专利名称：用于额定电流不同的电气仪器和设备的连接母线的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用成型半成品制成的用于将电气仪器和设备的电气部件与外部电路连接起来的连接母线，其中，连接母线通过处于仪器或设备壁内的开口延伸并借助固定装置固定在外壳内。
以此方式可以在连接母线从外壳向外伸出的部分上连接设备端的输电母线。连接母线通常固定安装在仪器或设备的绝缘壁体中，这通常借助贯穿孔和紧固件实现。
此外，连接母线必须设计为能经济地生产并适用于满足规定的功能。这些功能包括电流的承载能力、散热、用于连接输电母线的表面、以及接受和传递静态和动态力。换句话说，所涉及的是一个在受力和动力学方面有高要求的部位。
此外应有可能将用于不同电流强度的连接母线装在具有统一的贯穿孔的统一的外壳内。
在传统的仪器和设备中，用作连接母线的固定装置是螺钉，它们通过垂直于连接母线的纵轴布置的孔延伸，以及为了安装它们通常在相应外壳的壁内制有螺母。考虑到机械强度，在一个用绝缘材料制成的外壳中为此采用金属的嵌入螺母或压入螺母。
因此这种连接母线的制造和安装在材料及加工方面的费用高。
所以例如在低压功率开关中建议将使用的连接母线锯切为带有一个或多个突出部的型材，即使这些连接母线通过孔洞插入，而型材的一个或多个突出部用作连接母线在开关外壳上的止挡并因此构成开关力向外壳的传力装置。
因此，在这种开关中，一次确定固定触点相对于外壳的位置，而另一方面固定点没有所提及的这些力，所以这里只需要一个固定力，而不会发生由于切力和定位力造成的负荷。
这样一种具有成形在上面的突出部的用于低压功率开关的连接母线，在DE-OS 19643607中被建议用来解决上述成本问题。这种连接母线从内部通过外壳壁的贯穿孔插入并借助突出部支承在外壳后壁上。
为了制造这种连接母线采用特殊型材，它们有整体成型的板条。然后将型材切成段，这些段构成连接母线。
迄今常见的是，在功率开关的一个结构系列内，根据额定电流的不同采用不同厚度的连接母线。这些连接母线同样由型材通过锯切制成。外壳总是按照设计的最大额定电流强度的连接母线统一制作。对于额定电流强度较小因而较薄的连接母线则使用塑料的定距块，它们用来充填空隙。安装定距块带来的缺点是，为这些零件要支付附加的费用以及提高装配成本，而且在电流路径的用户一侧，在装配时它们将构成故障源。
在所有这些已知的电气仪器和设备中，这些连接母线均用实心材料制造，而与制造工艺无关。这使得用于不同电流强度的母线有不同的截面并因而有不同的外部尺寸，这带来上面已论及的缺点。
在高压和高频技术中已知空心的导电导体。在这些空心导体中，空心结构的目的在于减少导体的电晕耗损，亦即减少能量在锐边或小半径处的反射，以及考虑集肤效应(这种集肤效应是基于在高频的情况下只在导体的外部区内传递能量)，而目的不是为了在外部横截面统一的条件下保证不同的电流负荷能力。
在US-A 3597713中也介绍了一种空心导电结构，它公开了一种作为高压熔断器的代用品的设备，其中描述了一种真空开关与开关操作手柄的组合，该操作手柄类似于高压或中压隔离开关的用于操作的小环。在设备的空心连接段内装入电子开关。虽然由此已知了一种在电气开关设备上导电的空心零件，但是它仅仅用于安装设备的另一个部件，亦即所提及的电子开关，而不是用来调整构件的电流承载能力。
因此本发明的目的在于提供一种连接母线，它即使对不同的额定电流值也有相同的外横截面，而无需在仪器和设备外壳内装入具有统一贯穿孔的附加的定距块。
本发明的目的通过以下措施加以实现将用于电气仪器和设备的连接母线设计为空心的，在这种情况下它们既可以只有一个空腔，也可以有多个空腔。
在这里，用于电流强度不同的所有连接母线有相同的外横截面。因此电流承载能力借助于空心母线的壁厚调整，壁厚构成导电的、承载电流负荷的截面。由此得出，在电流强度较低时，由于壁厚较小存在较大的内部空腔，或在电流强度较高时由于壁厚较大因而存在较小的内部空腔，直至在最高的电流强度时可能导致无空腔的实心结构。于是在各仪器和设备外壳内的贯穿孔按用于此最高电流强度所需要的外部尺寸设计。
在连接母线中可能需要一些孔，它们可制有螺纹或没有螺纹，例如用于在外壳上固定的目的或相对于一个轴移动。这些孔可布置在一公共轴线上，或者也可以彼此错开。为避免空心的连接母线在穿过这些孔或旋在这些孔的螺纹中的螺钉夹紧力作用下变形，在连接母线的空腔之间可以设置适用于提高强度的腹板。就制造型材而言这也许意味着增加成本，但这对电流承载能力没有任何影响。
为避免这种可能的成本提高，在连接母线的空腔内还可以设置垂直于连接母线的纵向的导槽，用于在需要时插入的支持板。插入导槽中的支持板可用与连接母线相同的材料制造，但也可以用不同的材料制造。
插入的支持板的作用与成型在上面的腹板的作用相同，亦即稳定连接母线，防止空心的连接母线在穿过孔的螺栓或旋入这些孔的螺纹中的螺钉的夹紧力或负荷的作用下变形。
因为插入的支持板对电流承载能力没有影响，所以在材料的选择方面可以基于其他的着眼点，例如将强度作为评估参数。
上述制有或没有螺纹的孔可设在空腔的所在区域内，尤其在要穿过贯通式螺栓时这样设计是特别恰当的，在这种情况下这些孔必须有公共的轴线并且不需要螺纹。
在制造带螺纹的孔时，比较有利的是将它们布置在腹板内。由此可以有较长的螺纹，这种长的螺纹允许螺纹连接有高的负荷能力。
为了避免固定孔，在连接母线上也可以设置轴向固定用的已知的止挡。它们再借助已知的适用的紧固件、例如夹紧螺钉，沿轴向固定连接母线。这种止挡可在同时或额外地承受轴向力并将该力传递给外壳。
在所有上述连接母线中，一个或多个空腔可垂直于连接母线纵向的延伸长度设置并两侧开口。在这种实施方式中，作为原材料可有利地制造一种挤压型材，所需不同宽度的连接母线可从此挤压型材截割下来。
为更好地理解本发明，下面借助附图和不限于本发明保护范围的优选实施例，详细说明本发明。
图1示意表示用于较低电流强度的连接母线的第一种实施形式；图2示意表示用于较大电流强度的连接母线的第二种实施形式；图3示意表示有一个空腔和一些固定孔的连接母线的第三种实施形式；图4示意表示有多个空腔的连接母线的第四种实施形式；图5示意表示有多个空腔的连接母线的第五种实施形式；图6示意表示有一个空腔并在空腔内设有可插入的支持板的连接母线的第六种实施形式；图7示意表示有用于轴向固定的止挡的连接母线的第七种实施形式；以及图8是连接母线的俯视图，其中对设备壁也加以描绘。
图1表示用于电流强度低的电气仪器和设备的连接母线1的第一种实施形式。在这种实施形式中，它只有唯一的空腔2，空腔基本上沿整个母线延伸。这种连接母线1有一个较薄的、适于小工作电流的壁3。由于连接母线1的外部尺寸，亦即外横截面大小固定，所以壁厚较小空腔2就比较大。
图2表示用于电流强度较高的电气仪器和设备的连接母线4的第二种实施形式。在这种实施形式中同样只有唯一的空腔5，该空腔基本上沿整个母线延伸。这种连接母线4有一个较厚的，适于较大工作电流的壁6。由于连接母线4的外部尺寸，亦即外横截面大小同样固定，所以壁厚较大，空腔5就比较小。
图3表示具有一个空腔8的用于电气仪器和设备的连接母线7的第三种实施形式，空腔8基本上沿整个母线延伸。这种连接母线7有孔9；10；11；12，它们用于固定的目的并可能有螺纹。在本例中，孔9和10具有公共的轴线，这是在使用贯通式螺栓时所要求的，而孔11和12错开设置，这例如在使用单个螺钉时可能是恰当的。在这种情况下这些孔制有螺纹。
图4表示具有多个空腔18；19；20的用于电气仪器和设备的连接母线13的第四种实施形式，在空腔之间设腹板21；22。在此连接母线13中在空腔18、19和20所在区域内设有孔14；15；16；17。所述腹板21和22用来提高强度，以及避免空心连接母线13在穿过这些孔14至17的螺栓或旋入这些孔14至17的螺纹内的螺钉的夹紧力或负荷的作用下变形。
图5表示具有多个空腔24；25；26的用于电气仪器和设备的连接母线23的第五种实施形式。在这种实施形式中，制有图中未示出的螺纹的孔27；28是这样布置的，即，使它们处于腹板29；30中。由此可有较大的螺纹长度，这种大的螺纹长度允许螺钉连接有更高的负荷能力。
图6表示具有一个基本上沿连接母线31延伸的空腔32的、用于电气仪器和设备的连接母线31的第六种实施形式。在这种实施形式中，成型的半成品有垂直于纵轴线布置的导槽35；36；37；38，在需要时可在导槽中插入支持板33；34。插入此导槽35；36；37；38中的支持板33；34可以用与连接母线31相同的材料制造，但也可以用不同的材料制造。
插入的支持板33；34与成形在上面的那些腹板的作用相同，即稳定连接母线，防止空心的连接母线在穿过这些孔39；40；41；42的螺栓或旋入这些孔的螺纹中的螺钉夹紧力或负荷作用下变形。但在支持板中不能设任何孔。
图7表示具有止挡44；45的用于电气仪器和设备的连接母线43的第七种实施形式，该止挡用于将连接母线43轴向固定在相应的外壳内。借助于这些止挡44；45，连接母线43可用适宜的紧固件，例如夹紧螺钉，沿轴向固定。这些止挡44；45可以同时或额外地承受轴向力并将这种力传递给外壳。
图8是上面已说明的连接母线之一的俯视图，例如是连接母线1(图1)的俯视图。可以看出，空腔2垂直于连接母线的纵向延伸并且两侧敞开。此外还示意表示了设备外壳的一个壁46，连接母线1穿过该壁延伸。
本发明技术方案的优点是，使用一个结构尺寸实现连接母线统一的外部尺寸，由此可以取消定距块或类似物。在一个结构尺寸内可以采用统一的插入孔，并因此可以采用统一的外壳尺寸，其结果是显著减少方案的多样性并降低成本。空心型材的孔可以通过冲压而成，这比钻孔更加经济也更加清洁。连接技术简化为每种结构尺寸只需一种方案，这样也简化了加工。通过显著增大侧面开口的空心型材的表面积，导致更好地散热。
权利要求
1.一种用于额定电流不同的电气仪器和设备的连接母线，它用于将电气仪器和设备的电气部件与外部电路连接，其中，连接母线通过仪器或设备壁内的开口延伸并通过固定装置固定在仪器或设备的外壳内，其特征在于，连接母线(1；4；7；13；23；31；43)设计为空心的。
2.根据权利要求1所述的连接母线，其特征为，连接母线(1；4；7；31)只有一个空腔(2；5；8；32)。
3.根据权利要求1所述的连接母线，其特征为，连接母线(13；23)有多个空腔(18-20；24-26)。
4.根据权利要求1所述的连接母线，其特征为，用于所有电流强度的连接母线(1；4；7；13；23；31；43)有相同的外部横截面。
5.根据权利要求1所述的连接母线，其特征为，用于不同电流强度的连接母线(1；4；7；13；23；31；43)有不同的壁厚。
6.根据权利要求1所述的连接母线，其特征为，在一个型号系列的各种仪器和设备的外壳内的连接母线(1；4；7；13；23；31；43)的贯穿孔，按照用于最大电流强度的连接母线的尺寸设计为相同的。
7.根据权利要求1所述的连接母线，其特征为，连接母线(7；13；23；31)具有用于固定目的的孔(9-12；14-17；27；28；39-42)。
8.根据权利要求7所述的连接母线，其特征为，所述孔(9-12；14-17；27；28；39-42)中制有螺纹。
9.根据权利要求7所述的连接母线，其特征为，在连接母线(7；13；31)内的孔(9；10；14-17；39-42)沿一条公共轴线设置在其上侧和下侧。
10.根据权利要求7所述的连接母线，其特征为，在连接母线(7)内的孔(11-12)彼此错开地设置在其上侧和下侧。
11.根据权利要求1所述的连接母线，其特征为，连接母线(13；23)在其空腔(18-20；24-26)之间有适用于提高强度的腹板(21；22；29；30)。
12.根据权利要求7和11所述的连接母线，其特征为，在连接母线(7；13；31)内的孔(9-12；14-17；39-42)设置在空腔(8；18-20；32)的所在区域内。
13.根据权利要求7和11所述的连接母线，其特征为，在连接母线(23)内的孔(27；28)设置在腹板(29；30)中。
14.根据权利要求1所述的连接母线，其特征为，连接母线(43)上设置有已知的用于轴向固定的止挡(44；45)。
15.根据上述任一项权利要求所述的连接母线，其特征在于，一个或多个空腔(18-20；24-26)垂直于连接母线(1、4、7、13；23、31)的纵向设置并且两侧开口。
全文摘要
本发明涉及一种用于额定电流不同的电气仪器和设备的连接母线,它们设计为空心的。它们可以只有一个或多个空腔(2;5;8;18－20;24－26;32)。连接母线(1;4;7;13;43)对于所有电流强度都有相同的外部横截面,它们对于不同的电流强度有不同的壁厚并因而有不同大小的空腔(2;5;8;18－20;24－26;32)。因此在一个型号系列的各种开关外壳内用于连接母线的贯穿孔,可以按照用于最大电流强度的连接母线的尺寸设计为相同的。
文档编号H01H1/58GK1370323SQ0081158
公开日2002年9月18日 申请日期2000年8月11日 优先权日1999年8月18日
发明者迈克尔·巴赫, 迈克尔·西贝科, 冈特·塞德勒－斯塔尔, 德特莱夫·施米特, 英戈·蒂德, 塞扎伊·图尔克曼 申请人:西门子公司