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Die vorliegende Erfindung betrifft eine vorgefertigte elektrische
Anschließvorrichtung zur Verbindung an Stromschienen.
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Zur Verteilung elektrischer Energie verwendet man üblicherweise
Schaltschränke, welche den jeweiligen Phasen zugeordnete Stromschienen
enthalten, an die die Verbraucher oder die Schutzeinrichtungen für die
Verteilerstromkreise angeschlossen sind. Die bekannten
Anschließvorrichtungen besitzen den Nachteil, daß sie für den Anschluß an einen
Verbraucher relativ lange Zeiträume erfordern und hohe
Verdrahtungskosten verursachen.
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Die Patentschrift GB-A-1 370 463 beschreibt eine
Prüfklemmengruppe, bestehend aus einem Stapel von durch Isoliermaterialschichten
voneinander getrennten Stromschienen.
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In dem Stapel aus Stromschienen und Isolierschichten sind von
einer einzigen Seite aus Sacklöcher eingebracht, welche eine Freilegung
der Stromschienen ermöglichen. In die Sacklöcher sind durch jeweils mit
einer Prüfklemme versehene Gehäuse festgehaltene Sicherungen eingesetzt.
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Daneben kennt man aus der FR-A-1 284 699 eine Anschließvorrichtung
für die Leiter mehrerer Stromkreise, welche dazu dienen, die durch
Luftspalte getrennten Schienen zweier Stromschienensätze untereinander
zu verbinden.
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Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, die Nachteile der
bestehenden Technik zu überwinden und eine Anschließvorrichtung
besonders einfachen Aufbaus zur Verfügung zu stellen, aufgrund derer der
Anschluß eines Verbrauchers beträchtlich vereinfacht wird und innerhalb
kurzer Zeit ausgeführt werden kann.
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Zu diesem Zweck zeichnet sich die vorgefertigte elektrische
Anschließvorrichtung zur Verbindung an parallel zueinander verlaufende
Stromschienen dadurch aus, daß die parallel zueinander verlaufenden,
durch Luftspalte voneinander getrennten Stromschienen senkrecht zu den
Schienenebenen hintereinander angeordnet sind, jeweils mit einer äußeren
Isolierhülle versehene zwischengeschaltete Anschlußelemente jeweils an
den Stromschienen befestigt sind und sich senkrecht zu den Schienen nach
vorne erstrecken, die Schienen von miteinander fluchtenden Bohrungen
durchbrochen sind, durch welche die mit ihren hinteren Enden an den
hinter der ersten Schiene befindlichen Schienen befestigten
Zwischenanschlußelemente
führen, so daß das vordere Ende des an der ersten Schiene
befestigten Zwischenanschlußelements und die vorderen Enden der ab der
zweiten Schiene an den übrigen Schienen befestigten
Zwischenanschlußelemente sich alle in derselben, senkrecht zu den Schienen verlaufenden
Ebene vor der ersten Schiene befinden.
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Die Durchbohrungen der Schienen sind derart bemessen, daß der Wert
der zulässigen Stromstärke von diesem Durchbruch nur in sehr geringem
Maße beeinträchtigt wird.
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Gemäß einem ergänzenden Merkmal der Erfindung liegen die vorderen
Enden der Zwischenanschlußelemente vorteilhaft in derselben, parallel zu
den Schienenebenen verlaufenden Ebene.
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Die Erfindung betrifft darüberhinaus auch Schutzeinrichtungen
gegen Kurzschlußströme, insbesondere in Anlagen zur Stromverteilung.
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Die Verbraucher sind im allgemeinen über Schutzeinrichtungen mit
den Schaltschränken verbunden, welche den jeweiligen Netzphasen
zugeordnete Stromschienensätze enthalten.
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Die Schutzeinrichtungen der Verteilerstromkreise sind ausgelegt,
um Schutz gegen im Netz hervorgerufene Kurzschluß-Überströme, z. B.
infolge eines unvorhergesehenen durch den Ausfall eines Verbrauchers
verursachten Kurzschlusses, zu bieten, indem sie die Stromwege in den
Anschlüssen des Schaltschranks mit von jeglichem Scheinwiderstand freien
Kurzschlüssen gleichsetzen.
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Demzufolge sind Schutzeinrichtungen wie Schutzschalter derart
auszulegen, daß sie sehr hohen Strömen standhalten, was eine
entsprechende Dimensionierung ihrer Bestandteile, insbesondere der Leiter, der
beweglichen Teile, der Mittel zur Lichtbogenlöschung u. a. erfordert.
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Die elektrische Anschließvorrichtung der oben genannten Art ist im
Vergleich zu bekannten Anschließvorrichtungen nicht nur von besonders
einfachem Aufbau und vereinfacht darüberhinaus die Anschlußmaßnahmen
zwischen Netz und Verbrauchereinrichtungen, sondern weist auch eine
überraschende Eigenschaft auf.
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Die Anmelder haben nämlich festgestellt, daß diese
Anschließvorrichtung bei Anschluß zwischen dem Netz und einem Verbraucher die
Funktion eines Kurzschlußstrombegrenzers erfüllt.
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Die Erfindung hat daher weiterhin eine elektrische
Anschließvorrichtung der oben genannten Art zum Gegenstand, dadurch gekennzeichnet
daß sie einen Überstrombegrenzer bildet.
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Nachstehend wird beispielhaft eine Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen
erläutert. Es zeigen:
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Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen elektrischen
Anschließvorrichtung mit Stromschienen,
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Fig. 2 eine teilweise Vorderansicht der Anschließvorrichtung aus
Fig. 1, wobei die Stromschienen ohne Zwischenanschlußelemente
dargestellt sind,
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Fig. 3 einen Querschnitt in vergrößertem Maßstab eines Schnell-
Steckverbinders,
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Fig. 4 eine Vorderansicht des Steckverbinders aus Fig. 3,
Fig. 5 eine Draufsicht des Steckverbinders aus Fig. 4, und
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Fig. 6 ein Schaltbild zur Darstellung der Funktion der
erfindungsgemäßen elektrischen Anschließvorrichtung als Überstrombegrenzer.
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Die in Fig. 1 und 2 dargestellte erfindungsgemäße elektrische
Anschließvorrichtung dient zur Stromversorgung eines beliebigen
Verbrauchers, der an einen aus einer beliebigen Zahl, z. B. im
vorliegenden Fall drei, Schienen 1, 2 und 3, bestehenden Satz senkrechter
Stromschienen angeschlossen werden kann. Die durch Luftspalte
voneinander getrennten Stromschienen verlaufen parallel zueinander und sind
hintereinander angeordnet, wobei die Schiene 1 die vordere der
aufeinanderfolgenden Schienen bildet. Die elektrische Verbindung der
Schienen 1, 2, 3 mit einem beliebigen, nicht dargestellten elektrischen
Gerät erfolgt jeweils mittels der Zwischenanschlußelemente 4, 5 und 6,
die sich horizontal, d. h. senkrecht zu den Ebenen der Schienen 1, 2 und
3 erstrecken.
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Jedes Zwischenanschlußelement 4, 5, 6 ist mittels einer Schraube 7
mit seinem hinteren Ende an der entsprechenden Schiene 1, 2, 3
befestigt. Die Schraube 7 führt durch eine in der Schiene angebrachte
Bohrung 8 geringen Durchmessers und ist in ein im hinteren Endteil einer
aus elektrisch leitendem Material, z. B. Messing, bestehenden Innenröhre
9 des Zwischenanschlußelements vorgesehenes Innengewinde geschraubt.
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Diese leitende Röhre 9 ist von einem eine Schutzhülle bildenden Rohr aus
Isoliermaterial 11 umgeben. Im übrigen trägt jedes der
Zwischenanschlußelemente 4, 5, 6 an seinem vorderen Ende ein Verbindungsglied 12
beliebiger Art, welches unmittelbar vor dem Verbraucher die elektrische
Verbindung herstellt.
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Das an der ersten bzw. vorderen Stromschiene befestigte erste
Zwischenanschlußelement 4 erstreckt sich von dieser Schiene, an welcher
es durch die Schraube 7 gesichert ist, nach vorn.
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Das fest mit der zweiten Schiene 2 verbundene und unter dem ersten
Zwischenanschlußelement 4 gelegene zweite Zwischenanschlußelement 5
erstreckt sich ebenfalls nach vorn und führt durch eine in der ersten
vorderen Schiene 1 unterhalb der zur Befestigung des ersten
Zwischenanschlußelements 4 dienenden Bohrung 8 ausgeführte Bohrung 13. Der
Durchmesser dieser Bohrung 13 ist größer als der Durchmesser der Bohrung 8
und entspricht dem Außendurchmesser des Isolierrohrs 11. Das zweite
Zwischenanschlußelement 5 ist um den Abstand zwischen den beiden ersten
Schienen 1, 2 länger als das erste Zwischenanschlußelement 4, derart daß
sein vorderes Ende, d. h. sein Verbindungsglied 12 in der senkrechten,
parallel zu den Schienen 1, 2, 3 und durch das vordere Verbindungsglied
12 des ersten Zwischenanschlußelements 4 führenden Ebene liegt.
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Desgleichen ist das unterste dritte Zwischenanschlußelement 6 an
seinem hinteren Ende mittels einer durch eine Bohrung 8 führenden
Schraube 7 an der dritten Schiene 3 befestigt und erstreckt sich durch
die erste und zweite Schiene 1 und 2, wobei es durch die horizontal
miteinander und mit der in der dritten Schiene 3 ausgeführten Bohrung 8
fluchtenden Bohrungen 13 führt. Das dritte Zwischenanschlußelement 6 ist
um den Abstand zwischen der zweiten und dritten Schiene 2, 3 länger als
das zweite Zwischenelement 5, dergestalt daß sein vorderes
Verbindungsglied 12 sich unterhalb der Verbindungsglieder 12 der beiden anderen,
darüberliegenden Zwischenanschlußelemente 4 und 5 befindet.
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Es ist ersichtlich, daß dank der oben beschriebenen Anordnung die
drei an dein vorderen Enden der drei Zwischenanschluß- bzw.
-abzweigelemente 4, 5 und 6 vorgesehenen Verbindungsglieder 12 auf der Vorderseite
der Einrichtung übereinander liegen, wodurch sie zum Anbringen der
Anschlußleitungen leicht zugänglich sind.
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Die Fig. 3 bis 5 stellen eine Ausführungsform eines Schnell-
Steckverbinders dar, welcher durch einen Stoß, z. B. mittels eines
kleinen Hammers, eingesetzt werden kann. Dieser Stecker eignet sich für
relativ schwache Stromstärken bis ca. 60 Ampere. Er besteht aus einem
beweglichen Messingkontakt 14, der im wesentlichen die Form eines Omegas
besitzt und durch einen Clip 15 aus gehärtetem Stahl seine Klemm- und
Kontaktwirkung erhält. Dieser bewegliche Kontakt 14 wird durch Klemmung
auf eine einen rechtwinkligen Querschnitt aufweisende Stange 16
aufgebracht. Der Stecker ist mit einer Leitungsschnur 17 geeigneten
Querschnitts verbunden. Darüberhinaus besitzt der Stecker einen
ausgegossenen äußeren Bereich 18, dessen Oberseite 19 einen Stoß zum Einstecken
gestattet.
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Die Verwendung eines Messingkontakts 14 bietet den Vorteil, daß
dieser einstückig aus Bandmetall und ausschließlich durch Scherschneiden
ohne Verschnitte hergestellt wird. Er kann daher sehr kostengünstig in
großen Stückzahlen gefertigt werden. Der oben beschriebene Stecker
ermöglicht es, die Verdrahtungszeiten beträchtlich herabzusetzen und
garantiert eine einwandfreie Technologie.
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Bezieht man sich erneut auf Fig. 2, so ist ersichtlich, daß die
Leiter 1, 2 und 3 mehrere Serien von Bohrungen 8, 13 aufweisen, so daß
durch die elektrische Anschließvorrichtung an die schienenförmigen
Leiter 1 bis 3 ebenso viele Verbraucher angeschlossen werden können wie
diese Leiter 1 bis 3 Bohrungsserien besitzen.
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Die alle dem Leiter 1 ähnlichen Leiter 1 bis 3 werden
vorteilhafterweise aus einer Stromschiene, z. B. aus Kupfer, hergestellt, in
welcher Bohrungen 8 kleinen Durchmessers und Bohrungen 13 größeren
Durchmessers angebracht sind, derart daß auf eine Bohrung 8 kleinen
Durchmessers zwei Bohrungen 13 größeren Durchmessers folgen, und die
Leiter 1 bis 3 derart aus der Stromschiene auszuschneiden, daß die am
oberen Ende des ersten Leiters 1 liegende erste Bohrungsserie durch eine
Bohrung 8 kleinen Durchmessers gefolgt von zwei Bohrungen 13 größeren
Durchmessers gebildet wird, während die entsprechende Bohrungsserie des
zweiten Leiters 2 aus einer Bohrung 13 größeren Durchmessers gefolgt von
einer Bohrung 8 kleinen Durchmessers und einer Bohrung 13 größeren
Durchmessers und die entsprechende Bohrungsserie der dritten Schiene 3
aus zwei Bohrungen 13 größeren Durchmessers gefolgt von einer Bohrung 8
kleinen Durchmessers besteht.
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Auf diese Weise kann für die drei Leiter 1 bis 3 eine
Standardschiene verwendet werden, wodurch die Herstellung der erfindungsgemäßen
Anschließvorrichtung weiter vereinfacht wird. Im übrigen ermöglicht eine
derartige Anordnung den Anschluß der Verbraucher auf beiden Seiten der
Anschließvorrichtung, was für die Anordnung der zu speisenden Gerate
günstig sein kann.
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In der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegen die Leiter 1, 2 und 3
frei und sind mit solchen Abständen angeordnet, daß ihre gegenseitige
Isolation durch die Luft gesichert ist, ohne daß zwischen den Leitern
Trennelemente aus Isoliermaterial eingesetzt werden müssen.
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Schließlich erhält die erfindungsgemäße Anschließvorrichtung durch
das Vorhandensein der durch die Leiter 1, 2 und 3 führenden
Zwischenanschlußelemente im Vergleich zu Anschließvorrichtungen herkömmlicher
Bauart eine gute mechanische Festigkeit, insbesondere gegenüber
elektrodynamischen Belastungen.
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In Fig. 6 ist das Schaltbild eines Speisestromkreises für einen
über eine erfindungsgemäße elektrische Anschließvorrichtung an das Netz
angeschlossenen Verbraucher dargestellt.
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Die erfindungsgemäße elektrische Anschließvorrichtung 20 ist auf
die in Verbindung mit Fig. 1 und 2 beschriebene Weise an das
Drehstromnetz angeschlossen.
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Ein Verbraucher 21 ist über einen Schutzschalter 22 an die
Anschließvorrichtung angeschlossen. Die Anmelder haben festgestellt, daß
die erfindungsgemäße Vorrichtung bei am Verbraucher verursachten
Kurzschlüssen einen hohen Scheinwiderstand aufweist.
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Insbesondere war festzustellen, daß der Kurzschlußstrom hinter der
Mischließvorrichtung 20 bis zu viermal niedriger war als der
Kurzschlußstrom, der bei Verwendung einer herkömmlichen elektrischen
Verteilereinrichtung von dem Stromkreis ausgegangen wäre.
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Die Anmelder schreiben diese Erscheinung dem hohen
Scheinwiderstand der erfindungsgemäßen Anschließvorrichtung zu, welcher sich bei
Übergangserscheinungen, z. B. bei durch Funktionsfehler im Verbraucher
21 hervorgerufenen Kurzschlüssen, bemerkbar macht.
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Dieser erhöhte Scheinwiderstand der erfindungsgemäßen elektrischen
Anschließvorrichtung ist auf dessen neuartige Bauweise zurückzuführen
und wird höchstwahrscheinlich durch die Kreuzungen der Anschlußschienen
mit dem Netz und den durch sie hindurchführenden
Zwischenanschlußelementen hervorgerufen.
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Demzufolge eröffnet die Verwendung der oben beschriebenen
elektrischen Anschließvorrichtung äußerst günstige Möglichkeiten im
Hinblick auf die Verringerung der Abmessungen der Schutzeinrichtung,
welche in den Verbraucherstromkreis zwischen die Anschließvorrichtung
und den bzw. die über die Schutzvorrichtung mit dem Netz verbundenen
elektrischen Verbraucher eingesetzt werden soll.
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Aufgrund der Tatsache, daß die erfindungsgemäße elektrische
Anschließvorrichtung eine starke Begrenzung der Kurzschlußströme bietet,
ist es nämlich möglich, zwischen der Vorrichtung und den Verbrauchern
eine Schutzeinrichtung geringerer Leistung und damit zu einem
niedrigeren Preis zu installieren, wodurch die Herstellungskosten der
Stromversorgungsanlagen wesentlich herabgesetzt werden können.