DE4308564A1 - Elektrische Sammelschienen-Leistungsabnahmeanordnung - Google Patents

Description

Elektrische Energieverteilungssysteme, wie sie häufig in der Industrie verwendet werden, enthalten ein Sammel­ schienensystem und eine Leistungsabnahmeanordnung. Wie in der US-PS 4,804,804 beschrieben ist, besteht das Sammelschienensystem aus einem Gehäuse und mehreren im wesentlichen rechteckigen Sammelschienen in Form von Kupfer- oder Aluminiumleitern, die in dem Gehäuse angeordnet sind.

Jede Sammelschiene weist im Abstand angeordnete Ansatzstücke auf, die durch das Sanmelschienengehäuse hindurchführen für eine Verbindung mit einer Leistungsabnahmeanordnung, wie sie in den US-Patenschriften 4,758,172 und 4,886,468 beschrieben ist. Eine Leistungsabnahmeanordnung besteht im allgemeinen aus einem kastenähnlichen Metall- oder Kunststoffgehäuse, das verschiedene elektrische Zubehörteile enthält. Federartige Kontaktschneiden-Aufnehmerstecker stehen von der Rückwand der Leistungsabnahmeanordnung vor und greifen an den Sammelschienen-Ansatzstücken an. Die Leistungsabnahme­ anordnung ist auf dem Sammelschienensystem durch Hakenbefestigungsglieder befestigt, wodurch die Aufnehmerstecker einen elektrischen und physikalischen Kontakt mit den Ansatzstücken der Sammelschienen machen. Typisch führt jede Sammelschiene eine getrennte Phase eines mehrphasigen Energieverteilungssystems, wobei eine entsprechende Anzahl von Aufnehmersteckern an jeder getrennten Sammelschiene angreift.

Jeder Stecker weist klauenähnliche Klemmen auf, die eine Federbewegung in dem einen Abschnitt und Flansche in dem anderen haben. Der klauenähnliche Abschnitt der Stecker steht durch das Gehäuse der Leistungsabnahmeanordnung vor, um an den Sammelschienen-Ansatzstücken befestigt zu werden. Die Flansche eines Aufnehmersteckers werden typisch in mehrere Kupferstäbe gepreßt, die für eine elektrische Verbindung durch Schrauben miteinander verbunden sind.

Die Kupferstäbe sind an einer senkrecht angeordneten Anzahl von ähnlichen Kupferstäben befestigt, die ein "Band" bil­ den, wobei dieses Band seinerseits an einer entsprechenden Phase eines Schalters befestigt ist, wodurch elektrische Leistung von den Sammelschienen zu dem Schalter zugeführt wird.

Bekannte Verbindungen, die zahlreiche Kupfer- oder Alu­ miniumstäbe zwischen den Steckern und dem Schalter enthalten, sind arbeitsintensiv aufgrund der Vielzahl von Stäben, die aneinander befestigt werden muß. Derartige Abnahmeverbindungen erfordern viel Raum und sind im allgemeinen nicht kosteneffizient. Da die Abnahmevor­ richtungen thermisch nicht effizient sind, sind häufig zusätzliche Wärmesenken erforderlich.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Abnahmeanordnung zu schaffen, die eine Verbindung zwischen den Steckern und dem Schalter mit verbesserter thermischer und räumlicher Effizienz und bei geringeren Kosten sorgt.

Erfindungsgemäß werden ein einstückiger, vielflächiger Verbindungsleiter und ein einstückiger Stecker geschaffen, die miteinander verbunden sind, um eine Leistungsabnahme­ anordnung zu bilden, die für eine Verbindung zwischen einem Stecker und einem Schalter sorgt. Jeder Stecker steht mit entsprechenden Sammelschienen-Ansatzstücken in Verbindung, die einem elektrischen Energieverteilungssystem elektrisch Leistung zuführen. Der vielflächige Verbindungsleiter besteht aus einem einzelnen Körper, der mehrere Finger aufweist, die an dem Stecker angreifen, um dadurch eine vielflächige Verbindung auszubilden.

Die Erfindung wird nun mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand der Beschreibung und Zeichnung von Ausführungs­ beispielen näher erläutert.

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht von oben auf eine Leistungsabnahmeanordnung gemäß der Erfindung, die mit einem Formgehäuseschalter verbunden ist.

Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht von unten auf ein mehrphasiges Sammelschienensystem und eine Leistungs­ abnahmeanordnung gemäß dem Stand der Technik.

Fig. 3 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht von oben auf die Leistungsabnahmeanordnung gemäß Fig. 1.

Fig. 4 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht des Steckers gemäß Fig. 1.

Fig. 5 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht des Phasensteckers gemäß Fig. 1, wobei ein Teil aufgeschnitten ist.

In Fig. 2 ist ein industrielles Energieverteilungssystem 10 gezeigt, das ein Sammelschienensystem 12 und einen Sammelschienenstecker oder eine Leistungsabnahmeanordnung 14 aufweist.

Das Sammelschienensystem 12, wie es in der eingangs genannten US-PS 4,886,468 beschrieben ist, enthält mehrere Sammelschienenleiter 16-19 aus Kupfer oder Aluminium, die jeweils eine getrennte Phase eines mehrphasigen Energieverteilungssystems führen und jeweils einen isolierenden Überzug 20 enthalten, um die Stäbe voneinander und von dem Gehäuse elektrisch zu isolieren. Jede Sammel­ schiene weist auch einen Bereich auf, wo der Isolierüberzug 20 beseitigt ist, um die aus Kupfer oder Aluminium bestehenden Kontaktansatzstücke 23-26 freizulegen, um die Leistungsabnahmeanordnung 14 aufzunehmen für die Zufuhr von Leistung zu zugeordneten elektrischen Geräten über einen Durchbruch 27, der in der einen Seite des Gehäuses 28 ausgebildet ist, um eine Drahtverbindung zwischen den Kontaktschneiden-Aufnehmersteckern 30-33 und dem zugeordneten elektrischen Gerät zu gestatten. Wie in der US-PS 4,957,447 beschrieben ist, weist die Abnahmeanordnung auch einen Strom- oder Trennschalter auf, der durch einen Handgriff 9 von außen zugänglich ist.

Die Leistungsabnahmeanordnung 14 enthält im allgemeinen ein metallisches Gehäuse 28, wobei federartige Kontaktmesser- Aufnehmerstecker 30-33 von einer Rückwand 35 vorstehen. Jeder Kontaktmesser-Aufnehmerstecker 30-33, wie er in den Fig. 1 bis 3 gezeigt ist, enthält einen klauenähnlichen Klemmenabschnitt 34-37, der von der Leistungsabnahme­ anordnung vorsteht, und einen Flanschabschnitt 38, 39, der in dem Gehäuse der Leistungsabnahmeanordnung angeordnet ist. Jeder Kontaktschneiden-Aufnehmerstecker 30 ist mit zwei abgekanteten Stücken 30A, 30B versehen, die durch Nieten miteinander verbunden sind, wie es bei 30C angegeben ist. Die abgekanteten Stücke sind "Spiegelbilder" zueinander, um die Verwendung einer einheitlichen Konstruktion anstelle getrennt ausgebildeter Stücke zu gestatten. Erfindungsgemäß enthält die Leistungsabnahme­ anordnung, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist, auch viel­ flächige Verbindungsblöcke oder -leiter 46, 47, die jeweils an dem entsprechenden Flanschabschnitt 38, 39 der Stecker 30-32 auf dem einen Ende und an dem anderen Ende an den Bändern 50, 51 befestigt sind, die an den Phasensteckern 52-54 befestigt sind. Die Phasenstecker werden dann ihrerseits an einem Schalter 60 befestigt, der in dem Gehäuse 28 der Leistungsabnahmeanordnung gemäß Fig. 1 angeordnet ist.

Im Betrieb wird die Leistungsabnahmeanordnung auf dem Sammelschienensystem durch Verriegelungsblätter 62, 63 befestigt, wobei die klauenähnlichen Klemmenabschnitte 34- 37 der Aufnehmerstecker 30-33 auf die Ansatzstücke 23-26 des Sammelschienensystems geklemmt werden, wie es in Fig. 2 gezeigt ist. Die den Sammelschienen zugeführte Leistung wird durch die Stecker 30-32 und Leiter 46, 47 und die Bänder 52-54 zu den Leitungsbändern 8 geleitet, die von dem Schalter 60 ausgehen, wie es in Fig. 1 gezeigt ist.

Wie am besten aus Fig. 3 ersichtlich ist, weist jeder vielflächige Verbindungsleiter 46 einen einzelnen Kupfer- oder Aluminiumkörper 72 auf, der mehrere Kontaktfinger 74- 76 enthält. Jeder Finger hat einen Fußabschnitt 78-80 und einen Endabschnitt 82-84. Die Schlitze 86-87 zwischen den Fingern nehmen entsprechende Flansche 90, 91 des Flansch­ abschnittes 38 des hineingepreßten Steckers 30 auf. Jede Oberfläche der Flansche 90, 91 macht einen Oberflächen­ kontakt mit dem vielflächigen Verbindungsleiter 46, um dadurch die Wärmeleitung zwischen dem Flanschabschnitt 38 und dem vielflächigen Verbindungsleiter 46 zu optimieren. Um eine gute elektrische und thermische Verbindung zwischen den Klemmen und dem Sammelschienensystem weiter zu fördern, sind Ansatzstücke durch Nieten an beiden Stücken 30A, 30B befestigt, um die Klemmen in einen Kontakt mit den Sammelschienen-Ansatzstücken zu drücken. Die versetzten Platten sind aus Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt gefertigt, um einen federähnlichen Kontakt zwischen den versetzten Platten und den Klemmen sicherzustellen.

Die Endflächen des innersten Fingers 75 und der äußersten Finger 74, 76 sind abgeschrägt, um ein Einsetzen der Flansche 90, 91 zu erleichtern.

Durch den vielflächigen Verbindungsleiter 46 und die Finger 76, 75 hindurch sind Durchführungslöcher 95, 96 ausge­ bildet, die an dem einen Ende mit einem Innengewinde versehen sind. Sobald der vielflächige Verbindungsleiter 38 auf den Stecker 46 gepreßt ist, wird die dabei entstehende Abnahmeanordnung durch Schrauben 98, 99 miteinander verbunden, die durch den gewindelosen Abschnitt der Durchführungslöcher in dem vielflächigen Verbindungsleiter 46 und entsprechende Langlöcher 100 eingesetzt werden, die auf den Flanschen 90, 91 des Steckers 30 angeordnet sind. Die Schrauben erstrecken sich in die Gewindeenden der Durchführungslöcher, um dadurch den vielflächigen Verbindungsleiter auf dem Stecker zu befestigen.

Spannungsentlastungsradien 103, 104, die innen an dem Fußabschnitt 78-80 der Finger 74, 76 angeordnet sind, kompensieren gewisse Toleranzen innerhalb der zahlreichen Kontaktflächen und gestatten eine Flexibilität für die Finger, damit die Finger einen besseren Kontakt mit den Flanschflächen machen, wenn die Schrauben eingesetzt sind. Das Gewindeloch 105 an der Deckfläche des Körpers 72 gegenüber den Fingern erleichtert eine Befestigung zwischen dem Körper 52 und den Bändern 50, 51, wie es in Fig. 1 gezeigt ist.

Das Band 50, wie es in Fig. 4 gezeigt ist, weist einen im wesentlichen rechteckigen Aluminium- oder Kupferkörper 110 auf, in dem zwei Durchführungslöcher 112, 114 zur Befestigung ausgebildet sind. Die Befestigungslöcher gestatten, daß die eine Seite des Bandes an dem vielflächigen Verbindungsleiter und die andere Seite des Bandes an einem Phasenband 53 (siehe Fig. 1) durch Schrauben 116, 118 befestigt wird. Die Lage der Durchführungslöcher 112, 114 kann gemäß der jeweiligen Geometrie der Komponenten gewählt werden, die in der Leistungsabnahmeanordnung enthalten sind.

Das Phasenband 53, wie es in Fig. 5 gezeigt ist, enthält einen einzelnen im wesentlichen rechteckigen Aluminium- oder Kupferkörper 120 mit zwei Schalterbefestigungslöchern 122, 124 und ein darin angeordnetes Anti-Drehloch 126. Das Anti-Drehloch ist auf einer Bodenfläche angeordnet parallel zu einem der Schalterbefestigungslöcher. Das eine Ende von einem Anti-Drehdübelstift 128 ist mit Preßpassung in dem Anti-Drehloch 126 angeordnet, und das andere Ende des Anti- Drehdübelstiftes ist in dem Leitungsband 8 des Schalters (Fig. 1) befestigt, um eine Verdrehung der Leistungs­ abnahmeanordnung zu verhindern. Die Schalterbefestigungs­ löcher gestatten, daß das Phasenband auf dem Leitungsband des Schalters durch eine Schraube 130 befestigt wird. Die Schalterbefestigungslöcher gestatten auch, daß eine Schraube 129 eine Befestigung von einem Phasenband auf entweder einem anderen Phasenband oder direkt auf dem vielflächigen Verbindungsleiter erleichtert.

Claims (7)

1. Elektrische Sammelschienen-Leistungsabnahmeanordnung enthaltend:
ein Gehäuse (28),
einen elektrischen Strom- oder Trennschalter (60) in dem Gehäuse (28),
einen Sammelschienenansatzverbinder (14) mit mehreren äußeren Klemmen (34-37), die von einer Unterseite des Gehäuses (28) ausgehen und für einen Eingriff mit ent­ sprechenden Ansatzstücken (23-26) auf Sammelschienenleitern (16-19) angeordnet sind, und einem Verbindungsleiterblock (46, 47), der in dem Gehäuse (28) angeordnet und elektrisch mit dem Strom- oder Trennschalter (60) verbunden ist.

2. Sammelschienen-Leistungsabnahmeanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Klemmen (34-37) ein Paar gegenüberliegender abgekanteter Stücke (30a, 30b) aus leitfähigem Metall aufweisen, die aneinander befestigt sind und einen Sammelschienenansatzaufnahmeschlitz an dem einen Ende und einen versetzten Flansch (38, 39) an einem gegenüberliegenden Ende bilden.

3. Sammelschienen-Leistungsabnahmeanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsleiterblock (46, 47) mehrere gerade Schlitze (86, 87) aufweist, die an seiner Unterseite ausgebildet sind und den versetzten Flansch (38, 39) mit Preßpassung aufnehmen, für eine gute elektrische Leitfähigkeit zwischen dem Verbindungs­ leiterblock (46, 47) und den Klemmen (34-37).

4. Sammelschienen-Leistungsabnahmeanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmen (34-37) durch Schrauben an dem Verbindungsleiter (46, 47) befestigt sind.

5. Sammelschienen-Leistungsabnahmeanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Metallplatte an jedem der abgekanteten Stücke (30A, 30B) befestigt ist und die abgekanteten Stücke in einen Kontakt mit den Sammel­ schienen-Ansatzstücken drückt.

6. Sammelschienen-Leistungsabnahmeanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsleiterblock (46, 47) ein Gewindeloch (105) an seinem oberen Teil aufweist für eine elektrische Verbindung zwischen dem Verbindungsleiterblock und einem elektrischen Schalter oder einem Schalteranschluß.

7. Sammelschienen-Leistungsabnahmeanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Betätigungsgriff (9) außen von dem Gehäuse (28) angeordnet ist und intern mit dem Strom- oder Trennschalter (60) verbunden ist, um den Schalter zwischen seinen Öffnungs- und Schließstellungen zu verstellen.