DE4008328A1 - System zur herstellung von verbindungen mit den wicklungsenden von mehrphasigen drehstrommotoren in sternschaltung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein System zur Herstellung von Verbin­ dungen mit den Wicklungsenden von mehrphasigen Drehstrommotoren in Sternschaltung.

Bei den bekannten Systemen dieser Art ist sowohl die Verbindung der netzseitigen Wicklungsenden mit den hier vorgesehenen Anschlußmitteln als auch der sternpunktseitigen Wicklungsenden mit dem Sternpunkt aufwendig. Außerdem sind die am stern­ punktseitigen Wicklungsende vorgesehenen Verbindungsmittel anders ausgebildet als die am netzseitigen Wicklungsende, so daß es zumindest eines erheblichen Aufwandes bedarf, um den Sternpunkt und den Netzanschluß zu vertauschen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System der eingangs genannten Art zu verbessern. Diese Aufgabe löst ein System mit den Merkmalen des Anspruches 1.

Dadurch, daß für alle Wicklungsenden sowohl hinsichtlich ihrer Größe als auch ihrer Form gleich ausgebildete Kontaktkörper vorgesehen sind, kann ohne zusätzlichen Aufwand nachträglich festgelegt werden, welche Wicklungsenden mit dem Netz und welche mit dem Sternpunkt verbunden werden sollen. Auch eine nachträgliche Änderung ist ohne weiteres möglich. Ferner wird dank der elektrisch isolierenden Durchführungen für die Kon­ taktkörper die Montage sowohl auf der Netzseite als auch auf der Sternpunktseite wesentlich vereinfacht, weil die Kontakt­ körper durch die ihnen zugeordneten Durchführungen positioniert werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform hat jeder Kontaktkörper wenigstens eine gegen sein freies Ende weisende, vorzugsweise konische Schulter, die eine Kontaktfläche für die Anlage einer den Kontaktkörper auf einem Teil seiner Länge aufnehmenden Kontakthülse bildet. Die Kontakthülse wird dabei vorzugsweise mittels einer auf einem Gewinde am freien Endabschnitt des Kontaktkörpers angeordneten Mutter an die Schulter angepreßt, wodurch sich in sehr einfacher Weise ein guter Kontakt zwischen dem Kontaktkörper und der Kontakthülse herstellen läßt.

Ferner hat zweckmäßigerweise jeder der Kontaktkörper in einer in der Durchführung liegenden Zone die Außenkontur eines Mehr­ kantes. Diese Zone steht bei der dem Sternpunkt zugeordneten Durchführung mit einer korrespondierenden Mehrkant-Innenkontur der Durchführung, bei der dem Netzanschluß zugeordneten Durch­ führung mit einer korrespondierenden Mehrkant-Innenkontur der Durchführung oder der Kontakthülse in Eingriff, um pro­ blemlos die auf dem Kontaktkörper angeordnete Mutter festziehen zu können.

Die dem Sternpunkt zugeordneten Kontakthülsen können an ihrem freien Ende eine plane Stirnfläche für die Kontaktierung einer als Sternpunktbrücke dienenden Verbindungslasche haben.

Vor allem dann, wenn netzseitig Ringstromwandler vorgesehen sind, die beispielsweise in Kabelstecker integriert sein können, über die der Netzanschluß erfolgt, ist es vorteilhaft, daß jeder der an den sternpunktseitigen Wicklungsenden vor­ gesehenen Kontaktkörper einen Ringstromwandler durchdringt. Die dem Sternpunkt zugeordnete Durchführung kann hierbei im Abstand voneinander angeordnete buchsenförmige Fortsätze aufweisen, welche je eine der Kontakthülsen auf einem Teil von ihrer Länge umgeben und je einen der Ringstromwandler tragen, wobei der Ringstromwandler auf den Fortsatz aufgesteckt sein kann.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die dem Netzanschluß zugeordneten Kontaktkörper mit je einer Steckbuchse für einen Kabelstecker verbunden. Sind netzseitig Ringstromwandler vorgesehen, dann können diese auch den Steckbuchsen zugeordnet sein.

Ferner ist vorzugsweise die Kontakthülse jedes der dem Netz­ anschluß zugeordneten Kontaktkörper durch einen dicht an ihr anliegenden, aus einem elastischen Kunststoff bestehenden Dichtungskörper mit Außenkonus hindurchgeführt. Die Kontakt­ hülse wird dabei von einer auf dem Gewindeabschnitt des Kon­ taktkörpers angeordneten Kontaktmutter kontaktiert, die ihrer­ seits in eine Kontaktbohrung des in einen Gießharzkörper eingebetteten Buchsenkörpers einer Steckbuchse eingreift. Dieser Gießharzkörper ist, vorzugsweise im rechten Winkel zu seiner Aufnahme für den Kabelstecker, mit einer mit der Kontaktbohrung fluchtenden, konischen Aufnahme für den Außen­ konus des Dichtungskörpers versehen.

Zum Zwecke einer einfachen Montage auf der Netzanschlußseite ist bei einer bevorzugten Ausführungsform eine am Motorgehäuse lösbar befestigbare Metallbrücke vorgesehen, an deren Unter­ seite alle dem Netzanschluß zugeordneten Durchführungen lösbar befestigt sind. Diese Brücke weist je einen auf jede Durch­ führung ausgerichteten Durchbruch auf, der den an der Durch­ führung anliegenden Abschnitt des zugehörigen Dichtungskörpers aufnimmt. Ferner ist zweckmäßigerweise die Brücke auf der vom Motorgehäuse wegweisenden Seite mit die Durchbrüche konzen­ trisch umgebenden Anlageflächen für den Gießharzkörper versehen, der mit der Brücke durch Schrauben verbindbar ist.

Aus Schutzgründen ist bei einer bevorzugten Ausführungsform an die Durchführung für alle dem Sternpunkt zugeordneten Kon­ taktkörper eine umlaufende Wand angeformt, die zusammen mit einem auf ihrem oberen Rand dicht aufliegenden Deckel ein dicht verschließbares Schutzgehäuse bildet, das mittels eines Metallgehäuses abgedeckt sein kann.

Im folgenden ist die Erfindung anhand von zwei in der Zeich­ nung dargestellten Ausführungsbeispielen im einzelnen erläu­ tert. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt nach der Linie I-I der Fig. 3 durch den Sternpunkt,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 2,

Fig. 4 einen Schnitt durch den Netzanschluß,

Fig. 5 einen Schnitt durch einen der drei auf der Netz­ anschlußseite vorgesehenen Gießharzkörper, die Hälfte der Ansicht einer der drei auf der Netz­ anschlußseite vorgesehenen Steckbuchsen für Kabel­ stecker sowie eine Ansicht der Anschlußvorrichtung bei eingesetztem Kabelstecker in einer Blickrich­ tung gemäß dem Pfeil V in Fig. 4,

Fig. 6 einen Schnitt entsprechend Fig. 2 durch den Stern­ punkt eines zweiten Ausführungsbeispiels.

Ein dreiphasiger Drehstrommotor mit Sternschaltung weist auf der einen Seite seines Gehäuses 1 einen metallischen Abdeckkasten 2 auf, der mittels Schrauben 2′ mit dem Gehäuse 1 lösbar verbunden ist. Dieser Abdeckkasten 1 deckt eine Öffnung 3 im Gehäuse 1 ab, welche drei nebeneinander angeord­ nete, hülsenförmige Fortsätze 4′ einer elektrisch isolierenden Durchführung 4 von außen her durchgreifen. Der äußere Rand der im Ausführungsbeispiel aus Gießharz bestehenden Durchfüh­ rung 4 liegt unter Zwischenlage einer Flachdichtung 5 dicht an der Außenseite des Gehäuses 1 an. Schrauben 6 verbinden die Durchführung 4 dicht mit dem Gehäuse 1.

Die Durchführung 4 weist konzentrisch zu den Fortsätzen 4′ je eine Durchgangsöffnung auf, deren an den durch den Fortsatz 4′ gebildeten Kanal anschließender Abschnitt ein Mehrkant­ profil, beispielsweise ein Sechskantprofil, hat. Nach außen schließt sich an diesen Abschnitt ein im Durchmesser etwas größerer, zylindrischer Abschnitt an, der in je einem nach außen weisenden Fortsatz 4′′ endet. Die mit den Fortsätzen 4′ fluchtenden Fortsätze 4′′ sind ebenso wie erstere einstückig an die Durchführung 4 angeformt.

Die drei Wicklungsenden, welche zur Bildung des Sternpunktes zusammengeschaltet werden müssen, werden in je eine Sackloch­ bohrung 7 von drei gleich ausgebildeten, stabförmigen Kontakt­ körpern 8 eingelötet. Aber auch eine andere Verbindung, bei­ spielsweise eine Verpressung, kommt in Frage. Der die Sack­ lochbohrung 7 aufweisende Endabschnitt ist in einer im Abstand vom benachbarten freien Ende liegenden Ringzone mit einem Außenprofil in Form eines Mehrkantes versehen, das zumindest im wesentlichen spielfrei in den als Mehrkant ausgebildeten Abschnitt der Durchgangsöffnung der Durchführung 4 eingreift. Die Kontaktkörper 8 sind deshalb gegen eine Verdrehung in der Durchführung 4 gesichert.

Von der das Mehrkantaußenprofil aufweisenden Ringzone erweitert sich der Außendurchmesser der Kontaktkörper 8 gegen das benach­ barte freie Ende hin konisch, wobei diese Konusfläche mit einer nach außen überstehenden Ringschneide versehen ist. Weder die Ringschneide noch die Konusfläche liegen aber an der Innenwand des Fortsatzes 4′ an, welche sich in dem den Endabschnitt des Kontaktkörpers 8 umgebenden Bereich konisch gegen den als Mehrkant ausgebildeten Abschnitt hin verjüngt.

An die den Mehrkant bildende Ringzone des Kontaktkörpers 8 schließt sich andererseits eine sich gegen das entfernter liegende Ende verjüngende Kontaktzone 8′ an, die in einen zylindrischen Abschnitt übergeht. Der im Durchmesser etwas größere, freie Endabschnitt dieses zylindrischen Abschnittes ist mit einem Außengewinde 9 versehen.

Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, durchdringt jeder der Kontaktkör­ per 8 eine Kontakthülse 10. Diese gleich ausgebildeten Kontakt­ hülsen 10 greifen mit allenfalls geringem Spiel in je einen der Fortsätze 4′′ ein und liegen mit einer als Innenkonus aus­ gebildeten Kontaktfläche an der Kontaktzone 8′ des zugeordneten Kontaktkörpers 8 an. Das nach außen weisende Ende der Kontakt­ hülsen 10, das etwa in Höhe des Beginns des Außengewindes 9 liegt, ist als eine ebene Anlagefläche für eine den Sternpunkt bildende Brücke ausgebildet, die aus einer Flachschiene 11 hergestellt ist und drei Durchtrittsöffnungen aufweist für den Durchgriff der mit dem Außengewinde 9 versehenen Endab­ schnitte der Kontaktkörper 8. Mittels je einer auf das Außen­ gewinde 9 aufgeschraubten Mutter 12 wird die Flachschiene 11 gegen die ebenen Stirnflächen der Kontakthülsen 10 gepreßt. Außerdem werden die Kontakthülsen 10 gegen die Kontaktzonen 8′ der drei Kontaktkörper 8 gespannt. Für alle drei Phasen steht deshalb ein hochbelastbarer Strompfad vom Kontaktkörper 8 über die Kontakthülse 10 zur Flachschiene 11 zur Verfügung.

Ebenso einfach wie die Herstellung des Sternpunktes ist auch die Demontage, beispielsweise zum Zwecke der Verlegung an das andere Ende der Wicklungen, weil hierzu nur die Schrau­ ben 2′ gelöst, die Muttern entfernt, die Schrauben 6 gelöst und die Durchführung 4 abgenommen zu werden brauchen.

Im Ausführungsbeispiel ist an die Durchführung 4 eine umlau­ fende Außenwand 13 angeformt, welche vom Motor absteht und die Kontaktkörper 8 überragt. Auf diese Wand ist unter Zwi­ schenlage einer Flachdichtung 14 ein Deckel 15 aufgelegt, der mittels nicht dargestellter Schrauben an die Flachdichtung 14 angedrückt wird. Der Sternpunkt ist deshalb durch die umlaufende Wand 14 und den Deckel 15 gegen äußere Einflüsse vollkommen geschützt. Der Abdeckkasten 2 ist somit nur für den Berührungsschutz und zum Schutze gegen mechanische Einwir­ kungen erforderlich.

Die anderen Wicklungsenden 16 des Motors sind, wie Fig. 4 zeigt, ebenfalls in die Sacklochbohrung je eines Kontaktkörpers 8 eingelötet oder eingepreßt, der die gleiche Ausbildung hat wie die am sternpunktseitigen Ende vorgesehenen, vorstehend beschriebenen Kontaktkörper 8. Ferner durchdringen diese Kontaktkörper 8 ebenfalls je eine Kontakthülse 17, die an dem mit der Ringschneide versehenen Außenkonus des Kontakt­ körpers 8 mit einer korrespondierenden Innenkonusfläche kon­ taktbildend anliegt. Die Kontakthülsen 17 unterscheiden sich von den Kontakthülsen 10 im Ausführungsbeispiel dadurch, daß sie sich konisch gegen das nach außen weisende Ende ver­ jüngen und daß der zentrale Kanal an diesem freien Ende einen sich zur Stirnfläche hin öffnenden Innenkonus bildet. In diesen Innenkonus greift das konische Ende einer Kontaktmutter 18 ein, welche auf ihrer Außenmantelfläche axial nebeneinander zwei Viellinienkontaktelemente trägt.

Jede der Kontakthülsen 17 wird von einem Dichtungskörper 19 umgeben, der beispielsweise aus Silikonkautschuk besteht, dicht an der Kontakthülse 17 anliegt und einen sich gegen die Kon­ taktmutter 18 verjüngenden Außenkonus bildet. Mit einem sich an das im Durchmesser größere Ende des Außenkonus anschließen­ den Abschnitt greift der Dichtungskörper 19 in eine Durch­ trittsöffnung einer metallischen Brücke 20 ein, die von außen her an das Gehäuse 1 angeschraubt ist. Wie Fig. 5 zeigt, weist die Brücke 20 einen parallel zur Anlagefläche des Gehäuses 1 für die Brücke 20 verlaufenden Mittelabschnitt und zwei von diesem aus gegen den einen bzw. anderen Fuß der Brücke abfallenden Seitenabschnitt auf. An der dem Motor zugekehrten Seite jeder dieser drei Abschnitte liegt ein Isolierkörper 21 an. Diese Isolierkörper sind, wie Fig. 5 zeigt, an die Brücke 20 angeschraubt. Ihr zentraler Durchgangskanal nimmt den mit dem Wicklungsende verlöteten oder verpreßten Endab­ schnitt des Kontaktkörpers 8 und den diesen Endabschnitt kontaktierenden Endabschnitt der Kontakthülse 17 auf. An der nach außen weisenden Stirnseite des Isolierkörpers 21 liegt der zugeordnete Dichtungskörper 19 an, der zusammen mit dem Isolierkörper 21 die Durchführung für den zugeordneten Kon­ taktkörper 8 bildet.

Unter Zwischenlage je einer Ringdichtung liegt an der nach außen weisenden Seite der drei Abschnitte der Brücke 20 je ein Gießharzkörper 22 an, die mittels Schrauben 23 gegen die Brücke 20 gedrückt werden. Diese im wesentlichen gleich ausgebildeten Gießharzkörper 22 sind mit einem Innenkonus versehen, an dem mit der erforderlichen Pressung elektrisch dicht der konische Abschnitt des zugeordneten Dichtungskörpers 19 anliegt. Gleichachsig zu diesem Innenkonus ist eine Quer­ bohrung 24 eines Steckbuchsenkörpers 25′ angeordnet, der in den Gießharzkörper 22 eingebettet ist, wobei die Längsachse der Steckbuchse im rechten Winkel zur Querbohrung 24 verläuft. In die Querbohrung 24 wird die Kontaktmutter 18 eingesteckt, wenn der Innenkonus des Gießharzkörpers 22 auf den Dichtungs­ körper 19 aufgesteckt wird.

Die von den Steckbuchsenkörpern 25′ gebildeten Steckbuchsen 25 sind für die Aufnahme eines handelsüblichen Kabelsteckers 26 ausgebildet. An die Steckbuchse 25 schließt sich deshalb gleichachsig ein vom Gießharzkörper 22 gebildeter, sich nach außen konisch erweiternder Kanal an, an dessen Wandung der Dichtungskörper des Kabelsteckers 26 elektrisch dicht anliegt, wenn dessen Steckkontakt 26′ in die Steckbuchse 25′ eingesteckt ist, wie dies Fig. 4 zeigt. Im eingesteckten Zustand halten Schrauben 27 einen Flansch des Kabelsteckers 26 in Anlage an der Stirnfläche des Gießharzkörpers 22. Dank der gegen­ einander geneigten Anordnung der Gießharzkörper 22 steht der für die Anlage der Flansche erforderliche Platz zur Ver­ fügung, wie dies insbesondere Fig. 5 erkennen läßt.

Die drei Gießharzkörper 22 sind in einem metallischen Gehäuse 28 angeordnet, das an den Fuß der Brücke angeschraubt wird und in seiner einen Seitenfläche mit je einer Öffnung zur Aufnahme der Flansche der Kabelstecker 26 versehen ist.

Zum Zwecke einer sicheren Erdung des metallischen Gehäuses der Kabelstecker 22 sind Kontaktfedern 29 vorgesehen, die einerseits an die vom Gehäuse 28 abstehenden Tragarme 30 angeschraubt sind und andererseits eine der Schrauben 27 des Kabelsteckers 26 kontaktieren.

Vor allem dann, wenn die Kabelstecker 26 mit einem integrier­ ten Ringstromwandler ausgerüstet sind, um die Phasenströme messen zu können, ist auch eine Messung der Phasenströme am anderen Wicklungsende, also im Bereich des Sternpunktes, von Interesse. Bei dem in Fig. 6 dargestellten Ausführungsbei­ spiel ist deshalb über jeden der Fortsätze 4′′ der Durchführung 4 ein Ringstromwandler 31 geschoben, der mit seinem einen Ende sich auf der Durchführung 4 abstützt. Um die Ringstrom­ wandler 31 bezüglich der Fortsätze 4′ zu positionieren, ist die Durchführung 4 mit je einer Positionierungskehle versehen. Der Raum zwischen dieser Kehle und der die Sternpunktbrücke bildenden Flachschiene 11 ist größer als die axiale Länge der Ringstromwandler 31. Die von ihnen herausgeführten Meß­ leitungen sind in Fig. 6 nicht dargestellt.

Alle in der vorstehenden Beschreibung erwähnten sowie auch die nur allein aus der Zeichnung entnehmbaren Merkmale sind als weitere Ausgestaltungen Bestandteile der Erfindung, auch wenn sie nicht besonders hervorgehoben und insbesondere nicht in den Ansprüchen erwähnt sind.

Claims (13)

1. System zur Herstellung von Verbindungen mit den Wicklungs­ enden von mehrphasigen Drehstrommotoren in Sternschaltung, gekennzeichnet durch

• a) gleich ausgebildete, stabförmige Kontaktkörper (8, 8′), die im Bereich ihres einen Endabschnittes eine Aufnahme (7) für eines der Wicklungsenden haben und von denen je einer an allen Wicklungsenden vorzusehen ist,
• b) elektrisch isolierende Durchführungen (4, 19, 21) für alle dem Sternpunkt zugeordneten Kontaktkörper (8) bzw. alle mit dem speisenden Netz zu verbindenden Kon­ taktkörper (8).

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kontaktkörper (8) wenigstens eine gegen sein freies Ende weisende, vorzugsweise konische Schulter aufweist, die eine Kontaktfläche (8′) für die Anlage einer den Kontakt­ körper (8) auf einem Teil seiner Länge aufnehmenden Kon­ takthülse (10, 17) bildet, welche mittels einer auf einem Gewinde (13) am freien Endabschnitt des Kontaktkörpers (8) angeordneten Mutter (12, 18) an die Schulter anpreßbar ist.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Kontaktkörper (8) in einer in der Durchführung (4, 19, 21) liegenden Zone die Außenkontur eines Mehrkan­ tes hat und daß diese Zone bei der dem Sternpunkt zugeordne­ ten Durchführung mit einer korrespondierenden Mehrkant- Innenkontur der Durchführung (4), bei der dem Netzanschluß zugeordneten Durchführung mit einer korrespondierenden Mehrkant Innenkontur der Durchführung oder der Kontakthülse (18) in Eingriff steht.

4. System nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Sternpunkt zugeordneten Kontakthülsen (8) an ihrem freien Ende eine plane Stirnfläche für die Kontak­ tierung einer als Sternpunktbrücke dienenden Verbindungs­ lasche (11) aufweisen.

5. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jeder der an den sternpunktseitigen Wicklungs­ enden vorgesehenen Kontaktkörper (8) einen Ringstromwand­ ler (31) durchdringt.

6. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Sternpunkt zugeordnete Durchführung (4) im Abstand voneinander angeordnete, buchsenförmige Fortsätze (4′′) aufweist, welche je eine der Kontakthülsen (10) auf einem Teil von deren Länge umgeben und je einen der Ringstrom­ wandler (31) tragen.

7. System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die dem Netzanschluß zugeordneten Kontaktkör­ per (8) mit je einer Steckbuchse (25) für einen Kabelstecker (26) verbunden sind.

8. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede Steckbuchse (25) oder der zugehörige Kabelstecker (26) einen Ringstromwandler aufweist.

9. System nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakthülse (17) jedes der dem Netzanschluß zugeord­ neten Kontaktkörper (8) durch einen dicht an ihr anliegen­ den, aus einem elastischen Kunststoff bestehenden Dichtungs­ körper (19) hindurchgeführt ist und eine auf dem Gewinde­ abschnitt des Kontaktkörpers (8) angeordnete Kontaktmutter (18) kontaktiert, die ihrerseits in eine Kontaktbohrung (24) des in einen Isolierstoffkörper (22) eingebetteten Buchsenkörpers (25′) einer der Steckbuchsen (25) eingreift.

10. System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierstoffkörper (22) im rechten Winkel zu seiner Aufnahme für den Kabelstecker (26) mit einer mit der Kontaktbohrung (24) fluchtenden, konischen Aufnahme für den Außenkonus des Dichtungskörpers (19) versehen ist.

11. System nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch eine am Motorgehäuse lösbar befestigte metallische Brücke (20), an deren Unterseite alle dem Netzanschluß zugeordneten Durchführungen (21) lösbar befestigt sind und die je einen auf jede Durchführung (21) ausgerichteten Durchbruch aufweist, der den an der Durchführung (21) anliegenden Abschnitt des zugehörigen Dichtungskörpers (19) aufnimmt.

12. System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Brücke (20) auf der vom Motorgehäuse wegweisenden Seite die Durchbrüche konzentrisch umgebende Anlageflächen für die Isolierstoffkörper (22) aufweist, die mit der Brücke (20) durch Schrauben (23) verbindbar sind.

13. System nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an die Durchführung (4) für alle dem Stern­ punkt zugeordneten Kontaktkörper (8) eine umlaufende Wand (13) angeformt ist, die zusammen mit einem auf ihren oberen Rand dicht auflegbaren Deckel (15) die Kontaktkörper (8), die sie umgebenden Kontakthülsen (10) sowie die Verbindungs­ lasche (11) gegenüber äußeren Einflüssen schützt.