Zu diesem Zweck müssen die Verbindungsste'llen sehr sorgfältig bearbeitet werden. Insbesondere bei der Verwendung von rasch oxydierendem Material bei diesen Bauteilen, wie zum Beispiel Kupfer, Aluminium, Messing müssen die Verbindungsstellen blank geschmirgelt, geschliffen und möglichst schnell miteinander verbunden werden, um eine Oxydation der Kontaktflächen zu verhindern. Da eine völlig plane Ebene an den gegenüberliegenden Kontaktstellen nicht erreicht werden kann und die Kontaktstellen daher auch nicht genau plan aufeinander zu liegen kommen, entsteht trotz der dargestellten Bearbeitungsweise eine mehr oder weniger große Oxydschicht auf den Kontaktstellen. Der Stromübergang ist aber nur an den oxydfreien Kontaktstellen einwandfrei möglich, während an den=oxydierten Kontaktstellen der erhöhte Übergangswiderstand zu Spannungsverlusten führt, durch die Wärme erzeugt wird. Diese Wärme kann ei den bekannten Verbindungs- bzw. Kontaktstellen lediglich über die der Umgebung zugewendeten Flachen der Bauteile abgestrahlt werden, was insbesondere bei der bertragung großer Strommengen unzureichend ist Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verbindungs- bzw. Kontaktstelle der eingangs erwähnten Art zu schaffen, mittels der die Nachteile der bekannten Verbindungen vermieden werden können, mittels der insbesondere auf einfache Weise eine mechanisch feste Verbindung geschaffen und durch einen hohen Kontaktdruck an der Verbindungsstelle der Übergangswiderstand und damit die Wärmeverlustleistung verringert werden kann, sowie eine wirtschaftliche Herstellung und in gleicher Weise ein wirtschaftlicher verlustarmer Betrieb derartiger Verbindungen ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung in der Weise ge-Löst, daß an dem Ende- eines der zu verbindenden Bauteile eine begrenzte Kontaktfläche durch einen-Ringwulst oder dergleichen gebildet und die FLäche-am Ende des anderen Bauteiles, die dem Ringwulst zugewandt ist, unbearbeitet ist. Um den Kontaktdruck zwischen den Bauteilen gleichmäßig zu gestalten, wird in zweckmäßiger Weise die Ringwulst rund um die für Schraubverbindungen vorgesehenen Bohrungen aus dem Material des Bauteiles herausgearbeitet. In vorteilhafter Weise sind ferner durch einen zwischen den zu verbindenden Bauteilen gebildeten Abstand die -sich gegenüberliegenden Flächen zur Abstrahlung der Verlustwärme verwendbar.
Sollen zum Beispiel drei Bauteile miteinander verbunden werden, so ist es zweckmäßig, an den Endflächen der beiden äußeren Bauteile, die dem inneren Bauteil zugewandt sind, Ringwulste anzuordnen, während die Endflächen des inneren Bauteiles unbearbeitet sind. In gleicher Weise wie eine Ringwulst können zum Beispiel auch strahlenförmige Erhebungen als Kontaktfläche aus dem Bauteil herausgearbeitet sein.
Die Vorteile der Verbindungs- bzw. Kontakts teilen nach der Erfindung sind insbesondere darin zu sehen, daE auf einfachste Weise zunächst eine mechanisch feste Verbindung zwischen den stromführenden Bauteilen geschaffen ist, wobei gleichzeitig durch den angewendeten hohen spezifischen Kontaktdruck eine eventuell entstandene Oxydschicht an der BerührungssteLLe durch den Wulst zerstört und damit nur nichtoxydiertes Material der Bauteile in Kontakt kommt. Bine aufwendige Bearbeitung der Oberfläche ist nicht erforderlich. Auf diese Weise wird der Stromübergangswiderstand und auch die Wärmeverlustleistung stark verringert, so daß weniger Wärme abgestrahlt werde nuß, für die darüber hinaus noch größere Strahlungsflächen vorhanden sind. Die überlappenden Enden der Bauteile können ferner verkürzt werden. Im Ergebnis entsteht eine Verbindungs- bzw. Kontaktstelle, die sowohl in wirtschaftlicher Weise herstellbar als auch verwendbar ist.
In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines in schematischer Weise dargestellten Ausführungsbeispieles nähe erläutert. Es zeigen: Figur 1 eine Draufsicht auf zwei miteinander verbundene Bauteile, Figur 2 einen Schnitt nach der Linie II - II in Figur 1-, Figur 3 die Draufsicht auf das mit dem Ringwulst versehene Bauteil in Richtung des teiles A in Figur 2 im Ausschnitt, Figur 4 eine der Figur 3 entsprechende Darstellung eines solchen Bauteiles mit einer abgewandelten Form der Kontaktstellen.
Wie aus Figur 1 hervorgeht sind zwei im Querschnitt rechtecksg ausgebildete, stromführende Bauteile -1, 2, in deren Enden Bohrungen 3, 4 vorgesehen sind, durch Schrauben 5 und Muttern 6 miteinander verbunden.
An der Verbindungsstelle der beiden Bauteile 1, 2 ist in das Bauteil 1 auf der dem anderen Bauteil 2 zugewandten Fläche rund um die Bohrung 3 ein ringförmiger Wulst 8 aus dem Material des Bauteiles 1 herausgearbeitet (Figur 3), so daß beim Zusammenschrauben der Bauteile 1, 2 eine gleichmäßige Auf lage und damit auch eine gute Stromübertragung vom Bauteil 1 auf das Bauteil 2 erzielt wird, das sich beim Herausdrücken des Ringwulstes 8 aus dem Bauteil 1 auf der gegenüberliegenden Seite ausbildende Senkloch 7 trägt zur Fixierung der Lage der die Bauteile 1 und 2 verbindenden Schraube 5 bei.
Beim Zusammenschrauben der Bauteile 1, 2 wird mittels des Ringwulstes 8 zwischen den Bauteilen 1, 2 ein Ab- -stand a gebilde, so daß die sich gegenüberliegenden freiliegenden Flächen der Bauteile 1, 2 zur Abstrahlung der entstehenden Wärme verwendbar sind.
Sollen die Bauteile 1, 2 in mit Gleichspannung betriebenen Anlagen verwendet werden, und wird für die Bauteile 1, 2 Material unterschiedlicher Leitfähigkeit verwendet, zum Beispiel das Bauteil 2 aus Material mit einer gegenüber dem Bauteil 1 schlechteren Leitfähigkeit, so ist es erforderlich,und zweckmäßig, bei den in der Zeichnung dargestellten drei Verbindungs- bzw. Kontaktstellen mindestens zwei dieser Kontaktstellen zuerst mit dem beser leitfähigem Material des Bauteils 1 in Berührung zu bringen, das heißt das Bauteil 1 mit mindestens einer Bohrung 3 bzw. Kontaktstelle mehr zu versehen als das Bauteil 2. ei Bauteilen 1, 2-aus einem Material gleicher Leitfähigkeit ist die Anordnung der Kontaktstellen unabhangig von der Fließrichtung des Stromes.
Im Gegensatz zu dem Bauteil 1, das durch das Herausarbeiten des Wulstes 8 bearbeitet und dadurch verfestigt ist, ist das Bauteil 2 unbearbeitet und das Iiateri'al daher weicher. Werden die Bauteile 1, 2 miteinander verschraubt, so wird durch den Wulst 8 im -Bauteil 2 eine ringförmige Vertiefung gebildet, so daß eine zusätzliche Sicherung gegen ein Verschieben -der beiden Bauteile 1, 2 bei uechanischer Beanspruchung gegeben ist.
Im übrigen ist die Anzahl der Verbindungs- bzw. Kontaktstellen der Bauteile 1, 2, von denen im AusfUhrungsbeispiel drei dargestellt sind, sowohl von der geforderten mechanischen Festigkeit der Verbindung als auch von der Stromstärke, mit der die Verbindung beaufschlagt wird, abhängig. Darüber hinaus ist bei der Anzahl und Anordnung der Verbindungsstellen die elektrische leitfähigkeit des für die Herstellung der Bauteile 1, 2 verwendeten Materials zu berücksichtigen.
Anstelle des Ringwulstes 8, wie er in Figur 5 dargestellt ist, können auch zum Beispiel strahlenförmige Erhebungen als Kontaktfläche aus dem Bauteil herausgearbeitet sein (Figur 4).

Claims

Anaprtiche

1. Verbindungs- bzw. Kontaktstelle an den Enden von mittels Schraubverbindungen zu verbindenden, stromführenden Bauteilen, wie Schienen, Platten oder dergleichen, dadurch gekennzeichnet daß an dem Ende eines der zu verbindenden Bauteile (1) eine begrenzte Kontaktfläche durch einen Ringwulst (8) oder dergleichen gebildet und die Fläche am Ende des anderen Bauteiles (2), die dem Ringwulst (8) ugewandt ist, unbearbeitet ist.

2. Verbindungs- bzw. Kontaktstelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringwulst (8) rund um die für die Schraubverbindungen (5, 6) vorgesehenen Bohrungen (3) aus dem Material des Bauteiles (1) herausgearbeitet ist.

3. Verbindungs- bzw. Kontaktstelle nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, aus durch einen zwischen den zu verbindenden Bauteilen (1, 2) gebildeten Abatand (a) die sich gegenüberliegenden Flächen zur Abstrahlung der Verlustwärme verwendbar sind.

4. Verbindungs- bzw. Kontaktstelle nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Yerbindung von drei Bauteilen an den Endflächen der beiden äusseren Bauteile, die dem inneren Bauteil zugewandt sind, Ringwulste angeordnet sind, während die Ende flächen des inneren Bauteiles unbearbeitet sind.

5. Verbindungs- bzw. Kontaktstelle nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle der Ringwulste strahlenförmige Erhebungen als Kontaktfläche aus dem Bauteil herausbearbeitet sind.