DE69806301T2

DE69806301T2 - Mehrheit von elektrischen geräten, insbesondere für motorsteuerung

Info

Publication number: DE69806301T2
Application number: DE69806301T
Authority: DE
Inventors: Michel Girard; Philippe Rix
Original assignee: Schneider Electric Industries SAS
Current assignee: Schneider Electric Industries SAS
Priority date: 1997-04-01
Filing date: 1998-03-30
Publication date: 2003-03-13
Anticipated expiration: 2018-03-31
Also published as: DE69825349T2; EP0869594A1; EP0869594B1; DE69806301D1; FR2761538B1; US5870277A; EP0869595A1; US5870278A; EP0869595B1; ES2176925T3; DE69825349D1; FR2761538A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einheit elektrischer Geräte, die zur Leistungsregelung von Lasten eingesetzt werden, insbesondere eine Motorstarteinheit, umfassend für jede Last ein Paar auf einem Sockel eingebauter Geräte, wobei jedes Gerätepaar einen Leistungsschalter und ein Schütz umfasst, die mit Leistungs- und Steuerklemmen versehen sind, wobei die Steuerleiter der Geräteeinheit von einer programmierbaren Steuerung oder einem Bus aus zu dem Sockel gehören.
Derartige Geräteeinheiten sind hinlänglich bekannt und müssen leicht ein- und auszubauen sein. Insbesondere wohnt man einer zunehmenden Tendenz bei, Motorstartgeräte mit Bussen zu verbinden, die Steuersignale leiten; der Begriff "Steuerung" ist hier im weitesten Sinne gemeint und bezeichnet sowohl die Regelung der Geräte der Einheit als auch die Zustandssignalisierung dieser Geräte oder die Regelung anderer Geräte je nach ihrem Zustand.
Die Druckschrift DE-29 50 7456 beschreibt eine Motorstartvorrichtung, bei der ein Leistungsschalter und Schütze auf einem Träger angeordnet sind, während eine gedruckte Schaltung, die dazu dient, die Steuerklemmen der Schütze und Klemmen des Leistungsschalters mit einem Bus zu verbinden, direkt auf die Klemmen der Schütze einsteckbare Reihenklemmen besitzt. Bei dieser Vorrichtung ist es notwendig, die gedruckte Schaltung steuerungsmäßig mit dem Leistungsschalter und den Leistungsschalter leistungsmäßig mit den Schützen zu verkabeln.
Die Druckschrift EP-A-0 425 393 beschreibt eine Einheit gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Es ist wünschenswert, die Leistungs- und Steuerungsverkabelung der Geräteeinheiten der beschriebenen Art zu vereinfachen.
Aufgabe der Erfindung ist es, den Ein- und Ausbau von Einheiten elektrischer Geräte, die zur Leistungssteuerung von Lasten eingesetzt werden, insbesondere Motorstarteinheiten, zu erleichtern, indem man ihre Steuerungs- und/oder Leistungsverkabelung vereinfacht.
Erfindungsgemäß weist der Sockel Leistungs- und Steuerkontaktstifte auf, die mit den jeweiligen Leistungs- und Steuerklemmen der Geräte zusammenwirken, und zu dem Gerätepaar gehört mindestens ein Hilfsverbindungsstück, das an mindestens einem der Geräte des Paares befestigt ist, mit Steuerklemmen dieses Gerätes verbunden ist und mit Steuerleitern versehen ist, die an die Steuerkontaktstifte des Sockels angeschlossen sind, so dass das Gerätepaar mit dem Sockel über eine vorverkabelte Steuerleitung verbunden ist. Der Begriff "Schütz" bezeichnet hier sowohl einen einfachen Schalter oder Wechselschalter als auch ein gegengeschaltetes Schalterpaar.
Die Steuerungsverkabelung wird durch das Hilfsstück vereinfacht.
Das Hilfsstück kann ein herausnehmbares Zwischenstück sein, das zwischen dem Leistungsschalter und dem Schütz angeordnet ist, wobei das Zwischenstück die Leistungszusammenschaltung zwischen dem Leistungsschalter und dem Schütz sowie die Steuer Verbindung des Schützes mit dem Sockel sicherstellt.
Es kann auch ein Endstück sein, das an das Schütz angrenzt und die Steuer Verbindung des Schützes sicherstellt. Das Endstück kann ein Regelrelais der Elektromagnetspule des Schützes, ein herausnehmbares Verkabelungselement des Motors, in dem die Kabel gehalten werden, welche die nachgeschalteten Leistungsklemmen des Schützes an die Last legen und somit ein Element bilden, das die Verkabelungsreihenfolge speichert, sowie einen Nebenschluss, der die Möglichkeit einer externen Regelung des Schützes bietet, umfassen.
Nachstehend wird die Beschreibung einer nicht einschränkenden Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen vorgenommen.
Die figur 1 stellt perspektivisch eine erfindungsgemäße Motorstartgeräteeinheit dar.
Die figur 2 zeigt in von unten gesehener Perspektive den Sockel der Einheit aus Fig. 1.
Die figur 3 ist eine Seitenansicht einer Ausführungsvariante der Einheit.
Die figur 4 zeigt in von unten gesehener Perspektive ein einfaches Zwischenstück.
Die figur 5 stellt in auseinandergezogener Perspektive das Stück aus Fig. 4 dar.
Die figur 6 zeigt in auseinandergezogener Perspektive einen mittels eines Doppel Zwischenstücks mit einem Wechsler verknüpften Leistungsschalter.
Die figur 7 zeigt in von unten gesehener Perspektive ein Endstück.
Die figur 8 zeigt das Endstück in auseinandergezogener Ansicht.
Die dargestellte Vorrichtung ist eine vierteilige Motorstarteinheit, aber selbstverständlich kann sie eine andere Anzahl von Startelementen umfassen, zum Beispiel eins, zwei oder acht. Ebenso kann die Vorrichtung mit allen üblichen Mitteln zusammengebaut und mit einer benachbarten Vorrichtung verbunden werden.
Die Motorstarteinheit 10 umfasst einen Sockel 20, auf dem Startbaugruppen 30 eingefügt und verbunden sind. Jede Baugruppe umfasst zur Regelung einer Last ein Paar elektrische Geräte und zwei verknüpfte Verbindungsstücke, nämlich einen Leistungsschalter 40, ein Zwischenstück 50, ein Schütz 60 und ein Endstück 70. Das Schütz 60 kann bei bestimmten Anwendungen aus einem Wechselschalter oder aus zwei gegengeschalteten Schaltern bestehen. Der Sockel 20 kann an der Rückseite an einem Träger durch übliche Befestigungsmittel befestigt werden: Einrastelemente, Schrauben, usw..
Der Sockel 20 umfasst einen flachen Körper, der mit einem stirnseitigen Trägerbereich 21 (siehe Fig. 2) versehen ist, der im Allgemeinen parallel zu einer Ebene P ist, um die Baugruppen 30 zu tragen und die Zusammenschaltungen zwischen ihren Bestandteilen sicherzustellen, und einen von dem Körper in einer zu der Ebene P rechtwinkligen Richtung Y vorspringenden, auskragenden, oberen Überhang 22; der Sockel nimmt einen Satz Versorgungsleiter 23 auf, z. B. Schienen (siehe Fig. 3), die sich in einer zu P parallelen allgemeinen Richtung X erstrecken und einerseits mit einem seitlichen oder stirnseitigen Versorgungsanschluss 23a und andererseits mit Leistungsverbindungskontaktstiften 24 verbunden sind, die mit dem Leistungsschalter zu verbinden sind; die Auskragung 22 weist auch Steuerverbindungskontaktstifte 25 auf zur Verbindung mit einem Zusatz, der seinerseits an dem Leistungsschalter aufgesetzt ist; die Kontaktstifte 24 und 25 erstrecken sich in einer zu P parallen und zu X und Y rechtwinkligen Richtung Z. Der Sockel 20 nimmt eine gedruckte Schaltung 80 auf, die parallel zu P liegt und die Steuerzusammenschaltungen der Einheit über Steckverbinder 81, 82 und die externe Steuer Verbindung über seitliche Steckverbinder 83 sicherstellt.
Das Gehäuse des Leistungsschalters 40 weist vorgeschaltete 41 und nachgeschaltete 42 Leistungsklemmen auf, die zum Anschluss von flexiblen oder starren Leitern durch die jeweiligen Öffnungen 41a, 4 2a und für Betätigungswerkzeuge durch die stirnseitigen Öffnungen 41b, 42b zugänglich sind. Der Leistungsschalter 40 weist eine Rückseite 43 und nach vorne vorspringend einen Zapfen 44 auf, der mindestens mit einem manuell betätigten Befehlstaster zum Öffnen/Schließen 44a versehen ist. Auf dem Zapfen 44 des Leistungsschalters ist ein mit Klemmen 46 versehener Signalisierungszusatz 45 angeordnet; die Klemmen 46 umfassen obere Zugänge 46a zur Verbindung der Steuerkontaktstifte 25 und Vorderöffnungen 46b zur Betätigung dieser Kontaktstifte.
Das Gehäuse des Schützes 60 weist vorgeschaltete 61 und nachgeschaltete 62 Leistungsklemmen auf, die zum Anschluss von flexiblen oder starren Leitern durch die oberen 61a und unteren 62a Öffnungen und für Betätigungswerkzeuge an einer Vorderseite 64 durch stirnseitige Öffnungen 61b, 62b zugänglich sind; das Gehäuse des Schützes 60 weist auch eine Rückseite 63 und neben den vorgeschalteten 61 und nachgeschalteten 62 Leistungsklemmen vorgeschaltete 65 und nachgeschaltete 66 Steuerklemmen mit entsprechenden Zugriffsöffnungen auf.
Das Zwischenstück 50 (siehe Fig. 4 und 5) ist niedrig und befestigt das Schütz mechanisch an dem Leistungsschalter. Es umfasst die Leiter 51, welche die Leistungszusammenschaltung zwischen dem Leistungsschalter und dem Schütz sicherstellen und dazu auf einer Seite mit Kontaktstiften 52, um mit den nachgeschalteten Leistungsklemmen 42 des Leistungsschalters 40 zusammenzuwirken, und auf der anderen Seite mit Kontaktstiften 53, um mit den vorgeschalteten Leistungsklemmen 61 des Schützes 60 zusammenzuwirken, enden.
Das Zwischenstück 50 ist an dem mechanischen Zusammenbau des Schützes mit dem Leistungsschalter durch Festklemmen der Kontaktstifte 52, 53 beteiligt und umfasst auf der Rückseite einen Einfüge- und Verbindungsabsatz 54. Der Absatz ist mit Formen 54a versehen, die in eine Aufnahme 26 des Sockels einfügbar sind, z. B. anhand von Rippen und Nuten. Um mit dem Absatz 54 zusammenzuwirken, weist die Aufnahme 26 eine obere Anschlagseite 26a, seitliche Anschlagseiten 26b und Halteansätze 26c nach vorne auf. Der Absatz 54 ist weiterhin mit Steuerverbindungselementen 56b versehen, die nach Z ausgerichtet sind und mit dem Steckverbinder 81 zusammenwirken, der auf der gedruckten Schaltung angeordnet und auf dem Boden der Aufnahme 26 zugänglich ist. Das Stück 50 hat untere Steuerkontaktstifte 55, die an den Verbindungselemente 54b anliegen, an die Leistungskontaktstifte 53 angrenzen und nach Z ausgerichtet sind, um mit den vorgeschalteten Steuerklemmen 65 des Schützes 60 verbunden zu werden.
Das Zwischenstück 50 umfasst ein Gehäuse 56 und einen Verbindungsanschalter 56, der z. B. durch Einrasten oder beliebige andere Mittel in einer Aufnahme des Gehäuses 56 angebracht und befestigt wird; der Anschalter 57 weist Leiter 51, die in einer Isolierübergussmasse versenkt sind, und ihre Endkontaktstifte 52, 53 auf. In dem Gehäuse 56 ist eine Wandung 56a zur Umleitung der Ausschaltgase des Leistungsschalters untergebracht. Es ist zu beachten, dass das Zwischenstück 50 in seinem oberen Bereich Formen auf weist, die sich zum Greifen mit einem Finger des Bedieners eignen, um die Bewegung der Baugruppe nach Z für ihren Ein- und Ausbau zu erleichtern.
In einer Variante, die für eine Wechsel Schalterstartanwendung (Fig. 6) geeignet ist, ist der Leistungsschalter 40 mit einem Wechsler oder mit zwei Schützen 60a, 60b, die durch einen Zwischenverriegelungszusatz 67 gegengekoppelt sind, verknüpft. Diese Verknüpfung erfolgt mittels zweier nebeneinanderliegender Zwischenstücke 50a, 50b, deren Gehäuse 56 mit dem des zuvor beschriebenen einfachen Stücks 50 identisch sind und die einen doppelten Verbindungsanschalter 59 aufnehmen; der Anschalter 59 weist nach oben einen Satz Leistungskontaktstifte 52, die mit dem Leistungsschalter 40 zusammenwirken, und nach unten zwei Sätze Leistungskontaktstifte 53, die mit den beiden Schützen 60a, 60b zusammenwirken, auf.
Das Zwischenstück 70 (siehe Fig. 5, 7 und 8) umfasst ein Gehäuse 71 und Steuerleiter zur Verbindung über eine oder mehrere Kontaktstifte 73 mit einer oder mehreren nachgeschaltetenen Steuerklemmen 66 des Schützes 60, sowie einen Durchgang für Leistungskabel, die an der Last anliegen und mit den nachgeschalteten Leistungsklemmen des Schützes zu verbinden sind. Das Stück 70 umfasst einen Einfüge- und
Verbindungsabsatz 74. Dieser Absatz ist einerseits mit Einfügeformen versehen, um mit Formen zusammenzuwirken, z. B. Nuten- und Rippenformen, und mit den Wandungen einer Aufnahme 27 des Sockels, insbesondere mit einem oberen Anschlag 27a, seitlichen Anschlägen 27b und vorderen Halteansätzen 27c. Der Absatz 74 ist andererseits mit Steuerverbindungselementen 75 versehen, die nach Z ausgerichtet sind und mit dem Steckverbinder 82 zusammenwirken, der mit der gedruckten Schaltung verbunden ist und auf dem Boden der Aufnahme 27 zugänglich ist. Ein Riegel 76 steuert Elemente, die ein Einrasten des Stücks 70 mit den zusammenwirkenden Elementen des Sockels sicherstellt, die insbesondere in der Aufnahme 27 vorgesehen sind, um das Festhalten der Baugruppe auf dem Sockel zu bestätigen. Der Riegel 76 ist durch ein an der Vorderseite des Stücks 70 vorgesehenes Element oder, wie abgebildet, durch einen Kanal 76a des Stücks, zugänglich.
Bei einer Anwendung als Wechselschalter verfügt man über zwei Gehäuse 71 nebeneinander und über einen für die Schütze 60a, 60b reservierten Anschalter.
Ein Regelrelais 91 der Schützspule 60 ist dem Endstück 70 beigefügt, um über dieses Stück an dem Steckverbinder 83 anzuliegen. Ein herausnehmbares Organ 92 zum Festhalten der Kabel 92a des Motors rastet in einer Aufnahme des Gehäuse 71 des Stückes 70 ein, wobei dieses Organ 92 dazu dient, die Phasenumkehrungen während der Wartungsvorgänge zu vermeiden. Ein Nebenschluss 93 ist an der Vorderseite des Stückes 70 vorgesehen, damit zwei Spulenklemmen nach oben verbunden werden können; wenn es sich um die Art handelt, die eine Spulenklemme nach oben und die andere nach unten aufweist, umfasst das Stück 70 natürlich die notwendige Klemme 73.
Der Sockel 20 umfasst außer den Aufnahmen 26, 27 und den verknüpften Steckverbindern 81, 82 seitliche Aufnahmen 28, die Steckverbinder 83 umfassen, um den Anschluss von Steckverbindern sicherzustellen, mit denen Steuer- und/oder Regelleiter 90 verbunden sind, welche die Verbindung mit einer programmierbaren Steuerung sicherstellen oder zu einem Feldbus gehören. Zusätzliche seitliche Aufnahmen 29, die Steckverbinder 84 umfassen, sind zum Anschluss von Versorgungsleitern vorgesehen, die mit Relais zu verbinden sind, die auf der gedruckten Schaltung 80 vorgesehen sind, wenn eine Spannungsverstärkung erwünscht ist.
Der in Fig. 2 dargestellte Sockel 20 umfasst auf einer Seite erhabene seitliche Elemente 94 und auf der anderen Seite ergänzende hohle Elemente 95, um zum Zusammenbau benachbarter Sockel bei zutragen. Der Satz Leistungsversorgungsschienen 23, die Kontaktstifte 24, die an diesen Schienen anliegen, und die Steuerleiter, die an den Kontaktstiften 25 anliegen, sind in der Auskragung 22 umspritzt. Eine drehbare Klappe, die sich dazu eignet, Etiketten zu tragen, die zu den verschiedenen Gerätegruppen gehören, ist an der Vorderseite der Auskragung 22 eingebaut, um die Mündungen der Zugangsöffnungen 41b, 46b an den Klemmen des Leistungsschalters 40 und/oder seinem Zusatz 45 zu verdecken. Die Steuerklemmen, die beschrieben wurden, sind von der Art, die mit Schrauben oder mit einem elastischen Teil festgeklemmt werden.
Der Einbau der Baugruppen 30 auf dem Sockel 20 der beschriebenen Vorrichtung erfolgt folgendermaßen.
Der Benutzer beginnt damit, das Schütz 60 mit dem Leistungsschalter 40 über das Zwischenstück 50 zusammenzubauen, indem er letzteres auf einer Seite durch die Leistungskontaktstifte 52 in die Öffnungen 42a der Klemmen 42 des Leistungsschalters und auf der anderen Seite durch die Leistungskontaktstifte 53 und die Steuerkontaktstifte 55 in die Öffnungen 61a, 65a der Klemmen 61, 65 des Schützes einsteckt und die Klemmenschrauben festzieht. Dann lässt er den Absatz 54 des Stücks 50 in die Aufnahme 26 des Sockels eingreifen und lässt anschließend die Baugruppe in Richtung Z entlang dem Trägerbereich 21 gleiten. Das Gleiten erfolgt mit der Führung des Absatzes 54 in der Aufnahme 26 bis zum Anlegen des Steckverbinders 81 und Eingreifen der Leistungskabelschuhe 24 in die Klemmen 41 des Leistungsschalters und der Steuerkontaktstifte 25 in die Klemmen 46 seines Zusatzes 45.
Der Benutzer baut dann das Endstück 70 am Schütz zusammen, indem er dieses Stück nach Z gleiten lässt, um dessen Absatz 74 in die Aufnahme 27 bis zum Anlegen des Steckverbinders 82 eingreifen zu lassen, wobei sein Kontaktstift 73 in die Öffnung 66a der Steuerklemme 66 des Schützes eingeführt wird; die Kabel werden in die nachgeschalteten Leistungsklemmen des Schützes eingerückt, dann werden diese Klemmen festgezogen. Der Riegel 76 greift in das elastische Element ein, das dem Sockel entspricht, und stellt das Festhalten der Baugruppe gegen mögliche ungewollte Bewegung in Richtung Z sicher, während die Anschläge 26b, 27b die Baugruppe in Richtung X zurückhalten und die Ansätze 26c, 27c sie daran hindern, von dem Sockel in Richtung Y abgerissen zu werden. Als andere Möglichkeit kann man den Leistungsschalter 40, das Stück 50 und das Schütz 60 nacheinander zusammenbauen, ehe die Befestigung an dem Sockel durch Hinzufügen und Blockieren des Stückes 70 bestätigt wird.
Die Leistungsverbindung der Einheit mit einer Energiequelle wird durch den entsprechenden Anschluss von Leitern an der stirnseitigen Reihenklemme 23a durchgeführt. Die Steuer Verbindung wird durch den Anschluss von einzelnen Kabeln oder von Flachbandkabeln an dem seitlichen Steckverbinder 83 durchgeführt.
Um eine Baugruppe auszubauen, schraubt der Benutzer die Schrauben der Klemmen 41 des entsprechenden Leistungsschalters ab, entriegelt dann den Riegel 76 und ergreift die Formen 58 des Zwischenstücks 50 und die Unterseite des Endstücks 70 und zieht die Baugruppe nach unten in Richtung Z, wobei diese Bewegung durch den Anschlag des Absatzes 54 gegen das Unterteil der Aufnahme 26 begrenzt ist, und zieht schließlich die Baugruppe aus dem Sockel in Richtung X. Um nur das Schütz einer Baugruppe auszubauen, müssen nur die Schrauben der Klemmen 61 des Schützes losgeschraubt, dann der Riegel 76 entriegelt und der Vorgang wie oben fortgeführt werden.
Es ist ersichtlich, dass beim Einbau die Verkabelungsarbeit, die der Benutzer durchführen muss, erheblich reduziert ist, da sie nur darin besteht, die Last ursprünglich an das Schütz anzuschließen, sowie die Dreiphasenleistungsversorgung und die Steuerspannungsquelle der Schütze anzuschließen. Das Hinzufügen einer benachbarten Einheit erfolgt durch die Zusammenschaltung der Steuersteckverbinder 83 und gegebenenfalls 84 die Gegenüberstellung benachbarter Leistungsreihenklemmen 23a.

Claims

1. Einheit elektrischer Geräte, die zur Leistungsregelung von Lasten eingesetzt werden, insbesondere eine Motorstarteinheit, umfassend für jede Last ein Paar auf einem Sockel eingebauter Geräte, wobei jedes Gerätepaar einen Leistungsschalter (40) und ein Schütz (60) umfasst, die mit Leistungs- und Steuerklemmen versehen sind, wobei die Steuerleiter der Geräteeinheit zu dem Sockel gehören,

- der Sockel (20) weist Leistungs- und Steuerkontaktstifte auf, die mit den entsprechenden Leistungs- und Steuerklemmen der Geräte zusammenwirken, dadurch gekennzeichnet, dass

- zu dem Gerätepaar (30) gehört mindestens ein Hilfsstück (50; 70), das an mindestens einem der Geräte (40, 60) des Paars befestigt ist, mit den Steuerklemmen (45; 65, 66) dieses Geräts verbunden ist und mit Steuerleitern (56; 75) versehen ist, die an die Steuerkontaktstifte (81, 82) des Sockels angeschlossen sind, so dass das Gerätepaar mit dem Sockel (20) über eine vorgekabelte Steuerleitung verbunden ist.

2. Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Hilfsstück ein herausnehmbares Zwischenstück (50) ist, das zwischen dem Leistungsschalter (40) und dem Schütz (60) angeordnet ist, wobei das Zwischenstück die Leistungszusammenschaltung zwischen dem Leistungsschalter und dem Schütz sowie die Steuer Verbindung des Schützes (60) mit dem Sockel (20) sicherstellt, so dass das Gerätepaar über vorverkabelte Steuer- und Leistungsleitungen mit dem Sockel verbunden ist.

3. Einheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenstück (50) ein Gehäuse (56) umfasst und ein spezifisches Leistungszusammenschaltungsorgan (57, 59), das in einer Aufnahme des Gehäuses (56) angebracht und gehalten wird.

4. Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Hilfsstück ein Endstück (70) ist, das an dem Schütz (60) anliegt und die Steuer Verbindung des Schützes sicherstellt.

5. Einheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Endstück (70) ein Regelrelais (91) der Spule des Elektromagneten des Schützes (60) umfasst.

6. Einheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Endstück (70), um Phasenumkehrungen zu vermeiden, ein herausnehmbares Organ (92) zur Verkabelung des Motors umfasst, in dem die Kabel, welche die nachgeschalteten Leistungsklemmen (62) des Schützes (60) mit der Last verbinden, festgeklemmt werden.

7. Einheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Endstück (70) ein Nebenschluss (93) zur externen Regelung des Schützes (60) angebracht ist.