Stromschiene und Stromschienensystem in Flachprofil-Ausführung mit mehreren Teilleiterschienen mit Ausnehmungen an der Schmalseite zum Einrasten von Kontaktfederelementen

Die Erfindung betrifft eine Stromschiene in Flachprofilausführung mit zwei oder mehreren, in Schienenlängsrichtung parallel zueinander angeordneten und elektrisch voneinander ge- trennten Teilleiterschienen.

Weiterhin betrifft die Erfindung ein Stromschienensystem mit einer derartigen Stromschiene und mit mehreren Kontaktfederelementen, welche in die Ausnehmungen an zumindest einer der beiden Schmalseiten der jeweiligen Teilleiterschienen rastend eingreifen .

Aus der europäischen Patentanmeldung EP 0 926 781 Al ist zur elektrischen Verteilung eine Stromschiene für eine Elektrizi- tätsversorgungsleitung bekannt. Die Schiene weist einerseits ein flaches Profilteil aus Aluminium, das sich in einer Hauptrichtung erstreckt, und andererseits, in regelmäßigen Abständen über die Länge des Profilteils verteilt und/oder an seinen Enden angeordnet, Kontaktstücke aus Kupfer auf. Die Kontaktstücke werden mit dem Profilteil in engen elektrischen Kontakt gebracht, wobei die Kontaktstücke U-förmige Reiter sind, deren Steg und Schenkel den Rand der Schiene umhüllen, um den elektrischen Kontakt mit Ableitungs- oder Verbindungsorganen zu gewährleisten. Die Außenflächen der Schenkel der Reiter weisen versilberte Bereiche auf, wobei der versilberte Bereich der Außenfläche zur Kontaktaufnahme des Ableitungsoder Verbindungsorgans dient. Im Besonderen weisen die Innenflächen der Schenkel der Reiter versilberte Bereiche auf. Der versilberte Bereich der Innenfläche eines Schenkels dient zur Zufuhr von Metall, welches das Schweißen des Reiters an das Profilteil gewährleistet.

Aus der deutschen Patentanmeldung 10 2007 047 556.1 sind eine Stromschiene sowie ein Stromschienensystem als Stand der Technik gemäß §3 Abs. 2 PatG bekannt. Die Stromschiene in Flachprofil-Ausführung ermöglicht eine besonders einfache und flexible Befestigung eines Stromabgriffs an der Stromschiene. Hierzu weist die Stromschiene an mindestens einer Schmalseite eine nutförmige Vertiefung zur Aufnahme eines formschlüssigen Gegenstücks eines Stromabgriffs auf. Es können bei einer dortigen Ausführungsform mehrere in Schienenlängsrichtung parallel zu der einen Stromschiene ausgerichtete und jeweils elektrisch voneinander isolierte Stromschienen angeordnet sein.

Weiterhin sind aus dem Stand der Technik Stromschienen mit vier parallelen, nebeneinander angeordneten Teilleiterschienen aus einem Flachprofil bekannt. Eine derartige Stromschiene ist innerhalb der Längserstreckung und in vorgegebenen Ab- ständen sowie an den beiden Längsenden aufgefächert. An den frei zugänglichen Schmalstellen der Stromschienen können nun Kontaktfederelemente in Form von Reitern aufgesteckt werden.

Die betrachten Stromschienensysteme sind zum Transport und zur Verteilung von Strömen in einem Bereich von ca. 630 A bis 6300 A vorgesehen. Typischerweise weisen solche Stromschienen vier parallel zueinander angeordnete, plattenförmige Teilleiterschienen auf. Dabei sind typischerweise drei der Teilleiterschienen den jeweiligen Phasen eines Stromversorgungsnet- zes, insbesondere eines Energieversorgungsunternehmens, zugeordnet. Die verbleibende vierte Teilleiterschiene ist üblicherweise an einen sogenannten PEN-Leiter angeschlossen, der die Funktionalität eines Neutralleiters und eines Schutzleiters zugleich erfüllt. Alternativ können solche Stromschienensysteme auch fünf Teilleiterschienen aufweisen, wobei dann drei für die Stromphasen, eine für den Neutralleiter und eine für den Schutzleiter vorgesehen sind. Auch ist es möglich, dass die betrachteten Stromschienensysteme nur drei Teilleiterschienen aufweisen. In diesem Fall ist der Schutzleiter ein das System umgebendes leitfähiges Gehäuse. Schließlich können die Stromschienensysteme auch sechs Teilleiterschienen aufweisen, wobei in diesem Fall im Vergleich zu Stromschienensystemen mit fünf Teilleiterschienen ein zusätzlicher Neutralleiter vorhanden ist, um z.B. die bei Stromversorgungen in der Informationstechnologie auftretenden Stromspitzen von bis zu 167 % des Nennstromes über den Neutralleiter leiten zu können.

Die betrachteten Stromschienen sind vorzugsweise für Niederspannungen, das heißt für Spannungen bis ca. 1000 V ausgelegt. Sie werden vorzugsweise an eine dreiphasiges 50 Hz/400 V-Stromversorgungsnetz oder an ein 60 Hz/460 V- Stromversorgungsnetz angeschlossen.

Ausgehend von dem zuletzt genannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine konstruktiv einfachere Stromschiene anzugeben.

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein geeignetes Stromschienensystem mit einer derartigen Stromschiene anzugeben .

Die Aufgabe der Erfindung wird für die Stromschiene mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhaft Ausführungsformen der Stromschiene sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 4 angegeben. Im unabhängigen Anspruch 5 ist ein Stromschienensystem genannt, welches eine derartige Strom- schiene aufweist. In den abhängigen Ansprüchen 6 und 7 sind hierzu vorteilhafte Ausführungsformen angegeben.

Erfindungsgemäß sind an zumindest einer Schmalseite der je- weiligen Teilleiterschiene mehrere in Schienenlängsrichtung verteilt angeordnete Ausnehmungen vorhanden. Die Ausnehmungen weisen jeweils einen im Inneren der Teilleiterschienen erweiterten Querschnitt zum Einrasten eines geometrisch darauf abgestimmten Kontaktfederelementes auf.

Der besondere Vorteil einer derartigen Stromschiene ist, dass keine Auffächerung der Teilleiterschienen in Schienenlängsrichtung und keine Auffächerung mehr an den beiden Enden des Stromschienensystems erforderlich ist. Eine Kontaktierung für einen Stromabgriff erfolgt hierbei in denkbar einfacher Weise, indem an gewünschter Stelle, das heißt an einer ausgewählten Phase oder an einem Neutralleiter, das entsprechende Kontaktfederelement eingesteckt wird. Die Kontaktfederelemente können hierzu ein Anschlussstück aufweisen, an welches ein Stromkabel angeschlossen werden kann bzw. bereits angeschlossen ist. Das Anschlussstück kann auch hülsenförmig ausgebildet sein, um dort ein freigelegtes Kabelende eines Stromkabels aufzunehmen, wobei letzteres mit dieser Hülse vercrimpt bzw. verquetscht wird.

Es können alternativ oder zusätzlich Kupfer- oder Aluminiumschienen angeschlossen werden. Diese können erforderlich sein, wenn Verbraucher angeschlossen werden, deren Nennstrom einen großen Leiterquerschnitt und damit einen großen Kabel- durchmesser erforderlich machen würde. Vergleichsweise große Kabeldurchmesser wären im anderen Fall nachteilig, da für die Montage und insbesondere in beengten Verhältnissen Mindest- biegeradien eingehalten werden müssen. Einer Ausführungsform zufolge sind die Ausnehmungen in Schie- nenquerrichtung verlaufende Schwalbenschwanznuten. Insbesondere erstrecken sich solche Ausnehmungen über eine gesamte Stromschienenbreite. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Ausnehmungen Ausstanzungen sind. Auf diese Weise kann mittels eines geeigneten Stanzwerkzeugs eine Vielzahl von Ausnehmungen eingebracht werden. Vorzugsweise weist das Stanzwerkzeug einen schwalbenschwanzförmigen Stanzquerschnitt auf.

Alternativ können die Ausnehmungen Ausfräsungen sein. Die

Ausnehmungen können weiterhin alternativ mittels eines Laserschnittverfahrens eingebracht sein.

Die Aufgabe der Erfindung wird weiterhin mit einem Strom- schienensystem gelöst, welches eine derartige Stromschiene in Flachprofilausführung und mehrere Kontaktfederelemente aufweist, welche in die Ausnehmungen an zumindest einer der beiden Schmalseiten der jeweiligen Teilleiterschienen rastend eingreifen .

Nach einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Kontaktfederelemente jeweils zwei sich gegenüberliegende Federschenkel auf. Die beiden Federschenkel sind zu einem von der Stromschiene wegweisenden Anschlussstück, insbesondere zum An- schließen eines Stromkabels, zusammengefügt. Die Kontaktfederelemente können alternativ mit einer Stromschiene verbunden sein.

Schließlich sind nach einer weiteren Ausführungsform des Stromschienensystems die Ausnehmungen in den parallel zueinander angeordneten Teilleiterschienen derart in Schienenlängsrichtung verteilt angeordnet, dass sich zwischen Teilleiterschienen mit jeweils einer Ausnehmung an einer gleichen Position in Schienenlängsrichtung zumindest eine Teilleiter- schiene ohne Ausnehmung befindet. Dadurch ist ein kollisionsfreies Einstecken der jeweiligen Kontaktfederelemente mit anderen, bereits eingesteckten Kontaktfederelementen in die Ausnehmungen vorteilhaft möglich. Neben der Vermeidung der Kollision sind auch elektrotechnische Aspekte zu berücksichtigen, wie z.B. die Einhaltung von Mindestwerten für Luft und Kriechstrecken zur Vermeidung von möglichen Kurzschlüssen.

Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausführungen der Erfindung werden im Weiteren anhand der nachfolgenden Figuren näher beschrieben. Es zeigen

FIG 1 eine Stromschiene mit beispielhaft vier, in Schienenlängsrichtung aufgefächerten Teilleiterschienen nach dem Stand der Technik,

FIG 2 ein Stromschienensystem mit einem aufgefächerten

Längsende und mit aufgesteckten Reitern im Bereich der Auffächerung nach dem Stand der Technik,

FIG 3 beispielhaft ein Stromschienensystem mit einer

Stromschiene aus vier parallel zueinander angeordneten und elektrisch voneinander isolierten Teilleiterschienen in Flachprofilausführung und mit vier eingesteckten Kontaktfederelementen gemäß der

Erfindung,

FIG 4 eine Seitenansicht des Stromschienensystems gemäß

FIG 3 und

FIG 5 eine Ansicht der Stirnseite des in FIG 3 gezeigten

Stromschienensystems . FIG 1 zeigt eine Stromschiene 1 mit beispielhaft vier, in Schienenlängsrichtung aufgefächerten Teilleiterschienen 2 nach dem Stand der Technik. Die vier Teilleiterschienen 2 sind im nicht aufgefächerten Bereich parallel zueinander an- geordnet und elektrisch voneinander getrennt. Die elektrischen Teilleiterschienen werden typischerweise komplett isoliert ausgeführt. Dies kann z.B. durch eine Folie erfolgen. Alternativ kann auf den Teilleiterschienen ein Isolator, wie z.B. ein Kunststoffüberzug, „aufextrudiert" sein. Zusätzlich kann die elektrische Isolierung jeweils noch durch eine dazwischenliegende Isolator- oder Isolierfolie 4 erfolgen. Die Auffächerung wird durch Einbringen entsprechender Biegestellen BS in die vier Teilleiterschienen 2 erzielt, um genügend Raum zum möglichen Aufstecken von nicht weiter gezeigten Rei- tern auf einer Schmalseite A der jeweiligen Teilleiterschienen 2 in Querrichtung Q zwischen den jeweilige Teilleiterschienen 2 zu schaffen.

FIG 2 zeigt ein Stromschienensystem 10 mit einem aufgefächer- ten Längsende und mit aufgesteckten Reitern 5 im Bereich der Auffächerung nach dem Stand der Technik. In diesem Beispiel ist zu sehen, wie die zur Kontaktierung vorgesehenen Reiter 5 die nun frei zugänglichen Schmalseiten A der Teilleiterschienen 2 seitlich umgreifen können. Mit S ist eine Stirnseite der jeweiligen Teilleiterschienen 2 bezeichnet. Ferner weisen die gezeigten Reiter 5 jeweils zwei Federschenkel 7 auf, die zu einem Anschlussstück 6 zusammengefügt sind. Mit dem Bezugszeichen 8 ist ein Kontaktbügel bezeichnet, welcher nach Aufstecken auf einer Schmalseite A die Seitenflächen SF der jeweiligen Teilleiterschienen 2 elektrisch kontaktiert.

FIG 3 zeigt beispielhaft ein Stromschienensystem 10 mit einer Stromschiene 1 aus vier parallel zueinander angeordneten und elektrisch voneinander isolierten Teilleiterschienen 2 in Flachprofilausführung und mit vier eingesteckten Kontaktfederelementen 5 gemäß der Erfindung. Zwischen den Teilleiterschienen 2 ist jeweils eine Isolierfolie im Sinne einer Sandwichstruktur angeordnet.

Wie ein Vergleich des vorliegenden erfindungsgemäßen Stromschienensystems 10 mit dem Stromschienensystem 10 nach dem Stand der Technik gemäß FIG 1 und FIG 2 zeigt, ist das herkömmliche Stromschienensystem 10 mechanisch aufwändiger, raumgreifender und aufgrund der begrenzten möglichen Anzahl von Auffächerungen äußerst unflexibel in Bezug auf die Positionierung der Reiter 5 bzw. Kontaktfederelemente.

Mit SF sind die wiederum die Seitenflächen der Teilleiter- schienen 2 bezeichnet. Mit Ll, L2, L3 sind die Phasen bzw. die Phasenleiter des gezeigten Stromschienensystems 10 und mit N der Neutralleiter bezeichnet. Das gezeigte erfindungsgemäße Stromschienensystem 10 kann darüber hinaus weitere Teilleiterschienen 2, insbesondere noch eine Teilleiterschie- ne 2 für die Schutzerde, aufweisen. Mit dem Bezugszeichen A ist eine Anschlussseite bzw. eine obere Schmalseite der Teilleiterschienen 2 bezeichnet. Mit L ist eine Schienenlängsrichtung des Stromschienensystems 10 bezeichnet.

Das gezeigte Stromschienensystem 10 ist zum Transport und vorteilhaft zugleich zur Verteilung von Strömen ausgebildet. Die Teilleiterschienen 2 sind vorzugsweise aus Kupfer, Aluminium oder aus geeigneten Kupfer- oder Aluminiumlegierungen hergestellt. Je nach geometrischer Ausgestaltung der Teillei- terschienen 2 können Ströme im Bereich von ca. 630 A bis 6300 A übertragen werden. Die Stromschiene 1 kann eine Länge von mehreren Metern aufweisen. Die Schienenhöhe H liegt vorzugsweise in einem Bereich von 15 bis 30 cm, wie z.B. bei 25 cm. Sie kann für besondere Anforderungen auch darunter, wie z.B. bei 10 cm, oder darüber liegen, wie z.B. bei 50 cm. Die Schienenbreite B liegt vorzugsweise in einem Bereich von 0,5 bis 5 cm, wie z.B. bei 3 cm. Die zwischen den Teilleiterschienen 2 liegende Isolatorfolie 4 weist typischerweise eine Dicke von 0,1 mm auf. Maßgeblich für ihre Dicke ist die einzuhaltende Isolationsspannung zwischen den Teilleiterschienen 2.

Im Beispiel der FIG 3 ist erfindungsgemäß an der oberen Schmalseite A der vier Teilleiterschienen 2 jeweils eine in Schienenlängsrichtung L verteilt angeordnete Ausnehmung 3 vorhanden. Die Ausnehmungen 3 können in Schienenlängsrichtung L z.B. in einem Abstand von 5 cm, 10 cm, 20 cm oder 50 cm angeordnet sein. Sie können auch entlang der unteren Schmalsei- te UA eingebracht sein. Weiterhin weisen die Ausnehmungen 3 jeweils einen im Inneren der Teilleiterschienen 2 erweiterten Querschnitt zum Einrasten eines Kontaktfederelementes 5 auf. Im vorliegenden Beispiel weist die Ausnehmung 3 eine in Schienenquerrichtung Q verlaufende Schwalbenschwanznut 3 auf. Dies ist im rechten oberen Teil der FIG 3 besonders gut dargestellt. Dabei erstreckt sich diese Nut 3 in Querrichtung Q über die gesamte Stromschienenbreite B. Vorzugsweise sind die gezeigten Schwalbenschwanznuten 3 mittels einer Stanzung dort eingebracht. Die Schrägung der Schwalbenschanznut 3 ermög- licht einen besonders sicheren Sitz sowie eine gute elektrische Kontaktierung des Kontaktfederelementes 5. Weiterhin erlaubt die Schrägung ein einfaches Herausziehen des Kontaktfederelementes 5 aus der Nut 3.

FIG 4 zeigt eine Seitenansicht des Stromschienensystems 10 gemäß FIG 3. In dieser Darstellung ist der schwalbenschwanz- förmige Querschnitt der Ausnehmung 3 besonders gut zu sehen. Die Ausnehmung 3 weist eine Nuttiefe NT in Tiefenrichtung T, das heißt in Richtung senkrecht zur eingetragenen Schienen- längsrichtung L, auf. Die beiden Schenkel 7 der eingesteckten Kontaktfederelemente 5 weisen jeweils einen Kontaktbügel 8 auf, um ein einfaches Einstecken der Kontaktfederelemente 5 in die Nut 3 zu ermöglichen. Dabei berühren die Kontaktbügel 8 jeweils in einem Kontaktbereich K die schräge Innenseite der Schwalbenschwanznut 3. Vorzugsweise weisen die Kontaktbügel 8 im Kontaktbereich K ein Kontaktstück 9 auf. Dieses Kontaktstück 9 kann z.B. aus einer Kupfer- und/oder Silberlegierung hergestellt sein, um eine besonders gute elektrische Kontaktierung mit der Innenseite der Nut 3 zu erreichen. Die Schenkel 7 sind zur Gewährleistung einer ausreichenden Kontaktfederkraft vorzugsweise aus Federstahl hergestellt. Die Schenkel 7 können zusätzlich z.B. mit Silber beschichtet sein, um die elektrische Leitfähigkeit zu erhöhen.

Die im Beispiel der FIG 4 gezeigten Kontaktfederelemente 5 sind zum Ausleiten bzw. zum Abgreifen von Strömen im Bereich von 10 bis 250 A, wie z.B. für 16 A, ausgelegt. Durch Staffelung mehrerer Kontakte je Teilleiterschiene sind auch Strom- stärken bis 800 A möglich.

FIG 5 zeigt eine Ansicht der Stirnseite S des in FIG 3 gezeigten Stromschienensystems 10. In dieser Darstellung ist erkennbar, dass die einzelnen Teilleiterschienen 2 eine im Wesentlichen gleiche Stromschienenbreite B aufweisen. Zwischen diesen plattenförmigen Teilleiterschienen 2 ist die vergleichsweise dünne Isolatorfolie 4 angeordnet. Diese wird vorzugsweise auf einer Seitenfläche SF der Teilleiterschienen 2 aufgeklebt.

Obwohl die Erfindung im Detail durch die Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und ande- re Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

Zusammenfassend wird eine Stromschiene 1 in Flachprofilaus- führung vorgeschlagen, die zwei oder mehrere, in Schienenlängsrichtung L parallel zueinander angeordnete und elektrisch voneinander getrennte Teilleiterschienen 2 aufweist. Es sind an zumindest einer Schmalseite A, US der jeweiligen Teilleiterschienen 2 mehrere, in Schienenlängsrichtung L ver- teilt angeordnete Ausnehmungen 3 vorhanden. Die Ausnehmungen 3 weisen jeweils einen im Inneren der Teilleiterschienen 2 erweiterten Querschnitt zum Einrasten eines geometrisch darauf abgestimmten Kontaktfederelementes 5 auf.

Bezugs zeichenliste

1 Stromschiene

2 Teilleiterschienen 3 Ausnehmung, Schwalbenschwanznut

4 Isolatorfolie, Isolator

5 Kontaktfederelement, Reiter

6 Anschlussstück

7 Schenkel, Federschenkel 8 Kontaktbügel

9 Kontaktstück

10 Stromschienensystem

A Anschlussseite, obere Schmalseite B Schienenbreite, Schienendicke

BS Biegestelle

NT Tiefe, Nuttiefe

H Schienenhöhe

K Kontaktbereich L Schienenlängsrichtung

L1-L3 Phasen, Phasenleiter

N Neutralleiter

Q Schienenquerrichtung

S Stirnseite SF Seitenfläche

T Tiefenrichtung

US untere Schmalseite