DE60310351T2

DE60310351T2 - Anordnung zum elektrischen Anschluss eines modularen elektrischen Schaltgeräts an einen Verbindungskamm oder ein ähnliches Teil

Info

Publication number: DE60310351T2
Application number: DE60310351T
Authority: DE
Inventors: Jean Caire; Didier Lebouc; Catherine Maulat
Original assignee: Schneider Electric Industries SAS
Current assignee: Schneider Electric Industries SAS
Priority date: 2002-11-29
Filing date: 2003-09-29
Publication date: 2007-05-16
Anticipated expiration: 2023-09-30
Also published as: EP1424756A1; FR2848029B1; TNSN03093A1; ATE348428T1; EP1424756B1; AU2003264621A1; MA26170A1; CN1518164A; FR2848029A1; DE60310351D1; ES2278130T3; CN1518164B; EA200301196A1; SI1424756T1; UA78205C2; AU2003264621B2; EA006288B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum elektrischen Anschluss eines modularen Schaltgeräts an einen Verbindungskamm o.ä., welches Schaltgerät in einem annähernd kastenförmigen Gehäuse mit einer Rückseite zur Befestigung auf einem Montageträger und mindestens einem, an der genannten Rückseite des Schaltgeräts angeordneten starren Leiter angeordnet ist, wobei das genannte Schaltgerät und der genannte Verbindungskamm dazu ausgelegt sind, bei Herstellung der Anschlussverbindung aufeinander montiert zu werden, indem sie in einer relativen Drehbewegung um eine Drehachse zwischen einer Verbindungsstellung und einer Trennstellung des Leiters bzw. mehrerer Leiter des Schaltgeräts und eines Leiters bzw. mehrerer Leiter des Verbindungskamms zueinander verschwenkt werden.
Die Einspeisung modularer Schaltgeräte kann über Verbindungskämme mit mehreren Zähnen erfolgen, die in Anschlussklemmen oder mit Verbindungsschrauben festgeklemmt werden. Um eine solche Anschlussverbindung zu vereinfachen und ihre Zuverlässigkeit zu erhöhen, kann sie durch Einstecken der Leiter der Schaltgeräte in biegsame Kontaktzangen erfolgen, die in den Verbindungskämmen ausgebildet sind. Dieser Einsteckvorgang kann in einer Translationsbewegung erfolgen. Diese Einsteckmethode erfordert vom Bediener einen nicht unerheblichen Kraftaufwand und hat eine große Druckbelastung des Verbindungskamms und seines Montageträgers zur Folge. Der Vorgang ist daher beschwerlich und kann zu Verformungen der Träger wie z.B. der Montageschienen oder Verbindungskämme führen, da diese Träger aus Profilen bestehen, die zwar eine hohe Biegesteifigkeit, jedoch nur eine geringe Verdrehfestigkeit aufweisen. Dies kann darüber hinaus eine unvollständige und damit gefährliche Verbindung zur Folge haben. Der Einsteckvorgang kann jedoch auch in einer Drehbewegung erfolgen. Es sind beispielsweise modulare Schaltgeräte bekannt, die an ihrer zur Montage auf einem Träger bestimmten Rückseite einen zangenförmigen Leiter sowie ebenfalls zangenförmige Mittel aufweisen, die eine Montage des Schaltgeräts durch Verschwenken um eine am Verbindungskamm ausgebildete Achse erlauben, wobei der genannte Leiter und die genannten Mittel zur Schwenkmontage jeweils an einer der beiden einander gegenüberliegenden Enden der Schaltgeräterückseite, in der Nähe der Oberseite bzw. der Unterseite des Schaltgeräts angeordnet sind. Bei solchen Schaltgeräten sind die Einsteckkräfte geringer, da man sich das Hebelarmgesetz zunutze macht. Dadurch sind die zur Herstellung der Steckverbindung erforderlichen sowie die auf die Träger übertragenen Kräfte geringer. Letztgenannte sind jedoch nach wie vor zu hoch.
Aus der Druckschrift EP 0 909 122 , die am ehesten den Stand der Technik wiedergibt, ist darüber hinaus ein elektronisches Schaltgerät bekannt, das in einem Gehäuse mit einem Oberteil und einem Unterteil angeordnet ist, welches Unterteil als Verbindungskamm zur Befestigung auf einer Montageschiene ausgebildet ist. Das Oberteil des Gehäuses umfasst Verbindungsstellen für Kabel, die elektrisch mit Stellgliedern oder Messwertgebern verbunden sind. Diese Verbindungsstellen sind über Buchsen mit dem Unterteil des Gehäuses elektrisch verbunden. Das Gehäuseunterteil umfasst ein elektronisches System und ist mit einem Bussystem verbunden. Bei Herstellung der Anschlussverbindung werden das Oberteil und der Verbindungskamm aufeinander montiert, indem sie zwischen einer Trennstellung und einer Verbindungsstellung des Leiters bzw. der Leiter des Schaltgeräts und des Leiters bzw. der Leiter des Verbindungskamms relativ zueinander verschwenkt werden.
Die Erfindung löst die beschriebenen Probleme und schlägt eine Anordnung zum elektrischen Anschluss eines modularen elektrischen Schaltgerätes an einen Verbindungskamm vor, bei der die auf die mechanischen Träger übertragenen Kräfte gering sind, die Handhabung für den Bediener komfortabler ist und die Steckverbindung eine höhere Zuverlässigkeit aufweist.
Zu diesem Zweck liegt der Erfindung eine Anschlussanordnung gemäß dem Patentanspruch 1 zugrunde.
Nach einer besonderen Ausgestaltung ist die genannte Drehachse in einem größeren Abstand von der Mittelachse des Trägers als vom Verbindungspunkt des Leiters bzw. der Leiter auf dem Verbindungskamm angeordnet.
Nach einem besonderen kennzeichnenden Merkmal ist der genannte Verbindungspunkt zwischen der Drehachse und der Mittelachse des Trägers angeordnet.
Nach einem weiteren kennzeichnenden Merkmal umfasst die Anordnung einen am Schaltgerät oder am Verbindungskamm ausgebildeten Drehzapfen, der dazu dient, mit einer am Verbindungskamm bzw. am Schaltgerät ausgebildeten Stützfläche zusammenzuwirken, derart dass die genannte Fläche zwischen den genannten Stellungen des Schaltgeräts die drehwirksame Führung des Drehzapfens auf dem Verbindungskamm gewährleistet.
Zum besseren Verständnis ist die Erfindung in den beigefügten Zeichnungen beispielhaft dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung unter Angabe weiterer Merkmale und Vorteile näher erläutert. Dabei zeigen
1 eine perspektivische Teilansicht eines modularen elektrischen Schaltgeräts mit einem Teil einer erfindungsgemäßen Anschlussanordnung,
2, 3 und 4 perspektivische Teilansichten eines modularen elektrischen Schaltgeräts mit einer erfindungsgemäßen Anschlussanordnung, wobei die Anordnung jeweils in einer Stellung vor Herstellung der Anschlussverbindung, in einer Zwischenstellung und in einer Verbindungsstellung dargestellt ist,
5 eine geschnittene Teilansicht eines Verbindungskamms und eines modularen Schaltgeräts mit einer erfindungsgemäßen Anschlussanordnung in einer senkrecht zur Längsrichtung des Verbindungskamms verlaufenden Ebene mit Darstellung der Anschlussanordnung in einer Verbindungsstellung,
6 eine Teildraufsicht eines Verbindungskamms und eines modularen Schaltgeräts mit einer erfindungsgemäßen Anschlussanordnung mit Darstellung der Anschlussanordnung in der Verbindungsstellung und
7 eine schematische Ansicht eines, mit Hilfe einer erfindungsgemäßen Anordnung an einen Verbindungskamm angeschlossenen modularen Schaltgeräts mit Darstellung des auf die Montageschiene wirkenden Torsionsmoments.
Die Figuren zeigen ein modulares elektrisches Schaltgerät A, z.B. einen Leistungsschalter, der dazu dient, mit Hilfe einer erfindungsgemäßen Anschlussanordnung D über einen Verbindungskamm P eingespeist zu werden. Dieses elektrische Schaltgerät A ist in einem annähernd kastenförmigen Gehäuse 1 angeordnet, das eine Vorderseite 2 mit Antriebsorganen zur Betätigung des Schaltgeräts A, eine Rückseite 3 zur Befestigung des Schaltgeräts A auf einer Montageschiene R (siehe 7), zwei parallel zueinander verlaufende Seitenflächen 4, 5, mit denen zwei nebeneinander auf der Montageschiene befestigte Schaltgeräte aneinandergebaut werden können, sowie eine Oberseite 6 und eine Unterseite 7 umfasst. Dieses Schaltgerät A umfasst auf seiner Rückseite 3 zwei als Kontaktstifte ausgebildete elektrische Leiter 8, 9, die dazu dienen, eine Kontaktverbindung mit zwei Leitern des Verbindungskamms P herzustellen (von denen einer 10 in 5 erkennbar ist), welche genannten Leiter als Kontaktzangen ausgebildet sind.
Der Verbindungskamm P ist ebenfalls in einem Gehäuse angeordnet, das fünf Abteile 11, 12, 13, 14, 15 umfasst, welche dazu dienen, mit jeweils einem Schaltgerät A der genannten Art zusammenzuwirken. Wie aus 2 bis 5 ersichtlich, sind in jedem Abteil 11 bis 15 zwei schlitzförmige Öffnungen 16, 17 ausgebildet, die dazu dienen, die Einführung der beiden Leiter 8, 9 des Schaltgeräts A zu ermöglichen, wobei jede Öffnung 16, 17, wie aus 5 ersichtlich, einer im Inneren des Abteils angeordneten Kontaktzange 10 gegenüberliegt und die entstehende Verbindung eine Steckverbindung darstellt.
Die genannte Anschlussanordnung D umfasst Mittel zur Montage des Schaltgeräts A auf dem Verbindungskamm P, indem das Schaltgerät um eine, annähernd parallel zur Längsachse des Verbindungskamms P und zur Mittelachse Y der Montageschiene R verlaufende Achse X (siehe 7) relativ zum Verbindungskamm verschwenkt wird. Die Drehachse X und die genannten Leiter 8, 9, d.h. der Verbindungspunkt C, sind bezüglich der Mittelachse Y der Montageschiene R auf der gleichen Seite der Rückwand 3 des Schaltgeräts A angeordnet. Zu diesem Zweck umfasst das Schaltgerät A einen, am Übergang zwischen der Oberseite 6 und der Rückseite 3 des Schaltgeräts A ausgebildeten hervorstehenden Teil 18, welcher hervorstehende Teil 18 die genannten Leiter 8, 9 sowie einen Zentrierdrehzapfen 19 umfasst, welcher Zapfen 19 die genannte Drehachse X bildet. Die Leiter 8, 9 und der Zentrierdrehzapfen 19 stehen aus der Rückseite des Schaltgeräts A hervor. Der die genannte Drehachse bildende Zapfen 19 ist einstückig mit dem Schaltergehäuse 1 ausgeführt und besteht daher aus einem nichtleitenden Material. Dieser Drehzapfen ist an einem Ende der Rückseite 3 und die Leiter 8, 9 zwischen dem Drehzapfen 19 und der Montageschiene R angeordnet.
Der Zentrierdrehzapfen 19 ist am Ende eines bogenförmigen Arms 20 angeordnet, der aus der Rückseite 3 des Schaltgeräts A hervorsteht. Der Zapfen 19 besteht aus einem Teil mit einem tropfenförmigen Querschnitt, wobei der gewölbte Bereich 21 dieses Teils der Rückwand 3 des Schaltgeräts zugewandt ist, während der spitze Bereich 22 der Rückseite 3 abgewandt ist.
Dieser Drehzapfen 19 dient dazu, mit einer im Verbindungskamm P ausgebildeten und ein Drehlager für den Zapfen 19 bildenden Stützfläche 23, 24, 25, 26, 27 zusammenzuwirken. Diese Stützfläche 23 bis 27 ist am Boden einer in jedem Abteil 11 bis 15 ausgebildeten Öffnung 28, 29, 30, 31, 32 angeordnet und trichterförmig ausgebildet. Die Kombination aus dieser besonderen Form der Stützfläche 23 bis 27 und der Form des Drehzapfens 19 bildet die Mittel zur Zentrierung des Drehzapfens und damit des Schaltgeräts A in Bezug zum Verbindungskamm P, welche Mittel dazu dienen, eine optimale seitliche Positionierung der Schaltgeräte A, parallel zur Achse des Verbindungskamms P, und insbesondere der Leiter 8, 9 in Bezug zu den Kontaktzangen 10 des Verbindungskamms P zu gewährleisten. Der Vorgang zur Herstellung der elektrischen Anschlussverbindung eines modularen Schaltgeräts A auf einem Verbindungskamm P mit Hilfe einer erfindungsgemäßen Anordnung D wird nachstehend beschrieben.
Das Schaltgerät A wird zunächst in die Nähe des Verbindungskamms P gebracht und der Zentrierdrehzapfen 19 in die Öffnung 28 bis 32 des zugeordneten Abteils 11 bis 15 eingesetzt, derart dass der genannte Zapfen 19 in Auflage auf die im jeweiligen Abteil 11 bis 15 ausgebildete Stützfläche 23 bis 27 gelangt, die jeweils ein Drehlager für den Zapfen 19 bildet. Anschließend wird das Schaltgerät A im Uhrzeigersinn verschwenkt. Im Verlauf dieser Bewegung werden die Leiter 8, 9 in die Schlitze 16, 17 eingeführt und von den Kontaktzangen 10 aufgenommen, so dass die Verbindung zwischen dem Schaltgerät A und dem Verbindungskamm P hergestellt wird.
Wie aus 7 ersichtlich, ist das auf die Montageschiene R wirkende Torsionsmoment während dieses Anschlussvorgangs praktisch null, wie folgende Gleichung zeigt: T = (D1 × F1) + (D2 × F2).
In dieser Gleichung ist D1 der Abstand zwischen dem Verbindungspunkt C und der Mittelachse Y der Montageschiene R. F1 entspricht der Einsteckkraft. D2 steht für den Abstand zwischen der Drehachse X, um die das Schaltgerät A relativ zum Verbindungskamm P verschwenkt wird, und der Mittelachse Y der Montageschiene R. F2 entspricht der auf den Drehzapfen wirkenden Kraft.
Die Drehachse X des Schaltgeräts A verläuft nämlich in einem größeren Abstand von der Mittelachse Y der Montageschiene R als vom Einsteckpunkt C am Verbindungskamm P. Diese neuartige Anordnung der Drehachse X hat eine größere Verringerung der Einsteckkräfte zur Folge. Die vorgeschlagene Lösung neutralisiert die auf die Montageschiene und den Verbindungskamm wirkenden Torsionskräfte. Dadurch ergeben sich eine Verringerung der Kräfte, die auf die von der Montageschiene und dem Verbindungskamm gebildeten mechanischen Träger wirken, sowie ein größerer Komfort für den Bediener, der eine natürliche Bewegung mit geringerem Kraftaufwand und größerer Gleichmäßigkeit ausführt. Außerdem wird die Zuverlässigkeit der Einsteckposition erhöht, die von der durch den Bediener aufgebrachten Kraft unabhängig ist und durch die Konstruktion gewährleistet wird.
Des weiteren sei darauf hingewiesen, dass auf der Seite des Abstützpunkts auf der DIN-Montageschiene, d.h. auf der Seite des Zentrierdrehzapfens, keine Verrastung mehr ausgebildet sein muss. Der genannte Drehzapfen wirkt nämlich, unabhängig davon, ob er am Schaltgerät oder gemäß einer anderen Ausgestaltung am Verbindungskamm ausgebildet ist, mit einer Stützfläche des Verbindungskamms bzw. des Schaltgeräts zusammen, um in Verbindung mit einer, in Bezug zum Träger auf der anderen Seite der Rückwand ausgebildeten und mit dem Träger zusammenwirkenden Verrastung die Halterung des Schaltgeräts auf dem Träger zu gewährleisten.
Die Position und die seitliche Lagestabilität des Schaltgeräts werden durch das vom Drehzapfen gebildete Abstützsystem gewährleistet.
Der hervorstehende Teil des modularen Schaltgeräts erlaubt nicht nur ein einfacheres Verschwenken des Schaltgeräts, sondern bietet auch eine bessere Zugänglichkeit und Ergonomie beim Einstecken des Schaltgeräts.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die beispielhaft beschriebenen und dargestellten Ausgestaltungen beschränkt.
So kann der Drehzapfen genauso gut auch am Verbindungskamm ausgebildet sein und mit einer am Schaltgerät ausgebildeten Stützfläche zusammenwirken, so dass in diesem Fall der Verbindungskamm durch relative Drehung in Bezug zum Schaltgerät montiert wird, wobei die leitenden Kontaktzangen sowie die Kontaktstifte ebenfalls entweder am Schaltgerät oder am Verbindungskamm ausgebildet sein können.
Die Erfindung umfasst sämtliche technisch gleichwertigen Ausführungen der beschriebenen Mittel sowie deren Kombinationen, wenn diese auf dem Grundgedanken der Erfindung beruhen.

Claims

Anordnung zum elektrischen Anschluss eines modularen Schaltgeräts (1) an einen Einspeise-Verbindungskamm P, welches Schaltgerät (1) in einem annähernd kastenförmigen Gehäuse mit einer Rückseite (3) zur Befestigung auf einer Montageschiene R und mindestens einem, an der Rückseite (3) des Schaltgeräts (1) angeordneten starren Leiter (8) angeordnet ist, wobei das genannte Schaltgerät (1) und der genannte Verbindungskamm P dazu ausgelegt sind, bei Herstellung der Anschlussverbindung aufeinander montiert zu werden, indem sie in einer relativen Drehbewegung um eine Drehachse X zwischen einer Verbindungsstellung und einer Trennstellung des Leiters bzw. mehrerer Leiter (8) des Schaltgeräts mit einem Leiter bzw. mehreren Leitern (10) des Verbindungskamms zueinander verschwenkt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Drehachse X und der Verbindungspunkt C zwischen dem Leiter bzw. den Leitern (8, 9) des Schaltgeräts A und dem Leiter bzw. den Leitern (10) des Verbindungskamms P auf der Rückseite des Schaltgeräts, in Bezug zur Mittelachse Y der Montageschiene R auf der gleichen Seite dieser Rückseite (3) angeordnet sind.
Elektrische Anschlussanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse X, um die das Schaltgerät A relativ zum Verbindungskamm P verschwenkt wird, in einem größeren Abstand von der Mittelachse Y der Montageschiene R als vom genannten Verbindungspunkt C angeordnet ist.
Elektrische Anschlussanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Verbindungspunkt C zwischen der Drehachse X, um die das Schaltgerät A relativ zum Verbindungskamm P verschwenkt wird, und der Mittelachse Y der genannten Montageschiene R angeordnet ist.
Elektrische Anschlussanordnung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen am Schaltgerät A oder am Verbindungskamm ausgebildeten Drehzapfen (19) umfasst, der dazu dient, mit einer am Verbindungskamm P bzw. am Schaltgerät A ausgebildeten Stützfläche (23 bis 27) zusammenzuwirken, so dass die genannte Stützfläche (23 bis 27) die drehwirksame Führung des Drehzapfens (19) zwischen den zwei genannten Stellungen des Schaltgeräts A gewährleistet.
Elektrische Anschlussanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Drehzapfen (19) und der Verbindungskamm P Mittel zur Zentrierung des Schaltgeräts A in Bezug zum Verbindungskamm P umfassen, welche Mittel die seitliche Positionierung des Schaltgeräts A in Bezug zum Verbindungskamm P, parallel zur Längsrichtung des Verbindungskamms P gewährleisten.
Elektrische Anschlussanordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der vom Schaltgerät A getragene, genannte Drehzapfen (19) einstückig mit dem Gehäuse (1) des Schaltgeräts A ausgeführt ist.
Elektrische Anschlussanordnung nach irgendeinem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der am Schaltgerät A oder am Verbindungskamm P ausgebildete genannte Drehzapfen (19) mit einer Stützfläche (23, 24, 25, 26, 27) des Verbindungskamms P bzw. des Schaltgeräts A zusammenwirkt, um zusammen mit einer Verrastung, die, in Bezug zur Montageschiene R, auf der anderen Seite der Rückseite (3) angeordnet ist und mit der genannten Montageschiene R zusammenwirkt, die Halterung des Schaltgeräts A auf der Schiene R zu gewährleisten.
Elektrische Anschlussanordnung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Verbindung als Steckverbindung ausgebildet ist.
Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der bzw. die Leiter (8, 9) des Schaltgeräts A durch einen oder mehrere Kontaktstifte, während der bzw. die Leiter des Verbindungskamms durch eine oder mehrere Kontaktzangen gebildet werden.