Die Erfindung betrifft eine Niedervolt-Stromleitung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Niedervolt-Stromleitungen gemäß der Erfindung bilden insbesondere die stromführende Baugruppe eines Systems, welches je nach Anzahl und Art seines Zubehörs aus mehreren Stromverbrauchern und gegebenenfalls einem Trafo besteht, welcher die Netzspannung in den Niedervoltbereich transformiert. Vorzugsweise handelt es sich bei der erfindungsgemäßen Niedervolt-Stromleitung um die Stromzuführung zu einer Beleuchtungsanlage, deren Leuchten mit Halogenlampen bestückt sind. Solche Systeme werden über große Flächen, z.B. Raumdecken verlegt, um den Raum selbst oder bestimmte Gegenstände im Raum auszuleuchten.
Bei diesen und anderen Systemen übernimmt die erfindungsgemäße Niedervolt-Stromleitung zusammen mit ihren Trägern, die sie an der Verlegefläche halten, außer der Stromversorgung die Funktion, die von den mit ihr unmittelbar verbundenen Baugruppen ausgehenden Belastungen, insbesondere durch deren Gewicht abzutragen. Bei den vorgenannten Beleuchtungssystemen handelt es sich dabei im wesentlichen um die Aufhängungen der Leuchten. Infolge des Rechteckquerschnittes entwickelt die erfindungsgemäße Niedervolt-Stromleitung ihre größere Tragfähigkeit in Richtung der längeren Achse des Rechteckquerschnittes, die deswegen mit der y-Achse im Raum übereinstimmt. Handelt es sich um ein an einer Raumdecke aufgehängtes System, verlaufen die längeren Seiten des Leitungsquerschnittes senkrecht.
Die die Stromphasen eines derartigen Systems bildenden Metallgewebebänder sind elektrisch durch den Isolator getrennt, bilden jedoch durch ihre Befestigung auf dem Isolator mit diesem einen Materialverbund, in dem der aus einem Dielektrikum bestehende Isolator durch die Metallbänder in seiner Tragkraft verbessert wird. Die Metallgewebebänder haben eine verhältnismäßig geringe Dicke, bieten jedoch einen vergleichsweise geringen elektrischen Widerstand. Sie können daher vollflächig mit dem Isolator verbunden, beispielsweise verklebt werden.
Solche Niedervolt-Stromleitungen für Beleuchtungsanlagen sind an sich bekannt (DE-GM 89 12 824 oder DE-U-91 09 687). Die Stromleitung bildet ein allseits flexibles Band. Hierbei hat der Isolator einen von Rechteckflächen bestimmten Umriß, auf dessen längeren Seiten die Metallgewebebänder befestigt sind, die deshalb mit ihren Kanten frei liegen und aus dem Umriß des Isolators vorstehen. Das Stromband ist biegsam und muß deswegen an beiden Enden festgelegt sowie an einem Ende mit einem Isolierspanner in aufrechter Stellung gehalten werden. Die Verdrillfestigkeit dieses Bandes ist dennoch vergleichsweise gering. Das erfordert hohe Zugkräfte zum Abspannen der Leitung. Trotzdem sind die frei tragenden Bandlängen gering. Schweres Zubehör, wie z.B. im engen Abstand angeordnete Leuchten erfordern eine Vielzahl von Bandträgern. Ferner ist der gerade Bandverlauf im allgemeinen vorgegeben. Wenn das System aufgrund örtlicher Bedingungen gekrümmte Bandstrecken erfordert, die in der Ebene des Systems gegeneinander abgewinkelt sind, muß das Band in den Krümmungs- bzw. Winkelscheiteln durch abgespannte Kurvenstücke geführt werden. Das schränkt die Gestaltungsmöglichkeiten solcher Systeme stark ein.
Die bekannte Niedervolt-Stromleitung ist für ausgedehnte Lichtsysteme auch nicht geeignet, weil sie nur zwei Stromphasen aufweist. Denn bei solchen Systemen wird u.U. eine so große Anzahl von Stromverbrauchern erforderlich, daß die freiliegenden Metallgewebebänder nicht mehr berührungssicher sind.
Die Erfindung geht demgegenüber einen anderen Weg, dessen Grundgedanke im Anspruch 1 wiedergegeben ist. Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß wird durch die Profilierung und deren erfindungsgemäß gewählte Formgebung eine Schiene geschaffen, die in horizontaler Raumebene, d.h. in x-Richtung elastisch, jedoch in senkrechter Raumebene, d.h. in y-Richtung des Profils biegesteif ist. Sie ist zwischen ihren Trägern vorspannungsfrei und verkantungssicher verlegbar. Die bisher erforderlichen Abspannungen und Isolierspanner entfallen. Da das Profil außerdem in seiner y-Achse schlank ausgeführt ist, läßt es sich in x-Richtung nach verhältnismäßig engen Radien krümmen, ohne einzuknicken und zu verkanten. Dadurch sind bogenförmige Bandstrecken möglich, in denen die Krümmung auch einen erhöhten Formwiderstand bewirkt, weshalb auch derartige Bogenstrecken keine Abspannung benötigen.
Erfindungsgemäß ist ferner die Profilierung der Schiene so gewählt, daß die Metallbänder nicht mehr seitlich aus dem Querschnitt des Isolators vorstehen, sondern in den profilierten Seitenflächen versenkt sind. Dadurch werden die Kanten der Metallbänder und ihre Verbindungen mit dem Isolator abgedeckt. Deshalb tragen die Metallbänder statisch mit, so daß auch bei hoher Gewichtsbelastung der Niedervolt-Stromschiene gemäß der Erfindung die Knickbeanspruchungen praktisch verformungsfrei abgetragen werden.
Die Erfindung hat den Vorteil, daß sich das Profil des Isolators aus einem einheitlichen Kunststoff nach gängigen Formungsverfahren, beispielsweise durch Extrudieren herstellen läßt. In den Verformungsvorgang kann gegebenenfalls nach Abkühlen des extrudierten Profiles die Befestigung der Metallgewebebänder eingeschlossen werden. Bei der Verwendung der neuen Niedervolt-Stromleitung in Systemen, insbesondere in Beleuchtungssystemen, bieten sich neue Möglichkeiten der Verlegung, die mit weniger Zubehör, insbesondere an verhältnismäßig kostspieligen Trägern und ohne Isolierspanner auskommt. Die durch die Profilierung des Isolators erhöhte Belastbarkeit ermöglicht eine ausreichende Anzahl von Leuchten und eine geeignete Verteilung der Stromverbraucher über die freitragenden Längen der Stromschiene.
In der Ausführungsform der Erfindung nach Anspruch 2 ist das Profil des Isolators symmetrisch ausgebildet. Die Symmetrie des Profils verlegt den Schwerpunkt des Profils in die Bandmitte und hat deshalb den Vorteil, daß die Verkantungssicherheit gesteigert wird.
Vorzugsweise erhält der Profilumriß die im Anspruch 3 wiedergegebene Form. In diesem Falle können jedem Metallgewebeband eigene Profilkammern zugeordnet werden und die Anzahl der Metallgewebebänder läßt sich auf eine durch zwei teilbare Zahl vergrößern. Eine solche Niedervolt-Stromleitung hat den Vorteil, daß sie für mehrere je für sich schaltbare Systeme verwendbar ist, deren Stromphasen zuverlässig gegeneinander isoliert werden müssen.
In der im Anspruch 4 gekennzeichneten Ausführungsform der Erfindung wird eine praktisch bevorzugte Schlankheit des Isolatorprofils beschrieben. Hierbei und im allgemeinen ist die Anzahl der Stromphasen in dem Isolator grundsätzlich beliebig. In der Praxis benötigt man allerdings nur eine begrenzte Anzahl von Stromphasen, wobei im Regelfall zwei Systeme ausreichen, so daß sich vier Metallgewebebänder und zwei Doppel-T-Profile für das Gesamtprofil des Isolators ergeben. Für diese Fälle sind die in den Ansprüchen 4 und 5 wiedergegebenen Abmessungen bevorzugt vorgesehen und ergeben ein hinreichend biegesteifes und knick- bzw. verkantungssicheres Band.
Die Doppel-T-Profil-Querschnitte haben außerdem den erheblichen Vorteil, daß sie beiderseits Profilkammern ausbilden, die für die Verlegung der Metallgewebebänder ausgenutzt werden können. Diese Ausführungsformen sind Gegenstand des Anspruches 6.
Die Aufteilung der Stromphasen auf das Profil des Isolators in Ausführungsformen der Erfindung, welche für mehrere Systeme und damit für mehr als zwei Metallgewebebänder vorgesehen sind, kann nach den Merkmalen des Anspruches 7 erfolgen. In diesem Fall sind die Systeme jeweils auf einer Seite der Stromleitung angeordnet. Die Einspeisung des Stromes kann daher auf jeder Seite in besonders einfacher Ausführung erfolgen.
Die Unterbringung der Metallgewebebänder sollte aus Sicherheitsgründen bevorzugt mit den Merkmalen des Anspruches 8 erfolgen. Da hierbei die Bänder mit ihrem Querschnitt voll in den Profilkammern versenkt sind, ergeben sich durch die isolierenden Profilflansche praktisch keine Kurzschlußgefahren.
Das Profil der Isolatorschiene läßt sich auf eine Form zurückführen, die im Anspruch 9 beschrieben ist. Solche Ausführungsformen der Erfindung können aufgrund ihrer einfachen Formgebung auch leichter als kompliziertere Formen hergestellt werden. Insbesondere kann die Isolatorschiene aus Kunststoff nach bewährten Techniken der Kunststofformgebung erzeugt werden, was Gegenstand des Anspruches 10 ist. Hierbei wird der Kunststoff extrudiert und der Isolator bildet ein grundsätzlich endloses Band, das in einer Fertigungsstraße mit den Metallgewebebändern versehen werden kann. Die Wahl des Kunststoffes erfolgt in erster Linie nach dielektrischen Gesichtspunkten, kann sich aber zugleich auch nach der äußeren Erscheinungsform richten und deshalb die Merkmale der Ansprüche 10 und/oder 12 aufweisen.
Die Verlegung der erfindungsgemäßen Niedervoltstromleitung erfordert Zubehör, das einerseits eine sichere Anbringung von Leuchten und andererseits von Befestigungsmitteln erlaubt, welche die Niedervolt-stromleitung mit einer Gebäudefläche, vorzugsweise einer Gebäudedecke oder einer Gebäudewand verbinden, wobei außerdem die Stromzuleitung aus einer geeigneten Stromquelle Zubehör erfordert. Hierfür sieht die Erfindung gemäß den Ansprüchen 13 bis 21 einen oder mehrere Adapter als Zubehör vor. Die grundsätzliche Form der Adapter, die im Anspruch 13 beschrieben ist, ist mehrteilig und verbindet den Adapter reibschlüssig mit der Niedervoltstromleitung, so daß er an jeder beliebigen Stelle der Stromleitung vorgesehen werden kann. Auf diese Weise lassen sich Leuchten, die durch den Adapter mit der Stromleitung verbunden sind, auch an wechselnden Stellen der Stromleitung anbringen. Ähnliches gilt für die Träger, die bedarfsweise angebracht und in ihrer Anbringung auch verändert werden können.
Wenn der Adapter als Kabelanschluß Verwendung findet, wird er vorzugsweise mit den Merkmalen des Anspruches 14 ausgerüstet. Dann befinden sich nämlich die Metallgewebebänder und die zur Stromab- bzw. -zuleitung dienenden Kontaktfedern in dem Isolatorgehäuse und sind dadurch berührungssicher. Das läßt sich mit den Merkmalen des Anspruches 15 zusätzlich verbessern, weil hierdurch eine vereinfachte kraftschlüssige Verbindung des Adapters mit der Niedervoltstromleitung gemäß der Erfindung erreicht wird.
Die hierfür erforderlichen Einzelteile des Adapters können auf einfache Weise produziert werden, wenn man die Merkmale der Ansprüche 16 und gegebenenfalls 17 verwirklicht. Dann nämlich besteht auch das Gehäuse aus einem rotationsymmetrischen Gebilde und die Teile lassen sich auf einfache Weise spritzgießen bzw. abdrehen.
Zur weiteren Vereinfachung tragen die Merkmale des Anspruches 18 bei.
Die Einzelheiten, weiteren Merkmale und anderen Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform anhand der Figuren in der Zeichnung; es zeigen
Die allgemein in Fig. 1 mit 1 bezeichnete Niedervolt-Stromleitung weist einen Isolator 2 sowie auf beiden Breitseiten des Isolators Metallgewebebänder 3, 4 und 5, 6 auf. Diese führen jeweils eine Stromphase in dem in Fig. 3 dargestellten Beleuchtungssystem. Sie sind auf den Breitseiten von Rechteckquerschnitten des Isolators 2 befestigt.
Der Isolator weist ein mehrfach geflanschtes und in seiner y-Achse, die die Hauptachse des Profils darstellt, schlankes Profil auf. Die Metallbänder sind in Profilkammern 7 bis 10 untergebracht. Diese werden von Rechteckquerschnitten 11, 12 und Profilflanschen 14 bis 16 begrenzt und sind nach außen offen. Das Profil des Isolators 1 ist spiegelsymmetrisch zu den Hauptachsen x und y ausgebildet. Sein Profilumriß ist aus zwei Doppel-T-Profilen 17, 18 zusammengesetzt, die miteinander verschmolzen sind. Die beiden Profile sind an ihren einander zugekehrten Flanschen in dem Flansch 15 vereinigt und bilden dergestalt eine Baueinheit. Das Verhältnis der größten Profilbreite b zur Profilhöhe h verhält sich wie ca. 5:30. Die Dicke d der im wesentlichen rechteckigen Flansche 14 bis 16 der beiden Doppel-T-Profile 17, 18 beträgt im Vergleich zu der Stärke e des Profilgurtes 19 etwa 3:4.
Die Metallgewebebänder sind mit ihren den Rechteckquerschnitten 11 und 12 zugeordneten Seiten mit der diesem zugeordneten Profilwand der Profilkammern 7 bis 10 verklebt. Ihre Längskanten, die in der Seitenansicht nach Fig. 2 für das Metallgewebeband 5 bei 20 und 21 und für das Metallgewebeband 6 bei 22 und 23 erscheinen, liegen den Unterseiten der Profilflansche nicht an und lassen sich daher leicht in den Profilkammern verkleben. Ihre damit geschaffene vollflächige Verbindung mit dem Profil des Isolators 2 führt zu einer Verbesserung des Knick- und Biegewiderstandes in y-Richtung des Profils, während in der x-Richtung das Profil weitgehend elastisch, d.h. bei Krümmung rückstellbar ist und dadurch in einem gegebenen System zwischen zwei Trägern 24 und 25, die die Niedervolt-Stromschine 1 im Abstand von einer Raumdecke 26 halten, einen gleichmäßig gekrümmten Bogen 27 bilden.
Die in Fig. 3 wiedergegebene Beleuchtungsanlage ist allerdings nur einsystemig, d.h. der Transformator 28 ist mit Hilfe einer Doppelklemme 29 an die außenliegenden Metallgewebebänder 5, 6 bzw. 4, 3 angeschlossen. Die innenliegenden Metallgewebebänder sind in dem System nach Fig. 3 unbenutzt, würden aber bei ihrer Benutzung für ein zweites System einen zweiten Transformator erfordern, welcher mit einer entsprechenden Klemme elektrisch leitend mit den innenliegenden Metallgewebebändern verbunden ist. Die stromführenden Metallgewebebänder 5, 6 des Systems leiten den Strom zu einem Adapter 30, der über eine Aufhängung 31 eine Leuchte 32' speist. Da die Adapter auf dem oben liegenden Außenflansch 14 bzw. 16 abgestützt sind, ist die elektrisch leitende Verbindung der Adapter mit den stromführenden Metallgewebebändern 5, 6 durch einfache Kontaktfedern möglich, die den Abstand zwischen dem Adapter und den mit den Außenkanten 32, 33 der Profilkammerwände im wesentlichen fluchtenden Metallgewebebändern überbrücken.
Bei der dargestellten Ausführungsform, bei der der spiegelsymmetrische Isolator 2 zwei Doppel-T-Profile 17 und 18 aufweist, trennt der aus den Rechteckquerschnitten 11, 12 bestehende Mittelsteg die Metallgewebebänder 3, 4 bzw. 5, 6 der beiden Systeme und der Mittelflansch 15 trennt die Metallgewebebänder 3, 4 bzw. 2, 6 der beiden Systeme elektrisch. Diese sind daher überschlagsicher.
Gemäß der Darstellung der Fig. 4 weist die ohne die Metallgewebebänder neben dem Adapter 35 dargestellte Ausführungsform der Schiene des Isolators 2 an ihren Außenflanschen 14 und 16 im Gegensatz zu der Ausführungsform nach Fig. 1 bombierte (konvex gekrümmte) Rückenflächen 36, 37 auf. Der Adapter 35 hat einen Isolator, der als ein die Isolatorschiene 2 umschließendes Gehäuse 38 ausgebildet ist. Das Gehäuse ist mit einer Klemme 39 an seinem in Fig. 4 oberen Ende versehen, die zur lösbaren Befestigung mit der Isolatorschiene 2 vorgesehen ist. Am gegenüberliegenden Ende ist ein Anschluß 40 zur elektrischen Verbindung des Gehäuses mit einem stromweiterleitenden Träger vorgesehen, der nicht dargestellt, aber zum Beispiel als Koaxialkabel ausgebildet ist, das zur Stromzuführung zu den nicht dargestellten Metallgewebebändern der Isolatorschiene 2 oder zur Stromableitung und Weiterleitung zu einer ebenfalls nicht dargestellten Niedervoltleuchte dient.
Im Ausführungsbeispiel sind für die elektrische Verbindung mit den Metallgewebebändern gesockelte Kontaktfedern 41, 42 vorgesehen. Die Kontaktfedern weisen gekrümmte Kontakte 43, 44 auf und sind parallel zur Gehäuseachse 45 sowie mit ihren Kontakten übereinander angeordnet. Die unteren Kontaktfederenden sitzen auf einem Sockel 46, wobei die untere Kontaktfeder 42 von dem metallischen Sockel mit einer Isolierscheibe 47 elektrisch getrennt ist. Der Sockel 46 weist einen Flansch 48 auf, mit dem das untere Ende der oberen Kontaktfeder 41 mit einem Schraubdeckel 49 verspannt ist. Der Sockel 46 bildet eine Baueinheit mit einer Steckbuchse 50 und ist mit einem Außengewinde 51 versehen. Auf dem Außengewinde reitet das Innengewinde 52 eines Flansches einer Schraubhülse 53, mit der die Steckbuchse 50 verspannt wird, sobald sich der Flansch der Schraubhülse 53 auf der inneren Ringfläche 54 des Schraubdeckels 49 abstützt. Die weiteren Anschlußteile für ein Koaxialkabel sind in der Darstellung der Fig. 4 weggelassen, da sie für sich bekannt sind. Sie bestehen im wesentlichen aus einer Buchse 55 zur Aufnahme des koaxial inneren Leiters und aus einer Verschraubung des koaxial äußeren Ringleiters mit der Steckbuchse 50.
Das Gehäuse weist zur Aufnahme der Isolatorschiene einen axialen Schlitz 56 auf, welcher den Gehäusezylinder 57 durchsetzt. Das innere Ende 58 des Schlitzes 56 ist entsprechend der Bombierung 37 der Isolatorschiene 2 gekrümmt, um mit dieser einen Formschluß herbeizuführen. Die Bombierung 37 der Isolatorschiene stützt sich auf der Krümmung 58 ab, sobald die Klemme 39 geschlossen wird. Da das Gehäuse 38 aus einem Hohlzylinder 57 besteht, umgibt es die stromführenden Kontaktfedern und Metallgewebebänder. Die Klemme 39 und der Anschluß 49 sind rotationssymmetrisch um die Zylinderachse 45 ausgebildet. Dabei fluchtet die Außenzylinderfläche 59 des Gehäuses 38 mit einer Außenzylinderfläche 60 des Schraubdeckels am Anschluß 49 und einer Außenzylinderfläche 61 der Klemme 39, die von einem Schraubdeckel 62 gebildet wird. Es ergibt sich dadurch eine glatte äußere Form des Adapters 39.
Der Schraubdeckel hat einen Hohlzylinder 63, der mit Innengewinde versehen ist und dessen innere Ringfläche 64 sich auf der Bombierung 36 der in den Schlitz 56 eingeführten Isolatorschiene 2 abstützt. Diese wird dadurch kraftschlüssig im Schlitz 56 gehalten.