DE4117879C2 - Mit lösbarer Verbindungs- bzw. Anschlußanordnung versehene Drehzahl- bzw. Geschwindigkeitsregelvorrichtung für Elektromotoren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Drehzahl- oder Geschwindigkeits­ regelvorrichtung für elektrische Motoren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, und zwar eine Vorrichtung, die mit einer lösbaren Verbindungs- oder Anschluß­ anordnung versehen ist.

Eine Drehzahl- oder Geschwindigkeitsregelvorrichtung hat gemäß allgemein bekannten Vorrichtungen die Aufgabe, die Versorgung eines Elektromotors mit einer variablen Spannung und/oder Frequenz zu ermöglichen, und wird in einem Stromkreis zwischen den üblichen Trennvorrichtungen, Verbindungsschaltern und Schutzvorrichtungen einerseits und dem Motor andererseits eingesetzt.

Die elektrische Versorgung einer derartigen Regelvorrichtung erfolgt über eine Gleichstromquelle, wobei der Gleichstrom beispielsweise durch Gleichrichtung und Glättung eines einphasigen oder mehrphasigen Wechselstromes erzeugt werden kann. Darüber hinaus können verschiedene Regelvorrichtungen, die verschiedene Motoren versorgen, mit einer gemeinsamen Stromquelle verbunden sein, wobei jede Regler-Motor-Kombination ihre eigene Aufgabe haben kann.

In allen diesen Fällen sind die eingangsseitige Stromver­ sorgung (über die Gleichstromquelle) der Vielzahl der Regelvorrichtungen und die ausgangsseitige Verbindung zwischen jeder Regelvorrichtung und dem zugeordneten Motor problematisch.

Derzeit erfolgen die eingangsseitigen Verbindungen üblicher­ weise individuell durch Verbindungsklemmen oder durch Vernetzung mittels Leiterschienen oder Leitungsbrücken zwischen den Anschlüssen, wobei die Gesamtheit der Regel­ anordnungen einer Gruppe nach Art einer Busschaltung verbunden wird. Die ausgangsseitigen Verbindungen erfolgen bisher durch Verkabelung mit Schraubklemmen.

Diese derzeit eingesetzte Verbindungstechnik ist insofern nachteilig, als sie erhebliche Betriebsunterbrechungen ver­ ursacht, wenn die Regelvorrichtungen gewartet oder defekte Regler ausgewechselt werden müssen. Bei diesen Arbeiten ist es nämlich notwendig, die Gesamtheit der eingangs- und aus­ gangsseitigen Verbindungen aufzutrennen, was zeitaufwendig ist. Darüber hinaus ist es für die Auftrennung der Verbin­ dungen im allgemeinen notwendig, zuvor eine Abdeckung od. dgl. zu demontieren, die vor allem dazu dient, eine ungewollte bzw. zufällige Berührung mit den eingangsseitigen Versor­ gungsleitungen zu verhindern, die im allgemeinen nicht isoliert sind. Die Länge der Betriebsunterbrechungen wird dadurch noch weiter vergrößert.

Darüber hinaus bringen die bekannten Verbindungssysteme ein hohes Fehlerrisiko mit sich, wenn die Leitungen, insbesondere auf der Ausgangsseite, erneut verbunden werden. Dies ist einerseits eine Ursache für einen weiteren Zeitverlust; andererseits bringt dies die Gefahr einer dauerhaften Beschädigung der Regelvorrichtung oder des zugeordneten Motors mit sich.

Es ist hervorzuheben, daß die oben aufgezeigten Betriebs­ unterbrechungen unter allen Umständen vermieden werden müssen, wenn die Regler-Motor-Kombinationen in der Industrie für automatisierte Fertigungsstraßen eingesetzt werden, denn hier würden die Betriebsunterbrechungen einen erheblichen Verlust an Produktivität und Rentabilität verursachen.

Aus der DE 23 42 988 A1 ist eine Reihenklemme mit Trenneinrichtung für eine Sammelschiene bekannt, die einen Klemmkörper aufweist, der über ein Verbindungsstück und eine Trenneinrichtung mit einer Sammelschie­ ne elektrisch verbunden werden kann. Das Verbindungsstück besteht aus einem S-förmigen Zwischensteg, der als selbständiges Bauteil in ein Iso­ liergehäuse derart eingelegt ist, daß ein Stegschenkel zwischen dem Klemmkörper und der angeschlossenen Leitung eingeklemmt werden kann und der andere, obere Stegschenkel mit einer Trennklemme verse­ hen ist, die gegen die Sammelschiene verschoben und mit dieser ver­ spannt werden kann. Der Höhenabstand zwischen den beiden Schenkeln ist dabei so groß gewählt, daß die Sammelschiene den Zugang zu den An­ schlußöffnungen benachbarter Durchgangsklemmen nicht behindert.

Aufgabe der Erfindung ist es, die genannten Nachteile der bekannten Technik zu vermeiden und für diese Probleme eine neue Lösung aufzuzeigen, die vor allem die Betriebsunterbrechungs­ zeiten zu vermindern gestattet, welche bei Arbeiten zur Demontage eines Reglers auftreten, wenn dieser zunächst herausgetrennt und nachfolgend wieder angeklemmt werden muß; darüber hinaus sollen ein guter Schutz gegen unmittelbare Berührung mit den nicht isolierten Leitungen gegeben und jegliches Risiko einer fehlerhaften Verkabelung bei Arbeiten zur Montage oder zum Wiederzusammenbau gewährleistet sein.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch eine Drehzahl- oder Geschwindigkeitsregelvorrichtung für Elektromotoren mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Vorzugsweise - ohne Beschränkung der Erfindung auf diese Merkmale - ist vorgesehen, daß das erfindungsgemäße Gerät auch die folgenden Merkmale ganz oder teilweise besitzt:

• - Jedem Reglergehäuse ist ein lösbarer Anschluß bzw. eine lösbare Anschlußklemme zugeordnet,
• - das erste Verbindungsteil und das zweite Verbindungsteil bestehen aus Steckern und komplementären Steckbuchsen,
• - darüber hinaus ist eine Schraubbefestigung für die lösbare Anschlußanordnung auf einem Gehäuse des Gerätes vorgesehen,
• - die lösbare Anschlußanordnung besitzt ein im wesentlichen L-förmiges Profil, wobei für die lösbare Anschlußanordnung auf einem Reglergehäuse ein Unterbringungsraum mit im wesentlichen gleichem Querschnitt vorgesehen ist,
• - der genannte Unterbringungsraum ist in einem oberen Frontbereich des Reglergehäuses angeordnet,
• - die Abdeckung wird durch eine Klappe gebildet, die auf der lösbaren Anschlußanordnung drehgelagert und so ausgebildet ist, daß sie eine erste Lage, in der die Stromleiter und die ersten Anschlußmittel abgedeckt werden, und eine zweite Lage einzunehmen vermag, in der die vorgenannten Elemente zugänglich sind,
• - soweit sich die Stromleiter in horizontaler Richtung längs einer Vorderseite eines Gerätegehäuses erstrecken, ist die Klappe um eine horizontale Achse schwenkbar angeordnet und besitzt eine Größe, welche im wesentlichen der Größe der Gehäuse entspricht,
• - die Schraubbefestigung ist so ausgebildet, daß die Klappe am Erreichen ihrer ersten Lage gehindert wird, solange die korrekte Befestigung der lösbaren Anschlußanordnung nicht gesichert ist.

Im übrigen lassen sich weitere Merkmale, Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung noch besser aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen entnehmen; diese Beschreibung erfolgt ausschließlich beispiel­ haft, ohne Absicht einer Beschränkung, anhand der Zeichnung. Dabei zeigt

Fig. 1 eine schematisierte Frontansicht einer Drehzahl- oder Geschwindigkeitsregelvorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 ein ausschnittsweises Schnittbild eines Gehäuses der Vorrichtung entsprechend der Schnittlinie II-II in Fig. 1, wobei eine herausziehbare Anschlußanordnung zur Ausrüstung des Gehäuses dargestellt wird,

Fig. 3 ein der Fig. 2 entsprechendes Schnittbild einer leicht abgewandelten Anschlußanordnung,

Fig. 4 ein Schnittbild einer ersten abgewandelten Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 5 ein Schnittbild einer zweiten abgewandelten Ausführungsform der Erfindung.

Gleiche oder ähnliche Elemente oder Teile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet.

Zunächst wird auf die Fig. 1 bis 3 Bezug genommen. Dort ist eine Gruppe von vier elektronischen Reglern 100 dargestellt, die in üblicher Weise nebeneinander auf zwei Schienen 102 und 103, jeweils einer oberen und einer unteren Schiene, angeordnet und jeweils einem Motor mit Permamentmagneten zugeordnet sind. Gemäß der Erfindung ist jeder Regler im vorliegenden Beispiel in seinem oberen Frontbereich mit einer lösbaren Anschlußanordnung 200 versehen, welche eine Schutzabdeckung besitzt, wie weiter unten genauer erläutert wird.

Die Versorgung jedes Reglers der Gruppe mit Gleichstrom erfolgt über eine obere Schiene 105 und eine untere Schiene 106 (in Fig. 2 nicht dargestellt), die jeweils mit den positiven und negativen Polen einer Stromquelle (nicht dargestellt) verbunden sind. Jede Schiene ist mit dem Gerät mittels eines Schraubbolzens 110 aus Metall, welcher ein an geeigneter Stelle jeder Schiene angeordnetes Loch durchsetzt, und einer zugeordneten Mutter 111 befestigt, womit die mechanische Befestigung der jeweiligen Schiene sowie eine zufriedenstellende elektrische Leitung gesichert sind.

In der Praxis kann jede Stromschiene 105, 106 durch eine Vielzahl von Anschlußfahnen bzw. -stegen vorgegebener Länge realisiert sein, wobei die Abstände zwischen den aufeinanderfolgenden Löchern oder Ausnehmungen zweckent­ sprechend vorgegeben werden. In üblicher Weise wird durch einen Satz von Anschlußstegen, -fahnen od. dgl. und eine zweckmäßige Anordnung der Verbindungselemente 110, 111 die Möglichkeit geschaffen, allen durch Geräte unterschied­ licher Größe auftretenden Erfordernissen gerecht zu werden.

Den Regler und den Motor verbinden Kabel 104, die an einer Kabelanschlußanordnung 107 angeordnet sind, welche auf der lösbaren Anschlußanordnung 200 vorgesehen ist und eine Vielzahl von einzelnen Schraubklemmen 107a aufweist (hier in Form von vier Schraubklemmen für einen dreiphasigen Anschluß des Motors mit Nulleiter). Wie aus der Fig. 3 deutlich hervorgeht, besitzt jede Schraubklemme 107a in üblicher Weise eine Schraube 107b, die das Ende des Kabels 104 zwischen Leiterelementen 107c einzuklemmen vermag. Bei den Ausführungsformen der Fig. 2 und 3 besitzt die lösbare Anschlußanordnung 200 eine um eine horizontale Achse A schwenkbar gelagerte frontseitige Klappe 210. Diese Klappe kann eine in den Fig. 2 und 3 mit durchgezogenen Linien dargestellte Schließlage einnehmen, in der die Klappe auf der gesamten Breite des Gehäuses die beiden Strom­ schienen 105 und 106 für die Gleichstromversorgung sowie die diesen jeweils zugeordneten Verbindungselemente 110 und 111 abdeckt. Damit wird jegliche ungewollte oder zufällige Berührung mit diesen Elementen bei der Bedienung des Gerätes vermieden. Wenn man an die Stromschienen und deren Anschlußelemente herankommen möchte, wird die Klappe 210 angehoben, wobei sie um die Achse A schwenkt (vgl. die in den Fig. 2 und 3 mit strichlierten Linien dargestellte Lage).

Zweckmäßigerweise kann die Klappe 210 auf ihrer Außenseite in der Schließlage Zeichen zur Markierung und/oder Identifikation tragen, und zwar mittels eines in Fig. 1 bei 208 dargestellten Markierungsträgers.

Wie aus den Fig. 2 und 3 gut ersichtlich ist, besitzen die lösbare Anschlußanordnung 200 und das Gehäuse 101 des Gerätes 100 komplementäre Verbindungselemente, die bei der Anordnung der Anschlußanordnung am Gehäuse miteinander verbunden werden. Im vorliegenden Falle besitzt der Verbinder 211 ebenso viele Stecker 211a wie Schraubklemmen 107a, wobei diese Elemente im wesentlichen in einer gemein­ samen Horizontalebene angeordnet sind; des weiteren sind in entsprechenden parallelen Durchgängen 200a der Anschluß­ anordnung 200 elektrische Verbindungselemente 230 aus Metall angeordnet, welche jeweils einer Schraubklemme und einem zugehörigen Stecker zugeordnet sind und die Schraubklemmen 107a mit ihrem jeweiligen Stecker 211a verbinden. In ent­ sprechend komplementärer Weise besitzt der auf dem Gehäuse 101 des Gerätes angeordnete Verbinder 113 eine Vielzahl von Steckbuchsen 113a, die innerhalb des Gerätes beispielsweise mit ausgangsseitigen Kontakten oder Kabelschuhen 301 verbun­ den sind, welche zur Spannungsversorgung des Motors dienen und beispielsweise auf einer gedruckten Schaltung 300 (vgl. Fig. 3) angeordnet sind.

Darüber hinaus sollte in diesem Zusammenhang hervorgehoben werden, daß sich die Leiterstücke 110, welche die Verbindung mit den Stromschienen für die Gleichstromversorgung sicher­ stellen, bei 110a im Inneren des Gehäuses 101 fortsetzen, und daß diese Fortsätze beispielsweise mit der gedruckten Schaltung 300 verlötet sind.

Die Befestigung der lösbaren Anschlußanordnung 200 wird nicht nur durch die Steckerteile 211a und 113a, sondern vorzugsweise auch durch eine Schraube 214 (vgl. Fig. 3) gesichert, die dazu eine Öffnung 215 in der lösbaren Anschlußanordnung durchsetzt; im montierten Zustand befindet sich nahe dieser Öffnung eine im Gehäuse 101 ausgebildete Gewindebohrung 115. In den dargestellten Beispielen kann eine der Öffnung 215 zugeordnete Ausnehmung oder Vertiefung den Kopf 214a der Schraube 214 aufnehmen, wenn dieselbe festgezogen wird, so daß die frontseitige Klappe 210 zwangsfrei ihre Schließstellung einnehmen kann.

Es muß hervorgehoben werden, daß die Klappe 210 vorteil­ hafterweise nach Art eines Zuggriffes benutzt werden kann, wenn sie sich in ihrer oberen Stellung in Fig. 2 befindet.

Die lösbare Anschlußanordnung 200 erlaubt es, während einer Demontage des Gerätes zum Zwecke der Wartung oder des Austausches von Elementen od. dgl. die Verkabelung des Motors unverändert zu bewahren. Somit wird gewährleistet, daß der Motor noch korrekt mit seinem Regler verkabelt ist, wenn die Anschlußanordnung erneut in Betriebslage gebracht wird. Damit werden die Gefahren einer Beschädigung des Motors und/oder des Reglers vermieden, wie sie üblicher­ weise durch solche Verkabelungsfehler während der Montage oder beim erneuten Zusammenbau verursacht werden. Des weiteren liegt ein wesentlicher Vorteil darin, daß in der Anschlußanordnung 200 auch die Schutzmittel integriert sind, die notwendig sind, um die direkte Berührung mit den nicht isolierten Stromschienen zur Gleichstromversorgung und den zugehörigen Verbindungs­ elementen zu vermeiden.

Aus der Fig. 3 ist ersichtlich, daß die Klappe 210 seitlich Flankenstücke 210a besitzt, die in die Fortsetzung der Seitenteile des zugehörigen Gehäuses 101 hineinreichen, wodurch der die Leiterschienen 105 und 106 sowie die Verbindungsteile 110 und 111 schützend aufnehmende Bereich gegenüber der Außenseite gut isoliert wird. Darüber hinaus läßt sich erkennen, daß in den Flankenstücken rechtwinklige Aussparungen 210b ausgebildet sind, die Raum für die genannten Leiterschienen 105 und 106 bieten, welche leicht vorspringen; damit wird ein vollständiges Schließen der Klappe nicht behindert.

Des weiteren ist erkennbar, daß das Gehäuse 101 des Gerätes im oberen Frontbereich einen in seiner Form der Anschluß­ anordnung 200 entsprechenden Unterbringungsraum aufweist, derart, daß dort die Anschlußanordnung als Fortsetzung auf­ genommen werden kann und ein kompaktes Ensemble gebildet wird, und zwar im wesentlichen ohne vorspringende oder zurückgesetzte Teile.

In Fig. 5 ist eine erste abgewandelte Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Gemäß dieser Ausführungsform wird die zur Befestigung der Anschlußanordnung 200 dienende Schraube 214 von einer Feder 216 nach außen gespannt.

Wenn die Schraube festgedreht wird, drückt sie die Feder zusammen und nimmt ihre normale Lage ein, in der sich der Kopf 214a auf der Frontseite der Anschlußanordnung 200 befindet. Wenn dagegen die Schraube losgedreht wird, wird sie zwangsläufig um einen maximalen Ausschubweg nach außen geschoben (sobald sie aus dem im Gehäuse 101 angeordneten Gewinde 115 ausgetreten ist), derart, daß - wie dargestellt - die Klappe 210 nicht mehr in normaler Weise geschlossen werden kann.

Mit dieser Ausführungsform der Erfindung wird vermieden, daß der Monteur, beispielsweise bei einem Geräteaustausch, vergessen kann, durch Festziehen der Schraube 214 die Befestigung der Anschlußanordnung 200 zu sichern; durch die Unmöglichkeit, die Klappe in normaler Weise zu schließen, wird dem Monteur die noch nicht erfolgte Befestigung angezeigt.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 4 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist die Klappe 210 der Fig. 1 bis 3 durch eine mit dem gleichen Bezugszeichen gekennzeichnete Abdeckung ersetzt, die jedoch relativ zum Gehäuse der Anschlußanordnung 200 fest angeordnet ist und beispielsweise damit gemeinsam einstückig ausgebildet sein kann. In diesem Falle wird die Abdeckung für den Zugang zu den Stromversorgungsschienen und deren Verbindungsteilen, um deren Demontage ausführen und das betreffende Gerät herauslösen zu können, entfernt, indem die Anschlußanordnung 200 unter Trennung der komplementären Verbindungsteile 211 und 113 (nach Lösen der Schraube 214) zurück- oder heraus­ gezogen wird.

Die vorliegende Erfindung ist in keiner Weise auf die oben beschriebenen und in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen beschränkt; vielmehr kann ein Fachmann vielfältige Varianten oder Modifikationen vorsehen. Insbesondere ist hervorzuheben, daß die Anschlußanordnung 200 gemäß der vorliegenden Erfindung jede gewünschte Form haben und an grundsätzlich beliebiger, jedoch leicht zugänglicher Stelle des Reglergehäuses angeordnet sein kann.

Darüber hinaus können die beschriebenen Verbindungs- und Verkabelungselemente durch grundsätzlich beliebige andere äquivalente Mittel ersetzt werden.

Claims (9)

1. Drehzahl- oder Geschwindigkeitsregelvorrichtung für Elektromotoren, mit mehreren nebeneinander angeordneten Reglergehäusen, wobei die Gehäuse mehrere von außen zugängliche Stromschienen zur Energieversorgung und Vernetzung sowie erste Anschlußmittel (110, 111) besitzen, welche in jedem Gehäuse den Stromschienen zu deren Verbindung mit dem Inneren des Gehäuses zuge­ ordnet sind, und die Regelvorrichtung zweite Anschluß­ mittel (107) für mit den Motoren verbundene Kabel aufweist, gekennzeichnet durch eine lösbare Anschlußanordnung (200), die einerseits die zweiten Anschlußmittel (107) und andererseits ein elektrisch mit den zweiten Anschluß­ mitteln verbundenes erstes Verbindungsteil (211), welches lösbar mit einem dauerhaft am Gehäuse angeord­ neten komplementären zweiten Verbindungsteil (113) zusammenwirkt, und außerdem eine Abdeckung (210) umfaßt, welche die Stromschienen und die ersten Anschlußmittel aufzunehmen oder zu überdecken vermag, wenn die ersten und zweiten Verbindungsteile zusammenwirken oder mitein­ ander betriebsfertig verbunden sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Reglergehäuse (101) eine lösbare Anschluß­ anordnung (200) zugeordnet ist.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Verbindungsteil (211) und das zweite Verbindungsteil (113) als zueinander komplementäre Stecker und Steckbuchsen (211a, 213a) ausgebildet sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß darüber hinaus ein Schraub­ befestigungsmittel (214) für die lösbare Anschlußanord­ nung auf dem Reglergehäuse vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die lösbare Anschlußanordnung (200) im wesentlichen ein L-förmiges Profil aufweist und das am Reglergehäuse (101) ein Unterbringungsraum mit im wesentlichen gleichem Querschnitt für die lösbare Anschlußanordnung vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Unterbringungsraum in einem oberen Frontbereich des Reglergehäuses angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung durch eine an der lösbaren Anschlußanordnung schwenkbar gelagerte Klappe (210) gebildet wird, welche eine die Stromschienen (105, 106) und die ersten Anschlußmittel (110, 111) überdeckende erste Lage sowie eine die genannten Teile zugänglich lassende zweite Lage einzunehmen vermag.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, mit längs einer Frontseite des Reglergehäuses horizontal angeordneten Stromschienen (105, 106), dadurch gekennzeichnet, daß die Klappe (210) um eine horizontale Achse (A) schwenkbar ist und annähernd eine der Breite des Gehäuses entsprechende Breite besitzt.

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Schraubbefestigungsmittel (214, 216) bei nicht gesicherter Befestigung die Klappe (210) am Erreichen der ersten Lage zu hindern vermag.