DE102005023452A1

DE102005023452A1 - Montage- und Verdrahtungssystem für elektrische Funktionsmodule, insbesondere für Schaltgeräte oder dergleichen

Info

Publication number: DE102005023452A1
Application number: DE200510023452
Authority: DE
Inventors: Robert Dr. Adunka; Georg Bollinger; Wolfgang Brandl; Johann Drexler; Berthold Heldmann
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 2005-05-20
Filing date: 2005-05-20
Publication date: 2006-11-23
Anticipated expiration: 2025-05-21
Also published as: DE102005023452B4

Abstract

Montage- und Verdrahtungssysteme werden eingesetzt, um die Arbeitszeit für die Installation von elektrischen Funktionsmodulen zu reduzieren und zugleich eine übersichtliche und somit wartungsfreundliche Installationseinrichtung zu erreichen. DOLLAR A Es wird ein Montage- und Verdrahtungssystem (1) für elektrische Funktionsmodule, insbesondere für Schaltgeräte (7, 8) oder dergleichen, vorgeschlagen, mit einer Profilschiene (2), die mindestens eine dazu parallel orientierte Stromführungseinrichtung (4) aufnehmen kann und die eine Befestigungseinrichtung (3) zur Befestigung von mindestens einem elektrischen Funktionsmodul (7, 8) aufweist, wobei die Profilschiene (2) konstruktiv derart ausgebildet ist, dass das elektrische Funktionsmodul (7, 8) in Längserstreckungsrichtung der Profilschiene (2) rasterlos befestigbar ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Montage- und Verdrahtungssystem für elektrische Funktionsmodule, insbesondere für Schaltgeräte oder dergleichen, mit einer Profilschiene, die mindestens eine dazu parallel orientierte Stromführungseinrichtung aufnehmen kann und die eine Befestigungseinrichtung zur Befestigung von mindestens einem elektrischen Funktionsmodul aufweist.

Montage- und Verdrahtungssysteme werden eingesetzt, um die Arbeitszeit für die Installation von elektrischen Funktionsmodulen zu reduzieren und zugleich eine übersichtliche und somit wartungsfreundliche Installationseinrichtung zu erreichen.

In der Industrie sind mittlerweile eine Vielzahl von Montage- und Verdrahtungssystemen kommerziell erhältlich:
Üblicherweise werden Montage- und Verdrahtungssysteme umgesetzt, indem einzelne Funktionsmodule, z.B. Schütze o.ä., mechanisch miteinander gekoppelt werden, indem sie aneinander gesteckt oder mechanisch über Sammelschienen miteinander verbunden werden. Die Kontaktierung der Funktionsmodule erfolgt dabei über einzelne Anschlusseinrichtungen wie z.B. Federzugklemmen, Schraubanschlüsse, Ringkabelschuhe oder Flachstecker, die frontseitig oder oberseitig in den einzelnen Funktionsmodulen vorgesehen sind. Derartige Systeme werden beispielsweise unter dem Namen "Tesys-Quickfit" von der Fa. Schneider Electric GmbH, Ratingen, Deutschland vertrieben.

Zur mechanischen Befestigung und zugleich zur elektrischen Kontaktierung von elektrischen Funktionsmodulen sind Geräteträger vorgesehen, die auf die Stromführungsschienen aufgesetzt werden und z.B. Motorabzweige aufnehmen können. Ein derartiges System wird unter der Bezeichnung "Sammelschienensystem 8US" von der Anmelderin hergestellt und vertrieben.

Ein weiteres Montage- und Verdrahtungssystem, welches den nächstkommenden Stand der Technik bildet, besteht aus einem schienenförmigen Stecksockel, in den einzelne Stromschienen eingelegt werden können und der einzelne Steckplätze aufweist, auf die Leitungsschutzschalter, Motorschutzschalter o.ä. aufgesteckt werden können. Ein derartiges System wird unter der Bezeichnung "smissline-S System" von der Fa. ABB Stotz Kontakt GmbH, Heidelberg, Deutschland vertrieben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine vorteilhafte Alternative eines Montage- und Verdrahtungssystem für Schaltgeräte oder dergleichen anzugeben, welches ein raumsparende Installation ermöglicht und insbesondere kostengünstig herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Danach ist vorgesehen, dass eine Profilschiene eines Montage- und Verdrahtungssystems eine Aufnahme für eine oder mehrere Stromführungseinrichtungen aufweist, wobei die oder jede Stromführungseinrichtungen parallel zu der Profilschiene orientiert ist und dass die Profilschiene weiterhin eine Befestigungseinrichtung zur Befestigung von mindestens einem elektrischen Funktionsmodul aufweist. Die Profilschiene ist konstruktiv derart ausgebildet, dass das elektrische Funktionsmodul in Längserstreckungsrichtung der Profilschiene rasterlos befestigbar ist.

Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, dass die bekannten Stecksockel mit separaten Steckplätzen zwar eine sehr systematische Anordnung von elektrischen Funktionsmodulen z.B. in Schaltkästen erlauben und somit deutliche Vorteile aufweisen. Die Anmelderin hat jedoch erkannt, dass die bekannten Stecksockel den Nachteil bergen, dass nur mechanisch kompatible Funktionsmodule in die separaten Steckplätze eingesetzt werden können. Zudem können bei einer erfindungsgemä ßen rasterlosen Ausbildung der Profilschienen die elektrischen Funktionsmodule näher aneinandergesetzt werden, wodurch die gesamte Länge der Profilschiene effektiv genutzt werden kann, so dass Einbauraum z.B. in Schaltschränken eingespart wird. Letztlich ergibt sich auch der Vorteil, dass das Montage- und Verdrahtungssystem in jeder beliebigen Länge herstellbar ist bzw. beliebig anlängbar ist, und längenmäßig nicht auf ein Vielfaches von Steckplatzeinheiten begrenzt ist.

Bei den elektrischen Funktionsmodulen kann es sich dabei beispielsweise um Schütze, Motorabgänge, Sicherungen, Fehlerstromschutzschalter, Signalgeber etc. oder auch um Steuerungsmodule oder Messmodule handeln. Die elektrischen Funktionsmodule können insbesondere elektronische Schalt-, Steuer- oder Regelkomponenten umfassen.

Die Profilschiene ist derart ausgeführt, dass die elektrischen Funktionsmodule nach der Installation mechanisch mit der Befestigungseinrichtung verbunden und zugleich mit der Stromführungseinrichtung elektrisch kontaktiert sind. Es ist vorgesehen, dass die elektrischen Funktionsmodule in Längserstreckungsrichtung rasterlos befestigt werden können, die Position der elektrischen Funktionselemente in Längsrichtung der Profilschiene also stufenlos oder im Wesentlichen stufenlos eingestellt werden kann.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform weist die Profilschiene ein konstantes Querschnittsprofil auf und/oder ist einstückig aufgebaut. Insbesondere ist die Profilschiene als Kunststoffprofil realisiert. Gemäß dieser Ausführungsform ist die Profilschiene z.B. als Endlos-Profil hergestellt. Dies wird erst durch die Umsetzung eines rasterlosen Aufbaus der Profilschiene ermöglicht, da keine separaten Steckplätze entlang der Längserstreckung der Profilschiene vorgesehen werden müssen. Die Herstellung der Profilschienen erfolgt bevorzugt durch Extrusion, Umformung oder spanende Formgebung.

Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist die eine oder jede Stromführungseinrichtung als Leiterschiene mit rechteckigem oder rundem, insbesondere kreisrundem Querschnitt ausgebildet. Bevorzugt werden hierfür Kupferprofile und/oder galvanisch veredelte Profile verwendet, die mit Strömen von bis zu 30 A, vorzugsweise bis zu 60 A, insbesondere bis zu 100 A belastbar sind.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Stromführungseinrichtung in die Profilschiene eingelegt oder eingebettet. Die Stromführungseinrichtung ist in der Profilschiene insbesondere formschlüssig aufgenommen bzw. eingesteckt. Alternativ oder ergänzend ist die Stromführungseinrichtung in der Profilschiene durch Kleben oder Schrauben fixiert.

Bei einer vorteilhaften Ausbildung ist die Befestigungseinrichtung aus einem isolierenden Material ausgebildet und/oder gegenüber der oder jeder Stromführungseinrichtung isoliert. Diese Ausbildung spiegelt den Aspekt der Erfindung wieder, dass die mechanische Befestigung keine Funktion hinsichtlich der elektrischen Kontaktierung übernehmen soll. Als Ausnahme zu diesem Aspekt kann vorgesehen sein, dass die Befestigungseinrichtung aus sicherheitstechnischen Gründen geerdet ist.

Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist die Befestigungseinrichtung als Führungsschiene (insbesondere Hutschiene) ausgebildet, die zweckmäßigerweise als DIN-Schiene realisiert ist. Insbesondere ist die Führungsschiene einstückiger, integraler Bestandteil der Profilschiene. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Führungsschiene z.B. mittels Schrauben befestigt ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Profilschiene zwei insbesondere getrennte Bereiche aufweist, die als zwei Querabschnitte ausgebildet sind. In dem ersten Querabschnitt wird die Stromführungseinrichtung aufgenommen, insbesondere werden alle Stromführungseinrichtungen, die der Profilschiene zuzuordnen sind, aufge nommen. In oder an dem zweiten Querabschnitt ist die Befestigungseinrichtung, insbesondere alle Befestigungseinrichtungen, die der Profilschiene zuzuordnen sind, angeordnet. Insbesondere ist vorgesehen, dass die zwei Querabschnitte nebeneinander angeordnet sind und sich nicht gegenseitig übergreifen.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die beiden Querabschnitte voneinander abgesetzt sind, insbesondere, dass der zweite Querabschnitt in Draufsicht auf eine Montagefläche der Profilschiene, an welcher das oder jedes Funktionsmodul aufsetzbar ist, nach hinten versetzt (oder zurückversetzt) angeordnet ist. Dies führt zu dem Vorteil, dass auch die Stromführungseinrichtung nach hinten versetzt ist und somit die passive Sicherheit erhöht ist, indem das Risiko für ein versehentliches Berühren der Stromführungseinrichtung verringert wird.

Vorzugsweise ist der zweite Querabschnitt als im Querschnitt U-förmige Wanne ausgebildet, wobei die oder jede Stromführungseinrichtung innerhalb der Wanne angeordnet ist, so dass die passive Sicherheit wiederum erhöht wird. Gegebenenfalls können Abdeckungen auf der Wanne vorgesehen sein, um ein versehentliches Berühren der Stromführungseinrichtung vollständig auszuschließen.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist ein Adapter zur elektrischen Verbindung von Stromführungseinrichtung und elektrischem Funktionsmodul vorgesehen. Der Adapter weist vorzugsweise einen oder mehrere erste Steckkontakte, z.B. Kontakttulpen, auf, die auf die Stromführungseinrichtung aufsteckbar sind. Der Adapter weist weiterhin einen oder mehrere zweite Steckkontakte, z.B. Kontakttulpen oder Kontaktstifte, auf, in die korrespondierende Kontaktelemente des elektrischen Funktionsmoduls eingesteckt werden oder die von korrespondierenden Buchsen des elektrischen Funktionsmoduls aufgenommen werden können. Insbesondere ist vorgesehen, dass auch der Adapter auf der Stromführungseinrichtung stufenlos verschiebbar angeordnet ist und/oder rasterlos befestigabr ist.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass das Montage- und Verdrahtungssystem in jeder beliebigen Länge herstellbar bzw. verlängerbar ist, dass bestehende Geräte verschiedener Bauformen, insbesondere verschiedener Breiten, leicht einzubringen sind und dass die komplette Länge des Systems durch den rasterlosen Aufbau nutzbar ist.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
1 eine teilweise geschnittene 3-D Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels;
2 eine teilweise geschnittene 3-D Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels.
Einander entsprechende Elemente sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
Die 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines installierten Montage- und Verdrahtungssystems 1 in teilweise geschnittener Ansicht von schräg oben.
Das Montage- und Verdrahtungssystem 1 umfasst eine Profilschiene 2, die einen ersten – in der gezeigten Figur auf der linken Seite angeordneten – Querabschnitt 2a aufweist, in dem eine Mehrzahl von Leiterschienen 4 vorgesehen sind. Die Profilschiene 2 weist einen zweiten – in der gezeigten Figur auf der rechten Seite angeordneten – Querabschnitt 2b auf, auf dem eine Führungsschiene 3 angeordnet ist. Der erste Querschnitt 2a ist, in Blicksicht auf eine Montagefläche F der Profilschiene 2 gesehen, hinter den zweiten Querabschnitt 2b zurückversetzt. Profilschiene 2, Führungsschiene 3 und Leiterschienen 4 sind parallel zueinander ausgerichtet. Auf die Führungsschiene 3 ist ein erstes Funktionsmodul in Form eines Schaltgeräts 7 aufgeschoben oder aufgesteckt, welches über einen starren ersten Adapter 5 elektrisch mit den Leiterschienen 4 verbunden ist.
Die Profilschiene 2 ist als extrudiertes Profil ausgebildet und weist im Bereich des ersten Querabschnitts 2a einen im Querschnitt u-förmigen Abschnitt auf, der nach oben geöffnet ist. Der u-förmige Abschnitt besteht im Wesentlichen aus zwei sich gegenüberliegenden Seitenwänden und einer Bodenwand, welche zueinander senkrecht angeordnet sind. An der inneren Seitenwand schließt sich in Höhe des Öffnungsbereichs des u-förmigen Abschnitts der zweite Querabschnitt 2b an, der im Querschnitt als gerader Schenkel ausgebildet und parallel zu der Bodenwand des u-förmigen Abschnitts ausgerichtet ist. An der Oberseite des geraden Schenkels ist die Führungsschiene 3 angeformt, die im Querschnitt eine wannenförmige Ausbildung hat, wobei die zwei Wannenwände als gebogene, voneinander divergierende Schenkel ausgebildet sind, die im Endabschnitt parallel zu dem geraden Schenkel des Querabschnitts 2b ausgebildet sind. Alternativ kann die Führungsschiene 3 auch aufgeschraubt sein.
Die Leiterschienen 4 sind als im Querschnitt rechteckige Metallprofile ausgebildet, die längs in den ersten Querabschnitt 2a und parallel zu dessen Seitenwänden eingelegt, eingesteckt oder eingebettet sind, wobei die Schmalseiten der im Querschnitt rechteckigen Metallprofile parallel zur Bodenwand ausgerichtet sind. Zwischen den einzelnen Leiterschienen 4 sind Trennwände 15 vorgesehen, die an die Profilschiene 2 angeformt sind, insbesondere mit dieser zusammen einstückig extrudiert worden sind.
Das erste Schaltgerät 7 ist auf die Führungsschiene 3 aufgeschoben oder aufgesteckt und somit mechanisch befestigt und von dieser elektrisch isoliert. An der dem ersten Querabschnitt 2a zugewandten Frontseite des ersten Schaltgeräts 7 sind überstehende Kontaktbleche 12 vorgesehen, die zur Kon taktierung des ersten Schaltgeräts 7 mit den Leiterschienen 4 dienen.
Ein erster Adapter 5 ist vorgesehen, um die Kontaktbleche 12 mit den Leiterschienen 4 elektrisch leitend zu verbinden. Der Adapter 5 weist ein Gehäuse auf, in dem nach unten offenen Längskanäle vorgesehen sind, die die Leiterschienen 4 und die eventuell vorgesehenen Trennwände aufnehmen. Innerhalb des Gehäuses sind Kontaktfedern 13 vorgesehen, deren Enden in diesem Ausführungsbeispiel jeweils in eine Kontakttulpe 9, 10 übergehen. Die erste Kontakttulpe 9 nimmt dabei ein Kontaktblech 12 des ersten Schaltgeräts auf, die zweite Kontakttulpe 10 umgreift eine Leiterschiene 4. Es können auch andere Arten von Steckkontakten eingesetzt werden.
Die 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel in der gleichen Darstellung wie in 1. Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich im wesentlichen dadurch, dass als Funktionsmodul ein anderes, zweites Schaltgerät 8 vorgesehen ist, welches statt Kontaktblechen 12 wie in 1, Buchsen 14 zur Aufnahme von Anschlussstücken 11 eines zweiten Adapters 6 aufweist. Die Anschlussstücke 11 sind dabei als Endabschnitte der Kontaktfedern 13 des zweiten Adapters 6 ausgebildet.
Sowohl die Adapter 5, 6 als auch die Schaltgeräte 7, 8 können stufenlos in Richtung der Längserstreckung der Profilschiene 2 verschoben werden. Die Profilschiene 2 kann dadurch in jeder beliebigen Länge hergestellt werden, wobei zugleich die komplette Länge der Profilschiene durch den rasterlosen Aufbau effektiv nutzbar ist.

Claims

Montage- und Verdrahtungssystem (1) für elektrische Funktionsmodule, insbesondere für Schaltgeräte (7, 8) oder dergleichen, mit einer Profilschiene (2), die zur Aufnahme mindestens einer dazu parallel orientierten Stromführungseinrichtung (4) ausgebildet ist und die eine Befestigungseinrichtung (3) zur Befestigung von mindestens einem elektrischen Funktionsmodul (7, 8) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilschiene (2) derart ausgebildet ist, dass das elektrische Funktionsmodul (7, 8) in Längserstreckungsrichtung der Profilschiene (2) rasterlos befestigbar ist.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilschiene (2) ein konstantes Querschnittsprofil aufweist
System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilschiene (2) einstückig ausgebildet ist.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilschiene (2) als extrudiertes Kunststoffprofil ausgebildet ist.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Stromführungseinrichtung als Leiterschiene (4), insbesondere mit rechteckigem oder rundem Querschnitt, ausgebildet ist.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromführungseinrichtung (4) in die Profilschiene (2) formschlüssig eingelegt oder eingeklebt oder eingeschraubt ist.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungseinrichtung (3) aus einem isolierenden Material ausgebildet ist und/oder konstruktiv derart ausgebildet ist, dass sie gegenüber der oder jeder Stromführungseinrichtung (4) isoliert ist.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungseinrichtung (3) als Führungsschiene (3) ausgebildet ist.
System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungseinrichtung (3) einstückig mit der Profilschiene (2) ausgeführt ist.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilschiene (2) zwei Querabschnitte aufweist, wobei in dem ersten Querabschnitt (2a) die Stromführungseinrichtung (4) aufgenommen ist und in oder an dem zweiten Querabschnitt (2b) die Befestigungseinrichtung (3) vorgesehen ist.
System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Querabschnitt (2a) als im Querschnitt U-förmige Wanne ausgebildet ist, wobei die oder jede Stromführungseinrichtung (4) im Inneren der Wannenform geführt ist.
System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Querabschnitt (2a) in Draufsicht auf eine Montagefläche (F) der Profilschiene (2) gegenüber dem zweiten Querabschnitt (2b) zurückversetzt angeordnet ist.
System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Stromführungseinrichtungen (4) parallel und mit Abstand zueinander in dem ersten Querabschnitt (2a) geführt sind, wobei zwischen be nachbarten Stromführungseinrichtungen (4) jeweils eine an den Querabschnitt (2a) angeformte und von dem Boden der durch diesen Querabschnitt (2a) gebildeten Wannenform abragende Trennwand (15) aus Isolierstoff angeordnet ist.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet durch einen Adapter (5, 6) zur elektrischen Verbindung der oder einer Stromführungseinrichtung (4) mit dem oder einem elektrischen Funktionsmodul (7, 8).
System nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter (5, 6) auf die Profilschiene (2) derart aufsetzbar ist, dass mindestens ein erster Steckkontakt (9) des Adapters (5, 6) mit der oder einer Stromführungseinrichtung (4) elektrisch kontaktiert ist, und dass der Adapter (5, 6) über mindestens einen mit einem zugehörigen ersten Steckkontakt (9) innerhalb des Adapters 5, 6) elektrisch verbundenen zweiten Steckkontakt (10, 11) mit einem Anschluss des oder eines Funktionsmoduls (s7, 8) steckkontaktierbar ist.
System nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der oder jeder erste Steckkontakt (9) und der oder jeder zweite Steckkontakt (11) bezüglich der einem jeden Steckkontakt (11) zugeordneten Aufsteckrichtung zueinander etwa rechtwinklig angeordnet sind.
System nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter (5, 6) auf der Stromführungseinrichtung (4) in Längserstreckungsrichtung der Profilschiene rasterlos befestigbar ist.