DE3115285A1

DE3115285A1 - Verfahren zur herstellung einer kontaktflaeche und einrichtung zu seiner durchfuehrung

Info

Publication number: DE3115285A1
Application number: DE19813115285
Authority: DE
Inventors: Pierre 21000 Dijon Boulay; Daniel Nourry; Jean Pierre 21110 Genlis Thierry
Original assignee: La Telemecanique Electrique SA
Current assignee: Telemecanique SA
Priority date: 1980-04-16
Filing date: 1981-04-15
Publication date: 1982-04-08
Also published as: FR2484724B1; IT1168122B; NL8101880A; BE888440A; GB2073622B; IT8121173A1; ES501349A0; SE452532B; DE3115285C2; IT8121173A0; SE8102437L; GB2073622A; FR2484724A1; ES8203170A1

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Kontaktfläche an einer Sammelschiene aus Aluminium, wobei ein Kontaktelement benutzt wird, das aus einem aus einer Kupferschicht und einer Aluminiumschicht bestehenden Blech ausgeschnitten wird, das gebogen wird und an diesem Bereich durch Elektroschweißpunkte befestigt wird, die die Aluminiumflachen miteinander in Kontakt bringen.

Ein derartiges Verfahren ist insbesondere für die Herstellung von Kontaktflächen anwendbar, die zur Bildung einer lösbaren elektrischen Verbindung zwischen ersten Samuelschienenenden, die sich in einem ersten Schutzkanalabschnitt befinden, und zweiten Schienenenden, die zu einem zweiten, entsprechenden Kanalabschnitt gehören, mit Hilfe geeigneter Anschlußsysteme dienen, die beispielsweise aus mehreren Kontaktklemmen bestehen.

Die Erfindung betrifft ferner Einrichtungen zur Durchführung des Verfahrens, insbesondere Kontaktelemente, deren Ausbildung und Form die Herstellung von Endprodukten hoher Qualität gestatten, wenn sie im Rahmen dieses Verfahrens benutzt werden.

Wenn zwei Sammeileiterenden aus Aluminium lösbar miteinander verbunden werden sollen, werden im allgemeinen Bolzen benutzt, die zwei nebeneinander angeordnete Schienenenden durchqueren, wobei gegebenenfalls zwischen den einander gegenüberstehenden Flächen eine leitende Fettschicht vorgesehen wird.

Derartige Verfahren sind nicht zweckmäßig, wenn die Verbindungen einerseits wegen bleibender Verformungen, die an den Enden aufgetreten sein können, und andererseits wegen des Alterns der Fettschicht wiederholt gelöst werden müssen. In derartigen Fällen ist es zweckmäßig, Anschlußvorrichtungen zu benutzen, die mit Verbindungselementen zusammenwirken können, die eine Verbindung durch

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elastischen Druck oder durch Reibungskontakt herstellen.

Es wurde bereits vorgeschlagen, an einer Sammelschiene aus Aluminium eine leitende Kappe anzubringen, die aus einem Verbundblech aus Kupfer und Aluminium gebogen wird und außen durch Elektroschweißung an der Fläche der Schiene so befestigt wird, daß der Innenraum der Kappe von einer lösbaren Anschlußklemme aus Kupfer durchquert werden kann.

Eine derartige Kontaktvorrichtung, die in einem bekannten Verfahren hergestellt wird, ist zweckmäßig, wenn die Kappe in einem Bereich der Schiene befestigt wird, der sich zwischen ihren Enden befindet. Diese Vorrichtung nimmt jedoch zuviel Platz in Anspruch, wenn sie an der Stelle montiert werden soll, an der Enden von mehreren in einem Kanal angeordneten Schienen elektrisch mit den Enden von entsprechenden Schienen verbunden werden sollen, die sich in einem anderen, in der Verlängerung angeordneten Kanal befinden.

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Kontaktflächen an Schienen aus Aluminium zu schaffen, das die Nachteile der bekannten Verfahren nicht aufweist und das die Schaffung von Bauteilen gestattet, die einen geringen Platzbedarf haben und infolge eines einfachen Aufbaus und einer leichten Montierbarkeit ein sehr regelmäßiges Verhalten besitzen.

Erfindungsgemäß wird dies durch die Durchführung der folgenden Arbeitsgänge erreicht:

Bearbeitung von zwei ebenen, einander entgegengesetzten und zueinander parallelen Flächen auf einem Endbereich der Schiene und mindestens einer Anschlagsstirnfläche, die zu einer Längsachse der Schiene im wesentlichen senkrecht ist,

Ausschneiden eines Teils, das den Umriß eines abgewickelten Kontaktelements hat, aus einem Blech, dae aus einer Kupferschicht und einer Aluminiumschicht besteht,

Biegen dieses Teils, so daß ein Kontaktelement gebildet wird, das die Form einer Kappe mit im wesentlichen Il-förmigem Querschnitt besitzt, die zwei zueinander parallele Wangen, einen gemeinsamen Steg und zwei Biegekanten besitzt, wobei sich die Aluminiumschicht auf der Innenseite der Kappe befindet,

Herstellung einer länglichen, zu einer Biegekante im wesentlichen parallelen Öffnung in dem Steg, die sich über einen Teil dessen Höhe erstreckt,

Bildung von Auflageflächen auf mindestens einem Kappenbereich, der sich außerhalb der Außenflächen der Wangen befindet,

Einführung des bearbeiteten Endes der Schiene in den Innenraum der Kappe bis in eine gegenseitige Stellung, in der die Anschlagsflächen auf den Auflageflächen aufliegen,

Anlegen von zwei Elektroden einer Elektro-Punktschweißmaschine an die Außenflächen der Wangen, worauf die Elektroden unter Spannung gesetzt werden, bis die Innenflächen der Wangen mit den bearbeiteten Flächen infolge des Stromdurchgangs verschweißt sind,

Pressen der Außenflächen der Wangen, bis zwei ebene Außenflächen gebildet werden

die Herstellung der Öffnung und die Bildung der Auflageflächen kann während des Ausschneidens oder während des Biegens vorgenommen werden.

-B-

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die in der beiliegenden Zeichnung dargestellt sind. Es zeigen:

Jig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Kontaktelements und eines Schienenendes vor der Montage,

Fig. 2 eine Seitenansicht eines mit seinem Kontaktelement bestückten Schienenendes, wobei Teile im Schnitt gezeigt sind,

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform des Kontaktelements in einem Schnitt in der Ebene PP¹ von Fig. 2,

Fig. 4- eine Darstellung gemäß Fig. 3 einer zweiten Ausführungsform des Kontaktelements und

Fig. 5 einen Schnitt durch die Ebene PP¹ durch einen vergrößerten Bereich des Kontaktelements.

Ein Stromverteilungssystem kann durch die stumpfe Verbindung von Leitungsabschnitten gebildet werden, die jeweils aus mehreren Sammelschienen bestehen, die sich in einem Kanal befinden, der die Schienen hält und schützt.

Eine derartige Schiene 1, von der ein Ende 2 in Fig. 1 ohne die benachbarten Schienen und den Schutzkanal dargestellt ist, besitzt eine Stirnfläche 3 und zwei ebene, einander entgegengesetzte und zueinander parallele Außenflächen 4- und 5i die durch Bearbeitung (beispielsweise durch Fräsen) der Schiene auf der Breite d hergestellt wurden, sich axial über eine Länge a erstrecken und bezüglich der nichtbearbeiteten, seitlichen Außenflächen 6 und 7 der Rohschiene um einen Betrag e zurückversetzt sind. Die Schiene besitzt zwischen den beiden Flächen 4-

und 5 eine Stärke b.

Ein Kontaktelement 8 (Fig.i), das durch Schneiden und Biegen eines Verbundbleches, das eine Kupferschicht und eine Aluminiums chi cht besitzt, gebildet wird (vgl. auch Fig. 5)i besitzt die Form einer im wesentlichen U-förmigen Kappe mit zwei zueinander parallelen Wangen 9 und 10, die durch einen Steg 11 miteinander verbunden sind. In dem Biegebereich bestehen zwei zueinander parallele, leicht abgerundete Kanten 12 und 13. Der Biegevorgang wurde so ausgeführt, daß sich die Aluminiumschicht im Inneren der Kappe befindet und daß der Abstand zwischen zwei Innenflächen 14-, 15 der einander gegenüberstehenden Wangen im wesentlichen gleich der Stärke b ist.

Abgewinkelte Ränder 16, 17 bzw. 18, 19» die aufeinander zu gerichtet sind und einander entgegengesetzt sind, sind an den zu den Kanten senkrechten Rändern 20, 21 bzw. 22, 23 der Wangen so angeordnet, daß die Kappe anschließend ohne erhebliches Spiel auf das Ende 2 der Schiene auf die in Fig. 1 gezeigte Weise aufgesteckt werden kann.

In dem Steg 11 ist eine Öffnung 24- vorgesehen, die zu einer Kante 12 oder 13 im wesentlichen parallel ist und deren Länge c sich über einen Teil der Höhe f des Stegs erstreckt, die ihrerseits annähernd gleich der Breite d der bearbeiteten Flächen ist.

In zwei Bereichen 25 und 26 des Stegs, die sich in der Richtung der Höhe zu beiden Seiten der Öffnung befinden, sind zwei beispielsweise durch Drücken gebildete Erhebungen 27 und 28 vorgesehen, die in das Innere 29 der Kappe hervorstehen (vgl. insbesondere Fig. 1) und innere Anschlagsflachen 27' und 28' bilden, die sich außerhalb der Außenflächen der Wangen befinden. Zur Befestigung des Kontaktelements 8 werden eine Reihe von Arbeitsgängen vorgenommen.

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Zunächst wird das Ende 2 in den Innenraum 29 der Kappe eingeführt, bis die Anschlagsflächen 2?¹ und 28' der Erhebungen 27 und 28 an der Auflagestirnfläche 3 zum Anliegen kommen. Anschließend werden die Wangen 9 und 10 an den bearbeiteten Flächen 4 und 5 mit Hilfe einer Elektro-Punktschweißmaschine angeschweißt, deren beide Elektroden an die einander entgegengesetzten Außenflächen 34- und 35 der Wangen angelegt v/erden. Die Schweißpunkte befinden sich an den Stellen 30» 32 und 31 ■> 33· Während des Schweißvorgangs werden die Elektroden der Maschine (nicht dargestellt) in Richtung F und G so angelegt, daß sie die beiden Wangen und das Ende zwischen sich festklemmen.

Die. Ränder 20, 21, 22 und 23 und die Flächen 27', 28' bzw. 3 dienen dazu, der Kappe eine genau definierte Stellung bezüglich des Endes zu verleihen, während die Öffnung 24-die Aufgabe hat, den Durchgang von Zweigströmen insbesondere durch die Kupferschicht der Kappe zu vermeiden, deren Auftreten die Qualität der "Verschweißung beeinträchtigen würde.

Anschließend werden die Außenflächen 34- und 35 der Wangen 9 und 10 unter einer Presse parallel abgerichtet, so daß leichte Vertiefungen beseitigt werden, die in den Bereichen der Punkte 30, 32 und 31₅ 33 möglicherv.^Teise entstanden sind.

Das angebrachte Kontaktelement gemäß der beschriebenen Ausbildung und Befestigungsweise kann an seiner Außenfläche zweckmäßigerweise versilbert werden und mit abnehmbaren elektrischen Anschlußvorrichtungen mit Reibungskontakten und/oder Kontakten mit örtlicher Klemmung beispielsweise mit einer oder mehreren elastischen Klemmen zusammenwirken.

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Bei einer anderen Ausführungsform eines Kontaktelements 8¹, das für die Durchführung des Verfahrens zur Herstellung von Kontaktflächen für Sammelschienen 1' anwendbar ist (Fig. 4-), besitzt die Kappe ebenfalls zwei zueinander parallele Wangen 9' und 10' und einen Steg 11' und wird auf ein Ende 2' der Schiene aufgesteckt. Diese Kappe besitzt jedoch beispielsweise nur zwei einander entgegengesetzte, abgewinkelte Ränder 16' und 19'» die sich auf den Seiten 36» 37 der Schiene befinden. Die Auflage- und Anschlagsflächen werden hierbei von den zueinander parallelen Enden 3' und 3", die die bearbeiteten Flächen 5¹ und 4' mit den nichtbearbeiteten Flächen 6' und 7¹ verbinden, und von den zu dem Steg 11' parallelen Endrändern 27". und 28" der Wangen 9* und 10' gebildet. Die Innenlänge k zwischen dem Steg 11* und den Enden 27", 28" ist etwas größer als die Länge a. Wie bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel ist ebenfalls eine öffnung 24' vorgesehen und die Anschlagsflächen befinden sich ebenfalls außerhalb den Außenflächen der Wangen 34-* und 35'·

Die Durchführung des beschriebenen Verfahrens erfordert nicht eine bestimmte Reihenfolge der einzelnen Arbeitsgänge. So kann beispielsweise die Bildung der öffnung und der Erhebungen oder der Enden 27" und 28" während des Schneidens des Blechs, während des Biegens oder nach dem Biegen vorgenommen werden.

Derartige Kontaktflächen werden mit Hilfe des beschriebenen Verfahrens und der beschriebenen Einrichtungen zweckmäßigerweise in den Fällen hergestellt, in denen die Forderung nach geringen Abmessungen besteht.

Claims

Pat en t an sprü ch e

Verfahren zur Herstellung einer Kontaktfläche an einer Sammelschiene aus Aluminium, bei welchem ein Kontaktelement benutzt wird, das aus einem aus einer Kupferschicht und einer Aluminiumschicht bestehenden Blech ausgeschnitten wird, das gebogen wird und in diesem Bereich durch Elektroschweißpunkte befestigt wird, die die Aluminiumflächen miteinander in Kontakt bringen, gekennz eichnet durch folgende Arbeitsgänge:

a - Bearbeitung von zwei ebenen, einander entgegengesetzten und zueinander parallelen Flächen auf einem Endbereich der Schiene und mindestens einer Anschlagsstirnfläche, die zu einer Längsachse der Schiene im wesentlichen senkrecht ist,

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b - Ausschneiden eines Teils, das den Umriß eines abgewickelten Kontaktelementß hat, aus einem Blech, das aus einer Kupferschicht und einer Aluminiumschicht besteht,

c - Biegen dieses Teils, so daß ein Kontaktelement gebildet wird, das die Form einer Kappe mit im wesentlichen TJ-förmigem Querschnitt besitzt, die zwei zueinander parallele Wangen, einen gemeinsamen Cteg und zwei Biegekanten besitzt, wobei sich die Aluminiumschicht auf der Innenseite der Kappe befindet,

d - Herstellung einer länglichen, zu einer Biegekante im wesentlichen parallelen Öffnung in dem Steg, die sich über einen Teil dessen Höhe erstreckt,

e- Bildung von Auflageflächen auf mindestens einem Kappenbereich, der sich außerhalb der Außenflächen der Wangen befindet,

f - Einführung des bearbeiteten Endes der Schiene in den Innenraum der Kappe bis in eine gegenseitige Stellung, in der die Anschlagsflächen auf den Auflageflächen aufliegen,

g - Anlegen von zwei Elektroden einer Elektro-Punktschweißmaschine an die Außenflächen der Wangen, worauf die Elektroden unter Spannung gesetzt werden, bis die Innenflächen der Wangen mit den bearbeiteten Flächen infolge des Stromdurchgangs verschweißt sind,

h - Pressen der Außenflächen der Wangen, bis zwei ebene Außenflächen gebildet werden;

die Arbeitsgänge d und e der Herstellung einer Öffnung unter Bildung von Auflageflächen können während des Schneidvorgangs oder während des Biegevorgangs durchgeführt werden.
2. Kontaktelement, das in dem Verfahren nach Anspruch 1 an einem Ende einer Sammelschiene aus Aluminium durch Verschweißen befestigt werden soll und zwei einander entgegengesetzte, ebene Flächen (4-,5) und mindestens eine Auflagestirnfläche besitzt, dadurch gekennzeichnet , daß es die Form einer Kappe (8) mit zwei zueinander parallelen Wangen (9,10) und einem gemeinsamen Steg (11) besitzt, der mit den beiden Wangen über zwei Kanten (12,13) verbunden ist, daß die Innenflächen (14,15) der Wangen mit Aluminium bedeckt sind, während die Außenseite der Kappe aus Kupfer besteht, daß der Steg auf einem Teil (c) der Höhe (f) eine zentrale Öffnung (24) besitzt, die zu den Kanten (12, 1?) im wesentlichen parallel ist, und daß an der Kappe Anschlagsflächen (27', 28¹ bzw. 27", 28") so angeordnet sind, daß sie" sich außerhalb der Außenflächen (34, 35» 34', 35') der Wangen befinden und gegenüber den Auflageflächen (3,3'»3") angeordnet sind und mit diesen in Kontakt sind, wenn das Ende der Schiene zwischen die Wangen eingeführt ist.
3. Kontaktelement nach Anspruch 2 für ein Schienenende, bei dem die Auflagefläche aus einer Stirnfläche (3) des Endes (2) besteht, dadurch gekennzeichnet , daß die Anschlagsflächen (27', 28') von zwei Innenflächen von zwei Erhebungen (27,28) gebildet sind, die in den Innenraum (29) der Wangen hervorstehen und in der Richtung (F) der Höhe zu beiden Seiten der Öffnung (24) angeordnet sind.
4. Kontaktelement nach Anspruch 2 für ein Schienenende, bei dem eine Anschlagsfläche aus einer Verbindungsfläche (3'» 3") zwischen einer bearbeiteten Fläche (4',5') und einer nichtbearbeiteten Fläche (6¹, 7¹) der Schiene (1') besteht, dadurch gekennzeichnet , daß die Anschlagseinrichtungen aus mindestens einem zu dem Steg (11') parallelen Endrand (27',28') einer Wange (9',1O¹) bestehen.
5. Kon takt element nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß einander entgegengesetzte Ränder (20,21,22,23) der Wangen, die sich senkrecht zu den Kanten (12,13) erstrecken, so umgebogen sind, daß zueinander parallele Führungseinrichtungen (16,17,18, 19 bzw. 16*,17') gebildet werden, die mit einander entgegengesetzten Flächen (36,37) des Endes (2), die zu den bearbeiteten.Flächen senkrecht sind, zusammenwirken können.