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Patent Searching and Data


Title:
CONNECTOR FOR BUSBARS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2014/019734
Kind Code:
A1
Abstract:
Busbar connector (S) for connecting the ends (1a, 1b) of two busbars (1) comprising a first and a second connecting element (2a, 2b), which can be connected to the busbar ends (1a, 1b) by means of screw elements (3), wherein a screw element (3) is supported on one side on a busbar and on the other side on the first connecting element (2a), and wherein a force (F2) can be generated by means of the screw element (3) which presses the second connecting element (2b) against the busbar (1), wherein the connecting elements (2a, 2b) have corresponding layering faces (2x, 2y), which are arranged at an angle to the direction of the force (F2), and owing to the force (F2) and the angled bearing faces (2x, 2y), a force component (K1) is produced transversely to the direction of the force (F2), which force component presses at least one connecting element (2a, 2b) with a further bearing face (A1, A2) in the direction of the force component (K1), in particular laterally, against the busbars (1).

Inventors:
TEMBAAK PHILIP (DE)
Application Number:
PCT/EP2013/060999
Publication Date:
February 06, 2014
Filing Date:
May 29, 2013
Export Citation:
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Assignee:
VAHLE PAUL KG (DE)
International Classes:
B60M1/34; H01R25/14
Foreign References:
EP1753096A22007-02-14
US4016961A1977-04-12
US3892299A1975-07-01
US3957142A1976-05-18
US2218016A1940-10-15
FR2846160A12004-04-23
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
LENZING GERBER STUTE (DE)
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Claims:
P a t e n t a n s p r ü c h e

Stromschienenverbinder (S) zum Verbinden der Enden (la, lb) zweier Stromschienen (1), ein erstes und ein zweites Verbindungselement (2a, 2b) aufweisend, welche mittels mindestens eines Schraubelementes (3) mit den Stromschienenenden (la, lb) verbindbar sind, wobei sich das Schraubelement (3) einerseits an einer ersten Seite (lz) eines Stromschienenendes (la) abstützt und sich andererseits an dem ersten Verbindungselement (2a) abstützt, und wobei mittels des mindestens einen Schraubelementes (3) eine Kraft (F2) erzeugbar ist, welche das zweite Verbindungselement (2b) gegen die erste Seite (lz) zumindest einer Stromschiene (1) drückt, wobei die Verbindungselemente (2a, 2b) miteinander korrespondierende Anlagen, insbesondere Anlageflächen (2x, 2y) aufweisen, von denen zumindest eine Anlage eines Verbindungselementes (2a, 2b) als Anlagefläche (2x, 2y) ausgebildet ist, welche schräg zur Richtung der Kraft (F2) angeordnet ist, und dass durch die Kraft (F2) und die schräge Anlagefläche (2x, 2y) eine resultierende Kraft (F3) mit einer Kraftkomponente (Ki) quer zur Richtung der Kraft (F2) entsteht, welche zumindest ein Verbindungselement (2a, 2b) mit seiner mindestens einen weiteren Anlagefläche (Ai, A2) in Richtung der Kraft (Ki), insbesondere seitlich, gegen die Stromschienen (1) drückt.

Stromschienenverbinder (S) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und/oder zweite Verbindungselement (2a, 2b) ein Profilteil ist.

Stromschienenverbinder (S) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und/oder zweite Verbindungselement (2a, 2b) im Querschnitt L- oder T-förmig ausgebildet ist

Stromschienenverbinder (S) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und/oder zweite Verbindungselement (2a, 2b) jeweils eine, insbesondere als Schenkel ausgebildete, erste Wandung (2wi) aufweist, welche mit ihrer einen Seite d ie weitere Anlagefläche (Ai, A2) bildet.

Stromschienenverbinder (S) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Verbindungselement (2a, 2b) jeweils eine, insbesondere als Schenkel ausgebildete, zweite Wandung (2w2) aufweisen, welche jeweils mit ihrer einen Seite eine korrespond ierende Anlage oder An lagefläche (2x, 2y) bilden .

Stromschienenverbinder (S) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass d ie Anlageflächen (2x, 2y) der Verbindungselemente (2a, 2b) paral lel zueinander ausgebildet sind .

Stromschienenverbinder (S) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass d ie Anlageflächen (2x, 2y) in einem Winkel ß zur Kraft ( F2) angeordnet sind , wobei der Winkel ß zwischen 10° und 45° g roß sein kann .

Stromschienenverbinder (S) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und/oder das zweite Verbindungselement (2a, 2b) mindestens eine Ausnehmung , insbesondere in Form einer fensterartigen Durchg riffsöffnung (2d), einer Bohrung oder eines Langloches, für den Du rchg riff des mindestens einen Schraubmittels (3) aufweist.

Stromschienenverbinder (S) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass d ie Verbind ungselemente (2a, 2b) aus einem leitenden Material , insbesondere Kupfer, sind .

Stromschienenverbinder (S) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass d ie Verbind ungselemente (2a, 2b) identisch zueinander ausgebildet sind .

Stromschienenverbinder (S) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Schraubmittel (3) eine Schraube mit Schraubenkopf (3a) einem Gewindeabschnitt (3b) und einer Schraubenmutter (3c) ist, wobei der Schraubenkopf (3a) zur Ab- Stützung an der Stromschiene (1) dient und die Verbindungselemente (2a, 2b) derart ausgebildet sind, dass mittels eines Werkzeuges die Schraubenmutter (3c) zur Erzeugung der Kraft (F2) anzieht bar ist.

12. Stromschiene (1) zur Verwendung mit einem Stromschienenverbinder (S) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromschiene (1) an ihrer dem Stromschienenverbinder (S) zugewandten ersten Seite (lz) mindestens ein Befestigungsmittel für die Verankerung des Schraubmittels (3) hat.

13. Stromschiene (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsmittel eine T-Nut zur Aufnahme eines Schraubenkopfes oder einer Schraubenmutter des Schraubmittels (3) oder eine Bohrung mit Innengewinde zum Einschrauben des Schraubmittels (3) ist.

14. Stromschiene (1) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeich- net, dass die Stromschiene eine Schleiffläche (ls) zum Kontakt mit einem Stromabnehmer, zwei seitliche Außenwandungen (la, lb) und eine dem Stromabnehmer abgewandte Außenwandung (lz) aufweist, die die erste Seite für die Anlage des zweiten Verbindungselementes (2b) bildet.

Description:
Verbinder für Stromschienen

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stromschienenverbinder zum Verbinden der Enden zweier aneinandergrenzender Stromschienen.

Stromschienenverbinder dienen als elektrische und mechanische Verbindungen von aneinander angrenzenden Stromschienen, welche eine Schleiffläche aufweisen können, entlang derer Stromabnehmer von be- weglichen Verbrauchern schleifen und diese mit elektrischer Energie versorgen.

Herkömmliche Stromschienenverbinder weisen meist ein Verbindungselement auf, welches auf die Enden der Stromschienen geschoben, geklippt oder geschraubt wird, um diese mechanisch und elektrisch miteinander zu verbinden und zueinander fluchtend auszurichten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Stromschienenverbinder mit großen Kontaktflächen bereitzustellen, damit der Übergang von einer Stromschiene zur nächsten einen geringen ohmschen Widerstand bildet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Stromschienenverbinder mit den Merkmalen des Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Stromschienenverbinders gemäß Anspruch 1 ergeben sich durch die Merkmale der Unteransprüche. Der erfindungsgemäße Stromschienenverbinder zeichnet sich vorteilhaft dadurch aus, dass er an mindestens zwei Seiten der miteinander zu verbindenden Stromschienenenden anliegt und mittels mindestens eines Schraubelementes mit seinen Anlageflächen gegen die mindestens zwei Seiten der Stromschienen kraftbeaufschlagt bzw. gedrückt wird . Hierdurch ergeben sich vorteilhaft eine große Anlagefläche und ein guter Kontakt zwischen den Teilen des erfindungsgemäßen Stromschienenverbinders und den Stromschienen, wodurch der Übergangswiderstand gering gehalten wird . Die Erwärmung aufgrund des Stromdurchflusses bleibt somit vor- teilhaft klein. Im Vergleich zu herkömmlichen Stromschienenverbindern kann der erfindungsgemäße Stromschienenverbinder hierdurch in Stromschienenrichtung vorteilhaft kürzer ausgebildet werden.

Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, durch eine Schraubverbindung den Stromschienenverbinder gegen die erste Seite der Stromschienen anzu- drücken, an der sich die Schraubverbindung abstützt und zusätzlich durch die Ausbildung der Verbindungselemente des Stromschienenverbinders die Kraft der Schraubverbindung zu nutzen, um eine resultierende Kraft zu erzeugen, die mindestens ein Verbindungselement gegen eine weitere Anlagefläche, insbesondere seitlich gegen die Stromschienenenden an- drückt. Durch das seitliche Andrücken des mindestens einen Verbindungselementes des Stromschienenverbinders und das Andrücken gegen die erste Seite der Stromschienen werden diese zueinander fluchtend ausgerichtet und mechanisch und elektrisch sicher miteinander verbunden.

Vorteilhaft wird mindestens ein Schraubelement für jedes Stromschie- nenende vorgesehen. Es ist jedoch vorteilhaft, mehrere Schraubelemente an jedem Stromschienenende anzuordnen, so dass sich eine stabile Verbindung ergibt.

Die resultierende Kraft weist vorteilhaft eine Kraftkomponente auf, welche quer zur Kraftrichtung der Schraubverbindung wirkt, wodurch zumindest ein Verbindungselement seitlich gegen die Stromschienenenden gedrückt wird . Vorteilhaft weisen jedoch beide Verbindungselemente Anlageflächen auf, die seitlich gegen die Stromschienenenden durch das Anziehen der Schraubverbindung bzw. der Schraubverbindungen angedrückt werden.

Zur Erzielung der resultierenden Kraft weist vorteilhaft ein Verbindungselement eine schräg zur Längsachse der Schraubverbindung ausgerichtete Anlagefläche auf, welche gegen eine Anlagestelle des anderen Verbin- dungselementes wirkt. Die Anlagestelle kann vorteilhaft ebenfalls als Anlagefläche ausgebildet ist sein . Mittels der Schraubverbindung wird die Anlagefläche des einen Verbindungselementes gegen die Anlagestelle des anderen Verbindungselementes angedrückt. Durch die schräge Ausbildung einer Anlagefläche zumindest eines Verbindungselementes werden die beiden Verbindungselemente quer zu Richtung der Längsachse der Schraubverbindung zueinander verstellt und aufeinander zubewegt, so dass zwischen ihren Anlageflächen die Stromschienen seitlich eingefasst werden.

Vorteilhaft sind beide schrägen, miteinander korrespondierenden Anlage- flächen der Verbindungselemente parallel zueinander ausgerichtet. Der Winkel der schrägen Anlageflächen sollte in einem Bereich von 10° bis 45° ausgebildet sein. Es sind jedoch auch andere Winkel denkbar. Der Winkel sollte jedoch so bemessen sein, dass sich eine genügend große Andruck- kraft durch die Querkomponente der resultierenden Kraft erzeugen lässt. Die Verbindungselemente können kostengünstig als Strangpressprofile hergestellt werden. Diese können im Querschnitt T- oder L-förmig ausgebildet sein, wobei sie jeweils einen aufeinander zuweisenden Schenkel aufweisen, welcher die korrespondierende Anlagefläche bildet. Die Länge dieser Schenkel und die korrespondierenden Anlageflächen sind so zu bemessen, dass beim Anziehen der Schraubverbindung und der daraus resultierenden Relativbewegung der Verbindungselemente zueinander quer zur Schraubverbindungsachse genügend Freiraum verbleibt, so dass sichergestellt ist, dass sich die Verbindungselemente genügend weit relativ zueinander bewegen können. Die korrespondierenden Anlageflächen können durch schräge Hinterschnitte der zueinander weisenden Schenkel gebildet sein. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die beiden Verbindungselemente identisch ausgestaltet sind, so dass die Herstellungs- und Lagerkosten für den erfindungsgemäßen Stromschienenverbinder niedrig gehalten werden.

Nachfolgend wird anhand von Zeichnungen eine mögliche Ausführungs- form des erfindungsgemäßen Stromschienenverbinders näher erläutert.

Es zeigen :

Fig. 1 : Eine Seitenansicht zweier Stromschienen, die mittels des erfindungsgemäßen Stromschienenverbinders miteinander verbunden sind; Fig. 2 : eine perspektivische Ansicht der Verbindungsstelle;

Fig. 3 : eine Querschnittsdarstellung durch den Endbereich einer

Stromschiene und den an ihr befestigtem Stromschienenverbinder;

Fig. 4: eine perspektivische Ansicht eines Verbindungselementes des erfindungsgemäßen Stromschienenverbinders;

Fig. 5 : eine Draufsicht auf das Verbindungselement gemäß Figur 4;

Fig. 6: eine Querschnittsdarstellung durch das Verbindungselement gemäß Figur 4;

Fig. 7 : einen montierten Stromschienenverbinder ohne Stromschiene; Fig. 8: eine Querschnittsdarstellung durch eine Stromschiene.

Die Figur 1 zeigt eine Seitenansicht zweier Stromschienen 1, deren zueinander zugewandten Enden la, lb mittels des erfindungsgemäßen Stromschienenverbinders S miteinander verbunden sind. Der Strom- schienenverbinder liegt dabei auf der Oberseite lz der Stromschienen 1 auf und ist mittels Schraubverbindungen 3 mit diesen verbunden. Wie den Figuren 2 und 3 zu entnehmen ist, greifen die Schraubverbindungen 3 in eine T-Nut 1 TN ein, welche sich an der Oberseite lz der Stromschienen 1 befindet, und stützen sich innen an den die Öffnung der T-Nut 1 T N begrenzenden Wandungen der Stromschiene ab.

Der Stromschienenverbinder S weist zwei Verbindungselemente 2a, 2b auf, welche als Längsprofile ausgebildet sind und in der dargestellten Ausführungsform identisch ausgebildet sind . Die Verbindungselemente 2a, 2b sind um ihre Längsachse herum um 180° verdreht zueinander angeordnet. Mittels der Schraubverbindung 3 wird eine Andruckkraft F 2 erzeugt, durch die die beiden Verbindungselemente 2a, 2b gegeneinander gedrückt werden und mit ihren Anlageflächen 2x, 2y aneinander anliegen. Durch die schräge Ausbildung der Anlageflächen 2x, 2y werden die beiden Verbindungselemente 2a, 2b in Richtung der Kräfte Fi kraftbeaufschlagt, so dass sie mit ihren weiteren Anlageflächen Ai, A 2 gegen die Seitenwände der Stromschienen 1 drücken. Durch die Kraft F2 wird ferner das Verbin- dungselement 2a mit der Unterseite 2w 2u seiner Wandung 2w 2 gegen die Oberseite lz der Stromschiene 1 gedrückt. Der Stromschienenverbinder S liegt somit im fest montierten Zustand an drei Seiten ls und lz der Stromschiene 1 an.

Die identisch ausgebildeten Verbindungselemente 2a, 2b sind in ver- schiedenen Ansichten in den Figuren 4 bis 6 dargestellt. Im Querschnitt ist das Verbindungselement 2a, 2b annähernd T-förmig ausgebildet und besteht aus den Schenkeln 2wi, 2w 2 , 2w 3 und dem zentralen Bereich 2z, in dem die drei Schenkel miteinander verbunden sind . Der untere Schenkel 2wi bildet mit seiner einen flachen Seite die Anlagefläche Ai, A 2 zur seit- liehen Anlage an die Stromschiene. Der mittlere Schenkel 2w 2 bildet mit seiner Unterseite die Anlagefläche A 3 an der sich entweder die Schraubverbindung abstützt oder welche an der Oberseite lz der Stromschiene 1 anliegt. Die Oberseite des Schenkels 2w 2 bildet die schräggestellte Anlagefläche 2x, 2y, welche im Winkel ß zur Kraft F 2 angeordnet ist. Die schräge Anlagefläche 2x, 2y wird durch die Ausnehmung 2 AUS , welche einen Hinterschnitt bildet, gebildet. Die Ausnehmung 2 A us ist derart groß auszubilden, dass der Wandungsendbereich 2we des anderen Verbindungselementes ausreichend Platz hat, so dass die Verbindungselemente 2a, 2b so weit zueinander verstellt werden können, dass sich eine sichere Anlage sowohl an der Oberseite lz als auch an den Seitenwänden ls der Stromschiene 1 ergibt. Die runde Kante 2r der Wandung 2w 2 korrespondiert dabei mit der runden Ecke 2p, wobei darauf zu achten ist, dass die Kante 2r nicht die Ecke 2p berührt.

Die Verbindungselemente 2a, 2b weisen eine Mehrzahl an Durchgriffsöffnungen 2d auf, deren Innendurchmesser größer ist als der Außendurchmesser des Schraubenhalses 3b, so dass die Verbindungselemente noch genügend Spielraum für ihre Relativbewegungen aufgrund der resultie- renden Kraft quer zur Kraftrichtung der Kraft F 2 haben.

In der T-Nut 1 T N der Oberseite lz der Stromschiene 1 ist ein im Querschnitt u-förmiges Abstütztelement 5 eingelegt, welches ebenfalls an seiner Bodenwandung Durchgriffsöffnungen für die Schraubverbindungen 3 aufweist. Das u-förmige Abstütztelement 5 hat dabei eine Breite, die größer ist als die Breite der Öffnung l TN ö (siehe Figur 8) der T-Nut 1 TN -

Zur Montage des Stromschienenverbinders S an den Stromschienenenden la, lb, kann dieser vormontiert werden, wie es in der Figur 7 dargestellt ist. Die Figur 7 zeigt einen montierten Stromschienenverbinder S ohne Stromschiene 1, wobei die linke obere Ansicht den Stromschienenverbinder S von oben und die rechte untere Ansicht den Stromschienenverbinder S von unten zeigt. Der vormontierte Stromschienenverbinder S kann, sofern die Schraubverbindungen 3 genügend gelockert sind, stirnseitig in die offenen T-Nuten 1 TN der Stromschiene mit seinen Schraubenköpfen 3a und dem u-förmigen Abstütztelement 5 eingeschoben werden. Sobald der Stromschienenverbinder S relativ zum Stromschienenende la richtig positioniert ist, kann er an einem Stromschienenende la vormontiert werden. Nach der Vormontage am ersten Stromschienenende la kann er in das andere Stromschienenende lb eingeführt werden, wonach dann die Schrauben fest angeuzogen werden und der Stromschienenverbinder hierdurch fest mit den Stromschienenenden la verbunden ist und die Stromschienenenden la zueinander ausgerichtet sind . Selbstverständlich kann zur Montage an dem Stromschienenende zunächst auch nur das u-förmige Abstütztelement 5 mit zuvor durchgesteckten Schrauben 3a, 3b in die Stirnseiten der Stromschienen 1 eingeführt werden. Nach dem Einschieben sind die Schrauben 3 verliersicher in Position gehalten. Sobald die Stromschienen 1 fest an ihren Trägern montiert sind, können die Verbindungselemente 2a, 2b aufgesetzt werden. Da der Abstand der Durchgriffsöffnungen des u-förmigen Abstütztelementes 5 in Stromschienenrichtung gleich dem Abstand der Durchgriffsöffnungen 2d der Verbindungselemente 2a, 2b ist, können diese problemlos aufgesetzt werden. Anschließend müssen nur noch die Muttern 3c mit ihren Unterlegscheiben U auf das Gewinde der Schrauben 3a, 3b aufgeschraubt und festgezogen werden.

Die Figur 8 zeigt eine Querschnittsdarstellung durch eine Stromschiene 1, welche für die Verbindung mit dem Stromschienenverbinder S an ihrer Oberseite lz ein T-Nut 1 T N aufweist, die durch die Wandungen le und durch die kragenförmigen Wandungen lg gebildet ist, wobei letztere die Öffnung 1 T NÖ der T-Nut 1 TN bilden. Die Unterseite lk der Wandungen lg bilden die Abstützflächen für das u-förmige Abstützelement 5. Die beiden unteren Wandungen lc, welche sich an den zentralen Abschnitt ld anschließen, bilden die Öffnung lfö für den Eingriff des nicht dargestellten Stromabnehmers, welcher mit seinem Schleifkontakt entlang der Schleiffläche lf entlanggleitet.