DE19939710A1 - Anschlußschienen für elektrische Geräte und Apparate für verschiedene Nennströme - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft Anschlußschienen (1; 4; 7; 13; 31; 43) für elektrische Geräte und Apparate, für verschiedene Nennströme, die hohl ausgebildet sind. Sie können nur einen oder mehrere Hohlräume (2; 5; 8; 18-20; 24-26; 32) aufweisen. Die Anschlußschienen (1; 4; 7; 13; 31; 43) haben für alle Stromstärken den gleichen äußeren Querschnitt, sie weisen für unterschiedliche Stromstärken unterschiedliche Wandstärken und damit unterschiedlich große Hohlräume (2; 5; 8; 18-20; 24-26; 32) auf. Somit können die Durchführungsöffnungen für die Anschlußschienen in den jeweiligen Schaltergehäusen einer Typenreihe alle gleich, entsprechend den Abmessungen für die Anschlußschienen der maximalen Stromstärke, ausgebildet sein.

Description

Die Erfindung betrifft aus einem profilierten Halbzeug herge­ stellte Anschlußschienen zur Verbindung der elektrischen Kom­ ponenten elektrischer Geräte und Apparate mit einem äußeren Stromkreis, wobei sich die Anschlußschienen durch in der Ge­ räte- oder Apparatewand befindliche Fensteröffnungen erstrec­ ken und durch Befestigungsmittel in dem Gehäuse fixiert sind.

An dem aus dem Gehäuse nach außen hindurchgeführten Teil ei­ ner Anschlußschiene kann auf diese Weise eine anlagenseitige Zuleitungsschiene angeschlossen werden. Die Anschlußschiene ist dabei in der Regel in dem isolierenden Wandkörper eines Gerätes oder Apparates fest angeordnet, was in der Regel mit Hilfe von Durchführungsöffnungen und Befestigungselementen realisiert wird.

Die Anschlußschienen müssen weiterhin so gestaltet sein, daß sie rationell herstellbar sind und geeignet sind, bestimmte Funktionen zu erfüllen. Diese Funktionen sind: die Stromtrag­ fähigkeit, die Wärmeabfuhr, eine Fläche für Anschlüsse von Zuleitungsschienen sowie die Aufnahme und Übertragung stati­ scher und dynamischer Kräfte. Es handelt sich also um eine kräftemäßig und dynamisch hoch beanspruchte Stelle.

Darüber hinaus soll es möglich sein, Anschlußschienen für un­ terschiedliche Stromstärken in einem einheitlichen Gehäuse mit einheitlichen Durchführungsöffnungen unterzubringen.

Als Befestigungsmittel für die Anschlußschiene dienen bei herkömmlichen Geräten und Apparaten Schrauben, die sich durch quer zur Längsachse der Anschlußschienen angeordnete Öffnun­ gen erstrecken und für deren Aufnahme in der Regel in der Wand des entsprechenden Gehäuses ein Muttergewinde vorgesehen ist. Aus Gründen der mechanischen Festigkeit werden bei einem aus einem Isolierstoff bestehenden Gehäuse hierzu metalli­ sche Einlegmuttern oder Einpreßmuttern verwendet.

Die Herstellung und der Einbau derartiger Anschlußschienen ist folglich mit einem hohen Material- und Fertigungsaufwand verbunden.

Es wurde deshalb, zum Beispiel bei Niederspannungs-Leistungs­ schaltern, die Verwendung von Anschlußschienen vorgeschlagen, die von einem Profilmaterial mit einem oder mehreren Vor­ sprüngen abgesägt sind, derart, daß die Anschlußschienen durch ein Loch gesteckt werden und der oder die Vorsprünge des Profilmaterials als Anschläge der Anschlußschiene am Schaltergehäuse dienen und somit die Kraftüberleitung der Schaltkräfte auf das Gehäuse bilden.

Damit ist bei derartigen Schaltern einmal die Position des Festkontaktes zum Gehäuse bestimmt und zum Anderen wird die Befestigungsstelle von den genannten Kräften entlastet, so daß hier nur eine Fixierkraft benötigt wird, eine Belastung durch die Scherkraft und die Positionisierungskraft aber nicht auftritt.

Eine derartige Anschlußschiene für einen Niederspannungs- Leistungsschalter, mit einem angeformten Vorsprung, wurde zur Überwindung des vorgenannten Aufwandes in der DE-OS 196 43 607 vorgeschlagen. Diese Anschlußschiene wird von innen durch die Durchführungsöffnung der Gehäusewand ge­ steckt und stützt sich mittels eines Vorsprunges an der Ge­ häuserückwand ab.

Zur Herstellung dieser Anschlußschiene werden besondere Pro­ file verwendet, die eine einstückig angeformte Leiste aufwei­ sen. Von den Profilen werden dann Stücke abgeschnitten, wel­ che die Anschlußschiene bilden.

Bisher ist es üblich, innerhalb einer Baureihe von Leistungs­ schaltern je nach dem Nennstrom verschieden dicke Anschluß­ schienen zu verwenden. Diese Anschlußschienen werden eben­ falls aus Profilen durch Absägen hergestellt. Das Gehäuse weist einheitliche Ausschnitte für die Anschlußschienen auf, die jeweils für die größte Nennstromstärke ausgelegt sind. Für dünnere Anschlußschienen kleinerer Nennstromstärken wer­ den Distanzstücke aus Kunststoff verwendet, die die Zwischen­ räume füllen. Die Montage der Distanzstücke hat den Nachteil zusätzlicher Kosten für diese Teile sowie höherer Montageko­ sten und sie bilden eine Fehlerquelle bei einer kundenseiti­ gen Montage der Strombahnen.

In allen diesen bekannten elektrischen Geräten und Apparaten sind die Anschlußschienen, unabhängig von der sonstigen Her­ stellungstechnologie aus massivem Material hergestellt. Das bedingt, daß die Schienen für unterschiedliche Stromstärken auch unterschiedliche Querschnitte aufweisen und somit unter­ schiedliche äußere Abmessungen; ein Nachteil, der vorstehend bereits behandelt wurde.

Hohle stromführende Leiter sind aus der Hochspannungs- und Hochfrequenztechnik bekannt. Bei diesen Hohlleitern dient die hohle Ausbildung lediglich dem Zweck die Koronaverluste der Leiter, also der Abstrahlung von Energie an scharfen Kanten oder engen Radien zu verringern, beziehungsweise dem Skinef­ fekt Rechnung zu tragen, der darauf beruht, daß bei hohen Frequenzen nur im äußeren Bereich eines Leiters Energie über­ tragen wird, aber nicht dem Zweck, eine unterschiedliche strommäßige Belastbarkeit bei einem einheitlichem äußeren Querschnitt zu gewährleisten.

Eine stromführende hohle Anordnung ist auch in der US-A 3,597,713 beschrieben, die ein Gerät als Ersatz für eine Hochspannungs-Schmelzsicherung zeigt, in dem eine Kombination eines Vakuumschalters mit einem Schaltgriff, der, ähnlich wie ein Hoch- oder Mittelspannungstrennschalter eine Öse zur Be­ tätigung aufweist, dargestellt ist. In einem hohlen Anschluß­ stück des Gerätes ist eine elektronische Schaltung eingebaut. Damit ist zwar ein stromführendes hohles Teil an einem elek­ trischen Schaltgerät bekannt geworden, aber dieses dient le­ diglich der Unterbringung einer anderen Komponente des Gerä­ tes, nämlich der genannten elektronischen Schaltung und nicht der Regulierung der Stromtragfähigkeit des Bauteils.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, Anschlußschienen so auszubilden, daß sie auch bei unter­ schiedlichen Nennstromwerten den gleichen äußeren Querschnitt aufweisen und ohne zusätzliche Distanzstücke in Geräte- und Apparategehäusen mit einheitlichen Durchgangsöffnungen einge­ setzt werden können.

Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, daß die Anschlußschienen für elektrische Geräte und Apparate hohl ausgebildet sind, wobei sie sowohl nur einen, als auch mehrere Hohlräume aufweisen können.

Dabei weisen die Anschlußschienen für alle unterschiedlichen Stromstärken den gleichen äußeren Querschnitt auf. Die Strom­ tragfähigkeit wird somit mittels der Wandstärke der Hohl­ schiene reguliert, die den leitenden, stromtragenden Quer­ schnitt bildet. Daraus ergibt sich, daß bei niedrigeren Stromstärken durch geringe Wandstärken ein größerer, bezie­ hungsweise bei höheren Stromstärken durch dickere Wandstärken ein kleinerer innerer Hohlraum vorhanden ist, was bis hin zu einer massiven Ausgestaltung ohne Hohlraum, bei der höchsten Bemessungsstromstärke, führen kann. Auf die für diese höchste Bemessungsstromstärke erforderlichen äußeren Abmessungen sind dann die Durchführungsöffnungen in den jeweiligen Geräte- und Apparategehäusen ausgelegt.

Bei Anschlußschienen können Bohrungen erforderlich sein, die mit einem oder ohne ein Gewinde ausgebildet sein können, bei­ spielsweise zu Befestigungszwecken am Gehäuse oder gegen eine axiale Verschiebung. Diese Bohrungen können in einer gemein­ samen Achse angeordnet sein oder auch gegeneinander versetzt. Um eine Deformierung der hohlen Anschlußschienen durch die Klemmkraft der durch diese Bohrungen hindurchgeführten oder in das Gewinde dieser Bohrungen eingeschraubten Schrauben zu vermeiden, können zwischen den Hohlräumen der Anschlußschie­ nen geeignete Stege zur Erhöhung der Festigkeit vorgesehen werden. Das bedeutet bezüglich der Herstellung des Profilma­ terials möglicherweise einen Mehraufwand, hat aber keinen Einfluß auf die Stromtragfähigkeit.

Zur Vermeidung dieses eventuellen Mehraufwandes können im Hohlraum der Anschlußschiene auch quer zur Längsrichtung der Anschlußschiene verlaufende Führungsnuten für bei Bedarf ein­ zuschiebende Stützstege vorgesehen werden. Die in diese Füh­ rungsnuten einzuschiebenden Stützstege können aus dem glei­ chen Material bestehen, wie die Anschlußschiene, können aber auch aus einem unterschiedlichen Material bestehen.

Diese eingeschobenen Stützstege dienen dem gleichen Zweck, wie die angeformten, nämlich der Stabilisierung der Anschluß­ schiene gegen eine Deformierung der hohlen Anschlußschiene durch die Klemmkraft oder Belastung von durch die Bohrungen hindurchgeführten Schraubenbolzen oder in das Gewinde dieser Bohrungen eingeschraubten Schrauben.

Da diese eingeschobenen Stützstege keinen Einfluß auf die Stromtragfähigkeit ausüben, können für die Auswahl des Mate­ rials andere Gesichtspunkte, zum Beispiel die Festigkeit, als Bewertungsparameter in Betracht gezogen werden.

Die vorgenannten, mit oder ohne ein Gewinde ausgebildeten Bohrungen können im Bereich von Hohlräumen angeordnet sein, was insbesondere dann zweckmäßig ist, wenn Durchgangsbolzen hindurchgeführt werden, wobei sie dann eine gemeinsame Achse aufweisen müssen und kein Gewinde benötigen.

Bei einer Ausbildung der Bohrungen mit einem Gewinde kann es vorteilhaft sein, sie so anzuordnen, daß sie sich in einem Steg befinden. Dadurch sind größere Gewindelängen möglich, was eine höhere Belastbarkeit der Schraubverbindung ermög­ licht.

Zur Vermeidung von Befestigungsbohrungen können die Anschluß­ schienen auch mit an sich bekannten Anschlägen zur axialen Fixierung versehen sein. Sie werden dann durch geeignete, an sich bekannte Befestigungselemente, zum Beispiel Klemmschrau­ ben, in axialer Richtung fixiert. Gleichzeitig oder zusätz­ lich können derartige Anschläge axiale Kräfte aufnehmen und diese auf das Gehäuse übertragen.

Bei allen vorstehend beschriebenen Anschlußschienen kann der Hohlraum bzw. können die Hohlräume quer zur Längserstreckung der Anschlußschiene angeordnet und beidseitig offen sein. In dieser Ausführung ist als Ausgangsmaterial vorteilhaft ein Strangpreßprofil herstellbar, aus dem einzelne Anschlußschie­ nen einer jeweils benötigten Breite abgetrennt werden können.

Die Erfindung soll nachfolgend zum besseren Verständnis an­ hand eines bevorzugten, den Schutzumfang der Erfindung nicht einschränkenden Beispiels, unter Bezugnahme auf die zugehöri­ ge Zeichnung, näher erläutert werden.

Die Fig. 1 zeigt schematisch eine erste Ausführungsform ei­ ner Anschlußschiene, für eine geringe Stromstärke.

Die Fig. 2 zeigt schematisch eine zweite Ausführungsform ei­ ner Anschlußschiene, für eine höhere Stromstärke.

Die Fig. 3 zeigt schematisch eine dritte Ausführungsform ei­ ner Anschlußschiene, mit einem Hohlraum und Befestigungs­ bohrungen.

Die Fig. 4 zeigt schematisch eine vierte Ausführungsform ei­ ner Anschlußschiene, mit mehreren Hohlräumen.

Die Fig. 5 zeigt schematisch eine fünfte Ausführungsform ei­ ner Anschlußschiene, mit mehreren Hohlräumen.

Die Fig. 6 zeigt schematisch eine sechste Ausführungsform einer Anschlußschiene, mit einem Hohlraum und darin angeord­ neten einschiebbaren Stützstegen.

Die Fig. 7 zeigt schematisch eine siebente Ausführungsform einer Anschlußschiene, mit Anschlägen zur axialen Fixierung. In der Fig. 8 ist eine Anschlußschiene in der Draufsicht, mit einer angedeuteten Apparatewand, gezeigt.

Die Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer Anschluß­ schiene 1 für elektrische Geräte und Apparate für eine gerin­ ge Stromstärke. In dieser Ausführungsform weist sie nur einen einzigen Hohlraum 2 auf, der sich im wesentlichen über ihre gesamte Abmessung erstreckt. Diese Anschlußschiene 1 weist eine dünnere, dem niedrigen Betriebsstrom angepaßte, Wand 3 auf. Da die Außenabmessungen, also der äußere Querschnitt der Anschlußschiene 1 eine konstante Größe darstellen soll, ist der Hohlraum 2 wegen der geringen Wandstärke verhältnismäßig groß.

Die Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform einer Anschluß­ schiene 4 für elektrische Geräte und Apparate für eine höhere Stromstärke. In dieser Ausführungsform weist sie ebenfalls nur einen einzigen Hohlraum 5 auf, der sich im wesentlichen über ihre gesamte Abmessung erstreckt. Diese Anschlußschiene 4 weist eine dickere, dem höheren Betriebsstrom angepaßte, Wand 6 auf. Da die Außenabmessungen, also der äußere Quer­ schnitt der Anschlußschiene 4 ebenfalls eine konstante Größe darstellen soll, ist der Hohlraum 5 wegen der dickeren Wand­ stärke verhältnismäßig klein.

Die Fig. 3 zeigt eine dritte Ausführungsform einer Anschluß­ schiene 7 für elektrische Geräte und Apparate mit einem Hohl­ raum 8, der sich im wesentlichen über ihre gesamte Abmessung erstreckt. Diese Anschlußschiene 7 weist Bohrungen 9; 10; 11; 12 auf, die zu Befestigungszwecken vorgesehen sind und gege­ benenfalls ein Gewinde aufweisen. Im Beispiel sind die Boh­ rungen 9 und 10 in einer gemeinsamen Achse angeordnet, was bei einer Verwendung von Durchgangsbolzen erforderlich ist, und die Bohrungen 11 und 12 sind versetzt angeordnet, was beispielsweise bei einer Verwendung von Einzelschrauben zweckmäßig sein kann. Dann sind diese Bohrungen mit einem Ge­ winde versehen.

Die Fig. 4 zeigt eine vierte Ausführungsform einer Anschluß­ schiene 13 für elektrische Geräte und Apparate mit mehreren Hohlräumen 18; 19; 20, zwischen denen Stege 21; 22 vorgesehen sind. In dieser Anschlußschiene 13 sind Bohrungen 14; 15; 16; 17 im Bereich der Hohlräume 18, 19 und 20 vorgesehen. Die ge­ nannten Stege 21 und 22 dienen zur Erhöhung der Festigkeit und dazu, eine Deformierung der hohlen Anschlußschiene 13 durch die Klemmkraft oder Belastung der durch diese Bohrungen 14 bis 17 hindurchgeführten Schraubenbolzen oder in das Ge­ winde dieser Bohrungen 14 bis 17 eingeschraubten Schrauben zu vermeiden.

Die Fig. 5 zeigt eine fünfte Ausführungsform einer Anschluß­ schiene 23 für elektrische Geräte und Apparate, mit mehreren Hohlräumen 24; 25; 26. Bei dieser Ausführungsform, sind die mit einem nicht dargestellten Gewinde versehenen Bohrungen 27; 28 so angeordnet, daß sie sich in einem Steg 29; 30 be­ finden. Dadurch sind größere Gewindelängen möglich, was eine höhere Belastbarkeit der Schraubverbindungen ermöglicht.

Die Fig. 6 zeigt eine sechste Ausführungsform einer An­ schlußschiene 31 für elektrische Geräte und Apparate mit ei­ nem sich im wesentlichen über die gesamte Ausdehnung der Anschlußschiene 31 erstreckenden Hohlraum 32. Bei dieser Aus­ führungsform weist das profilierte Halbzeug quer zur Längs­ achse angeordnete Führungsnuten 35; 36; 37; 38 auf, in welche bei Bedarf Stützstege 33; 34 eingeschoben werden können. Die in diese Führungsnuten 35; 36; 37; 38 einzuschiebenden Stütz­ stege 33; 34 können aus dem gleichen Material bestehen, wie die Anschlußschiene 31, können aber auch aus einem unter­ schiedlichen Material bestehen.

Diese eingeschobenen Stützstege 33; 34 dienen dem gleichen Zweck, wie die angeformten, nämlich der Stabilisierung der Anschlußschiene 31 gegen eine Deformierung der hohlen An­ schlußschiene 31 durch die Klemmkraft oder Belastung von durch die Bohrungen 39; 40; 41; 42 hindurchgeführten Schrau­ benbolzen oder in das Gewinde dieser Bohrungen eingeschraub­ ten Schrauben. Allerdings können in ihnen keine Bohrungen an­ geordnet werden.

Die Fig. 7 zeigt eine siebente Ausführungsform einer An­ schlußschiene 43 für elektrische Geräte und Apparate mit An­ schlägen 44; 45 zur axialen Fixierung der Anschlußschiene 43 im entsprechenden Gehäuse. Mittels dieser Anschläge 44; 45 wird die Anschlußschiene 43 durch geeignete Befestigungsele­ mente, zum Beispiel Klemmschrauben, in axialer Richtung fixiert. Gleichzeitig oder zusätzlich können diese Anschläge 44; 45 axiale Kräfte aufnehmen und diese auf das Gehäuse übertragen.

Die Fig. 8 veranschaulicht schematisch eine der zuvor be­ schriebenen Anschlußschienen, z. B. die Anschlußschiene 1 (Fig. 1) in der Draufsicht. Wie man erkennt, erstreckt sich der Hohlraum 2 quer zur Längsrichtung und ist beidseitig of­ fen. Ferner ist eine Wand eines Apparategehäuses 46 angedeu­ tet, durch das sich die Anschlußschiene 1 erstreckt.

Die Vorteile der erfinderischen Lösung bestehen darin, daß innerhalb einer Baugröße einheitliche äußere Abmessungen der Anschlußschienen erreicht werden, wodurch Distanzstücke und dergleichen entfallen. Innerhalb einer Baugröße können ein­ heitliche Einführungsöffnungen und somit einheitliche Gehäu­ seabmessungen verwendet werden, was eine starke Reduzierung der Variantenvielfalt und eine Kostenreduzierung zur Folge hat. Die Bohrungen der Hohlprofile können gestanzt werden, was kostengünstiger und sauberer als Bohren ist. Die Verbin­ dungstechnik vereinfacht sich auf eine Variante pro Baugröße, wodurch die Fertigung vereinfacht wird. Durch die stark ver­ größerte Oberfläche von Hohlprofilen, die seitlich offen sind, erfolgt eine bessere Wärmeabfuhr.

Claims (15)

1. Anschlußschienen für elektrische Geräte und Apparate für verschiedene Nennströme zur Verbindung der elektrischen Kom­ ponenten elektrischer Geräte und Apparate mit einem äußeren Stromkreis, wobei sich die Anschlußschienen durch in einer Geräte- oder Apparatewand befindliche Fensteröffnungen er­ strecken und durch Befestigungsmittel in einem Gehäuse des Gerätes oder Apparates fixiert sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußschienen (1; 4; 7; 13; 23; 31; 43) hohl aus­ gebildet sind.

2. Anschlußschiene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußschienen (1; 4; 7; 31; ) nur einen Hohlraum (2; 5; 8; 32) aufweisen.

3. Anschlußschiene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußschienen (13; 23) mehrere Hohlräume (18-20; 24-26) aufweisen.

4. Anschlußschiene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußschienen (1; 4; 7; 13; 23; 31; 43) für alle Stromstärken den gleichen äußeren Querschnitt aufweisen.

5. Anschlußschiene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußschienen (1; 4; 7; 13; 23; 31; 43) für unter­ schiedliche Stromstärken unterschiedliche Wandstärken aufwei­ sen.

6. Anschlußschiene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Durchführungsöffnungen für die Anschlußschienen (1; 4; 7; 13; 23; 31; 43) in den jeweiligen Geräte- und Apparategehäu­ sen einer Typenreihe alle gleich, entsprechend den Abmessun­ gen für die Anschlußschienen der maximalen Stromstärke ausge­ bildet sind.

7. Anschlußschiene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußschienen (7; 13; 23; 31) Bohrungen (9-12; 14-17; 27; 28; 39-42) zu Befestigungszwecken aufweisen.

8. Anschlußschiene nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (9-12; 14-17; 27; 28; 39-42)ein Gewinde aufweisen.

9. Anschlußschiene nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (9; 10; 14-17; 39-42) in einer Anschluß­ schiene (7; 13; 31) auf der Oberseite und der Unterseite der­ selben in einer gemeinsamen Achse angeordnet sind.

10. Anschlußschiene nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (11-12) in einer Anschlußschiene (7) auf der Oberseite und der Unterseite derselben gegeneinander ver­ setzt angeordnet sind.

11. Anschlußschiene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußschienen (13; 23) zwischen den Hohlräumen (18-20; 24-26) derselben geeignete Stege (21; 22; 29; 30) zur Erhöhung der Festigkeit aufweisen.

12. Anschlußschiene nach Anspruch 7 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (9-12; 14-17; 39-42) in den Anschlußschie­ nen (7; 13; 31) im Bereich von Hohlräumen (8; 18-20; 32) an­ geordnet sind.

13. Anschlußschiene nach Anspruch 7 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (27; 28) in den Anschlußschienen (23) in den Stegen (29; 30) angeordnet sind.

14. Anschlußschiene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußschienen (43) mit an sich bekannten Anschlä­ gen (44; 45) zur axialen Fixierung versehen sind.

15. Anschlußschiene nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum bzw. die Hohlräume (18-20; 24-26) quer zur Längserstreckung der Anschlußschiene (1, 4, 7, 31; 13, 23) angeordnet und beidseitig offen ist bzw. sind.