DE19755690C2 - Schaltschrank - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Schalt­ schrank der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechenden Art.

Elektrische Schaltschränke dienen der Aufnahme von Schalt­ geräten und Schaltelementen, wie beispielsweise Schütze, Sicherungselemente oder dergleichen oder auch Anzeigein­ strumente, die beispielsweise den Betriebszustand nach­ geschalteter Verbraucher charakterisieren. Im vorliegenden Fall sind insbesondere solche Schaltschränke gemeint, welche komplette Schalteinheiten umfassende Einschübe aufweisen, die der Steuerung von einzelnen Einheiten einer Fertigungsstraße dienen. Derartige Schaltschränke werden auch "Motor-Control-Center", kurz: "MCC" genannt. Sie umfassen regelmäßig ein mehrere Kupferschienen aufweisen­ des Hauptsammelschienensystem, welches der Stromversorgung sämtlicher in einem Schaltschrank vorhandener elektrischer Komponenten, dem sogenannten "Feld", dienen. Die Stromver­ teilung an die einzelnen Schaltgeräte erfolgt mittels eines meist senkrecht zu dem Hauptsammelschienensystem angeordneten Verteilschienensystem, welches ebenfalls eine Mehrzahl parallel verlaufender, in einem bestimmten Ab­ stand, dem sogenannten Phasenabstand, zueinander angeord­ nete Kupferschienen aufweist. Die räumliche Anordnung der Kupferschienen in dem Schaltschrank ist an die räumliche Anordnung von Kontaktmitteln von überlicherweise von der Frontseite montierbaren Schaltgeräten angepaßt, so daß eine elektrische Kontaktierung selbsttätig beim Einsetzen des Schaltgeräts ohne Zwischenschaltung von Adaptern oder ähnlichem erfolgt. Hierzu weisen die Schaltgeräte übli­ cherweise an der Rückseite eine Mehrzahl von als Steckkon­ takte ausgebildete Kontaktmittel auf, die nach der Montage zwei einander gegenüberliegende Seiten - meist die Breit­ seiten - der jeweils zugeordneten, mit einer ihrer Schmal­ seiten dem Schaltgerät zugewandten Stromverteilschiene partiell spangenartig umgreifen. Die Stromschienen des Stromverteilschienensystems sind üblicherweise an minde­ stens zwei in Längsrichtung voneinander beabstandeten Stellen in dem Schaltschrank befestigt.

Insbesondere dann, wenn durch hohe Verbraucher oder durch Kurzschlüsse verursacht starke elektrische Ströme durch die Stromverteilschienen fließen, neigen diese durch die thermische Ausdehnung gepaart mit der magnetischen Wech­ selwirkung dazu, sich einander anzunähern. Es besteht dann die Gefahr, daß es bei Unterschreiten eines Mindestabstan­ des zu einem ungewollten Funkenüberschlag oder im Extrem­ fall sogar zu einer Berührung zweier benachbarter Strom­ schienen mit der Folge eines Kurzschlusses und der Zer­ störung zumindest einiger Teile des Schaltschranks kommt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Schaltschrank zu schaffen, dessen Funktionssicherheit auf einfache Weise verbessert ist. Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 wiedergegebene Erfindung gelöst.

Wenn im folgenden von "Stromschienenanordnung" bzw. "Stromschiene" die Rede ist und nicht mehr zwischen "Stromverteilschienensystem" und "Hauptsammelschienensy­ stem" unterschieden wird, so soll hiermit zum Ausdruck gebracht werden, daß sich die erfindungsgemäße Weiterbil­ dung eines Schaltschranks für jede Art von Stromschienen­ anordnung eignet, unabhängig davon, ob es sich beispiels­ weise um das Hauptsammelschienen- oder das Stromverteil­ schienensystem handelt.

Ein erfindungsgemäßer Schaltschrank weist mindestens eine sich quer zu der Stromschienenanordnung erstreckende Zen­ trierleiste auf, welche derart ausgestaltet ist, daß die Stromschienen der Stromschienenanordnung zumindest hin­ sichtlich ihrer Phasenlage bzw. ihres Phasenabstands posi­ tioniert sind. Die Stromschienen werden durch diese Maß­ nahme mit anderen Worten zusätzlich seitlich geführt, wodurch die Gefahr des einander Annäherns mit den mögli­ cherweise fatalen Folgen erheblich reduziert wird.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Schaltschranks liegt darin, daß durch die zusätzliche Positionierung die Stromschienen exakter in dem Schaltschrank positioniert sind, wodurch die Gefahr, daß aufgrund von Abweichungen aus der Phasenlage die Steckkontakte eines Schaltgeräts nicht aufschiebbar sind, erheblich reduziert ist.

Die Zentrierleiste weist einen langgestreckten Basiskörper auf, welcher für jede zu zentrierende Stromschiene mindestens ein Paar von einer Schmalseite her die jeweili­ ge Stromschiene zumindest teilweise übergreifende Fort­ sätze umfaßt. Die Fortsätze sind mit anderen Worten derart angeordnet, daß zwischen ihnen eine Zentrieraufnahme für jeweils eine Stromschiene gebildet ist. Durch diese kon­ struktive Ausbildung der Zentrierleiste kann sie gleicher­ maßen dazu dienen, ein regelmäßig in dem Schaltschrank vorgesehenes, je eine Stromschiene umgebendes kanalförmi­ ges Berührungsschutzprofil, welches an seiner Frontseite eine regelmäßige Lochreihe zum Durchgriff der Klemmkon­ takte aufweist, zu zentrieren, indem die Öffnungen des Berührungsschutzprofils und die Fortsätze derart ausge­ staltet sind, daß die Fortsätze in die Öffnungen des Be­ rührungsschutzprofils führend eingreifen. Durch diese Maßnahme wird zuverlässig verhindert, daß ein Berührungs­ schutzprofil und die zugehörige Stromschiene seitlich versetzt zueinander montiert sind, wodurch die Aufschieb­ barkeit eines Klemmkontaktes zumindest erschwert, wenn nicht unmöglich wäre.

Vorzugsweise ist die mindestens eine Zentrierleiste derart ausgestaltet, daß die Stromschienen in ihrer Längsrichtung gegenüber der Zentrierleiste verschiebbar und die Stromschienen jeweils nur bezogen auf ihre Längserstreckung an einer Stelle in dem Schaltschrank befestigt sind. Durch diese Ausgestaltung wird wirksam vermieden, daß es bei hohen Belastungen der Stromschienen durch thermische Ausdehnung zu mechanischen Spannungen und hierdurch bedingten Verwindungen der Stromschienen kommt. Durch diese Maßnahme wird somit die Gefahr der Annäherung benachbarter Stromschienen abermals reduziert.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfin­ dungsgemäßen Schaltschranks weist die mindestens eine Zentrierleiste eine Mehrzahl von Paaren von Fortsätzen auf. Die Mittenabstände von durch die Fortsätze gebildeten benachbarten Zentrieraufnahmen sind derart bemessen, daß sie einem ganzzahligen Bruchteil des Phasenabstandes ent­ sprechen. Durch diese Maßnahme sind die Stromschienen nicht nur hinsichtlich ihres Phasenabstandes zentriert, sondern es ist ferner möglich, die Phasenlage - d. h. die Position der Stromschienenanordnung in dem Schaltschrank - im Abstand zweier benachbarter Zentrieraufnahmen entspre­ chenden Schritten zu variieren.

Die mindestens eine Zentrierleiste ist vorzugsweise in dem Schaltschrank fixiert. Durch diese Maßnahme unterstützt die Zentrierleiste nicht nur die Einhaltung des Phasen­ abstandes, sondern dient auch der Positionierung der Stromschienen in dem Schaltschrank quer zu ihrer Längser­ streckung.

Der Fixierung der mindestens eine Zentrierleiste dient vorzugsweise ein in dem Schaltschrank vorgesehenes Unter­ teilungsprofil.

Sind in dem Schaltschrank mehrere Zentrierleisten vorgese­ hen, so sind diese vorzugsweise etwa gleichmäßig über die Länge der Stromschienenanordnung verteilt angeordnet.

Ein guter Kompromiß zwischen mechanischer Festigkeit, elektrischen Eigenschaften und Herstellungsaufwand stellen Zentrierleisten dar, die aus einem glasfaserverstärktem Kunststoffpreßteil bestehen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines erfin­ dungsgemäßen Schaltschranks dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Schalt­ schranks, der mit einer Mehrzahl von Sicherungs­ lasttrennschaltleisten und Einschüben bestückt ist;

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung eines Rahmenge­ stells eines Schaltschranks mit einer vier Stromschienen umfassenden Stromverteilschienen­ anordnung (auf die Darstellung von die Strom­ schienen positionierenden Zentrierleisten wurde aus Gründen der Übersichtlichkeit verzichtet;

Fig. 3 - ausschnittsweise - einen horizontalen Schnitt durch einen Schaltschrank gemäß Schnittlinie III-III in Fig. 1 sowie

Fig. 4a) bis c) verschiedene Ansichten einer Zentrierleiste für Stromschienen.

Der in Fig. 1 beispielhaft dargestellte, als Ganzes mit 100 bezeichnete Schaltschrank dient der Aufnahme von elek­ trischen Schaltelementen, Sicherungselementen, Anzeigege­ räten etc., die verschiedene Funktionen und unterschiedli­ che Abmessungen haben können. Er hat die Gestalt eines aufrechten Quaders, dessen Kanten durch ein Rahmengestell 1 gebildet werden, welches aus aus Blech geformten Rahmen­ profilen 2 besteht. In dem in Fig. 1 dargestellten Aus­ führungsbeispiel ist die dem Betrachter zugewandte Vor­ derseite die "Montageseite" 4, von der der Zugang zu den auf in der Zeichnung nicht dargestellten Schienen gelager­ ten, von der Montageseite 4 eingeschobenen Einschüben 3, 5 erfolgt. Die Montageseite 4 ist von einem durch die Rah­ menprofile 2 gebildeten, einen Teil des Rahmengestells 1 darstellenden rechteckigen Rahmen umgeben. Die von dem Rahmen begrenzte Montageseite 4 des Schaltschranks ist durch ein horizontal verlaufendes Unterteilungsprofil 6 und ein an dieses von unten angrenzendes, vertikales Un­ terteilungsprofil 7 in drei Funktionsräume 8, 8', 8" unter­ teilt.

Der obere Funktionsraum 8 kann der Unterbringung einer eine Mehrzahl von parallel zueinander verlaufenden Strom­ zuführschienen umfassenden Hauptsammelschienenanordnung dienen. Der Schaltschrank kann jedoch - wie in Fig. 2 dargestellt - in seiner "Tiefe" ein weiteres Mal unter­ teilt sein, um so gemäß Fig. 2 im hinteren Bereich einen Funktionsraum 8''' zur Aufnahme der Hauptsammelschienen­ anordnung 9 zu bilden.

Die Hauptsammelschienenanordnung dient der Stromversorgung sämtlicher in dem fertig bestückten Schaltschrank vorhan­ dener elektrischer Komponenten, welche zusammen ein soge­ nanntes Feld bilden.

Der in Fig. 1 rechts dargestellte Funktionsraum 8' dient üblicherweise der Aufnahme von elektrischen Anschlußka­ beln, die die Ausgänge der Schaltgeräte mit den zugehöri­ gen Verbrauchern verbinden. An den Funktionsraum 8' schließt sich der Funktionsraum 8" an, welcher der Auf­ nahme der Schaltgeräte 3, 5 dient.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist im rückseitigen Bereich des Funktionsraumes 8" eine in dem dargestellten Ausführungsbeispiel vier Stromschienen 13 aufweisende Stromschienenanordnung 12 vorgesehen. Die Schmalseiten der Stromschienen 13 sind der Montageseite 4 des Schaltschranks 100 zugewandt. Der Befestigung der Stromschienen 13 dient eine an einem Querprofil 10 befe­ stigtes Halteelement 11, welches aus einem elektrisch isolierenden Material besteht und die Stromschienen 13 in einem wohl definierten Abstand zueinander hält und in ihrer Längsrichtung fixiert.

Wie in Fig. 3 am Beispiel einer drei Stromschienen 13 umfassenden Stromschienenanordnung 12 erkennbar ist, dient die Stromschienenanordnung 12 der Kontaktierung eines elektrischen Schaltgeräts 3. Dieses weist hierzu auf sei­ ner Rückseite eine der Anzahl der Stromschienen 13 ent­ sprechende Anzahl von Klemmkontakten 14 auf. Benachbarte Klemmkontakte 14 weisen einen Abstand auf, der demjenigen zweiter benachbarter Stromschienen, dem sogenannten Pha­ senabstand P, entspricht. Die Stromschienen 13 sind je­ weils von einem kanalartigen Berührungsschutzprofil 15 umgeben, welches an seiner Frontseite eine regelmäßige Folge von Öffnungen aufweist, die den Durchgriff der Klemmkontakte, nicht aber den Eingriff eines Fingers ge­ statten.

Der zusätzlichen Positionierung der Stromschienen 13 dient eine an dem Schaltschrank befestigte Zentrierleiste 16, die aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff hergestellt ist. Sie umfaßt auf der den Stromschienen 13 zugewandten Seite 17 drei Paare 19, 19', 19" von Fortsätzen 18. Die einander zugewandten Seiten der Fortsätze eines Paares weisen einen Abstand auf, der der Dicke einer Stromschiene 13 entspricht, so daß die Fortsätze 18 eines Paares 19, 19', 19" zusammen mit dem Basiskörper 20 der Zentrier­ leiste 16 jeweils eine Zentrieraufnahme 21 für eine Strom­ schiene 13 bilden. Bei dem in Fig. 3 dargestellten Aus­ führungsbeispiel weisen benachbarte Zentrieraufnahmen 21 einen Mittenabstand auf, der gerade dem Phasenabstand P entspricht.

Wie Fig. 3 weiterhin entnommen werden kann, ragen die Fortsätze 18 in die Berührungsschutzprofile hinein. Die in letzteren vorgesehenen Öffnungen sind derart bemessen, daß die voneinander fortweisenden Seiten eines Paares 19, 19', 19" an dem jeweiligen Öffnungsrand anliegen. Durch diese Maßnahme erfährt das jeweilige Berührungsschutzpro­ fil durch die Zentrierleiste 16 eine zusätzliche Führung, und es ist gewährleistet, daß die Öffnungen und die Strom­ schienen präzise zueinander positioniert sind.

In den Fig. 4a) bis c) ist ein Ausführungsbeispiel einer Zentrierleiste 16 dargestellt. Wie insbesondere aus der Querschnittsansicht (Fig. 4a)) und der Aufsicht von Seiten der Stromschienenanordnung (Fig. 4b)) erkennbar ist, sind die Fortsätze 18 in Längsrichtung der Zentrierleiste 16 nochmals unterteilt. Der durch diese Unterteilung geschaf­ fene Abstand b ist derart bemessen, daß ein Klemmkontakt hierein unter zusätzlicher Führung durch die Fortsätze 18 einschiebbar ist. Durch diese Ausgestaltung ist einerseits gewährleistet, daß auch an Stellen, an denen in dem Schaltschrank eine Stützleiste 16 vorgesehen ist, Schalt­ geräte mit der Stromschienenanordnung kontaktierbar sind, andererseits wird durch die zusätzliche Führung der Klemm­ kontakte 14 verhindert, daß letztere sich beim Aufschieben auf die jeweilige Stromschiene in deren Längsrichtung verbiegen.

BEZUGSZEICHEN-LISTE

1

Rahmengestell

2

Rahmenprofil

3

Einschub

4

Montageseite

5

Einschub

6

Unterteilungsprofil

7

Unterteilungsprofil

8

,

8

',

8

,

8

''' Funktionsräume

9

Hauptsammelschienenanordnung

10

Querprofil

11

Halteelement

12

Stromschienenanordnung

13

Stromschienen

14

Klemmkontakt

15

Berührungsschutzprofil

16

Positionierleiste

17

Seite

18

Farbsätze

19

,

19

',

19

" Paare von Farbsätzen

20

Basiskörper

21

Positionieraufnahme

100

Schaltschrank
P Phasenabstand
b Abstand

Claims (8)

1. Schaltschrank für elektrische Anlagen mit mindestens einer in dem Schaltschrank befe­ stigten Stromschienenanordnung (12), die eine oder mehrere etwa parallel zueinander in einem Phasenabstand (P) verlaufende, in einer bestimm­ ten Phasenlage angeordnete Stromschienen (13) umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltschrank mindestens eine sich quer zu der Stromschienenanordnung (12) erstreckende, wahlweise von der kontaktierenden Schaltgeräten oder Schaltelementen zugewandten Schmalseite der Stromschienen (13) her aufschiebbaren Zentrier­ leiste (16) für die Stromschienen (13) der Stromschienenanordnung (12) umfaßt, welche einen langgestreckten Basiskörper (20) umfaßt, welcher mindestens ein Paar (19, 19', 19") von einer Schmalseite her eine Stromschiene (13) zumindest teilweise übergreifende Fortsätze (18) aufweist, die eine Zentrieraufnahme (21) für die Strom­ schiene (13) bilden, so daß die Stromschienen (13) der Stromschienenanordnung (12) zumindest hinsichtlich ihrer Phasenlage bzw. ihres Phasen­ abstandes (P) positioniert sind und wobei die Paare der Fortsätze derart ausgestellt sind, daß die Fortsätze zum Eingreifen in Öffnungen zum Durchgriff von Klemmkontakten eines Schaltgeräts oder Schaltelements eines wahlweise montierbaren Berührungsschutzprofils geeignet sind.

2. Schaltschrank nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die mindestens eine Zentrierleiste (16) derart ausgestaltet ist, daß die Strom­ schienen (13) in ihrer Längsrichtung gegenüber der Zentrierleiste (16) verschiebbar und die Stromschienen (13) jeweils nur bezogen auf ihre Längserstreckung an einer Stelle an dem Schalt­ schrank (100) befestigt sind.

3. Schaltschrank nach Anspruch 2, bei dem die min­ destens eine Zentrierleiste (16) eine Mehrzahl von Paaren (19, 19', 19") von Fortsätzen (18) umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte Zentrieraufnahmen (21) Mittenabstände aufweisen, die einem ganzzahligen Bruchteil des Phasenab­ standes (P) entsprechen.

4. Schaltschrank nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Zentrierleiste (16) in dem Schaltschrank fixiert ist.

5. Schaltschrank nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die mindestens eine Zentrierleiste (16) an mindestens einem in dem Schaltschrank (100) vorgesehenen Unterteilungsprofil befestigt ist.

6. Schaltschrank nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem mehrere Zentrierleisten vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierleisten etwa gleichmäßig über die Länge der Stromschie­ nenanordnung verteilt angeordnet sind.

7. Schaltschrank nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Zentrierleiste aus einem glasfaserverstärkten Kunststoffpreßteil besteht.

8. Zentrierleiste für einen Schaltschrank nach ei­ nem der Ansprüche 1 bis 7.