EP4611189A1 - Dc-lichtschienen mit verzögerter kontaktierung - Google Patents

Dc-lichtschienen mit verzögerter kontaktierung

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Publication number
EP4611189A1
EP4611189A1 EP24184639.3A EP24184639A EP4611189A1 EP 4611189 A1 EP4611189 A1 EP 4611189A1 EP 24184639 A EP24184639 A EP 24184639A EP 4611189 A1 EP4611189 A1 EP 4611189A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
busbar
holding adapter
adapter
contact
conductors
Prior art date
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Pending
Application number
EP24184639.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Stefan Lorenz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zumtobel Lighting GmbH Austria
Original Assignee
Zumtobel Lighting GmbH Austria
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zumtobel Lighting GmbH Austria filed Critical Zumtobel Lighting GmbH Austria
Priority to PCT/EP2025/052853 priority Critical patent/WO2025180776A1/de
Publication of EP4611189A1 publication Critical patent/EP4611189A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R24/00—Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure
    • H01R24/005—Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure requiring successive relative motions to complete the coupling, e.g. bayonet type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V21/00—Supporting, suspending, or attaching arrangements for lighting devices; Hand grips
    • F21V21/34—Supporting elements displaceable along a guiding element
    • F21V21/35—Supporting elements displaceable along a guiding element with direct electrical contact between the supporting element and electric conductors running along the guiding element
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V23/00—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices
    • F21V23/06—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being coupling devices, e.g. connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/66—Structural association with built-in electrical component
    • H01R13/6608—Structural association with built-in electrical component with built-in single component
    • H01R13/6616—Structural association with built-in electrical component with built-in single component with resistor
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R25/00—Coupling parts adapted for simultaneous co-operation with two or more identical counterparts, e.g. for distributing energy to two or more circuits
    • H01R25/14—Rails or bus-bars constructed so that the counterparts can be connected thereto at any point along their length
    • H01R25/142—Their counterparts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/30—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H9/42—Impedances connected with contacts
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    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
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    • H01R13/46—Bases; Cases
    • H01R13/53—Bases or cases for heavy duty; Bases or cases for high voltage with means for preventing corona or arcing

Definitions

  • the present invention relates generally to the field of lighting technology, and more specifically to so-called power tracks.
  • Such power tracks are known with AC power, for example, in the form of the "TECTON” product from Zumtobel.
  • Such power rails are metallic profiles that are typically mounted on the ceiling. They are connected to a power supply, which in the current state of the art is an AC supply.
  • An adapter is then selectively mechanically and electrically engaged into these busbars, which is thus mechanically and electrically connected (with several connecting contacts for each phase to be supplied) to the busbar and, with regard to the electrical connection, to exposed conductors in the busbar.
  • a luminaire is then connected to the adapter, which mechanically attaches it to the track (i.e., suspended in the case of ceiling mounting) and also receives its electrical power via the adapter.
  • the luminaire contains an operating device (converter), which, in the current state of the art, is supplied with AC voltage via the adapter and provides the appropriate electrical power for the luminaire's corresponding light sources, for example, one or more LEDs.
  • the invention retains the principle of this busbar.
  • the conductors of the busbar can be at least partially exposed in the side walls of the profile and/or in the base of the profile for contacting.
  • a holding adapter for detachable electrical connection with conductors in the busbar and mechanical holder in a DC busbar has connection contacts for contacting, preferably rotary contacting, DC conductors of the DC busbar.
  • the invention also relates specifically to a holding adapter designed for DC supply.
  • One problem for example, is the risk of spark gaps or arcing when the contacts are close to the conductors when making or breaking contact between the contacts of the holding adapter and the conductors of the busbar, meaning they are neither completely separated from them nor fully contacted.
  • the invention relates to reducing the risk of sparking or arcing.
  • the holding adapter in particular a rotating adapter, for insertion into a DC-carrying busbar (ie on the busbar with DC-voltage-carrying conductors), the holding adapter is designed in such a way that the contacts for one or both DC poles are designed in such a way that they consist of two contact parts which, in the course of Approach movement of the contacts to the assigned conductors with a time delay, contacting them and/or detaching from the same conductor with a time delay in the course of a separation movement.
  • this contact part contacts the corresponding conductor first.
  • this contact part is electrically wired in the adapter in such a way that only a very small current can flow through it, thus ensuring that any sparking or arcing event can have very minimal thermal effects.
  • the second contact piece When the second contact piece then makes contact with the same conductor during the further locking movement of the retaining adapter, it will carry the majority of the current through this pole. However, due to the initial contact being made by the other contact piece with a lower current load, the risk of sparking or arcing is already greatly reduced in the second contact piece with a higher current load. The potential difference upon contact by the second, subsequent contact piece is already reduced by the initial contact by the first contact piece. The same applies in reverse for the separation movement.
  • the holding adapter is provided in such a way that the mechanical rotational movement or for locking the holding adapter is continued even if both contact parts are already in contact with the same conductor of the associated DC pole.
  • the first contact part can be internally connected with such a high ohmic resistance that only a small current can flow through this contact part.
  • the holding adapter (5) contacts one pole of the DC supply by means of two assigned Contact parts (K1, K2) of the holding adapter (5) which contact the same associated conductor in the busbar (1) at different times, preferably during a rotational movement of the holding adapter (5).
  • the holding adapter (5) contacts a pole of the DC supply by means of two associated contact parts (K1, K2) of the holding adapter (5), which are released from the same associated conductor in the busbar (1) at different times, preferably during a separating rotational movement of the holding adapter (5).
  • the invention can be designed in the manner of a known TECTON busbar for DC operation.
  • the TECTON busbar is an innovative technology for power distribution in industrial applications, particularly in factories, warehouses, and other large facilities. Essentially, it is a system that enables the efficient and safe transmission of electrical energy from a power source to various consumers.
  • the busbar consists of a special profile that is installed along the ceiling or wall. This profile contains conductors that carry the electrical energy.
  • the busbar is designed to be modular, meaning it can be adapted and expanded depending on the specific requirements of the installation.
  • TECTON track A key advantage of the TECTON track is its flexibility. As it runs along the ceiling or wall, it allows for easy and flexible placement of
  • the TECTON busbar offers a high level of safety. Because the conductors run within a closed profile, they are protected from external influences such as dust, moisture, or mechanical damage. This significantly reduces the risk of power outages and accidents.
  • a profiled busbar e.g., with a U-shaped cross-section, is designated by 1.
  • This busbar has a first side wall 2, a second side wall, and a base or roof.
  • Reference numeral 5 generally designates a holding adapter designed as a rotating element, which has several electrical contacts.
  • This adapter can therefore be rotated in the busbar such that the electrical contacts can be brought into contact with conductors preferably in one or more of the side walls of the busbar 1. During this rotational movement, a mechanical fastening of the retaining adapter in the busbar is simultaneously achieved, as is generally known from the state of the art (see, for example, the TECTON products).
  • a busbar system can be seen with a conductor 6 and a side cheek 2 of the profile of the busbar 1.
  • the busbar 1 naturally includes an opposite side panel (not shown) and another conductor, which can also be provided at a different height in the side panel 2 (but it can also be located on the other side panel or in the base of the profile). Contactable conductors can also be present on both side panels of the busbar.
  • a holding adapter 5 is in Fig. 1 which has two contact parts K1, K2 for the same pole of the DC voltage for contacting the same conductor 6.
  • the contact part K1 (middle illustration) must first come into contact with the conductor 6.
  • a first current will flow through this first contact part K1.
  • the first contact part K1 in the holding adapter 5 is connected with high resistance, so that only a small current will flow through the first contact part K1 during the initial contact.
  • the second contact part K2 of the same pole then also comes into electrical contact with the same conductor 6 and will then take over the majority (preferably more than 90%) of the current load from this conductor 6.
  • the contact part K2 is internally connected with a lower resistance than the first contact part K1.
  • a holding adapter 5 with a plastic housing and the two contact parts K1, K2 offset in the direction of rotation is shown again.
  • the two contact parts K1, K2 are only internally connected to each other, but externally separated. They are preferably offset with respect to their rotational position when viewed from above onto the holding adapter 5. The offset is therefore angular around the rotational axis of the holding adapter 5.
  • the offset is selected so that during the rotational contacting movement of the holding adapter 5, the contacting of the same conductor (6 in Fig. 1 ) will be carried out at a time offset by the two contact parts K1, K2.
  • the two contact parts K1 and K2 are therefore connected internally in the holding adapter with a current-limiting component.
  • contact part K1 When the adapter is inserted, contact part K1 is closer to conductor 6 and touches conductor 6 first. Only when adapter 5 is fully closed (rotation around the axis of rotation) does contact part K2 also contact the same conductor 6. This arrangement and the connection to an internal current limiter prevent an arc discharge from occurring when opening or closing adapter 5.
  • both contact parts K1 and K2 make contact with conductor 6.
  • the luminaire is supplied with current via contact part K2 with a low impedance (e.g., 0.005 to 2 A, DC voltage 400 to 1000 V).
  • contact part K2 is first separated from conductor 6 during the separation movement.
  • a current-limiting element RL between contact parts K1 and K2 is selected such that the voltage across it is lower than the operating voltage of a discharge between contact part K2 and conductor 6 (preferably less than 50 V at 0.05 to 2 A).
  • the current-limiting element RL in the holding adapter 5 also ensures that the voltage at contact part K1 is not sufficient to cause an arc, even though the full supply voltage is now present (e.g., between 200 and max. 1000 V). However, the current is preferably limited to less than 1 A by the provision of the current-limiting element RL.
  • Typical values for the current-limiting element are 0.5 to 1 kS2 at a device power of 100 W (i.e., the power of a converter supplied via the holding adapter). This limits the current to less than 2 A (without load).
  • the voltage drop with load is max. 150 V (at a DC supply voltage of 400 V, 100 W device power, and a 500 ⁇ current-limiting element RL).
  • the voltage drop is only 50 V (at a 1000 V DC supply, 100 W device power, and a 500 ⁇ current-limiting element). This prevents the formation of a stable arc and limits the energy from sparking to a safe level.
  • the invention is therefore distinguished by the fact that in a rotary adapter 5 of such busbar systems, a double contact is provided for the same pole (or for both poles in the case of DC voltage).
  • a current-limiting element (RL) is provided for the leading (first contacting) contact section. This ensures that closing occurs first with reduced power consumption, and opening, i.e., separation from the associated conductor, also occurs with reduced power consumption.
  • the implementation is such that both contact parts are arranged at the same contact height, i.e. the same height with respect to the axis of rotation of the holding adapter 5, in order to contact the same conductor 6 in the busbar 1.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)

Abstract

Ein System weist auf:
- Eine DC-Spannungsversorgung mit einer Amplitude im Bereich von 200V bis 1000 V
- Eine ausgehend von der DC-Spannungsversorgung versorgte Stromschiene (1),
- Einen drehbaren Halteadapter (5) zur lösbaren elektrischen Verbindung mit Leitern (6) in der Stromschiene (1) und mechanischen Halterung in der Stromschiene (1), wobei der Halteadapter (5) für wenigstens einen Pol der DC-Versorgung zwei zugeordnete Kontakte aufweist, die den zugeordneten Leiter in der Stromschiene (1) im Zuge einer Drehbewegung des Halteadapters (5) zu unterschiedlichen Zeitpunkten kontaktieren.
Ein drehbarer Halteadapter (5) zur lösbaren elektrischen Verbindung mit Leitern in der Stromschiene (1) und mechanischen Halterung in einer DC-Stromschiene (1), weist auf Anschlusskontakte zur Drehkontaktierung von Leitern (6) der DC-Stromschiene (1), wobei der Halteadapter (5) für wenigstens einen Pol der DC-Versorgung zwei vorzugsweise räumlich getrennte zugeordnete Kontaktteile (K1, K2) aufweist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf das Gebiet der Beleuchtungstechnik, und genauer gesagt auf sogenannte Stromschienen. Derartige Stromschienen sind mit AC-Versorgung bekannt beispielsweise in Form des Produkts "TECTON" der Firma Zumtobel.
  • Derartige Stromschienen sind metallische Profile, die typischerweise an die Decke montiert werden. Sie sind verbunden mit einer Spannungsversorgung, die im Stand der Technik eine AC-Versorgung ist.
  • In diese Stromschienen wird dann selektiv mechanisch und elektrisch ein Adapter in Eingriff gebracht, der also mechanisch und elektrisch (mit mehreren Verbindungskontakten für jede zu versorgende Phase) mit der Stromschiene und hinsichtlich der elektrischen Verbindung mit exponierten Leitern in der Stromschiene in Verbindung gebracht wird.
  • Mit dem Adapter wird dann eine Leuchte verbunden, die somit mittels des Adapters mechanisch in der Stromschiene befestigt ist (bei Deckenmontage also hängende Befestigung) und mittels des Adapters auch elektrisch versorgt wird. In der Leuchte ist ein Betriebsgerät (Konverter) vorgesehen, der im Stand der Technik mittels des Adapters mit AC-Spannung versorgt wird und der die passende elektrische Versorgung für die entsprechenden Leuchtmittel der Leuchte, beispielsweise ein oder mehrere LEDs, bereitstellt.
  • Die Erfindung behält das Prinzip dieser Stromschiene bei. Die Leiterin der Stromschiene können dabei in den Seitenwangen des Profils und/oder im Grund des Profils zumindest teilweise freigelegt zur Kontaktierung bereitstehen.
  • Ein System weist auf
    • Eine Spannungsversorgung (bei der Erfindung DC) mit einer Amplitude im Bereich von 200 V bis 1000 V,
    • Eine ausgehend von der DC-Spannungsversorgung versorgte Stromschiene,
    • Einen drehbaren Halteadapter zur lösbaren elektrischen Verbindung mit Leitern in der Stromschiene und mechanischen Halterung in der Stromschiene.
  • Ein Halteadapter zur lösbaren elektrischen Verbindung mit Leitern in der Stromschiene und mechanischen Halterung in einer DC-Stromschiene weist Anschlusskontakte zur Kontaktierung, vorzugsweise Drehkontaktierung, von DC-Leitern der DC-Stromschiene auf.
  • Im Gegensatz zum Stand der Technik bezieht sich die vorliegende Erfindung indessen auf eine mit DC-Spannung versorgte Stromschiene. Die Erfindung bezieht sich somit auch auf ein System, das aufweist:
    • eine DC-Spannungsversorgung beispielsweise mit einer DC-Amplitude von mehr als 220 Volt und bis zu 1,5 Kilovolt, was in der Leistungselektronik als "Niederspannung" bezeichnet wird;
    • einen spezifisch ausgestalteten Halteadapter zur Montage einer Leuchte in die Stromschiene und zur elektrischen Versorgung mittels des Adapters; sowie
    • eine Leuchte mit einem Konverter und zugeordneten Leuchtmitteln sowie einer Optik und Gehäuse.
  • Die Erfindung bezieht sich allerdings auch spezifisch auf einen für DC-Versorgung ausgebildeten Halteadapter.
  • Bei DC-Versorgung bestehen Problematiken, die bei einer AC-Versorgung nicht vorliegen. Eine Problematik ist beispielsweise die Gefahr der Bildung einer Funkenstrecke oder Lichtbogenbildung, wenn sich die Kontakte bei Herstellung des Kontakts oder Lösen des Kontakts zwischen den Kontakten des Halteadapters und den Leitern der Stromschiene nahe des Leiters befinden, also weder vollständig von diesen beabstandet sind noch vollständig kontaktiert sind.
  • Die Erfindung bezieht sich genauer gesagt darauf, die Gefahr der Funken- oder Lichtbogenbildung zu verringern.
  • Die Gefahr der Funken- oder Lichtbogenbildung wird gemäß der Erfindung allgemein dadurch verringert, dass bei einem Halteadapter, insbesondere einem Drehadapter, zum Einsetzen in eine DC-führende Stromschiene (d.h. an der Stromschiene mit DC-spannungsführenden Leitern), der Halteadapter derart ausgebildet ist, dass die Kontakte für einen oder auch beide DC-Pole derart ausgestaltet sind, dass sie aus zwei Kontaktteilen bestehen, die im Zuge der Annäherungsbewegung der Kontakte an den zugeordneten Leitern zeitlich verzögert diesen kontaktiere und/oder im Zuge einer Trennbewegung sich zeitlich verzögert von demselben Leiter lösen.
  • Dies bedeutet, dass bzgl. des gleichen DC-Pols zuerst ein Kontaktteil den zugeordneten Leiter kontaktiert. Vorzugsweise ist dieser zuerst kontaktierende Kontaktteil im Adapter elektrisch derart verschaltet, dass über ihn nur ein sehr kleiner Strom fließen kann und somit ein etwaiger Funken- oder Lichtbogenbildungsfall sehr geringe thermische Auswirkungen haben kann.
  • Wenn der zweite Kontaktteil dann im weiteren Verlauf der Verriegelungsbewegung des Halteadapters mit demselben Leiter in Kontakt tritt, wird dieser den größten Teil des Stroms über diesen Pol übernehmen. Aufgrund der Erstkontaktierung durch das andere Kontaktteil mit geringer Stromlast besteht aber bei dem zweiten Kontaktteil mit höherer Stromlast bereits eine sehr stark verringerte Gefahr der Funken- oder Lichtbogenbildung. Die Potentialdifferenz bei Kontaktierung durch das zweite, folgende Kontaktteil ist durch die Erstkontaktierung durch das erste Kontaktteil bereits verringert. Gleiches gilt umgekehrt auch für die Trennbewegung.
  • Bevorzugt ist der Halteadapter derart vorgesehen, dass die mechanische Drehbewegung oder zum Verriegeln des Halteadapters noch weitergeführt wird, auch wenn bereits beide Kontaktteile mit demselben Leiter des zugehörigen DC-Pols in Kontakt sind.
  • Beispielsweise kann das erste Kontaktteil intern mit einem so hohen Ohmschen Widerstand verschaltet sein, sodass über dieses Kontaktteil nur ein geringer Strom fließen kann.
  • Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zur Kontaktierung eines DC-Leiters einer Stromschiene eines Systems, das aufweist:
    • eine DC-Spannungsversorgung vorzugsweise mit einer Amplitude im Bereich von 200 V bis 1000 V,
    • eine ausgehend von der DC-Spannungsversorgung versorgte Stromschiene (1),
    • einen drehbaren Halteadapter (5), vorzugsweise nach einem Ansprüche 1 bis 4, zur lösbaren elektrischen Verbindung mit Leitern (6) in der Stromschiene (1) und mechanischen Halterung in der Stromschiene (1).
  • Dabei kontaktiert der Halteadapter (5) einen Pol der DC-Versorgung mittels zwei zugeordneter Kontaktteile (K1, K2) des Halteadapters (5), die denselben zugeordneten Leiter in der Stromschiene (1) vorzugsweise im Zuge einer Drehbewegung des Halteadapters (5) zu unterschiedlichen Zeitpunkten kontaktieren.
  • Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf ein Verfahren zum Lösen der Kontaktierung eines DC-Leiters einer Stromschiene eines Systems, das aufweist:
    • eine DC-Spannungsversorgung vorzugsweise mit einer Amplitude im Bereich von 200 V bis 1000 V,
    • eine ausgehend von der DC-Spannungsversorgung versorgte Stromschiene (1),
    • einen drehbaren Halteadapter (5), vorzugsweise nach einem Ansprüche 1 bis 4, zur lösbaren elektrischen Verbindung mit Leitern (6) in der Stromschiene (1) und mechanischen Halterung in der Stromschiene (1).
  • Dabei kontaktiert der Halteadapter (5) einen Pol der DC-Versorgung mittels zwei zugeordneter Kontaktteile (K1, K2) des Halteadapters (5) kontaktiert, die sich von demselben zugeordneten Leiter in der Stromschiene (1) vorzugsweise im Zuge einer Trenn-Drehbewegung des Halteadapters (5) zu unterschiedlichen Zeitpunkten lösen.
  • Weitere Details der Erfindung sollen nunmehr bezugnehmend auf die Figuren der begleitenden Zeichnungen näher erläutert werden.
  • Die Erfindung kann in der Art einer bekannten TECTON-Stromschiene für DC-Betrieb ausgebildet sein. Die TECTON-Stromschiene ist eine innovative Technologie zur Energieverteilung in industriellen Anwendungen, insbesondere in Fabriken, Lagerhäusern und anderen großen Einrichtungen. Im Wesentlichen handelt es sich um ein System, das es ermöglicht, elektrische Energie effizient und sicher von einer Stromquelle zu verschiedenen Verbrauchern zu leiten.
  • Die Stromschiene besteht aus einem speziellen Profil, das entlang der Decke oder Wand installiert wird. In diesem Profil befinden sich Leiter, die die elektrische Energie transportieren. Die Schiene ist so konstruiert, dass sie modular ist, was bedeutet, dass sie je nach den spezifischen Anforderungen der Anlage angepasst und erweitert werden kann.
  • Ein wesentlicher Vorteil der TECTON-Stromschiene ist ihre Flexibilität. Da sie entlang der Decke oder Wand verläuft, ermöglicht sie eine einfache und flexible Platzierung von
  • Stromanschlüssen an verschiedenen Stellen in der Anlage. Dies ist besonders nützlich in Umgebungen, in denen sich die Anordnung der Maschinen und Geräte häufig ändert.
  • Darüber hinaus bietet die TECTON-Stromschiene eine hohe Sicherheit. Da die Leiter in einem geschlossenen Profil verlaufen, sind sie vor äußeren Einflüssen wie Staub, Feuchtigkeit oder mechanischen Beschädigungen geschützt. Dies reduziert das Risiko von Stromausfällen und Unfällen erheblich.
  • In Fig. 1 ist eine profilierte Stromschiene, bspw. mit einem U-Querschnitt, mit 1 bezeichnet. Diese weist eine erste Seitenwange 2, eine zweite Seitenwange sowie einen Grund oder Dach auf. Mit dem Bezugszeichen 5 ist allgemein ein als Drehelement ausgebildeter Halteadapter bezeichnet, der mehrere elektrische Kontakte aufweist.
  • Ein Adapter ist beispielsweise ein Zubehörteil, das in Verbindung mit der Stromschiene verwendet wird, um zusätzliche Funktionen oder Flexibilität zu bieten. Hier sind einige Merkmale und Funktionen, die typischerweise mit einem Adapter verbunden sind:
    • Anschlussmöglichkeiten: Die Adapter werden oft verwendet, um herkömmliche elektrische Geräte oder Leuchten mit der Stromschiene zu verbinden. Sie verfügen über verschiedene Anschlussmöglichkeiten wie Steckdosen, Klemmen oder spezielle Verbindungselemente, die eine einfache und sichere Verbindung ermöglichen.
    • Modularität: Ähnlich wie die Stromschiene selbst sind auch die Adapter in der Regel modular aufgebaut. Dies bedeutet, dass sie je nach den Anforderungen der Anlage einfach hinzugefügt, entfernt oder verschoben werden können. Dadurch können Benutzer die Konfiguration ihres Stromschienensystems schnell anpassen, um Änderungen im Layout oder der Anordnung von Geräten und Maschinen zu berücksichtigen.
    • Funktionserweiterungen: Die Adapter können zusätzliche Funktionen bieten, die über die reine Stromversorgung hinausgehen. Dies kann beispielsweise die Integration von Sensoren zur Überwachung von Umgebungsbedingungen wie Temperatur, Feuchtigkeit oder Bewegung sein. Auf diese Weise können Benutzer ihr Stromschienensystem mit intelligenten Funktionen ausstatten, um die Effizienz zu steigern oder Sicherheitsmaßnahmen zu verbessern.
    • Sicherheit und Kompatibilität: Die Adapter werden so konstruiert, dass sie den Sicherheitsstandards entsprechen und eine zuverlässige und sichere Stromversorgung gewährleisten. Sie sind auch mit der Stromschiene kompatibel und können nahtlos in das Gesamtsystem integriert werden, ohne dass zusätzliche Anpassungen erforderlich sind.
  • Dieser Adapter kann also in der Stromschiene derart verdreht werden, dass die elektrischen Kontakte mit Leitern bevorzugt in einer oder mehreren der Seitenwangen der Stromschiene 1 in Kontakt gebracht werden können. Im Zuge dieser Drehbewegung wird auch gleichzeitig eine mechanische Befestigung des Halteadapters in der Stromschiene erzielt, wie es aus dem Stand der Technik (siehe beispielsweise die TECTON-Produkte) grundsätzlich bekannt ist.
  • In Fig. 1 ist schematisch (d.h. in einer geschnittenen Aufsicht) ein Stromschienensystem zu sehen mit einem Leiter 6 und einer Seitenwange 2 des Profils der Stromschiene 1.
  • Zu der Stromschiene 1 gehört natürlich eine gegenüberliegende Seitenwange (nicht gezeigt) sowie ein weiterer Leiter, der beispielsweise höhenversetzt auch in der Seitenwange 2 vorgesehen sein kann (er kann aber auch auf der anderen Seitenwange oder im Grund des Profils angeordnet sein). Es können auch kontaktierbare Leiter auf beiden Seitenwangen der Stromschiene vorliegen.
  • Ein Halteadapter 5 ist in Fig. 1 ebenfalls ersichtlich, der für die Kontaktierung des gleichen Leiters 6 zwei Kontaktteile K1, K2 für den gleichen Pol der DC-Spannung aufweist. Wie sich aus Fig. 1 ergibt, wird im Zuge der Drehbewegung (entgegen des Uhrzeigersinns in Fig. 1) zur Herstellung einer elektrischen Kontaktierung zuerst das Kontaktteil K1 (mittlere Darstellung) mit dem Leiter 6 in Kontakt treten. Somit wird dann (wenn auch der andere Pol der DC-Spannung mit einem weiteren Kontakt des Halteadapters kontaktiert ist) ein erster Stromfluss über dieses erste Kontaktteil K1 erfolgen. Vorzugsweise ist das erste Kontaktteil K1 in dem Halteadapter 5 hochohmig angeschlossen, sodass bei der Erstkontaktierung durch das erste Kontaktteil K1 nur ein geringer Strom fließen wird. Im Zuge der weiteren Dreh-Annäherungsbewegung bis hin zur geschlossenen Stellung (obere Darstellung in Fig. 1) tritt dann auch das zweite Kontaktteil K2 desselben Pols mit dem gleichen Leiter 6 in elektrischen Kontakt und wird daraufhin den Großteil (bevorzugt mehr als 90%) der Stromlast von diesem Leiter 6 übernehmen. Dazu ist beispielsweise das Kontaktteil K2 intern niederohmiger verbunden ist als das erste Kontaktteil K1.
  • In Fig. 2 ist nochmal ein Halteadapter 5 mit einem Kunststoffgehäuse und den beiden in Drehrichtung versetzten Kontakteilen K1, K2 gezeigt.
  • Bevorzugt sind also die beiden Kontaktteile K1, K2 nur intern miteinander verbunden, aber extern getrennt. Bevorzugt sind sie hinsichtlich derer Drehposition bei Aufsicht auf den Halteadapter 5 versetzt. Der Versatz ist also winkelmässig um die Drehachse des Halteadapters 5.
  • Auf jeden Fall ist der Versatz so gewählt, dass im Zuge der Dreh-Kontaktierungsdrehbewegung des Halteadapters 5 die Kontaktierung des gleichen Leiters (6 in Fig. 1) durch die beiden Kontaktteile K1, K2 zeitlich versetzt erfolgen wird.
  • Die beiden Kontaktteile K1, K2 sind also intern im Halteadapter mit einem strombegrenzenden Bauteil miteinander verbunden. Beim Einsetzen des Adapters ist das Kontaktteil K1 näher an Leiter 6 und berührt den Leiter 6 zuerst. Erst beim vollständigen Schließen des Adapters 5 (Rotation um die Drehachse) kontaktiert auch das Kontaktteil K2 den gleichen Leiter 6. Durch diese Anordnung und die Verschaltung mit einem internen Strombegrenzer wird beim Öffnen bzw. beim Schließen des Adapters 5 verhindert, dass sich eine Bogenentladung aufbauen kann.
  • Im geschlossenen Zustand kontaktieren also beide Kontaktteile K1, K2 den Leiter 6. Die Leuchte wird über das Kontaktteil K2 mit niedriger Impedanz mit Strom versorgt (beispielsweise 0,005 bis 2 A, DC-Spannung 400 bis 1000 V). Im halboffenen Zustand wird im Zuge der Trennbewegung das Kontaktteil K2 zuerst wieder vom Leiter 6 getrennt. Ein Strombegrenzungselement RL zwischen den Kontaktteilen K1 und K2 ist so gewählt, dass die Spannung über ihm kleiner ist als die Brennspannung einer Entladung zwischen dem Kontaktteil K2 und dem Leiter 6 (bevorzugt weniger als 50 V bei 0,05 bis 2 A).
  • Wenn auch noch das Kontaktteil K1 vom Leiter 6 getrennt wird, sorgt das Strombegrenzungselement RL im Halteadapter 5 ebenso dafür, dass die Spannung am Kontaktteil K1 nicht für einen Lichtbogen ausreicht, obwohl jetzt die volle Versorgungsspannung anliegt (beispielsweise zwischen 200 und max. 1000 V). Der Strom ist aber bevorzugt auf weniger als 1 A begrenzt durch das Vorsehen des Strombegrenzungselements RL.
  • Typische Werte für das Strombegrenzungselement sind 0,5 bis 1 kS2 bei einer Geräteleistung von 100 W (d.h. Leistung eines Konverters, der über den Halteadapter versorgt ist). Damit erfolgt eine Strombegrenzung auf weniger als 2 A (ohne Last). Der Spannungsabfall mit Last ist max. 150 V (bei einer Versorgungs-DC-Spannung von 400 V, 100 W Geräteleistung und 500 S2 Strombegrenzungselement RL. Typischerweise ist der Spannungsabfall nur 50 V (bei 1000 V DC-Versorgung, 100 W Geräteleistung 500 Ω Strombegrenzungselement). Dadurch wird die Ausbildung eines stabilen Lichtbogens verhindert, und die Energie durch Funkenbildung auf ein sicheres Maß begrenzt.
  • Die Erfindung wird also dadurch ausgezeichnet, dass bei einem Drehadapter 5 der derartigen Stromschienensysteme für den gleichen Pol (oder auch für beide Pole bei DC-Spannung) ein Doppelkontakt vorgesehen ist.
  • Ein Strombegrenzungselement RL ist für den vorlaufenden (zuerst kontaktierenden) Kontaktteil vorgesehen. Somit erfolgt ein Schließen zuerst mit reduzierter Leistungsaufnahme, und auch ein Öffnen, d.h. Trennen vom zugeordneten Leiter, mit reduzierter Leistungsaufnahme.
  • Die Implementierung ist derart, dass beide Kontaktteile auf gleicher Kontakthöhe, also gleicher Höhe bezüglich der Drehachse des Halteadapters 5 angeordnet sind, um den gleichen Leiter 6 in der Stromschiene 1 zu kontaktieren.

Claims (10)

  1. Drehbarer Halteadapter (5) zur lösbaren elektrischen Verbindung mit Leitern in einer DC-Stromschiene (1) und mechanischen Halterung in der DC-Stromschiene (1),
    wobei der Halteadapter (5) Anschlusskontakte zur Drehkontaktierung von Leitern (6) der DC-Stromschiene (1) aufweist, wobei der Halteadapter (5) für wenigstens einen Pol der DC-Versorgung zwei vorzugsweise räumlich getrennte zugeordnete Kontaktteile (K1, K2) aufweist.
  2. Drehbarer Halteadapter nach Anspruch 1,
    wobei die beiden Kontaktteile (K1, K2) intern mit unterschiedlichen Impedanzen angeschlossen sind.
  3. Drehbarer Halteadapter nach Anspruch 1 oder 2,
    wobei die beiden Kontaktteile (K1, K2) intern mittels eines Strombegrenzungselement (RL) miteinander verbunden sind.
  4. Drehbarer Halteadapter nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei die beiden Kontaktteile (K1, K2) auf der gleichen Höhe bezüglich der Drehachse des Halteadapters (5), aber winkelmässig versetzt angeordnet sind.
  5. System aufweisend:
    - eine DC-Spannungsversorgung vorzugsweise mit einer Amplitude im Bereich von 200 V bis 1000 V,
    - eine ausgehend von der DC-Spannungsversorgung versorgte Stromschiene (1),
    - einen drehbaren Halteadapter, vorzugsweise nach einem der vorhergehenden Ansprüche, zur lösbaren elektrischen Verbindung mit Leitern (6) in der Stromschiene und mechanischen Halterung in der Stromschiene (1), wobei der Halteadapter für wenigstens einen Pol der DC-Versorgung zwei zugeordnete Kontaktteile (K1, K2) aufweist, die dazu ausgelegt sind, den zugeordneten Leiter in der Stromschiene vorzugsweise im Zuge einer Drehbewegung des Halteadapters (5) zu unterschiedlichen Zeitpunkten kontaktieren.
  6. System nach Anspruch 5,
    bei dem das zuerst kontaktierende Kontaktteil (K1) intern hochohmiger verschaltet ist als das verzögert kontaktierende Kontaktteil (K2).
  7. System nach einem der Ansprüche 5 oder 6,
    weiterhin aufweisend eine mittels des Halteadapters (5) gehalterte und elektrisch versorgte Leuchte, aufweisend ein Betriebsgerät und mittels des Betriebsgerät elektrisch versorgte Leuchtmittel.
  8. System nach Anspruch 7,
    bei dem das Betriebsgerät eine Strombegrenzung aufweist.
  9. Verfahren zur Kontaktierung eines DC-Leiters einer Stromschiene eines Systems, das aufweist:
    - eine DC-Spannungsversorgung vorzugsweise mit einer Amplitude im Bereich von 200 V bis 1000 V,
    - eine ausgehend von der DC-Spannungsversorgung versorgte Stromschiene (1),
    - einen drehbaren Halteadapter (5), vorzugsweise nach einem Ansprüche 1 bis 4, zur lösbaren elektrischen Verbindung mit Leitern (6) in der Stromschiene (1) und mechanischen Halterung in der Stromschiene (1),
    aufweisend den Schritt, dass der Halteadapter (5) einen Pol der DC-Versorgung mittels zwei zugeordneter Kontaktteile (K1, K2) des Halteadapters (5) kontaktiert, die den zugeordneten Leiter in der Stromschiene (1) vorzugsweise im Zuge einer Drehbewegung des Halteadapters (5) zu unterschiedlichen Zeitpunkten kontaktieren.
  10. Verfahren zum Lösen der Kontaktierung eines DC-Leiters einer Stromschiene eines Systems, das aufweist:
    - eine DC-Spannungsversorgung vorzugsweise mit einer Amplitude im Bereich von 200 V bis 1000 V,
    - eine ausgehend von der DC-Spannungsversorgung versorgte Stromschiene (1),
    - einen drehbaren Halteadapter (5), vorzugsweise nach einem Ansprüche 1 bis 4, zur lösbaren elektrischen Verbindung mit Leitern (6) in der Stromschiene (1) und mechanischen Halterung in der Stromschiene (1),
    aufweisend den Schritt, dass der Halteadapter (5) einen Pol der DC-Versorgung mittels zwei zugeordneter Kontaktteile (K1, K2) des Halteadapters (5) kontaktiert, die sich von dem zugeordneten Leiter in der Stromschiene (1) vorzugsweise im Zuge einer Trenn-Drehbewegung des Halteadapters (5) zu unterschiedlichen Zeitpunkten lösen.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4312650A1 (de) * 1993-04-19 1994-11-10 Staff Gmbh & Co Kg Adapter für Stromschienen
US20140134883A1 (en) * 2012-11-15 2014-05-15 Iriso Electronics Co., Ltd. Electric Connection Terminal and Connector Including the Same
US20220385011A1 (en) * 2019-10-08 2022-12-01 Zumtobel Lighting Gmbh Electric unit for connecting to a mounting rail, and contacting element

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