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DÜSSELDORF ESSEN PATENTANWÄLTE
UNSERZEicHEN: 97 630 K/at Düsseldorf ,den 9. September 1997
AKTEN-NR. 29
ELEK GMBH
Am Alten Bach 18
D - 41470 Neuss
Stromverteilschienenanordnung für einen elektrischen
Schaltschrank
Die Erfindung bezieht sich auf eine Stromverteilschienenanordnung der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechenden
Art und betrifft auch eine zur Verwendung mit dieser Stromverteilschienenanordnung vorgesehene Stromschiene
sowie einen mit der Stromverteilschienenanordnung ausgestatteten Schaltschrank.
Eine derartige Stromverteilschienenanordnung ist beispielsweise aus dem DE-GM 94 06 318.4 bekannt. Sie umfaßt
eine Mehrzahl von jeweils eine Phase führenden Stromschienen, welche einen zum Aufschieben eines Klemmkontaktes
geeigneten Stromverteilschenkel und einen von diesem um 90° abgewinkelten Befestigungsschenkel aufweisen. Letzterer
dient der Montage der Stromverteilschiene an einem quer zu dieser verlaufenden Tragelement. Hierzu ist der
Befestigungsschenkel mit einer Reihe von Bohrungen versehen, welche der Aufnahme von mit den Tragelementen zusammenwirkenden
Befestigungsschrauben dienen.
Nachteilig ist bei dieser Stromverteilschienenanordnung, daß eine Anpassung der Positionen der Bohrungen an die
Lagen der Tragelemente in dem Schaltschrank oder umgekehrt erforderlich ist.
D-40239 DÜSSELDORF MULVANYSTRASSE 2 TELEFON 49 / 211 / 96 145-0 ITJLEFAX 49 / 211 / 96 145 - 20
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Stromverteilschienenanordnung zu schaffen, welche an verschiedene
Positionen der Tragelemente in dem Schaltschrank nicht angepaßt werden muß, sondern stets auf einfache
Weise befestigbar ist, ohne daß hierzu individuelle Bearbeitungen der einzelnen Stromverteilschienen notwendig
würden.
Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 wiedergegebene Erfindung gelöst.
Die mit der mindestens einen Anlagefläche in Wirkverbindung bringbaren Kiemmittel zur Montage der Stromverteilschiene
an den Tragelementen erlauben eine Befestigung der Stromverteilschiene hinsichtlich ihrer Längsausdehnung an
jeder beliebigen Stelle. An bestimmten Orten vorgesehene, für die Montage benötigte Ausbildungen, wie Bohrungen,
Ausnehmungen oder dergleichen sind bei einer Stromverteilschiene der erfindungsgemäßen Stromverteilschienenanordnung
nicht mehr vorgesehen, so daß hierdurch hervorgerufene Einbaubeschränkungen wegfallen. Bei einer ersten bevorzugten
Ausführungsform gemäß Anspruch 2 der erfindungsgemäßen
Stromverteilschienenanordnung sind die Stromverteilschienen T-förmig ausgebildet, wobei der Querbalken
des "T" den Befestigungsschenkel bildet, da so die Kiemmittel
beidseitig des Stromverteilschenkels ansetzbar sind und somit ein seitliches Lösen aus der Klemmverbindung
auch bei größeren von außen an die Stromverteilschiene angreifenden Kräften, wie dies beispielsweise beim Aufschieben
oder Entfernen von Schaltgeräten der Fall sein kann, zuverlässig vermieden wird.
Eine bevorzugte Ausführungsform des bei dieser Ausführungsform
zur Befestigung vorgesehenen Kiemmittels weist ein Klemmstück auf, welches von den Längsenden der Stromverteilschiene
auf diese aufschiebbar ist und welches den
Befestigungsschenkel im aufgeschobenen Zustand zumindest
teilweise von seinen seitlichen Rändern her umgreift (Anspruch 3). Durch die somit einstückige Bauweise des Klemmstücks
ist ein seitliches "Abrutschen" der den Befestigungsschenkel beidseitig umgreifenden Bauteile des Klemmstücks
zuverlässig vermieden.
Besonders einfach und vielseitig in ihrer Verwendung sind die- Befestigungsmittel dann, wenn sie die Merkmale der
Ansprüche 4 bis 6 aufweisen. Die Montage kann dann mit einer einzelnen, das jeweilige Tragelement durchgreifenden
Spannschraube erfolgen, welche beim Anziehen sogleich für eine Verspannung der Stromverteilschiene gegen ein zwischen
dieser und dem Tragelement vorgesehenen Klemmstück sorgt.
Bei einer zweiten bevorzugten Ausführungsform gemäß Anspruch
7 weist die Stromverteilschiene auf der dem Tragelement zugewandten Seite eine "T"-förmige Ausnehmung auf,
ist demnach im Vergleich zur ersten bevorzugten Ausführungsform "negativ" dargestellt.
Dementsprechend weist das bevorzugte Kiemmittel bei dieser Ausführungsform die Merkmale des Anspruchs 8 auf.
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Konkret kann als Klemmstück eine Sechskant- oder Hammerkopf schraube dienen (Anspruch 9).
Bei einer ersten möglichen Anbringungsweise der Sechskant-
oder Hammerkopfschraube an dem Tragelement ist der Gewindeschaft so dimensioniert, daß er eine Lochung des Tragelements
durchgreift und somit über eine aufgeschraubte Mutter, ggf. über eine Spannscheibe, die Stromverteilschiene
direkt gegen das Tragelement preßt (Anspruch 10). 35
Es ist jedoch ebenfalls möglich, gemäß Anspruch 11 ein Distanzstück zwischen der Stromverteilschiene und dem
Tragelement vorzusehen, welches eine Gewindebohrung aufweist. Die Befestigung erfolgt dann, indem zunächst das
Distanzstück auf die Sechskant- oder Hammerkopfschraube aufgeschraubt und anschließend von außen durch das Tragelement
eine zweite Befestigungsschraube in die Durchgangsbohrung eingeschraubt wird.
Besonders vorteilhaft ist eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen
Stromschienenanordnung gemäß Ansprüche 12 oder 13, da diese sowohl der elektrischen Verbindung zwischen
Stromzuführschienen und Stromverteilschienen, als auch der Befestigung der Stromverteilschienen in dem
Schaltschrank an zugehörigen Tragelementen dient. Die Befestigungseinrichtung hat somit bei dieser Ausführungsform
eine Doppelfunktion.
Die Erfindung umfaßt auch Stromverteilschienen gemäß An-Spruch
15 oder 16 zur Verwendung in einer erfindungsgemäßen Stromschienenanordnung sowie einen Schaltschrank mit
einer erfindungsgemäßen Stromschienenanordnung (Anspruch 17).
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Rahmengestells eines Schaltschranks mit einer vier
Stromverteilschienen umfassenden Stromverteil-
schienenanordnung (auf die genaue Darstellung der Ausgestaltung der Stromverteilschienen wurde
aus Gründen der Übersichtlichkeit verzichtet);
Fig. 2 eine auseinandergezogene Darstellung sämtlicher
zur Befestigung einer Stromverteilschiene benö-
tigten Komponenten einer ersten Ausführungsform
der Erfindung inklusive Tragelement und zusätzlichem Berührungsschutzprofil in einer Querschnittsansicht
;
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Fig. 3 dieselbe Ausführungsform in derselben Ansicht,
jedoch im montierten Zustand und mit aufgeschobenem Klemmkontakt;
Fig;-4 einen Querschnitt durch eine befestigte Stromverteilschiene
derselben Aus führungs form, die an einem Stromzuführschienenpaar befestigt ist, für
hohe Stromstärken;
Fig. 5 dieselbe Ansicht einer Stromverteilschiene für
geringere Stromstärken;
Fig. 6 eine perspektivische Darstellung einer an einem Paar Stromzuführschienen befestigten Stromverteilschiene
in einer Ansicht von schräg vorn;
Fig. 7 dieselbe Anordnung in einer Ansicht von schräg hinten;
Fig. 8 eine Querschnittsansicht sämtlicher zur Befestigung einer Stromverteilschiene benötigten Komponenten
einer zweiten Ausführungsform der Erfindung
sowie
Fig. 9 eine Stromverteilschiene dieser Ausführungsform
in einer Einzeldarstellung.
Wenn im folgenden von "vorn", "horizontal" oder "vertikal" die Rede ist, so beziehen sich diese Angaben auf einen vor
einem in Betriebsstellung befindlichen Schaltschrank stehenden Betrachter.
Das in Fig. 1 mit 100 bezeichnete Rahmengestell eines Schaltschranks umfaßt eine Mehrzahl von an vertikalen
Rahmenprofilen 1 des Rahmengestells 100 angeordneten Tragblöcken 2 aus Kunststoff, an denen jeweils ein Paar von
zueinander beabstandeten, jeweils eine Phase führenden horizontalen Stromzuführschienen 3 befestigt ist. Vor den
Stromzuführschienen 3 sind an horizontalen Rahmenprofilen 4 mit Hilfe von Tragelementen 5 vertikal verlaufende
Stromverteilschienen 6 angeordnet, die mit den Stromzuführschienen 3 elektrisch kontaktiert sind. Ein vor den
Stromverteilschienen 6 in dem Rahmengestell 100 vorgesehener Funktionsraum 7 dient der Unterbringung von in der
Zeichnung nicht dargestellten Schaltgeräten, die an ihrer Rückseite Klemmkontakte aufweisen, welche von vorn auf die
Stromverteilschienen aufschiebbar sind.
Wie aus Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, besteht bei einer ersten Ausführungsform der Erfindung jede Stromschiene aus
einem im Querschnitt T-förmigen Profil aus einem gut elektrischleitenden
Material, meist auf Kupferbasis. Der "Fuß" des "T" bildet einen von dem Tragelement 5 senkrecht fortweisenden
Stromverteilschenkel 8, der "Querbalken" des "T" bildet einen Befestigungsschenkel 9, und die Unterseiten
des "Querbalkens" bilden Anlageflächen 30.
Zur Befestigung der Stromverteilschiene 6 ist ein Klammerstück 10 vorgesehen, welches eine an dem Querschnitt der
Stromverteilschiene 6 angepaßte Ausnehmung 11 aufweist, so daß es von den Längsenden der Stromverteilschiene 6 her
auf diese aufschiebbar ist und mit zwei Fortsätzen 12 im auf die Stromverteilschiene 6 aufgeschobenen Zustand den
Befestigungsschenkel 9 beidseitig vom Stromverteilschenkel 6 umgreift und auf die Anlageflächen 30 wirkt. Die Ausnehmung
11 mündet in eine Gewindebohrung 13, welche sich in einem zylindrischen Ansatz 14 des Klammerstücks 10
fortsetzt. Das so ausgestaltete Klammerstück 10 stellt
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einen Teil einer Befestigungseinrichtung 15 dar, zu der im weiteren ein Klemmstück 16 gehört. Es besteht aus einem im
wesentlichen quaderförmigen Bauteil, welches eine zentrale Bohrung 17 aufweist, deren Durchmesser derart an den Außendurchmesser
des Ansatzes 14 des Klammerstücks 10 angepaßt ist, daß der Ansatz 14 in die Bohrung 17 ohne großen
Reibungswiderstand einschiebbar ist. Auf der im montierten Zustand dem Klammerstück zugewandten Stirnseite 18 umfaßt
das Klemmstück 16 zwei Anlagefortsätze 19, die im montierteTT
Zustand des Klemmstücks 16 senkrecht zur Längserstreckung der Stromverteilschiene 6 verlaufen. Die Anlagefortsätze
19 weisen einen Abstand zueinander auf, der es erlaubt, daß das Klammerstück 10 zwischen diesen soweit
eintauchen kann, daß es mit seinen von den zum Ansatz 14 senkrechten Flächen gebildeten Anlageflächen 20 mit den
vorderen Stirnflächen 21 der Wandung 22 des Klemmstücks 16 in Anlage ist und in dieser Position die Stirnseite 18 des
Klemmstücks 16 in die Ausnehmung 11 des Klammerstücks 10 hineinragt.
Zur Befestigung der Stromverteilschiene 6 weist das Tragelement
5 eine Bohrung 23 auf, durch welche eine Spannschraube 24 in die Gewindebohrung des Klammerstücks 10
eindrehbar ist. Der Abstützung der Spannschraube 24 an dem Tragelement 5 dient eine Spannscheibe 25.
Zum Schutz gegen zufällige Berührungen ist jede Stromverteilschiene
6 von einem Berührungsschutzprofil 26 umgeben, welches an seiner Stirnseite in der Zeichnung nicht dargestellte,
paarweise angeordnete Öffnungen aufweist. Diese dienen zum Durchtritt von Klemmkontakten 27, welche an der
Rückseite von von vorn aufzuschiebenden Kontaktblöcken 28
oder (in der Zeichnung nicht dargestellten) Schaltgeräten angeordnet sind (s. Fig. 3).
Die Befestigung der Stromschiene 6 mit den zur Befestigungseinrichtung
15 gehörenden Bauteilen erfolgt, indem zunächst das Klammerstück 10 derart von einem Längsende
auf die Stromverteilschiene 6 aufgeschoben wird, daß die beiden seitlichen Fortsätze 12 den Befestigungsschenkel 9
der Stromverteilschiene 6 seitlich umgreifen. Anschließend wird von Seiten des Ansatzes 14 das Klemmstück 16 derart
auf das Klammerstück 10 aufgeschoben, daß die beiden Anlagefortsätze 19 die seitlichen Fortsätze 12 übergreifen
und das Klemmstück mit seiner Stirnseite 18 mit der Rückseite 9' des Befestigungsschenkels 9 in Anlage gebracht
ist. Anschließend wird - nachdem es auf der Stromverteilschiene in die richtige Position gebracht wurde - durch
die Öffnung 23 des Tragelements 5 die Spannschraube 24 in die Gewindebohrung 14 des Klammerstücks 10 eingedreht.
Beim Anziehen der Spannschraube wird zusammen mit dem Klammerstück 10 die Stromverteilschiene 6 in Richtung auf
das Klemmstück 16 verlagert, bis die Rückseite 9' an der Stirnseite 18 anliegt und das Klemmstück gegen das Tragelement
gepreßt wird. Die Anlageflächen des Klemmstücks 16 können beispielsweise punktförmig "aufgeriffelt", d.h. mit
punktförmigen Erhebungen versehen sein, wodurch beim Anziehen der Spannschraube zuverlässig eine elektrische
Kontaktierung zwischen dem Klemmstück 16, dem Klammerstück 10 und dem Tragelement 5 erzielbar ist, was insbesondere
bei einer unten anhand von Fig. 4 beschriebenen Anordnung vorteilhaft ist. Eine vollständig montierte Stromverteilschienenanordnung
ist in Fig. 3 dargestellt.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Stromverteil-Schienenanordnung
wird aus den Fign. 4 bis 7 ersichtlich. Funktionsgleiche Bauteile sind mit denselben Bezugsziffern
wie in den Fign. 1 bis 3 bezeichnet.
Im Unterschied der anhand der Fig. 2 und 3 beschriebenen Befestigung an einem aus isolierendem Material hergestell-
ten Tragelement 5 erfolgt bei der Anordnung gemäß Fig. 4 bis 7 die Befestigung der Stromverteilschiene 6 in entsprechender
Weise an einem Paar von Stromzuführschienen 3, von denen in Fig. 4 und 5 jeweils nur die im Betrachtersinne
untere dargestellt ist. Die Spannschraube 24 ist nun langer ausgebildet, so daß sie zwischen den beiden Stromzuführschienen
3 eines Stromzufuhrschienenpaares quer hindurchreicht und in die Gewindebohrung 13 des Klammerstücks
10 einschraubbar ist. Die Spannschraube 24 stützt sich im eingeschraubten Zustand über die Spannscheibe 25
auf einem Gegenklemmstück 2 9 ab, welches an beiden Stromzuführschienen
3 eines Paares anliegt.
Die Wirkungsweise der zu der Befestigungseinrichtung gehörenden Bauteile ist dieselbe wie die oben anhand von Fig.
2 und 3 beschriebene. Jedoch dient die in den Fign. 4 bis 7 dargestellte Befestigung nicht nur der Festlegung der
Stromverteilschiene 6, sondern gleichzeitig der elektrischen Kontaktierung derselben mit einem Stromzuführschienenpaar.
Auf die bisher notwendigen, separaten Bauteile, die ausschließlich der elektrischen Verbindung von Stromzuführschienen
3 und Stromverteilschienen 6 dienten, kann somit verzichtet werden.
Eine zweite bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist
in den Fig. 8 und 9 dargestellt. Bei dieser weist die Stromverteilschiene 6' eine im Querschnitt "T"-förmige
Längsausnehmung 31 auf. Die Anlageflächen 30 werden von
denjenigen den "Balken" des "T" unten begrenzenden Wandungen gebildet. Die von dem Stromverteilschenkel 8' der
Stromverteilschiene 6' fortweisenden Rückwandungen 37 können wiederum "geriffelt" ausgeführt sein, um so ggf.
die elektrische Kontaktierung verbessern zu können.
Der Befestigung der Stromverteilschiene 6' an dem Tragelement
5 bzw. an einer Stromzuführschiene (in Fig. 8 und
5 5
9 nicht dargestellt) dient eine von einer Stirnseite der Stromverteilschiene 6' in die Längsausnehmung 31 eingeschobene
Schraube 40, deren Gewindeschaft 32 aus der Längsausnehmung - bezogen auf die Stromverteilschiene nach
hinten - hinausragt. Es ist jedoch ebenfalls möglich, eine Hammerkopfschraube zu verwenden, deren Schraubenkopf länglich
ausgebildewt ist und Abmessungen aufweist, die ein Einführen in die Längsausnehmung 31 von der Rückseite aus
erlauben, wenn der Hammerkopf in Richtung der Längsausnehmung
"ausgerichtet ist, ein rückseitiges Herausziehen nach einer Verdrehung des Kopfes jedoch verhindern. Auf den
Gewindeschaft 32 ist ein mit einer an das Schraubengewinde angepaßten Gewindedurchgangsbohrung 35 versehenes Distanzstück
aufgeschraubt, so daß es an den Rückwandungen 37 anliegt und die Unterseite des Schraubenkopfes gegen die
Anlageflächen 30 verspannt. Der Befestigung des Distanzstücks 36 seinerseits an dem Tragelement 5 bzw. an einer
Stromzuführschiene dient eine Befestigungsschraube 38, welche bezüglich des Distanzstücks von hinten in eine
Lochung eingesetzt und von der anderen Seite in die Durchgangsbohrung 35 eingeschraubt ist. Zur Kräfteverteilung
stützt sich der Kopf der Befestigungsschraube über eine Druckscheibe auf dem Tragelement 5 ab. Zum Ansetzen eines
Werkzeuges sind in den Endbereichen des Distanzstückes 36 Schlüsselflächen 39 vorgesehen.
Anstelle der Zwischenschaltung eines Distanzstückes 36 ist es ebenfalls möglich - sofern die Platzverhältnisse dies
zulassen - die Stromverteilschiene an dem Tragelement oder an der Stromzuführschiene zu befestigen, indem die Länge
der Schraube 40 so bemessen wird, daß diese durch die Lochung des Tragelements oder der Stromzuführschiene hindurchgreift.
Die Klemmung wird dann mit Hilfe einer von außen auf den Schraubenschaft aufgeschraubten Mutter ggf.
unter Zwischenfügung einer Druckscheibe - bewirkt.