WO2011039008A1 - Spanneinheit und verbindungseinrichtung für stromschienen mit einer derartigen spanneinheit - Google Patents

Spanneinheit und verbindungseinrichtung für stromschienen mit einer derartigen spanneinheit Download PDF

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WO2011039008A1
WO2011039008A1 PCT/EP2010/062499 EP2010062499W WO2011039008A1 WO 2011039008 A1 WO2011039008 A1 WO 2011039008A1 EP 2010062499 W EP2010062499 W EP 2010062499W WO 2011039008 A1 WO2011039008 A1 WO 2011039008A1
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WO
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clamping
contact
tensioning
force
clamping unit
Prior art date
Application number
PCT/EP2010/062499
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English (en)
French (fr)
Inventor
Reinhard Müller
Eckhard Ammann
Walter Ludwig
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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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
    • 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
    • H01R25/145—Details, e.g. end pieces or joints
    • 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
    • H01R13/02—Contact members
    • H01R13/20—Pins, blades, or sockets shaped, or provided with separate member, to retain co-operating parts together

Definitions

  • the invention is in the field of such connecting devices for busbars, in which a contact force necessary for the electrical connection is realized by means of a clamping unit between contact surfaces of at least one contact means and associated contact ⁇ sides of a cross between the contact surfaces.
  • the invention relates in particular ⁇ He constructive Gestal ⁇ tung said tension unit.
  • the contact bridges in this case each consist of two flexible, envelope-symmetrical expansion bands 4 or of an expansion band 4 and a contact plate 5, wherein each of the expansion bands 4 is a median portion 7 formed by expansion arches 6, two flat portions adjoining the middle portion and forming the contact surfaces 8 Intermediate sections 9 and two to the
  • the expansion bands 4 consist of several, thin individual bands, which are mechanically and electrically connected by Druckhegea 12 according to Figures 3 and 4.
  • the pressure-joining points 12 were leveled in a second operation to a calibration size.
  • dimensional differences between the pressure joints and the expansion bands were minimized.
  • the remaining depressions of the pressure connection points 12 are used in practice as a contact fat reservoir.
  • the shape and design of the expansion bands 4 makes it possible to change the length of the busbars Lla and Llb, L2a and L2b, L3a and L3b, L4a and L4b as well as Na and Nb during their heating and cooling without causing them to be mechanically distorted.
  • the contact force necessary for the electrical connection is generated in each case by means of tension springs 14 and the clamping springs 15 respectively assigned to the tension springs.
  • the clamping brackets 15 are pressed in the direction 17 of the tension springs 14.
  • a frictional movement between the contact surfaces 8 of the expansion bands 4 and the contact sides 13 of the busbars does not take place since the frictional force between the contact surfaces of the expansion bands and the associated contact sides of the busbars is always higher than the deformation force of the expansion arches 6.
  • the tension springs 14 and the clamping brackets 15 are made of non-magnetic material for interrupting / avoiding an iron circle.
  • the busbars Lla, L2a, L3a, L4a and Na associated with the clamping brackets 15 are held in an insulating holder 22 independently of one another displaceable parallel to the longitudinal direction 23 of the busbars in order to allow the expansion movement in the insulating holder 22.
  • the busbars Llb, L2b, L3b, L4b and Nb associated with the clamping brackets 15 are held in a further insulating independently of each other parallel to the longitudinal direction 23 of the busbars displaceable.
  • Clamps 15 are via connectors - consisting of plug-in heads 24 and associated plug-in openings 25 - and
  • Screw connections - consisting of fastening screws 32, not shown here, the fastening screws associated mounting nuts and through holes 33, 34 for the penetration of the mounting screws 32 - with a lower flange 31 to be connected flange 30 insbeson ⁇ more the tension springs 14 and the clamps 15 hidden.
  • the tensioning of the tension springs 14 by depressing the Flange lid 30 with the clamps 15 attached thereto also requires high assembly forces, so that the terminal block can be tightened practically only with the aid of conventional tools.
  • the aim of the invention is to simplify the assembly of such a connection device.
  • the tension traverses can each also with a sliding shoe, in particular in the form of a thin, C-shaped bronze sheet to ⁇ wrapped.
  • the tension spars of the tension spring can be arranged opposite one another in such a way that their points of contact with the bevels of the tensioning clamp lie on a line inclined by a certain angle x with respect to the direction of the force.
  • a preferred embodiment provides that the clamping clamp on the tension spring from the stop position out into a release position is pivotable, wherein the path of movement of the clamping bracket when pivoting in the release position transverse to the direction of force of the contact force and transverse to the longitudinal direction of the guide slots.
  • the clamp can therefore be swung out of the path of movement that executes the busbar during radial assembly / disassembly.
  • the insulating holder for each of the clamping brackets may each have an insulating housing which engages in the assembled state between phase separation walls of the insulating housing of the Ver ⁇ binding device.
  • the clamping unit according to the invention is preferably used in the connection devices already described for
  • Busbars of a busbar trunking system for realizing a necessary electrical connection contact force between the contact surfaces of at least one contact means and associated contact sides of a border between the contact surfaces of the busbar, in which the one contact means is formed at least as a contact bridge for front Ver ⁇ binding of two busbars.
  • FIG. 6 shows a first embodiment of the connecting device according to the invention for busbars of two busbar trunking systems to be coupled to one another at the end face of a busbar trunking system
  • FIG. 7 shows the first embodiment of the connecting device according to FIG 6 with here partially broken Pictured flange to the view of two underlying arrange ⁇ ter first embodiments of a clamping unit, which is located here in a final position
  • Figure 8 shows the first embodiment of the connecting device according to FIG 6 9 shows the first embodiment of the connecting device according to FIG. 6 with the flange lid open, in which one of the two first embodiments of the clamping unit is in a release position
  • FIGS 10 to 17 different sub-arrangements of the first
  • Figure 18 shows a second embodiment of the clamping unit and Figure 19 shows a second embodiment of the connecting device according to the invention for connecting large busbars.
  • the connecting device 101 according to the invention also has a housing 129, which is formed from a lower flange 131 and a flange cover 130 to be connected by four screw connections to the lower flange 131.
  • a housing 129 which is formed from a lower flange 131 and a flange cover 130 to be connected by four screw connections to the lower flange 131.
  • this mounting screws ⁇ 132 through holes 133 of the flange and through holes 134 of the lower flange.
  • connection device 101 serves as a substitute for the connection device 1 shown in FIG. 1 for the electrical connection of the busbars Lla and Llb, L2a and L2b, L3a and L3b, L4a and L4b as well as Na and Nb shown in FIG.
  • connection device also has contact means 102 or 103 in the form of contact bridges, which consist of two flexible, envelope-symmetrical expansion bands 104 or of an expansion band 104 and a contact plate 105.
  • contact bridges consist of two flexible, envelope-symmetrical expansion bands 104 or of an expansion band 104 and a contact plate 105.
  • the expansion joints also consists of several thin individual strips, which are mechanically and electrically connected by pressure joining points 112 - leveled in known manner, in a second operation on a Kalibier conspiracy and dimensional differences, the pressure joining punk ⁇ te and the strain bands minimizing - Form with provided as a contact fat reservoir depressions large flat contact surfaces 108 form. Due to the shape and design of the expansion joints 104, the change in length of the bus bars is in their heating and cooling possible without it taking into me ⁇ chanical tensions same is also here.
  • Clamps 115 (see also Figure 15) produced.
  • the clamping brackets 115 are pressed in the direction 117 of the tension springs.
  • Each one of the tension springs and their associated one of the clamps thus form also a tension unit 116 .. to realize the necessary for the electrical connection Kon ⁇ clock force between the contact surfaces 108 of the contact means and the contact side 113 of the interdigitating busbar Lla, LIb
  • the tension springs 114 and the clamps 115 are for interrupting / avoiding an iron circuit in a known manner of non-magnetic material.
  • each of the first embodiments shown in Figures 6 to 17 116 of the clamping unit according to the invention thus also on the one hand, a tension spring 114 for loading the contact means with the contact surfaces
  • a clamping bracket 115 for clamping the tension spring 114 in which case, however, the tension spring 114 and the clamping clip 115 of each of the clamping units 116 together form a captive held together clamping pair.
  • the tensioning traverses 140 may each be enveloped by a sliding shoe 146 in the form of a thin, C-shaped bronze sheet in order to reduce the coefficient of friction.
  • the tensioning clamps 115 are pivotable on the tension springs 114 out of the starting position (see also FIG. 8) into a release position (see also FIG transverse to the longitudinal direction 117 of the guide slots.
  • flared ends 148 of the guide slots 137 form pivot bearings and the angled ends 138 of the clamping arms engaging in the pivot bearing pivot pin.
  • all clamps 115 which are associated with the busbars of a rail box, each held in a common ⁇ insulating insulation 122.
  • the tensioning clamps 115 of the clamping pairs are each held independently of one another via separate fastening means 149, 150 on the insulating holder 122 and in the end position transverse to the direction of force 120 of the contact force and transversely to the longitudinal direction 117 of the guide slots - ie parallel to the longitudinal direction 123 of FIG Busbars - slidable to allow the expansion movement in the insulating holder 122.
  • the fastening means 149 (pins formed integrally on the insulating holder) extend through an oblong hole 151 of the clamping clip 115 shown in FIG. A designed as a mounting handle 152 section of the insulating is pivotable about a perpendicular to the movement path of the clamping clips extending film hinge 153.
  • the insulating holder 122 has an insulating housing 154 for each of the clamping clips.
  • the clamping operation can be performed without tools due to the small slope of the clamping bevels 118.
  • the tensioning clamp 115 is pulled upward to release the electrical connection until the stop surfaces 141 and 142 of the tensioning spring 114 and the tensioning clamp 115 are brought into line.
  • the clamping clip 115 can be pivoted away in this position in order to allow the radial installation and removal of the busbars.
  • the abutment surfaces 141 and 142 essentially ensure that the assignment of the clamping clip 115 to the tension spring 114 is always maintained and thus incorrect operation due to incorrect joining is precluded.
  • the clamping clip 115 is guided in its tensioning and relaxing movement in the guide slot 137.
  • the tensioning bars 240 of the tensioning spring 214 can be arranged opposite one another, if required, such that their points of contact 255 with the clamping bevels 218 of the clamping bracket 215 are displaced by a force 220 relative to the direction of force 220.
  • agreed angle x inclined line 256 lie.
  • the size of the angle x is selected in dependence on the friction coefficient and the ge ⁇ desired reduction in the removal force.
  • at least two of the contact bridges 102 and at least four of the two can be connected to the frontal connection of two large bus bars Llc, Lid
  • Clamping units 116 may be provided.

Landscapes

  • Clamps And Clips (AREA)

Abstract

Die Erfindung befasst sich mit einer Verbindungseinrichtung für Stromschienen, bei der zwischen Kontaktflächen (108) zumindest eines Kontaktmittels (102, 103) und zugeordneten Kontaktseiten (113; 313) einer zwischen die Kontaktflächen greifenden Stromschiene (L1a, L1b, L2a, L2b, L3a, L3b, L4a, L4b, Na, Nb; L1c, L1d) eine für die elektrische Verbindung notwendige Kontaktkraft mittels einer Spanneinheit (116; 216) realisiert wird. Die Erfindung betrifft dabei insbesondere die konstruktive Gestaltung der genannten Spanneinheit (116; 216), die eine Spannfeder (114; 214) zur Beaufschlagung des Kontaktmittels (102, 103) mit der die Kontaktflächen (108) an die Kontaktseiten (113; 313) pressenden Kontaktkraft und eine Spannklammer (115; 215) zum Spannen der Spannfeder aufweist. Um die die Montage der Verbindungseinrichtung zu vereinfachen ist vorgesehen, dass die Spannfeder (114; 214) und die Spannklammer (115; 215) ein unverlierbar aneinander gehaltenes Spannpaar bilden.

Description

Beschreibung
Spanneinheit und Verbindungseinrichtung für Stromschienen mit einer derartigen Spanneinheit
Beim Aufbau eines Schienenstranges eines Schienenverteiler- systemen, durch stirnseitige Aneinanderkopplung von vormontierten Schienenkästen müssen als starre Profile ausgebildete Stromschienen, die ummantelt von einem Schienengehäuse, flach nebeneinander in den Schienengehäusen angeordneten sind, auf montagetechnisch einfache Weise mittels einer geeigneten Verbindungseinrichtung stirnseitig elektrisch leitend miteinander verbunden werden. Die Erfindung liegt auf dem Gebiet derartiger Verbindungseinrichtungen für Stromschienen, bei denen zwischen Kontaktflächen zumindest eines Kontaktmittels und zugeordneten Kontakt¬ seiten einer zwischen die Kontaktflächen greifenden Stromschiene eine für die elektrische Verbindung notwendige Kon- taktkraft mittels einer Spanneinheit realisiert wird. Die Er¬ findung betrifft dabei insbesondere die konstruktive Gestal¬ tung der genannten Spanneinheit.
Aus dem Katalog LV 70, 2006, der Siemens AG, Bestell-Nr.
E86060-K1870-A101-A2 ist eine gattungsgemäße Verbindungseinrichtung für Stromschienen bekannt, bei der die Spanneinheit eine Spannfeder zur Beaufschlagung des Kontaktmittels mit der die Kontaktflächen an die Kontaktseiten pressenden Kontaktkraft und eine Spannklammer zum Spannen der Spannfeder auf- weist. Im genannten Katalog wird diese Verbindungseinrichtung als Klemmblock oder auch als Steckklemme BD2-400-SK gelistet. Sie dient zur Verbindung von Stromschienen des Schienenverteiler-Systems BD2 der Siemens AG bis zu Bemessungsströmen Ie von 400 A und gehört zur Grundausstattung von geraden und die Richtung des Schienenstranges ändernden Schienenkästen. Die Figuren 1 bis 5 zeigen die verschiedenen Bestandteile dieser bekannten Verbindungseinrichtung 1 im Detail.
Gemäß der Figur 1 sind demnach Stromschienen Lla und Llb, L2a und L2b, L3a und L3b, L4a und L4b sowie Na und Nb zweier stirnseitig aneinander gekoppelter Schienenkästen des genannten Schienenverteilersystems jeweils mittels eines Kontakt¬ mittels 2 bzw. 3 in Form einer Kontaktbrücke elektrisch miteinander verbunden. Die Kontaktbrücken bestehen dabei jeweils aus zwei flexiblen umschlagsymmetrisch ausgebildeten Dehnungsbändern 4 oder aus einem Dehnungsband 4 und einem Kontaktblech 5, wobei jedes der Dehnungsbänder 4 einen von Deh- nungsbögen 6 gebildeten Mittenabschnitt 7, jeweils zwei sich an den Mittenabschnitt anschließende, die Kontaktflächen 8 bildende flache Zwischenabschnitte 9 und zwei sich an die
Zwischenabschnitte anschließende, zur Fixierung in einem Iso¬ liergehäuse 10 als Einsteckzungen ausgebildete Endabschnitte 11 aufweist. Die Dehnungsbänder 4 bestehen aus mehreren, dünnen Einzelbändern, welche gemäß der Figuren 3 und 4 mechanisch und elektrisch durch Druckfügepunkte 12 verbunden sind. Zur Erreichung einer großflächigen, ebenen Kontaktfläche wurden hierbei die Druckfügepunkte 12 in einem zweiten Arbeitsgang auf ein Kali- biermaß planiert. Dabei wurden gleichzeitig Maßunterschiede der Druckfügepunkte und der Dehnungsbänder minimiert. Die noch verbleibenden Vertiefungen der Druckfügepunkte 12 werden in der Praxis als Kontaktfett-Reservoir genutzt. Die Form und Ausführung der Dehnungsbänder 4 ermöglicht die Längenänderung der Stromschienen Lla und Llb, L2a und L2b, L3a und L3b, L4a und L4b sowie Na und Nb bei deren Erwärmung und Abkühlung ohne dass es dabei zu mechanischen Verspannun- gen derselben kommt.
Gleichzeitig wird eine Reibbewegung zwischen den Kontaktflä¬ chen 8 und den in der Figur 1 mit dem Bezugszeichen 13 be- zeichneten Kontaktseiten der Stromschienen vermieden. Das ist wichtig, um einen dauerhaft störungsfreien Betrieb des Schie- nenverteilersystems zu gewährleisten. Gemäß der Figur 4 wird die für die elektrische Verbindung notwendige Kontaktkraft jeweils mittels Spannfedern 14 und den Spannfedern jeweils zugeordneten Spannklammern 15 erzeugt. Dabei werden die Spannklammern 15 in Richtung 17 der Spannfedern 14 gedrückt. Jeweils eine der Spannfedern 14 und die ihr zugeordneten der Spannklammern 15 bilden also eine Spanneinheit 16, um die für die elektrische Verbindung not¬ wendige Kontaktkraft zwischen den Kontaktflächen 8 des Kontaktmittels und den in Figur 1 mit 13 bezeichneten Kontakt¬ seiten der jeweils dazwischen greifenden Stromschiene zu rea- lisieren.
Hierbei beaufschlagen in der Figur 5 mit dem Bezugszeichen 18 versehene Spannschrägen der Spannklammern 15, Federarme 19 der Spannfedern 14 und bewegen diese nach innen in Richtung der Kontaktseiten der Stromschienen. Dadurch kommt es zu einem Kraftanstieg zwischen Druckflächen der Spannfedern 14 und zugeordneten Druckflächen der flachen Zwischenabschnitte 9 der Dehnungsbänder 4 und damit auch zu einem Kraftanstieg zwischen den Kontaktflächen 8 der Dehnungsbänder und den Kon- taktseiten 13 der Stromschienen in einer senkrecht zu den Kontaktflächen verlaufenden Kraftrichtung 20.
Eine Reibbewegung zwischen den Kontaktflächen 8 der Dehnungsbänder 4 und den Kontaktseiten 13 der Stromschienen findet nicht statt, da die Reibkraft zwischen den Kontaktflächen der Dehnungsbänder und den zugeordneten Kontaktseiten der Stromschienen stets höher ist als die Verformungskraft der Deh- nungsbögen 6. Um dies zu gewährleisten weisen die von den Kontaktflächen 8 kontaktierten Bereiche der Kontaktseiten 13 der aus Kupfer oder Aluminium bestehenden Stromschienen und die Kontaktflächen 8 selbst eine entsprechende Oberflächenbe¬ handlung - insbesondere in Form einer Zinnschicht - auf. Auch die gezeigte Gestaltung der Dehnungsbänder 4 trägt dazu bei, dass die angesprochene Reibbewegung sicher ausgeschlossen wird . Die Spannfedern 14 und die Spannklammern 15 bestehen aus nichtmagnetischem Material zur Unterbrechung/Vermeidung eines Eisenkreises .
Gemäß den Figuren 4 und 5 sind die den Stromschienen Lla, L2a, L3a, L4a sowie Na zugeordneten der Spannklammern 15 in einem Isolierhalter 22 unabhängig voneinander parallel zur Längsrichtung 23 der Stromschienen verschiebbar gehalten um die Ausdehnungsbewegung im Isolierhalter 22 zu ermöglichen. In gleicher, hier nicht gezeigter Weise sind auch die den Stromschienen Llb, L2b, L3b, L4b sowie Nb zugeordneten der Spannklammern 15 in einem weiteren Isolierhalter unabhängig voneinander parallel zur Längsrichtung 23 der Stromschienen verschiebbar gehalten. Die Isolierhalter 22 mit den daran verschiebbar gehaltenen
Spannklammern 15 sind über Steckverbindungen - bestehend aus Steckköpfen 24 und zugeordneten Stecköffnungen 25 - und
Schraubverbindungen - bestehend aus Schrauben 26, hier nicht weiter dargestellten, den Schrauben zugeordneten Muttern und Öffnungen 27, 28 zum Durchgriff der Schrauben 26 - an einem Flanschdeckel 30 eines zu der Verbindungseinrichtung (zum Klemmblock) gehörenden Gehäuses 29 befestigt. Bei der Bedie¬ nung der Spannelemente (Spannfedern und Spannklammern) der Spanneinheiten 16 hat der Monteur daher ein sogenanntes „Blindes Fügen" auszuführen, da der aufgesetzte, durch vier
Schraubverbindungen - bestehend aus Befestigungsschrauben 32, hier nicht weiter dargestellten, den Befestigungsschrauben zugeordneten Befestigungsmuttern und Durchgangsöffnungen 33, 34 zum Durchgriff der Befestigungsschrauben 32 - mit einem unteren Flansch 31 zu verbindende Flanschdeckel 30 insbeson¬ dere die Spannfedern 14 und die Spannklammern 15 verdeckt. Das Spannen der Spannfedern 14 durch Herunterdrücken des Flanschdeckels 30 mit den daran befestigten Spannklammern 15 erfordert außerdem hohe Montagekräfte, so dass der Klemmblock praktisch nur unter Zuhilfenahme herkömmlicher Werkzeuge angezogen werden kann.
Ziel der Erfindung ist es, die Montage einer derartigen Verbindungseinrichtung zu vereinfachen.
Ausgehend von einer Spanneinheit mit den Merkmalen des Ober- bergriffes des Patentanspruches 1 (Spanneinheit des Klemmblo¬ ckes BD2-400-SK, Katalog LV 70, 2006, der Siemens AG, Be¬ stell-Nr. E86060-K1870-A101-A2) wird diese Ausgabe dadurch gelöst, dass die Spannfeder und die Spannklammer ein unverlierbar aneinander gehaltenes Spannpaar bilden. - Hierdurch bleibt die Zuordnung der Spannklammer zur Spannfeder immer erhalten und Fehlbedienungen durch falsches Fügen sind damit sicher ausgeschlossen.
Weitere bevorzugte, besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Beispielsweise kann das unverlierbare Aneinanderhalten der Spannfeder und der Spannklammer dadurch realisiert werden, dass zwischen Federarmen der Spannfeder einander gegenüber- liegende Führungsschlitz ausgebildet sind, entlang derer die Spannklammer mittels abgewinkelter, in die Führungsschlitze eingreifender Enden der Spannarme in einer senkrecht zur Kraftrichtung der Kontaktkraft verlaufenden Richtung zwischen einer Ausgangsposition und einer Endposition an der Spannfe- der verschiebbar ist, wobei die abgewinkelte Enden der Spannarme der Spannklammer und eine die Federarme der Spannfeder verbindende Spanntraverse einander zugeordnete erste An¬ schlagflächen bilden, die in der Ausgangsposition aneinander anliegen, und wobein eine die Spannarme verbindende Basis der Spanklammer und die Spanntraverse einander zugeordnete zweite Anschlagflächen bilden, die in der Endposition aneinander anliegen . Besonders vorteilhaft ist es, wenn dem Kontaktmittel zuge neigte Spannschrägen der Spannarme der Spannklammer die
Spanntraversen beaufschlagen, da dann - bei entsprechend ringer Steigung der Spannschrägen - der Spannvorgang ohne Werkzeug ausgeführt werden kann.
Um die Montagekräfte noch weiter zu reduzieren, können die Spanntraversen jeweils auch noch mit einem Gleitschuh, insbesondere in Form eines dünnen, C-förmigen Bronzebleches, um¬ hüllt werden. Außerdem können die Spanntraversen der Spannfeder derart einander gegenüberliegend angeordnet werden, dass ihre Berührungspunkte mit den Schrägen der Spannklammer auf einer zur Kraftrichtung um einen bestimmten Winkel x geneigten Linie liegen.
Um die mit dem Kontaktmittel zu verbindende der Stromschienen auch beim Einsatz der erfindungsgemäßen Spanneinheit sowohl in axialer Richtung (Längsrichtung der Stromschiene) als auch in radialer Richtung (quer zu der Längsrichtung der Stromschiene) zwischen die Kontaktflächen des Kontaktmittels ein¬ führen zu können, ist in bevorzugter Ausgestaltung vorgesehen, dass die Spannklammer an der Spannfeder aus der Anschlagposition heraus in eine Freigabeposition schwenkbar ist, wobei die Bewegungsbahn der Spannklammer beim Schwenken in die Freigabeposition quer zur Kraftrichtung der Kontaktkraft und quer zur Längsrichtung der Führungsschlitze verläuft. Die Spannklammer kann also aus der Bewegungsbahn, die die Stromschiene bei radialer Montage/Demontage ausführt, herausgeschwenkt werden.
Um dies zu gewährleisten können aufgeweitete Enden der Führungsschlitze Schwenklager und die abgewinkelten Enden der Spannarme in die Schwenklager eingreifende Schwenkzapfen bil¬ den . Zur stirnseitigen Verbindung mehrschieniger Schienenkästen sind entsprechend mehrere der Spannpaare vorgesehen, wobei die Spannklammern der Spannpaare über separate Befestigungs¬ mittel an einem Isolierhalter unabhängig voneinander gehalten und dabei in der Endposition quer zur Kraftrichtung der Kontaktkraft und quer zur Längsrichtung der Führungsschlitze verschiebbar sind.
Um auch den Isolierhalter aus den Bewegungsbahnen, die die Stromschienen bei radialer Montage/Demontage ausführen, herausschwenken zu können weist dieser einen über ein senkrecht zur Bewegungsbahn der Spannklammern verlaufendes Filmscharnier angeformten Montagegriff auf. Dieser Montagegriff kann mittels des Filmscharnieres abgewinkelt werden, um den
Schwenkwinkel des Isolierhalters zur Freigabe der Bewegungs¬ bahnen der Stromschienen zu vergrößern.
Zur Realisierung großer Kriechstrecken zwischen den einzelnen Phasen, kann der Isolierhalter für jede der Spannklammern je- weils eine Isoliereinhausung aufweisen, die in montiertem Zustand zwischen Phasentrennwände des Isoliergehäuses der Ver¬ bindungseinrichtung greift.
Die erfindungsgemäße Spanneinheit findet bevorzugt Anwendung in den bereits beschriebenen Verbindungseinrichtungen für
Stromschienen eines Schienenverteilersystems zur Realisierung einer für eine elektrische Verbindung notwendigen Kontaktkraft zwischen Kontaktflächen zumindest eines Kontaktmittels und zugeordneten Kontaktseiten einer zwischen die Kontaktflä- chen greifenden Stromschiene, bei denen das zumindest eine Kontaktmittel als eine Kontaktbrücke zur stirnseitigen Ver¬ bindung zweier Stromschienen ausgebildet ist.
Bevorzugt ist dabei vorgesehen, große Stromschienen - insbe- sondere Stromschienen, die für einen Nennstrom oberhalb von 400A ausgelegt sind - stirnseitig mittels zweier Kontaktbrü¬ cken zu verbinden, deren vier Kontaktflächen entsprechend über vier Spanneinheiten unter der erforderlichen Kontaktkraft stromleitend an die Kontaktseiten der beiden Stromschienen gepresst sind. Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind im Weiteren anhand der Figuren 6 bis 15 näher beschrieben. Dabei zeigen:
Figur 6 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbindungseinrichtung für Stromschienen zweier stirnseitig aneinander zu koppelnder Schienenkästen eines Schienenvertei- lersystems ,
Figur 7 die erste Ausführungsform der Verbindungseinrich- tung gemäß der Figur 6 mit hier teilweise ausgebrochen dargestelltem Flanschdeckel zur Ansicht zweier darunter angeordne¬ ter erster Ausführungsformen einer Spanneinheit, die sich hier in einer Endposition befindet, Figur 8 die erste Ausführungsform der Verbindungseinrichtung gemäß der Figur 6 mit geöffnetem Flanschdeckel, bei der sich eine der beiden ersten Ausführungsformen der Spanneinheit in einer Ausgangsposition befindet, Figur 9 die erste Ausführungsform der Verbindungseinrichtung gemäß der Figur 6 mit geöffnetem Flanschdeckel, bei der sich eine der beiden ersten Ausführungsformen der Spanneinheit in einer Freigabeposition befindet, Figuren 10 bis 17 verschiedene Teilanordnungen der ersten
Ausführungsform der Verbindungseinrichtung gemäß der Figur 6,
Figur 18 eine zweite Ausführungsform der Spanneinheit und Figur 19 eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbindungseinrichtung zur Verbindung großer Stromschienen. Gemäß den Figuren 6 bis 11 weist auch die erfindungsgemäße Verbindungseinrichtung 101 ein Gehäuse 129 auf, das aus einem unteren Flansch 131 und einem durch vier Schraubverbindungen mit dem unteren Flansch 131 zu verbindende Flanschdeckel 130 gebildet ist. Auch hier durchgreifen dabei Befestigungs¬ schrauben 132 Durchgangsbohrungen 133 des Flanschdeckels und Durchgangsbohrungen 134 des unteren Flansches.
Die erfindungsgemäße Verbindungseinrichtung 101 dient als Er- satz für die in der Figur 1 gezeigte Verbindungseinrichtung 1 zur elektrischen Verbindung der in der Figur 1 gezeigten Stromschienen Lla und Llb, L2a und L2b, L3a und L3b, L4a und L4b sowie Na und Nb .
Gemäß den Figuren 12 bzw. 13 weist auch die erfindungsgemäße Verbindungseinrichtung hierzu Kontaktmittel 102 bzw. 103 in Form von Kontaktbrücken auf, die aus zwei flexiblen umschlagsymmetrisch ausgebildeten Dehnungsbändern 104 oder aus einem Dehnungsband 104 und einem Kontaktblech 105 bestehen. In der bekannten Weise ist dabei jedes der Dehnungsbänder 104 mit einem von Dehnungsbögen 106 gebildeten Mittenabschnitt 107, jeweils zwei sich an den Mittenabschnitt anschließende, die Kontaktflächen 108 bildende flache Zwischenabschnitte 109 und zwei sich an die Zwischenabschnitte anschließende, zur Fixie¬ rung in einem Isoliergehäuse 110 als Einsteckzungen ausgebil¬ dete Endabschnitte 111 ausgestattet.
Gemäß der Figur 14 bestehen die Dehnungsbänder 104 auch hier aus mehreren, dünnen Einzelbändern, welche mechanisch und elektrisch durch Druckfügepunkte 112 verbunden sind, die - in bekannter Weise in einem zweiten Arbeitsgang auf ein Kalibiermaß planiert und damit Maßunterschiede der Druckfügepunk¬ te und der Dehnungsbänder minimierend - mit als Kontaktfett- Reservoir dienenden Vertiefungen versehene großflächige ebene Kontaktflächen 108 bilden. Durch die Form und Ausführung der Dehnungsbänder 104 wird auch hier die Längenänderung der Stromschienen bei deren Erwärmung und Abkühlung ermöglicht, ohne dass es dabei zu me¬ chanischen Verspannungen derselben kommt.
Gemäß der Figur 17 wird die für die elektrische Verbindung notwendige Kontaktkraft jeweils mittels Spannfedern 114 (vgl. auch Figur 16) und den Spannfedern jeweils zugeordneten
Spannklammern 115 (vgl. auch Figur 15) erzeugt. Dabei werden die Spannklammern 115 in Richtung 117 der Spannfedern gedrückt. Jeweils eine der Spannfedern und die ihr zugeordnete der Spannklammern bilden also auch hier eine Spanneinheit 116, um die für die elektrische Verbindung notwendige Kon¬ taktkraft zwischen den Kontaktflächen 108 des Kontaktmittels und den Kontaktseiten 113 der dazwischen greifenden Stromschiene Lla, Llb zu realisieren..
Hierbei bewegen Spannschrägen 118 der Spannklammern 115, Federarme 135 der Spannfedern 114 nach innen in Richtung der Kontaktseiten 113 der Stromschienen Lla, Llb. Dadurch kommt es zu einem Kraftanstieg zwischen Druckflächen 135 der Spannfedern 114 und zugeordneten Druckflächen 136 der flachen Zwischenabschnitte 109 der Dehnungsbänder 104 und damit auch zu einem Kraftanstieg zwischen den Kontaktflächen 108 der Deh- nungsbänder und den Kontaktseiten 113 der Stromschienen in einer senkrecht zu den Kontaktflächen 108 verlaufenden Kraftrichtung 120.
Auch hier findet keine Reibbewegung zwischen den Kontaktflä- chen 108 der Dehnungsbänder 104 und den Kontaktseiten 113 der Stromschienen Lla, Llb statt, da die Reibkraft zwischen den Kontaktflächen 108 der Dehnungsbänder und den zugeordneten Kontaktseiten 113 der Stromschienen Lla, Llb stets höher ist als die Verformungskraft der Dehnungsbögen 106. Hierzu weisen die von den Kontaktflächen 108 kontaktierten Bereiche der
Kontaktseiten 113 der aus Kupfer oder Aluminium bestehenden Stromschienen Lla, Llb und die Kontaktflächen 108 selbst eine entsprechende Oberflächenbehandlung - insbesondere in Form einer Zinnschicht - auf.
Die Spannfedern 114 und die Spannklammern 115 bestehen zur Unterbrechung/Vermeidung eines Eisenkreises in bekannter Weise aus nichtmagnetischem Material.
Zur Realisierung der für eine elektrische Verbindung notwendigen Kontaktkraft zwischen den Kontaktflächen 108 des Kon- taktmittel und den zugeordneten Kontaktseiten 113 der zwischen die Kontaktflächen greifenden Stromschienen des Schie- nenverteilersystems weist jede der in den Figuren 6 bis 17 gezeigten ersten Ausführungsformen 116 der erfindungsgemäßen Spanneinheit also auch zum Einen eine Spannfeder 114 zur Be- aufschlagung des Kontaktmittels mit der die Kontaktflächen
108 an die Kontaktseiten 113 pressenden Kontaktkraft und zum Anderen eine Spannklammer 115 zum Spannen der Spannfeder 114 auf, wobei hier jedoch die Spannfeder 114 und die Spannklammer 115 jeder der Spanneinheiten 116 zusammen ein unverlier- bar aneinander gehaltenes Spannpaar bilden.
Dabei sind zwischen Federarmen 119 der Spannfedern 114 einander gegenüberliegende Führungsschlitze 137 ausgebildet, ent¬ lang derer die Spannklammern mittels abgewinkelter, in die Führungsschlitze 137 eingreifender Enden 138 von Spannarmen
139 in einer senkrecht zur Kraftrichtung 120 der Kontaktkraft verlaufenden Richtung 117 (Längsrichtung der Führungsschlitze) zwischen einer Ausgangsposition und einer Endposition an der Spannfeder 114 verschiebbar sind, wobei die abgewinkelten Enden 138 der Spannarme 139 der Spannklammer und eine die Fe¬ derarme 119 der Spannfeder verbindende Spanntraverse 140 ein¬ ander zugeordnete erste Anschlagflächen 141, 142 bilden, die in der Ausgangsposition aneinander anliegen und wobein eine die Spannarme verbindende Basis 143 der Spanklammer und die Spanntraverse einander zugeordnete zweite Anschlagflächen
144, 145 bilden, die in der Endposition aneinander anliegen. Die dem Kontaktmittel 102; 103 zugeneigte Spannschrägen 118 der Spannarme 139 der Spannklammer beaufschlagen die
Spanntraversen 140. Die Spanntraversen 140 können gemäß der Figur 16 jeweils mit einem Gleitschuh 146 in Form eines dünnen, C-förmigen Bronzebleches umhüllt sein, um den Reibwert zu verringern.
Die Spannklammern 115 sind an der Spannfedern 114 aus der Ausgangsposition (vgl. auch Figur 8) heraus in eine Freigabeposition (vgl. auch Figur 9) schwenkbar, wobei die Bewegungsbahn 147 jeder der Spannklammern beim Schwenken in die Freigabeposition quer zur Kraftrichtung 120 der Kontaktkraft und quer zur Längsrichtung 117 der Führungsschlitze verläuft.
Dabei bilden aufgeweitete Enden 148 der Führungsschlitze 137 Schwenklager und die abgewinkelten Enden 138 der Spannarme in die Schenklager eingreifende Schwenkzapfen. Dabei sind alle Spannklammern 115, die den Stromschienen eines Schienenkastens zugeordnet sind, jeweils in einem gemein¬ samen Isolierhalten 122 gehalten.
Gemäß der Figur 10 sind die Spannklammern 115 der Spannpaare dabei jeweils über separate Befestigungsmittel 149, 150 an dem Isolierhalter 122 unabhängig voneinander gehalten und dabei in der Endposition quer zur Kraftrichtung 120 der Kontaktkraft und quer zur Längsrichtung 117 der Führungsschlitze - also parallel zur Längsrichtung 123 der Stromschienen - verschiebbar, um die Ausdehnungsbewegung im Isolierhalter 122 zu ermöglichen.
Hierzu durchgreifen die Befestigungsmittel 149 (einstückig am Isolierhalter ausgebildete Stifte) ein in der Figur 15 ge- zeigtes Langloch 151 der Spannklammer 115. Ein als Montagegriff 152 ausgebildeter Abschnitt des Isolierhalters ist um ein senkrecht zur Bewegungsbahn der Spannklammern verlaufendes Filmscharnier 153 schwenkbar. Der Isolierhalter 122 weist für jede der Spannklammern eine Isoliereinhausung 154 auf.
Der Spannvorgang kann, aufgrund der geringen Steigung der Spannschrägen 118 ohne Werkzeug ausgeführt werden.
Gemäß der Figur 8 wird die Spannklammer 115 zum Lösen der elektrischen Verbindung nach oben gezogen bis die Anschlagflächen 141 und 142 der Spannfeder 114 sowie der Spannklammer 115 zur Deckung gebracht werden.
Gemäß der Figur 9 kann die Spannklammer 115 in dieser Position weggeschwenkt werden, um den radialen Ein- und Ausbau der Stromschienen zu ermöglichen. Die Anschlagflächen 141 und 142 stellen im Wesentlichen sicher, dass die Zuordnung der Spannklammer 115 zur Spannfeder 114 immer erhalten bleibt und damit Fehlbedienungen durch falsches Fügen ausgeschlossen werden. Die Spannklammer 115 wird bei ihrer Spann- und Entspannbewegung im Führungsschlitz 137 geführt.
Durch das Zusammenfassen der erfindungsgemäßen Spanneinheiten mittels der Isolierhalter 122 und dem Isoliergehäuse 110 ist es möglich, bei mehrschienigen Systemen alle vorhandenen Schienen in einem Montage-/Demontagevorgang zu verbinden bzw. zu lösen.
Gemäß der in der Figur 18 gezeigten Ausführungsform 216 der Spanneinheit können die Spanntraversen 240 der Spannfeder 214 bei Bedarf derart einander gegenüberliegend angeordnet sein, dass ihre Berührungspunkte 255 mit den Spannschrägen 218 der Spannklammer 215 auf einer zur Kraftrichtung 220 um einen be- stimmten Winkel x geneigten Linie 256 liegen. Die Größe des Winkels x wird in Anhängigkeit vom Reibwert und von der ge¬ wünschten Verringerung der Demontagekraft gewählt. Gemäß der in der Figur 19 gezeigten Ausführungsform 301 der erfindungsgemäßen Verbindungseinrichtung können zur stirnseitigen Verbindung zweier großer Stromschienen Llc, Lid zumindest zwei der Kontaktbrücken 102 und zumindest vier der
Spanneinheiten 116 vorgesehen sein.

Claims

Patentansprüche
1. Spanneinheit (116; 216) zur Realisierung einer für eine elektrische Verbindung notwendigen Kontaktkraft zwischen Kontaktflächen (108) eines Kontaktmittels (102, 103) einer
Verbindungseinrichtung (101, 301) für Stromschienen (Lla, Llb, L2a, L2b, L3a, L3b, L4a, L4b, Na, Nb; Llc, Lid) ei¬ nes Schienenverteilersystems und zugeordneten Kontaktsei¬ ten (113; 313) einer zwischen die Kontaktflächen (108) greifenden der Stromschienen,
- mit einer Spannfeder (114; 214) zur Beaufschlagung des Kontaktmittels (102, 103) mit der die Kontaktflächen (108) an die Kontaktseiten (113; 313) pressenden Kontaktkraft und
- mit einer Spannklammer (115; 215) zum Spannen der Spannfeder,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Spannfeder (114; 214) und die Spannklammer (115; 215) ein unverlierbar aneinander gehaltenes Spannpaar bilden.
2. Spanneinheit (116; 216) nach Anspruch 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s zwischen Federarmen der Spannfeder einander gegenüberliegende Führungsschlitze (137) ausgebildet sind, entlang de- rer die Spannklammer (115; 215) mittels abgewinkelter, in die Führungsschlitze (137) eingreifender Enden (138) von Spannarmen (139) in einer senkrecht zur Kraftrichtung (120; 220) der Kontaktkraft verlaufenden Richtung (117; 217) zwischen einer Ausgangsposition und einer Endposition an der Spannfeder (114; 214) verschiebbar ist,
wobei die abgewinkelte Enden (138) der Spannarme (139) der Spannklammer und eine die Federarme (119) der Spannfeder verbindende Spanntraverse (140; 240) einander zugeordnete erste Anschlagflächen (141, 142) bilden, die in der Aus- gangsposition aneinander anliegen und
wobein eine die Spannarme verbindende Basis (143; 243) der Spanklammer und die Spanntraverse (140; 240) einander zu- geordnete zweite Anschlagflächen (144, 145; 244, 245) bil¬ den, die in der Endposition aneinander anliegen.
Spanneinheit (116; 216) nach Anspruch 2,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s dem Kontaktmittel (102, 103) zugeneigte Spannschrägen (118; 218) der Spannarme der Spannklammer die Spanntraversen (140; 240) beaufschlagen.
Spanneinheit (116; 216) Anspruch 3,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Spanntraversen (140; 240) jeweils mit einem Gleitschuh (146), insbesondere in Form eines dünnen, C-förmigen Bronzebleches, umhüllt sind.
Spanneinheit (216) nach einem der Ansprüche 3 oder 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Spanntraversen (240) der Spannfeder derart einander gegenüberliegend angeordnet sind, dass ihre Berührungs¬ punkte mit den Spannschrägen (218) der Spannklammer auf einer zur Kraftrichtung (220) der Kontaktkraft um einen bestimmten Winkel x geneigten Linie (256) liegen.
Spanneinheit (116; 216) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Spannklammer an der Spannfeder aus der Ausgangsposition heraus in eine Freigabeposition schwenkbar ist, wobei die Bewegungsbahn (147) der Spannklammer beim Schwenken in die Freigabeposition quer zur Kraftrichtung (120; 220) der Kontaktkraft und quer zur Längsrichtung (117; 217) der Führungsschlitze (137) verläuft.
Spanneinheit (116; 216) nach Anspruch 6,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s aufgeweitete Enden (148) der Führungsschlitze (137)
Schwenklager und die abgewinkelten Enden der Spannarme in die Schenklager eingreifende Schwenkzapfen bilden.
8. Spanneinheit (116; 216) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s mehrere der Spannpaare vorgesehen sind, wobei die Spann- klammern (114; 214) der Spannpaare über separate Befesti¬ gungsmittel (149, 150) an einem Isolierhalter (122) unab¬ hängig voneinander gehalten und dabei in der Endposition quer zur Kraftrichtung (120; 220) der Kontaktkraft und quer zur Längsrichtung (117; 217) der Führungsschlitze verschiebbar sind.
9. Spanneinheit (116; 216) nach Anspruch 8,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s ein als Montagegriff (152) ausgebildeter Abschnitt des Isolierhalters um ein senkrecht zur Bewegungsbahn (147) der Spannklammern verlaufendes Filmscharnier (153) schwenkbar ist.
10. Spanneinheit (116; 216) nach einem der Ansprüche 8 oder 9,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der Isolierhalter (122) für jede der Spannklammern (114; 214) eine Isoliereinhausung (154) aufweist. 11. Verbindungseinrichtung (101; 301) für Stromschienen
(Lla, Llb, L2a, L2b, L3a, L3b, L4a, L4b, Na, Nb; Llc, Lid) eines Schienenverteilersystems mit zumindest einem Kontaktmittel (102, 103) und mit zumindest einer Spannein¬ heit (116; 216) zur Realisierung einer für eine elektri- sehe Verbindung notwendigen Kontaktkraft zwischen Kontaktflächen (108) des zumindest einen Kontaktmittels und zuge¬ ordneten Kontaktseiten (113; 313) einer zwischen die Kontaktflächen greifenden der Stromschienen
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die zumindest eine Spanneinheit (116; 216) nach einem der
Ansprüche 1 bis 10 ausgebildet ist.
12. Verbindungseinrichtung (101; 301) nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das zumindest eine Kontaktmittel (102) als eine Kontakt¬ brücke zur stirnseitigen Verbindung zweier (Lla, Llb;
L2a, L2b; L3a, L3b; L4a, L4b, Na, Nb; Llc, Lid) der Strom¬ schienen ausgebildet ist.
13. Verbindungseinrichtung (101; 301) nach Anspruch 12,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Kontaktbrücke aus zumindest zwei flexiblen, insbeson¬ dere umschlagsymmetrisch ausgebildeten Dehnungsbändern (104) besteht, wobei jedes der Dehnungsbänder einen von Dehnungsbögen (106) gebildeten Mittenabschnitt (107), jeweils zwei sich an den Mittenabschnitt anschließende, die Kontaktflächen (108) bildende flache Zwischenabschnitte
(109) und zwei sich an die Zwischenabschnitte anschließen¬ de, zur Fixierung in einem Isoliergehäuse (110) als Ein¬ steckzungen ausgebildete Endabschnitte (111) aufweist. 14. Verbindungseinrichtung (301) nach einem der Ansprüche 12 oder 13,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s zur stirnseitigen Verbindung zweier der Stromschienen (Llc, Lid) zumindest zwei der Kontaktbrücken und zumindest vier der Spanneinheiten (116) vorgesehen sind.
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