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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verbindung einer ersten Stromschiene mit einer zweiten Stromschiene, einen Segmentverbinder für ein Stromschienensystem und ein Stromschienensystem.
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Elektrische Verteilsysteme können als Stromschienensysteme ausgebildet sein. Bei diesen sind die Stromschienen in Richtung des Stromflusses als langgestreckte, feste Leiter ausgebildet. Sie werden zum Transport oder zur Verteilung elektrischer Energie eingesetzt. Typische Aufgaben eines Stromschienensystems sind beispielsweise die Verbindung von einem Transformator über einen Hauptverteiler zum Unterverteiler oder die Versorgung von Großverbrauchern. Ebenfalls werden Stromschienensysteme beispielsweise dazu verwendet, in Windenergieanlagen den im Turmkopf erzeugten Strom eines Generators zum Turmfuß zu leiten oder Strom vom Turmfuß in den Turmkopf zu transportieren, um dort elektrische Anlagen mit Energie zu versorgen.
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Die Turmerrichtung von Windenergieanlagen erfolgt mittels einzelner Turmsegmente, die am jeweiligen Bestimmungsort zu einem einheitlichen Windenergieanlagenturm zusammengeführt werden. In den jeweiligen Segmenten sind die Stromschienen typischerweise jeweils vorinstalliert und werden anschließend nach Verbindung der Turmsegmente zu einem gemeinsamen Stromschienenstrang mittels eines Segmentverbinders verbunden.
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Um während der Errichtung des Turms die Stromschienen nicht zu beschädigen, wird vom Hersteller der Windenergieanlage typischerweise die unterste Schiene des zu montierenden Segments mittels Styroporplatten einseitig so auf Abstand gehalten, dass eine unfallfreie Errichtung der Segmente möglich ist. Zudem die unterste Schiene mittels Spanngurten an ein Stahlträgersystem fixiert, so dass ein ungewolltes Lösen und Herabfallen der Stromschiene beziehungsweise der Bauteile nicht möglich ist. Nachdem die Turmsegmente verbunden und die Styroporplatten und Spanngurte entfernt wurden, ist es möglich, die Stromschienen miteinander elektrisch zu verbinden. Montagetoleranzen des Windenergieanlagenturms werden mittels eines Dehnungsausgleichs der Stromschienen kompensiert.
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Die herkömmliche Montage, wie zuvor beschrieben, bedeutet eine unsichere Vorgehensweise mit einem hohen zeitlichen Aufwand. Des Weiteren birgt die bisherige Vorgehensweise auch das Gefahrenpotential der Verletzung der Produktsicherheit. Es besteht die Gefahr, dass bedingt durch die Schrägstellung der Stromschienen die Klemmverbindung undefiniert belastet wird und die Isolierplatten Beschädigungen davontragen können. Im schlimmsten Falle werden die Isolierplatten so stark beschädigt, dass ein unzureichender Isolationsabstand der spannungsführenden Leiter zueinander entsteht und das Risiko eines Kurzschlusses besteht. Ebenso kann bei der herkömmlichen Vorgehensweise die Produktsicherheit durch den mangelnden Ausgleich der Montagetoleranz gefährdet sein.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Verbindung einer ersten Stromschiene mit einer zweiten Stromschiene zur Verfügung zu stellen, die die genannten Nachteile der bisherigen Verbindungen überwindet.
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Die Aufgabe wird gelöst gemäß Anspruch 1. Die Vorrichtung zur Verbindung einer ersten Stromschiene mit einer zweiten Stromschiene umfasst eine Schwenkvorrichtung und eine Adapterstromschiene, wobei die Schwenkvorrichtung mit der Adapterstromschiene verbunden ist und um die Adapterstromschiene schwenkbar gelagert ist. Dadurch ist es möglich, die Adapterstromschiene mittels der Schwenkvorrichtung zwischen die erste Stromschiene und die zweite Stromschiene in Montageposition einzuschwenken. Vorteilhaft hierbei ist, dass es durch die Schwenkvorrichtung zu einer Ausrichtung kommt, die beispielsweise eine Schrägstellung der Stromschienen verhindert, wodurch Beschädigungen vermieden werden.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung kann die Schwenkvorrichtung an einer ersten Stromschiene oder an einem Gehäuse einer ersten Stromschiene befestigt werden, und die Adapterstromschiene kann in eine erste Position geschwenkt werden, in der sie mit der ersten Stromschiene elektrisch verbunden werden kann.
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In einer weiteren Ausgestaltung kann die Schwenkvorrichtung an einer ersten Stromschiene oder an einem Gehäuse einer ersten Stromschiene befestigt werden und kann die Adapterstromschiene in eine zweite Position geschwenkt werden, in der sie mit einer zweiten Stromschiene elektrisch verbunden werden kann.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das erste Ende der Adapterstromschiene mit einer verschiebbaren Einbolzenklemm-Verbindung versehen. Das zweite Ende der Adapterstromschiene kann hakenförmig ausgebildet sein zur elektrischen Verbindung mittels einer Einbolzenklemm-Verbindung.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Schwenkvorrichtung ein Langloch. Das Langloch kann so in der Schenkvorrichtung positioniert sein, dass in der ersten Position der Adapterstromschiene die verschiebbare Einbolzenklemm-Verbindung durch das Langloch betätigt werden kann.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Schwenkvorrichtung ein Blech oder ein flexibles Element.
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Die erfinderische Aufgabe wird ebenso gelöst durch einen Segmentverbinder gemäß Anspruch 9. Dieser umfasst eine erste Stromschiene und eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Verbindung einer ersten Stromschiene mit einer zweiten Stromschiene, wobei die Adapterstromschiene an die erste Stromschiene eingeschwenkt und mit dieser elektrisch verbunden werden kann.
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Die erste Stromschiene und die Adapterstromschiene können jeweils von einem Schienengehäuse umgeben sein.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist die Schwenkvorrichtung an der ersten Stromschiene oder an dem Gehäuse der ersten Stromschiene befestigt und kann die Adapterstromschiene in eine erste Position geschwenkt werden, in der sie mit der ersten Stromschiene elektrisch verbunden werden kann.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Schwenkvorrichtung entlang der ersten Stromschiene beziehungsweise entlang des Gehäuses der ersten Stromschiene in einer Führung bewegbar. Die Führung kann eine Arretierungsstellung zum Sichern der Adapterstromschiene beim Transport oder bei der Montage umfassen, aus der heraus die Vorrichtung in die erste Position geschwenkt werden kann.
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Die erfinderische Aufgabe wird ebenso durch ein Stromschienensystem gemäß Anspruch 14 gelöst. Das Stromschienensystem umfasst dazu eine zweite Stromschiene und einen erfindungsgemäßen Segmentverbinder, wobei die Adapterstromschiene zwischen die erste Stromschiene und die zweite Stromschiene eingeschwenkt und mit diesen elektrisch verbunden werden kann.
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Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert werden. Dabei zeigen:
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1 Segmentverbinder für ein Stromschienensystem umfassend eine erste Stromschiene, eine Schwenkvorrichtung und eine Adapterstromschiene;
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2 Segmentverbinder in einer ersten Position, in der die Adapterstromschiene mit der ersten Stromschiene elektrisch verbunden werden kann; und
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3 Segmentverbinder in einer ersten Position, in der die Adapterstromschiene mit der ersten Stromschiene elektrisch verbunden werden kann.
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In 1 ist eine Vorrichtung 100 zur Verbindung einer ersten Stromschiene 501; 502 mit einer zweiten Stromschiene dargestellt. Die Vorrichtung umfasst dazu eine Schwenkvorrichtung 200 und eine Adapterstromschiene 301; 302, wobei die Schwenkvorrichtung 200 mit der Adapterstromschiene 301; 302 verbunden ist und um die Adapterstromschiene 301; 302 schwenkbar gelagert ist. Im Ausführungsbeispiel gemäß 1 ist die Schwenkvorrichtung 200 als Blech ausgeführt. Ebenso ist es möglich, dass die Schwenkvorrichtung 200 aus einem flexiblen Element besteht, welches beispielsweise aus Kunststoff gefertigt ist.
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Die Schwenkvorrichtung 200 ist an einem Gehäuse 500 der ersten Stromschiene 501; 502 befestigt. Die Schwenkvorrichtung 200 ist über das Lager 201 mit dem Gehäuse 500 der ersten Stromschiene 501; 502 befestigt und kann um dieses Lager 201 gedreht werden. Das weitere Lager 202 der Schwenkvorrichtung 200 ist am Gehäuse 300 der Adapterstromschiene 301; 302 befestigt, so dass die Adapterstromschien 301, 302 um dieses Lager 202 drehbare befestigt ist.
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Die Adapterstromschiene 301; 302 kann gemäß des Ausführungsbeispiels in 1 aus mehreren Stromschienen bestehen. Typischerweise verlaufen diese mehreren Stromschienen parallel zueinander und dienen beispielsweise dem Stromtransport der einzelnen Phasen. In der 1 sind zwei Stromschienen dargestellt, die Adapterstromschiene 301 und die Adapterstromschiene 302.
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Das erste Ende der Adapterstromschiene 301; 302 ist mit einer verschiebbaren Einbolzenklemm-Verbindung 350 versehen. Diese ermöglicht es, Montagetoleranzen auszugleichen, indem die Einbolzenklemm-Verbindung 350 beispielsweise um ±3cm verschiebbar ist und damit Längenunterschiede in diesem Bereich ausgleichen kann. Das zweite Ende der Adapterstromschiene 301; 302 ist hakenförmig ausgebildet zur elektrischen Verbindung mittels einer Einbolzenklemm-Verbindung einer zweiten Stromschiene.
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In 2 ist die Vorrichtung 100 in einer ersten Position dargestellt, in der die Adapterstromschiene 301; 302 mit der ersten Stromschiene 501; 502 elektrisch verbunden werden kann. Zum Verschwenken der Adapterstromschiene 301; 302 ist am Gehäuse 500 der ersten Stromschiene 501; 502 eine Führung 550 angebracht. Das Lager 201 kann entlang dieser Führung 550 bewegt werden, so dass entsprechend den 1 und 2 die Adapterstromschiene 301; 302 in Pfeilrichtung A bewegt werden kann. Sobald das Ende der Führung 550 erreicht ist, kann die Adapterstromschiene 301; 302 in Pfeilrichtung B geschwenkt werden und in eine Ebene mit der ersten Stromschiene 501; 502 gebracht werden. Die verschiebbare Einbolzenklemm-Verbindung 350 der Adapterstromschiene 301; 302 kann in dieser Stellung einen Toleranzausgleich vornehmen. Das heißt, die Einbolzenklemm-Verbindung 350 kann entlang der Pfeilrichtung C bewegt werden.
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Die Schwenkvorrichtung 200 umfasst ein Langloch 250. In der ersten Position der Adapterstromschiene 301; 302, wie in 2 dargestellt, kann die verschiebbare Einbolzenklemm-Verbindung 350 durch das Langloch 250 hindurch betätigt werden. Zum Einen bedeutet dies, dass die verschiebbare Einbolzenklemm-Verbindung 350 festgezogen oder gelöst werden kann durch das Langloch 250, zum Anderen aber auch, dass die verschiebbare Einbolzenklemm-Verbindung 350 entlang der Pfeilrichtung C zum Toleranzausgleich bewegt werden kann.
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Die Führung 550 kann eine Arretierungsstellung 551 umfassen für den Transport oder die Montage. In 1 ist die Adapterstromschiene 301; 302 in dieser Arretierungsstellung 551 dargestellt. Beispielsweise bei der senkrechten Montage der Vorrichtung 100 ist es vorteilhaft, dass die Adapterstromschiene 301; 302 in der Arretierungsstellung 551 ist. Nach Montage der ersten Stromschiene 501; 502 kann die Arretierungsstellung 551 der Adapterstromschiene 301; 302 verlassen werden und die Vorrichtung 100 in die erste Position geschwenkt werden, in der die Adapterstromschiene 301; 302 mit der ersten Stromschiene 501; 502 elektrisch verbunden werden kann.
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In 3 ist die Vorrichtung 100 zur Verbindung einer ersten Stromschiene 501; 502 mit einer zweiten Stromschiene dargestellt. Die erste Stromschiene 501; 502 ist von einem Schienengehäuse 500 umgeben; die Adapterstromschiene 301; 302 von einem Schienengehäuse 300.
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Die Vorrichtung 100 befindet sich in der ersten Position, in der die erste Stromschiene 501; 502 elektrisch mit der Adapterstromschiene 301; 302 verbunden werden kann. Entsprechend der 3 kann am linken Ende der Adapterstromschien 301; 302, welches hakenförmig ausgebildet ist, eine zweite Stromschiene elektrisch mit der Vorrichtung 100 und der ersten Stromschiene 501; 502 verbunden werden. Die Adapterstromschiene 301; 302 befindet sich jetzt in eine zweite Position, in der sie mit einer zweiten Stromschiene elektrisch verbunden werden kann. Erste und zweite Position sind somit in diesem Ausführungsbeispiel identisch.
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Die Vorrichtung 100 mit der Schwenkvorrichtung 200 und der Adapterstromschiene 301; 302 kann zusammen mit der ersten Stromschiene 501; 502 als sogenannter Segmentverbinder Verwendung finden. Der Segmentverbinder kann dazu verwendet werden, unterschiedliche Segmente, beispielsweise in einer Windenergieanlage, elektrisch miteinander zu verbinden.
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Der Segmentverbinder kann Teil eines Stromschienensystems sein, beispielsweise eines Stromschienensystems einer Windenergieanlage.
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Der erfindungsgemäße Segmentverbinder wird als eine Art Tandemlänge realisiert. Diese Tandemlänge kann so in den Turm einer Windenergieanlage projektiert werden, dass die Enden der ersten Stromschiene 501; 502 um beispielsweise ca. 300mm zurückstehen und durch die hervorstehende Stahlkonstruktion des Gehäuses 500 vor Beschädigung geschützt werden.
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Die Adapterstromschiene 301; 302 liegt in ihrer Arretierungsstellung 551 auf der ersten Stromschiene 501; 502 auf gemäß der Darstellung in 1. Die Adapterstromschiene 301; 302 kann innerhalb eines fest definierten Bereichs, welcher durch die Schwenkvorrichtung 200 realisiert wird, verschoben werden. Um den geforderten Montagetoleranzausgleich zu realisieren, ist die Adapterstromschiene 301; 302 mit einer verschiebbaren Einbolzenklemm-Verbindung 350 versehen.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung 100 und der Segmentverbinder aus der Vorrichtung 100 und der ersten Stromschiene 501; 502 können in einer Windenergieanlage im Segment eines Turms komplett vorinstalliert werden. Nach der Vereinigung der Turmsegmente sind lediglich die Transportsicherungen der Adapterstromschiene 301; 302 zu entfernen und die Adapterstromschiene 301; 302 in die jeweiligen ersten Positionen zu schwenken zur Verbindung mit der ersten Stromschiene 501; 502.
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Vorteilhaft hierbei ist, dass eine schnelle Montage der Turmsegmente einer Windenergieanlage möglich ist. Die Stromschienen, die zur Verbindung der Segmente dienen, befinden sich immer am richtigen Montageort und müssen logistisch nicht koordiniert werden. Der Segmentverbinder in der Arretierungsstellung 551 realisiert einen Abstand der Stromschiene zum Rand des Turmsegments. Somit wird verhindert, dass die Stromschienen während der Errichtung der Windenergieanlage beschädigt werden. Die Vorrichtung 100 und der Segmentverbinder aus der Vorrichtung 100 der ersten Stromschiene 501; 502 kann von einem einzelnen Monteur betätigt werden, was beim Einbau in den Turm einer Windenergieanlage auf Grund der herrschenden engen Platzverhältnisse von großem Vorteil ist.
