DE9404914U1 - Low voltage power line - Google Patents
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Abstract
Description
BeschreibungDescription
Die Erfindung betrifft eine Niedervolt-Stromleitung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a low-voltage power line according to the preamble of claim 1.
Niedervolt-Stromleitungen gemäß der Erfindung bilden die stromführende Baugruppe eines Systems, welches je nach Anzahl und Art seines Zubehörs aus mehreren Stromverbrauchern und gegebenenfalls einem Trafo besteht, welcher die Netzspannung in den Niedervoltbereich transformiert. Vorzugsweise handelt es sich bei der erfindungsgemäßen Niedervolt-Stromleitung um die Stromzuführung zu einer Beleuchtungsanlage, deren Leuchten mit Halogenlampen bestückt sind. Solche Systeme werden über große Flächen, z.B. Raumdecken verlegt, um den Raum selbst oder bestimmte Gegenstände im Raum auszuleuchten.Low-voltage power lines according to the invention form the current-carrying component of a system which, depending on the number and type of its accessories, consists of several power consumers and possibly a transformer which transforms the mains voltage into the low-voltage range. The low-voltage power line according to the invention is preferably the power supply to a lighting system whose lights are fitted with halogen lamps. Such systems are laid over large areas, e.g. ceilings, in order to illuminate the room itself or certain objects in the room.
Bei diesen und anderen Systemen übernimmt die erfindungsgemäße Niedervolt-Stromleitung zusammen mit ihren Trägern, die sie an der Verlegefläche halten, außer der Stromversorgung die Funktion, die von den mit ihr unmittelbar verbundenen Baugruppen ausgehenden Belastungen, insbesondere durch deren Gewicht abzutragen. Bei den vorgenannten Beleuchtungssystemen handelt es sich dabei im wesentlichen um die Aufhängungen der Leuchten. Infolge des Rechteckquerschnittes entwickelt die erfindungsgemäße Niedervolt-Stromleitung ihre größere Tragfähigkeit in Richtung der längeren Achse des Rechteckquerschnittes, die deswegen mit der y-Achse im Raum übereinstimmt. Handelt es sich um ein an einer Raumdecke aufgehängtes System, verlaufen die längeren Seiten des Leitungsquerschnittes senkrecht.In these and other systems, the low-voltage power cable according to the invention, together with its supports that hold it to the installation surface, takes on the function of not only supplying power but also of discharging the loads emanating from the components directly connected to it, in particular their weight. In the lighting systems mentioned above, this essentially involves the suspensions of the lights. Due to the rectangular cross-section, the low-voltage power cable according to the invention develops its greater load-bearing capacity in the direction of the longer axis of the rectangular cross-section, which therefore coincides with the y-axis in space. If it is a system suspended from a ceiling, the longer sides of the cable cross-section run vertically.
Die die Stromphasen eines derartigen Systems bildenden Metallgewebebänder sind elektrisch durch den Isolator getrennt, bilden jedoch durch ihre Befestigung auf dem Isolator mit diesem einen Materialverbund, in dem der aus einem Dielektrikum bestehende Isolator durch die Metallbänder in seiner Tragkraft verbessert wird. Die Metallgewebebänder haben eine verhältnismäßig geringe Dicke, bieten aber einen vergleichsweise geringen elektrischen Widerstand. Sie können daher vollflächig mit dem Isolator verbunden, beispielsweise verklebt werden.The metal fabric strips that form the current phases of such a system are electrically separated by the insulator, but by being attached to the insulator they form a material composite in which the load-bearing capacity of the insulator, which consists of a dielectric, is improved by the metal strips. The metal fabric strips are relatively thin, but offer a comparatively low electrical resistance. They can therefore be connected to the insulator over the entire surface, for example by gluing.
Solche Niedervolt-Stromleitungen für Beleuchtungsanlagen sind an sich bekannt (DE-GM 89 12 824). Die Stromleitung bildet ein allseits flexibles Band. Hierbei hat der Isolator einen von Rechteckflächen bestimmten Umriß, auf dessen längeren Seiten die Metallgewebebänder befestigt sind, die deshalb mit ihren Kanten frei liegen und aus dem Umriß des Isolators vorstehen. Das Stromband ist biegsam und muß deswegen an beiden Enden festgelegt sowie an einem Ende mit einem Isolierspanner in aufrechter Stellung gehalten werden. Die Verdrillfestigkeit dieses Bandes ist dennoch vergleichsweise gering. Das erfordert hohe Zugkräfte zum Abspannen der Leitung. Trotzdem sind die frei tragenden Bandlängen gering. Schweres Zubehör, wie z.B. im engen Abstand angeordnete Leuchten erfordern eine Vielzahl von Bandträgern. Ferner ist der gerade Bandverlauf im allgemeinen vorgegeben. Wenn das System aufgrund örtlicher Bedingungen Bandstrecken erfordert, die in der Ebene des Systems gegeneinander abgewinkelt sind, muß das Band in den Winkelscheiteln durch abgespannte Kurvenstücke geführt werden. Das schränkt die Gestaltungsmöglichkeiten solcher Systeme stark ein. Die bekannte Niedervolt-Stromleitung ist für ausgedehnte Lichtsysteme auch nicht geeignet, weil sie nur zwei Stromphasen aufweist. Denn bei solchenSuch low-voltage power cables for lighting systems are known per se (DE-GM 89 12 824). The power cable forms a flexible band on all sides. The insulator has an outline defined by rectangular areas, on the longer sides of which the metal fabric bands are attached, which are therefore exposed with their edges and protrude from the outline of the insulator. The power band is flexible and must therefore be fixed at both ends and held in an upright position at one end with an insulation tensioner. The twisting strength of this band is nevertheless comparatively low. This requires high tensile forces to tension the cable. Nevertheless, the freely supporting band lengths are short. Heavy accessories, such as lights arranged at close intervals, require a large number of band supports. Furthermore, the straight course of the band is generally specified. If the system requires strip sections that are angled against each other in the plane of the system due to local conditions, the strip must be guided through braced curves at the corners. This severely limits the design options for such systems. The well-known low-voltage power cable is also not suitable for extensive lighting systems because it only has two power phases. Because with such
Systemen wird u.U. eine so große Anzahl von Stromverbrauchern erforderlich, daß die freiliegenden Metallgewebebänder nicht mehr berührungssicher sind.Systems may require such a large number of power consumers that the exposed metal mesh strips are no longer safe to touch.
Die Erfindung geht demgegenüber einen anderen Weg, dessen Grundgedanke im Anspruch 1 wiedergegeben ist. Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche .The invention, however, takes a different approach, the basic idea of which is set out in claim 1. Further features of the invention are the subject of the subclaims.
Erfindungsgemäß wird durch die Profilierung und deren erfindungsgemäß gewählte Formgebung eine Schiene geschaffen, die in horizontaler Ebene, d.h. in x-Richtung flexibel, jedoch in y-Richtung biegesteif ist. Sie ist zwischen ihren Trägern vorspannungsfrei und verkantungssicher verlegbar. Die bisher erforderlichen Abspannungen und Isolierspanner entfallen. Da das Profil außerdem in seiner Haupt- bzw. y-Achse schlank ausgeführt ist, läßt es sich in x-Richtung nach verhältnismäßig engen Radien krümmen, ohne einzuknicken und zu verkanten. Dadurch sind bogenförmige Bandstrekken möglich, in denen die Krümmung auch einen erhöhten Formwiderstand bewirkt, weshalb auch derartige Bogenstrecken keine Abspannung benötigen.According to the invention, the profiling and its shape selected according to the invention create a rail that is flexible in the horizontal plane, i.e. in the x-direction, but rigid in the y-direction. It can be laid between its supports without pre-stressing and without jamming. The previously required guying and insulating clamps are no longer required. Since the profile is also slim in its main or y-axis, it can be bent in the x-direction to relatively tight radii without buckling or jamming. This makes curved strip sections possible in which the curvature also causes increased form resistance, which is why such curved sections do not require guying.
Erfindungsgemäß ist ferner die Profilierung der Schiene so gewählt, daß die Metallbänder nicht mehr seitlich aus dem Querschnitt des Isolators vorstehen, sondern in den profilierten Seitenflächen versenkt sind. Dadurch werden die Kanten der Metallbänder und ihre Verbindungen mit dem Isolator abgedeckt. Gleichwohl tragen die Metallbänder statisch mit, so daß auch bei hoher Gewichtsbelastung der Niedervolt-Stromschiene gemäß der Erfindung die Knickbeanspruchungen praktisch verformungsfrei abgetragen werden.According to the invention, the profile of the rail is also selected so that the metal strips no longer protrude laterally from the cross-section of the insulator, but are recessed into the profiled side surfaces. This covers the edges of the metal strips and their connections to the insulator. At the same time, the metal strips also carry the load statically, so that even when the low-voltage busbar is subjected to a high weight load according to the invention, the buckling stresses are absorbed practically without deformation.
Die Erfindung hat den Vorteil, daß sich das Profil des Isolators aus einem einheitlichen Kunststoff nach gängigen Formungsverfahren, beispielsweise durch Extrudieren herstellen läßt. In den Verformungsvorgang kann gegebenenfalls nach Abkühlen des extrudierten Profiles die Befestigung der Metallgewebebänder eingeschlossen werden. Bei der Verwendung der neuen Niedervolt-Stromleitung in Systemen, insbesondere in Beleuchtungssystemen, bieten sich neue Möglichkeiten der Verlegung, die mit weniger Zubehör, insbesondere an den verhältnismäßig kostspieligen Trägern und ohne Isolierspanner auskommt. Die durch die Profilierung des Isolators erhöhte Belastbarkeit ermöglicht eine ausreichende Anzahl von Leuchten und eine geeignete Verteilung der Stromverbraucher über die freitragenden Längen der Stromschiene.The invention has the advantage that the profile of the insulator can be made from a uniform plastic using common molding processes, for example by extrusion. The fastening of the metal mesh strips can be included in the molding process if necessary after the extruded profile has cooled. When using the new low-voltage power cable in systems, especially in lighting systems, new installation options are available that require fewer accessories, especially on the relatively expensive supports, and without insulating clamps. The increased load capacity due to the profiling of the insulator enables a sufficient number of lights and a suitable distribution of the power consumers over the unsupported lengths of the busbar.
In der Ausführungsform der Erfindung nach Anspruch 2 ist das Profil des Isolators symmetrisch ausgebildet. Die Symmetrie des Profils verlegt den Schwerpunkt des Profils in die Bandmitte und hat deshalb den Vorteil, daß die Verkantungssicherheit gesteigert wird.In the embodiment of the invention according to claim 2, the profile of the insulator is symmetrical. The symmetry of the profile shifts the center of gravity of the profile to the center of the band and therefore has the advantage that the jamming safety is increased.
Vorzugsweise erhält der Profilumriß die im Anspruch 3 wiedergegebene Form. In diesem Falle können jedem Metallgewebeband eigene Profilkammern zugeordnet werden und die Anzahl der Metallgewebebänder läßt sich auf eine durch zwei teilbare Zahl vergrößern. Eine solche Niedervolt-Stromleitung hat den Vorteil, daß sie für mehrere je für sich schaltbare Systeme verwendbar ist, deren Stromphasen zuverlässig gegeneinander isoliert werden müssen.Preferably, the profile outline is given the shape given in claim 3. In this case, each metal mesh strip can be assigned its own profile chambers and the number of metal mesh strips can be increased to a number divisible by two. Such a low-voltage power cable has the advantage that it can be used for several individually switchable systems whose current phases must be reliably insulated from one another.
In der im Anspruch 4 gekennzeichneten Ausführungsform der Erfindung wird eine praktisch bevorzugte Schlankheit des Isolatorprofils beschrieben. Hierbei und imIn the embodiment of the invention characterized in claim 4, a practically preferred slenderness of the insulator profile is described. Here and in
allgemeinen ist die Anzahl der Stromphasen in dem Isolator grundsätzlich beliebig. In der Praxis benötigt man allerdings nur eine begrenzte Anzahl von Stromphasen, wobei im Regelfall zwei Systeme ausreichen, so daß sich vier Metallgewebebänder und zwei Doppel-T-Profile für das Gesamtprofil des Isolators ergeben. Für diese Fälle sind die in den Ansprüchen 4 und 5 wiedergegebenen Abmessungen bevorzugt vorgesehen und ergeben ein hinreichend biegesteifes und knick- bzw. verkantungssicheres Band.In general, the number of current phases in the insulator is basically arbitrary. In practice, however, only a limited number of current phases are required, with two systems usually being sufficient, so that four metal fabric strips and two double-T profiles result in the overall profile of the insulator. In these cases, the dimensions given in claims 4 and 5 are preferred and result in a strip that is sufficiently rigid and resistant to kinking or tilting.
Die Doppel-T-Profil-Querschnitte haben außerdem den erheblichen Vorteil, daß sie beiderseits Profilkammern ausbilden, die für die Verlegung der Metallgewebebänder ausgenutzt werden können. Diese Ausführungsformen sind Gegenstand des Anspruches 6.The double-T profile cross-sections also have the significant advantage that they form profile chambers on both sides that can be used for laying the metal mesh strips. These embodiments are the subject of claim 6.
Die Aufteilung der Stromphasen auf das Profil des Isolators in Ausführungsformen der Erfindung, welche für mehrere Systeme und damit für mehr als zwei Metallgewebebänder vorgesehen sind, können nach den Merkmalen des Anspruches 7 erfolgen. In diesem Fall, sind die Systeme jeweils auf einer Seite der Stromleitung angeordnet. Die Einspeisung des Stromes kann daher auf jeder Seite in besonders einfacher Ausführung erfolgen.The distribution of the current phases over the profile of the insulator in embodiments of the invention, which are intended for several systems and thus for more than two metal fabric strips, can be carried out according to the features of claim 7. In this case, the systems are each arranged on one side of the power line. The current can therefore be fed in on each side in a particularly simple manner.
Die Unterbringung der Metallgewebebänder sollte aus Sicherheitsgründen bevorzugt mit den Merkmalen des Anspruches 8 erfolgen. Da hierbei die Bänder mit ihrem Querschnitt voll in den Profilkammern versenkt sind, ergeben sich durch die isolierenden Profilflansche praktisch keine Kurzschlußgefahren.For safety reasons, the metal fabric strips should preferably be accommodated using the features of claim 8. Since the strips are completely recessed into the profile chambers with their cross-section, there is practically no risk of short circuits due to the insulating profile flanges.
Die Einzelheiten, weiteren Merkmale und andere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform anhand der Figuren in der Zeichnung; es zeigenThe details, further features and other advantages of the invention emerge from the following description of an embodiment based on the figures in the drawing; they show
Fig. 1 den Querschnitt der Niedervolt-Stromleitung,Fig. 1 the cross-section of the low-voltage power line,
Fig. 2 eine abgebrochen dargestellte Seitenansicht des Gegenstandes der Fig. 1 undFig. 2 is a broken-off side view of the object of Fig. 1 and
Fig. 3 ein Beleuchtungssystem, welches die Niedervolt-Stromleitung zur Stromversorgung eines Verbrauchers benutzt, jedoch mit mehreren Verbrauchern besetzt sein kann, in perspektivischer Darstellung. Fig. 3 a lighting system that uses the low-voltage power line to supply power to one consumer, but can be occupied by several consumers, in perspective view.
Die allgemein in Fig. 1 mit 1 bezeichnete Niedervolt-Stromleitung weist einen Isolator 2 sowie auf beiden Breitseiten des Isolators Metallgewebebänder 3, 4 und 5, 6 auf. Diese führen jeweils eine Stromphase in dem in Fig. 3 dargestellten Beleuchtungssystem. Sie sind auf den Breitseiten von Rechteckquerschnitten des Isolators 2 befestigt.The low-voltage power line, generally designated 1 in Fig. 1, has an insulator 2 and metal fabric strips 3, 4 and 5, 6 on both broad sides of the insulator. These each carry a current phase in the lighting system shown in Fig. 3. They are attached to the broad sides of rectangular cross sections of the insulator 2.
Der Isolator weist ein mehrfach geflanschtes und in seiner y-Achse, die die Hauptachse des Profils darstellt, schlankes Profil auf. Die Metallbänder sind in Profilkammern 7 bis 10 untergebracht. Diese werden von Rechteckquerschnitten 11, 12 und Profilflanschen 14 bis 16 begrenzt und sind nach außen offen. Das Profil des Isolators 1 ist spiegelsymmetrisch zu den Hauptachsen &khgr; und y ausgebildet. Sein Profilumriß ist aus zwei Doppel-T-Profilen 17, 18 zusammengesetzt, die miteinander verschmolzen sind. Die beiden Profile sind an ihren einander zugekehrten Flanschen in dem Flansch 15 vereinigt und bilden dergestalt eine Baueinheit. Das Ver-The insulator has a multi-flanged profile that is slim along its y-axis, which is the main axis of the profile. The metal strips are housed in profile chambers 7 to 10. These are delimited by rectangular cross-sections 11, 12 and profile flanges 14 to 16 and are open to the outside. The profile of the insulator 1 is mirror-symmetrical to the main axes χ and y. Its profile outline is composed of two double-T profiles 17, 18 that are fused together. The two profiles are joined at their facing flanges in the flange 15 and thus form a structural unit. The
hältnis der größten Profilbreite b zur Profilhöhe h verhält sich wie ca. 5:30. Die Dicke d der im wesentlichen rechteckigen Flansche 14 bis 16 der beiden Doppel-T-Profile 17, 18 beträgt im Vergleich zu der Stärke e des Profilgurtes 19 etwa 3:4.The ratio of the largest profile width b to the profile height h is approximately 5:30. The thickness d of the essentially rectangular flanges 14 to 16 of the two double-T profiles 17, 18 is approximately 3:4 compared to the thickness e of the profile belt 19.
Die Metallgewebebänder sind mit ihren den Rechteckquerschnitten 11 und 12 zugeordneten Seiten mit der diesem zugeordneten Profilwand der Profilkammern 7 bis 10 verklebt. Ihre Längskanten, die in der Seitenansicht nach Fig. 2 für das Metallgewebeband 5 bei 20 und 21 und für das Metallgewebeband 6 bei 22 und 23 erscheinen, liegen den Unterseiten der Profilflansche nicht an und lassen sich daher leicht in den Profilkammern verkleben. Ihre damit geschaffene vollflächige Verbindung mit dem Profil des Isolators 2 führt zu einer Verbesserung des Knick- und Biegewiderstandes in y-Richtung des Profils, während in der x-Richtung das Profil weitgehend elastisch, d.h. bei Krümmung rückstellbar ist und dadurch in einem gegebenen System zwischen zwei Trägern 24 und 25, die die Niedervolt-Stromschiene 1 im Abstand von einer Raumdecke 26 halten, einen gleichmäßig gekrümmten Bogen 27 bilden.The metal mesh strips are glued with their sides assigned to the rectangular cross-sections 11 and 12 to the profile wall of the profile chambers 7 to 10 assigned to them. Their longitudinal edges, which appear in the side view according to Fig. 2 at 20 and 21 for the metal mesh strip 5 and at 22 and 23 for the metal mesh strip 6, do not lie against the undersides of the profile flanges and can therefore be easily glued into the profile chambers. The full-surface connection they create with the profile of the insulator 2 leads to an improvement in the buckling and bending resistance in the y-direction of the profile, while in the x-direction the profile is largely elastic, i.e. can be recovered when bent, and thus form a uniformly curved arch 27 in a given system between two supports 24 and 25, which hold the low-voltage busbar 1 at a distance from a ceiling 26.
Die in Fig. 3 wiedergegebene Beleuchtungsanlage ist allerdings nur einsystemig, d.h. der Transformator 28 ist mit Hilfe einer Doppelklemme 29 an die außenliegenden Metallgewebebänder 5, 6 bzw. 4, 3 angeschlossen. Die innenliegenden Metallgewebebänder sind in dem System nach Fig. 3 unbenutzt, würden aber bei ihrer Benutzung für ein zweites System einen zweiten Transformator erfordern, welcher mit einer entsprechenden Klemme elektrisch leitend mit den innenliegenden Metallgewebebändern verbunden ist. Die stromführenden Metallgewebebänder 5, 6 des Systems leiten den Strom zu einem Adapter 30, der über eine Aufhängung 31 eine Leuchte 32 speist.The lighting system shown in Fig. 3 is, however, only a single system, i.e. the transformer 28 is connected to the external metal mesh strips 5, 6 and 4, 3 using a double terminal 29. The internal metal mesh strips are unused in the system according to Fig. 3, but if used for a second system they would require a second transformer, which is electrically connected to the internal metal mesh strips using a corresponding terminal. The current-carrying metal mesh strips 5, 6 of the system conduct the current to an adapter 30, which supplies a lamp 32 via a suspension 31.
Da die Adapter auf dem oben liegenden Außenflansch 14 bzw. 16 abgestützt sind, ist die elektrisch leitende Verbindung der Adapter mit den stromführenden Metallgewebebändern 5, 6 durch einfache Kontaktfedern möglich, die den Abstand zwischen dem Adapter und den mit den Außenkanten 32, 33 der Profilkammerwände im wesentlichen fluchtenden Metallgewebebändern überbrücken.Since the adapters are supported on the upper outer flange 14 or 16, the electrically conductive connection of the adapters with the current-carrying metal fabric strips 5, 6 is possible by means of simple contact springs, which bridge the distance between the adapter and the metal fabric strips which are essentially aligned with the outer edges 32, 33 of the profile chamber walls.
Bei der dargestellten Ausfuhrungsform, bei der der spiegelsymmetrische Isolator 2 zwei Doppel-T-Profile 17 und 18 aufweist, trennt der aus den Rechteckquerschnitten 11, 12 bestehende Mittelsteg die Metallgewebebänder 3, 4 bzw. 5, 6 der beiden Systeme und der Mittelflansch 15 trennt die Metallgewebebänder 3, 4 bzw. 2, 6 der beiden Systeme elektrisch. Diese sind daher überschlagsicher .In the embodiment shown, in which the mirror-symmetrical insulator 2 has two double-T profiles 17 and 18, the central web consisting of the rectangular cross sections 11, 12 separates the metal fabric strips 3, 4 and 5, 6 of the two systems and the central flange 15 electrically separates the metal fabric strips 3, 4 and 2, 6 of the two systems. These are therefore flashover-proof.
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1995
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