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Verdrahtung an elektrischen Schalt-und Steuerungsanlagen Bei der Herstellung
von Schaltschränken, Steuerungsanlagen u. dgl. entfällt bekanntlich ein wesentlicher
Kostenanteil auf die meist recht umfangreichen Verdrahtungsarbeiten. Es sind schon
verschiedene Maßnahmen bekannt, die die Verdrahtung vereinfachen sollen. So hat
man z. B. hinter den Geräteträgern engmaschige Drahtgitter vorgesehen und die Schaltleitungen
auf ihnen in der Weise angebracht. daß alle waagerecht verlaufenden Leitungen auf
der einen und alle senkrecht verlaufenden Leitungen auf der anderen Gitterseite
angeordnet sind, wobei die Gittermaschen als Durchstecköffnungen dienen. Dabei kann
jedoch die Isolierung der Schaltleitungen an den Durchsteckstellen zu stark gepreßt
werden und ein Körperschluß eintreten. Ferner müssen Gitter, um die nötige Festigkeit
zu erhalten, stets in einem Rahmen verspannt werden. Diese Besonderheit der Gitter
bedingt, daß für Schaltanlagen verschiedener Größe auch Gitter und Rahmen verschiedener
Größe angefertigt werden müssen; und dort, wo für die Verdrahtung schmale, bandförmige
Flächen in Frage kommen, müssen auch entsprechend schmale, langgestreckte Gitter
hergestellt werden.
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Bei dieser Ausführungsform der Verdrahtung ist für die Herstellung
des Zubehörs ein so großer Aufwand erforderlich, daß nennenswerte Einsparungen nicht
erzielt werden. Auch sind die Gitterrahmen. bei einer Leitungsführung in den Ecken
der Schaltschränke unvorteilhaft, und eine universelle Anwendung ist daher nicht
möglich.
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Ferner ist eine Einrichtung zum Ordnen und Befestigen von elektrischen
Leitungen vorgeschlagen, bei der die Leitungen in Rillen oder Kanälen eingebettet
werden. Diese Einrichtung ist gekennzeichnet durch eine ebene und eine gewellte
Platte, die miteinander verbunden sind und tunnelartige, parallel zueinander verlaufende
Kanäle bilden, in die die elektrischen Leitungen eingeführt, d. h. eingefädelt sind.
An den Scheiteln der Kanäle sind Öffnungen für den Austritt der Leitungen vorhanden.
Demzufolge können bei dieser Einrichtung die Leitungen nur in einer Richtung, beispielsweise
in lotrechter Richtung, in diese Kanäle eingefädelt werden. Falls es notwendig ist,
die Leitungsdrähte auch in einer dazu senkrechten Richtung abzuwinkeln, muß dieser
Teil der Leitungsdrähte über eine zusätzliche ebene Platte gespannt werden und ist
demzufolge nicht gegen zufällige Berührung, Verstaubung usw. gesichert. Dies bedeutet,
daß blanke oder nur lackisolierte Drähte nicht verwendet werden können.
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Auch sind Maßnahmen zur Vereinfachung der Verdrahtung durch Einbau
von Lochleisten oder Lochblechen in der Ebene eines Geräteträgers bekannt. Diese
Lochleisten ermöglichen mittels der in ihnen befindlichen Löcher auf der Rückseite
des Geräteträgers eine Kreuz- und Querverdrahtung, die zwar zeitsparend ist, aber
nicht der beim heutigen Stand der Technik zu erwartenden Formschönheit entspricht
und ferner in Schaltschränken hinter Frontblechen, auf denen sich Meßinstrumente,
Schalter usw. befinden, nicht anwendbar ist. Außerdem ist es unzweckmäßig, eine
derartige Verdrahtung innerhalb von Schaltschränken über Eck auszuführen.
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Schließlich ist eine kreuzschienenartige Anordnung der Leiter an der
Vorder- und Rückseite isolierender Zwischenteile bekanntgeworden, bei der die Leiter
in parallel und senkrecht zu deren Längskanten verlaufende Nuten eingelegt und an
den Kreuzungsstellen Öffnungen vorgesehen sind, durch welche der Verbindungsstecker
eingeführt wird. Dabei handelt es sich aber um die Verbindung beliebiger Leiter
miteinander und nicht um eine Verdrahtungsart, bei welcher sie, um ganz andere Vorteile
zu erzielen, in an sich bekannter Weise auf der Vorder- und Rückseite des Verdrahtungsträgers
angeordnet sind.
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Die Erfindung betrifft gleichfalls eine Verdrahtung für elektrische
Schalt- und Steuerungsanlagen, bei der sich kreuzende Schalt- und Steuerleitungen
auf der Vorder- und Rückseite des Verdrahtungsträgers angeordnet sind. Die Mängel
der bisherigen Ausführungsformen werden erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß der
Verdrahtungsträger aus einer entsprechend dicken und festen Platte aus isolierendem
Werkstoff besteht und beiderseitig mit entsprechend tief in den Werkstoff eingeprägten
geraden und über ihre Länge gleichmäßig breiten Nuten versehen ist. Die in den Verdrahtungsträger
eingelassenen Nuten sind auf der einen Seite senkrecht und auf der anderen
Seite waagerecht angeordnet.
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Solche Platten können in einer Einheitsgröße hergestellt und auf das
jeweils gewünschte Format zugeschnitten
werden. Wegen der Einbettung
der Steuerleitungen in Nuten der isolierenden Platte kann die Verdrahtung nicht
nur mit isolierten, sondern auch mit blanken Leitungen ausgeführt werden. An allen
Stellen, an denen die Nuten sich kreuzen, sind Durchführungslöcher vorgesehen.
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Die Zeichnung zeigt in Fig. 1 ein Verdrahtungsbeispiel auf einem -\-erdrahtungsträger
in Draufsicht. Fig.2 zeigt einen Teilausschnitt des Verdrahtungsträgers vergrößert
in Seitenansicht bzw. Schnitt. In Fig.3 ist ein Teil desselben Verdrahtungsträgers
vergrößert mit Blich auf dessen Oberkante dargestellt. Die Fig. 4 zeigt eine Prinzipdarstellung
für das Zusammenfügen eines waagerecht liegenden Verdrahtungsträgers mit einem senkrecht
stehenden und in Fig.5 ist die Seitenansicht eines Verdrahtungsträgers mit Schaltleitungen
und eingebauten Geräten dargestellt. Schließlich stellt Fig.6 einen Teil eines hinten
offenen, mit Verdrahtungsträgern ausgerüsteten Schaltschranks dar.
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Der in Fig. 1 und 2 gezeigte Verdrahtungsträger 1 ist auf beiden Seiten
mit Nuten versehen, und zwar so, daß die :Muten 2 auf der einen Seite senkrecht,
die Nuten 3 auf der anderen Seite waagerecht eingeprägt sind. In Fig. 1 sind die
rückwärtigen, waagerecht gedachten Nuten 3 durch gestrichelte Linien angedeutet.
Diese Nuten 2, 3 liegen auf der einen bzw. anderen Seite so dicht wie möglich in
gleichmäßigen Abständen parallel nebeneinander und sind durch Rippen 4 voneinander
getrennt. Die Rippen 4 können entweder über ihre ganze Höhe gleich stark oder auch
nach außen um einen geringen Betrag verjüngt sein, was in der Zeichnung nicht besonders
dargestellt ist. Die Nuten 2, 3 sind so breit gehalten, daß die vorzugsweise für
die Verdrahtung in Frage kommenden Leitungsquerschnitte darin untergebracht werden
können, und zwar normalerweise in jeder Nut ein Draht. In den Fällen, in denen zwei
oder mehrere Drähte geringen Querschnitts z. B. von einer gemeinsamen Sammelschiene
aus parallel abgehen, können sie über die jeweilige Wegstrecke auch zusammen in
einer Nut liegen. Letzteres gilt vorzugsweise für blanke Leitungen, die weniger
Platz beanspruchen. Größere Querschnitte, für die die Nuten zu schmal sind, werden
entweder als Doppelleitungen geringeren Querschnitts in jeweils zwei paralellen
Nuten verlegt, oder sie werden unabhängig vom Verdrahtungsträger angeordnet, denn
ihre Zahl ist im allgemeinen gering. Der zwischen den beiderseitigen Rippen 4 bzw.
Nuten 2. 3 befindliche. in Fig. 2 verdeutlichte Mittelteil 11 ist an allen Stellen,
an denen die 'Tuten 2, 3 sich überkreuzen, mit Durchführungen 5 versehen, so daß
jeder Draht an der jeweils geeigneten Stelle nach der anderen Seite hindurchgesteckt
werden kann. Die Durchführungen 5 können wahlweise zylindrisch oder konisch sein.
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Gegebenenfalls können auch dünne Trennwände 6 (Fig. 2) an beliebiger
Stelle innerhalb der Durchführungen 5 vorgesehen werden, um damit beide Verdrahtungsseiten
räumlich voneinander zu trennen. Die Trennwände 6 können im Bedarfsfalle herausgebrochen
oder durchstoßen werden.
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Die in die Nuten eingelegten Schaltdrähte 7 (Fig.2), können, falls
erforderlich, mit Abdeckstreifen 8 (Fig. 2) abgedeckt und gesichert werden. Diese
Abdeckstreifen bestehen aus nachgiebigem, elektrisch nicht leitendem, möglichst
schwefelfreiem Werkstoff. Werden schwefelhaltige Werkstoffe ver> wendet, so müssen
für den Fall, daß blanke Drähte zur Verarbeitung kommen, die Drähte bekanntlich
verzinnt sein. Entsprechendes gilt auch für den Werkstoff, aus dem der Verdrahtungsträger
hergestellt ist.
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Die Abdeckstreifen 8 werden mit Rücksicht auf die Nutenbreite so stark
bemessen, daß sie auf Grund ihrer Nachgiebigkeit in die Nuten 2, 3 eingedrückt werden
können und darin genügend fest haften. Mittels Lack oder bekannter Klebemittel kann
die Haftfestigkeit der Abdeckstreifen beliebig verstärkt werden. Man kann Abdeckstreifen
von verschiedener Farbe verwenden, um damit einzelne Leitungsgruppen, Polarität,
Phase usw. zu kennzeichnen. Häufig genügt aber auch das Eindrücken der Schaltdrähte
7 in die Nuten 2, 3, wenn die Querschnitte passend gewählt sind.
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Dort, wo die freien Enden der Schaltdrähte 7 aus dem Verdrahtungsträger
heraus an Klemmen 9 (Fig. 2) geführt werden, sind sie, falls blanke Drähte zur Verlegung
kommen, mit Isolierschläuchen 10 versehen, die bis unter die Enden 8a der Abdeckstreifen
8 reichen und von diesen, begünstigt durch die Abwinkelung des herausgeführten Drahtes,
gegen Herausrutschen gesichert werden.
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Aus Fig. 1 ist die grundsätzliche Verdrahtung ersichtlich. Die mit
Schaltdrähten verbundenen Apparate 19 und die Klemme 9 sind in Fig. 1 gestrichelt
angedeutet, befinden sich also auf der anderen Seite der Verdrahtungsträgers 1.
Die Schaltleitungen sind in Fig. 1 nicht sichtbar. Ihr Verlauf ist jedoch aus der
Lage der Abdeckstreifen 8 zu erkennen.
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Die entsprechende Seitenansicht dieser Ausführungsform geht aus Fig.5
hervor. Der Apparateträger 13 mit den Querleisten 12, auf denen die Apparate 19
und Klemmen 9 befestigt sind, tragen auf ihrer Rückseite den Verdrahtungsträger
1, der beispielsweise mit Stehbolzen 18 in einem den jeweiligen Verhältnissen entsprechenden
Abstand 14 gehalten wird, so daß man an die Befestigungsschrauben und -muttern der
einzelnen Apparate noch herankommt und bei etwa nachträglichen Änderungen einzelne
Abdeckstreifen und Schaltdrähte entfernen oder zusätzlich einlegen kann. Eine Blechabdeckung
20 wird in bekannter Weise angebracht, falls erforderlich.
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Wenn Schalt- und Steuerungsanlagen vorzugsweise in Schränken untergebracht
werden, wobei die Apparate meist an den Seiten und/oder an der Rückwand und die
anzeigenden Instrumente und Schalter an der Fronttafel befestigt sind, müssen hinter
der Fronttafel bekanntlich zahlreiche Leitungen von beiden Seiten zu den Instrumenten,
aber auch zwischen den Apparaten hinüber- und herübergeführt werden. Die Rückseite
der Fronttafel darf aber nicht mit einem senkrecht aufgestellten Verdrahtungsträger
verbaut werden. Da nun bekanntlich die Instrumente, Schalter usw. in mehreren Etagen
angeordnet werden, müssen einzelne Verdrahtungsträger als Streifen 1 a und 1 b (Fig.
6) zugeschnitten werden, die entweder flach liegend 1 ca oder hochkant, 1 b, in
dem Raum eingesetzt sind, z. B. Verdrahtungsträger 1 a zwischen den Instrumentenreihen
16, 17 und parallel zu diesen. Die Breite der streifenförmigen Verdrahtungsträger
1 d und 1 b richtet sich nach der jeweiligen Zahl der unterzubringenden Drähte.
Dadurch, daß diese Drähte im allgemeinen auf mehrere Etagen verteilt sind, kann
die Breite dieser Verdrahtungsträger auch bei umfangreicheren Anlagen in mäßigen
Grenzen gehalten werden.
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Ein Ausführungsbeispiel für das Einsetzen eines flach liegenden Verdrahtungsträgers
l a, wird in Fig. 4 gezeigt. Aus dem senkrecht stehenden V erdrahtungsträger
1
«-erden eine oder zwei Rippen 4 über die der Breite des waagerechten Verdrahtungsträgers
entsprechende Strecke herausgeschnitten. so daß eine genügend große Fuge entsteht,
in die der Ver-(1rahtungsträ gei 1 a geschoben wird. Dabei kann es so eingerichtet
werden, daß die Durchführungen 5 gerade an den Boden der in Fig. 4 nicht sichtbaren,
waagerecht verlaufenden Längsnuten 3 anschließen und hindurchgeführte Drähte 7 bequem
von dein einen auf den anderen Verdrahtungsträger übergehen. Wo die Schaltleitungen
7 von den schmalen Verdrahtungsträgern 1 ca zu den Instrumenten 16 und 17 führen
(Fig.6), #.verden sie von den oben schon beschriebenen, auf der Oberseite der waagerechten
Verdrahtungsträger 1 a befindlichen Längsnuten durch eine geeignete Durchführung
gesteckt und in Richtung auf die Instrumententafel in die jeweils anschließende
Ouernut abgewinkelt und in dein Abstand zwi-,clien dem waagerechten Verdrahtungsträger
1a und der Instrumententafel zu den Klemmen der Instrumente 16 und 17 geführt.
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Die Zusammenfügung von im Winkel zueinander stehenden Verdrahtungsträgern
nach Fig. -I ist nur ein Ausführungsbeispiel: sie kann auch auf jede beliebige andere
Weise erfolgen.
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Zur praktischen Durchführung der Verdrahtung von Einzelanlagen werden
die Verdrahtungsträger nach Einbau der Klemmen 9 und Apparate 19 usw. zunächst in
der vorbeschriebenen Weise in der Anlage angebracht. Dann können die für die Anschlußenden
der Schaltleitungen in Frage kommenden Durchführungen 5 ausgesucht und gekennzeichnet
werden. Vorteilhaft geschieht das mit Hilfe kleiner Pflöcke, die nicht besonders
abgebildet sind und in die Durchführungen 5 fest eingesteckt werden und deren Köpfe
mit Klemmen- oder Stromkreisnumrnern usw. versehen sind. Sie können ebenso wie die
Abdeckstreifen 8 verschiedene Farben erhalten. Dann werden die Verdrahtungsträger
wieder abgenommen, und der Einbau der Leitungen zwischen den einzelnen zueinandergehörigen
Pflöcken kann erfolgen. Die Pflöcke werden im Laufe der Arbeiten nach und nach herausgenommen,
und durch die betreffenden Durchführungen werden die freien Anschlußenden der einzelnen
Leitungen gesteckt. Die vorgenannten Pflöcke sind ebenso wie die nachstehend erwähnten
Schablonenblätter Hilfseinrichtungen und in der Zeichnung nicht besonders dargestellt.
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Weint größere Stückzahlen gleichartiger Anlagen (Serienfertigung)
verdrahtet werden sollen, wird nur eine erste Anlage in der beschriebenen Weise
verdrahtet und der richtige Sitz der Verdrahtung geprüft und eventuell korrigiert.
Dann wird die Verdrahtung auf Schablonenblätter, auf denen die Nuten und Durchführungen
schon vorgedruckt sind, eingetragen und diese Verdrahtungszeichnung als Vorlage
in die Werkstatt gegeben. Mit Ausnahme der ersten Anlage können dann die Verdrahtungsarbeiten
vom Einbau der Apparate örtlich getrennt und gleichzeitig oder sogar mit einem Vorlauf
durchgeführt werden. Im letzteren Falle sind die Anlagen bereits verdrahtet oder
mindestens vorverdrahtet, wenn die Apparate eingebaut werden sollen. Das Befestigen
derselben und das Anschließen der Schalt- und Steuerleitungen kann dann Zug um Zug
erfolgen.
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Die örtlich getrennte und gleichzeitige Durchführung der Verdrahtungsarbeiten
während des Aufbaues der übrigen Schaltanlage ist auch bei Einzelanlagen möglich,
wenn an Hand des Stromlaufplanes und der Konstruktionszeichnungen für den Schaltschrank
oder das Schaltgerüst die vorerwähnte Schablonenzeichnung angefertigt wird. Man
kann von Fall zu Fall jeweils die vorteilhafteste der drei Methoden anwenden.
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Die Verdrahtung auf den waagerecht anzubringenden Verdrahtungsträgern
1 a (Fig. 4 und 6) kann nicht örtlich getrennt vorgenommen werden, vielmehr sind
in derartigen Fällen nur die senkrecht anzubauenden Verdrahtungsträger 1 zu verdrahten
(Vorverdrahtung) und die auf die waagerechten Verdrahtungsträger überzuleitenden
Drähte 21 zunächst umzurollen (Fig. 6). Im Anschluß an den Zusammenbau werden diese
Drähte in die waagerechten Verdrahtunsträger eingelegt.
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Trotz' dieser Einschränkung gestattet die Erfindung eine wesentliche
Einsparung an Arbeitszeit. Die Verdrahtung nach Schablonen oder eingesteckten Pflöcken
kann von Arbeitern ohne besondere Fachausbildung ausgeführt werden. Das zeitraubende
»Ausrichten;< und »Strecken« der Drähte und das genaue Abwinkeln beim Um-die-Ecke-Führen
der Leitungen fällt fort. Denn nach dein Einlegen der Drähte in die Nuten 2, 3 werden
sie mit Abdeckstreifen 8 der Sicht entzogen, so daß sich Bemühungen um einen exakten
Sitz innerhalb der Nuten erübrigen. Bei Verwendung von blanken Drähten wird außerdem
die Zeit eingespart, die bisher für das Abisolieren der zahlreichen Klemmenden gebraucht
wird. Außerdem sind blanke Drähte bequemer zu handhaben als isolierte Leitungen
und können daher auch schneller verarbeitet werden.
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Schließlich ist die Erfindung vorteilhaft für die Formgebung neuzeitlicher
Schalt- und Steuerungsanlagen, bei denen im Anwendungsfalle die eigentliche Verdrahtung
im Verdrahtungsträger gänzlich verschwindet und nur die Anschlußenden atis diesem
heraus und einzeln sichtbar an die Kleininen geführt werden.
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Zweckmäßig werden die Verdrahtungstafeln aus Hartfaser- oder Preßspantnaterial
hergestellt. Die Herstellung kann auf drei verschiedene Arten erfolgen: Beide Tafelseiten
lJniten in einem Arbeitsgang gepreßt werden, wobei Stempel und Matrize den beiden
Tafelseiten entsprechend profiliert sind. Die Zapfen zum Eindrücken der Durchführungslöcher
sind -zweckmäßig ebenfalls je in halber Länge abzüglich eines kleinen Betrages von
etwa 0,31n111 in Stempel und Matrize einzusetzen. Durch die geringe Kürzung der
Zapfen entstehen in der Mitte der Durchführungen dünne Trennwände 6 von etwa 0,6
mm Dicke, die die beiden Verdrahtungshälften räumlich voneinander trennen und im
Bedarfsfall durchstoßen werden können, z. B. mit der Spitze der genannten Pflöcke.
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Die Herstellung kann auch so erfolgen, daß nur eine Plattenseite gepreßt
wird, wobei die Matrize plan ist und nur der Stempel Profile erhält. Die einseitig
gepreßten (Halb-) Platten von halber Dicke werden immer zwei und zwei um 90° versetzt
aufeinandergeklebt. Die Werkzeugkosten sind in diesem Fall geringer als bei dein
ersten Verfahren, jedoch ist zusätzliche Arbeitszeit und Klebemittel zum Zusammenfügen
der Tafelhälften erforderlich.
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Schließlich können die Tafeln auch durch Walzen hergestellt werden.
Die Profilierung ist zweckmäßig dieselbe wie beim vorerwähnten Verfahren. Es entstehen
lange Bänder, die zu Platten geschnitten und mit der glatten Rückseite aufeinandergeklebt
werden. Die Platten können dabei beliebig lang werden. Die
Platten
können aber auch aus thermoplastischen Kunststoffen durch Pressen oder Spritzen
hergestellt werden. Dabei wird es sich wegen der Form um eine oder nur wenige Einheitsgrößen
handeln, die aber von Fall zu Fall auf das erforderliche kleinere Maß zurechtgeschnitten
werden können.
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Bei allen vorstehend angeführten Verfahren müssen die Werkzeuge beheizt
werden.
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Die Verdrahtungsplatten können ein Einheitssystem für alle Kraftwerke
und Industriebetriebe bilden. Man kann dann z. B. für die Schaltzellen von 6, 10
oder 30 kV usw. einheitlich verdrahtete Tafeln den weiterverarbeitenden Werken oder
den Elektrizitätswerken anliefern. Die Verarbeiter brauchen dann in Zukunft nur
nach vorgeschriebenen Maßbildern die Instrumente auf die Gerüste zu bauen, die im
Prinzip ohnehin immer dieselben sind, und auf der Rückseite werden die angelieferten
Verdrahtungstafeln angebracht und die Drähte durch Löcher nach vorn geführt und
angeschlossen.
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Als Schutz gegen schädliche Einflüsse in tropischem Klima, bei hoher
Luftfeuchtigkeit usw. können die Verdrahtungsträger leer oder auch fertig verdrahtet
in beliebiger Weise mit Imprägnierungsmitteln, Schutzlack od. dgl. behandelt werden.