Positionierungselement für eine Anzahl von parallel verlaufenden Einzelleitern

Die Erfindung betrifft ein Positionierungselement für eine Anzahl von parallel verlaufenden Einzelleitern umfassend ein Basiselement und ein Verschlusselement, wobei das Basiselement und das Verschlusselement jeweils einen Bereich mit Kammerabschnitte aufweisen die derart ausgebildet sind, dass sie im zusammengesetzten Zustand eine Anzahl von sich linear erstreckenden und beabstandet zueinander angeordneten Aufnahmekammern zur Aufnahme jeweils eines Einzelleiters bilden. Weiterhin betrifft die Erfindung in Verfahren zum Aufbau einer linearen Leiteranordnung mit einem Positionierungselement umfassend ein Basiselement und ein Verschlusselement und eine Anzahl von Einzelleitern,

Lineare Stromverteileranordnungen werden insbesondere für Energiesysteme in Gebäuden eingesetzt, um Leitungen zur Versorgung von Geräten, beispielsweise Leuchtmittel, mit Energie und/oder Daten Signalen kostengünstig und optisch ansprechend zu verlegen. Unter Signalen wird dabei sowohl die Übertragung von allgemeinen Signalen, wie beispielsweise Steuersignalen, als auch die Übertragung von Daten, wie beispielsweise Mess- oder Informationsdaten, verstanden. Der Einbauort der Geräte kann dann flexibel entlang eines Gehäusekörpers des Stromverteileranordnung gewählt und leicht variiert werden. Die Geräte können damit auf einfache Weise mit einem Verbindungselement elektrisch mit den Leitern an einem variabel festlegbaren Einbauort kontaktiert werden. Solche Stromverteileranordnungen haben den Vorteil, dass die Geräte an dem gewünschten Ort sowohl elektrisch kontaktierend und auch zu gleich mechanisch an dem Gehäusekörper getragen werden.

Bislang wurden für derartige lineare Stromverteileranordnungen meist Stromführungsprofile verwenden, die in einem Gehäusekörper gelagert werden. Diese Stromführungsprofile sind aus einem sich in Längsrichtung erstreckenden Grundkörper ausgebildet, der eine Anzahl von Kammern aufweist, in denen einzelne Leiter angeordnet sind. Diese Stromführungsprofile sind in der Regel starr ausgebildet und weisen herstellungsbedingt eine begrenzte Länge auf. Für längere Stromverteileranordnungen, wie sie beispielsweise in größeren Werks- oder Lagerhallen eingesetzt werden, sind daher üblicherweise mehrere Stromführungsprofile nötig, die dann über ein Verbindungselement sowohl mechanisch als auch elektrisch miteinander verbunden werden. Nachteilig bei derartigen Systemen ist aber, dass die entsprechenden Gebäude in denen lineare Stromverteileranordnungen eingesetzt werden keine standardisierte Länge aufweisen und für eine dem Gebäude angepasste Anordnung mehrere Stromführungsprofile vor Ort miteinander verbunden und teilweise auch aufwendig gekürzt werden müssen, um am Ende die gewünschte Länge zu erhalten. Dies führt insbesondere bei vorgefertigten Standardlängen der Stromführungsprofilen zu einem unerwünschten Ausschuss und Materialmehraufwand und damit zu erhöhten Kosten. Weiterhin ist es wünschenswert, dass zumindest die Möglichkeit gegeben wird bei Bedarf auf die Verwendung von Verbindungselementen zu verzichten, da durch jeden Übergang zwischen einem Stromführungsprofil und einem Verbindungselement eine zusätzliche Kontaktierungszone der Leiter entsteht, in der durch äußere Einflüsse oder auch materialbedingt eine Unterbrechung der Kontaktierung und damit ein Ausfall der angeschlossenen Geräte möglich ist. Zudem entstehen bei den zusätzlichen Kontaktierungszonen erhöhte Übergangswiderstände, die zu erhöhten thermischen Belastungen führen können.

In einer alternativen Bauweise werden die Einzelleiter innerhalb einer in der Länge gestreckten kanalförmigen Geometrie einzeln verlegt, wodurch die Länge flexibel und direkt am Einsatzort durch Ablängen der Einzelleiter festgelegt werden kann. Nachteilig an der Verwendung von Einzelleitern ist, dass diese zur Vermeidung von Kurzschlüssen aufgrund möglicher Verringerung der Luft- und Kriechstrecken auf Abstand gehalten werden müssen. Dazu sind üblicherweise in der kanalförmigen Geometrie Abstandshalter integriert, in die die Einzelleiter eingelegt oder eingeklemmt werden. Nachteilig dabei ist aber, dass an der Stelle der Abstandshalter kein Abgriff und keine Einspeisung mehr erfolgen kann und somit an dieser Stelle kein Endgerät mehr angeschlossen werden kann. Dies führt dazu, dass nur in gewissen Bereichen eine Kontaktierung der Einzelleiter und somit eine Positionierung der Endgeräte möglich ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher ein Positionierelement für Einzelleiter anzugeben, welches einerseits besonders sicher die Einzelleiter auf Abstand hält und somit positioniert und andererseits besonders flexibel entlang der Einzelleiter eingesetzt werden kann.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1 und 9 gelöst. Die Aufgabe geht dabei von der Überlegung aus, dass das Positionierelement dann besonders leicht und flexibel an die Einzelleiter angebracht werden kann, wenn es im Wesentlichen zweitteilig ausgeführt ist. Dabei ist insbesondere ein Basiselement und ein Verschlusselement vorgesehen, die erst im zusammengebauten oder zusammengesteckten Zustand zusammen die Aufnahmekammern für je eine Einzelleitung bilden. Somit ist es bei der Installation möglich, zunächst das Basiselement im Bereich der kanalförmigen Geometrie anzuordnen, die Einzeladern locker in die Kammerabschnitte des Basiselements zu legen und anschließend das Verschlusselement aufzusetzen, um die Aufnahmekammern zu verschließen. Für eine besonders flexible Einsatzmöglichkeit des Positionierungselements sind dieses bzw. die Aufnahmekammern gezielt so ausgestaltet, dass das Positionierungselement in einer ersten Verwendungsart entlang der Einzelleiter, also in Längsrichtung der Stromverteileranordnung, verschiebbar ist. So ist es möglich das Positionierungselement zunächst an einer gut zugänglichen Stelle vorzumontieren, um es anschließend an eine passende Endposition entlang der Stromverteileranordnung zu schieben. Dabei werden die Einzelleiter durchgängig auf Abstand gehalten.

Für eine besonders leichte Verschiebung des Positionierungselementes entlang der Einzelleiter bzw. der Leiteranordnung sind die Durchmesser der Aufnahmekammern in einer bevorzugten Ausführungsform etwas größer ausgestaltet als die der Einzelleiter. Dabei ist zu beachten, dass die Aufnahmekammern nicht zu groß ausgestaltet werden, so dass sich die Einzelleiter in den Aufnahmekammern seitlich merklich verschieben können. Dies könnte im schlimmsten Fall zu Kontaktierungsproblemen führen, da die Kontaktierungselemente nicht die Adern der Einzelleiter treffen. Optimal ist es daher, wenn der Durchmesser der Aufnahmekammern gerade so viel größer als der Durchmesser der Einzelleiter ist, dass die Reibung zwischen der Wandung der Aufnahmekammern und der Einzelleiter beim Verschieben des Positionierungselementes ausreichend gering ist, um eine Verschiebung zu ermöglichen.

In vorteilhafter Ausbildung umfasst das Basiselement einen Befestigungsbereich, um das Positionierungselement in einen Längsträger einer linearen Stromverteileranordnung lösbar zu befestigen. Dieser Befestigungsbereich kann dabei einstückig mit dem Basiselement ausgebildet sein, es ist aber auch möglich, den Befestigungsbereich als ein eigenes Befestigungselement auszubilden, welches an dem Basiselement befestigt, beispielsweise verrastet, verklebt oder verschraubt wird. Gerade die Ausbildung des Befestigungsbereiches als eigenes Befestigungselement ermöglicht die Anpassung des Positionierungs- elementes an die baulichen Umstände, insbesondere die Form und Ausbildung des linearen Trägerelements, vor Ort.

In besonderer vorteilhafter Ausgestaltung ist der Befestigungsbereich elastisch ausgeführt, um in das Trägerelement eingeklemmt werden zu können. Dies ermöglicht das nachträgliche Verschieben des Positionierungselementes innerhalb des Trägerelements durch Stauchen des Befestigungsbereiches. Die Elastizität des Befestigungsbereiches kann dabei insbesondere durch Materialausnehmungen oder auch Federelemente erreicht werden.

Um das Positionierungselement besonders leicht und ohne Verkanten verschieben zu können, umfasst das Basiselement in bevorzugter Ausgestaltung Führungselemente, beispielsweise in Form von Rollen, die in Führungsschienen oder -kanälen innerhalb des Trägerelements eingreifen können, sodass das Positionierungselement entlang dieser Führungsschienen geführt verschoben werden kann. Diese Führungselemente können sowohl am Basiselement direkt als auch im Befestigungsbereich bzw. am Befestigungselement angeordnet sein.

Zur schnellen und einfachen Befestigung des Verschlusselementes auf dem Basiselement sind in vorteilhafter Ausgestaltung Rastelemente vorgesehen. Dies ermöglicht insbesondere eine punktgenaue Verrastung der beiden Elemente so, dass auch die die Aufnahmekammern optimal übereinanderliegen und den Aufnahmekanal für die Einzelleiter bilden können. Ebenso können auch Codierelemente verwendet werden, sodass das Verschlusselement nur in einer festen, vorgegebenen Position auf dem Basiselement montiert werden kann. Alternativ oder in zusätzlicher Ausgestaltung können auch anderen Befestigungsmethoden, wie beispielsweise eine Verschraubung der beiden Elemente genutzt werden.

Das Basiselement ist in vorteilhafter Weise an der den Einzelleitern zugewandten Seite in mehrere Bereiche unterteilt. Einerseits ein Aufnahmebereich in denen die Aufnahmekammern angeordnet sind und auf dem das Verschlusselement zur Bildung der Aufnahmekammern befestigt wird und andererseits ein Freibereich bzw. eine Freifläche, in dem die Einzelleiter frei, aber parallel und beabstandet zueinander angeordnet sind. Diese Freifläche ist dazu ausgebildet ein Kontaktierungselement aufzunehmen, um die Einzelleiter zu kontaktieren. Damit die Einzelleiter auch in der Freifläche in der Position fixiert sind, ist das Basiselement in bevorzugter Ausgestaltung so aufgebaut, dass die Freifläche in linearer Erstreckungsrichtung der Einzelleiter zwischen zwei Aufnahmebereichen angeordnet ist. Dies führt dazu, dass die Einzelleiter an beiden Enden der Freifläche durch die Aufnahmekammern fixiert sind.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass durch die Verwendung von modularen Positionierungselementen eine flexible werkseitige Vorinstallation aber auch eine besonders leichte Nachrüstung vor Ort möglich ist. Üblicherweise werden die Einzelleiter bereits werksseitig mit einer Anzahl von Positionierungselementen versehen. Dabei kann je nach Einsatzzweck, Anzahl der Einzelleiter oder auch auf Kundenwunsch hin eine Anzahl von Positionierungselementen verwendet werden. Das theoretisch endlos verlegbare System aus Einzelleitern und Positionierungselementen kann dann aufgerollt und somit platzsparend an den Einsatzort transportiert werden, wo es im vorgesehenen Kabelkanal bzw. der linearen Stromverteileranordnung verlegt wird. Dabei können die Positionierungselemente vor Ort noch verschoben werden und somit an die dort vorliegenden baulichen und elektrischen Bedingungen optimal und besonders leicht angepasst werden. Die Fixierung der Positionierungselemente durch das Aufsetzen eines Kontaktierungselementes oder auch durch speziell vorgesehene Fixierelemente ohne Abgriff geschieht somit erst dann, wenn das Positionierungselement in die gewünschte Endposition verschoben wurde. Während der Auslieferung des Systems kann im Bereich der Freiflächen ein Sperr- und/oder Schutzelement vorgesehen sein, um eine versehentliche Kontaktierung während der Auslieferung oder eine Beschädigung der Einzelleiter zu vermeiden. Diese Sperr- und/oder Schutzelement kann gegebenenfalls dann vor Ort und der Endposition des Positionierungselementes entfernt und durch ein Kontaktierungselement ersetzt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Anzahl von Einzelleitern mit einem Basiselement,

Fig. 2 ein Positionierungselement mit einer Anzahl von Einzelleitern,

Fig. 3 ein Positionierungselement mit einem Kontaktierungselement,

Fig. 4 ein Positionierungselement mit einem zusätzlichen

Befestigungselement,

Fig. 5a - Fig 5c verschiedene Positionierungselemente mit unterschiedlichen Befestigungs- und Kontaktierungselementen,

Fig. 6a - Fig. 6c eine Darstellung der verschiedenen Positionierungselemente aus einem zweiten Blickwinkel. Gleiche Merkmale sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.

Ein Basiselement 2 eines Positionierungselementes 1 ist in Figur 1 dargestellt. Das Basiselement 2 umfasst einen Isolierkörper mit einer Anzahl von Kammerabschnitten 4, die an der Oberseite 6 des Isolierkörpers länglich ausgebildet und parallel zueinander angeordnet sind. Diese Kammerabschnitte 4 sind dabei im Querschnitt im Wesentlichen halbkreisförmig ausgeführt und derart dimensioniert, dass sie jeweils einen Einzelleiter 8 aufnehmen können, diese aber zumindest in Längsrichtung der Kammerabschnitte 4 schwimmend, also beweglich in den Kammerabschnitten 4 liegen. Der Radius der Kammerabschnitte 4 muss somit etwas größer als der Radius der Einzelleiter 8 sein.

Es ist möglich, dass sich die Kammerabschnitte 4 über die gesamte Länge des Basiselements 2 an der Oberseite 6 erstrecken oder aber, wie es in Figur 1 dargestellt ist, nur über einen oder mehrere beabstandet zueinander angeordnete Aufnahmebereiche 10. Im Ausführungsbeispiel ist neben dem Aufnahmebereich 10 eine Freifläche 12 angeordnet, in der die Einzelleiter frei liegen und beispielsweise kontaktiert werden können. Sollten mehrere Aufnahmebereiche 10 im Basiselement 2 vorgesehen sein, können diese alternierend mit einer entsprechenden Anzahl von Freiflächen 12 angeordnet werden. Dabei ist es insbesondere denkbar, dass in den Randbereichen des Basiselements jeweils ein Aufnahmebereich 10 vorgesehen ist, während sich in der Mitte eine Freifläche 12 für die Kontaktierung der Leiter 8 befindet.

In Figur 2 ist das Positionierungselement 1 gezeigt, dass in der einfachsten Grundvariante ein Basiselement 2 und ein Verschlusselement 14 umfasst. Auch das Verschlusselement 14 umfasst einen Isolierkörper, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel im Querschnitt im Wesentlichen U-förmig ausgenbildet ist. Das Verschlusselement 14 nach Figur 2 umfasst dabei ebenfalls Kammerabschnitte 16 an der Innenseite des U-Grundes. Diese Kammerabschnitte 16 sind in der Anzahl, Positionierung und Dimensionierung an die Kammerabschnitte 4 des Basiselementes 2 angepasst, sodass wenn das Basiselement 2 und das Verschlusselement 14 zusammengeführt werden, die jeweiligen zusammengehörigen Kammerabschnitte 4, 16 jeweils eine Aufnahmekammer zur Aufnahme eines Einzelleiter 8 bilden.

In der praktischen Anwendung des Positionierungselementes 1 werden die Einzelleiter 8 zunächst in die Kammerabschnitte 4 des Basiselementes 2 gelegt und anschließend in einem zweiten Arbeitsschritt das Verschlusselement 14 im Aufnahmebereich 10 auf das Basiselement 2 gesetzt, um die vollständigen Aufnahmekammern für die Einzelleiter 8 zu bilden. Die Schenkel des U-förmigen Verschlusselement 14 umgreifen in der hier dargestellten Ausführungsform das Basiselement 2 und werden mit nicht dargestellten Befestigungselementen, beispielsweise in Form von Rastelementen, am Basiselement befestigt.

Da die Kammerabschnitte 16 des Verschlusselementes 14 an die Kammerabschnitte 4 des Basiselementes 2 angepasst sind, sind die resultierenden Aufnahmekammern ebenfalls so dimensioniert, dass die Einzelleiter 8 in Längsrichtung in den Aufnahmekammern verschiebbar angeordnet sind. Das Positionierungselement ist somit in dieser ersten Verwendungsart dazu ausgebildet die Einzelleiter parallel zueinander zu positionieren und auf Abstand zu halten. Bei der Verwendung von mehreren derartigen Positionierungselementen 1 entlang den sich linear streckenden Einzelleitern 8, werden die Einzelleiter 8 über eine größere Strecke parallel zueinander und untereinander beabstandet in Position gehalten, wodurch mit einfachsten Mitteln eine lineare Versorgungseinheit aufgebaut werden kann.

Auch wenn im Ausführungsbeispiel nach Figur 2 das Verschlusselement 14 U-förmig ausgebildet ist und zur Befestigung das Basiselement 2 umgreift, ist es prinzipiell auch möglich, dass das Basiselement 2 U-förmig ausgebildet ist und entsprechend das Verschlusselement 14 beim Zusammenbau umgreift. Alternativ sind auch andere Befestigungsmethoden, wie beispielsweise Rastelemente oder Schraubverbindungen denkbar.

Ein Positionierungselement 1 mit einer zusätzlichen Funktion und dadurch auch in einer zweiten Verwendungsart ist in Figur 3 dargestellt. In dieser Ausführungsform ist in die Freifläche 12 des Basiselementes 2 ein Kontaktierungselement 18 eingebracht. Das Kontaktierungselement 18 weist dazu entsprechende Kontakte, wie beispielsweise Schneidklemmen auf, die beim Aufstecken des Kontaktierungselementes 18 auf das Basiselement 2 die Einzelleiter 8 kontaktieren. Da aus Sicherheitsgründen die Einzelleiter 8 in der Regel vollständig ummantelt sind, durchdringen die Schneidklemmen die Isolation der Einzelleiter 8, um den elektrischen Kontakt mit den Kupferadern des Einzelleiters 8 herzustellen. Das Kontaktierungselement 18 weist darüber hinaus entsprechende Anschlüsse auf, um Strom oder Signale von den Einzelleitern 8 abzugreifen und weiterzuleiten oder aber in die Einzelleiter 8 einzuleiten. Hierdurch ist sowohl eine Einspeisung als auch ein Abgriff über das Positionierungselement 1 möglich. Aufgrund der Kontaktierung der Einzelleiter 8 über Schneidklemmen und damit das Eindringen dieser in die Isolation, kann das Positionierungselement 1 nach Aufstecken des Kontaktierungselementes 18 nicht mehr in Längsrichtung entlang der Einzelleiter 8 verschoben werden. Das Positionierungselement 1 wird somit erst durch die Kontaktierung der Einzelleiter 8 an den Einzelleitern 8 fixiert. Sollte eine Fixierung des Positionierungselements 1 auch ohne Kontaktierung der Einzelleiter 8 notwendig sein, beispielsweise weil über einen längeren Abschnitt der linearen Versorgungseinheit kein Abgriff oder Einspeisung notwendig ist, eine Fixierung zur Stabilisation des Systems aber trotzdem gewünscht ist, ist es möglich ein Kontaktierungselement 18 ohne Anschlüsse oder mit nicht genutzten Anschlüssen zu verwenden, um das Positionierungselement 1 und die Einzelleiter 8 zu fixieren.

Durch die Dimensionierung der Aufnahmekammern 16 ist es somit möglich das Positionierungselement in dieser ersten Verwendungsart frei entlang der Einzelleiter 8 zu verschieben und insbesondere am Einsatzort die Positionierungselemente 1 auch noch während und nach der Erstinstallation an die Orte entlang der linearen Versorgungseinheit zu verschieben an denen eine Beabstandung und eine Einspeisung bzw. ein Abgriff notwendig ist. Durch die zweiteilige Ausführung als Basis- und Verschlusselement können somit auch nachträglich noch besonders leicht Positionierungselemente 1 eingebracht werden, an die gewünschte Position verschoben werden und anschließend, sofern gewünscht über ein Kontaktierungselement 18 fixiert werden.

Im Ausführungsbeispiel nach der Figur 4 ist an der Unterseite 22 ein Befestigungselement 24 angeordnet. Dieses kann, wie dargestellt, als eigenes Element ausgestaltet sein, dass je nach Einsatzbereich ausgewählt und an dem Basiselement angebracht wird, es ist aber auch möglich, dass es einstückig mit dem Basiselement 2 ausgestaltet ist oder an dem Verschlusselement 14 angebracht wird bzw. einstückig mit dem Verschlusselement 14 ausgestaltet ist.

Das Befestigungselement 24 dient zur Befestigung des Positionierungselementes 1 und somit auch der Einzelleiter 8 bzw. des gesamten linearen Versorgungssystems in entsprechenden kanalförmigen Vorrichtungen, wie beispielsweise einer Tragschiene oder eines Kabelkanals. Dabei ist das Befestigungselement 24 in der Ausführung an die Kontur der kanalförmigen Vorrichtung angepasst. In einer Ausbildungsvariante wird das Befestigungselement über flexible bzw. elastische Randbereiche 26 kraftschlüssig in der kanalförmigen Vorrichtung geklemmt. Diese flexiblen bzw. elastischen Randbereiche können dabei über Materialausnehmungen 28 oder federnd gelagerte Druckelemente 30 erreicht werden. In einer zweiten Ausbildungsvariante ist alternativ oder auch zusätzlich eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Befestigungselement 28 und der kanalförmigen Vorrichtung möglich.

Weiterhin kann das Befestigungselement 28 Führungselemente beispielsweise in Form von Rädern, Rollen oder Kugeln aufweisen, die in entsprechenden Führungsschienen der kanalförmigen Vorrichtung eingreifen und entlang der Führungsschienen bewegt werden können.

Beispiele für derartige Ausführungen des Befestigungselementes 24 sind in den Figuren 5a - 5c und 6a - 6c einmal von oben und einmal von unten gezeigt. Die Figur 5a und 6a zeigt eine Befestigungsplatte 24 in seiner einfachsten Form, die beispielsweise in Führungskanäle einer kanalförmigen Vorrichtung eingelegt und dort mit externen Befestigungselementen fixiert werden kann. In den Fig. 5b bzw. Fig. 6b ist das Positionierungselement 1 mit dem Befestigungselement 24 aus Fig. 4 nochmal gezeigt. Das Kontaktierungselement 18 ist dabei breit ausgeführt, was bedeutet, dass die Anschlüsse oben vorgesehen sind, wodurch sich ein T-förmiger Abgriff bzw. eine T-förmige Einspeisung ergibt. In den Fig. 5c und Fig. 6c ist sowohl ein alternatives Befestigungselement 24 als auch ein alternatives Kontaktierungselement 18. Das Befestigungselement 24 umfasst hierbei zwei Federelementen 32, die in Querrichtung angeordnet sind und jeweils zwei Druckelemente 30, hier in form von Kugeln umfassen. Durch die Federkraft der Federelemente 32 werden die Druckelemente 30 in Richtung der Wandungen der kanalförmigen Vorrichtung gedrückt und dadurch das Positionierungselement 1 in der kanalförmigen Vorrichtung fixiert. Das Kontaktierungselement 18 ist im Vergleich zum Ausführungsbeispiel nach der Fig. 5b und 6b erhöht ausgebildet, wodurch die Anschlüsse in Längsrichtung zeigen können.

Dadurch ist ein H-förmiger Abgriff bzw. eine H-förmige Einspeisung möglich.

Bezugszeichenliste

1 Positionierungselement

2 Basiselement

4 Kammerabschnitt

6 Oberseite

8 Einzelleiter

10 Aufnahmebereich

12 Freifläche

14 Verschlusselement

16 Kammerabschnitt

18 Kontaktierungselement

22 Unterseite

24 Befestigungselement

26 Randbereich

28 Matenalausnehmung

30 Druckelement

32 Federelement