DE4029017A1 - Verfahren und mittel zum herstellen einer stromschiene - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Mittel zum Herstel­ len einer Stromschiene, insbesondere für den Niedervolt­ bereich, mit zwei koaxialen, durch einen Isolator getrenn­ ten Leitern.

Eine Stromschiene dieser Art aus elektrisch leitendem Ma­ terial mit einem als massiver Rundstab ausgebildeten Innen­ leiter ist durch die deutsche Offenlegungsschrift 38 34 569 bekanntgeworden. Eine solche Stromschiene beruht auf dem Prinzip des Koaxialleiters, bei dem vorzugsweise ein den Außenleiter bildendes Rohr die Phase und der darin einge­ schobene Metallstab den Null-Leiter darstellt. Die elektrische Isolation zwischen dem Außenrohr und dem inne­ ren Stab wird mittels eines zwischen den Leitern angeordne­ ten, als Schrumpfschlauch ausgebildeten Kunststoffrohres er­ reicht. Da die Leiter durch einen Schrumpfschlauch als Isolator voneinander getrennt sind, können sie sich nicht berühren und es besteht somit keine Gefahr, daß durch diese Schiene ein Brand verursacht wird, wie sich das beispiels­ weise bei Stromschienen mit Kabeln als Stromleiter nicht ausschließen läßt. Zur Stromeinspeisung ist es lediglich erforderlich, an ein Ende der Stromschiene die Kabelzulei­ tungen anzuschließen. Von einer solchen, beispielsweise mit Abstand unterhalb einer Decke befestigten, d. h. abgehängten Stromschiene lassen sich mehrere Verbraucher, beispielswei­ se Lampen bzw. Leuchten versorgen.

Allerdings ist die Herstellung der bekannten Stromschiene aufwendig und bereitet Probleme, denn in das Außenrohr muß paßgenau das Isolationsrohr aus Kunststoff bzw. der Schrumpfschlauch ein- bzw. aufgeschoben werden, in das bzw. den der Innenleiter ebenfalls paßgenau eingefügt werden muß. Beim Ineinanderfügen der Leiter erhöht sich der Ein­ preßdruck bei hoher Paßgenauigkeit permanent. Abgesehen von der aufwendigen paßgenauen Fertigung und Montage läßt sich insbesondere beim Einsatz eines Schrumpfschlauches als Iso­ lator nicht immer erreichen, daß der Innenleiter tatsäch­ lich konzentrisch im Außenleiter angeordnet ist; ein gleich­ mäßiger Abstand (Isolationsstärke) des Innenleiters zum Außenleiter ist aber äußerst wichtig und zudem in den VDE-Vorschriften enthalten. Schließlich bereitet das Verbin­ den des den Innenleiter umschließenden Schrumpfschlauches mit dem Außenrohr große Probleme. So läßt sich bei einer Klebeverbindung nicht ausschließen, daß sich bei einer gal­ vanischen Nachbehandlung der Stromschiene in unvermeidli­ chen Hohlräumen der Kleberschicht Säurereste festsetzen. Dieses Eindringen von Säureresten hängt mit den hierbei für die Isolation verwendeten zwei verschiedenen Materialien zusammen, nämlich dem Schrumpfschlauch und dem Kleber; auf­ grund der unterschiedlichen Festigkeiten dieser beiden Ma­ terialien und einer unzureichenden Dichtigkeit ist das Risi­ ko des Eindringens von Säure stets akut.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und Mittel zum Herstellen einer gattungsgemäßen Stromschiene zu schaffen, die den Fertigungsaufwand verringern und es ermög­ lichen, beim Zusammenbau der Stromschiene einen gleichmäßi­ gen Abstand zwischen Innen- und Außenleiter einzuhalten.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung verfahrensmäßig da­ durch gelöst, daß ein Außenrohr einseitig verschlossen und mit Isoliermasse gefüllt, sodann ein von durchlässigen Ab­ standshaltern geführter Innenleiter in die Isoliermasse ein­ gesetzt und die Isoliermasse verfestigt wird. Das einseiti­ ge Verschließen - z. B. mittels eines Kunststoffstopfens - des Außenrohres und damit des Hohlraums des Außenleiters sowie die Maßnahme der durchlässigen, nämlich in Axialrich­ tung durchströmbaren Abstandshalter, die ein Ineinanderfü­ gen der Leiter unter Verdrängung der sich in Richtung zur Oberfläche des Außenrohres verteilenden und damit aufstei­ genden Isoliermasse ermöglichen, erlauben es, die - vorzugs­ weise aus zylindrischen Rohren bestehenden - Leiter mit ei­ ner flüssigen Isoliermasse, z. B. handelsübliche, mit einem geeigneten Härter vermischte Harze (Härte und Elastizität müssen harmonisch abgestimmt sein), zu vergießen. Schließ­ lich erfüllen die Abstandshalter noch die Aufgabe, den Innenleiter konzentrisch zum Außenrohr zu zentrieren. Durch das Vergießen ergibt sich gegenüber einer Schrumpfschlauch­ verbindung (Weich-PVC) eine größere Steifigkeit des Leiter­ verbundes, die es erlaubt, eine erfindungsgemäße Stromschie­ ne mit weniger Abhäng- bzw. Befestigungspunkten zu montie­ ren. Trotzdem läßt sich die Stromschiene gut biegen, wobei sich aufgrund der durch Vergießen mit integrierten Abstands­ haltern hergestellten Isolierung die Isolationsabstände nicht verändern.

Wenn das Außenrohr beim Befüllen mit der Isoliermasse vor­ zugsweise in einer Schräglage gehalten wird, lassen sich Lufteinschlüsse (Blasenbildung) weitestgehend vermeiden. Alternativ kann eine Blasenbildung durch ein Vakuum vermie­ den werden.

Die Menge der beispielsweise über einen Trichter in den Hohlraum eingeleiteten Isoliermasse füllt das Außenrohr nicht randvoll aus, sondern ist entsprechend der Verdrän­ gung durch den Innenleiter ausgelegt. Sollte beim Einfügen des Innenleiters in den Außenleiter dennoch einmal Isolier­ masse überlaufen oder nicht bis zur Oberkante des Außenroh­ res aufsteigen, so ist das unschädlich, da solche Enden der Stromschienen abgesägt werden könnten; die Stromschie­ nen lassen sich ohnehin durch Sägen in Gebrauchslängen unterteilen. Mit der Erfindung wird jedoch nicht nur das Vergießen der elektrischen Leiter mit einer flüssigen Iso­ liermasse ermöglicht, sondern die geschaffenen Voraussetzun­ gen werden weiterhin zum gleichzeitigen konzentrischen In­ einanderbau von Außen- und Innenleiter umgesetzt, indem die durchströmbaren Abstandshalter so ausgebildet sind, daß sie das Innenrohr konzentrisch zum Außenrohr zentrieren. Um einen gleichmäßigen Abstand vom Innen- zum Außenrohr einzu­ halten, werden das axiale Durchströmen der Abstandshalter kanalisierende Begrenzungen zum Zentrieren des Innenrohres beim Einfügen in das Außenrohr verwendet.

Es empfiehlt sich, daß der Leiterverbund zum Aushärten der Isoliermasse gerade ausgerichtet wird; nicht gerade, schräg­ verlaufende Abschlußflächen lassen sich damit vermeiden. Gerade ausgerichtete Rohre erlauben es zudem, zahlreiche zu einem Leiterverbund vergossene Rohre zusammenzusetzen, d. h. aneinanderzureihen.

Wenn als Innenleiter ein Rohr verwendet wird, sollte dieses zumindest an seiner zuerst in das Außenrohr eintauchenden Seite verschlossen werden. Wenn, z. B. aus Gewichtsgründen, anstatt eines massiven Stabes somit als Innenleiter eben­ falls ein Rohr verwendet wird, verhindert das Verschließen der Eintauchseite ein Eindringen der Isoliermasse in das Innenrohr. Sollte das Innenrohr völlig in das Außenrohr eintauchen befindet sich ein Verschlußstopfen auch an der oberen Seite des Innenrohres.

Es wird vorgeschlagen, daß der Innenleiter mit mindestens einem Abstandshalter versehen ist. Wenn der Innenleiter spiralförmig umwickelt ist, bildet z. B. ein mit großer Steigung um den Innenleiter gewundener Strang wie eine Schnur oder ein Sand einen Abstandshalter. Beim Ineinander­ fügen von Innen- und Außenleiter strömt beim Vergießen mit flüssiger Isoliermasse die verdrängte Isoliermasse über die Wendelgänge der Spirale nach oben und füllt das Außenrohr bis zur Oberkante auf.

Ein für die Erfindung bevorzugter Abstandshalter ist man­ schettenartig ausgebildet und weist an seiner äußeren Man­ telfläche versetzt zueinander angeordnete Stege auf. Der somit sternförmige Abstandshalter besitzt z. B. vier mit einem Bogenmaß von 90° versetzt zueinander angeordnete Ste­ ge, die zwischen sich axiale Strömungskanäle einschließen, d. h. jeweils benachbarte Stege begrenzen einen der Kanäle, über die die beim Einsetzen des Innenrohres in das Außen­ rohr verdrängte Isoliermasse nach oben, zur Oberkante des Außenrohres strömt. Über die Länge des Innenrohres verteilt sind mehrere Abstandshalter angeordnet. Im Vergleich mit einer Schrumpfschlauch-Verbindung ergibt sich ein sehr viel geringerer Einpreßdruck, da die Stege linienförmig an dem Außenrohr anliegen.

Die Stege der Abstandshalter des in das Außenrohr eingescho­ benen Innenleiters reichen bis zur Innenwand des Außenroh­ res bzw. -leiters. Beim Ineinanderfügen von Innen- und Außenleiter wird ohne weitere Maßnahme der konzentrische Einbau der Leiter, d. h. ein gleichmäßiger Abstand von In­ nen- zum Außenleiter gewährleistet. Der gleiche Effekt tritt bei einem spiralförmig umwickelten Innenleiter ein, wenn die Wendel bis an die Innenwand des Außenrohres rei­ chen.

Bei einem Abstandshalter, der in Längsrichtung geschlitzt ist, läßt sich der Innenleiter einfach mit Abstandshaltern bestücken. Denn aufgrund des Längsschlitzes läßt sich der Abstandshalter einfach über den Innenleiter spreizen bzw. aufclipsen.

Wenn der Abstandshalter an seiner inneren Mantelfläche zu­ mindest eine radial vorspringende Nase besitzt, läßt sich der Halt des Abstandshalters auf dem Innenleiter durch Einrasten der Nase in eine entsprechende Ausnehmung des Innenleiters sichern.

Es empfiehlt sich, daß über die Länge des Innenleiters Radialbohrungen angeordnet sind und auf den Innenleiter aufgeschobene Abstandshalter mit ihren Nasen in die Radial­ bohrungen eingerastet sind. Je länger die herzustellende Stromschiene ist, umso mehr Abstandshalter sollte der Innen­ leiter besitzen. Einfachstenfalls reicht es allerdings aus, einen Abstandshalter lediglich am unteren und am oberen Ende des Innenleiters vorzusehen, denn eine Kippbewegungen ausschließende Zentrierung des Innenleiters an zwei Stellen ist dann zumindest schon erreicht; der Innenleiter muß völlig in das Außenrohr eintauchen. Wenn Luft als Isolator ausreichend ist, kann auf ein Vergießen mit flüssiger Iso­ liermasse (z. B. Polyurethan) verzichtet werden und braucht der mit den erfindungsgemäßen Abstandshaltern versehene In­ nenleiter nur an seinen Enden mit dem Außenrohr verbunden zu werden.

Die Abstandshalter sollten aus Kunststoff bestehen; geeig­ net sind jedoch auch alle anderen elektrisch isolierenden Materialien, z. B. Gummi.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeich­ nung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Innen- und Außenleiter - im Längsschnitt - einer Stromschiene vor dem Ineinanderfügen der Leiter;

Fig. 2 den bereits weitestgehend in den Außenleiter ge­ mäß Fig. 1 eingefügten Innenleiter;

Fig. 3 als Einzelheit im Längsschnitt den in Fig. 2 strichpunktiert eingekreisten Bereich der Strom­ schiene;

Fig. 4 eine erfindungsgemäße Stromschiene in der Drauf­ sicht; und

Fig. 5 die Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Ab­ standshalters.

Bei einer im Rahmen der Erfindung bevorzugten Stromschiene 1 bestehen sowohl der Innenleiter 2 als auch der Außenlei­ ter 3 aus zylindrischen Rohren 4 bzw. 5 (vgl. Fig. 1 und 4). Das Innenrohr 4 ist zumindest an seinem beim Ineinander­ fügen von Innen- und Außenrohr 4, 5 zuerst in das Außenrohr 5 eingreifenden Eintauchende 6 mit einem Verschlußstopfen 7 versehen und weist außerdem mehrere mit Abstand voneinander angeordnete Abstandshalter 8 auf.

Die Abstandshalter 8 (vgl. Fig. 5) sind sternförmig ausge­ bildet und besitzen an ihrer äußeren Mantelfläche 9 vier mit einem Bogenmaß von etwa 90° versetzt zueinander angeord­ nete, sich über die gesamte Länge des Abstandshalters 8 erstreckende Stege 11. Außerdem weist der Abstandshalter 8 einen Längsschlitz 12 und an seiner inneren Mantelfläche 13 eine radial vorspringende Nase 14 auf. Der Längsschlitz 12 ermöglicht es, die manschettenartigen Abstandshalter ein­ fach über das Innenrohr 4 aufzuclipsen, denn beim Aufsetzen des Abstandshalters 8 auf das Innenrohr 4 weitet sich der Längsschlitz 12 radial und der Abstandshalter spreizt sich auf; sobald er den größten Durchmesser des Innenrohres 4 passiert hat, verringert sich der Durchmesser des Abstands­ halters 8, der sich anschließend eng, wie eine Manschette, um das Innenrohr 4 legt. Einen sicheren Halt der Abstands­ halter 8 auf dem Innenrohr 4 gewährleisten Nasen 14, die in korrespondierende Radialbohrungen 15 (vgl. Fig. 3) des In­ nenrohres 4 einrasten.

Vor dem Einfügen des mit Abstandshaltern 8 bestückten Innen­ rohres 4 in das Außenrohr 5 wird in das an seinem unteren Ende mit einem Verschlußstopfen 16 verschlossene Außenrohr 5 eine flüssige Isoliermasse 17 eingefüllt; allerdings nur in einer solchen Menge, die ausreicht, die beim Einfügen des Innenrohres 4 verdrängte Isoliermasse 17 bis zur Ober­ kante 18 des Außenrohres 5 ansteigen zu lassen. Beim Inein­ anderfügen von Innen- und Außenrohr 4, 5 erlauben es die Abstandshalter 8, daß einerseits die verdrängte Isoliermas­ se 17 zwischen den von benachbarten Stegen 11 gebildeten Axialkanälen 19 ungehindert nach oben aufsteigen und sich in dem Außenrohr 5 verteilen kann; andererseits gewähr­ leisten es die bis an die Innenwand 21 des Außenrohres 5 reichenden Stege 11 (vgl. die Fig. 3 und 4), daß sich die Stromschiene 1 mit konzentrischen Rohren 4, 5 herstellen läßt, da nämlich die Stege 11 das Innenrohr 4 exakt im Außenrohr 5 zentrieren. Die mehrere Aufgaben gleichzeitig erfüllenden Abstandshalter 8 ermöglichen es, eine Strom­ schiene 1 mit gleichem Abstand vom Innen- zum Außenleiter 2, 3 durch Vergießen mit flüssiger Isoliermasse 17 herzu­ stellen. Nach dem Aushärten bzw. Verfestigen der Isoliermas­ se 17 läßt sich die Stromschiene 1 durch Sägen in die benötigten Gebrauchslängen unterteilen und jeweils an einem Ende mit einem elektrischen Anschluß versehen, dessen Kabel sich - beispielsweise nach dem Entfernen des Verschluß­ stopfens 16 - an die dann freiliegenden Leiter 2, 3 bzw. Rohre 4, 5 anschließen lassen.

Claims (13)

1. Verfahren zum Herstellen einer Stromschiene, insbeson­ dere für den Niedervoltbereich, mit zwei koaxialen, durch einen Isolator getrennten Leitern, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein Außenrohr einseitig verschlossen und mit Isoliermasse gefüllt, sodann ein von durchläs­ sigen Abstandshaltern geführter Innenleiter in die Iso­ liermasse eingesetzt und die Isoliermasse verfestigt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenrohr beim Befüllen mit der Isoliermasse in einer Schräglage gehalten wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Leiterverbund zum Aushärten der Isolier­ masse senkrecht ausgerichtet wird.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Innenleiter ein zumindest an seiner zuerst in das Außenrohr eintauchen­ den Seite verschlossenes Rohr verwendet wird.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Außen- und Innenleiter aus zylindrischen Rohren bestehen.

6. Mittel zum Herstellen einer Stromschiene, insbesondere für den Niedervoltbereich, mit zwei koaxialen, durch einen Isolator getrennten Leitern, dadurch gekennzeich­ net, daß der Innenleiter (2) mit mindestens einem Abstandshalter (8) versehen ist.

7. Mittel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstandshalter (8) manschettenartig ausgebildet ist und an seiner äußeren Mantelfläche (9) versetzt zueinander angeordnete Stege (11) aufweist.

8. Mittel nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstandshalter (8) in Längsrichtung geschlitzt ist.

9. Mittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstandshalter (8) zu­ mindest eine radial vorspringende Nase (14) besitzt.

10. Mittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß über die Länge des In­ nenleiters (2) Radialbohrungen (15) angeordnet sind und die auf den Innenleiter aufgeschobenen Abstandshal­ ter (8) mit ihren Nasen (11) in die Radialbohrungen (15) eingerastet sind.

11. Mittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (11) der Ab­ standshalter (8) des in das Außenrohr (5) eingeschobe­ nen Innenleiters (2) bis zur Innenwand (21) des Außen­ rohres (5) reichen.

12. Mittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshalter (8) aus Kunststoff bestehen.

13. Mittel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenleiter (2) spiralförmig umwickelt ist.