CN110401115B - 背板和其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种背板(1)，用于电气元件(3至7)的电连接。所述背板(1)包括承载板(9)；安置在所述承载板(9)上和/或内的、用于电气元件(3至7)的电连接的电路网(11)，所述电路网具有网节点(17)和将各两个网节点(17)相连的连接线路(19)；和可控制的开关单元(13)，用于可控地断开和接通各个连接线路(19)。

Description

背板和其制造方法
技术领域
本发明涉及一种用于电气元件的电连接的背板和一种制造这种背板的方法。本发明还涉及一种开关柜。
背景技术
在此，背板应理解为一种用于电气元件的承载体，其具有用于将电气元件电连接的线路。这种电气元件例如是低压配电器或控制单元或输入/输出单元，低压配电器例如是接触器、电机保护开关、电机启动器、软启动器或继电器。在开关柜中安置有技术装置或设备的电气元件。在传统的开关柜中，电气元件通常通过电缆相互电连接。当具有大量电气元件时便产生较高的电缆耗费。
2017年6月22日的文献DE 10 2016 002 052 A1(Liebherr-Components Biberach有限责任公司)公开了一种开关柜和其制造方法。开关柜具有至少一个具有基板的电路板，在基板上安置电气元件并且相互电连接。至少一个基板和/或至少一个开关元件借助3D打印机以3D打印方法制造。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种改进的背板、用于制造这种背板的方法和改进的开关柜。
所述技术问题按照本发明通过一种背板解决，所述背板用于电气元件的电连接，所述背板包括：承载板；安置在所述承载板上和/或内的、用于电气元件的电连接的电路网，所述电路网具有网节点和将各两个网节点相连的连接线路；以及可控制的开关单元，用于可控地断开和接通各个连接线路。
所述技术问题按照本发明还通过一种具有前述类型的背板的开关柜解决。所述技术问题按照本发明还通过一种制造前述类型的背板的方法解决，其中，承载板、电路网和开关单元通过增材制造方法制造。
通过电路网和开关单元可以实现不同的经过电路网延伸的电流路径，方法是，借助开关单元通过接通连接线路使网节点相互电连接。开关单元的可控性实现了尤其根据当前的需要临时地或持久地建立电流路径，例如用于接通和关闭仅短期需要的电气元件，或者用于根据应用需要对电气元件进行不同的接线，例如以便实现电机的旋转方向的改变或者反转运行，或者用于事后改变电路图。由此例如可以对电路图的改变做出反应，不然的话所述改变可能导致对背板进行耗费的改装或者借助传统的布线技术进行改变或者甚至重新制造背板。通过开关单元实现的电路网的灵活的可连接性还可以时间错开地多次使用电路网的连接线路，用于彼此不同的回路，这些回路实际应用中不能同时使用。由此，尤其可以降低电线路的数量和由此降低用于制造背板的材料耗费和成本。此外，可以降低电连接的复杂性并且改进电连接的可拆解性。
本发明的设计方案规定，至少一个开关单元设计为微系统。本发明的另外的设计方案规定，每个开关单元均设计为微系统。微系统也称为MEMS(微机电系统)，设计为微系统的开关单元应理解为一种小型化的开关单元。微系统有利地适于实现开关单元，因为微系统需要较小的结构空间。
本发明的另外的设计方案规定，开关单元安置在所述电路网的每个连接线路上或内。这有利地实现了，电路网的网节点以任意的方式相互电连接，并且由此实现电路网的理想的灵活的应用。
本发明的另外的设计方案规定，所述电路网具有用于控制开关单元的控制线路。这实现了通过控制线路电气地控制开关单元。
备选或附加地规定，所述开关单元能够被无线地控制，例如通过无线电信号、如蓝牙信号或WLAN(无线局域网)信号。由此，可以减低用于控制开关单元的线路耗费和/或实现对开关单元的灵活的控制。
本发明的另外的设计方案规定，所述背板具有控制单元，用于控制开关单元。由此，可以通过集成在背板中的控制单元控制开关单元。
按照本发明的开关柜具有按照本发明的背板。
相对于传统的通过电缆的电气元件的连接，背板在开关柜中的应用有利地降低了用于开关柜中的电气元件的电连接的耗费和成本。此外，按照本发明的具有电路网和可控的开关单元的背板的实施方式具有前述的优点，即通过电路网灵活地实现不同电流路径。
在按照本发明的用于制造按照本发明的背板的方法中，承载板、电路网和开关单元通过增材制造方法、例如3D打印技术制造。
3D打印技术应理解为一种工艺，其中，通过计算机控制的逐层的涂覆材料制造三维的物体。
承载板、电路网和开关单元通过增材制造方法、例如3D打印技术制造实现了，与背板的要求相匹配的承载板、电路网和开关单元的灵活的制造。
附图说明
在下文中结合附图通过实施例的说明进一步清楚、明确和可理解地阐释本发明的前述的特性、特征和优点以及实现本发明的方式和方法。在附图中：
图1示出一种背板，其具有电路网和与之连接的电气元件，其中，流经电路网的电流路径的第一集合被突出，
图2示出图1所示的背板，其中，流经电路网的电流路径的第二集合被突出，
图3示出开关柜的立体图。
在附图中彼此相应的部件设有相同的附图标记。
具体实施方式
图1和2分别示出用于电气地连接电气元件3至7的背板1的实施例的俯视图。背板1具有承载板9、电路网11、开关单元13和控制单元15。电气元件3至7的集合例如包括供电单元3、第一电灯4、第二电灯5、第一电机6和第二电机7。供电单元3安置在承载板9上，电灯4、5和电机6、7安置在承载板9的旁边。
电路网11安置在承载板9上并且具有网节点17和使两个网节点17相连的连接线路19。
在每个连接线路19上或内安置有开关单元13，所述开关单元设计用于可控地断开和接通连接线路19，也就是说，用于可控地打开和关闭两个通过连接线路19相连的网节点17的电连接。每个开关单元13设计为微系统。
控制单元15安置在承载板9上，但在备选的实施例中控制单元也可以安置在承载板9以外。通过控制单元15可以分别单独地控制开关单元13。例如，开关单元13为此通过(出于清楚的原因未示出的)控制线路与控制单元15连接。备选或附加地，开关单元13也可以无线地、例如通过无线电信号被控制单元15控制。
供电单元3设计为具有两个供电接口21、22的电网部件，所述供电接口分别与电路网11相连。
网节点17可以通过开关单元13以不同的方式相互电连接。由此可以在电路网11中实现不同的电流路径23至28，用于电气元件3至7的电连接。
图1示出所实现的三个电流路径23至25，用于为第一电灯4和第一电机6供电。第一电流路径23将供电单元3的第一供电接口21与第一电机6的第一电机接口连接。第二电流路径24将供电单元3的第一供电接口21与第一电灯4的第一电灯接口连接。第三电流路径25将供电单元3的第二供电接口22与第一电机6的第二电机接口连接并且将供电单元3的第二供电接口22与第一电灯4的第二电灯接口连接。
图2示出所实现的三个电流路径26至28，用于为第二电灯5和第二电机7供电。第四电流路径26将供电单元3的第一供电接口21与第二电机7的第一电机接口连接。第五电流路径27将供电单元3的第一供电接口21与第二电灯5的第一电灯接口连接。第六电流路径28将供电单元3的第二供电接口22与第二电机7的第二电机接口连接并且将供电单元3的第二供电接口22与第二电灯5的第二电灯接口连接。
在图1和2中，每个电流路径23至28的每两个彼此相邻的网节点17相互电连接，方法是，将两个网节点17相连的连接线路19通过安置在连接线路上或内的开关单元13被接通。电路网11的所有其它的连接线路19通过相应安置在连接线路上或内的开关单元13被断开。
承载板9、电路网11和开关单元13通过增材的制造方法、例如3D打印技术制造。网节点17和连接线路19在此例如由导电的膏状物、尤其由铜质、铝质、黄铜质或银质膏状物打印而成。
图3示出开关柜30的立体图。开关柜30具有如前述图1和2设计的背板1，所述背板构成开关柜30的后壁。
尽管通过优选实施例详细示出并阐述了本发明的细节，但是本发明不受公开实施例的限制，并且技术人员由此可以推导出其它变型方案，而不会脱离本发明的保护范围，。

Claims (10)

1.一种背板(1)，用于电气元件(3至7)的电连接，所述背板(1)包括：
-承载板(9)，
-安置在所述承载板(9)上和/或内的、用于电气元件(3至7)的电连接的电路网(11)，所述电路网具有网节点(17)和将各两个网节点(17)相连的连接线路(19)，和
-可控制的开关单元(13)，用于可控地断开和接通各个连接线路(19)，
其中，所述开关单元(13)无线地被控制单元(15)控制，所述控制单元(15)布置在承载板(9)上，其中，开关单元(13)安置在所述电路网(11)的每个连接线路(19)上或内。
2.按照权利要求1所述的背板(1)，其中，至少一个开关单元(13)设计为微系统。
3.按照权利要求1所述的背板(1)，其中，每个开关单元(13)均设计为微系统。
4.按照权利要求1所述的背板(1)，其中，承载板(9)、电路网(11)和开关单元(13)通过3D打印技术制造。
5.按照权利要求1所述的背板(1)，其中，所述电路网(11)具有用于控制开关单元(13)的控制线路。
6.按照权利要求1所述的背板(1)，其中，所述开关单元(13)能够通过无线电信号被控制。
7.按照权利要求1所述的背板(1)，其中，背板具有用于控制开关单元(13)的控制单元(15)。
8.一种开关柜(30)，具有按照前述权利要求之一所述的背板(1)。
9.一种制造按照权利要求1至7之一所述的背板(1)的方法，其中，承载板(9)、电路网(11)和开关单元(13)通过增材制造方法制造。
10.按照权利要求9所述的方法，其特征在于，所述增材制造方法是3D打印技术。
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