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Die Erfindung geht von einer Vorrichtung zur Erdung einer modular aufgebauten Gehäuseeinheit aus wenigstens einem Gehäuseträger und mehreren, auf dem Gehäuseträger befestigbaren, jeweils einen Erdungsanschluss aufweisenden Gehäuseelementen, die elektrisch leitend mit einem gemeinsamen Erdungsanschluss verbunden sind, aus, wobei die leitende Verbindung mit dem gemeinsamen Erdungsanschluss über ein modular aufgebautes Schienensystem aus leitend verbundenen Metallschienen erfolgt, das an einer Stelle elektrisch leitend mit dem gemeinsamen Erdungsanschluss verbunden ist, und jeder Gehäuseträger eine Bodenplatte und eine senkrecht an einer Längskante der Bodenplatte befestigte Seitenwand aufweist. Eine solche Gehäuseeinheit wird z. B. benötigt, um die elektronischen Baukomponenten eines Steuergerätes geschützt in einem Steuerschrank unterzubringen.
Der modulare Aufbau der Gehäuseeinheit hat den Vorteil, dass die Gehäuseeinheit flexibel an verschiedene Rahmenbedingungen angepasst werden kann, indem unterschiedliche Gehäuseelemente mit einer dem jeweiligen Anforderungsprofil entsprechenden Elektronik auf dem Gehäuseträger schnell und problemlos befestigt werden können. Ausserdem ermöglicht der modulare Aufbau den raschen Austausch defekter Komponenten, die einfach aus der Gehäuseeinheit ausgebaut werden, ohne dass hierfür die gesamte Einheit zerlegt werden müsste.
Die einzelnen Gehäuseelemente bestehen oft aus abschirmenden, metallischen Kästen, in denen die elektronischen Baukomponenten vor elektromagnetischen Störeinflüssen geschützt sind, und die verhindern, dass die Störabstrahlung einzelner Baukomponenten nach aussen abgestrahlt werden kann Um die einzelnen Metallgehäuse zu erden, werden deren Erdungsanschlüsse über separate Kabelverbindungen mit einem gemeinsamen Erdungsanschluss verbunden, der auf direktem Weg mit dem Haupterdungskabel der Gehäuseeinheit verbunden ist.
Hierbei muss als nachteilig angesehen werden, dass die Gehäuseelemente in einem ersten Arbeitsgang zunächst auf den Träger montiert werden müssen und anschliessend die einzelnen Erdungskabel in einem zweiten Arbeitsgang mit den Erdungsanschlüssen der Gehäuseelemente verbunden werden
Hierdurch wird die Montage schwierig und zeitaufwendig, insbesondere dann, wenn viele solcher
Erdungskabel in der Gehäuseeinheit verlegt werden müssen. Ein weiterer Nachteil besteht dann, dass bei Verwendung von Erdungskabeln relativ lange Wege vom Erdungsanschluss der Gehäuseelemente bis zum gemeinsamen Haupterdungsanschluss in Kauf genommen werden müssen, da die Kabel meist umständlich verlegt oder länger sind als nötig. Ausserdem erhöhen sich durch die Verwendung von teuren Erdungskabeln die Herstellungskosten der Gehäuseeinheit.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des bisherigen Standes der Technik zu vermeiden, wobei eine sowohl preiswerte als auch praktische Erdung der einzelnen Gehäuseelemente ermög- licht wird
Aus der EP 228 405 B1 ist ein Erdungssystem für Geräteschränke bekannt, wobei jedoch kei- ne modular aufgebaute Gehäuseeinheit mit mehreren Gehäuseelementen sondern vielmehr ein
Gehäuse, in dem mehrere Geräte untergebracht sind und geerdet werden können, vorliegt.
Aus dem JP-Abstract zu JP 1-95598 A ist es bekannt, eine Schaltkreiseinheit, in die Schalt- tafeln eingehängt werden, vorzusehen.
Aus der EP 337 270 A1 ist ein Schaltfeld für eine gekapselte Mittelspannungsschaltanlage zu entnehmen. Hier werden Modulschienen verwendet, um die Phasen den einzelnen Geräten zuzu- führen, jedoch liegt kein modular aufgebautes Schienensystem aus leitend verbundenen Metall- schienen zum Zwecke der Erdung vor
Erfindungsgemäss wird daher bei der eingangs erwähnten Vorrichtung vorgeschlagen, dass die
Seitenwand jedes Gehäuseträgers an ihrer Aussenseite wenigstens zwei von der Seitenwand senk- recht abstehende Finger aufweist, dass jedem Gehäuseträger wenigstens eine Modulschiene zuge- ordnet ist, die mit den Fingern des Gehäuseträgers lösbar verbunden ist, und dass die Erdungsan- schlüsse der Gehäuseelemente eines Gehäuseträgers jeweils einzeln über lösbare Verbindungs- mittel mit der zugeordneten Metallschiene leitend verbunden sind.
Mit Hilfe der Erfindung ist es möglich, mit verhältnismässig einfachen mechanischen Mitteln gleichzeitig eine verhältnismässig gute Erdung sowie auch eine gute Abschirmwirkung zu erzielen.
Vorteilhaft ist es, wenn das Schienensystem eine erste auf direktem Weg mit dem gemeinsamen
Erdungsanschluss der Gehäuseeinheit elektrisch leitend verbundene Sammelschiene (Potential- ausgleichsschiene) aufweist, mit der wenigstens eine Modulschiene rechtwinklig über ein lösbares
Kontaktmittel elektrisch leitend verbunden ist
Weiterhin ist es als vorteilhaft anzusehen, dass aus Metall gefertigte Gehäuseträger über die
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Anschlussklemmen zur Befestigung der Modulschienen auf direktem Weg mit der Erdungsvorrichtung elektrisch leitend verbunden sind.
Weitere vorteilhafte Massnahmen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Anschlussklemmen lassen sich auf den Schienen in gelöstem Zustand leicht verschieben, so dass die Erdung der einzelnen Gehäuseelemente schnell und problemlos durchgeführt werden kann. Ebenso wie beim Zusammenbau lassen sich zu Reparaturzwecken einzelne Gehäuseelemente aber auch ganze Gehäuseträger mit allen darauf befestigten Gehäuseelementen mit wenigen Handgriffen schnell aus der Gehäuseeinheit ausbauen, ohne dass separate Erdungskabel gelöst werden müssten. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass die einzelnen Gehäuseelemente mit den Erdungsfingern direkt an das Schienensystem angeschlossen werden, wodurch die Länge des Erdungsanschlusses insgesamt verkürzt wird. Durch die kurze Anbindung des Erdungsanschlusses und durch die Verwendung massiver Kupferschienen wird die Qualität der Erdung im Vergleich zu einem Erdungskabel verbessert.
Das Schienensystem kann aus preisgünstigen Kupferschienen und im Handel erhältlichen Anschlussklemmen hergestellt werden, so dass die Herstellungskosten der Erdungsvorrichtung insgesamt gesenkt werden können.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine Aufsicht auf eine aus mehreren Gehäuseträgern zusammengesetzte Gehäuseeinheit mit einem modular Aufgebauten Schienensystem,
Fig. 2 eine nicht massstabsgetreue, perspektivische Teilansicht eines Gehäuseträgers mit einer am Gehäuseträger befestigten und mit einer Sammelschiene verbundenen Modulschiene und zwei auf dem Gehäuseträger montierten Gehäuseelementen,
Fig. 3 einen Querschnitt durch ein auf einem Gehäuseträger befestigtes Gehäuseelement, das über eine Anschlussklemme mit einer Modulschiene leitend verbunden ist,
Fig. 4 eine vergrösserte Teilansicht aus Fig. 1 mit verschiedenen Anschlussklemmen.
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
Fig. 1 zeigt eine Aufsicht auf eine in einen Steuerschrank 1 eingebaute Gehäuseeinheit. Die Gehäuseeinheit ist modular aus mehreren aneinanderreihbaren, aus Metall gefertigten Gehäuseträgern 20 aufgebaut, die im Steuerschrank 1 über lösbare Halteteile 4 befestigt sind. Der Steuerschrank 1 weist einen Erdungsanschluss 5 auf, der mit einer aus Kupfer gefertigten Sammelschiene 10 (Potentialausgleichsschiene) leitend verbunden ist. Die Sammelschiene 10 ist über eine an der Verbindungsstelle 16 angebrachte Klemmverbindung mit dem Erdungsanschluss 5 leitend verbunden. Mit der Sammelschiene 10 sind ebenfalls aus Kupfer gefertigte Modulschienen 13a an einem Ende 14 über Anschlussklemmen 40 rechtwinklig verbunden. Das andere Ende 15 der Modulschienen ist über weitere Anschlussklemmen 40 mit einer zweiten Sammelschiene 11verbunden.
Mit der zweiten Sammelschiene 11 können weitere Modulschienen 13b an ihrem einen Ende 15 über Anschlussklemmen 40 verbunden sein, die an ihrem anderen Ende 14 nicht mit der Sammelschiene
10 verbunden sind. Die Sammelschiene 10, die Modulschienen 13 und die Sammelschiene 11 weisen einen rechteckigen Querschnitt auf und bilden zusammen mit den Anschlussklemmen 40 ein System elektrisch leitend miteinander verbundener Schienen, das über den gemeinsamen Erdungsanschluss 5 der Gehäuseeinheit geerdet ist. Die Sammelschienen 10,11 und die Modulschienen 13 brauchen nicht notwendig einstückig zu sein. Es ist zum Beispiel auch möglich, die Modulschienen aus mehreren Teilschienen geradlinig zusammenzusetzen, die über geeignete Verbindungsmittel elektrisch leitend miteinander verbunden sind.
Ein elektromagnetischer Verträglichkeitsfilter 3 ist an der Verbindungsstelle 18 mit der Sammelschiene 11 leitend verbunden. Über den EMV-Filter 3 werden in die Erdungsleitungen eingestrahlte elektromagnetische Störungen aus den Metallschienen herausgefiltert.
Wie in Fig. 2 dargestellt wird besteht jeder Gehäuseträger 20 aus einer rechteckigen Boden- platte 21, an deren einer Längskante 25 eine senkrecht abstehende Seitenwand 22 angeformt ist.
An der anderen Längskante 26 der Bodenplatte 21 ist eine senkrecht von der Bodenplatte abste-
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hende Wange 27 angebogen. An der der Bodenplatte 21 abgewandten Aussenseite der Seitenwand 22 sind senkrecht abstehende Finger 23 befestigt. Alle Finger 23 sind als Stanzbiegeteile in gleichem Abstand (a) der Finger 23 von der aus Bodenplatte 21 und Seitenwand 22 gebildeten Längskante 25 aus der Seitenwand 22 geformt. An den Fingern 23 eines Gehäuseträgers 20 ist jeweils eine Modulschiene 13 über lösbare Verbindungsmittel befestigt. Als Verbindungsmittel dienen im Handel erhältliche elektrisch leitfähige Anschlussklemmen 41, die auf die Modulschienen 13 aufgeschoben oder aufgesetzt werden können.
Die Anschlussklemmen 41 sind so ausgelegt, dass sowohl die Modulschienen 13 als auch die Finger 23 des Gehäuseträgers in die Klemmen eingeschoben werden können. Dabei werden die Finger 23 oberhalb der Modulschienen in die Klemmen 41 eingeschoben. Es ist aber auch denkbar, die Klemmen so auszulegen, dass die Finger 23 unterhalb der Modulschienen in die Klemmen eingeschoben werden können. Mittels an den Klemmen angebrachter Schrauben 45 können die Finger 23 mit den Modulschienen 13 elektrisch leitend verbunden werden. Die Modulschienen 13 sind über weitere Anschlussklemmen 40 mit den Sammelschienen 10,11 verbunden, so dass die aus Metall gefertigten Gehäuseträger 20 über die Modulschienen 13 und die Sammelschienen 10 bzw 11 mit dem Erdungsanschluss 5 verbunden sind.
Dabei sind bei der hier gezeigten Ausführung die Klemmen 40 so ausgelegt, dass die Modulschienen oberhalb der Sammelschienen in die Anschlussklemmen eingeschoben werden können. Abweichend von dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist es auch denkbar, die Gehäuseträger 20 nicht aus Metall zu fertigen. In diesem Fall dienen die Finger 23 nur zur Befestigung der Modulschienen 13 und nicht zugleich zur Erdung der Gehäuseträger 20.
Die Seitenwand 22 weist in Richtung der Längskante 25, seitlich versetzt zu den Fingern 23 rechteckig ausgebildete Ausnehmungen 24 mit einer Breite (d) und einer Hohe (h) auf Wie in Fig. 3 und Fig. 4 dargestellt ist, wird die Unterseite der Innenwandung einer Ausnehmung 24 durch ein ebenes Flächenstück 54 gebildet, das in einem Abstand von der Längskante 25 des Gehäuseträgers 20 angebracht ist, der gleich dem Abstand (a) der Finger 23 von der Langskante 25 ist.
Auf jedem Gehäuseträger 20 ist eine Vielzahl von aus Metall gebildeten Gehäuseelementen 30 befestigt, in denen die einzelnen elektronischen Baukomponenten 6 eingesetzt sind Die Gehäuseelemente 30 sind als Metallkästen mit einer Stirnwand 31 und drei weiteren Seitenwänden 32,33 und 34 sowie einer Unterseite 35 ausgebildet Die Stirnwand 31 weist als Erdungsanschluss einen senkrecht nach aussen abstehenden Erdungsfinger 37 mit einer Breite (b) und einer Länge (I) auf, der als Stanzbiegeteil aus der Stirnwand 31 ausgeformt ist, dabei ist die Breite (b) des Erdungsfingers kleiner als die Breite (d) der Ausnehmung 24 und die Höhe (h) der Ausnehmung grösser als die Dicke eines Erdungsfingers 37.
Der Erdungsfinger 37 ist in einem Abstand von der Unterseite 35 des Gehäuseelementes 30 angebracht, der kleiner als der Abstand (a) der Ausnehmungen 24 von der Längskante 25 des Gehäuseträgers 20 ist, so dass die Erdungsfinger 37 bei der Montage der Gehäuseeinheit durch die Ausnehmungen 24 der Seitenwand 22 geschoben werden können, bis die Stirnwand 31 der Gehäuseelemente 30 an der Seitenwand 22 des Gehäuseträgers 20 anliegt. In dieser in Fig. 3 und Fig. 4 gezeigten Position liegen die Erdungsfinger 37 unmittelbar auf den Modulschienen 13 auf Wie in Fig. 4 gezeigt ist, ist die Länge (I) der Erdungsfinger 37 so bemessen, dass die durch die Ausnehmung 24 geführten Erdungsfinger die ganze Breite der Modulschienen 13 überspannen, damit die elektrische Kontaktfläche zwischen Erdungsfinger und Modulschiene möglichst grossflächig ist.
Anschliessend wird, wie in Fig. 3 zu erkennen ist, die Unterseite 35 der Gehäuseelemente an einer an der Bodenplatte 21 angebrachten Halteschiene 8 befestigt. Die Halteschiene 8 ist so ausgestaltet, dass die Erdungsfinger 37 bei der Montage der Gehäuseelemente in der richtigen
Höhe (a) durch die Ausnehmungen 24 geführt werden. Mit elektrisch leitenden Anschlussklemmen 42 werden die Erdungsfinger 37 an den Modulschienen 13 befestigt, so dass die einzelnen Gehäuseelemente 30 über die Modulschienen 13 mit dem gemeinsamen Erdungsanschluss 5 der Gehäuseeinheit verbunden sind.
PATENTANSPRÜCHE:
1. Vorrichtung zur Erdung einer modular aufgebauten Gehäuseeinheit aus wenigstens einem
Gehäusetrager und mehreren, auf dem Gehäuseträger befestigbaren, jeweils einen
Erdungsanschluss aufweisenden Gehäuseelementen, die elektrisch leitend mit einem
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gemeinsamen Erdungsanschluss verbunden sind, wobei die leitende Verbindung mit dem gemeinsamen Erdungsanschluss über ein modular aufgebautes Schienensystem aus lei- tend verbundenen Metallschienen erfolgt, das an einer Stelle elektrisch leitend mit dem gemeinsamen Erdungsanschluss verbunden ist, jeder Gehäuseträger eine Bodenplatte und eine senkrecht an einer Längskante der Bodenplatte befestigte Seitenwand aufweist, da- durch gekennzeichnet, dass die Seitenwand (22) jedes Gehäuseträgers (20)
an ihrer
Aussenseite wenigstens zwei von der Seitenwand senkrecht abstehende Finger (23) auf- weist, dass jedem Gehäuseträger (20) wenigstens eine Modulschiene (13) zugeordnet ist, die mit den Fingern (23) des Gehäuseträgers (20) lösbar verbunden ist, und dass die Er- dungsanschlüsse (37) der Gehäuseelemente (30) eines Gehäuseträgers jeweils einzeln über lösbare Verbindungsmittel (42) mit der zugeordneten Metallschiene (13) leitend ver- bunden sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schienensystem eine erste auf direktem Weg mit dem gemeinsamen Erdungsanschluss (5) der Gehäuseeinheit elektrisch leitend verbundene Sammelschiene (10) (Potentialausgleichsschiene) aufweist, mit der wenigstens eine Modulschiene (13a) rechtwinklig über ein lösbares Kontaktmittel (40) elektrisch leitend verbunden ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Sammelschiene (11) vorgesehen ist, die parallel zur ersten Sammelschiene (10) verläuft und ebenfalls rechtwinklig mit wenigstens einer der mit der ersten Sammelschiene (10) verbundenen
Modulschienen (13a) über lösbare Kontaktmittel (40) elektrisch leitend verbunden ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass weitere Modulschienen (13b) vorgesehen sind, die nur mit der zweiten Sammelschiene (11) rechtwinklig über lösbare
Kontaktmittel (40) elektrisch leitend verbunden sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als lösbare
Kontaktmittel (40) elektrisch leitfähige Anschlussklemmen vorgesehen sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Seitenwand ab- stehenden Finger (23) in gleichem Abstand (a) von der durch Bodenplatte (21) und Sei- tenwand (22) gebildeten Längskante (25) angebracht sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Gehäuseelemente (30)
Metallkästen vorgesehen sind, die wenigstens eine als ebene Fläche ausgestaltete Stirn- wand (31) aufweisen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Erdungsanschluss an der
Aussenseite der Stirnwand (31) jedes Gehäuseelementes (30) ein senkrecht von der Stirn- wand abstehender, aus einem elektrisch leitfähigen Material gefertigter Erdungsfinger (37) befestigt ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Erdungsfinger (37) als
Stanzbiegeteil aus der Stirnwand (31) des Gehäuseelementes (30) ausgeformt ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwand (22) eines
Gehäuseträgers (20) in einem Abstand, der gleich dem Abstand (a) der Finger (23) von der durch Bodenplatte (21) und Seitenwand (22) gebildeten Längskante (25) ist, schlitz- förmige Ausnehmungen (24) zur Durchführung der Erdungsfinger (37) der einzelnen Ge- häuseelemente (30) aufweist, die seitlich zu den Fingern (23) in Richtung der Längskante (25) versetzt smd.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseträger (20) aus
Metall gefertigt sind.
12. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die schlitzförmigen Ausnehmungen (24) eines Gehäuseträgers (20) hindurchragen- den Erdungsfinger (37) der Gehäuseelemente (30) über auf den Modulschienen (13) flexi- bel verschiebbare Anschlussklemmen (42) mit den Modulschienen elektrisch leitend ver- bunden sind.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Bodenplatte (21) jedes
Gehäuseträgers (20) an der Seitenwand (22) gegenüberliegenden Seite eine senkrecht von der Bodenplatte (21) abstehende Wange (27) angeformt ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallschienen (10,11,
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13) aus Kupfer bestehen.
15. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektromagnetischer Ver- träglichkeits(EMV)-Filter (3) an einer Stelle (18) mit dem Schienensystem elektrisch leitend verbunden ist.
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