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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verteiler nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Verteiler in aktiver und passiver Ausgestaltung sind in verschiedensten Ausführungsformen bekannt, beispielsweise aus der
DE 299 199 01 U1 . Der in dieser Schrift dargestellte Verteiler ermöglicht einen Anschluss von Feldgeräten wie beispielsweise Aktoren oder Sensoren oder Initiatoren zur Verbindung mit einer Steuerungseinheit. Er weist eine Elektronikschaltung zur Verarbeitung von Signalen zwischen den Feldgeräten und einer übergeordneten Steuerungseinheit auf und ist als aktiver Verteiler ausgestaltet. Dieser Verteiler hat sich an sich bewährt.
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In Anlagen mit einer Vielzahl von Verteilern und daran angeschlossenen Geräten stellt sich die Aufgabe, auf möglichst einfache Weise bei einer vorgegeben Spannung die notwendige Leistungsversorgung sicherzustellen.
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Die Lösung dieses Problems ist die Aufgabe der Erfindung.
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Die Aufgabe wird mit einem passiven Stromversorgungsverteiler nach Anspruch 1 gelöst.
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Vorteilhafte Ausführungsformen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
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Dafür wird ein Stromversorgungsverteiler geschaffen, der eine zumindest 3- oder 4-adrige Zuleitung umfasst, sowie zumindest zwei Ausgangs-Steckverbinder. Weiterhin umfasst der Stromversorgungsverteiler eine Verteilerschaltung, die jede Ader der Zuleitung jeweils auf einen Ausgangsstecker der Steckverbinder verteilt, wobei jeder Stromzufuhrleitung zumindest ein Strombegrenzungsmittel, insbesondere eine Sicherung, zugeordnet ist.
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Derart kann auf einfache Weise die Strom- und Leistungsversorgung auch einer Vielzahl von anschließbaren Verteilern und Geräten sichergestellt werden.
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Der Stromversorgungsverteiler zeichnet sich nach einer besonders vorteilhaften Weiterbildung dadurch aus, dass zumindest zwei Adern der Zuleitung als Stromzufuhrleitungen vorgesehen und für verschieden starke Ströme ausgebildet sind.
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Es ist bevorzugt, dass eine erste der beiden Stromzufuhrleitungen als Elektronikzuleitung ausgebildet ist. Bevorzugt weist diese erste Stromzufuhrleitung eine Stromtragfähigkeit von bis zu 2A auf, besonders bevorzugt von bis zu 3A.
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Weiterhin ist es bevorzugt, dass eine zweite der beiden Stromzufuhrleitungen als Leistungszuleitung ausgebildet ist. Bevorzugt weist diese zweite Stromzufuhrleitung eine Stromtragfähigkeit von bis zu 10A auf.
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Zudem ist es bevorzugt, dass die Zuleitung noch eine oder mehrere weitere Adern umfasst, die als Stromzufuhrleitungen vorgesehen und für andere Stromstärken ausgebildet sind. Außerdem ist es bevorzugt, dass der Stromversorgungsverteiler noch mehr als zwei Ausgangs-Steckverbinder umfasst.
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An jeden der Ausgangs-Steckverbinder ist daher eine elektrische Baugruppe oder ein elektrisches Gerät mit kleinem und/oder großem Leistungsbedarf anschließbar.
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Der Stromversorgungsverteiler ist bevorzugt passiv ausgebildet. In Abhängigkeit von der Anzahl der Ausgangs-Steckverbinder, und daher der angeschlossenen Baugruppen oder Geräte, ist er aber auch aktiv ausbildbar.
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Die Verteilerschaltung ist bevorzugt auf einer Platine angeordnet. Besonders bevorzugt ist sie in SMD Technik ausgeführt, um den für den Stromversorgungsverteiler benötigten Bauraum möglichst klein zu halten. In dieser Ausführungsform bestimmen die Zuleitung und/oder die Ausgangs-Steckverbinder den für den Stromversorgungsverteiler benötigten Bauraum wesentlich. Es ist aber auch jede andere herkömmliche Verschaltungstechnik bevorzugt.
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Um die Stromzufuhr auf den Stromzufuhrleitungen zu begrenzen, ist jeder Stromzufuhrleitung zumindest ein Strombegrenzungsmittel, insbesondere eine Sicherung, zugeordnet. Das Strombegrenzungsmittel ist in einer bevorzugten Ausführungsform in der Stromzufuhrleitung angeordnet. Diese Ausführungsform eignet sich vor allem für kleine Ströme. Oder in einer ebenfalls bevorzugten Ausführungsform ist jeweils ein Strombegrenzungsmittel in einer Ausgangsleitung angeordnet, die die Stromzufuhrleitung mit dem ihr zugeordneten Ausgangsstecker verbindet. Diese Ausführungsform eignet sich besonders für große Ströme, da jeder Ausgangsleitung ein eigenes Strombegrenzungsmittel zugeordnet ist.
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Weiterhin ist es bevorzugt, dass jeder Stromzufuhrleitung ein Anzeigemittel, insbesondere eine Leuchtdiode, zugeordnet ist. Das Anzeigemittel zeigt einen fließenden Strom auf der Stromzufuhrleitung an. Um die korrekte Funktion der Strombegrenzungsmittel anzuzeigen, ist es außerdem bevorzugt, dass jedem Strombegrenzungsmittel zumindest ein Anzeigemittel, insbesondere eine Leuchtdiode, zugeordnet ist.
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Die Ausgangs-Steckverbinder sind bevorzugt als Standard-Steckverbinder ausgebildet. Besonders bevorzugt sind sie als M12-Steckverbinder ausgebildet. In dieser Ausführungsform weisen sie mehrere, vorzugsweise vier, sechs, acht oder mehr Ausgangsstecker auf, so dass sie für einen Stromversorgungsverteiler mit zwei oder drei Stromzufuhrleitungen verwendbar sind. Unter einem Ausgangsstecker ist ein als Stecker und/oder Buchse ausgebildeter elektrischer Stecker zu verstehen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Stromversorgungsverteiler ein Anschlussgehäuse und ein Verteilergehäuse. Die Verteilerschaltung dieses Stromversorgungsverteilers ist bevorzugt im Verteilergehäuse angeordnet. Weiterhin bevorzugt ist die Zuleitung dieses Stromversorgungsverteilers an das Anschlussgehäuse angeschlossen. Dabei ist es bevorzugt, dass das Anschlussgehäuse und das Verteilergehäuse lösbar miteinander befestigt sind.
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Es ist denkbar, wird aber aufgrund hoher Leistungen nicht unbedingt bevorzugt, dass zwischen der Zuleitung und der Verteilerschaltung eine Zwischen-Steckverbindung vorgesehen ist. Es kann aber auch eine direkte Zuleitung über ein angeschlossenes Kabel erfolgen. Beim Lösen des Anschlussgehäuses vom Verteilergehäuse wird die Zwischen-Steckverbindung gelöst. In dieser Ausführungsform ist das Anschlussgehäuse konfigurierbar, so dass der Stromversorgungsverteiler entweder mit einer vorkonfektionierten Zufuhrleitung auslieferbar, oder vom Anwender konfigurierbar ist.
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Im Folgenden wird die Erfindung durch Figuren beschrieben. Die Figuren sind lediglich beispielhaft und schränken den allgemeinen Erfindungsgedanken nicht ein. Es zeigt:
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1 in (a) einen erfindungsgemäßen Stromversorgungsverteiler mit mehreren Ausgangs-Steckverbindern,
in (b) eine Verteilerschaltung des Stromversorgungsverteilers aus (a), und
in (c) einen Ausgangs-Steckverbinder für den Stromversorgungsverteiler aus (a), und
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2 zeigt eine Verteilerschaltung für eine weitere Ausführungsform eines Stromversorgungsverteilers.
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1 zeigt in (a) einen Stromversorgungsverteiler 10 gemäß der Erfindung. Der Stromversorgungsverteiler 10 weist ein Anschlussgehäuse 10.2 und ein Verteilergehäuse 10.3 auf, die lösbar miteinander befestigt sind. Und zwar sind das Anschlussgehäuse 10.2 und das Verteilergehäuse 10.3 hier miteinander verschraubt. Es sind aber auch andere, insbesondere lösbare, Befestigungen bevorzugt.
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An das Anschlussgehäuse 10.2 ist mithilfe eines Kabelanschlusses 10.1 eine Zuleitung 15 angeschlossen. Die Zuleitung 15 weist drei oder hier vier Adern 15-I, 15-II, 15-III, 15-IV auf. Zwei der Adern 15-I, 15-II sind als Stromzufuhrleitungen ausgebildet und zum Führen verschieden großer Ströme ausgelegt. Eine weitere der Adern 15-III ist hier als Schutzleitung (PE, Protective Earth), und die letzte der Adern 15-IV als Masseleitung (GND, Ground) vorgesehen.
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Der hier gezeigte Stromversorgungsverteiler 10 ist für Gleichströme und entsprechend kleine Spannungen ausgebildet.
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Dabei ist die erste Stromzufuhrleitung 15-I der Stromzufuhrleitungen 15-I, 15-II für kleinere Ströme, vorzugsweise in der Größenordnung von bis zu 3A, als die zweite Stromzufuhrleitung 15-II ausgebildet, und eignet sich für den Anschluss von Elektronik. Die zweite Stromzufuhrleitung 15-II eignet sich auch für die Entnahme größerer Leistungen und ist für einen Strom von bis zu 10A ausgelegt.
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Die Adern 15-I–15-IV der Zuleitung 15 werden im Anschlussgehäuse 10.2 direkt angeschlossen. Denkbar ist es zwar auch, dass sie auf einen Zwischen-Stecker (nicht gezeigt) einer Zwischen-Steckverbindung (nicht gezeigt) geführt werden, wobei ein Zwischen-Gegenstecker (nicht gezeigt) am Verteilergehäuse 10.3 angeordnet ist. Diese Lösung wird aber aufgrund hoher Ströme weniger bevorzugt.
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Der Zwischen-Gegenstecker führt die Adern 15-I–15-IV der Zuleitung 15 auf eine Verteilerschaltung 16, die beispielhaft in 1(b) gezeigt ist. Die Verteilerschaltung 16 verteilt jede der Adern 15-I–15-IV der Zuleitung 15 jeweils auf einen Ausgangsstecker 11.(1–4)-I–11.(1–4)-IV eines Ausgangs-Steckverbinders 11.1, 11.2, 11.3, 11.4. Dabei sind hier vier Ausgangs-Steckverbinder 11.1–11-4 vorgesehen. Jeder der Ausgangs-Steckverbinder 11.1–11-4 weist daher jeweils einen Ausgangsstecker 11.(1–4)-I–11.(1–4)-IV für jede der Adern 15-I, 15-II, 15-III, 15-IV der Zuleitung 15 auf.
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Um die Stromzufuhr zu begrenzen, ist jeder der beiden Stromzufuhrleitungen 15-I, 15-II zumindest ein Strombegrenzungsmittel FI, F1-II, F2-II, F3-II, F4-II zugeordnet. Die Strombegrenzungsmittel FI, F1-II, F2-II, F3-II, F4-II sind hier als Sicherung ausgebildet. Dabei ist das Strombegrenzungsmittel FI der ersten Stromzufuhrleitung 15-I, die für kleinere Ströme ausgebildet ist, in der Stromzufuhrleitung 15-I angeordnet. Im Gegensatz dazu ist in jeder Ausgangsleitung V1-II, V2-II, V3-II, V4-II, die die zweite Stromzufuhrleitung 15-II mit dem ihr zugeordneten Ausgangsstecker 11.1-II, 11.2-II, 11.3-II, 11.4-II verbindet, jeweils ein Strombegrenzungsmittel F1-II, F2-II, F3-II, F4-II vorgesehen. Dadurch ist jeder dieser Ausgänge 11.1-II, 11.2-II, 11.3-II, 11.4-II separat abgesichert.
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Um zudem einen jeweils auf den Stromzufuhrleitungen 15-I, 15-II fließenden Strom anzuzeigen, ist jeder Stromzufuhrleitung 15-I, 15-II jeweils ein Anzeigemittel 14-I, 14-II, das hier als Leuchtdiode ausgebildet ist, zugeordnet.
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Zudem soll erkennbar sein, ob die Strombegrenzungsmittel FI, F1-II, F2-II, F3-II, F4-II funktionieren. Daher ist auch jedem Strombegrenzungsmittel FI, F1-II, F2-II, F3-II, F4-II jeweils zumindest ein Anzeigemittel 13.(1–4)-I, 13.(1–4)-II, die hier ebenfalls als Leuchtdioden ausgebildet sind, zugeordnet.
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Jedes der Anzeigemittel 13.(1–4)-I, 13.(1–4)-II, 14-I, 14-II ist über einen Widerstand R-I, R-II, R(1–4)-I, R(1–4)-II auf die Masseleitung 15-IV geführt. Dadurch ist der jeweils über die Anzeigemittel 13.(1–4)-I, 13.(1–4)-II, 14-I, 14-II abfließende Strom begrenzt.
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Die Ausgangs-Steckverbinder 11 sind am Verteilergehäuse 10.3 angeordnet. Sie sind als Standard-Steckverbinder, und zwar hier als M12-Steckverbinder, ausgebildet. In der hier benötigen Ausführungsform weisen sie jeweils vier Ausgangsstecker 11-I, 11-II, 11-III, 11-IV auf. 1(c) zeigt einen solchen Ausgangs-Steckverbinder 11 beispielhaft.
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Damit der auf den Stromzufuhrleitungen 15-I, 15-II geführte Strom sowie die korrekte Funktion der Strombegrenzungsmittel FI, F1-II, F2-II, F3-II, F4-II für den Anwender prüfbar sind, sind Ausnehmungen im Verteilergehäuse 10.3 vorgesehen, durch die die Leuchtdioden 13.(1–4)-I, 13.(1–4)-II, 14-I, 14-II sichtbar sind. Außerdem sind Markierungsmittel 12.1–12.5, die hier als Beschriftungsfelder ausgebildet sind, vorgesehen, damit der Anwender die Zuleitung 15 sowie die Ausgangs-Steckverbinder 11.1–11.4 mit einer Kennung für die angeschlossenen Geräte und Baugruppen (nicht gezeigt) kennzeichnen kann.
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Der hier gezeigte Stromversorgungsverteiler 10 ist für Gleichströme und entsprechend kleine Spannungen ausgebildet. Ein solcher Stromversorgungsverteiler 10 ist aber auch für Wechselströme ausbildbar, um zwei oder mehr Geräte mit Wechselstrom zu versorgen. Zudem ist der Stromversorgungsverteiler 10 auch für Starkströme ausbildbar, um zwei oder mehr leistungsstarke Geräte, wie beispielsweise Dreiphasen-Wechselstrommotoren, mit einem Starkstrom zu versorgen.
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Eine Verteilerschaltung 16 für einen Stromversorgungsverteiler 10, der für Starkströme ausgebildet ist, zeigt die 2.
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In der Ausbildung als Verteiler für Starkströme weist die Zuleitung 15 vier Adern 15-I, 15-II, 15-III, 15-IV auf, von denen drei Adern als Stromzufuhrleitungen 15-I, 15-II, 15-III an Außenleiter L1, L2 und L3 eines dreiphasigen Wechselstrom-Versorgungsnetzes angeschlossen sind, sowie eine Ader als Masseleitung 15-IV an einen Neutralleiter N des dreiphasigen Wechselstrom-Versorgungsnetzes. Die jeweils zwischen den Außenleitern und dem Neutralleiter eines solchen dreiphasigen Wechselstrom-Versorgungsnetzes anliegende Nennspannung beträgt beispielsweise 230V, wobei die jeweils zwischen zwei Außenleitern anliegende Spannung beispielsweise 400V beträgt. Es sind aber auch Stromversorgungsverteiler mit einer jeweils zwischen den Außenleitern anliegenden Spannung von 650V möglich. Der Leitungsquerschnitt der Zuleitungen beträgt dabei beispielsweise 4qmm.
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Bei diesem Verteiler für Starkströme sind die drei Stromzufuhrleitungen 15-I, 15-II, 15-III für die Entnahme großer Leistungen ausgelegt, insbesondere jeweils für die Entnahme eines Stromes von bis zu 12A.
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Auch diese Verteilerschaltung 16 verteilt jede der Adern 15-I–15-IV der Zuleitung 15 jeweils auf einen Ausgangsstecker 11.(1–44)-I–11.(1–4)-IV eines Ausgangs-Steckverbinders 11.1, 11.2, 11.3, 11.4. Dabei sind beispielsweise ebenfalls vier Ausgangs-Steckverbinder 11.1–11-4 vorgesehen. Jeder der Ausgangs-Steckverbinder 11.1–11-4 weist daher ach hier jeweils einen Ausgangsstecker 11.(1–4)-I–11.(1–4)-IV für jede der Adern 15-I, 15-II, 15-III, 15-IV der Zuleitung 15 auf. An jeden der Ausgangs- Steckverbinder 11.1–11-4 ist daher ein leistungsstarkes Gerät anschließbar, beispielsweise ein Dreiphasen-Wechselstrommotor.
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Da alle drei Stromzufuhrleitungen 15-I, 15-II, 15-III für die Entnahme großer Leistungen auszulegen sind, ist in jeder Ausgangsleitung V1-(I-III), V2-(I-III), V3-(I-III), V4-(I-III), die die erste bis dritte Stromzufuhrleitung 15-I, 15-II, 15-III mit dem ihr zugeordneten Ausgangsstecker 11.1-(I-III), 11.2-(I-III), 11.3-(I-III), 11.4-(I-III) verbindet, jeweils ein Strombegrenzungsmittel F1-(I-III), F2-(I-III), F3-(I-III), F4-(I-III) vorgesehen.
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Bei einer maximalen Stromentnahme von bis zu 12A lassen die beispielsweise als Sicherungen ausgebildeten Strombegrenzungsmittel F1-(I-III), F2-(I-III), F3-(I-III), F4-(I-III) einen maximalen Strom von 12A in den Ausgangsleitungen V1-(I-III), V2-(I-III), V3-(I-III), V4-(I-III) zu. Dadurch ist jeder dieser Ausgänge 11.1-(I-III), 11.2-(I-III), 11.3-(I-III), 11.4-(I-III) separat abgesichert.
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Analog zu der für große Ströme ausgelegten Stromzufuhrleitung 15-II der Verteilerschaltung der 1(b) ist den Stromzufuhrleitungen 15-I, 15-II, 15-III des Verteilers für Starkströme ebenfalls jeweils ein Anzeigemittel 14-I, 14-II, 14-III, welches als Leuchtdiode ausgebildet ist, zugeordnet. Weiterhin sind auch jedem Strombegrenzungsmittel F1-(I-III), F2-(I-III), F3-(I-III), F4-(I-III) jeweils zumindest ein Anzeigemittel 13.(1–4)-I, 13.(1–4)-II, 13.(1–4)-III, die ebenfalls als Leuchtdioden ausgebildet sind, zugeordnet. Und die Anzeigemittel 14-I, 14-II, 14-III, 13.(1–4)-I, 13.(1–4)-II, 13.(1–4)-III sind ebenfalls jeweils über einen Widerstand R-I, R-II, R-III, R(1–4)-I, R(1–4)-II, R(1–4)-III auf die Masseleitung 15-IV geführt, so dass der jeweils über die Anzeigemittel 14-I, 14-II, 14-III, 13.(1–4)-I, 13.(1–4)-II, 13.(1–4)-III abfließende Strom begrenzt ist.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Stromversorgungsverteiler
- 10.1
- Kabelanschluss
- 10.2
- Anschlussgehäuse
- 10.3
- Verteilergehäuse
- 11, 11.1–1.4
- (Ausgangs-)Steckverbinder, M12-Steckverbinder
- 11-I–11-IV 11.1-I–11.1-IV 11.2-I–11.2-IV 11.3-I–11.3-IV 11.4-I–11.4-IV
- Ausgangsstecker
- 12.1–12.5
- Markierungsmittel, Beschriftungsfeld
- 13.(1–4)-I, 13.(1–4)-II, 13.(1–4)-III, 14-I, 14-II, 14-III
- Anzeigemittel, Leuchtdiode
- 15
- Zuleitung
- 15-I–15-IV
- Adern der Zuleitung
- R-I, R-II, R-III R(1–4)-I, R(1–4)-II, R(1–4)-III
- Widerstand
- F-I, F(1–4)-I, F(1–4)-II, F(1–4)-III,
- Strombegrenzungsmittel, Sicherung
- I
- Erste Stromzufuhrleitung
- II
- Zweite Stromzufuhrleitung
- III
- Schutzleitung, PE
- IV
- Masse, GND
- V(1–4)-I, V(1–4)-II, V(1–4)-III
- Ausgangsleitung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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