DE102007038658A1

DE102007038658A1 - Funktionswand für einen Schaltschrank

Info

Publication number: DE102007038658A1
Application number: DE200710038658
Authority: DE
Inventors: Reinhard Molitor
Original assignee: IDS-TECHNOLOGY GmbH; IDS Tech GmbH
Current assignee: IDS-TECHNOLOGY GmbH; IDS Tech GmbH
Priority date: 2007-08-15
Filing date: 2007-08-15
Publication date: 2009-02-19

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Funktionswand für einen Schaltschrank, wobei die Funktionswand in äquidistanten Abständen einen Energietransfer für Einschubmodule bereitstellt, wobei in Einschubrichtung der Einschubmodule in einer Einschubebene die Energiezufuhr und der Energieabgang an der Funktionsweand realisiert ist, wobei zu dem Energietransfer je Einschubebene zusätzlich mindestens eine Aussparung für das Befestigen von Steckern und/oder Kontakten zur Datenübertragung mit dem Einschubmodul an der Funktionswand (1) angeordnet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Funktionswand für einen Schaltschrank, wobei die Funktionswand in äquidistanten Abständen einen Energietransfer für Einschubmodule bereitstellt, wobei in Einschubrichtung der Einschubmodule in einer Einschubebene die Energiezufuhr und der Energieabgang an der Funktionswand realisiert ist.
Bei Schaltanlagensystemen für modulare Einschubtechnik bilden Schaltanlagengehäuse, Einschubfächer sowie das senkrechte Verteilerschienensystem eine Einheit. Nur in dem unmittelbaren Zusammenwirken der genannten Teilbereiche bildet ein solches System eine funktionale und betriebssichere Einheit bzw. ein modulares Schaltanlagensystem in Einschubtechnik (MCC) oder Schubeinsatztechnik.
Bei den bekannten Schaltanlagensystemen sind die Stromzuführungs- bzw. Abgriffsmodule in der Regel getrennt voneinander an unterschiedlichen Wänden des Gehäuses der Schaltanlage je Kontaktebene angeordnet. Dies gilt ebenso für die Module zur Datenkommunikation und Steuerung.
Als Kontaktebene bzw. Einschubebene wird nachfolgend der Bereich bzw. Abschnitt der Funktionswand verstanden, der einer Höheneinheit eines Einschubmoduls entspricht. Die Einschubebenen sind dabei in äquidistanten Abständen zueinander parallel angeordnet. Je Einschubebene kann ein gattungsgemäßer Schaltschrank ein Steck- oder Einschubmodul in seiner kleinsten Form aufnehmen. Jede Ebene weist in der Regel mindestens eine Kontaktstelle zur Verteilschiene und mindestens eine Kontaktstelle zum Leistungsabgangsstecker für den Energietransfer auf. Die Stecker und/oder Kontakte für die Datenkommunikation sind dagegen meist an einer anderen Wand getrennt vom Stromtransfer angeordnet.
Hierdurch kommt es oft zu Problemen in Verbindung mit den Einschubmodulen, da die meist senkrecht zueinanderstehenden Wände durch Toleranzprobleme nicht völlig senkrecht zueinander angeordnet sind, wodurch sich zum einen eventuell die Einschubmodule nicht richtig einschieben lassen oder aber eine Kontaktierung zwischen den Kontaktflächen der Stromtransferkontakte bzw. -stecker und der Kontakte und/oder Stecker für die Datenkommunikation und dem Einschubmodul nur durch Nachjustierung möglich ist.
Ebenso sind diese systemwichtigen und kritischen Teile durch die unterschiedlichen Örtlichkeiten nicht gemeinsam anzuordnen und lassen sich nur schwer kostengünstig in Isoliermaterial fassen, sodass die erforderliche Personen- und Betriebssicherheit nur durch das umgebende Schaltschrankgehäuse gewährleistet werden kann, welches wiederum an die Systemteile angepasst sein muss.
In der Regel werden die Komponenten, die für die Energieübertragung, Steuerung und Kommunikation wichtig sind, als voneinander unabhängige Einzelkomponenten für jedes Schaltschrankgehäuse und Anlagensystem vom jeweiligen Hersteller des Schalt schrankes bzw. Gehäuses geliefert und speziell auf den jeweiligen Schrank zugeschnitten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Energieübertragungs- und Kommunikationswand in Form einer Funktionswand bereit zu stellen, die toleranz-unkritisch den Stromtransfer und Datentransfer zwischen Funktionswand und Einschubmodul gewährleistet.
Diese Aufgabe wird vorteilhaft dadurch gelöst, dass zu dem Energietransfer je Einschubebene zusätzlich mindestens eine Aussparung für das Befestigen von Steckern und/oder Kontakten zur Datenübertragung mit dem Einschubmodul an der Funktionswand (1) angeordnet ist. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die Strom- und Datenmodule je Kontaktebene zusammen an einer Funktionswand angeordnet sind, so dass diese Module zueinander in definierter Position an einer Wand in der Schaltanlage angeordnet sind, so dass eine sichere Kontaktierung mit den Kontakten bzw. Kontaktelementen der Einschubmodule stets gewährleistet ist. Zudem kann die Funktionswand vorteilhaft Führungsschienen bzw. Führungssysteme aufweisen, die die Einschubmodule führen und/oder halten, so dass eine exakte Positionierung der Einschubmodule zu den Modulen der Funktionswand gegeben ist. Hierdurch wird vorteilhaft ein Verklemmen der Einschubmodule verhindert und zudem der Schaltanlagenbauer in die Lage versetzt, Systeme in Einschubtechnik zu bauen, die unabhängig von einem bestimmten Schaltanlagenfabrikat sind.
Die erfindungsgemäße Funktionswand kann vorteilhaft mindestens eine völlig in sich gekapselte, insbesondere senkrechte Sammelschiene und bedarfsgerechte Leistungsabgangsstecker aufweisen. Diese sind wesentlicher Bestandteil für den Energietransfer. Sie kann modulare Steuerstecker für Steuerung und Datenkommunikation aufweisen. Diese sind wesentlicher Bestandteil für die einwandfrei Steuerung und Kommunikation zur Prozessebene. Besonders vorteilhaft ist, dass die Verteilerschiene der Funktionswand störlichtbogenfußpunktfrei ausgeführt ist und dies auch beim Kontaktieren eines Einschubmoduls an die Funktionswand weiter sichergestellt bleibt.
Die erfindungsgemäße Funktionswand ist derart konstruiert, dass sie leicht in jede Schaltanlagenfeldtype eingebaut oder eingeschoben werden kann. Diese Schaltanlagen unabhängige Funktionswand kann das beliebig zu wählende Schaltanlagengehäuse somit in einen Einschubraum und einen Kabelanschiussraum unterteilen.
Durch die beliebig platzierbare Funktionswand innerhalb des Schaltschrankgehäuses kann ein beliebig gestaltbares Schaltanlagensystem aufgebaut werden, wobei das die Funktionswand umgebende Gehäuse unter anderem auch aus Blech vom Schaltanlagenbauer selbst gefertigt werden kann. Die erfindungsgemäße Funktionswand kann daher auch vorteilhaft für Schaltanlagenschränke verschiedener Hersteller verwendet werden.
Besonders vorteilhaft ist, dass bei der erfindungsgemäßen Funktionswand die erforderliche Personen- und Betriebssicherheit, wie Kurzschlussfestigkeit und Störlichtbogenfußpunktfreiheit leicht zu realisieren ist, so dass mit Hilfe der erfindungsgemäßen Funktionswand auf dem Markt befindliche Schaltschränke als modulare Schranksysteme nutzbar werden.
Weiterhin ist es von Vorteil, dass der Stromtransfer mittels geeigneter Module derart erfolgt, dass bis zum ersten Anschluss an ein Schaltgerät spannungsführende Verbindungen des Systems absolut gekapselt bleiben, bzw. Störlichtbogenfußpunktfreiheit gewährt ist.
Die Einschubmodule (Strommodule) können direkt an die Funktionswand angedockt werden, so dass eine labyrinthartige Verbindung zwischen dem Kontaktsystem des Einschubmoduls und der senkrechten Verteilschiene der Funktionswand zustande kommt. Ferner ist es vorteilhaft, dass der senkrechte Stromschienenkanal nur dann Kontaktflächen für das Kontaktsystem eines Einschubmoduls frei gibt, wenn das Kontaktsystem eines Einschub moduls in die Betriebsstellung bewegt wird. In jedem anderen Zustand bleiben Kontaktsystem und senkrechte Verteilschiene völlig voneinander getrennte und isolierte Systeme. In der Betriebsstellung wird sicher gestellt, dass die Verbindung zwischen senkrechter Verteilschiene und über das Kontaktsystem des Strommoduls bis zum Anschluss an ein Schutzgerät berührungssicher und störlichtbogenfußpunktfrei bleibt, so dass eine erhebliche Gefahreneindämmung eines möglichen Fehlerfalles innerhalb dieser Einsatzelemente gewährleistet ist. Dies ist durch das labyrinthartige Führungssystem welches Strommodul und Energieübertragungswand miteinander bilden realisierbar sowie mittels eines vom Kontaktsystem des Einschubmoduls betätigbaren Schiebeshutters. Alle erforderlichen Verriegelungselemente für eine sichere und zwangsgeführte Bedienung über Trenn-Position, Test-Position und Betriebs-Position, sind ebenfalls innerhalb der Einbauelemente berücksichtigt.
Die erfindungsgemäße Funktionswand kann vertikal an beliebiger Stelle in ein beliebig breites Schaltanlagenfeld oder zwischen zwei Schaltschrankfelder eingebracht werden, so dass Funktionsraum und Kabelanschlussraum fast beliebig groß gewählt werden können, um die technischen Anforderungen optimal zu erfüllen.
Die Funktionswand kann somit ein konventionelles Schaltschrankgehäuse in ein modulares Schaltschranksystem verwandeln und dann Steckmodule sowie Volleinschubmodule aufnehmen.
Sofern die Funktionswand Führungsschienen bzw. Führungen für die Einschubmodule aufweisen, welche die exakte Positionierung zwischen Einschubmodul und Funktionswand gewährleisten, können diese derart ausgebildet sein, dass ein Formschluss zwischen Einschubmodul und Führungsschiene in horizontaler Richtung vorhanden ist, derart, dass die Kontaktelemente von den Kontaktflächen der Funktionswand nicht abgehoben werden können.
Die Punkte zum Energieabgriff von der Funktionswand sind von der Fläche her vorteilhaft minimiert und zu jeder Zeit Berüh rungssicher und darüber hinaus sogar störlichtbogenfußpunktfrei ausgeführt. Die Kontaktflächen zum Energieabgriff können zudem durch Schiebeshutter verschlossen sein und können nur durch ein Einschubmodul zwangsgeführt geöffnet und verschlossen werden, wenn die Leistungskontakte des Einschubmoduls in Betriebsstellung oder Trennstellung bewegt werden. Vorteilhaft trägt die Funktionswand ebenfalls die Abgangsstecker in gleicher weise geschotteter Form wie die senkrechte Verteilerschiene. Auch sind die erforderlichen Kommunikations- bzw. Steuerstecker an der Funktionswand angeordnet.
Die Funktionswand ist vorteilhaft in Kontaktebenen zu dem in Rastermasse nach DIN unterteilt und lässt einen Umbau unter Spannung gefahrlos und ohne Benutzung von Werkzeugen zu.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
1 u. 2: Eine erste mögliche Einbauvariante der erfindungsgemäßen Funktionswand integriert in einem Schaltschrankgehäuse in perspektivischer Ansicht;
3 u. 4: eine Einbauvariante gem. 1 und 2 mit herausgezogener Funktionswand;
5 u. 6: eine zweite mögliche Einbauvariante der erfindungsgemäßen Funktionswand platziert zwischen zwei Schaltschrankgehäusen in perspektivischer Ansicht;
7 u. 8: eine Einbauvariante gem. 5 und 6 mit herausgezogener Funktionswand in Teilexplosionsdarstellung;
9: ein Funktionswandausschnitt mit eingeschobenem Gleitblech eines Einschubmoduls und drei Kontaktebenen;
10: ein eingeschobenes Einschubmodul.
Die 1 und 2 zeigen perspektivische Seitenansichten (links/rechts) einer ersten Einbauvariante der erfindungsgemäßen Funktionswand mit einer Funktionswand 1, welche das bestehende Schaltschrankgehäuse in zwei Funktionsräume 2 und 3 unterteilt. Hierbei bildet das Schaltschrankgehäuse 2 den Einschubraum und das Schaltschrankgehäuse 3 den Kabelanschlussraum. Die beiden Räume 2, 3 werden durch die Funktionswand 1 voneinander getrennt. Das Gehäuse besteht aus den einzelnen Streben 5 bis 10, wobei die Funktionswand 1 an den senkrechten mittleren Streben 4 angeordnet bzw. befestigt ist und sich über den Großteil der Höhe des Schaltschrankgehäuses erstreckt. In der Strebe 4 können auch die entsprechenden Türverschlussvorrichtungen integriert sein. Die Strebe 4 ist Bestandteil des Einbausatzes der Funktionswand 1 und wird an das jeweilige Schaltschranksystem angepasst. Die 3 und 4 zeigen die über die Führungsschiene 9 ausgezogene Funktionswand 1, welche mindestens eine Kontakt- bzw. Einschubebene 1a aufweist. Die dargestellte Funktionswand 1 weist 18 Kontaktebenen auf. Alle Kontaktebenen sind mit einer über die gesamte Höhe der Funktionswand erstreckenden Verteilschiene verbunden, wobei jede Kontaktebene 1a ein Datenmodul 1c, sowie ein Leistungsabgangsstecker 1d aufweisen kann.
Die verwendeten Einschubmodule können eine Höhe von einer oder mehreren Höheneinheiten aufweisen, wobei unter den Begriffen Kontaktebene bzw. Einschubebene jeweils der Bereich der Funktionswand 1 gemeint ist, der einer Höheneinheit entspricht. Dabei kann ein Einschubmodul Kontakte und/oder Stecker in mehr als einer Einschubebene aufweisen.
Unter Datenmodul wird ein Stecker und/oder Kontakte zur Datenübertragung verstanden. Das Datenmodul selbst muss im Sinne der Erfindung keine aktiven Elemente aufweisen. Es ist jedoch selbstverständlich möglich, das Datenmodul mit einer Elektronik auszustatten. Im einfachsten Fall weist die Funktionswand lediglich fensterartige Aussparungen zur Aufnahme von Kontaktelementen und/oder Steckern auf, so dass durch die Montage derartiger Übertragungsmittel eine Datenübertragung mit dem jeweiligen Einschubmodul möglich ist.
Die Verteilschiene ist modular aufgebaut und kann beliebig im Raster der Kontaktebenenhöhe verlängert oder verkürzt werden. Die Leistungsabgangsstecker zum Stromtransfer und die Datenmodule 1c, 1d sind hier räumlich durch die Verteilschiene 1b voneinander getrennt. Die Position der Verteilschiene ist jedoch variabel. So ist eine Ausführung mit mittigen Leistungsabgangsstecker und hinterer Verteilschiene ebenso möglich.
Die Funktionswand 1 kann selbst ein- und ausschiebbar, wie es in den 3 und 4 dargestellt ist, ausgebildet sein, so dass sie relativ problemlos vormontiert werden kann, und auch die einzelnen Strom- und/oder Kommunikationsmodule an ihr befestigt werden können. Eine Verkabelung wird hierdurch zudem wesentlich erleichtert. Das Schaltanlagensystem gemäß der 1 bis 4 besteht aus zwei Gehäusehälften 2, 3, wobei sich die beiden Gehäusehälften eine zentrale gemeinsame Mittelwand teilen, die durch die Funktionswand 1 gebildet ist.
Gemäß der zweiten möglichen Einbauvariante der erfindungsgemäßen Funktionswand 1, die in den 5 bis 8 dargestellt ist, ist die Funktionswand 1 zwischen zwei vollständigen Schaltschrankgehäusen 2, 3 angeordnet. Auch hier kann die Funktionswand 1 über entsprechende Gleitschienen 13 ausziehbar ausgestaltet werden. Auf die Strebe 4 in den 1–4 kann hier verzichtet werden, da alle Türverschlussvorrichtungen bereits in den Gehäusestreben 14 integriert sind. Alle weiteren Funktionsdetails stimmen mit denen aus 1–4 überein.
Die 9 und 10 zeigen einen Teilausschnitt der Funktionswand, welcher nicht vollständig mit Daten und Strommodulen bestückt ist. Die 9 zeigt einen Ausschnitt mit drei Kontaktebenen 1a der Funktionswand 1, wobei lediglich die Verteilschiene 1b und der unterste Leistungsabgangsstecker 1d montiert ist. Der Teilausschnitt weist je Kontaktebene fensterartige Öffnungen 1f, 1g auf, in die weitere Leistungsabgangsstecker (1g) und Datenmodule (1f) befestigt werden können. Es ist zusätzlich möglich, einen Schiebeshutter 1s wie in 10 dargestellt vorzusehen, der die Kontaktflächen der Verteilschiene und des Leistungsabgangssteckers berührungssicher abdeckt. Der Schiebeshutter 1s kann nur vom Einschubmodul E zwangsgeführt betätigt werden.

Claims

Funktionswand für einen Schaltschrank, wobei die Funktionswand in äquidistanten Abständen einen Energietransfer für Einschubmodule bereitstellt, wobei in Einschubrichtung der Einschubmodule in einer Einschubebene die Energiezufuhr und der Energieabgang an der Funktionswand realisiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass zu dem Energietransfer je Einschubebene zusätzlich mindestens eine Aussparung für das Befestigen von Steckern und/oder Kontakten zur Datenübertragung mit dem Einschubmodul an der Funktionswand (1) angeordnet ist.
Funktionswand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionswand (1) in der Schaltanlage bzw. im Schaltanlagengehäuse zwei Räume (2, 3) für den Einbau von elektrischen Anlagen und Kabeln voneinander trennt.
Funktionswand nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Funktionswand (1) eine Mittelwand für einen Schaltschrank ist.
Funktionswand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionswand (1) einen Einschubraum (2) und einen Kabelraum (3) des Schaltanlagensystems voneinander trennt.
Funktionswand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionswand (1) als Einschubwand ausgebildet ist, die zwischen zwei Gehäuse (2, 3) des Schaltanlagensystems einschiebbar und mit diesen verbindbar ist.
Funktionswand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Funktionswand (1) über die ganze Höhe des Schaltanlagensystems erstreckt.
Funktionswand nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Funktionswand (1) nur über einen Teilbereich der Höhe des Schaltanlagensystems erstreckt, wobei der bzw. die nicht von der Funktionswand ausgefüllte(n) Bereich bzw. Bereiche mittels Abdeckungen verschlossen sind oder als Durchgangsöffnungen fungieren.
Funktionswand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten- und Strommodule elektrische Kontakte oder Stecker zur elektrischen Verbindung mit Kontakten (K) oder Steckern von Einschubmodulen (E) aufweisen.
Funktionswand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionswand (1) in dem Schaltanlagensystem um eine vertikale Achse herum verschwenkbar ist.
Funktionswand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionswand (1) zwischen zwei Gehäusen (2, 3) von Schaltschränken anordbar oder angeordnet ist.
Funktionswand nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionswand (1) die Seitenwand eines oder beider rechts und links von der Seitenwand angeordneten Gehäuse (2, 3) bildet.
Funktionswand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionswand (1) mindestens eine Verteilerschiene (1b), insbesondere in voller Isolierstoffschottung, aufweist.
Funktionswand nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktflächen zum Energieabgriff durch Schiebeshutter (1s) verschlossen sind, welche durch oder über ein Einschubmodul (E) zwangsgeführt geöffnet oder verschließbar sind.
Funktionswand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionswand Abgangsstecker, Kommunikations- und/oder Steuerstecker aufweist.
Funktionswand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionswand Führungsschienen (F) je Einschubebene (1a) für Einschubmodule (E) trägt.
Funktionswand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionswand (1) einzelne Einschubebenen (1a) aufweist, die übereinander, insbesondere mit einem genormten Rastermaß, angeordnet bzw. anordbar sind.
Funktionswand nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Verteilerschiene (1b) über die einzelnen Einschubebenen (1a) erstreckt.
Funktionswand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Energieabgriff je Einschubebene als Strommodul ausgebildet ist.
Funktionswand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindes tens eine Einschubebene mindestens einen Abgangsstecker zur Energieübertragung aufweist, wobei der Abgangsstecker zum Anschluss mindestens eines Energieübertragungskabels insbesondere auf der dem Einschubmodul abgewandten Seite der Funktionswand angeordnet ist.
Funktionswand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionswand je Einschubmodulebene mindestens eine fensterartige Aussparung oder Befestigungsmittel für das Anordnen und Befestigen von Abgangssteckern, Strommodulen, Steckern für die Datenübertragung und/oder Datenmodulen aufweist.
Funktionswand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Datenmodul ein Stecker oder elektrischer Verbindungskontakt zur Datenübertragung ist.
Funktionswand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die äquidistanten Abstände einen Höheneinheit für Einschubmodule entsprechen.
Schaltschrank mit einer Funktionswand nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Schaltschrank nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe eines Einschubmoduls einer oder einem Vielfachen einer Höheneinheiten entspricht.
Schaltschrank nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass ein Einschubmodul eine Höhe von mindestens zwei Höheneinheiten aufweist, wobei der Energietransfer in einer Einschubebene und der Datentransfer in einer anderen Einschubebene erfolgt.