DE2838365C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Stromverteilerschiene für Schalt­ schränke nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

In Schaltschränken, beispielsweise für Motorsteuerungen, stellt die Verteilung der elektrischen Energie durch Strom­ schienensysteme einen wesentlichen, die gesamte Konzeption der Schaltschränke beeinflussenden Faktor dar. Infolge der Vielfalt der Nennströme, beispielsweise 300 A, 600 A und 800 A, finden Stromverteilerschienen in verschiedenen Dicken und Querschnittsformen, beispielsweise Z-förmig, L-förmig, flach, sternförmig und kreisrund Anwendung.

Dabei ist auch die Frage der Wirtschaftlichkeit zu berücksichtigen. Stromverteilerschienen können aus Aluminium oder Kupfer hergestellt werden, was beide gute elektrische Leiter sind. Aluminium oxidiert jedoch leicht an Luft, und das entstehende Aluminiumoxid ist ein sehr schlechter elektrischer Leiter, weshalb aus Aluminium bestehende Strom­ verteilerschienen, falls sie nicht einer besonderen Ober­ flächenbehandlung zum Schutz vor Oxidation unterzogen werden, bei Verwendung in Verbindung mit Schalt- oder Steuergeräten, die mit Klemmkontakten zur mechanischen und elektrischen Ver­ bindung mit den Stromverteilerschienen ausgestattet sind, gegenüber aus Kupfer bestehenden Stromverteilerschienen weniger zu empfehlen sind. Flache Kupferschienen sind jedoch sehr viel teurer als flache Aluminiumschienen oder Aluminium­ strangpreßprofile, und Kupferstrangpreßprofile sind noch­ mals teurer. Kupferstrangpreßprofile sind daher zu kost­ spielig für eine wirtschaftliche Verwendung als Stromver­ teilerschienen.

Als wirtschaftlichere Alternative dazu können aus Kupferblech durch Biegewalzen hergestellte Kupferprofile als Stromverteilerschienen verwendet werden, jedoch sind bei bekannten Versuchen, anstelle von stranggepreßten Kupferstromverteilerschienen durch Biegewalzen aus Kupfer­ blech hergestellte Stromverteilerschienen zu verwenden, beträchtliche Probleme wegen der metallurgischen Eigen­ schaften des Kupfers aufgetreten, die es schwierig machen, Kupferblech der erforderlichen Dicke durch kaltes Biege­ walzen in die gewünschte Stromverteilerschienenprofilform mit Aufsteckbereichen zu bringen, die stark und dick genug sind, um das Aufstecken der Klemmkontakte von Schalt- oder Steuergeräten zu ermöglichen.

Aus der US-PS 34 02 254 ist eine Stromverteilerschiene bekannt, die aus einem Verbundblechmaterial hergestellt ist, das aus einer dicken Aluminiumschicht und einer damit me­ tallurgisch verbundenen, verhältnismäßig dünnen Kupferschicht besteht und einen U-förmig umgefalzten Aufsteckteil auf­ weist, bei welchem die beiden U-Schenkel mit der jeweils innenliegenden Aluminiumschicht satt aneinander anliegen und deren Kupferschicht die Außenfläche des Aufsteckteils bildet. Man erhält so eine verhältnismäßig massive Strom­ verteilungsschiene ohne übermäßigen Kupferverbrauch.

Bei Dimensionierung einer solchen Stromverteilerschiene entsprechend den notwendigen Festigkeitsanforderungen ent­ stehen aber wiederum Probleme wegen Ungenauigkeiten der Klemmkontakte von als Einschübe in die Schaltschränke ein­ zusetzenden Schalt- oder Steuergeräten, wobei diese Unge­ nauigkeiten sowohl die exakte Positionierung der Klemm­ kontakte als auch deren Maulweite bzw. Klemmkraft betreffen können. Das Einschieben der Geräte kann dann schwierig sein oder es entsteht möglicherweise nur unsicherer Kontakt der Klemmkontakte mit dem Aufsteckteil der Stromverteiler­ schiene.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Strom­ verteilerschiene der in Rede stehenden Gattung so auszubil­ den, daß sie den Forderungen sowohl nach wirtschaftlicher Herstellbarkeit als auch hinreichender Festigkeit und Stabi­ lität als auch sicherer und problemloser Kontaktgabe mit den Klemmkontakten von Schalt- und Steuergeräten in best­ möglicher Weise gerecht wird.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im An­ spruch 1 gekennzeichnete Stromverteilerschiene gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die erfindungsgemäße Stromverteilerschiene kann aus verhältnismäßig dünnem Kupferblech in Profilformen biege­ gewalzt werden, welche der Stromverteilerschiene die er­ forderliche mechanische Festigkeit verleihen und im wesentlichen die gleichen Vorteile wie eine ähnliche Profil­ form aufweisende, jedoch wesentlich schwerere stranggepreßte Kupferschienen bieten. Außerdem können die Aufsteckteile von aus Blech gefertigten Stromverteilerschienen nach der Erfindung leicht hinsichtlich ihrer Dicke durch entsprechende Wahl des Abstands zwischen den beiden U-Schenkeln den Klemmkontakten der jeweils zu verwendenden Schalt- oder Steuergeräte ange­ paßt werden, so daß eine leichte Aufsteckbarkeit und ein sicherer Sitz der Klemmkontakte auf dem jeweiligen Aufsteck­ teil gewährleistet ist. Indem die beiden U-Schenkel des oder jedes Aufsteckteils fest in dem vorgesehenen gegen­ seitigen Abstand zueinander gehalten werden, wird verhindert, daß der Aufsteckteil unter der Klemmkraft der aufgesteckten Klemmkontakte der Schalt- oder Steuergeräte übermäßig zusammengedrückt und dadurch in seiner Dicke verringert wird, und man erhält außerdem den Vorteil, daß die U-Schenkel eine gewisse Federeigenschaft aufweisen, die zur Aufrecht­ erhaltung eines guten Kontaktdruckes zwischen dem Aufsteck­ teil und den aufgesteckten Klemmkontakten beiträgt.

Zur Aufrechterhaltung des gegenseitigen Abstands zwischen den beiden parallelen U-Schenkeln des Aufsteckteils können beispielsweise an mindestens einem dieser Schenkel gebildete Vorsprünge dienen, die zum jeweils anderen Schenkel hinragen und an diesem anliegen. Es können dazu auch seitswärts abge­ bogene Endflansche an den U-Schenkelenden Anwendung finden, die durch in ihrer Lage gehalten werden, daß sie zwischen entsprechenden Abschnitten von vorzugsweise vorgesehenen, die Stromverteilerschiene im wesentlichen umschließenden isolierenden Abdeckungen eingebettet sind.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nach­ stehend mit Bezug auf die Zeichnungen mehr im einzelnen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Schaltschrankes, bei welchem Strom­ verteilerschienen nach der Erfindung Anwendung finden können,

Fig. 2 eine Frontansicht des Schaltschranks mit geöffneten Fronttüren,

Fig. 3 einen Horizontalschnitt durch den Schaltschrank mit einem vollständig eingeschobenen und einem halbeinge­ schobenen Schalt- oder Steuergerät, und

Fig. 4 bis 10 Querschnitte verschiedener Ausführungs­ formen von durch Biegewalzen aus Blech hergestellten Stromverteilerschienen nach der Erfindung.

Fig. 1 zeigt einen Schaltschrank, in welchem vertikale Stromverteilerschienen Anwendung finden, auf welche Schalt- und Steuergeräte aufgesteckt werden können. Der Schaltschrank weist einen Metallkasten 13 mit einer Anzahl von Abteilen auf, die normalerweise durch Türen verschlossen sind, die beispiels­ weise mit 25, 27, 29 und 31 bezeichnet sind.

Gemäß Fig. 2 sind die übereinander angeordneten Schalt­ schrankabteile 15, 17, 19 und 21 durch horizontale Zwischen­ böden 23 voneinander getrennt. Durch den oberen Teil des Schrankes verlaufen horizontale Hauptstromschienen 77, 79 und 81, an welche jeweils bei 83 eine vertikale Stromver­ teilerschiene 59, 61, 63 elektrisch und mechanisch ange­ schlossen ist.

Die vertikalen Stromverteilerschienen 59, 61 und 63 weisen gemäß Fig. 3 jeweils einen im wesentlichen Z-förmigen Querschnitt mit einem flachen Zwischensteg 91 und zwei rechtwinklig dazu nach entgegengesetzten Seiten abgewinkelten Aufsteckteilen 87 und 89 auf. Die Stromverteilerschienen 59, 61 und 63 sind zwischen Isolierplatten 95 und 97 eingebettet, die hohle Rippen 119 aufweisen, in welche die Aufsteckteile 87 und 89 der Stromverteilerschienen hineinragen. Die aus den Stromverteilerschienen und den Isolierplatten gebildete An­ ordnung ist zwischen Haltewinkeln 121 und 123 festgeklemmt, die mittels Schrauben 105 und 107 zusammengespannt und von einer an den Schrankseitenwänden angeordneten Haltekonstruktion 53 gehalten werden.

In Fig. 3 ist ein Schaltgerät 65, bei welchem es sich um einen Selbstschalter handeln kann, an der Schaltschrankrück­ seite in diesen eingeschoben und mit seinen Klemmkontakten auf die nach rückwärts weisenden Aufsteckteile 89 der Stromver­ teilerschienen 59, 61 und 63 aufgesteckt, während ein weiteres ähnliches Schaltgerät an der Schaltschrankfrontseite halb in diesen eingeschoben dargestellt und mit seinen Klemm­ kontakten 93 auf die nach vorne ragenden Aufsteckteile 87 der Stromverteilerschienen aufsteckbar ist. In den Hohl­ rippen 119 der Isolierplatten 95 und 97 sind geeignete Aussparungen (nicht dargestellt) gebildet, die das Auf­ stecken der Klemmkontakte 93 der Schalt- oder Steuergeräte auf die Aufsteckteile 87 und 89 der Stromverteilerschienen gestatten. Die bisher beschriebene Anordnung ist an sich aus der US-PS 40 24 441 und US-PS 40 25 826 bereits bekannt, so daß sich eine eingehendere Beschreibung erübrigt. Es ist aber besonders hervorzuheben, daß es sich bei der in Fig. 3 wiedergegebenen Darstellung der Stromverteilerschienen 59, 61 und 63 in Form von Vollprofilen lediglich um eine schematische Darstellung handelt, die lediglich Anordnung und Wirkungsweise der Stromverteilerschienen im Schalt­ schrank erläutern soll, jedoch noch nichts über die nach­ stehend im einzelnen erläuterte erfindungsgemäße Konstruktion der Stromverteilerschienen sagt.

Die Fig. 4 bis 10 zeigen verschiedene Ausführungsbei­ spiele von Stromverteilerschienen nach der Erfindung, die alle aus Blechmaterial, vorzugsweise Kupferblech mit einer Dicke von beispielsweise von 1,5 mm bis 4,5 mm, durch Biegewalzen gefertigt sind.

Bei dem Beispiel nach Fig. 4 haben die Stromver­ teilerschienen 161 jeweils eine im wesentlichen L-förmige Gesamtquerschnittsform mit zwei L-Schenkeln, von denen einer zwischen den Isolierplatten 95 und 97 eingebettet ist und der andere einen Aufsteckteil mit seinerseits im wesentlichen U-förmigen Querschnitt bildet, der zwei U-Schenkel 207 und 209 aufweist, die im wesentlichen parallel zueinander ver­ laufen und durch einen am einen Schenkel 209 durch dessen einwärts gebogenes freies Schenkelende gebildeten und sich am anderen Schenkel 207 abstützenden Vorsprung 211 in gegen­ seitigem Abstand gehalten werden.

Bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 5 und 6 haben die Stromverteilerschienen 165 und 167 jeweils ins­ gesamt einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt und bestehen aus einem Aufsteckteil mit zwei mit gegenseitigem Abstand parallel verlaufenden Schenkeln 203 und 205 und Endflanschen, die an den freien Schenkelenden jeweils nach außen abgebogen sind. Diese nach außen abgebogenen End­ flansche dienen hier zur Abstandshaltung zwischen den beiden Schenkeln 203 und 205, indem sie ihrerseits zwischen ent­ sprechenden Abschnitten der Isolierplatten 95 und 97 einge­ bettet sind und dadurch in ihrer Position festgehalten werden. Die beiden Beispiele nach den Fig. 5 und 6 unter­ scheiden sich nur durch die jeweilige Anzahl der verwendeten Stromverteilerschienen voneinander.

Bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 7 und 8 weist jede Stromverteilerschiene 177 bzw. 179 einen im wesentlichen sternartigen Gesamtquerschnitt auf, wobei einer der Sternarme länger als die anderen ist und den Aufsteckteil der betreffenden Stromverteilerschiene bildet, der wiederum zwei im wesentlichen zueinander parallele und mit gegenseitigem Abstand verlaufende Schenkel aufweist. Diese Stromverteilerschienen können (natürlich unter An­ passung der Isolierplatten) noch weiter derart abgewandelt werden, daß der dem Aufsteckteil gegenüberliegende Stern­ arm ebenfalls zu einem Aufsteckteil ausgebildet ist.

Bei den beiden Ausführungsbeispielen nach den Fig. 9 und 10 hat jede Stromverteilerschiene 181 einen im wesentlichen Z-förmigen Gesamtquerschnitt mit einem flachen Mittelsteg und zwei rechtwinklig davon abstehenden Z-Schenkeln, welch letztere jeweils als seinerseits einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt mit zwei mit gegenseitigem Abstand verlaufenden U-Schenkeln besitzender Aufsteckteil ausgebildet sind. Diese Ausführungsform kann wiederum derart abgewandelt werden, daß jeder Aufsteckteil rückwärtig zu einem zusätzlichen Aufsteckteil verlängert wird, so daß sich dann eine Stromverteilerschiene mit im wesentlichen H-förmigem Gesamtquerschnitt ergibt.

Bei dem in Fig. 10 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Strombelastbarkeit jeder Stromverteilerschiene 181 durch eine entlang des flachen Mittelstegs der Z-förmigen Stromver­ teilerschiene verlaufende massive Leiterschiene 183 erhöht.

Der gegenseitige Abstand zwischen den beiden U-Schenkeln des bzw. jedes Aufsteckteils der in den Fig. 7 bis 10 gezeigten Stromverteilerschienen wird dadurch aufrechterhalten, daß an diese Schenkel angrenzende Stromverteilerschienenteile zwischen entsprechenden Teilen der Isolierplatten 95 und 97 eingebettet bzw. eingeklemmt sind. Natürlich können auch geeignete, nicht dargestellte Vorsprünge an einem oder beiden Schenkeln des oder jedes Aufsteckteils vorgesehen sein, die zum jeweils anderen Schenkel hinragen und sich an diesem abstützen, ähnlich der in Fig. 4 gezeigten Art und Weise.

Claims (6)

1. Stromverteilerschiene für Schaltschränke, mit mindestens einem längsverlaufenden Aufsteckteil zum Aufstecken von Klemmkontakten von Schalt- und Steuergeräten oder dgl., die aus in eine den Aufsteckteil mitenthaltende Form gebrach­ tem Blechmaterial gefertigt ist und deren Aufsteckteil einen Querschnitt mit zwei fest und parallel zueinander verlaufend gehaltenen Schenkeln hat, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromverteilerschiene als Ganzes eine Gesamtquerschnitts­ form aufweist, die aus einem im wesentlichen U-förmigen Querschnitt für den Aufsteckteil und aus mindestens einem am freien Ende von dessen beiden in gegenseitigem Abstand gehaltenen Schenkeln nach außen abgebogenen Endflansch besteht.

2. Stromverteilerschiene nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine im wesentlichen L-förmige Gesamtquerschnittsform, wobei einer der beiden rechtwinkligen zueinander verlaufen­ den L-Schenkel als Aufsteckteil ausgebildet ist (Fig. 4).

3. Stromverteilerschiene nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine im wesentlichen Z-förmige Gesamtquerschnittsform mit einem flachen Zwischensteg und zwei dazu rechtwinklig verlaufenden Z-Schenkeln, die jeweils einen Aufsteckteil bilden (Fig. 9 und 10).

4. Stromverteilerschiene nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine im wesentlichen sternartige Gesamtquerschnitts­ form, von welcher mindestens ein Sternarm als Aufsteckteil ausgebildet ist (Fig. 7 und 8).

5. Stromverteilerschiene nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer (209) der beiden parallelen U-Schenkel des Aufsteckteils mit zum anderen Schenkel (207) hinragenden Vorsprüngen (211) versehen ist, die am anderen U-Schenkel anliegen und den Abstand zwischen den beiden U-Schenkeln aufrechterhalten (Fig. 4).

6. Stromverteilerschiene nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß dieselbe zwischen zwei isolieren­ den Abdeckungen (95, 97) eingebettet ist.