DE10120677B4

DE10120677B4 - Modulares Reiheneinbaugerät

Info

Publication number: DE10120677B4
Application number: DE2001120677
Authority: DE
Inventors: Winfried Vierling
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2001-04-27
Filing date: 2001-04-27
Publication date: 2010-11-04
Anticipated expiration: 2021-04-28
Also published as: DE10120677A1

Abstract

Modulares Reiheneinbaugerät (1) mit einem ersten Gehäuse (2), welches ein Schaltmodul (3) umfasst und mit einem austauschbaren Bedienmodul (4),
dadurch gekennzeichnet, dass
– das Bedienmodul (4) ein zweites Gehäuse (10) und ein Koppelelement (7a, 7b) zum Spannen eines Schaltmechanismus (8a, 8b) des Schaltmoduls (3) aufweist,
– das Schaltmodul (3) mit einer Aufnahme (6a, 6b) für das zugehörige Koppelelement (7a, 7b) zum Ankoppeln an den Schaltmechanismus (8a, 8b) versehen ist, und
– wobei das Bedienmodul (4) mittels des Koppelelements (7a, 7b) an dem Schaltmechanismus (8a, 8b) einerseits und mittels des zweiten Gehäuses (10) an dem ersten Gehäuse (2) des Schaltmoduls (3) andererseits ankoppelbar bzw. anordbar ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein modulares Reiheneinbaugerät gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein modulares Reiheneinbaugerät kommt beispielsweise in Form eines Schalters oder eines Schaltgeräts in einem Verteiler, Steuer- oder Schaltschrank zum Einsatz. Vorliegend handelt es sich um ein Schaltgerät, insbesondere um einen Leitungsschutzschalter.
Aus der US 5,607,047 A ist ein gattungsgemäßer Leitungsschutzschalter bekannt, der zum Teil die Bauweise eines modularen Reiheneinbaugeräts aufweist. Nachteilig ist hierbei, dass die einzelnen Module während dem Montageprozess zwischen den beiden Gehäuseschalen eingesetzt werden müssen. Dadurch ergibt sich ein relativ großer Aufwand bei einer Anpassung des Reiheneinbaugeräts. Die Modularität bezieht sich im wesentlichen nur auf die Einbauteile. Die DE 694 20 923 T2 offenbart zudem eine Klemme, die im Innern eines Leistungsschalters angeordnet ist. Ein elektrisches Gerät mit einem Gerätegehäuse und einem daran formschlüssig aufgesetzten Gehäusedeckel ist aus der EP 0 753 872 A1 bekannt. Ferner ist aus der US 5,162,765A eine Auslösevorrichtung mit einem Schaltknebel, der mit einer Knebelbrücke zur Betätigung eines Schaltmechanismus verbunden ist, bekannt.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein modulares Reiheneinbaugerät, insbesondere einen modularen Leitungsschutzschalter anzugeben, bei dem zumindest ein Modul schnell und einfach montier- und austauschbar ist.
Diese Aufgabe wird durch ein modulares Reiheneinbaugerät der eingangs genannten Art gelöst, bei der erfindungsgemäß die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gegeben sind.
Die durch die Erfindung erzielbare Reduzierung der Montagezeit bei der Herstellung eines modularen Leitungsschutzschalters wirkt sich besonders positiv auf die damit zusammenhängenden Herstellungskosten aus. Durch die modulare Bauweise kann folglich ein Reiheneinbaugerät, insbesondere ein Leitungsschutzschalter, auf verschiedene Anforderungen aus unterschiedlichen Absatzmärkten, insbesondere bei Kleinserien, angepasst werden. Eine Zusammenstellung und Montage unterschiedlichster Ausführungsvarianten ist demnach mit wenig Aufwand möglich. Die verschiedenen Anforderungen und die sich daraus ergebenden Ausführungsvarianten kommen im wesentlichen an den Anschlussmitteln, an den Berührungsschutzteilen, am Befestigungsschieber, im Schaltschlossbereich, an der Schaltstellungsanzeige oder auch am Mitnehmer für Zusatzkomponenten zum tragen.
Bedingt durch die modulare Bauweise des Leitungsschutzschalters wird erreicht, dass die Rüstzeiten beim Umbau der Fertigungszellen verkürzt und die Auslastung der Fertigungslinie erhöht wird. Eine frühzeitige Montage der unterschiedlichen Bauteile auf andere Geräteteile oder Baugruppen des Reiheneinbaugeräts entfällt ebenso wie ein abschließendes Einsetzen der Geräteteile oder Baugruppen in ein speziell für diese Ausführungsvariante vorgesehenes Gehäuse.
Bei dieser Vorgehensweise kann ein Stillstand der Fertigungslinie weitestgehend vermieden werden, ohne dass ein großes Lager an fertigen Geräten in Kauf genommen werden muss. Auch der Einsatz von höherwertigen Geräteteilen oder Baugruppen für Standardgeräte muss aus Gründen eines kontinuierlichen Fertigungsflusses nicht mehr in Betracht gezogen werden.
Mit Vorteil sind das Bedienmodul und/oder das erste und/oder das zweite Kontaktmodul steckbar am Schaltmodul anordbar. Da durch ist ein schnelles und einfaches Austauschen oder Nachrüsten von unterschiedlichen Modulen möglich. Der Fertigungsprozess kann optimiert und Kundenwünsche können über einen längeren Zeitraum während der Herstellung berücksichtigt werden.
Vorteilhafterweise ist das Schaltmodul mit dem Bedienmodul sowie mit dem ersten und dem zweiten Kontaktmodul kraft- und/oder formschlüssig koppelbar. Je nach Anwendungsgebiet und Einsatzzweck kann demnach die geeignetste Verbindungstechnik gewählt werden.
In einer weiteren Ausgestaltung weisen das erste und das zweite Kontaktmodul eine erste bzw. eine zweite austauschbare Anschlussklemme auf. Dadurch besteht die Möglichkeit verschiedene Anschlussklemmen, je nach Einsatzzweck, zu verwenden.
Zweckmäßigerweise sind das Schaltmodul, das Bedienmodul sowie das erste und das zweite Kontaktmodul berührungssicher ausgeführt. Hierdurch ist sichergestellt, dass bei einer Nachrüstung oder einem Austausch von Modulen keine Gefahr eines elektrischen Schlages oder während des Betriebs keine Gefahr eines Kurzschlusses besteht.
Weitere Vorteile und Details der Erfindung werden nachfolgend beispielhaft anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 einen modularen Leitungsschutzschalter, in einer räumlichen, explosionsartigen Darstellung, und
2 eine weitere Kombination eines Koppelelements und einer zugehörigen Aufnahme.
Im nachfolgenden Text sind gleiche Teile der Figur mit gleichen Bezugszeichen oder sinngemäß mit ähnlichen Bezugszeichen versehen.
In 1 ist ein modulares Reiheneinbaugerät 1 mit einem Schaltmodul 3 gezeigt, welches ein erstes Gehäuse 2 umfasst und neben einem austauschbaren Bedienmodul 4 austauschbare elektrische Anschlussmittel 5a, 5b aufweist. Das Schaltmodul 3 umfasst eine Aufnahme 6a für ein Koppelelement 7a zum Spannen eines hier nicht im Detail dargestellten Schaltmechanismus 8a. Der Schaltmechanismus 8a befindet sich an der Oberseite OS des Schaltmoduls 3.
Das Schaltmodul 3 weist ein erstes sowie ein zweites Kontaktglied 9a bzw. 9b auf. Das Bedienmodul 4 ist mit einem zweiten Gehäuse 10 und mit dem der Aufnahme 6a zugehörigen Koppelelement 8a versehbar. Die elektrischen Anschlussmittel 5a, 5b sind als erstes und zweites Kontaktmodul 11a bzw. 11b mit einem dritten und einem vierten Gehäuse 12a bzw. 12b ausgestaltet. Am ersten und zweiten Kontaktglied 9a bzw. 9b sind die elektrischen Anschlussmittel 5a, 5b als erstes und zweites Kontaktmodul 11a bzw. 11b ankoppelbar.
Das Bedienmodul 4 kann sich beim Koppeln mit dem Schaltmechanismus 8a und beim Aufstecken auf das Schaltmodul 3 sowohl in der „EIN”- wie auch in der „AUS”-Stellung befinden. Bevorzugt ist die „AUS” Stellung, da hierbei der Schaltmechanismus 8a nicht vorgespannt ist. Das Koppelelement 7a dient als Übertragungselement für eine vorgenommene oder auch ausgelöste Bewegung für einen Schaltknebel 13a. Das Koppelelement 7a wird in die Aufnahme 6a eingeführt, wodurch sich das Bedien- und das Schaltmodul 4 bzw. 3 sogleich in Funktionsbereitschaft befinden. Alternativ kann das Koppelelement 7a auch als Stange, als Haken oder einer äquivalenten Ausführungsform gebildet sein. Nachfolgend wird auf eine weitere, besonders einfach zu koppelnde Ausführungsvariante des Koppelelements 7a gemäß 2 Bezug genommen.
Zur Führung des Schalt- und Bedienmoduls 3 bzw. 4 weisen die Gehäuse 2 bzw. 10 unter anderem Anlaufflächen 14 auf, die auf Grund ihrer Geometrie das Koppeln der Gehäuse 2, 10 erleich tern. Die Module 3 und 4 können steckbar miteinander gekoppelt werden. Die Kopplung kann kraft- und/oder formschlüssig ausgeführt werden. Das Koppelelement 7a kann aus verschiedenen Werkstoffen, wie beispielsweise Kunststoff oder Stahldraht, gebildet werden. Die Kopplung des Bedienmoduls 4 mit dem Schaltmodul 3 erfolgt vorzugsweise über das als Bügel ausgeführtes Koppelelement 7a.
Die an der Vorder- und Rückseite VS bzw. RS des Schaltmoduls 3 angeordneten Kontaktglieder 9a bzw. 9b stehen zu diesem in einer elektrisch leitenden und mechanisch festen Wirkverbindung. Die Kontaktglieder 9a, 9b weisen eine derartige Oberflächenbeschaffenheit auf, dass die damit in Verbindung zu bringenden Kontaktmodule 11a bzw. 11b zentriert werden. Zudem bewirkt diese riffelige Oberfläche eine erhöhte Reibung, wodurch die Kontaktmodule 11a, 11b selbst bei nicht verbundenen Gehäusen ortsfest verankert beleiben.
Die Kontaktglieder 9a und 9b dienen unter anderem auch dazu die zugehörigen Kontaktmodule 11a bzw. 11b bis zum Koppeln der Gehäuse 2, 12a, 12b zu führen. Die Kontaktmodule 11a, 11b werden sozusagen auf den Kontaktgliedern 9a, 9b aufgefädelt. Die Kontaktmodule 11a, 11b können steckbar am Schaltmodul 3 angeordnet werden und so zur Kopplung der Gehäuse 2, 12a, 12b beitragen. Die Kopplung kann kraft- und/oder formschlüssig ausgeführt werden. Wesentlich ist bei einer derartigen Montage- und Kopplungsweise, dass im Vergleich zu einem herkömmlichen Reiheneinbaugerät die Montagerichtung geändert ist.
Die Kontaktglieder 9a, 9b können aus verschiedenen Leiterwerkstoffen, wie beispielsweise Kupfer, Stahl oder Aluminium wie auch aus einer Legierung bestehen. Die Gehäuse 2, 10, 12a und 12b sind vorzugsweise aus einem Kunststoff hergestellt. Es besteht darüber hinaus die Möglichkeit die Gehäuse 2, 10, 12a und 12b von einem an die Funktion angepassten Werkstoff, wie z. B. einem Duro- oder Thermoplast, auszubilden. Die Gehäuse 2, 10, 12a und 12b und das darin angeordneten Schaltmodul 3, das Bedienmodul 4, das erste bzw. das zweite Kontaktmodul 11a, 11b sind in ihrer Größe und Bauform variierbar.
Das erste und das zweite Kontaktmodul 11a bzw. 11b umfassen eine erste und eine zweite Anschlussklemme 15a bzw. 15b. Üblicherweise findet eine so genannte Fahrstuhlklemme Einsatz in den Kontaktmodulen 11a, 11b. Das erste Kontaktmodul 11a weist repräsentativ einen Gehäuseabschnitt 16 auf. Der Gehäuseabschnitt 16 kann als Teil des dritten Gehäuses 12a abgehoben werden, um ein Herausnehmen oder einen Austausch der Anschlussklemme 15a zu ermöglichen. Der modulare Aufbau lässt sich somit beliebig fortführen. Die Kontaktglieder 9a, 9b können bei Eingriff in den Rahmen der Fahrstuhlklemme auch als Zwischen- oder Klemmstück dienen, wodurch ein so genannter zweiteiliger Aufnahmeraum gebildet ist. Somit ist quasi ein jeweils ein Teil der ersten und zweiten Anschlussklemme 15a bzw. 15b Teil des Schaltmoduls 3.
Optional kann die Anschlussklemme 15b, bei entkoppeltem Schalt- und Kontaktmodul 3 bzw. 11b, auch auf der dem Schaltmodul zugewandten Seite herausgenommen oder ausgetauscht werden. Von erheblichem Vorteil ist bei diesem modularen Aufbau, dass eine durchgängige Berührungssicherheit gegeben ist.
An der Unterseite US des Schaltmoduls 3 entsteht durch die angekoppelten Kontaktmodule 11a und 11b ein auf verschiedene Hutschienen anpassbares Befestigungssystem, welches über einen Befestigungsschieber 17 ent- und rastbar ist. Der Befestigungsschieber 17 ist in aller Regel durch eine hier nicht gezeigte Druckfeder vorgespannt. Eine Anpassung an weitere Befestigungssysteme kann durch entsprechend angepasste Kontaktmodule 11a, 11b ebenfalls vorgesehen werden.
In 2 ist eine weitere Kombination eines Koppelelements 7b und einer zugehörigen Aufnahme 6b in Verbindung mit einem weiteren, ausschnittsweise dargestellten Schaltmechanismus 8b gezeigt. Das Koppelelement 7b greift an einer Seite hakenför mig um einen Fortsatz 18 des Schaltmechanismus 8b und bildet dadurch die Aufnahme 6b. An der der einen Seite gegenüberliegenden anderen Seite ist das Koppelelement 7b in einer der Öffnungen 19 verankert. Die Öffnungen 19 sind radial in einer Knebelwalze 20 angeordnet, welche mit dem Schaltknebel 13b versehen ist. Diese Ausführungsvariante ist besonders bedienerfreundlich und schnell zu handhaben.
Durch den modularen Aufbau des modularen Reiheneinbaugeräts 1 können elektrische, mechanische und thermische Eigenschaften entkoppelt werden. Durch eine gewünschte Kombination der jeweiligen Bedien-, Schalt- und Kontaktmodule 3, 4 bzw. 11a und 11b kann erst gegen Ende des Fertigungsflusses die benötigte Ausführungsvariante des Reiheneinbaugeräts 1 festgelegt werden. Die modulare Bauweise kann auch auf andere Reiheneinbaugeräte übertragen werden.

Claims

Modulares Reiheneinbaugerät (1) mit einem ersten Gehäuse (2), welches ein Schaltmodul (3) umfasst und mit einem austauschbaren Bedienmodul (4), dadurch gekennzeichnet, dass – das Bedienmodul (4) ein zweites Gehäuse (10) und ein Koppelelement (7a, 7b) zum Spannen eines Schaltmechanismus (8a, 8b) des Schaltmoduls (3) aufweist, – das Schaltmodul (3) mit einer Aufnahme (6a, 6b) für das zugehörige Koppelelement (7a, 7b) zum Ankoppeln an den Schaltmechanismus (8a, 8b) versehen ist, und – wobei das Bedienmodul (4) mittels des Koppelelements (7a, 7b) an dem Schaltmechanismus (8a, 8b) einerseits und mittels des zweiten Gehäuses (10) an dem ersten Gehäuse (2) des Schaltmoduls (3) andererseits ankoppelbar bzw. anordbar ist.
Modulares Reiheneinbaugerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedienmodul (4) einen Schaltknebel (13a, 13b) aufweist, der mit dem als Übertragungselement dienenden Koppelelement (7a, 7b) zusammenwirkt.
Modulares Reiheneinbaugerät nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltmodul (3) ein erstes und ein zweites Kontaktglied (9a, 9b) für Anschlussmittel (5a, 5b) aufweist.
Modulares Reiheneinbaugerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die für das Schaltmodul (3) vorgesehene austauschbare elektrische Anschlussmittel (5a, 5b) als erstes und zweites Kontaktmodul (11a bzw. 11b) ausgestaltet sind.
Modulares Reiheneinbaugerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zweite Kontaktmodul (11a und 11b) mit einem dritten bzw. mit einem vierten Gehäuse (12a bzw. 12b) ausgestaltet und am ersten bzw. zweiten Kontaktglied (9a bzw. 9b) des Schaltmoduls (3) ankoppelbar bzw. anordbar sind.
Modulares Reiheneinbaugerät nach Anspruch 4 und/oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltmodul (3) mit dem Bedienmodul (4) sowie mit dem ersten und dem zweiten Kontaktmodul (11a, 11b) kraft- und/oder formschlüssig koppelbar ist.
Modulares Reiheneinbaugerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedienmodul (4) und/oder das erste und/oder das zweite Kontaktmodul (11a, 11b) steckbar am Schaltmodul (3) anordbar sind.
Modulares Reiheneinbaugerät nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Kontaktmodul (11a, 11b) eine erste bzw. eine zweite austauschbare Anschlussklemme (15a, 15b) aufweisen.
Modulares Reiheneinbaugerät nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Kontaktmodul (11a, 11b) jeweils einen abhebbaren Gehäuseabschnitt (16) im Sinne einer Austauschmöglichkeit der Anschlussklemme (15a, 15b) aufweisen.
Modulares Reiheneinbaugerät nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltmodul (3), das Bedienmodul (4) sowie das erste und das zweite Kontaktmodul (11a, 11b) berührungssicher ausgeführt sind.