Stromabnehmer - Stromschienensystem

Abstract

 Beschrieben wird ein Stromabnehmersystem zur sicheren Kontaktierung eines oder mehrerer Stromleiter (8), die in einer aus elektrisch isolierendem Material gefertigten Stromschiene (6), den gesetzlichen Sicherheitsvorschriften entsprechend, genuegend vertieft und unzugaenglich angeordnet sein muessen.
Ein zur Befestigung an der Stromschiene (6) ausgebildeter Anschlussadaptor (10) hat in einem Laengsschlitten (1), den er lose umfasst, mehrere zur elektrischen Kontaktierung mit den zugeordneten Stromleitern (8) ausgebildete Kontaktfedern (2), die als Schleifkontakte ueber die Anschlusskontakte (18) elektrische Verbraucher mit den Stromleitern kabellos verbinden.
Ein am Anschlussadaptor (10) angebrachter Verbraucher, insbesondere Leuchtkoerper, kann um die Stromschiene (6) um 360°, also unbegrenzt gedreht und gleichzeitig im Bereich der Stromschiene in deren Laengsrichtung verschoben werden.
Die elektrisch leitenden Verbindungen werden bei all diesen Bewegungen aufrechterhalten,

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft Moeglichkeiten der Stromabnahme an Stromleitern, die nach den geltenden Sicherheitsvorschriften in Stromschienen beruehrungssicher, also unzugaenglich angeordnet sein muessen.

[0002] Existierende Stromschienen-Stromabnehmersysteme bestehen aus einer Stromschiene mit mindestens zwei darin oder daran von einander isoliert angeordneten Stromleitern und aufgesetzten Adaptoren zur Stromabnahme, die axial entlang der Schiene bewegt oder radial um die Schiene verschwenkt werden koennen. Bei der Mehrzahl dieser Systeme sind die Stromleiter am aeusseren Umfang oder sonst gegen Kurzschluss oder Beruehrung relativ ungeschuetzt angeordnet. Waehrend bei Betrieb in dieser Art bei kleinen Spannungen (12 oder 24 Volt) zumindestens keine Verletzungen durch elektrische Schocks moeglich sind, bestehen bei Betrieb mit Netzspannung (230 V) ernst zu nehmende Gefahren fuer die Gesundheit. Ein weiterer Nachteil ist bei wohl allen bekannten Adaptoren zur Stromabnahme an Stromschienen der beschraenkte Drehwinkel infolge der durch die Verwendung von Kabelverbindungen notwendigen Anschlaege, die eine Verschwenkung des Adaptors um die Schiene um 360° oder mehr umnoeglich machen.

[0003] Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein dreh- und laengsbewegliches Stromabnehmersystem zu schaffen, dass die anspruchsvollen Bedingungen bezueglich elektrischer Betriebs- und Beruchrungssicherheit erfuellt.

[0004] Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anpruchs 1 angegebenen Massnahmen geloest.

[0005] Bei dem erfindungsgemaessen System hat das Stromabnehmersystem, also der Anschlussadaptor, mindestens zwei Anschlusskontakte, die mit den Stromleitern in der Stromschiene kabellos elektrisch leitend verbindbar und unter Aufrechterhaltung dieser elektrisch leitenden Verbindung relativ zu den Stromleitern beweglich sind.

[0006] In einem Anschlussadaptor befindet sich eine Schlitteneinrichtung, die in Laengsrichtung der Stromschiene zur kontinuierlichen Verschiebung entlang der Schiene beweglich, in Umfangsrichtung jedoch unbeweglich ist. Die Laengsverschiebbarkeit dieses Laengsschlitten zusammen mit der unbegrenzten Drehbarkeit des ihn lose umfassenden Anschlussadaptors eimoeglicht es, dass beispielsweise Leuchtelemente sich kontinuierlich um die Stromschiene drehen lasssen und gegebenenfalls gleichzeitig in Laengsrichtung der Schiene verschoben werden koennen.

[0007] Zur Gewaehrleistung der notwendigen elektrischen Sicherheit eines Stromschienensystems, insbesondere bezueglich Kurzschluss- und Beruehrungsschutz, muss eine Stromschiene geometrisch so gestaltet sein, dass es nicht ohne weiteres moeglich ist, deren Stromleiter mit elektrisch leitenden Gegenstaenden zu kontaktieren, die nicht fuer deren Kontaktierung bestimmt sind. Dadurch soll die unbeabsichtigte Beruehrung der Stromleiter, beispielsweise durch mit Nadeln oder Schraubenziehern spielende Kinder verhindert werden.

[0008] Diese, nach neuen Vorschriften europaweit geforderte elektrische Sicherheit kann erreicht werden beispielsweise durch eine Versenkung der Stromleiter quer zum Laengsschlitz einer Stromschiene, also quer zur Einfuehrrichtung der Stromabnehmerkontakte. Das bedeuted, dass die Stromleiter in entsprechend gestaltete, also nutfoermige Ausnehmungen des Stromschienen-Isolierkoerpers vertieft eingesetzt sind.

[0009] Die zur Erhochung der elektrischen Sicherheit derart schwer zugaenglich im Innern der Stromschiene angeordneten Stromleiter erfordern zu deren Kontaktierung zweckmaessig angepasste Stromabnehmer. Zu diesem Zweck ist ein Kontaktarm derart beweglich in dem vom Anschlussadaptor umschlossenen Laengsschlitten angordnet, dass er in einer Einfuehrstellung durch die Zugangsoeffnung der Stromschiene, also deren Laengsschlitz, in den Bereich der Stromleiter ohne Deruchrung derselben einfuehrbar und nach der Einfuehrung quer zur Einfuehrrichtung in eine Kontaktstellung bewegbar ist, in der der Kontaktarm unter Kontaktdruck an dem zugordneten Stromleiter anliegt. Dieser Kontaktarm ist ein Endteil einer Kontaktfeder, die durch einen, in einem Anschlussadaptor angeordneten Kontaktring oder anders geformter Kontaktkoerper, verformt wird und somit den noetigen Kontaktdruck erzeugt. Die Verformung erfolgt durch verdraengende Bewegung oder Verwinkelung des anderen Endteils der Kontaktfeder durch den Kontaktring oder anders geformten Kontaktkoerpers beim Aufsetzen einer Anschlussadaptorhaelfte auf die Stromschiene, und/oder beim Verdrehen derselben um die Stromschiene.

[0010] Der Anschlussadaptor besteht aus mehreren miteinander verbindbarer oder voneinander loesbaren Bauteilen. Er ist derart aufgebaut, dass im verbundenen Zustand der Bauteile die Stromschiene in Umfangsrichtung vollstaendig umschlossen wird und somit diese Bauteile in Querrichtung zur Stromschiene auf diese aufsetzbar oder von dieser abnehmbar sind. Die Moeglichkeit der Anbringung bzw. der Entfernung in Querrichtung zur Schiene erlaubt die Installation zusaetzlicher Anschlussadaptoren bei ansonsten fertig installierter Stromschiene bzw. das Abnehmen nicht gebrauchter Anschlussadaptoren, ohne dass benachbarte Adaptoren entfernt werden muessten oder das Stromschienensystem zum Aufstecken oder Abziehen dieser Adaptoren geoeffnet werden muesste.

[0011] Wird ein Laengsschlitten allein, also ohne Anschlussadaptor, mit Steckbuchscn versehen, in denen die Kontaktfedern derart angeordnet sind, dass das Einstecken eines Steckerkontakts die Verformung der Kontaktfeder und damit die Verwinkelung ihres unteren Arms und somit Kontaktierung desselben mit dem zugeordneten Stromleiter bewirkt, ist dieser Laengsschlitten, entsprechend ausgebildet, als Buchsenteil einer Steckverbindungseinrichtung verwendbar, beispielsweise zur Aufnahme von 230 Volt-Netzsteckern. Wegen des dann fehlenden Anschlussadaptors mit seinen Kontaktringen- oder koerpem ist eine Verschwenkung um die Stromschiene nicht moeglich.

[0012] Mit zweckmaessig angepassten Einspeisungsadaptoren, deren kontaktgebende Teile entsprechend geformt und groesser dimensioniert sind, und die mechanisch fest mit der Stromschiene verbunden, also unbeweglich sein muessen, erlaubt das genannte Prinzip problemlos auch die Uebertragung hoeherer Stroeme, also mindestens 25 Ampere in eine nach obigen Gesichtspunkten aufgebaute Stromschiene, natuerlich unter Beruecksichtigung der dann erforderlichen, groesseren Querschnitte der Stromleiter.

[0013] Mit einem speziell gestalteten unteren Kontaktarm der genannten Kontaktfeder wird eine Verwinkelung und damit ein Eindringen des unteren Arms in die nutfoermige Ausnehmung der Stromschiene, die bei hohen Spannungen eine maximale Breite von 3 mm haben darf, unmoeglich. Die Kontaktierung des Kontaktarms mit dem Stromleiter ist somit ebenfalls unmoeglich. Mit diesen speziell geformten Kontaktarmen, die > 3.5 mm, also breiter oder dicker als die Nute in der Stromschiene sein muessen, kann also verhindert werden, dass die Stromleiter einer mit beispielsweise 230 Volt betriebenen Stromschiene mit einem fuer kleine Spannungen, bespielsweise 12 Volt ausgelegten Verbraucher verbindbar sind. Damit wird einer weiteren Forderung der genannten, elektrischen Sicherheitsvorschriften entsprochen.

[0014] Eine Stromschiene kann natuerlich mehr als zwei Stromleiter enhalten. Die Stromabnahme an den dann in nebeneinander und/oder gegenueber angeordneten Nuten liegenden Stromleitern erfolgt dann gezielt mit entsprechend gestalteten und zweckmaessig im Laengsschlitten angordneten Kontaktfedern, deren Ausbildung der geometrischen Lage der ihnen zugeordneten Stromleiter entspricht.

[0015] Alle diese und weitere Merkmale gehen ausser aus den Anspruechen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils fuer sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausfuehrungsform der Erfindung verwirklicht sein und vorteilhafte Ausfuehrungen darstellen koennen.

[0016] Aus den nachfolgend erlaeuterten Zeichnungen gehen weitere wesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor. Es zeigen:

[0017] Fig. 1 Eine perspektivische Ansicht eines Anschlussadaptors mit seinem Laengsschlitten auf einer Stromschiene im fertig montierten Zustand (a), die gleichzeitig die verschiedenen Etappen waehrend des Zusammenbaus darstellt.

[0018] Fig. 2 Eine perspektivische, teilgeschnittene Ansicht eines Laengsschlitten mit seinen Kontaktfedern.

[0019] Fig. 3 Eine perspektivische, teilgeschnittene Ansicht einer Stromschiene mit einem aufgesetzten Laengsschlitten.

[0020] Fig. 4 Eine perspektivische, teilgeschnittene Ansicht einer Stromschiene und einer Anschlussadaptorhaelfte im endlichen, kontaktaktiven Zustand.

[0021] Fig. 5 Eine perspektivische Ansicht zur Veranschaulichung der Funktion der Kontaktgabe bei Verwendung von Kontaktblechen, oder anders geformter Kontaktkoerper, anstelle von Kontaktringen.

[0022] Fig. 6 Eine perspektivische Ansicht eines Laengsschlitten, dessen untere Kontaktfederarme in der Breite den bei bestimmten Ausfuehrungsformen zu beachtenden Sicherheitsvorschriften entsprechen.

[0023] In Fig.1 wird in erster Linie die schrittweise vorzunehmende Installation eines Anschlussadaptors 10 auf die Stromschiene 6 veranschaulicht.
Zur besseren Verstaendlichkeit wird angenommen, dass die Stromschiene sich in einer Position befindet, in der ihr Laengsschlitz 17 nach oben weisst. In einer ersten Etappe wird von oben der Laengsschlitten 1 auf die Stromschiene 6 aufgesteckt, unter Einfuehrung des Stegs 16 mit den Kontaktarmen 5 in den Laengsschlitz. Von der entgegengesetzten Umfangsposition, also von unten, folgt ein Ansetzen und anschliessendes Verdrehen um 180° der oberen Anschlussadaptorhaelfte 11, in der Art, dass sie den Laengschlitten 1 von oben umschliesst. Als letzter Schritt wird die untere Anschlussadaptorhaelfte 12 von unten an die obere Anschlussadaptorhaelfte 11 angeflanscht und, beispielsweise mit einer Schraube, fixiert.

[0024] Fig. 2, 3 und 4 unterstuetzen die Erlaeuterung der Funktionsweise des erfindungsgemaessen Stromabnehmersystems. Da sich die Kontaktfedern 2 in Ruhestellung befinden und deren Kontaktarme 5 dementsprechend in Laengsrichtung, relativ zur Stromschiene 6, ausgerichtet sind, ist die Einfuehrung der Kontaktarme 5 in den Laengsschlitz 17 beim Aufstecken des Laengsschlittens 1 auf die Stromschiene 6 moeglich. Da die Kontaktfedern 2 weiterhin unbelastet sind, verbleiben die Kontaktarme 5 in Laengsaurichtung und kontaktieren somit die Stromleiter 8 noch nicht. Kontaktgabe erfolgt erst waehrend und nach dem, im letzten Absatz beschriebenen, Verdrehen der oberen Anschlussadaptorhaelfte 11 von der unteren in die obere Position, ueber den Laengsschlitten 1, waehrend der Installation des Anschlussadaptors an der Stromschiene.

[0025] Teil der Anschlussadapatorhaelften 11, 12 sind die Kontaktringhaelften 9, 13, die mit den Anschlussadaptorhaelften mechanisch fest verbunden sind. Die aus Isoliermaterial bestehende Anschlussadaptorhaelfte isoliert alle sich in ihr befindlichen Kontaktringhaelften.

[0026] Beim oben genannten Verdrehen der oberen Anschlussadaptorhaelfte verdraengt, verformt und verwinkelt eine Kontaktringhaelfte 9, 13 ueber ihre Stirnflaeche 14 den oberen Kontaktfederarm 4 der Kontaktfeder 2, und bewirkt eine Kontaktgabe zwischen der Kontaktringhaelfte 9, 13 und dem Kontaktfederarm 4. Das Verwinkeln des oberen Kontaktfederarms 4 bewirkt eine Verdrehung der Kontaktfeder 2 um ihre Drehachse x-x und damit auch eine Verwinkelung des unteren Kontaktfederarms 5. Die geometrisch definierte Anordnung der Stromleiter 8 in der Stromschiene 6 begrenzt den Grad der Verwinkelung und erwirkt eine Federkraft erzeugende Belastung der Kontaktfeder 2. Diese Federkraft steht zu gleichen Teilen in beiden Kontaktfederarmen 4, 5 als Kontaktdruck zur Verfuegung. Die Stromuebertragung kann somit vom Stromleiter 8 ueber die Kontaktfeder 2 zum Kontaktring 3 mit seinen Anschlusskontakten 18 kabellos erfolgen.

[0027] Die Aufrechterhaltung der Kontaktierung bei Bewegungen des Anschlussadaptors entlang der Stromschiene 6 ist gewaehrleistet durch die Verwinkelung der unteren Kontaktfederarme 5. Beim Verdrehen der Kontaktringhaelfte 9 um die Stromschiene ist diese Verwinkelung wie die gesamte Funktion der Kontaktgabe nach dem bisher gesagten nur ueber einen Drehwinkel von 180° zu erreichen. Ein ganzer, nicht geteilter Kontaktring 3 ist erforderlich, um die Funktion der Kontaktgabe ueber einen Drehwinkel von 360° sicherzustellen. Das mechanische und galvanische Verbinden der oberen Kontaktringhaelfte 9 mit der unteren Kontaktringhaelfte 13 zu einem Kontaktring 3 erfolgt in der Endphase der oben beschriebenen Installation des Anschlussadaptors 10 an die Stromschiene 6.

[0028] Das Anflanschen und Fixieren der unteren Anschlussadaptorhaelfte 12, mit der darin enthaltenen unteren Kontaktktringhaelfte 13 an die obere Anschlussadaptorhaelfte 11, mit der in ihr enthaltenen Kontaktringhaelfte 9, verbindet die beiden Kontaktringhaelften mechanisch, und ueber ihre Kontaktfederflaechen 19 galvanisch und damit elektrisch zu einem Kontaktring 3 und ermoeglicht somit ueber Kontaktfeder 2 sichere elektrische Verbindung zwischen Stromleiter 8 und Kontaktring 3 mit seinen Anschlusskontakten 18 bei unbegrenzten Drehbewegungen des Anschlussadaptors 10 um die Stromschiene und/oder Verschiebungen entlang der Stromschiene 6.

[0029] Die Verdraengung und damit Verwinkelung der oberen und unteren Arme der Kontaktfeder 2 kann natuerlich auch durch anders geformte, kontaktgebende Koerper erzielt werden, wie beispielsweise durch die Kontaktbleche 15 anstelle der in den bisherigen Beispielen genannten Kontaktringe. Fig. 5 veranschaulicht diese Moeglichkeit.

[0030] Fig. 6 schliesslich veranschaulicht, wie einer weiteren Auflage der schon genannten, elektrischen Sicherheitsvorschriften entsprochen werden kann: Die > 3.5mm breiten, flachprofilartigen Federkontaktarme 5 erlauben wohl das Einfuehren in einen schmalen Laengsschlitz 17 der Stromschiene 6, verunmoeglichen aber das Verwinkeln der unteren Kontaktarme 5 und damit das Kontaktieren der Stromleiter 8, wenn die Breite der die Stromleiter 8 aufnehmenden Schlitze 7 kleiner als 3mm ist.

Ansprüche

1. Stromabnehmer- Stromschienensystem, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrehung der sich im Laengsschlitten (1) befindlichen , vorgespannten Kontaktfeder (2) um ihre Drehachse x-x, durch Druck des Kontaktrings (3) auf den oberen Kontaktfederarm (4) eine Venvinkelung des unteren Kontaktfederarms (5) und somit Kontaktierung desselben mit dem in der Stromschiene (6) in einem Schlitz (7) vertieft liegenden Stromleiter (8) sowie Federkraft in einem oder beiden Kontaktfederarmen (4,5) erzeugt und damit den fuer eine sichere elektrisch leitende Verbindung notwendigen Kontaktdruck zwischen dem Stromleiter (8), Kontaktfederarmen (4,5) und Kontaktring (3) bereitstellt, und dass der Anschlussadaptor (10) mit seinen Kontaktringen (3) um die Stromschiene (6) unbegrenzt drehbar und mit dem Laengsschlitten (1), den er lose umfaesst, in Laengsrichtung der Stromschiene (6) verschiebbar ist, unter Aufrechterhaltung der elektrisch leitenden Verbindungen.

2. Stromabnehmer- Stromschienensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kontaktring (3) sowie der Anschlussadaptor (10), in dem er sich befindet, in der ersten Phase der Anschlussadaptor-Befestigung an der Stromschiene (6) noch aus zwei Haelften (9,13) besteht und dass diese beiden Kontaktringhaelften (9,13) erst beim endlichen Zusammenfuegen beider Anschlussadaptorhaelften (11,12) ueber der Stromschiene (6) zu einem Kontaktring (3) verbunden und damit elektrisch geschlossen werden.

3. Stromabnehmer- Stromschienensystem nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stirnflaeche (14) der oberen Kontaktringhaelfte (9) bei der 180 ° Verdrehung der oberen Anschlussadaptorhaelfte (11) von der unteren in ihre endliche Position ueber dem Laengsschlitten (1) den oberen, vorgespannten Kontaktfederarm (4) verformt und dabei verdraengt und somit die notwendige Verdrehung von Kontaktfeder ( ) und damit die Verwinkelung des unteren Kontaktfederarms (5) bewirkt, resultierend in der Kontaktgabe desselben an Stromleiter (8).

4. Stromabnehmer- Stromschienensystem nach einem der vorhergehenden Ansprueche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verwinkelung der unteren Kontaktfederarme (5) durch Verformung infolge von Druck auf die oberen Kontaktfederarme (4) bei entsprechender Auslegung und Anordnung der oberen Kontaktfederarme (4) statt mit Kontakringen auch mit Kontaktblechen (15) oder anders geformten, kontaktgebenden Koerpem erreicht werden kann, beim Aufsetzen der oberen Anschlussadaptorhaelfte (11) auf den Laengsschlitten.

5. Stromabnehmer- Stromschienensystem nach einem der vorhergehenden Ansprueche, dadurch gekennzeichnet, dass die unteren Kontaktfederarme (5) vor dem Druck der Kontaktringe (3) oder der Kontaktbleche (15) auf die oberen, vorgespannten Kontaktfederarme (4) sich in, relativ zum Steg (16) des Laengsschlittens (1), laengs ausgerichteter Position befinden und somit das Einfuehren dieser Arme (5) in den Laengsschlitz (17) der Stromschiene (6) beim Aufsetzen des Laengsschlitten auf die Stromschiene ermoeglichen.

6. Stromabnehmer-Stromschienensystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprueche, dadurch gekennzeichnet, dass die metallischen Stromleiter (8) in der aus Isoliermaterial bestehenden Stromschiene (6) derart profiliert, dimensioniert und angeordnet sind, dass sie ein eventuelles Durchhaengen einer eventuell laengeren Schiene mit daran befestigten Anschlussadaptoren (10) infolge von Gravitationskraeften, erzeugt durch das eventuell hoehere Gewicht von an den Adaptoren angebrachten Leuchten oder andererer Verbraucher, durch Erhoehung der mechanischen Stabilitaet der Schiene verhindern oder vermindern.

Zeichnung