DE19926542A1 - Steckverbindereinheit für einen Anschlußkasten eines Elektromotors und eine Baureihe von Elektomotoren - Google Patents

Abstract

Baureihe von Elektromotoren mit einer Steckverbindereinheit für einen Anschlusskasten eines Elektromotors, wobei von Wicklungssträngen des Elektromotors elektrische Leitungen zu ersten Anschlussvorrichtungen im Klemmkasten führen, und wobei die ersten Anschlussvorrichtungen mit zweiten Anschlussvorrichtungen elektrisch verbunden sind, und wobei die zweiten Anschlussvorrichtungen mit Leitungen lösbar verbindbar sind, die mindestens Netzversorgungsleitungen umfassen, und wobei ein erstes Steckverbinderteil die zweiten Anschlussvorrichtungen umfasst, und dass dieses erste Steckverbinderteil derart aus dem Gehäuse des Anschlusskastens herausragt, dass ein zweites Steckverbinderteil mit dem ersten Steckverbinderteil lösbar verbindbar ist, wobei Netzversorgungsleitungen zum zweiten Steckverbinderteil führen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Steckverbindereinheit für einen Anschlusskasten eines Elektromotors und eine Baureihe von Elektromotoren.

Bei Elektromotoren sind aus dem Produktkatalog der Firma SEW-EURODRIVE GmbH & Co aus dem Jahre 1999 einerseits Ausführungen mit elektrisch betätigbarer Bremse bekannt und andererseits Ausführungen ohne eine solche Bremse. Es sind ebenfalls Elektromotoren bekannt, die einen Temperatursensor oder Temperaturfühler aufweisen, der wärmeleitend, also mit einem geringen Wärmeübergangswiderstand, mindestens an einen Wicklungsstrang des Stators angekoppelt ist.

Zur Verbindung der Leitungen, die von den Wicklungssträngen des Elektromotors in den Anschlusskasten führen, mit den Netzversorgungsleitungen wird oftmals ein sogenannter Klemmenstein verwendet. Dieser befindet sich im Anschlusskasten des Elektromotors und weist Klemmen auf, die von einem Träger mechanisch gehalten werden. An Klemmen werden die Leitungen des Elektromotors, also Ableitungen der Wicklungssträngen, und Leitungen der Netzversorgung befestigt. Auch bei Elektromotoren mit Bremse oder Temperatursensor werden die Leitungen an einem Klemmenstein oder einer entsprechenden Einheit elektrisch mit externen Leitungen verbunden. Nachteilig ist bei dieser Art der Verbindung, dass ein Austausch eines am Einsatzort sich befindenden Elektromotors sehr zeitaufwendig ist, da das Lösen und Verbinden sehr viel Zeit kostet.

Aus der Schrift 'Praxis der Antriebstechnik', Band 4, der Firma SEW-EURODRIVE GmbH & Co aus dem Jahre 1999 ist bekannt, dass in oder an den Anschlusskasten des Elektromotors elektronische Baugruppen anschließbar sind, die verschiedenen Funktionalitäten aufweisen. Insbesondere sind Schaltungen, wie Gleichrichter, bekannt, die aus einer Wechselspannung eine Gleichspannung zur Versorgung der Bremse erzeugen. Dabei sind Gleichrichter einfachster Bauart bekannt, die nur Dioden-Halbbrücken umfassen. Darüber hinaus sind aber auch Gleichrichter bekannt, die bei einem weiten Bereich von Netzspannung betreibbar sind und. eine aufwendigere elektronische Schaltung, insbesondere elektronische Schalter umfassend, enthalten. Weiterhin sind Schaltungen oder als Optionen einsetzbare Baugruppen bekannt, die das Lüften und/oder Einfallen der Bremse beschleunigen. Dazu werden geteilte Bremsspulen eingesetzt und/oder elektronische Ansteuerungen der Bremse mittels elektronischer Schalter. Ferner werden auch Relais oder andere konventionelle Schalter zur Regulierung der Bremsenströme verwendet.

Eine Baureihe von Elektromotoren weist verschieden große Elektromotoren auf, die sich insbesondere in der Baugröße und Leistung, aber auch weiteren Merkmalen, unterscheiden. Innerhalb einer Baugröße weist eine Baureihe von Elektromotoren jedoch verschiedene Varianten auf. Insbesondere werden Elektromotoren in verschiedenen Grundvarianten, wie mit oder ohne Bremse und/oder mit oder ohne Temperaturfühler oder dergleichen, eingesetzt. Weitere Untervarianten werden bei verschiedenen Netzspannungen eingesetzt. Als wichtigstes Unterschiedskriterium sei hier das US-amerikanische und europäische Netzspannungssystem genannt. Außerdem gibt es Varianten, bei welchen die Bremse über einen Gleichrichter aus einem Wechselspannungsnetz versorgt wird. In anderen Fällen wird die Bremse aus einem Gleichspannungsnetz, insbesondere einem in Europa industrieüblichen 24 V-Netz versorgt. Für alle diese Varianten sind verschiedene elektronische Baugruppen zu fertigen. Aus der oben genannten Schrift sind elektronische Baugruppen zum Einbau in den Anschlusskasten bekannt. Für diese Baugruppen steht nur ein begrenzter Raumbereich zur Verfügung. Daher sind aus der genannten Schrift auch andere Baugruppen bekannt, die in Auslassungen des Gehäuses des Anschlusskastens einbaubar sind, wie eine Kabelverschraubung, PG-Verschraubung oder dergleichen.

Der Fertigungsaufwand solcher Baugruppen ist sehr groß und kostspielig. Außerdem ist der Einbau solcher Baugruppen in den Anschlusskasten zeitaufwendig und daher auch kostspielig.

Aus der DE 42 16 036 ist ein Motoranschlusskasten bekannt, der ein schnelles Austauschen eines Elektromotors am Einsatzort ermöglicht. Allerdings ist der Platzbedarf sehr groß, weshalb zusätzliche elektronische Baugruppen in den Anschlusskasten nur schwer einfügbar sind. In einigen Fällen muss daher auf Schaltschrankversionen ausgewichen werden. In diesen Fällen befinden sich die elektronischen Baugruppen im Schaltschrank und müssen mit langen Leitungen verbunden werden. Dies ist mit einem hohen Fertigungs- und Zeitaufwand und hohen Kosten verbunden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steckverbindereinheit für einen Anschlusskasten eines Elektromotors, und eine Baureihe von Elektromotoren weiterzubilden unter Vermeidung der vorgenannten Nachteile. Insbesondere soll eine einfache übersichtliche Verkabelungsstruktur ermöglicht, möglichst viele Teile eingespart und/oder innerhalb der Baureihe wiederverwendet und eine besonders einfache Verkabelung gewährleistet werden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einer Steckverbindereinheit für einen Anschlusskasten eines Elektromotors gelöst nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen und bei einer Baureihe von Elektromotoren nach den in Anspruch 29 angegebenen Merkmalen.

Dabei führen elektrische Leitungen von Wicklungsstränge des Elektromotors, insbesondere von den Wicklungssträngen des Stators des Motors oder den Wicklungssträngen einer elektromagnetisch betätigbaren Bremse, zu ersten Anschlussvorrichtungen im Klemmenkasten, die mit zweiten Anschlussvorrichtungen elektrisch verbunden sind. Die zweiten Anschlussvorrichtungen sind dabei mit Leitungen lösbar verbindbar, die mindestens Netzversorgungsleitungen umfassen.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist, dass bei einer Steckverbindereinheit für einen Anschlusskasten eines Elektromotors ein erstes Steckverbinderteil, insbesondere ein Stecker, zweite Anschlussvorrichtungen umfasst. Von Vorteil ist dabei, dass zur Versorgungsseite hin mittels eines entsprechend passenden Steckverbinderteils eine schnell und einfach lösbare, elektrische und mechanische Verbindung mindestens der Versorgungsleitungen verfügbar ist. Zu Montage-, Reparaturzwecken oder dergleichen kann diese Verbindung in einfacher Weise im Feld gelöst und geschlossen werden. Ein weiteres wesentliches Merkmal der Erfindung ist, dass dieses erste Steckverbinderteil derart aus dem Gehäuse des Anschlusskastens herausragt, dass ein zweites Steckverbinderteil mit dem ersten Steckverbinderteil lösbar verbindbar ist, wobei Versorgungsleitungen, insbesondere auch Leitungen vom Netz her, zum zweiten Steckverbinderteil führen. Von Vorteil ist dabei, dass bei geschlossenem Anschlusskasten die genannte Verbindung des ersten zum zweiten Steckverbinderteils lösbar ist. Ein zeitaufwendiges Öffnen des Anschlusskastens ist daher nicht nötig.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die ersten Anschlussvorrichtungen auf einem Träger montiert und elektrisch mit diesem Träger verbunden, wobei der Träger elektrische Verbindungen, wie Leiterbahnen oder dergleichen, aufweist. Von Vorteil ist dabei, dass die ersten Anschlussvorrichtungen in räumlicher Entfernung von den die zweiten Anschlussvorrichtungen festlegbar sind.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Träger als Platine ausgebildet. Von Vorteil ist dabei, dass Platinen in Massenproduktion fertigbare kostengünstige Standard-Produkte sind. Ein weiterer Vorteil ist dabei, dass die ersten und/oder zweiten Anschlussvorrichtungen mit dem Träger oder der Platine mittels einer Lötverbindung elektrisch verbunden sind.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die ersten Anschlussvorrichtungen, zweiten Anschlussvorrichtungen und der Träger mit dem ersten Teil, insbesondere Unterteil, des Anschlusskastens derart verbunden, dass das zweite Teil, insbesondere Oberteil, des Anschlusskastens ohne Auftrennung elektrischer Verbindungen abnehmbar ist. Von Vorteil ist dabei, dass zu Reparatur-, Wartungs- oder Montagezwecken, wie Austausch von Teilen, Umstellung von Stern- in Dreieckbetrieb oder dergleichen, das zweite Teil, insbesondere Oberteil, in einfacher Weise schnell austauschbar ist.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist das zweite Teil, insbesondere Oberteil, des Anschlusskastens mindestens einen Niederhalter zum Niederhalten der Platine auf. Von Vorteil ist dabei, dass die Platine oder der Träger keinen mechanischen Spannungen oder Verspannungen ausgesetzt wird.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die Platine keine elektronischen Bauteile, insbesondere keine Widerstände, keine Kondensatoren, keine Halbleiterbauelemente oder dergleichen, auf. Von Vorteil ist dabei, dass die Platine nur der Verbindung der ersten und zweiten Anschlussvorrichtungen dient und ihre elektrisch leitenden Teile, wie Leiterbahnen oder dergleichen, mit diesen jeweils in einfacher, kostengünstiger Art und Weise verbindbar ist.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die Platine elektronische Bauteile, insbesondere Widerstände, Kondensatoren, Halbleiterbauelemente oder dergleichen, auf. Von Vorteil ist dabei, dass bei einer vorteilhaften Ausgestaltung durch Bestückung verschiedene Betriebsarten oder Funktionen erzeugbar sind. Insbesondere sind durch verschiedene Bestückung verschiedene Spannungssysteme verwendbar. Auch ist bei verschiedenen Baugrößen, insbesondere auch wegen verschieden großer Bremsspulen, eine verschiedene Bestückung ausführbar.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung führen die elektrischen Leitungen von Wicklungssträngen des Elektromotors, insbesondere den Wicklungssträngen des Stators des Motors oder den Wicklungssträngen einer elektromagnetisch betätigbaren Bremse, zu ersten Anschlussvorrichtungen im Klemmenkasten und sind mittels einer lösbaren Verbindung, wie Schraubanschluss, Käfigzugfederanschluss, Crimpanschluss oder dergleichen, elektrisch mit elektrisch leitenden Teilen oder Bestandteilen, wie Leiterbahnen auf einem Träger oder auf der Platine oder dergleichen, verbindbar. Von Vorteil ist dabei, dass einfache, kostengünstige und industrieübliche Verbindungstechniken verwendbar sind.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die Platine eine elektronische Schaltung zur Versorgung einer elektromagnetisch betätigbaren Bremse auf. Von Vorteil ist dabei, dass eine entsprechende elektronische Baugruppe nicht zusätzlich in den Anschlusskasten eingebracht und/oder eine solche Baugruppe verdrahtet werden muss. Die elektrischen Verbindungen werden schon bei der Herstellung und Bestückung der Platine in industrieüblicher Weise, wie durch ein Lötbad oder dergleichen, geschaffen. Des weiteren weist der Träger oder die Platine entsprechende elektrische Verbindungen von den ersten Anschlussvorrichtungen zu der elektronischen Schaltung für diejenigen Leitungen auf, die von der Bremse, insbesondere der zugehörigen Bremsspule, zu den ersten Anschlussvorrichtungen führen.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist ein zusätzliches Gehäuse um die elektronische Schaltung herum ausgeführt. Von Vorteil ist dabei, dass eine elektrischen Isolation und/oder mechanisch stabile, insbesondere rüttelfeste, Verbindung der elektronischen Schaltung zum Anschlusskasten oder anderen Teilen hin ausführbar ist.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die Platine eine elektronische Schaltung zum Gleichrichten von Wechselspannung auf. Dabei sind Lösungen einsetzbar, die nur Dioden als Bauelemente verwenden, aber es sind auch Lösungen mit Kondensatoren zur Glättung der pulsierenden Gleichspannung einsetzbar. Von Vorteil ist dabei in allen genannten Fällen, dass die Bremsspule der Bremse mit Gleichspannung versorgbar ist, wobei dabei die Wechselspannung der Netzversorgungsspannung entnehmbar.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die Platine einen weiteren Steckverbinder innerhalb des Anschlusskastens auf, wobei das zweite Teil, insbesondere Oberteil, des Anschlusskastens einen entsprechenden Steckverbinder und eine elektronische Schaltung aufweist. Von Vorteil ist dabei, dass mittels des weiteren Steckverbinders elektrische Verbindungen zum zweiten Teil, insbesondere Oberteil, herstellbar sind und daher eine elektronische Baugruppe oder auch nur passive Einrichtungen, wie Anschlussvorrichtungen, im zweiten Teil, insbesondere Oberteil, elektrisch verbindbar sind mit der Platine, die sich im erstes Teil, insbesondere Unterteil, befindet.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist das zweite Teil, insbesondere Oberteil, des Anschlusskastens Leistungselektronik auf und die Leistungselektronik ist mit dem zweiten Teil, insbesondere Oberteil, des Anschlusskastens wärmeleitend verbunden. Von Vorteil ist dabei, dass die Wärme der Leistungselektronik über das zweite Teil, insbesondere Oberteil, abführbar ist und eine Wärmesperre zwischen dem Wärmeniveau des Motors und dem zweites Teil, insbesondere Oberteil, einsetzbar ist.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Leistungselektronik derart gestaltet und verdrahtet, dass sie den Sternpunkt des Elektromotors öffnen und schließen kann. Von Vorteil ist dabei, dass eine Motorschaltstufe realisierbar ist, die den Motor aus- und anschalten kann. In weiteren Ausgestaltungen sind auch Schaltstufen ausführbar, bei denen die Leistungselektronik den effektiven Spannungswert der am Motor anliegenden Spannung beeinflusst, wie mittels einer Phasenanschnittsteuerung bei Thyristoren oder dergleichen.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist das zweite Teil, insbesondere Oberteil, oder die Platine weitere Signalelektronik auf. Von Vorteil ist dabei, dass die Leistungselektronik in komplexer Weise ansteuerbar ist und daher umfangreiche Ansteuerungslogik und/oder Steuer- und Regelungsverfahren anwendbar sind. Insbesondere bei einer Ausstattung der Signalelektronik mit Sensoren, wie Spannungs- und/oder Stromsensoren oder dergleichen, sind solche Verfahren in guter Qualität ausführbar. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Signalelektronik und die Leistungselektronik des zweiten Teil, insbesondere Oberteil, auch funktional einem Umrichter entsprechend ausführbar.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die weitere Signalelektronik und die Leistungselektronik derart gestaltet, dass sie funktional einer Motorschaltstufe mit Stern-Dreieck- Umschaltung, Sanftanlauf oder Motorüberlastabschaltung oder dergleichen gleichwertig sind oder funktional einem Umrichter entsprechen. Von Vorteil ist dabei, dass komplexe Funktionen im Anschlusskasten integrierbar ist. Dabei ist sogar eine Positioniersteuerung integrierbar.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die weitere Signalelektronik elektrisch an ein Informationsübermittlungssystem, wie Feldbus oder dergleichen, anschließbar. Von Vorteil ist dabei, dass ein Austausch von Daten, wie Ansteuerung, Fehlerrückmeldung oder dergleichen, ermöglicht wird. Insbesondere ist ein Elektromotor von einer zentralen Steuerung ein- oder ausschaltbar.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist der Träger oder die Platine Schalter, Jumper oder dergleichen auf. Von Vorteil ist dabei, dass ein Umschalten der Betriebsarten ermöglicht wird. Besonders wichtig ist dabei ein Umschalten der Betriebsart eines langsamen Bremseneinfalls auf die Betriebsart eines schnellen Bremseneinfalls. Dafür sind verschiedenen Techniken anwendbar. Insbesondere kann die Bremse abgeschaltet werden, indem ein Wechselstromkreis oder ein Gleichstromkreis aufgetrennt wird, wobei die Geschwindigkeit des Bremseneinfalls davon abhängig ist. Analoge Vorteile gelten in weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen für das Lüften der Bremse.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist, dass bei einer Baureihe von Elektromotoren der Anschlusskasten mindestens eine Steckverbindereinheit nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche umfasst. Von Vorteil ist dabei, dass bei der Fertigung die Teilevielfalt reduzierbar ist und Teile bei möglichst vielen Baugrößen und Varianten wiederverwendbar sind.

Bezugszeichenliste

1

erste Anschlussvorrichtungen

2

zweite Anschlussvorrichtungen

3

elektrische Leitungen von Wicklungssträngen des Elektromotors

4

Leitungen, die mindestens Netzversorgungsleitungen umfassen

6

erstes Steckverbinderteil

7

zweites Steckverbinderteil

8

Platine

9

elektronische Schaltung

10

erstes Teil, insbesondere Unterteil, des Anschlusskastens

11

zweites Teil, insbesondere Oberteil, des Anschlusskastens

12

Niederhalter

13

Auflage zur Befestigung

15

Element mit ersten Anschlussvorrichtungen, insbesondere Steckverbinderteil

20

Elektromotor

31

oberes Steckverbinderteil

32

unteres Steckverbinderteil

33

Signalelektronik

34

Leistungselektronik

41

Befestigungselemente, insbesondere Befestigungsschrauben

51

Auflage

52

elastische Klammer

53

verformbarer Bereich

54

Bohrung

55

Boden des ersten Teils, insbesondere Unterteil

Die Erfindung wird nun anhand von einer Abbildung näher erläutert:
In der Fig. 1 ist ein Elektromotor 20 skizziert, der einen Anschlusskasten, umfassend ein erstes Teil 10, insbesondere Unterteil, des Anschlusskastens und ein zweites Teil 11, insbesondere Oberteil, des Anschlusskastens, aufweist. Leitungen 4, die mindestens Netzversorgungsleitungen umfassen, führen zum zweiten Steckverbinderteil 7 und werden mit diesem, auch elektrisch, lösbar verbunden.

In der Fig. 2 ist ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel gezeigt. Elektrische Leitungen 3 von Wicklungssträngen des Elektromotors, wie Statorspulen und/oder je nach Ausführung Brems­ spulen, Temperatursensoren oder dergleichen, führen zu ersten Anschlussvorrichtungen 1 des Elements 15, insbesondere Steckverbinderteil. Das zweite Steckverbinderteil 7 wird von außen auf das im Gehäuse des Anschlusskastens 10 eingebaute und dort befestigte erste Steckverbinderteil 6 zur Herstellung elektrischer Verbindungen aufgesteckt. Dieses erste Steckverbinderteil 6 umfasst zweite Anschlussvorrichtungen 2. Leitungen 4, die mindestens Netzversorgungsleitungen umfassen, führen zum zweiten Steckverbinderteil 7. Die zweiten Anschlussvorrichtungen 2 weisen elektrische Verbindungen zur Platine 8 auf: Dabei werden elektrische Leiter, die mit den zweiten Anschlussvorrichtungen verbunden sind, auf der Platine mittels Lötverbindungen mit elektrisch leitenden Flächen der Platine, also Leiterbahnen, Lauer, Pads oder dergleichen, verbunden. Insbesondere sind diese elektrischen Leiter beispielhaft derart gewählt, dass sie flexibel sind und auftretende Verspannungen zu kompensieren vermögen. Der Niederhalter 12 ist mit dem zweiten Teil 11, insbesondere Oberteil, des Anschlusskastens verbunden und drückt die Platine nieder, ohne Verspannungen zuzulassen. Seine Elastizität ist geeignet ausgelegt. Dabei liegt die Platine auf einer Auflage 13 zur Befestigung auf. Die ersten Anschlussvorrichtungen 1 sind in der Fig. 2 derart zusammengefasst, dass sie in einem Element 15 mit ersten Anschlussvorrichtungen, insbesondere Steckverbinderteil, enthalten sind. Beispielhaft ist das Element 15 als Steckverbinderteil ausgeführt. Die elektrischen Leitungen 3 von Wicklungssträngen des Elektromotors werden dabei mit den ersten Anschlussvorrichtungen 1 des Steckverbinders, also beispielhaft des Elementes 15, verbunden und an sie angeschlossen, wobei der Steckverbinder auf die Platine 8 aufgesteckt und angelötet ist. In einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ist das Element 15 als auf die Platine 8 aufsteckbare und verlötbare Klemmenleiste ausgeführt. Dabei werden die elektrischen Leitungen 3 von Wicklungssträngen des Elektromotors in der Klemmenleiste befestigt, die wiederum elektrisch verbindbar mit Leiterbahnen der Platine 8 ist.

Die elektronische Schaltung 9 ist innerhalb der Baureihe jeweils verschieden ausgeführt. Die wichtigste Variable ist dabei die Baugröße oder Leistungsklasse. Falls es jedoch die Auslegungsdaten, wie Nenndaten oder dergleichen, zulassen, werden nach Möglichkeit innerhalb der Baureihe, möglichst auch über Baugrößen hinweg, die gleichen elektronischen Schaltungen 9, Platinen 8, Steckverbinder, Anschlussvorrichtungen oder dergleichen verwendet, um die Vielfalt der Teile und damit auch der Kosten zu reduzieren.

Jedoch kann die Ausführungsform auch innerhalb einer einzigen Baugröße variieren. Bei einem Elektromotor ohne Bremse und Temperaturfühler ist die elektronische Schaltung 9 nicht vorhanden, also werden auf der Platine 8 nur Verbindungen durchgeschleift, um die ersten Anschlussvorrichtungen 1 mit den zweiten Anschlussvorrichtungen 2 zu verbinden.

Bei anderen Vertretern innerhalb der Baureihe variiert die Ausführungsform weiter. Insbesondere bei einem Elektromotor mit Bremse ist die elektronische Schaltung verschieden ausführbar. Eine Ausführungsform weist einen Gleichrichter auf zur Versorgung der Bremse aus Netzspannung. Dabei wird diese Wechselspannung in Gleichspannung verwandelt. Die Gleichrichter sind auch innerhalb einer Baugröße verschieden. Insbesondere werden für verschieden hohe Spannungen oder Spannungsbereiche verschiedene Ausführungen gefertigt. Die Gleichrichter enthalten dabei nicht nur Dioden als Bauelemente sondern werden teilweise auch aufwendiger ausgeführt zur Erreichung eines möglichst weiten Bereiches von zulässigen Netz-Versorgungsspannungen für die Bremsspule. Auf diese Art und Weise müssen innerhalb einer Baugröße nicht viele verschiedenen Bremsspulen verwendet werden, sondern es reichen nur wenige, beispielsweise zwei, aus.

Des weiteren sind innerhalb einer Baugröße verschiedene elektronische Schaltungen einsetzbar, die weitere Optionen der Bremsansteuerung ermöglichen. Insbesondere sind derartige Optionen für ein schnelles Lüften und Einfallen der Bremse einsetzbar. Dazu werden jeweilige elektronische Schaltungen 9 mit entsprechender Funktionalität auf der Platine 8 eingesetzt.

In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform wird in das zweite Teil 11, insbesondere Oberteil, Signalelektronik 33 und Leistungselektronik 34 eingefügt. Diese wird über einen weiteren Steckverbinder, der ein oberes Steckverbinderteil 31 und ein unteres Steckverbinderteil 32 umfasst, mit der Platine 8 verbunden. Dadurch ist ein einfaches Abmontieren des zweiten Teils 11, insbesondere Oberteil, des Anschlusskastens in einfacher Weise schnell möglich. Der Steckverbinder (31, 32) stellt, mit Ausnahme der Erdungsverbindung die einzige elektrische Verbindung vom zweiten Teil 11, insbesondere Oberteil, mit dem ersten Teil 10, insbesondere Unterteil, des Anschlusskasten dar.

In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform wird eine Wärmesperre zur wärmetechnischen Abtrennung des zweiten Teils 11, insbesondere Oberteil, vom ersten Teil 10, insbesondere Unterteil, vorgesehen. Somit kann die Wärme der Leistungselektronik über das zweite Teil 10, insbesondere Oberteil, an die Umgebung abgeführt werden. Die Steuerelektronik der Signalelektronik 33 weist bei verschiedenen erfindungsgemäßen Ausführungsformen verschiedene Grade an Komplexizität auf. Insbesondere ist eine einfache Motorschaltstufe, mittels welcher der Elektromotor ein- und ausschaltbar ist, realisierbar. Dieses Schalten kann am Sternpunkt bei einem sternförmig verschalteten Motor erfolgen, insbesondere mittels eines elektronischen Schalters. Das Schalten kann aber auch mittels Thyristoren erfolgen, die in einer Dreiphasen-Gleichrichter-Schaltung teilweise Dioden ersetzen, wobei die Dreiphasen- Gleichrichter-Schaltung wechselstromseitig mit den Phasen des Motors verbunden ist, gleichstromseitig kurzgeschlossen ist und somit der Sternpunkt des Motors je nach Zustand der Thyristoren kurzschließbar ist. Andererseits ist auch eine komplexere Elektronik einsetzbar. Insbesondere ein Sanftanlaufgerät. Dieses kann durch phasenanschnittgesteuerte Thyristoren oder dergleichen in der beschriebenen Schaltungsart erfolgen.

In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform wird statt eines Steckverbinders zur Verbindung des ersten Teils 10, insbesondere Unterteil, und des zweiten Teils 11, insbesondere Oberteil, des Anschlusskastens zumindest eine flexible Leitung ausgestaltet. Zu deren Anschluss weist die erfindungsgemäße Ausführungsform zumindest einen Steckverbinder am Ende der flexiblen Leitung am zweiten Teil 11 und/oder auf der Platine 8 auf.

Darüber hinaus ist auch bei einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform die Funktionalität eines Umrichters durch die elektronische Schaltung, umfassend die Signalelektronik 33 und die Leistungselektronik 34, ausbildbar.

In der Fig. 3 ist eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform gezeigt. Dabei ist die einzige elektrische Verbindung mit Ausnahme der Masseverbindung zwischen zweitem Teil 11, insbesondere Oberteil, und erstem Teil 10, insbesondere Unterteil, des Anschlusskastens ein Steckverbinder, der ein oberes Steckverbinderteil 31 und ein unteres Steckverbinderteil 32 umfasst. Das zweite Teil 11, insbesondere Oberteil, trägt Signalelektronik 33 und Leistungselektronik 34. Die Signalelektronik 33 steuert auch die Leistungselektronik 34 an und ist in einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel mit einer Wärmesperre zur Leistungselektronik 34 und/oder zum Elektromotor oder zum ersten Teil 10, insbesondere Unterteil, des Anschlusskastens versehen.

Die Leistungselektronik 34 ist wärmeleitend mit dem zweiten Teil 11, insbesondere Oberteil, verbunden und gibt die Wärme über dieses an die Umgebung ab. Bei einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ist die Leistungselektronik 34 mit einer Wärmesperre zur Signalelektronik 33 und/oder zum Elektromotor oder erstes Teil, insbesondere Unterteil, des Anschlusskastens versehen.

Bei den genannten Wärmesperren kann es sich um wärmeisolierende Bauteile, also Bauteile mit einem hohen Wärmeübergangswiderstand, handeln oder auch nur um beispielsweise einfache Kunststoffwände, die Raumluftbereiche trennen, wobei Raumluftbereiche mittels einer durch einen Lüfter bewirkten Luftströmung im Wesentlichen auf einem Temperaturniveau gehalten werden.

Die Funktionalität der aus Signalelektronik 33 und Leistungselektronik 34 gleicht einer Motorschaltstufe. Bei einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel gleicht sie einer Motorschaltstufe mit Sanftanlaufschaltung, bei einem wiederum weiteren einer Motorschaltstufe mit Umrichter-Funktionalität. Bei einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel weist sie Anschlussvorrichtungen für Feldbus auf und kann somit von einer zentralen Steuerung angesteuert werden und Daten austauschen, wie beispielsweise Fehlermeldungen.

In weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsformen sind elektronische Bauteile innerhalb eines zusätzlichen speziellen Schutzgehäuses ähnlich wie in Fig. 3 angeordnet. Zur Erhöhung der Rüttelfestigkeit wird bei einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen das Schutzgehäuse mit Vergussmasse ausgegossen.

In anderen erfindungsgemäßen Ausführungsformen wird der Anschlusskasten insgesamt oder zumindest teilweise dessen erstes Teil 10, insbesondere Unterteil, mit Vergussmasse ausgegossen zur Erhöhung der Rüttelfestigkeit.

In der Fig. 4 ist bei einer erfindungsgemäßen Ausführungsform eine beispielhafte Befestigungsmethode gezeigt. Die Platine 8, auf der das erste Steckverbinderteil 6, das zweite Anschlussvorrichtungen umfasst, und das Element 15, insbesondere Steckverbinderteil, mit ersten Anschlussvorrichtungen 1 montiert und mittels Lötverbindungen sind, ist mit dem ersten Teil, insbesondere Unterteil, des Anschlusskastens 10 mittels Befestigungselemente, insbesondere Befestigungsschrauben, lösbar verbunden.

In der Fig. 5 ist beispielhaft für eine erfindungsgemäße Ausführungsform ein weitere Art der Befestigungsmethode gezeigt. Dabei wird in eine Bohrung 54 des Bodens 55 des ersten Teils, insbesondere Unterteil, ein Element aus Kunststoff und/oder Metall gesteckt, das einen verformbarer Bereich 53 aufweist, der beim Einstecken in die Bohrung verquetscht wird und dadurch fixiert wird. In der Fig. 5 ist ein zu großer Durchmesser symbolhaft verwendet und der verformbare Bereich 53 unverquetscht eingezeichnet. Zusätzlich weist das genannte Element eine elastische Klammer 52 auf. Beim Einstecken der Platine 8 nimmt die elastische Kraft der elastischen Klammer 52 von Null auf einen Maximalwert zu und kehrt bei weiterem Einstecken mit weiter zunehmendem Einsteckweg die Kraftrichtung um, der Kraftverlauf hat also einen Nulldurchgang. Das Einstecken der Platine 8 ist beendet, wenn die Platine 8 die Auflage 51 berührt.

Claims (36)

1. Steckverbindereinheit für einen Anschlusskasten eines Elektromotors,
wobei von Wicklungssträngen des Elektromotors, insbesondere den Wicklungssträngen des Stators des Motors oder den Wicklungssträngen einer elektromagnetisch betätigbaren Bremse, elektrische Leitungen zu ersten Anschlussvorrichtungen im Klemmenkasten führen,
und wobei die ersten Anschlussvorrichtungen mit zweiten Anschlussvorrichtungen elektrisch verbunden sind,
und wobei die zweiten Anschlussvorrichtungen mit Leitungen lösbar verbindbar sind, die mindestens Netzversorgungsleitungen umfassen, dadurch gekennzeichnet, dass
ein erstes Steckverbinderteil, insbesondere ein Stecker, die zweiten Anschlussvorrichtungen umfasst,
und dass dieses erste Steckverbinderteil derart aus dem Gehäuse des Anschlusskastens herausragt, dass ein zweites Steckverbinderteil mit dem ersten Steckverbinderteil lösbar verbindbar ist, wobei Netzversorgungsleitungen zum zweiten Steckverbinderteil führen.

2. Steckverbindereinheit nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass
die ersten Anschlussvorrichtungen auf einem Träger montiert sind oder ein Element mit den ersten Anschlussvorrichtungen auf einem Träger montiert ist,
und dass die ersten Anschlussvorrichtungen elektrisch mit dem Träger oder elektrisch leitenden Teilen des Trägers verbunden sind, wobei der Träger elektrisch leitende Teile, wie elektrische Verbindungen, Leiterbahnen, Layer, Pads oder dergleichen, aufweist.

3. Steckverbindereinheit nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass
die zweiten Anschlussvorrichtungen auf einem zweiten Träger montiert sind oder ein erstes Steckverbinderteil mit den zweiten Anschlussvorrichtungen auf einem zweiten Träger montiert ist,
und dass die zweiten Anschlussvorrichtungen elektrisch mit dem zweiten Träger oder elektrisch leitenden Teilen des zweiten Trägers verbunden sind, wobei der zweite Träger elektrisch leitende Teile, wie elektrische Verbindungen, Leiterbahnen, Layer, Pads oder dergleichen, aufweist.

4. Steckverbindereinheit nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der ein einziger Träger erster Träger und zweiter Träger zugleich ist.

5. Steckverbindereinheit nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Träger als Platine ausgebildet ist.

6. Steckverbindereinheit nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlusskasten mindestens aus zwei Teilen, also mindestens aus einem ersten Teil, insbesondere Unterteil, und einem zweiten Teil, insbesondere Oberteil, aufgebaut ist, und dass die ersten Anschlussvorrichtungen, die zweiten Anschlussvorrichtungen und der Träger mit dem ersten Teil, insbesondere Unterteil, des Anschlusskastens derart mechanisch und elektrisch verbunden sind, dass das zweite Teil, insbesondere Oberteil, des Anschlusskastens ohne Auftrennung elektrischer Leitungen abnehmbar ist.

7. Steckverbindereinheit nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten Teil, insbesondere Unterteil, und dem zweiten Teil, insbesondere Oberteil, eine Wärmesperre vorhanden ist.

8. Steckverbindereinheit nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das zweites Teil, insbesondere Oberteil, des Anschlusskastens mindestens einen Niederhalter zum Niederhalten des Trägers oder der Platine aufweist.

9. Steckverbindereinheit nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Platine keine elektronischen Bauteile, insbesondere keine Widerstände, keine Kondensatoren, keine Halbleiterbauelemente oder dergleichen, aufweist.

10. Steckverbindereinheit nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Platine elektronische Bauteile, insbesondere Widerstände, Kondensatoren, Halbleiterbauelemente oder dergleichen, aufweist.

11. Steckverbindereinheit nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und/oder zweiten Anschlussvorrichtungen mit dem Träger oder der Platine mittels einer Lötverbindung elektrisch verbunden sind.

12. Steckverbindereinheit nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Leitungen von Wicklungssträngen des Elektromotors, insbesondere den Wicklungssträngen des Stators des Motors oder den Wicklungssträngen einer elektromagnetisch betätigbaren Bremse, zu den ersten Anschlussvorrichtungen im Klemmenkasten führen und dort mittels einer lösbaren Verbindung, wie Schraubanschluss, Käfigzugfederanschluss, Crimpanschluss oder dergleichen, elektrisch mit elektrisch leitenden Teilen, wie Leiterbahnen, Layer, Pads oder dergleichen, des Trägers oder der Platine verbindbar sind.

13. Steckverbindereinheit nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Platine eine elektronische Schaltung zur Versorgung einer elektromagnetisch betätigbaren Bremse aufweist.

14. Steckverbindereinheit nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Schaltung auf der Platine derart gestaltet ist, dass sie zum Gleichrichten von Wechselspannung verwendbar ist.

15. Steckverbindereinheit nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Platine ein unteres Steckverbinderteil innerhalb des Anschlusskastens aufweist, wobei das zweite Teil, insbesondere Oberteil, des Anschlusskastens ein entsprechendes passendes oberes Steckverbinderteil aufweist, und wobei der weitere Steckverbinder, bestehend aus unterem und oberem Steckverbinderteil, die einzige elektrische Verbindung zwischen zweitem Teil, insbesondere Oberteil, und erstem Teil, insbesondere Unterteil, des Anschlusskastens ist mit Ausnahme einer Masseverbindung.

16. Steckverbindereinheit nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Platine des ersten Teils, insbesondere Unterteil, des Anschlusskastens mit dem zweiten Teil, insbesondere Oberteil, des Anschlusskastens über ein elektrisches Kabel oder elektrische Leitungen elektrisch verbindbar ist.

17. Steckverbindereinheit nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Teil, insbesondere Oberteil, des Anschlusskastens eine elektronische Schaltung aufweist.

18. Steckverbindereinheit nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Teil, insbesondere Oberteil, des Anschlusskastens Leistungselektronik aufweist und die Leistungselektronik mit dem zweites Teil oder dessen Gehäuse wärmeleitend verbunden ist.

19. Steckverbindereinheit nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungselektronik derart gestaltet und verdrahtet ist, dass sie den elektrischen Sternpunkt des Elektromotors öffnen und schließen kann.

20. Steckverbindereinheit nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Teil, insbesondere Oberteil, oder die Platine weitere Signalelektronik aufweist.

21. Steckverbindereinheit nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Signalelektronik elektrisch an ein Informationsübermittlungssystem, wie Feldbus oder dergleichen, anschließbar ist und/oder eine entsprechende Schnittstelle aufweist.

22. Steckverbindereinheit nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Signalelektronik und die Leistungselektronik derart gestaltet sind, dass sie funktional einer Motorschaltstufe mit Stern-Dreieck-Umschaltung, Sanftanlauf oder Motorüberlastabschaltung oder dergleichen gleichwertig sind oder funktional einem Umrichter entsprechen.

23. Steckverbindereinheit nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile der elektronischen Schaltung sich innerhalb eines Schutzgehäuses befinden.

24. Steckverbindereinheit nach Anspruch 23 dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzgehäuse mit einer Vergussmasse ausgegossen ist zur Erhöhung der Rüttelfestigkeit.

25. Steckverbindereinheit nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlusskasten mindestens teilweise mit Vergussmasse zur Erhöhung der Rüttelfestigkeit ausgegossen ist.

26. Steckverbindereinheit nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Teil, insbesondere Oberteil, mit mindestens einem Kühlkörper verbunden ist.

27. Steckverbindereinheit nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass
die Leistungselektronik mit dem Kühlkörper wärmeleitend verbunden ist,
und dass zwischen Kühlkörper und/oder Leistungselektronik zur Signalelektronik hin eine Wärmesperre vorhanden ist.

28. Steckverbindereinheit nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass vom Gehäuse des Elektromotors und/oder vom Wicklungsraum des Elektromotors eine Wärmesperre vorhanden ist zur Signalelektronik und/oder Leistungselektronik hin.

29. Steckverbindereinheit nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Steckverbinderteil derart gestaltet ist, dass eine Stern-/Dreieck-Umschaltung für den Elektromotor in oder an diesem Steckverbinderteil durchführbar ist.

30. Steckverbindereinheit nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Träger oder die Platine Schalter, Jumper oder dergleichen aufweist.

31. Steckverbindereinheit nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Platine mit Befestigungselementen, wie Schrauben, Klammern oder dergleichen, lösbar am ersten Teil, insbesondere Unterteil, des Anschlusskastens befestigt wird.

32. Steckverbindereinheit nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Platine mit Befestigungselementen lösbar am ersten Teil, insbesondere Unterteil, des Anschlusskastens befestigt wird, wobei der Kraftverlauf beim Einstecken der Platine mit zunehmender Strecke des Einsteckens einen Nulldurchgang aufweist und nach Beendigung des Einsteckens die Befestigungselemente eine konstante Kraft auf die Platine ausüben, insbesondere Null Newton oder einen anderen Wert.

33. Baureihe von Elektromotoren, die jeweils einen Anschlusskasten aufweisen, wobei die Baureihe mindestens eine Baugröße umfasst, und wobei in jeder Baugröße verschiedenen Varianten vorhanden sind, wie
Elektromotoren mit oder ohne Bremse, wobei die Bremsspule geteilt oder nicht geteilt aufgebaut ist,
Elektromotoren mit oder ohne mindestens einen Temperatursensor, der mit mindestens einem Wicklungsstrang verbindbar ist,
oder dergleichen, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlusskasten mindestens eine Steckverbindereinheit nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche umfasst.

34. Baureihe von Elektromotoren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusskästen der Elektromotoren oder die ersten Teile, insbesondere Unterteile, der Anschlusskästen innerhalb einer Baureihe sich nur durch die Bestückung des Trägers oder der Platine unterscheiden.

35. Baureihe von Elektromotoren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusskästen der Elektromotoren oder die ersten Teile, insbesondere Unterteile, der Anschlusskästen innerhalb einer Baureihe sich nur durch Bauart und Bestückung des Trägers oder der Platine unterscheiden.

36. Baureihe von Elektromotoren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusskästen der Elektromotoren innerhalb einer Baureihe verschiedene zweite Teile, insbesondere Oberteile, aufweisen, die derart gestaltet sind, dass sie funktional verschieden sind, insbesondere ohne Funktion oder mit Motorschaltstufen-Funktion, mit Sanftanlauf-Funktion, mit Umrichter-Funktion oder dergleichen.