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Patent Searching and Data


Title:
BUSBAR ASSEMBLY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/059810
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to a busbar assembly (4; 104; 204; 304) comprising at least one first busbar (7; 107; 207; 307), which has at least one first partial bar (14; 114; 214; 314) and one second partial bar (15; 115; 215; 315). The busbar assembly also comprises at least one busbar support (5) that has a bearing surface (13) on which the first partial bar (14; 114; 214; 314) is held by a first fastening means (16), and comprises at least one second fastening means (28) for fastening the second partial bar (15; 115; 215; 315) to the first partial bar (14; 114; 214; 314). In order to optimize the installation space required for the busbar assembly, the invention provides that at least one cavity (41) is provided in the bearing surface (13) of the busbar support (5) in order to accommodate the second fastening means (28).

Inventors:
BUESSERT STEPHAN
HAAS VOLKER
SCHMIDT MARIO
ZICKMANTEL MATHIAS
Application Number:
PCT/DE2003/004001
Publication Date:
July 15, 2004
Filing Date:
December 03, 2003
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
International Classes:
H02B1/20; H02G5/02; (IPC1-7): H02G5/00
Foreign References:
GB1268074A1972-03-22
US3813635A1974-05-28
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Claims:
Patentansprüche
1. Sammelschienenanordnung (4 ; 104 ; 204 ; 304), mit zumindest einer ersten Sammelschiene (7 ; 107 ; 207 ; 307), die zumindest eine erste TeilSchiene (14 ; 114 ; 214 ; 314) und eine zweite TeilSchiene (15 ; 115 ; 215 ; 315) auf weist, mit zumindest einem Sammelschienenhalter (5), der eine An lagefläche (13) aufweist, an der die erste TeilSchiene (14 ; 114 ; 214 ; 314) mittels eines ersten Befestigungsmit tels (16) gehalten ist und mit zumindest einem zweiten Befestigungsmittel (28) zum Befestigen der zweiten TeilSchiene (15 ; 115 ; 215 ; 315) an der ersten TeilSchiene (14 ; 114 ; 214 ; 314), dadurch gekennzeichnet, dass in der Anlagefläche (13) des Sammelschienenhalters (5) zumindest eine Vertiefung (41) zur Aufnahme des zwei ten Befestigungsmittels (28) vorgesehen ist.
2. Sammelschienenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe (42) der Vertiefungen (41) derart bemessen ist, dass das jeweils zugeordnete zweite Befestigungsmit tel (28) zwischen dem Boden der Vertiefung und der ersten TeilSchiene (14 ; 114 ; 214 ; 314) verliersicher gehalten ist.
3. Sammelschienenanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, die Vertiefungen (41) in Richtung der Längsachse des Sam melschienenhalters (5) spiegelsymmetrisch angeordnet sind.
4. Sammelschienenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich zwischen den Vertiefungen (41) Material verjüngungen (71) vorgesehen sind.
5. Sammelschienenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Sammelschienenhalter (5) zumindest die ersten TeilSchienen (14 ; 114 ; 214 ; 314) einer ersten und einer zweiten Sammelschiene (7,8 ; 107,108 ; 207,208 ; 307, 308) befestigbar sind, wobei der Sammelschienenhalter (5) und die ersten Teil Schienen mit ersten Ausnehmungen (21,20) derart versehen sind, das sie die Befestigung der ersten TeilSchienen (14 ; 114 ; 214 ; 314) an dem Sammelschienenhalter (5) bei unterschiedlichen lichten Weiten (55 ; 56) zwischen den Sammelschienen erlauben.
6. Sammelschienenanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (21) in Richtung der Längsachse des Sammelschienenhalters (5) spiegelsymmetrisch angeordnet sind.
Description:
Beschreibung Sammelschienenanordnung Die Erfindung betrifft eine Sammelschienenanordnung - mit zumindest einer ersten Sammelschiene, die zumindest eine erste Teil-Schienen und eine zweite Teil-Schiene auf- weist, - mit zumindest einem Sammelschienenhalter, der eine Anlage- fläche aufweist, an der die erste Teil-Schiene mittels ei- nes ersten Befestigungsmittels gehalten ist und - mit zumindest einem zweiten Befestigungsmittel zum Befes- tigen der zweiten Teil-Schiene an der ersten Teil-Schiene.

Eine derartige Sammelschienenanordnung ist beispielsweise aus dem Handbuch 30 der Rittal GmbH & Co. KG, Herborn, 04/01 P005 <BR> <BR> bekannt. -Bei dieser bekannten Sammelschienenanordnung hält der Sammelschienenhalter die erste Teil-Schiene in Längsrich- tung der Sammelschiene neben der Befestigungsstelle der als Verbindungsschiene ausgebildeten zweiten Teil-Schiene an der ersten Teilschiene. Zum Verbinden der Teil-Schienen der Sam- melschiene und zum Halten der Sammelschiene ist entsprechend viel Bauraum in Längsrichtung der Sammelschiene erforderlich.

Auch aus der Druckschrift DE-19 106 49 ist eine Sammelschie- nenanordnung bekannt, bei der ein Sammelschienenhalter die Sammelschiene neben der Befestigungsstelle zweier Teil- Schienen der Sammelschiene hält.

Ausgehend von einer Sammelschienenanordnung mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1 (Handbuch 30 der Rittal GmbH & Co. KG, Herborn, 04/01 P005) liegt der Erfindung die

Aufgabe den zur für die Sammelschienenanordnung erforderli- chen Bauraum zu optimieren.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in der Anlagefläche des Sammelschienenhalters zumindest eine Vertiefung zur Aufnahme des zweiten Befestigungsmittels vor- gesehen ist. -Bei einer derartigen Ausgestaltung der Sammel- schienenanordnung wird die Sammelschiene im Bereich der Ver- bindungsstelle ihrer Teil-Schienen gehalten, so dass der er- forderliche Bauraum in Längsrichtung der Sammelschiene ver- ringert ist.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der neuen Sammelschienenanord- nung sieht vor, dass die Tiefe der Vertiefungen derart bemes- sen ist, dass das jeweils zugeordnete zweite Befestigungsmit- tel zwischen dem Boden der Vertiefung und der ersten Teil- Schiene verliersicher gehalten ist.-Auf ein manuelles Si- chern dieses Befestigungsmittels kann somit bei Montagearbei- ten verzichtet werden. Durch die Verliersicherheit des Befes- tigungsmittels ist zugleich sichergestellt, dass es zu keinem Kurzschluss aufgrund eines verlorenen, heruntergefallenen Be- festigungsmittels in der Schaltanlage kommen kann.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der neuen Sammelschie- nenanordnung sieht vor, dass die Vertiefungen in Richtung der Längsachse des Sammelschienenhalters spiegelsymmetrisch ange- ordnet sind. -Bei einer derartigen Ausgestaltung kann jeder der Sammelschienenhalter sowohl auf der rechten als auch auf der Linken Seite und sowohl im oberen Teil als auch im unte- ren Teil eines Gerüstes eines Schaltfeldes befestigt bzw. nachgerüstet werden.

Um bei der Herstellung der Sammelschienenhalter Material zu sparen können im Bereich zwischen den Vertiefungen Material- verjüngungen vorgesehen sein.

Vorteilhaft ist es, wenn an dem Sammelschienenhalter zumin- dest die ersten Teil-Schienen einer ersten und einer zweiten Sammelschiene befestigbar sind, wobei der Sammelschienenhal- ter und die ersten Teil-Schienen mit ersten Ausnehmungen der- art versehen sind, das sie die Befestigung der ersten Teil- Schienen an dem Sammelschienenhalter bei unterschiedlichen lichten Weiten zwischen den Sammelschienen erlauben.-Wenn man auch bei dieser Ausgestaltung vorsieht, dass die Ausneh- mungen in Richtung der Längsachse des Sammelschienenhalters spiegelsymmetrisch angeordnet sind, kann der Sammelschienen- halter weiterhin sowohl auf der rechten als auch auf der Lin- ken Seite und sowohl im oberen Teil als auch im unteren Teil eines Gerüstes eines Schaltfeldes befestigt bzw. nachgerüstet werden.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der in den Figuren 1 bis 10 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Dabei zeigen : Figur 1 : den oberen Teil eines Gerüstes eines Schaltfeldes einer Schaltanlage mit einer daran angeordneten ersten Aus- führungsform der Sammelschienenanordnung, die eine erste lichte Weite zwischen den Sammelschienen aufweist, Figur 2 : den unteren Teil eines gemäß der Figur 1 ausgebil- deten Gerüstes mit einer daran angeordneten zweiten Ausfüh- rungsform der Sammelschienenanordnung, Figur 3 : einen Sammelschienenhalter, Figuren 4 und 5 : einen Ausschnitt aus der Figur 1, Figuren 6 und 7 : einen Ausschnitt aus der Figur 2,

Figur 8 : den oberen Teil eines gemäß der Figuren 1 bzw. 2 ausgebildeten Gerüstes mit einer dritten Ausführungsform der Sammelschienenanordnung, die eine zweite lichte Weite zwi- schen den Sammelschienen aufweist, und mit einer Anordnung zum Störlichtbogenschutz der Sammelschienenanordnung, und Figuren 9 und 10 : zwei Sammelschienen einer vierten Ausfüh- rungsform der Sammelschienenanordnung jeweils mit einer Stör- lichtbogen-Elektrode.

In den Figuren 1, 2 und 8 ist das Gerüst 1 eines Schaltfeldes 2 einer Schaltanlage gezeigt. Mehrere derartige Schaltfelder 2 können gemäß der Figuren 5,7 und 10 nebeneinander angeord- net und miteinander verbunden werden. Abgewinkelte Kanten 3 des Gerüstes 2 dienen zur Befestigung von Sammelschienenan- ordnungen, die sowohl im oberen als auch im unteren Teil des Gerüstes und dabei spiegelsymmetrisch zur Mitte des Gerüstes angeordnet sein können.

So zeigt die Figur 1 eine erste Ausführungsform 4 der Sammel- schienenanordnung, die im oberen Teil des Gerüstes angeordnet ist. Figur 2 zeigt eine zweite Ausführungsform 104 der Sam- melschienenanordnung, die im unteren Teil des Gerüstes Ange- ordnet ist. Eine dritte Ausführungsform der Sammelschienenan- ordnung 204, die wie die erste Ausführungsform 4 im oberen Teil des Gerüstes angeordnet, ist in Figur 8 gezeigt.

Jede der Ausführungsformen der Sammelschienenanordnung weist jeweils vier parallel zueinander verlaufende Sammelschienen 7,8, 9,10 ; 107,108, 109,110 ; 207,208, 209,210 und zwei Sammelschienenhalter 5 auf. Die erste und die zweite Ausfüh- rungsform 4 ; 104 der Sammelschienenanordnung weisen eine ers- te lichte Weite 55 zwischen den Sammelschienen 7,8, 9,10 ;

107,108, 109,110 und die dritte Ausführungsform weist eine von der ersten lichten Weite 55 verschiedene, zweite lichte Weite 56 zwischen den Sammelschienen 207,208, 209,210 auf.

Eine erste, eine zweite und eine dritte der Sammelschienen 7, 8,9 ; 107,108, 109 ; 207,208, 209 sind Phasenleiter, während die vierte der Sammelschienen 10 ; 110 ; 210 ein Neutralleiter (N-Leiter ist), der mit dem Gerüst 1 stromleitend verbunden sein kann (PEN-Leiter). Es ist bekannt, dass sich durch das gemeinsame Führen des Neutralleiters mit den Phasenleitern im Falle einer Unsymmetrie im elektrischen Netz, bei der auch der Neutralleiter vom Strom durchflossen wird, ein geringes elektromagnetisches Feld ergibt, so dass nur geringe Arbeits- ströme über das Gerüst fließen.

Jede der Sammelschienen weist gemäß der Figuren 1, 2 und 8 zumindest eine an einer Anlagefläche 13 des Sammelschienehal- ters 5 anliegende erste Teil-Schiene 14 ; 114 ; 214 und eine zweite Teil-Schiene auf. Die erste Teil-Schiene 15 ; 115 ; 215 erstreckt sich im wesentlichen über die gesamte Breite des Schaltfeldes 2. Die zweite Teil-Schiene ist eine Verbindungs- schiene, die sich von dem einen Schaltfeld zu einem in den Figur 5,7 und 10 gezeigten weiteren Schaltfeld erstreckt.

Die Enden der ersten Teil-Schienen sind über erste Befesti- gungsmittel 16 an den Sammelschienenhaltern 5 befestigt.

Hierzu sind die ersten Befestigungsmittel 16 als mit Muttern 17 versehene Schrauben 18 ausgebildet, wobei der Schaft 19 der Schrauben 18 erste Ausnehmungen 20,21 der ersten Teil- Schienen 14 ; 114 ; 214 und des Sammelschienenhalters 5 durch- greift. Der Schraubenkopf 25 ist an der von dem Sammelschie- nenhalter5 abgewandten Seite 26 der ersten Teil-Schienen 14 ; 114 ; 214 abgestützt, während die Mutter 17 an der der abge- winkelten Kante des Gerüstes zugewandten Seite 27 des Sammel- schienenhalters 5 abgestützt ist. Jede der zweiten Teil-

Schienen 15 ; 115 ; 215 ist über zweite Befestigungsmittel 28 an der zugeordneten ersten Teil-Schienen 14 ; 114 ; 214 befes- tigt. Hierzu sind die zweiten Befestigungsmittel 28 als mit Muttern 29 versehene Schlossschrauben 30 ausgebildet, deren Schaft 31 das zugeordnete Ende der ersten Teil-Schiene 14 ; 114 ; 214 und das zugeordnete Ende der zweiten Teil-Schiene 15 ; 115 ; 215 im Bereich zweiter Ausnehmungen 34,35 durch- greift. Die Mutter 29 ist dabei gemäß der Figuren 1 und 8 bei Verwendung einer weiteren erster Teil-Schienen 14 ; 114 ; 214 pro Sammelschiene an der weiteren ersten Teil-Schiene 14 ; 114 ; 214 oder bei nur einer ersten Teil-Schiene an der zwei- ten Teil-Schiene 15 ; 115 ; 215 abgestützt. Der Schraubenkopf 31 ist an der an dem Sammelschienenhalter anliegenden ersten Teil-Schiene abgestützt.

Gemäß der Figuren 4 und 5 bzw. 6 und 7 weisen die ersten Aus- nehmungen 20 der ersten Teil-Schienen 14 ; 114 ; 214 zum Tole- ranzausgleich einen quadratischen Querschnitt auf, der größer bemessen ist als die an den Außendurchmesser der Schraube 18 angepasste erste Ausnehmung 21 des Sammelschienenhalters 5.

Die zweiten Ausnehmungen 34,35 der ersten 14,114, 214 und der zweiten Teil-Schienen 15,115, 215 sind als in Richtung der zugewandten freien Enden offene Langlöcher derart ausge- bildet, dass die ersten Teil-Schienen 14 ; 114 ; 214 und die zweite Teil-Schiene 15 ; 115 ; 215 aus entgegengesetzten Rich- tungen seitlich auf den Schaft der zugeordneten Schloss- schraube 30 aufgeschoben werden können. Der Sammelschienen- halter 5 weist den ersten Teil-Schienen 14 ; 114 ; 214 gegenü- berliegende, benachbart den Anlageflächen 13 für die Sammel- schiene angeordnete, einseitig offene Vertiefungen 41 auf, in denen der Schraubenkopf 33 der Schlossschrauben 30 aufgenom- men ist. Durch sie einseitig offene Gestaltung der Vertiefun- gen 41 kann die Verbindungsschiene mit der Schlossschraube 30

bei am Gerüst befestigtem Sammelschienenhalter 5 durch seit- liches Einschieben des Schraubenkopfes 33 in die Vertiefung 41 leicht nachgerüstet werden. Dabei ist die Tiefe 42 der Vertiefungen 41 so bemessen, dass ein Herausrutschen der Schlossschraube 30 aus den zweiten Ausnehmungen 34,35 sicher verhindert ist. Die Schlossschrauben weisen einen sich an den Schraubenkopf anschließende, als Vierkant 32 ausgebildeten Abschnitt des Schaftes 31 auf, der in dem einem der Langlö- cher 34 verdrehsicher gehalten ist. Zum Befestigen der zwei- ten Teil-Schiene an der ersten Teil-Schiene ist es somit nicht erforderlich das zweite Befestigungsmittel 28 manuell gegen Verlieren oder Verdrehen zu sichern.

Jede der Ausführungsformen 4,104, 204,304 der Sammelschie- nenanordnung kann mit einer Anordnung 50 zum Störlichtbogen- schutz versehen werden.

Diese Anordnung 50 weist gemäß der Figur 8 drei Störlichtbo- gen-Elektroden 51 auf, von denen jeweils eine mittels der ersten 16 und der zweiten 28 Befestigungsmittel an den drei Phasenleitern befestigt ist. Auch der N-Leiter bzw. PEN- Leiter kann. mit einer Störlichtbogen-Elektrode 51 versehen werden. Die Störlichtbogen-Elektroden sind als Metallblech- teil aus Stahl ausgebildet, die eine höhere Schmelzwärme ge- genüber den aus Kupfer bestehenden Sammelschienen 7,8, 9, 10 ; 107,108, 109,110 ; 207,208, 209,210 aufweisen. Sie weisen gemäß den Figuren 9 und 10 jeweils eine erste und eine zweite durch Falzen doppellagig gestaltete Kante 52,53 auf.

Diese Störlichtbogen-Elektroden sind so angeordnet, dass sich jeweils zwischen zwei benachbarten Sammelschienen die erste Kante 52 der an der einen Sammelschiene 207 ; 407 befestigten Störlichtbogenelektrode und die zweite Kante der an der ande- ren Sammelschiene befestigten Störlichtbogen-Elektrode derart

mit einer lichten Weite 54, die größer als die lichte Weite 55,56 zwischen den Stromschienen ist, gegenüberstehen, dass bei einem Kurzschluss der beiden Stromschienen der entstehen- de, sich in einer Laufrichtung 57 entlang der Längsachse der Stromschienen fortbewegende Lichtbogen zwischen der ersten 52 und der zweiten Kante 53 brennt. An diesen Kanten findet der Lichtbogen in Verbindung mit einer Isolierwand 58 ideale Brennbedingungen und bleibt dort stehen. Eine weitere Zerstö- rung der Schaltanlage, insbesondere die Zerstörung eines be- nachbarten Schaltfeldes sind somit sicher verhindert. Da die lichte Weite 54 zwischen den gegenüberliegenden Kanten 52,53 der Störlichtbogen-Elektroden 51 kleiner als die lichte Weite 55,56 zwischen den Sammelschienen ist, findet der Abbrand an den Störlichtbogen-Elektroden statt. Damit ist sicherge- stellt, dass nach dem Auftreten eines Lichtbogens, insbeson- dere bei kurzer Brenndauer, die Sammelschienen nicht zerstört und daher nicht ersetzt zu werden brauchen. Die Störlichtbo- gen-Elektroden sind nur im Falle des Auftretens eines Stör- lichtbogens vom Strom durchflossen, so dass eine Registrie- rung des Störlichtbogens-beispielsweise über eine Luftspule und einen Wandler-und eine Auswertung des Störlichtbogens- beispielsweise die Abschaltung der Einspeisung des Stromes- möglich sind.

Zur Führung des Lichtbogens in Richtung der Kanten 52,53, die parallel zur Mittelachse der Stromschienen verlaufen, können Leitelemente in Form von Materialkanten 70 vorgesehen sein, die in Figur 9 mit gestrichelten Linien dargestellt sind. Die Materialkanten können beispielsweise Kanten von Schlitzen Nuten, Ausprägungen oder zusätzlich aufgebrachten, vorzugsweise scharfkantigen Elementen sein.

Zur Befestigung der Störlichtbogen-Elektroden 51 an den Stromschienen weisen die Störlichtbogen-Elektroden 51 den ersten Ausnehmungen der Stromschienen und des Sammelschienen- halters zugeordnete erste Ausnehmungen 22 und den zweiten Ausnehmungen 34,35 der Sammelschienen zugeordnete zweite Ausnehmungen 36 auf.

Gemäß der Figur 10 wird ein Weiterlaufen des Lichtbogens auf der Sammelschiene in das benachbarte Schaltfeld zusätzlich dadurch verhindert, dass in der Laufrichtung 57 des Lichtbo- gens hinter den Störlichtbogen-Elektroden 51 die Isolierwand 58 aus einer Hartmatte angeordnet ist. Diese Hartmatte liegt an den Störlichtbogen-Elektroden an. Durch dieses Anliegen werden zum Einen die durch das Brennen des Lichtbogens ent- stehenden ionisierten, elektrisch hoch leitenden Gase auf- gehalten und abgekühlt. Zum Anderen wird sichergestellt, dass der Lichtbogen an der Sammelschiene nicht neu zünden kann. Da sie zusätzlich die Luftstrecke zu geerdeten Teilen vergrö- ßert, ist auch ein Neuzündungen des Lichtbogens an diesen ge- erdeten Teilen sicher vermieden. Die Hartmatte trägt auch zur Reduzierung der durch den Abbrand entstehen Verschmutzung im benachbarten Schaltfeld bei.

Gemäß der Figur 3 ist zur Positionierung der Sammelschienen- halter 5 an der jeweiligen abgewinkelten Kante 3 des Gerüstes 1 eine weitere Vertiefung 60 im Bereich dritter Ausnehmungen 61 des Sammelschienenhalters 5 vorgesehen. Die dritten Aus- nehmungen 61 wirken mit dritten Befestigungsmitteln 62 zusam- menwirken, die zum Befestigen der Sammelschienenhalter 5 an den abgewinkelten Kanten 3 des Gerüstes 1 dienen. Der Abstand der dritten Ausnehmungen 61 ist dabei an das Raster einer Lo- chung 63 der abgewinkelten Kanten 3 angepasst. Weiterhin sind Materialverjüngungen 71 zur Materialeinsparung vorgesehen.

Gemäß der Figur 3 sind an jedem der Sammelschienenhalter 5 vier mal drei also zwölf erste Ausnehmungen 21 und vier Ver- tiefungen 41 auf der den Sammelschienen zugewandten Seite vorgesehen. Diese ersten Ausnehmungen 21 und diese Vertiefun- gen 41 sind in Längsrichtung des Sammelschienenhalters spie- gelsymmetrisch derart angeordnet, dass alle Sammelschienen- halter gleich ausgebildet und insbesondere jeder dieser gleich ausgebildeten Sammelschienenhalter sowohl an der lin- ken Seite als auch-und zwar durch Drehung um 180°-an der rechten Seite des Gerüstes 1 angeordnet werden kann.

Die Störlichtbogen-Elektroden 51 sind insgesamt spiegelsym- metrisch und zwar zu einer Ebene, die parallel zu den beiden Kanten 52,53 und senkrecht zur Flachseite der Sammelschienen verläuft.

Wie ein Vergleich der Figuren 1 bzw. 2 mit der Figur 8 ver- deutlicht, sind die Anzahl und der gegenseitige Abstand der Ausnehmungen und der Vertiefungen der Sammelschienen und der Störlichtbogen-Elektroden so gewählt, dass die Sammelschie- nenhalter die Befestigung von unterschiedlich breiten Sammel- schienen und damit die Befestigung von Sammelschienen bei un- terschiedlichen lichten Weiten 55,56 zwischen den Sammel- schienen erlauben und dass auch die gleich ausgebildeten Störlichtbogen-Elektroden 51 für den Störlichtbogenschutz der unterschiedlichen Ausführungsformen 4,104, 204 der Sammel- schienenanordnung verwendbar und leicht nachrüstbar sind. Die Sammelschienen-Mittelachsenabstände sind dabei bei allen Aus- führungsformen 4,104, 204,304 der Sammelschienenanordnung gleich.