DE102007013052B3

DE102007013052B3 - Elektromagnetisches Gerät mit verschiebbaren Anschlüssen

Info

Publication number: DE102007013052B3
Application number: DE102007013052A
Authority: DE
Inventors: Georg Bollinger; Johann Drexler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2007-03-19
Filing date: 2007-03-19
Publication date: 2008-09-04
Anticipated expiration: 2027-03-20
Also published as: CN101276704B; FR2914109A1; US20080231399A1; CN101276704A; US7889033B2

Abstract

Ein elektromagnetisches Schaltgerät zur Steuerung eines Abzweiges umfasst ein Gehäuse (2) mit einer Länge in einer Längsrichtung (LR), mit einer senkrecht zur Längsrichtung (LR) orientierten ersten Stirnseite und mit einer senkrecht zur Längsrichtung (LR) orientierten, der ersten Stirnseite gegenüberliegenden zweiten Stirnseite, eine im Gehäuse (2) angeordnete Steuer-Spule (8) zur Betätigung eines elektrischen Schalters mit einem ersten und zweiten Spulen-Kontakt (9, 10), ein teilweise im Gehäuse (2) angeordnetes erstes und zweites Anschluss-Element (11, 12), wobei die Anschluss-Elemente (11, 12) derart in Längsrichtung (LR) relativ zum Gehäuse (2) zwischen einer ersten und einer zweiten Endstellung verschiebbar sind, dass sie in der ersten Endstellung auf einer der Stirnseiten frei zugänglich sind, in einer zweiten Endstellung auf der anderen der Stirnseiten frei zugänglich sind, und sowohl in der ersten Endstellung als auch in der zweiten Endstellung mit den zugehörigen Spulen-Kontakten (9, 10) in elektrischer Verbindung stehen.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Schaltgerät zur Steuerung eines Abzweiges.
Elektromagnetisch betätigte Schalter, Schütze, zum Schließen bzw. Öffnen eines Hauptstromkreises, mit möglicherweise großer Leistungsaufnahme, sind aus dem Stand der Technik bekannt. Hierbei wird mittels eines durch ein Spule fließenden Steuerstroms ein Magnetfeld erzeugt, durch welches mechanisch ein elektrischer Kontakt getätigt wird, welcher den Hauptstromkreis schließt bzw. öffnet. Schütze werden insbesondere in Schaltanlagen häufig mit Motorschutzschaltern, Überlastrelais oder Sicherungen kombiniert, können aber ebenso in Einzelaufstellung zum Einsatz kommen. Abhängig vom Einsatz werden dabei Anschlüsse zum Teil auf der einen Seite des Schützes, zum Teil auf der gegenüberliegenden Seite des Schützes, zum Teil auf beiden Seiten des Schützes benötigt. Üblicherweise ist die Lage der Anschlüsse am Schütz vom Hersteller fest vorgegeben. Dies hat zur Folge, dass die Anschlusszuleitungen gegebenenfalls über den Schütz geführt werden müssen, was unübersichtlich ist, den Zugang zum Schütz erschwert, und, insbesondere bei einer Vielzahl von Anschlüssen, zu Verdrahtungsfehlern führen kann.
Die DE 30 17 561 C2 offenbart ein elektromagnetisches Schaltgerät mit einsteckbaren Anschlussklemmen. Die Anschlussklemmen können je nach Bedarf und Platzverhältnissen in das Schaltgerät eingesteckt bzw. aus demselben herausgenommen werden.
Aus der DE 44 06 682 C2 ist ein Schütz mit mehreren Spulenklemmen bekannt. Hierbei kann je nach Bedarf und Anordnung des Schützes ein äußerer Verdrahtungsabschnitt in Verbindung mit einer der Spulenklemmen gebracht werden oder aus dem Schütz entfernt werden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Schütz zu schaffen, bei welchem die Lage der Anschlüsse an den jeweiligen Bedarf einfach angepasst werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Der Kern der Erfindung besteht darin, dass der Schütz Anschluss-Elemente aufweist, welche in Längsrichtung relativ zum Gehäuse des Schützes verschiebbar sind.
Die Verschiebbarkeit der Anschluss-Elemente ermöglicht eine einfache, flexible Anpassung des Schützes an den jeweiligen Bedarf. Ein Vorteil besteht darin, dass die Anschluss-Elemente aufgrund ihrer Verschiebbarkeit gerade auf der Seite frei zugänglich gemacht werden können, auf welcher sie benötigt werden. Dadurch wird vermieden, dass Anschlussdrähte in unordentlicher und behindernder Weise über den Schütz geführt werden müssen. Außerdem werden Verdrahtungsfehler beim Anschluss eines Gerätes an den Schütz vermieden, da die Anschlüsse des Schützes jeweils nur auf einer Seite frei zugänglich sind.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der von Anspruch 1 abhängigen Ansprüche.
Vorteilhafterweise werden die Anschluss-Elemente auf der der frei zugänglichen jeweils gegenüberliegenden Seite in Längsrichtung vollständig vom Gehäuse des Schützes überragt, d. h. die Anschlüsse stehen an dieser Seite nicht über das Gehäuse des Schützes über. Dadurch wird vermieden, dass durch ungenutzte Anschlüsse unnötig Platz verschenkt wird.
Vorteilhafterweise ist weiterhin vorgesehen, dass die Anschluss-Elemente in Längsrichtung eine Länge aufweisen, welche die Länge des Gehäuses um höchstens einen Zentimeter, insbesondere um höchstens 0,5 Zentimeter, insbesondere überhaupt nicht übersteigt. Dadurch wird die maximale Einbaulänge des Schützes begrenzt.
Günstigerweise ist das erste Anschluss-Element identisch zum zweiten Anschluss-Element ausgebildet. Dadurch wird eine besonders einfache Herstellung des Schützes ermöglicht, da die Fertigungsausführung unabhängig von der letztendlich benötigten Stellung der Anschluss-Elemente identisch ist.
Vorteilhafterweise ist die elektrische Verbindung zwischen den Spulen-Kontakten und den zugehörigen Spulenanschlüssen als Klemmkontakt ausgebildet, was einerseits zu einem guten elektrischen Kontakt führt, andererseits die Spulenanschlüsse gegen unbeabsichtigtes Verrutschen mechanisch sichert.
Vorteilhafterweise ist die Steuerspule austauschbar, was zu einer erhöhten Flexibilität des Schützes und einer vereinfachten und kostengünstigen Wartung führt.
Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Es zeigen:
1 eine Seitenansicht eines Schützes gemäß einem Ausführungsbeispiel,
2 einen Schnitt durch den Schütz entlang der Linie II-II,
3 eine 3D-Ansicht einer Spule,
4 eine separate Ansicht der Anschluss-Elemente,
5 eine Draufsicht des Schützes gemäß 1 mit den Spulenanschlüssen in einer ersten Stellung,
6 eine Draufsicht auf den Schütz gemäß 1 mit den Spulenanschlüssen in einer zweiten Stellung und
7 eine Draufsicht auf den Schütz gemäß 1 mit den Spulenanschlüssen in einer dritten Stellung,
8 einen Schnitt durch den Schütz gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Ein elektromagnetisches Schaltgerät, Schütz 1, weist ein Gehäuse 2 mit einer Längsrichtung LR auf. Das Gehäuse 2 hat in Längsrichtung LR eine Länge L_G. Das Gehäuse 2 ist aus einem isolierenden Material, insbesondere Kunststoff. Das Gehäuse 2 umfasst ein Gehäuse-Unterteil 3 und ein lösbar mit diesem verbundenes Gehäuse-Oberteil 4. In Längsrichtung LR ist das Gehäuse 2 von einer ersten Stirnseite 5 und einer dieser gegenüberliegenden zweiten Stirnseite 6 begrenzt. Das Gehäuse-Unterteil 3 weist eine speziell ausgestaltete Befestigungs-Aussparung 7 zur Befestigung des Gehäuses 2 auf einer dafür vorgesehenen, nicht dargestellten Befestigungsschiene auf.
Im Gehäuse-Unterteil 3 ist eine in 3 gezeigte Spule 8 mit einem ersten Spulen-Kontakt 9 und einem zweiten Spulen-Kontakt 10 verschiebungsfest angeordnet. Gemäß dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Spule 8 als Dreibeinspule mit einem dritten Spulen-Kontakt 9a ausgebildet. Alternativ hierzu kann die Spule 8 auch lediglich zwei Spulen-Kontakte 9, 10 aufweisen oder als Vierbeinspule ausgebildet sein. Die Spulen-Kontakte 9, 9a, 10 sind als plättchenförmige Steckkontakte ausgebildet, die senkrecht zur Längsrichtung LR vorstehen und deren eine Schmalseite in Längsrichtung LR weist. Alternative, in den FIG nicht dargestellte geometrische Ausgestaltungen der Spulen-Kontakte sind ebenfalls denkbar. Der erste Spulen-Kontakt 9 steht in elektrischer Verbindung mit einem als ersten Spulenanschluss 11 ausgebildeten Anschluss-Element. Entsprechend steht der zweite Spulen-Kontakt 10 in elektrischer Verbindung mit einem als zweiten Spulenanschluss 12 ausgebildeten Anschluss-Element. Die Spulenanschlüsse 11, 12 sind in Längsrichtung LR relativ zum Gehäuse 2 und der verschiebefest mit diesem verbundenen Spule 8 verschiebbar.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform haben die Spulenanschlüsse 11, 12 in Längsrichtung LR eine Länge L_A, für die gilt: L_A ≤ L_G + 1 cm, insbesondere L_A ≤ L_G + 0,5 cm, insbesondere L_A ≤ L_G.
Der in 4 separat gezeigte erste Spulenanschluss 11 umfasst einen in Längsrichtung LR an einem ersten Ende des Spulenanschlusses 11 angeordneten ersten Anschlussblock 13 mit einer in Längsrichtung LR ausgerichteten ersten Anschluss-Öffnung 14 und einer senkrecht zur Anschluss-Öffnung 14 ausgerichteten, in die Anschluss-Öffnung 14 einschraubbaren ersten Anschluss-Feststell-Schraube 15. Der erste Spulenanschluss 11 umfasst des Weiteren ein sich an den ersten Anschlussblock 13 entgegen der Längsrichtung LR anschließendes Kontaktstück 16, sich daran anschließend ein Verbindungsstück 17 sowie einen dem ersten Anschlussblock 13 gegenüberliegen den zweiten Anschlussblock 18, der entsprechend der Ausführung des ersten Anschlussblocks 13 eine zweite Anschluss-Öffnung 19 und eine zweite Anschluss-Feststell-Schraube 20 aufweist. In einer alternativen, nicht in den FIG dargestellten Ausführungsvariante ist anstelle der Anschluss-Feststell-Schrauben 15, 20 jeweils ein Federzug vorgesehen.
Das Verbindungsstück 17 ist in Richtung senkrecht zur Längsrichtung LR schmaler als das Kontaktstück 16, so dass es von einem dem ersten Spulen-Kontakt 9 entgegen der Längsrichtung LR gegenüberliegenden, optional vorhandenen, zusätzlichen Spulen-Kontakt 9a durch einen Luftspalt getrennt ist und somit nicht mit diesem Kontakt in leitender Verbindung steht. Der gesamte Spulenanschluss 11 ist aus einem elektrisch gut leitenden Metall.
Das Kontaktstück 16 weist eine Aussparung 21 mit zwei in Längsrichtung LR hintereinander angeordneten Engstellen 22, 22a auf, wobei je nach Stellung des Spulenanschlusses 11 jeweils eine der Engstellen 22, 22a einen Klemmkontakt 23 mit dem ersten Spulen-Kontakt 9 bildet. Der blättchenförmige Spulen-Kontakt 9 weist in einer bevorzugten Ausführungsform beidseitig, mittig auf seinen Längsseiten angeordnete ringförmige Einrast-Elemente auf, welche ein definiertes Einrasten der Engstellen 22, 22a mit dem Spulen-Kontakt 9 ermöglichen. Alternative Ausführungen derartiger Einrast-Elemente sind ebenfalls denkbar. Die Engstellen 22, 22a haben in Längsrichtung LR einen Abstand voneinander, welcher im Wesentlichen der Strecke entspricht, um welche der Spulenanschluss 11 in Längsrichtung LR verschiebbar ist. Die Länge dieser Strecke entspricht ihrerseits im Wesentlichen der Ausdehnung der Anschlussblöcke 13, 18 in Längsrichtung. Die exakte Länge der Strecke, um welche der Spulenanschluss 11 in Längsrichtung LR verschiebbar ist, ist von den Abmessungen des Spulen-Kontakts 9 in Längsrichtung LR sowie der Ausführung der Aussparung 21, insbesondere an ihrem den Anschlussblöcken 13, 18 zugewandten Enden, abhängig. Der Spulenanschluss 11 ist hierbei in Längsrichtung LR solange verschieb bar, bis der Spulen-Kontakt 9 an einem der Enden der Aussparung 21 anschlägt. Dadurch ergibt sich üblicherweise, wie beispielsweise bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel, eine Verschiebbarkeit, welche ein wenig größer ist als der Abstand zwischen den beiden Engstellen 22, 22a.
In einer ersten Stellung des ersten Spulenanschlusses 11 steht der erste Anschlussblock 13 in Längsrichtung LR zumindest soweit über das Gehäuse 2 über, dass er zum Anschließen eines Anschlussdrahtes frei zugänglich ist. Insbesondere ist die erste Anschluss-Feststell-Schraube 15 frei zugänglich. Der zweite Anschlussblock 18 ist in dieser Stellung des ersten Spulenanschlusses 11 zumindest weitgehend innerhalb des Gehäuses 2 angeordnet.
Aus dieser ersten Endstellung ist der erste Spulenanschluss 11 gegen die Längsrichtung LR relativ zum Gehäuse 2 und der verschiebefest mit diesem verbundenen Spule 8 in eine zweite Endstellung verschiebbar. In der zweiten Endstellung bildet die in der ersten Endstellung freie Engstelle 22 der Aussparung 21 den Klemmkontakt 23, mit welchem der erste Spulenanschluss 11 mit dem ersten Spulen-Kontakt 9 in elektrischer Verbindung steht. Im Gegensatz zur ersten Endstellung ist in der zweiten Endstellung der erste Anschlussblock 13 zumindest weitgehend im Gehäuse 2 angeordnet, während der zweite Anschlussblock 18, insbesondere die zweite Anschluss-Feststell-Schraube 20, frei zugänglich über die der ersten Stirnseite 5 gegenüberliegende zweite Stirnseite 6 des Gehäuses 2 heraussteht.
Der zweite Spulenanschluss 12 ist baugleich zum ersten Spulenanschluss 11 und im Wesentlichen punktsymmetrisch bezüglich einer Symmetrieachse 24 zum ersten Spulenanschluss 11 angeordnet. Für die Beschreibung des zweiten Spulenanschlusses 12 wird daher auf die des ersten Spulenanschlusses 11 verwiesen. Der zweite Spulenanschluss 12 steht in elektrischem Kontakt mit dem zweiten Spulen-Kontakt 10.
Im Gehäuse-Oberteil 4 sind, in den FIG nicht näher dargestellt, für einen Schütz übliche Anschlüsse eines Hauptstromkreises sowie ein von der Spule 8 elektromagnetisch betätigter Schalter angeordnet.
Im Folgenden wird anhand von 5 bis 7 die Montage des Schützes 1 beschrieben. Üblicherweise wird der Schütz 1 mit der Befestigungs-Aussparung 7 auf eine speziell dafür vorgesehene Schiene aufgesteckt. Je nach dem, welche weiteren Bauelemente an den Schütz angeschlossen werden sollen und wo diese in Bezug auf den Schütz angeordnet sind, kann es vorteilhaft sein, beide Spulenanschlüsse 11, 12 gemeinsam auf der Seite der ersten Stirnseite 5 (siehe 5) oder auf der der zweiten Stirnseite 6 (siehe 6) des Gehäuses 2 oder je einen der Spulenanschlüsse 11, 12 auf der ersten Stirnseite 5 und den anderen auf der zweiten Stirnseite 6 (siehe 7) zu verdrahten. Hierzu wird jeder der Spulenanschlüsse 11, 12 einfach in die gewünschte Endstellung verschoben, wo er aufgrund des Klemmkontakts 23 zwischen der jeweiligen Engstelle 22, 22a und dem dem jeweiligen Spulenanschluss 11, 12 zugehörigen der Spulen-Kontakte 9, 10 gehalten wird. In der gewünschten Endstellung ist der jeweils benötigte Anschlussblock 13, 18 mit der zugehörigen Anschluss-Feststell-Schraube 15, 20 zum Verdrahten eines Geräts am Schütz frei zugänglich. Der gegenüberliegende Anschlussblock 13, 18, welcher nicht zum Verdrahten eines Gerätes benötigt wird, steht in dieser Endstellung des Spulenanschlusses 11, 12 in Längsrichtung LR nicht über das Gehäuse 2 über, wodurch vermieden wird, dass dieser Anschluss fälschlicherweise verdrahtet wird.
Im Folgenden wird unter Bezug auf die 8 eine weitere Ausführungsform eines Schützes 1a beschrieben. Bei dieser besonders platzsparenden Ausführungsform ist es möglich, den Spulenanschluss 11, 12 nach Verdrahtung eines Geräts im Anschlussblock 13, 18 in eine zusätzliche Mittelstellung zwischen der ersten und zweiten Endstellung zu verschieben, in welcher der Spulenanschluss 11, 12 sowohl auf der ersten Stirnseite 5 als auch auf der zweiten Stirnseite 6 vollstän dig vom Gehäuse 2 überragt wird, d. h. in Längsrichtung LR auf keiner Seite über das Gehäuse 2 übersteht. Hierzu ist in der Aussparung 21 eine weitere Engstelle 22b vorgesehen, welche mittig zwischen der ersten Engstelle 22 und der zweiten Engstelle 22a angeordnet ist und einen Klemmkontakt 23 mit dem jeweiligen Spulen-Kontakt 9, 10 bildet.

Claims

Elektromagnetisches Schaltgerät zum Zu- und Abschalten eines Abzweiges mit a. einem Gehäuse (2) mit i. einer Länge (L_G) entlang einer Längsrichtung (LR), ii. einer im Wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung (LR) orientierten ersten Stirnseite (5) und iii. einer im Wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung (LR) orientierten, der ersten Stirnseite (5) gegenüberliegenden zweiten Stirnseite (6), b. einer im Gehäuse (2) angeordneten Steuer-Spule (8) zur Betätigung eines elektrischen Schalters mit i. mindestens einem ersten Spulen-Kontakt (9) und ii. mindestens einem zweiten Spulen-Kontakt (10), c. einem teilweise im Gehäuse (2) angeordneten und dem ersten Spulen-Kontakt (9) zugeordneten ersten Anschluss-Element (11) und d. einem teilweise im Gehäuse (2) angeordneten und dem zweiten Spulen-Kontakt (10) zugeordneten zweiten Anschluss-Element (12), e. wobei die Anschluss-Elemente (11, 12) derart in Längsrichtung (LR) relativ zum Gehäuse (2) zwischen einer ersten und einer zweiten Endstellung verschiebbar sind, dass sie i. in der ersten Endstellung auf mindestens einer der Stirnseiten (5, 6) frei zugänglich sind, ii. in einer zweiten Endstellung auf mindestens der anderen der Stirnseiten (5, 6) frei zugänglich sind, und iii. sowohl in der ersten Endstellung als auch in der zweiten Endstellung mit den jeweils zugeordneten Spulen-Kontakten (9, 10) in elektrischer Verbindung stehen.
Schaltgerät gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulenanschlüsse (11, 12) sowohl in der ersten als auch in der zweiten Endstellung auf der der frei zugänglichen jeweils gegenüberliegenden Stirnseite (5, 6) in Längsrichtung (LR) vollständig vom Gehäuse (2) überragt werden.
Schaltgerät gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschluss-Elemente (11, 12) in Längsrichtung (LR) eine Element-Länge (L_A) aufweisen, welche die Länge des Gehäuses (L_G) um höchstens 1 cm, insbesondere um höchstens 0.5 cm, insbesondere überhaupt nicht übersteigt.
Schaltgerät gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Spulenanschluss (11) identisch zum zweiten Spulenanschluss (12) ausgebildet ist.
Schaltgerät gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Verbindung zwischen den Anschluss-Elementen (9, 10) und den zugehörigen Anschluss-Elementen 11, 12) als Klemmkontakt (23) ausgebildet ist.
Schaltgerät gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschluss-Element (11, 12) eine sich in Längsrichtung (LR) erstreckende Aussparung (21) hat, in die der jeweilige Spulenkontakt (9, 10) eingreift und die zur Bildung des Klemmkontaktes (23) jeweils mindestens zwei Engstellen (22, 22a; 22b) hat.
Schaltgerät gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer-Spule (8) austauschbar ist.
Schaltgerät gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschluss-Elemente (11, 12) zusätzlich zur ersten und zweiten Endstellung in eine Mittelstellung zwischen der ersten und zweiten Endstellung verschiebbar sind, in welcher die Anschluss-Elemente (11, 12) sowohl auf der ersten Stirnseite (5) als auch auf der zweiten Stirnseite (6) vollständig vom Gehäuse (2) überragt werden, und die Anschluss-Elemente (11, 12) in der Mittelstellung mit den jeweils zugeordneten Spulen-Kontakten (9, 10) in elektrischer Verbindung stehen.