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Die
Erfindung bezieht sich auf einen Anschlussblock.
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In
der 1 ist eine Frontansicht eines im Handel erhältlichen
Umrichtergerätes 2,
insbesondere eines Umrichter-Einbaugerätes, dargestellt,
das einen Anschlussblock 4 für ein Netzkabel und einen Anschlussblock 6 für ein Motorkabel
aufweist. Gemäß dem Siemens-Katalog
DA 11.1 mit dem Titel ”SINAMICS
G110/SINAMICS G120 Umrichter-Einbaugeräte, SINAMICS G120D Dezentrale
Frequenzumrichter”,
weist ein Netzkabel 4 Leiter, nämlich drei Netzleiter und ein
Schutzleiter (PE-Leiter)
auf.
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Aus
diesem Grund weist der Anschlussblock 4 für ein Netzkabel
gemäß 2 vier
Zuleitungskanäle 8 auf,
in denen geräteseitig
Anschlussstromschienen 10 des Umrichtergerätes 2 münden. Jede Anschlussstromschiene 10 ist
mit einer Befestigungsvorrichtung 12 für einen Leiter vorgesehen.
Als Befestigungsvorrichtung 12 kann eine Schraubklemme
oder ein Schraubbolzen, wie dargestellt, vorgesehen sein. Damit
in der 2 die Anschlussstromschienen 10 jeweils
mit einem Schraubbolzen 12 sichtbar sind, ist ein Deckel 14 des
Anschlussblocks 4, der als Berührschutz fungiert, entfernt
worden. Jeder Netzleiter und der PE-Leiter wird mit einem Schraubbolzen 12 des
Anschlussblocks 4 elektrisch leitend verbunden, indem ein
Kabelschuh eines jeden Leiters mit einem Schraubbolzen 12 lösbar verbunden
wird.
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Wie
aus der 1 ersichtlich, ist der der Anschlussblock 6,
der ebenfalls mit einem Deckel 14 versehen ist, räumlich neben
dem Anschlussblock 4 für
ein Netzkabel am Umrichtergerät 2 angebracht. Ein
Motorkabel weist ebenfalls wie das Netzkabel 4 Leiter,
nämlich
drei Motorleiter und einen Schutzleiter (PE-Leiter) auf. Außerdem weist
der Anschlussblock 6 noch zwei weitere Zuleitungskanäle auf,
in den An schlussstromschienen eines Spannungszwischenkreises des
Umrichtergerätes
münden.
An diesen beiden zusätzlichen
Anschlussschienen kann ein externer Bremswiderstand angeschlossen
werden.
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Beim
Anschließen
eines derartigen Umrichter-Einbaugerätes 2, das in einem
Schaltschrank untergebracht und mit einer Montagewand dieses Schaltschrankes
lösbar
befestigt ist, werden die Anschlussstromschienen 10 der
Anschlussblöcke 4 und 6 mit
Leitern eines Netz- und Motorkabels elektrisch leitend verbunden.
Diese Anschlussmontage kann hinsichtlich des Aufwandes dadurch reduziert
werden, wenn das Umrichter-Einbaugerät 2 möglichst als
erster Gegenstand in diesen Schaltschrank montiert ist. Selbst dann
kann es vorkommen, dass beim Anschließen der Leiter des Netzkabels
und/oder der Leiter des Motorkabels falsch angeschlossen werden.
Dadurch kann im schlimmsten Fall das Umrichtergerät 2 beschädigt werden.
Wenn beim späteren Betrieb
wegen eines Fehlers das Umrichtergerät 2 ausgetauscht werden
muss, so beansprucht das Lösen
der Leitungen von den Anschlussstromschienen 10 der Anschlussblöcke 4 und 6 und
das Anschließen der
Leiter des Netzkabels und des Motorkabels an die Anschlussstromschiene 10 des
neuen Umrichtergerätes 2 einen
höheren
Zeitaufwand, als bei der Erstmontage des Umrichtergerätes 2.
Dieser zeitliche Mehraufwand resultiert daraus, dass bei einem betriebsbereiten
Schaltschrank das Einbauvolumen vollständig verbaut ist. Bei einem
derartigen Tausch des Umrichter-Einbaugerätes 2 kann ein Vertauschen
von Leitern beim Anschließen
an zugehörige Aschlussstromschienen 10 des
Umrichtergerätes 2 sehr
viel häufiger
auftreten als bei einer Erstmontage.
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Der
Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Anschlussblock anzugeben,
bei der ein Vertauschen von Leitern an Anschlussstromschienen eines
Umrichtergerätes
unterbunden werden soll, und wobei der Zeitaufwand für das Anschließen eines
Netz- und/oder Motorkabels an ein Umrichtergerät wesentlich reduziert werden
soll.
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Die
Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erfindungsgemäß gelöst.
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Dadurch,
dass ein Anschlussblock für
ein Anschlusskabel vorgesehen ist, kann dieses Anschlusskabel mit
seinen Leitern außerhalb
des Schaltschrankes mit entsprechenden Stromschienen des Anschlussblockes
elektrisch leitend verbunden werden. Da dieser Anschlussblock zweiteilig
ausgeführt
ist, sind die Stromschienen mit zugehöriger Befestigungsvorrichtung
frei zugänglich.
Um einen guten elektrischen Übergang
von den Stromschienen des Anschlussblockes zu den Anschlussstromschienen
des Umrichtergerätes
zu bekommen, sind die Stromschienen des Anschlussblockes als Stromschienenpaar
ausgebildet, deren Stromschienen jeweils in einer Gehäusehälfte des
zweiteiligen Gehäuses
des Anschlussblockes angeordnet sind. Diese Stromschienen sind dabei
derart angeordnet, dass diese im geschlossenen Gehäuse beabstandet
einander gegenüber
angeordnet sind. Dieser Abstand ist so groß, dass eine Anschlussklemme
des Umrichtergerätes
dazwischen eingeklemmt wird.
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Damit
dieser Anschlussblock rüttelfest
mit Anschlussstromschienen des Umrichtergerates verbunden ist, weisen
die Stromschienen eines jeden Stromschienenpaares eine Nase mit
jeweils einer korrespondierenden Ausnehmung und eine zwischen ihnen
angeordnete Anschlussstromschiene eines Umrichtergerätes eine
Bohrung auf. Dabei sind die Nasen und die Ausnehmung der beiden
Stromschienen eines jeden Stromschienenpaares derart zueinander
und zur Bohrung einer korrespondierenden Anschlussstromschiene angeordnet,
dass diese Nasen der Stromschienen eines jeden Stromschienenpaares
im verschlossenen Gehäuse
einen Verbindungssteg zwischen den Stromschienen eines jeden Stromschienenpaares
durch die Bohrung einer korrespondierenden Anschlussstromschiene
bilden.
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Beim
Anschließen
beispielsweise eines Netzkabels an die Anschlussstromschienen eines Umrichter-Einbaugerätes, werden
die Gehäusehälften des
erfindungsgemäßen Anschlussblockes
beidseitig an den Anschlussstromschienen angeordnet, so dass die
Nasen der Stromschienen der Stromschienenpaare in Bohrungen der
Anschlussstromschienen ragen. Mit Betätigung der Schließeinrichtung
des erfindungsgemäßen Anschlussblockes
werden die beiden Gehäusehälften aufeinander
gepresst, wodurch die Nasen der Stromschienen jeweils eines Stromschienenpaares
einen Verbindungssteg bilden. Dadurch ist dieser erfindungsgemäße Anschlussblock
rüttelfest
mit Anschlussstromschienen eines Stromrichtergerätes verbunden. Damit die Schließeinrichtung
sich nicht selbständig öffnen kann,
wird diese mittels eines Arretierungsmittels in der Schließlage arretiert.
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Bei
einer vorteilhaften Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Anschlussblockes
ist wenigstens eine Stromschiene eines jeden Stromschienenpaares
federnd gelagert. Durch den Druck der verwendeten Federn wird der Übertragungswiderstand zwischen
den Stromschienen eines jeden Stromschienenpaares und einer Anschlussstromschiene wesentlich
verringert, so dass sich der Stromübergang verbessert.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Anschlussblockes
ist als Schließeinrichtung
ein Verschlussbügel vorgesehen,
der derart ausgebildet ist, dass eine Drehbewegung in eine senkrechte
Bewegung umgewandelt wird. Somit erhält man eine sehr einfache Schließeinrichtung,
mit der die beiden Gehäusehälften des
Anschlussblockes aufeinander gepresst werden.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Anschlussblockes
ist als Arretierungsmittel eine Muffe vorgesehen, die den Verschlussbügel in der
Schließlage
mit einer Kabelzuführung
des Anschlussblockes fixiert.
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Weitere
vorteilhafte Ausführungsformen
sind den Unteransprüchen
5 bis 11 zu entnehmen.
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Zur
weiteren Erläuterung
der Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in der eine Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Anschlussblockes
schematisch veranschaulicht ist.
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1 zeigt
eine Frontansicht eines handelsüblichen
Umrichtergerätes,
die
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2 zeigt
das Innere eines Anschlussblockes eines Umrichtergerätes nach 1,
in der
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3 ist
eine Gehäusehälfte des
zweiteiligen Gehäuses
eines erfindungsgemäßen Anschlussblockes
dargestellt, wobei in der
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4 die
andere Gehäusehälfte dieses zweiteiligen
Gehäuses
dargestellt ist, in der
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5 sind
Stromschienen eines Stromschienenpaares des Anschlussblockes nach
der Erfindung zusammen mit einer Anschlussschiene eines Umrichtergerätes dargestellt,
die
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6 zeigt
einen Längsschnitt
durch den erfindungsgemäßen Anschlussblock,
wobei dieser Längsschnitt
durch ein Stromschienenpaar verläuft, und
in der
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7 ist
eine Seitenansicht einer vorteilhaften Ausführungsform des Anschlussblockes
nach der Erfindung veranschaulicht.
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In
der 3 ist eine Gehäusehälfte 16 eines zweiteiligen
Gehäuses
eines Anschlussblockes 18 mit Blick in diese Gehäusehälfte 16 dargestellt.
In dieser Gehäusehälfte 16 sind
mehrere Stromschienen 20 räumlich nebeneinander angeordnet.
Diese Gehäusehälfte 16 ist
wannenförmig
ausgebildet, wobei eine Stirnseite dieser Gehäusehälfte 16, die einer Kabelzuführung 22 gegenüber liegt,
eine Ausnehmung aufweist. Die räumlich
nebeneinander angeordneten Stromschienen 20 sind innerhalb
dieser Gehäusehälfte unmittelbar
an dieser Ausnehmung angeordnet. Die Enden der Stromschienen 20,
die der Kabelzuführung 22 zugewandet
sind, sind jeweils mit einer Befestigungsvorrichtung 24,
insbesondere einem Schraubbolzen, elektrisch leitend versehen. Die
Stirnseite 26 der Gehäusehälfte 16,
an der die Kabelzuführung 22 angebracht
ist, ist mit einer Aus nehmung 28 versehen. Die Kabelzuführung 22 ist stirnseitig
ebenfalls mit einer Ausnehmung 30 versehen. Diese beiden
Ausnehmungen 28 und 30 sind beispielsweise halbkreisförmig ausgebildet,
damit ein zugeführtes
Kabel umfangsmäßig umschlossen
wird. In dieser Darstellung ist ebenfalls zu erkennen, dass die
Stromschienen 20 im Bereich der stirnseitigen Ausnehmung
der Gehäusehälfte 16 jeweils
mit einer Nase 32 und einer Ausnehmung 34 versehen
sind. Außerdem
weist diese Gehäusehälfte 16 zwei
Halterungen 36 und 38 für eine Schließeinrichtung 40 auf, die
aus Übersichtlichkeitsgründen in
dieser Darstellung nicht näher
dargestellt ist. Diese beiden Halterungen 36 und 38 sind
derart an dieser Gehäusehälfte 16 angebracht,
dass diese einander gegenüber
liegen und eine gedachte Verbindungsachse 42 dieser beiden
Halterungen 36 und 38 links neben den Ausnehmungen 34 der
Stromschienen 20 verläuft.
Als Halterungen 36 und 38 sind Schrauben vorgesehen, die
jeweils keine durchgehenden Gewindegänge aufweisen. Dadurch bildet
jeweils der gewindefreie Teil dieser Schrauben eine Drehachse für die Schließeinrichtung 40.
Die Kabelzuführung 22 weist
ebenfalls zwei eingekerbte Stifte 44 und 46 auf,
die ebenfalls einander gegenüber
liegend angeordnet sind, wobei eine gedachte Verbindungsachse dieser
beiden Stifte 44 und 46 parallel zur Ausnehmung 30 verläuft. Diese
gekerbten Stifte 44 und 46 können ebenfalls mittels Schrauben
ohne durchgehende Gewindegänge
realisiert werden.
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In
der 4 ist eine zweite Gehäusehälfte 48 des zweiteiligen
Gehäuses
des erfindungsgemäßen Anschlussblockes 18 dargestellt.
Diese Gehäusehälfte 48 weist
denselben Grundriss auf wie die Gehäusehälfte 16 der 3.
In dieser Gehäusehälfte 48 sind
ebenfalls mehrere Stromschienen 50 räumlich nebeneinander entlang
der stirnseitigen Ausnehmung angeordnet. Gegenüber den Stromschienen 20 der
Gehäusehälfte 16 der 3 sind diese
Stromschienen 50 wesentlich kürzer, wodurch der verbleibende
Raum in der Gehäusehälfte 48 gegenüber dem
Befestigungsmittel 24 der Stromschienen 20 frei
bleibt. Dadurch weist dieser Anschlussblock 18 für die Befestigung
einzelner Leiter eines Kabels ausreichend Platz auf. Jede Stromschiene 50 dieser
Gehäusehälfte 48 weist
ebenfalls wie die Stromschienen 20 der Gehäusehälfte 16 eine
Nase 52 und eine Ausnehmung 54 auf. Diese Gehäusehälfte 48 weist
außerdem
zwei gekerbte Stifte 56 und 58 auf, die einander
gegenüber
liegend angeordnet sind. Eine gedachte Verbindungsachse 60 verläuft in dieser
Gehäusehälfte 48 rechts
neben den Ausnehmungen 54 der Stromschienen 50.
Auch bei dieser Gehäusehälfte 48 können die
gekerbten Stifte 56 und 58 jeweils mittels einer
Schraube mit nicht durchgehendem Gewindegang realisiert werden.
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In
der 5 sind die Stromschienen 20 und 50 eines
Stromschienenpaares der beiden Gehäusehälften 16 und 48 des
erfindungsgemäßen Anschlussblockes 18 und
eine Anschlussstromschiene 10 des Umrichtergerätes 2 dargestellt.
Jeweils eine Stromschiene 20 der Gehäusehälfte 16 und eine Stromschiene 50 der
Gehäusehälfte 48 bilden
ein Stromschienenpaar des Anschlussblockes 18 für eine Anschlussstromschiene 10 eines
Umrichtergerätes 2.
Die Anschlussstromschiene 10 des Umrichtergerätes 2 weist
an Stelle einer Befestigungsvorrichtung 12 nun eine Bohrung 62 auf.
Die Nasen 32 und 52, die Ausnehmungen 34 und 54 der
beiden Stromschienen 20 und 50 eines Stromschienenpaares
und die Bohrung 62 sind derart ausgebildet, dass im angeschlossenen
Zustand des Anschlussblockes 18 an den Anschlussstromschienen 10 die
Nasen 32 und 52 der Stromschienen 20 und 50 eines
jeden Stromschienenpaares jeweils in einer Bohrung 62 einer
Anschlussstromschiene 10 des Umrichtergerätes 2 einen
Verbindungssteg bilden. Im angeschlossenen Zustand werden die Stromschienen 20 und 50 eines
Stromschienenpaares in dieser Darstellung jeweils mittels einer
Feder 64 und 66 an einer Flachseite 68 und 70 der
zugeordneten Anschlussstromschiene 10 gepresst. Die Krafteinwirkungen
sind mittels der Pfeile angedeutet. Dadurch, dass die Nasen 32 und 52 der
Stromschienen 20 und 50 eines jeden Stromschienenpaares
in einer korrespondierenden Bohrung 62 einer zu dem Stromschienenpaar
korrespondierenden Anschlussstromschiene 10 einen Verbindungssteg
bilden, ist ein Kabel mittels des An schlussblockes 18 rüttelfest
mit Anschlussstromschiene 10 eines Umrichtergerätes 2 elektrisch
leitend verbunden.
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In
der 6 ist ein Längsschnitt
durch einen Anschlussblock 18 nach der Erfindung veranschaulicht,
wobei eine Schnittebene durch ein Stromschienenpaar dieses Anschlussblockes 18 verläuft. Die Stromschienen 20 sind
in der Gehäusehälfte 16 auf einer
Trägerplatte 72 aus
elektrisch isolierendem Material angeordnet und mittels eines weiteren
Quersteges 74 ebenfalls aus elektrisch isolierendem Material in
ihren Lagen arretiert. Damit diese Trägerplatte 72 nicht
mit der Gehäusehälfte 16 zusätzlich befestigt werden
muss, ist diese Trägerplatte 72 derart
bemessen, dass diese mittels Presssitz in dieser Gehäusehälfte 16 verankert
ist. In der Kabelzuführung 22 ist
in dieser Darstellung ein erster Teil 76 eines Ferritkernes
angeordnet. Der zweite Teil 78 dieses Ferritkernes ist
in der korrespondierenden Kabelzuführung 80 der zweiten
Gehäusehälfte 48 des
zweiteiligen Gehäuses
des Anschlussblockes 18 nach der Erfindung angeordnet.
Diese beiden Teile 76 und 78 bilden einen kreisringförmigen Ferritkern,
durch den ein anzuschließendes
Kabel geführt
wird. Auch in dieser Gehäusehälfte 48 sind
Stromschienen 50 mittels eines Trägers 82 aus elektrisch
isolierendem Material derart angeordnet, dass diese Stromschienen 50 im
geschlossenen Gehäuse
des Anschlussblockes 18 den Stromschienen 20 der
Gehäusehälfte 16 derart
beabstandet gegenüber
liegen, dass zwischen ihnen eine Anschlussstromschiene 10 des
Umrichtergerätes 12 Platz
findet. Damit die Anschlussstromschienen 10 eines Umrichtergerätes 2 jeweils
von Stromschienen 20 und 50 eines Stromschienenpaares
des Anschlussblockes 18 aufgenommen werden kann, müssen diese
in das zweiteilige Gehäuse
des Anschlussblockes 18 ragen. Dazu weisen die Gehäusehälften 16 und 48,
die den Anschlussstromschienen 10 zugewandt sind, im Bereich
der Stromschienen 20 und 50 jeweils eine Ausnehmung
auf.
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In
dieser zweiten Gehäusehälfte 48 sind
in dieser Darstellung Kondensatoren 84 angeordnet, die
elektrisch zwischen einem Leiter und dem PE-Leiter angeschlossen
sind. Ist ein anzu schließendes
Kabel dreiphasig, so werden drei Kondensatoren 84 benötigt. Damit
diese in der angegebenen Weise verdrahtet werden können, ist
eine Leiterplatte 86 vorgesehen, die mittels einer Fixierplatte 88 aus
elektrisch isolierendem Material in ihrer Lage in dieser zweiten
Gehäusehälfte 48 fixiert
ist. Die Kondensatoren 84 und der Ferritkern 76, 78 bilden
ein Tiefpassfilter. Dieses Filter kann optional in diesem Anschlussblock 18 untergebracht
werden. An Stelle der beiden Teile 76 und 78 des
Ferritkerns in den Kabelzuführungen 22 und 80 kann
auch eine Einspannfeder angeordnet sein, mittels der ein anzuschließendes Kabel
zugentlastet wird.
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In
der 7 ist ein an Anschlussstromschienen 10 eines
Umrichtergerätes 2 angeschlossener Anschlussblock 18 nach
der Erfindung veranschaulicht. Dieser angeschlossene Zustand ist
daran zu erkennen, dass die Schließeinrichtung 40, insbesondere
ein Verschlussbügel 40,
sich an der Gehäusehälfte 16 anschmiegt,
dass sich die gekerbten Stifte 56 und 58 der zweiten
Gehäusehälfte 48 jeweils
entlang einer Führungsnut 90 in
seiner Endposition befindet und dieser Verschlussbügel 40 mittels
eines Arretierungsmittels 92, beispielsweise einer Muffe 92,
arretiert ist. Auch diese Muffe 92 weist auf ihrem Umfang zwei
Führungsnuten 94 auf,
in denen die gekerbten Stifte 44 und 46 geführt werden.
Die Führungsnut
des gekerbten Stiftes 46 und dieser gekerbte Stift 46 sind in
dieser Seitenansicht nicht zu sehen. Damit die gekerbten Stifte 44 und 46 in
ihre Endposition (wie dargestellt) gelangen, wird die Muffe 92 nach
dem Aufsetzen auf die beiden Kabelzuführungen 22 und 80 der
beiden Gehäusehälften 16 und 48 und
dem Verschlussbügel 40 gedreht.
Dadurch wird diese Muffe 92 auf diese genannten Teile aufgezogen.
Damit diese Muffe 92 in der Arretierungslage verhaftet
bleibt, weist diese Muffe 92 im Innern eine parallel zur
Stirnseite umlaufende Nut auf, in der Rastnasen der beiden Kabelzuführungen 22 und 80 der
beiden Gehäusehälften 16 und 48 des
erfindungsgemäßen Anschlussblockes 18 einrasten.
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Bei
der Montage des erfindungsgemäßen Anschlussblockes 18 mit
Anschlussstromschienen 10 eines Umrichtergerätes 2,
insbesondere eines Umrichter-Einbaugerätes, werden die beiden Gehäusehälften 16 und 48 beidseitig
auf die Anschlussstromschienen 10 angeordnet und zusammengedrückt. Dadurch
kann der Verschlussbügel 40 die
beiden gekerbten Stifte 56 und 58 in seine beiden
Führungsnuten 90 aufnehmen.
Wird der Verschlussbügel 40 anschließend weiter
in Richtung Gehäusehälfte 16 bewegt,
so übt
dieser Verschlussbügel 40 in
Verbindung mit der Anordnung der Stifte 32, 36 und 56, 58 zueinander
eine senkrechte Kraft auf die Gehäusehälfte 48 aus, wodurch
diese auf die Gehäusehälfte 16 gepresst
wird. Sobald dieser Verschlussbügel 40 sich
an der Gehäusehälfte 16 anschmiegt,
wird die Muffe 92, die bereits vor dem Anschließen der Leiter
eines Kabels über
dieses Kabel geschoben ist, auf die Kabelzuführungen 22 und 80 mit
dem Verschlussbügel 40 geschoben,
bis die beiden gekerbten Stifte 44 und 46 von
den beiden Führungsnuten 94 aufgenommen
werden. Danach wird diese Muffe 92 derart gedreht, dass
die gekerbten Stifte 44 und 46 entlang der Führungsnuten 94 in
ihre Endpositionen gelangen. Das heißt, die Muffe 92 zieht
sich mittels einer Drehbewegung auf diese Kabelzuführung 22 und 80 auf.
In der Endposition verrastet diese Muffe 92 mit den Kabelzuführungen 22 und 80.
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Dadurch
werden beim Anschließen
eines mehradrigen Kabels dieses erfindungsgemäßen Anschlussblockes 18 keine
zeitaufwendigen Verschraubungen mehr benötigt. Mit wenigen Handgriffen,
bei denen keine Werkzeuge mehr benötigt werden, wird ein mehradriges
Kabel mit einem erfindungsgemäßen Anschlussblock 18 ohne
großen
Zeitaufwand mit Anschlussstromschienen 10 eines Umrichtergerätes 2 elektrisch
rüttelfest
verbunden. Somit erhält
man durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung
des Anschlussblockes 18 eine Schnellanschlussklemme für Geräte, insbesondere
Umrichter-Einbaugeräte 2.