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Leitungskanal Die Erfindung betrifft einen Leitungskanal aus Isolierstoff
zur Aufnahme mindestens eines elektrischen Leiters, der zumindest Teilstücke u-förmigen
Querschnitts mit zwei freien Schenkeln und einem Verbindungssteg und Kipplungselemente
zum Anninerderfügen mehrerer parallel verlaufender Leitungskanäle aufweist, und
bei dem durch ausbrechbare Teilflächen der Leiter zugänglich ist.
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Ein derartiger Leitungskanal ist beispielsweise aus der DT-AS 1 130
492 bekannt.
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Elektronikschränke sind im allgemeinen mit einer Vielzahl elektrischer
und elektronischer Funktionseinheiten in verschiedenen Einbauhöhen bestückt. Solche
Funktionseinheiten könren beispielsweise als Baugruppen verschiedener Breite in
Baugruppenträgern eingebaut und in Elektronikschränken eingebracht sein Derartige
Anordnungen sind beispielsweise aus dem Buch "Industrieelektronik" von D. ernst
und D. Ströle, Springer-Verlag, Berlin, 1973, Seite 104 ff. bekannt. Zur Stromversorgung
dieser Funktionseinheiten dienen in einem derartigen Elektronikschrank im allgemeinen
vertikal angeordnete massive Sammelschienen ohne Isolation.
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Für die auf verschiedenen Einbauhöhen befindlichen Funktionseinheiten
wird die Versorgungsspannung von diesen Sammelschienen üver Klemmen und fleible
Leitungen an eine Vielzahl von unterchen Höhen abgagriffen. Um einen Berührungsschutz
wätr
@tsten, ist es erforderlich', die Sammelschiene mit Isolier @@offtsilon zu umgeben.
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Ats der erwähnten DT-AS 1 130 492 sind u-förmige Leitungskanäle aus
Isolierstoff bekannt, bei denen die freien Enden der U-Profilteile sowie ein die
Öffnung abschließender Deckel mit korrespendierenden Eingriffselementen versehen
sind. Die Seitenwände das Leitungskanals weisen Öffnungen auf, durch die flexible
Leiturgen herausgeführt werden können. Der die beiden freien Schenkel der U-Profilteile
verbindende Steg weist schwalbenschwanzförmige Längsnut auf. In die Schwalbenschwanznut
sind Klermtoile einschiehbar, die zur Halterung des Leitungskanals mit einer Stätzwand
verschraubbar sind. Links und rechts der Schwalbenschwanznut laufen die die freien
Schenkel der U-Profile bildenden Seitenflächen in jeweils kerrespondierende Prismenführungselemente
aus, die die seitliche Aneinanderreihung mehrerer Leitungskanäle gestatten , Ein
lester Sitz der aneinandergereihten Leitungskanäle kommt jedoch erst dann zustande,
wenn die einzelnen Leitungskanäle über Schwalbenschwanznut und Klemmteil mit einer
Trsgplstte verschraubt ind. Beim seitlichen Aneinanderreiben oder Paketieren solcher
Leitungskanäle ist die im Leitungskanal befindliche Leitungsführung durch die seitlichen
Öffnungen nicht @ehr unmittelbar zugänglich, da diese Öffnung durch den anschlfeßenden
Leitungskanal verlegt ist oder in diesen mündet. In diesem Fall müßte eine abgehende
leitung durch die beim Abnehmen des Deckels entstehende Öffnung herausgeführt werden.
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Damit liegt aber der Leiter bloß, so daß über seine gesamte Länge
kein zuverlässiger Berührungsschutz mehr gewährleistet ist.
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Sollen die Abgänge von dem im Leitungskanal befindlichen Leiter über
Klemmen erfolgen, die Variabilität mit Einfachheit der Montage verbinden, muß die
lichte Weite des Leitungskanal über die gesamte länge beträchtlich über den Außenabmessungen
der Klemme liegen, um deren Aufbringen zu ermöglichen. Damit wird eine platzsparende
Anordnung von in derartigen Leitungskanälen geführten Leitern oder Sammelschienen
verhindert. Eine nschträgliche Änderung am Sammelschienensystem, beispinlsweise
dessen Verlängerung als Folge einer geänderten Bestückung des Elektronikschrankes,
erfordert einen unverhältnismäßig hohen Arbeits-
aufwand fiir die
Anbringung der notwendigen Leitungskanäle wegen deren aufwendiger Befestigung und
Kopplung, Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Leitungskanal der eingangs
genannten Art anzugeben, der mit geringerem Montageaufwand anbringbar und paketierbar
ist und deA bei kompakter Bauform eine Vielzahl von montagefreundlichen Spannungsabgängen
ermöglicht.
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Ble Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Beitungskanal
aus ins Längsrichtung aneinandergeihten baugleichen Kanalelementen besteht, daß
die Teilstücke u-förmigen Querschnitts eines solchen Kanalelements in in einer gesetzmäßigen
Folge angeordnete Zugangselemente übergehen, die im wesentlichen kastenförmig gestaltet
sind und die die Seitenwände der Teilstükke- u-förmigen Querschnitts überragen,
wobei die zu den Seitenwände den und die zum Verbindungssteg der Teilstücke parallelen
Teilflächen der Zugangselemente an Sollbruchstellen ausbrechbar sind und daß die
Zugangselemente als Ko;pplungselemente dienen und die gesetzmaßige Folge so gewählt
ist, daß die die Seitenwände der Teilstücke überragenden Teile der Zugangs elemente
des einen Kanalelements in die zwischen die zwei aufeinanderfolgenden Zugangselementen
vorhandenen Zwischenräume eines weiteren Kanalelements formschlüssig eingreifen.
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Damit ist die Möglichkeit gegeben, einen Leitungskanal stückweise
aus einer Vielzahl baugleicher und damit kostengünstig zu fertigender Kanalelemente
zu. erstellen. Der modulare Aufbau eines Leitungskanals ermöglicht eine größere
Vielseitigkeit bei der Isolation von Sammelschienen. So können beispielsweise nachträglich
besonders zugriffsgefährdete Sammelschienenteillängen isoliert werden, während andere
Teile der Sammelschiene nicht von einem Leitungskaual umgeben sind. Auch Umrüstarbeiten,
beispielsweise Verlängerunget von Sammelschienen können durch Anbringen von zusätzlichen
Kanalelemensven mühelos und Kestengünstig durchgeführt werden. Die durch die Lange
eines Kanalelements verteilten Zugangselemente stellen potentielle Anschlußstellen
für Spannungsabgänge
an der @amselschiene dar. Die Zugangselemente
sind so bemessen, daß sie hinretchend Montageraum für aufsteckbare Anschlußklemmen
hieten. Um eine derartige Aufsteckklemme anzubringen, müssen lediglich die mit Sollbruchstellen
versehenen Teilflächen der Zugangselemente ausgabrochen werden. Die Zugangselenente
dienen neben ihrer Funktion als potentielle Anschlußstellen gleichzeitig als Kopplungselemente,
die die seitliche Aneinanderreihung oder eaketierng einer Reihe von Kanalelementen
ohne Werkzeugeinsatz ermöglichen. Gesonderte Kopplungselemente werden damit überflüssig.
Ein aus solchen Kanalelementen bestehender Leitungskanal wird im einfachsten Fall
dadurch erstellt, mit ihrer einen durchgehenden Kanal bildenden Öffnungsseite auf
eine Sammelschiene aufgedrickt u werden, wobei durch die Form- und Größenanpassung
des durchgehenden Kanals der Kanalelemente auf die in Elektronikschränken üblichen
Sammelschienen eine Art Rastverbindung zustandekommt. Eine durch solche Kanalelemente
isolierte Sammelschiene ist somit von drei Seiten her durch die Seiten und Stegflächen
der Kanalelemente gegen Zugriff geschützt. Lurch die in einer gesetzmäßigen Folge
von alternierend aufeinanderfolgenden Zugangselementen und Tellstücken u-förmigen
Querschnitts wird bei der seitlichen Paketierung so gestalteter Leitungskanäle eine
kompakte Anordnung von parallel laufenden Stromschienen ermöglicht, da die überstehenden
Teile der Zugangselemente eines Beitungskanals in die zwischen den Zugangselementen
bestehenden Zwischenräume des anderen Leitungskanals eingreifen.
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Es ist vorteilhaft, wenn die zu den Seitenwänden der Teilstücke u-förmigen
Querschnitts parallelen Teilflächen der Zugangselemente entfallen. Damit muß vor
der Herstellung eines Spannungsabgangs lediglich die zu dem Verbindungssteg der
Teilstücke parallel liegende Fläche der Zugangselemente ausgebrochen werden. Die
in dieser Ausgestaltungsform immer freiliegenden seitlichen Öffnungen eines Zugangselements
sind durch die überstehenden Flächenelemen te der Zugangselemente gegen unmittelbaren
.Durchgriff geschützt Es ist fertigungstechnisch vorteilhaft, wenn sie das lichte
Pro-
fil der Teilstücke u-fürmigen Ope@@chnitis d@rch die Zugsg@alemonts
hindunch fortsetzt. As @e@ @odech auch möglich, daß die Zugangselemente in Kanalriobtung
le@igi@ch en die Eo@@ der Semmelschiene angepaßte Durchbrüche aufweisen. In hiese@
Fali werden die Kanalelemente nicht senkrecht zur Längsarstisckung der Sammelschiere
aufgeschnappt, sondert in @xister Richtusg "aufgefädelt", Das lichte Profil karu
eir strseltig offenes Rechteckprofil darstellen. In diesem Fall ist ein montagegünstiges
Aufschnappen und durch Formschluß eine serdrchungssichers Haltung zwischer viereckigen
Sammelsabienen und Kanalslementen gewährleistet.
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In einer vorteilheften Ausführungsform ragen etwa senkrecht zu den
Seitenwänden der Teilstücke u-förmigen @uerschritts federnde Vorsprünge in das lichte
Profil hinein. Diese Versprünge verbessern die Rastung und Halterung der einselnen
Kanslelemente auf der Sammelschiene.
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Ferner können von den Seitenwänden der Teilstäsks u-förmigen Querschnitts
nach aufen abstehende Vorsprünge ausgehen, die nicht über die Zugangselemente hinausragen
und die mit Befestigungsbohrungen versehen sind. Damit wind aine montagegünstige
verstärkte Festhaltung der einen Leitungskanal bildenden Kanalelemente an einem
Montageelement, biespielsweise einer Bef@stigungsleiste, ermöglicht. Da der aus
dem Stand der Technit bekannte Weg, Leitungskanäle über mit dem Verbindungssteg
in Verbindung stehende Befestigungselemente in ihrer I@ge zu sichern, verlassen
wurde, hleibt der erfindungsgemäße Vorteil erhalten, auch nachträglich ohne großen
Aufwand bereits montierte Sammalschienen durch Kanalelemente zu isolieren.
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Es ist günstig, wenn sich die Vorsprünge unmittelbar an ein Zugangselemente
anschl Ger, da damit aine erböhte mochanische Stabil@täl der zar Befastigung dieranden
Voraprürge arreicht wird.
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Ferner ist es vorteilhaft, wenn die ges@tzuäßige Folge der @2ah
der
gleichen Saite abstehenden \!orprü:ge und vorspringenden Teile der Zugangselemente
und die in Längsrichtung dazwischenliegenden Zwipchenräume räumlich jeweils so angeordnet
sind, daß einem am Ort x in Längsrichtung des Kanalelements befindlichem vorspringenden
Glied ein komplementärer Zwischenraum am Orte a - x entspricht, wobei a die Länge
des Kanslelements darstellt. Diese Gestaltung ermöglicht die etliche Aneinanderreihung
oder Paketierung von baugleichen Kanalelementen, in dem jeweils ein Kanalelement
um 180 um eine zur L',ngerstreckung des Kanalelements senkrechte Achse verdreht
wird und anschließend die korrespondierenden Eingriffselemente in Form von Vorsprüngen
und Zwischenräumen ineinandergefügt werden. Damit entsteht ein Block von seitlich
nebeneinanderliegenden Leitungskanälen, aufgebaut aus baugleichen Kanalelementen,
deren Enden und Befestigungsbohrungen auf gleicher Höhe liegen.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in den Figuren 1 bis
7 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt: Figur 1 ein Kanalelement
im Grundriß, teilweise geschnitten, Figur 2 ein Kanalelement im Aufriß, teilweise
geschnitten, Figur 3 ein Kanalelement, das ein um 180° gegen das in Figur 1 dargestellte,
baugleiche Kanalelement gedreht ist, vor der seitlichen Kopplung, Figur 4 einen
Querschnitt durch das Kanalelement entlang der Schnittlinie IV-IV, Figur 5 einen
Querschnitt durch das Kanalelement entlang der Schnittlinie V-V, Figur 6 einen Querschnitt
durch das Kanalelement entlang der Schnittlinie VI-VI und Figur 7 einen Teil eines
Kanalelements mit Kontaktklemmen und Sammelschiene im Schrägriß.
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Das in Figur 1 im Grundriß dargestellte Kanalelement 10 zeigt die
in einer gesetzmäßigen Folge angeordneten Teilstücke u-fö.rmigen Querschnitts la
bis If, die sich jeweils anschließenden Zugangselemente 2a bis 2f, sowie die sich
an die Zugangselemente 28 und 2e anschließenden, von den Seitenwänden der Teilstücke
Ib
und 1f ausgehenden Vorsprünge 3a und Xb. Die Kanalstücke 1a bis 1f und die Zugangselemente
2a bis 2f weisen einen nach unten sich öffnenden durchgehenden K1 rechteckigen Querschnitts
auf.
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Die Kanalstücke 1a bis 1f zeigen eine übereinstimmende Querschnittsgestaltung
und bestehen jeweils aus zwei freien Schenkeln 11a bis lif sowie einem die Schenkel
am einen .nde verbindenden Verbindungssteg 12a bis 12fo Die Zugangselemente 2a bis
2 sind untereinander baugleich. Sie ähneln einem Kasten, dessen zu den freien Schenkeln
der Kanalstükke 11a bis lif parallele Seitenflächen abgenommen sind, so daß.
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sie mit einem senkrecht zur Längsrichtung des Kanalelements 10 liegenden
Kanal vergleichbar sind.
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Die detaillierte Gestaltung eines Zugangselements soll anhand der
in Figur 1 und Figur 2 dar;"':stellten Risse am Zugangselement 2a erläutert werden.
In einer Ebene mit dem Verbindungsateg 12a des Teilstücks 1a liegt als ausbrechbare
Teilfläche der Deckel 4a des Zugangselements 2a. Er steht mit den senkrecht zum
Teilstück 1a verlaufenden Seitenwänden 6a über Sollbruchlinien 5a in- Verbindung.
Entlang der Sollbruchlinien 5a sind Durchbrüche 7a vorgesehen, um ein leichtes Ausbrechen
des Deckels 4a durch Einführen eines Schraubenziehers zu gewährleisten. Den Boden
des Zugangselements 2a bildet die Fläche Ps. Die Seitenwände 6a sowie der Boden
8a sind in Fortsetzung des vom Teilstück 1a umfaßten Innenraums durchbrochen, wie
durch die Figuren 3 bis 5 veranschaulicht wird.
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An die rechtsseitige Seitenwand der Zugangselemente 2a und 2e schließen
sich Vorsprünge Da und 3b an, die auf verschiedenen Seiten der Längsachse A des
Kanalelements 10 angeordnet sind. Die Vorsprünge 3a und 3b sind mit Bohrungen 9a
und 9b versehen, die zur Aufnahme von Befestigungsschrauben dienen können.
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Die Zugangselemente 2a bis 2e sowie die Vorsprünge 3a und 3b ragen
beiderseits über die Teilstücke 1a bis 1f hinaus, so daß auf beiden Seiten in Längsrichtung
des Kanalelements 10 eine Folge
von vorspringenden Teilen und zwischen
ihnen liegenden Zwischenräumen entsteht. Die an die Wand der Teilstücke u-förmigen
Querschnitts ib und 1f angesetzten Vorsprünge 3a und 3b ragen seitlich ebensoweit
über die freien Schenkel 11a hinaus wie die Zugangselemente 2a bis 2f. Vom Boden
8a des Zugangselements 2a gehen Rastnasen 13a aus, die gegeneinander versetzt von
verschiedenen Seiten in den zur Aufnahme der Sammelschiene 14 vorgesehenen Kanalinnenraum
des Kanalelements 10 hineinragen. Diese federnden Rastelemente 13a sichern das Kanalelement
10 auf der Stromschiene 14, wie dies beispielsweise anhand der Figuren 4 bis 6 zu
erkennen ist. In diesen Figuren ist eine Sammelschiene 14 quadratischen Querschnitts
strichpunktiert eingezeichnet.
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Die seitlich überstehenden Teile der Zugangselemente 2a bis 2f und
- sofern wie im Ausfahrungsbeispiel vorhanden die Vorsprünge 3a und 3b - bilden
ein System von Rastelementen, die beim Einsetzen in die komplementären Zwischenräume
eines weiteren baugleioben Kanalelements 10 eine zuverlässige Halterung für die
Paketierung mehrerer parallel liegender Kanalelemente 10 vermittelt.
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Die einzelnen Kanalelemente 10 werden im Spritzgußverfahren fertigungstechnisch
günstig mit hoher Maßhaltigkeit hergestellt.
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Als Werkstoffe dienen isolierende Kunststoffe, insbesondere Polyvinylchlorid.
Die beim Spritzgußverfahren erreichbare Maßhaltigkeit bringt in Verbindung mit den
mechanischen Eigenschaften konventioneller Kunststoffe eine zuverlässige Verklammerung
beim Einführen der vorspringenden Teile eines Kanalelements 10 in die zwischen den
vorspringenden Teilen befindlichen Zwischenräume eines zweiten Kanalelements 10
mit sich.
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Zur weiteren Verbesserung der Kopplungseigenschaften sind an einigen
Stellen des Kanalelements 10 außen an die freien Schenkel 11a bis llf der Teilstücke
u-förmigen Querschnitts 1a bis If, beidseitig würfelförmige Vorsprünge 15 angesetzt.
Im Ausführungsbeispiel sind dies die Vorsprünge 15a am Teilstück la sowie die Vorsprünge
15d am Teilstück 1d. Diese Vorsprünge 15 greifen beim Zusammensetzen zweier Kanalelemente
10 in formangepaßte Ausnehmungen 16 ein. Im Ausfahrungsbeispiel sind dies die Ausnehmungen
16c und 16f in den Seitenwänden der Zugangselemente 2c und 2f.
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Das System von würfelförmigen Vorsprüngen 15 und zugeordneten Ausnehmungen
16 gewährleistet außer der Verbesserung der Kopplung mehrerer Kanalelemente 10 auch
deren Verschiebungafreiheit gegeneinander.
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Die Anordnung der über die Teilstücke u-förmigen Querschnitts 1a bis
1f hinausragenden Teile der Zugangselemente 2a bis 2f sowie der Vorsprünge 3a und
3b und der zwischen diesen vorspringenden Elementen befindlichen Zwischenräume ist
vorteilhafterweise im Ausführungsbeispiel so gewählt, daß vorspringende Teile und
zwischen ihnen befindliche Zwischenräume zu der zur Längsachse A des Kanalelements
10 senkrechten Spiegelebene B spiegelbildlich komplementär verteilt sind. Hierbei
sind vorspringende Elemente und zwischen ihnen gebildete Zwischenräume als komplementäre
Elemente zu betrachten. Diese Betrachtung gilt separat für die in Figur 1 jeweils
oberhalb der Längsachse A gelegenen vorspringenden Elemente und Zwischenräume als
auch für die unterhalb der Längsachse gelegenen Elemente. Durch diese Anordnung
wird gewährleistet, daß zwei Kanalelemente 10 seitlich aufeinander aufgeschnappt
werden können, wenn das eine Kanalelement 10 um 1800 zu der Zeichenebene der Figur
1 senkrechte Achse gedreht und mit dem zweiten Kanalelement zusammengefügt wird.
Dabei kommen die Befestigungsbohrungen 9a und 9b der beiden Kanalelemente 10 in
einer Ebene senkrecht zur Mittelachse A zu liegen. Dies ist anhand der Figuren 1
und 3 veranschaulicht, wobei das in Figur 3 dargestellte Kanalelement 10 durch Drehung
um 180° um eine zur Zeichenebene senkrechten Achse aus dem Kanalelement der Figur
1 hervorgeht. In dieser relativen Lage sind die beiden Kanalelemente seitlich aufeinander
aufschnappbar.
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Figur 6 zeigt im Schrägriß einen Teil eines Kanalelements 10 mit einer
Sammelschiene 14 und einer Kontaktklemme 17. Die Kontaktklemme 17 kann nach Ausbrechen
eines Deckels 4 auf eine von einem Kanalelement 10 umfaßte Sammelschiene 14 aufgesteckt
und nach Einbringen eines Anschlußdrahtes festgeschraubt werden. Mittels der Kontaktklemme
17 können entweder Leitungen an der Stromschiene festgeklemmt oder mittels einer
konventionellen Verdrahtungstechnik (Wickelverbindung, Klammerverbindung) an den
Kontsktstiften
der Kontaktklemme 17 angebracht werden.
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Zusammenfassend läßt sich feststellen, daß der erfindungsgemäße Leitungskanal
gegenüber den herkömmlichen eine beträchtliche erhöhte Montagefreundlichkeit und
größere Flexibilität beim Einsatz ermöglicht. Durch die Gestaltung der den Leitungskanal
bildenden Kanalelemente wird die Einhaltung eines vorgegebenen Mindestabstandes
zwischen parallelen Stromschienen gewährleistet, wobei bei der seitlichen Kopplung
mehrerer Kanalelemente über die Zugangselemente und die zwischen ihnen befindlichen
Zwischenräume eine erhöhte Kriechstromfestigkeit erreicht ist. Um die am Ort der
Zugangselemente aufgebrachten Kontaktklemmen gegen ungewollte Berührung zu schützen,
können aufschnappbsre Kunststoffhauben vorgesehen werden.
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7 Figuren 8 Patentansprüche