DE4332814C2 - Schaltkasten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schaltkasten mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Derartige Schaltkästen werden zur gegebenenfalls explo­ sionsgeschützten oder einer anderen Schutzart entsprechenden Unterbringung elektrischer Schalt- und Steuerelemente, die zum Beispiel aus Leistungsbausteinen, wie Schützen, und elektronischen oder elektrischen Steuerelementen bestehen, verwendet.

Vor allem im Untertagebergbau gelten - unter anderem wegen des Explosionsrisikos aufgrund austretenden Grubengases - hohe Sicherheitsanforderungen an derartige Schaltkästen. - Entsprechend voluminös sind derartige Schaltkästen - gemes­ sen an dem effektiven Nutzvolumen für die unterzubringenden elektrischen/elektronischen Bauteile.

Die gerade im Untertagebergbau oft besonders beengten Platz­ verhältnisse erfordern kompakte Abmessungen der Schaltkä­ sten, die zum Beispiel auch an sogenannten Einschienenhänge­ bahnen transportierbar sein sollten. Die Kompaktheit der Schaltkastenabmessungen führt zumeist zu einem relativ un­ günstigen Verhältnis zwischen Außenabmessungen und Nutzvolu­ men.

Andererseits schreitet die Zahl elektrisch betriebener Ma­ schinen- und Antriebe, gerade im Bergbau- und insbesondere im Untertagebergbau-Bereich, ständig fort, so daß der Bedarf an den in Schaltkästen schützend unterzubringenden elek­ trischen/elektronischen Bauelementen immer noch zunimmt, wo­ bei relativ große elektrische Leistungen beherrscht werden müssen.

Bei den gattungsgemäßen Schaltkästen ist in der Regel in einer der Gehäusewände des Schaltkastens eine einzige groß­ flächige, offen- und schließbare Klappe vorgesehen, die bei ihrem Öffnen bzw. Entfernen den gesamten effektiv nutzbaren Querschnitt des Schaltkasteninneren freigibt. Es können auch mehrere Klappen vorgesehen sein, denen jeweils ein einziges etwa mit der Klappenöffnung flächengleiches Modul zugeordnet ist. Großflächige Klappen haben zwar den Vorteil einer komfortablen Zugänglichkeit zu den elektrischen/elektroni­ schen Bauteilen und gestatten das Fortklappen der in der klappennahen Einbauebene zu einem einzigen Modul an einer Tragwand zusammengefaßten elektrischen/elektronischen Bau­ teile, welche durch einen Kabelbaum mit den in der dahinterliegenden Einbauebene gelegenen Leistungsteilen bzw. den seitlich des Gehäuses vorgesehenen Kabeldurchtritten verbindbar oder verbunden sind. Der Nachteil solch großflächiger Klappen besteht in ihrem Schutzart bedingten Eigengewicht. Andererseits beschränken schutzartbedingte bauliche Anforderungen an die Schaltkästen die maximale Klappengröße. In jedem Fall entstehen öffnungsnahe Raumbe­ reiche innerhalb des Schaltkastens, die nicht oder nur wenig effektiv nutzbar bleiben.

Ein derartiger Schaltkasten ist zum Beispiel aus dem DE-GM 72 42 331 bekannt. Bei diesem Schaltkasten sind elektrische/elektronische Bauteile zu einem Modul an einer Tragwand zusam­ mengefaßt, welches um eine Hauptschwenkachse aus dem Schaltka­ sten herausschwenkbar ist und auf diese Weise den Zugang zu dahinterliegenden elektrischen/elektronischen Bauteilen ermög­ licht. Die Tragwand weist mindestens eine weitere Schwenkachse auf, um den Platzbedarf dieser Tragwand im ausgeschwenkten Zu­ stand zu reduzieren. Die hinter der Tragwand angeordneten elek­ trischen/elektronischen Bauteile sind in Richtung einer Raum­ ebene parallel zueinander aus ihrer Einbaulage herausbewegbar. Auch bei dieser Ausführungsform eines Schaltkastens ist die maxi­ male Klappengröße schutzartbedingt beschränkt und es verbleiben Raumbereiche, insbesondere hinter den Rändern der Klappenöff­ nung, die nicht oder nur wenig effektiv nutzbar sind.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Kompaktheit der Innenraumnutzung gattungsgemäßer Schalt­ kästen zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 ge­ löst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des in Anspruch 1 wieder­ gegebenen Erfindungsgedankens ergeben sich aus den Unteran­ sprüchen.

Die erfindungsgemäß zu verwendenden Bauteile unterliegen in ihrer Größe, Formgestaltung, Materialauswahl und technischen Konzeption keinen besonderen Ausnahmebedingungen, so daß die in dem jeweiligen Anwendungsgebiet bekannten Auswahlkrite­ rien uneingeschränkt Anwendung finden können.

Die Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschrei­ bung der zugehörigen Zeichnung, in der eine bevorzugte Aus­ führungsform der Erfindung dargestellt worden ist. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1: einen an einer Einschienenhängebahn transportablen Schaltkasten für den Betrieb mit einem Gasüber­ druck im Inneren für den Untertagebergbaubereich;

Fig. 2: denselben Schaltkasten mit entfernten Klappen, zum Teil aufgebrochen und mit zum Teil entfernten Mo­ dulen;

Fig. 3: denselben Schaltkasten im Vertikalschnitt (Schnitt entlang der Linie B-B gemäß Fig. 1 und 2);

Fig. 4: von demselben Schaltkasten eine schematisierte In­ nenansicht der Schaltkastendecke (Schnitt entlang der Linie A-A gemäß Fig. 2 und 3) sowie

Fig. 5a/b: von demselben Schaltkasten das in den Fig. 2 bis 4 gezeigte Schienensystem im Detail (zum Teil aufgebrochen) - Fig. 5a entspricht Ansicht B-B ge­ mäß Fig. 4; Fig. 5b entspricht Schnitt entlang der Linie V-V gemäß Fig. 4 und 5a.

Aus Fig. 1 ist der insgesamt mit 10 bezeichnete Schaltkasten in einer Seitenansicht (Frontansicht) zu erkennen. Aufhänge­ ösen 11 ermöglichen seine Befestigung an einer Einschienen­ hängebahn. Von oben, von unten und von der der in Fig. 1 er­ kennbaren Seitenwand (Frontwand) gegenüberliegenden Rückwand ist der Schaltkasten im wesentlichen frei von Durchbrüchen. Die in der Zeichnung rechte und linke Stirnwand des Schalt­ kastens 10 weist in üblicher Weise angeordnete Kabel- und Pneumatikdurchführungen auf. Diese sind nicht Gegenstand der Erfindung und in der Zeichnung daher fortgelassen.

Die in den Fig. 1 und 2 erkennbare Frontwand 12 des Schaltkastens 10 weist drei von den Stirnwänden deutlich be­ abstandete Klappen 13 mit Handgriffen 14 auf. Außerdem ist ein Bedienerparnel 15 mit Anzeigefeld 16 zur EDV-unterstütz­ ten Bedienung der in dem Schaltkasten enthaltenen elektrischen/elektronischen Bauteile vorgesehen.

Die Klappen 13 weisen deutliche Seitenabstände zueinander und zu der Decken- und Bodenwand des Schaltkastens 10 auf und sind mit sehr weich gerundeten Eckbereichen versehen, so daß ein gasdichtes Verschließen unter Verwendung umlaufender großvolumiger Dichtungen (siehe Fig. 3) möglich ist. Die Klappen 13 geben mithin nur eine Teilfläche des nutzbaren Schaltkastenquerschnitts frei, wobei die allerdings die Stirnenden des Schaltkastens 10 über bekannte verschließbare Durchbrechungen in den Stirnwänden und durch Entfernen des Bedienerparnels 15 eigenständig zugänglich sind.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich, ist innerhalb des Schaltkastens 10 eine Unterteilung in zwei vertikale Einbauebenen 20 und 30 vorgesehen. Beide Einbauebenen 20 und 30 erstrecken sich etwa parallel zu der die Klappen 13 aufweisenden Gehäusewand (Frontwand 12).

Während die klappenferne Einbauebene 30 mit Hilfe von Befe­ stigungen an der Gehäuserückwand 19 die in der Regel relativ schweren Leistungsteile, wie Schütze 31 aufnimmt, ist im Be­ reich der klappennahen Einbauebene 20 eine Mehrzahl von Mo­ dulen 21 vorgesehen, die jeweils mehrere elektrische oder elektronische Bauteile 22 bis 25 zusammenfassen. Sämtliche Bauteile sind der Übersichtlichkeit halber lediglich schema­ tisch dargestellt.

Wie Fig. 2 zeigt, sind in dem dargestellten Ausführungsbei­ spiel 6 nebeneinander angeordnete Module 21 in seitlich un­ mittelbar nebeneinanderliegenden Positionen ohne nennenswer­ te Abstände zueinander vorgesehen, wobei jedes Modul 21 zur Steuerung von jeweils 6 Leistungsteilen (Schütze 31) dient.

Wie Fig. 3 ferner zeigt, besteht jedes Modul 21 aus einer an einem oberen und einem unteren Befestigungspunkt 26 und 27 festschraubbaren Tragplatte 28, an welcher die elektrischen Bauteile 22 bis 25 befestigt sind. Die erforderlichen Kabel­ verbindungen zwischen den Bauteilen 22 bis 25 der Einbauebe­ ne 20 und den Bauteilen 31 in der Einbauebene 30 sowie mit den Kabeldurchführungen an den Schaltkasten-Stirnenden sind der Übersichtlichkeit halber fortgelassen. Es sei allerdings darauf hingewiesen, daß der in dem zwischen der klappennahen Einbauebene 20 und den Klappen 13 verbleibende Freiraum zum Herstellen und Lösen von Kabelverbindungen erforderlich ist, wobei ausreichend Platz zum knickfreien Verlegen von Licht­ leitern und ähnlichen Datenübertragungsleitungen verbleiben muß, da die Verwendung von Lichtleitern und dergleichen die Zahl elektrischer Verbindungsleitungen ganz erheblich ver­ mindert und die Übersichtlichkeit und die kompakte Raumaus­ nutzung innerhalb des Schaltkastens erhöht.

Die Befestigungspunkte 26 und 27 der Module 21 mit dem Schaltkasten 10 befinden sich an Befestigungswinkeln 29 und 49, die im Inneren des Schaltkastens 10 am Gehäuseboden 17 bzw. der Gehäusedecke 18 festgeschraubt sind. Die Module 21 sind mittels eines Führungssystems 40 bezüglich der Gehäuse­ decke 18 ortsveränderbar montiert. Das Führungssystem 40 ist zwar in den Fig. 2 und 3 dargestellt, wird aber deutlich­ keitshalber erst im Zusammenhang mit den Fig. 4 und 5a/b nachfolgend beschrieben:

Wie Fig. 4 zeigt, ist das Führungssystem 40 von unten an der Gehäusedecke 18 befestigt und besteht aus einer gerade durchgehenden Führungsschiene 41 und davon rechtwinklig (T-förmig) abzweigenden Führungsschienenpaaren 42, 43 vorge­ sehen. Die Rasterung der 6 Führungsschienenpaare 42, 43 ent­ lang der Führungsschiene 41 entspricht der Rasterung der 6 Module 21.

Wie Fig. 5 im einzelnen zeigt, bestehen die Führungsschienen 41, 42, 43 aus an ihrer Unterseite mittig längsgeschlitzten Rechteck-Rohren. Von dem Rohrinneren werden Kugellager 44 bzw. Anschläge 45 aufgenommen. Durch Längsschlitze 46 grei­ fen von den Kugellagern 44 drehbar gehaltene und entlang der Schlitze längsverschiebbare Haltezapfen 47, an denen die Be­ festigungswinkel 49 unter Zwischenfügung eines Jochs 51 in einstellbarer Weise festgeschraubt sind. Die vollständige Entfernung der Module 21 erfolgt entweder durch Lösen von den Befestigungswinkeln 29 und 49 und dem Joch 51 oder durch Lösen von den Befestigungswinkeln 29 und 49 und Verschieben der Module entlang der Führungen 42, 43 und gegebenenfalls 41 bis hin zu in der Zeichnung nicht eigens dargestellten Einfädelpunkten für die Kugellager 44 in das Führungssystem 40.

Eine Stellschraube 48 verhindert ein Verkippen der Module 21 über die in Fig. 3 dargestellte Einbaulage hinaus nach hinten, das heißt in Richtung der Einbauebene 30.

Das Führungssystem 40 wird in folgender Weise genutzt:

Wenn ein Modul 21 aus seiner Einbaulage entfernt werden muß, um an die Bauteile in der klappenfernen Einbauebene 30 he­ ranzukommen oder um aus dem Schaltkasten 10 völlig ausgebaut zu werden, werden lediglich die beiden Befestigungsschrauben der Platte 28 an ihren Befestigungspunkten 26 und 27 gelöst. Die Einbaulage ist in Fig. 5b (links) mit durchgezogenen Li­ nien dargestellt.

Nach dem Lösen der Schrauben und der in der Zeichnung nicht dargestellten Kabel-Verbindungen des betreffenden Moduls 21 kann das gesamte Modul mit Hilfe des Führungskopfes 50, im wesentlichen bestehend aus den Kugellagern 44, den Haltezap­ fen 47, den Stellschrauben 48 und dem Joch 51, entlang des Führungsschienenpaares 43, 42 in einer ersten Raumebene, das heißt flächennormal bezüglich der Frontwand 12 des Schaltka­ stens 10 aus seiner Einbaulage hängend herausgezogen werden, was durch in der Zeichnung der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellte Haltegriffpaare an den Modulen 21 er­ leichtert werden kann.

Da die Längsschlitze 46 der Führungsschienenpaare 42, 43 und der dazu rechtwinklig verlaufenden Führungsschiene 41 T-för­ mig ineinander übergehen, kann das jeweilige Modul 21 mit seinem Führungskopf 50 in einer zweiten, flächennormal zu den Stirnwänden des Schaltkastens 10 orientierten Raumrich­ tung weiter verschoben werden, so daß nunmehr die dahinter­ liegende Einbauebene zugänglich wird und/oder das Modul 21 so weit in den Mittenbereich einer Klappenöffnung gefahren wird, daß es anschließend durch die Klappenöffnung aus dem Schaltkasten herausnehmbar ist. Die Verschiebeposition quer zu den Führungsschienenpaaren 42, 43 ist in der Fig. 5 rechts ebenfalls - gestrichelt - dargestellt.

Wie Fig. 2 verdeutlicht, kann auf diese Weise trotz ver­ gleichsweise kleiner Klappenöffnungen in der Frontwand 12 eine extrem hohe Raumausnutzung innerhalb des Schaltkastens 10 realisiert werden, wobei gleichzeitig den hohen mecha­ nischen Anforderungen und Dimensionierungen des Gehäuses an die jeweilige Schutzart Rechnung getragen wird.

Claims (4)

1. Schaltkasten (10), bestehend aus
einem Ge­ häuse mit mindestens einer öffen- und schließbaren Klappe (13) in mindestens einer Gehäusewand (Frontwand 12) und aus
in mindestens zwei Einbauebenen (20; 30), die etwa paral­ lel zu der die mindestens eine Klappe (13) aufweisenden Gehäusewand (Frontwand 12) gelegen sind, innerhalb des Gehäuses angeordneten, elektrischen bzw. elektronischen, zu teilweise entlang einer Führung herausbewegbaren Modulen (21) zusammengefaßten Bauteilen (22 bis 25; 31), dadurch gekennzeichnet, daß die mehrere elektrische/elektronische Bauteile (22 bis 25) umfassenden Module (21) der klappennahen Einbau­ ebene (20) einzeln aus ihrer Einbaulage an Führungen (40; 41, 42, 43) in Richtung von zwei Raumebenen herausbeweg­ bar sind.

2. Schaltkasten nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine gemeinsame Führungsschiene (41) für mehrere der in zwei Raumebenen aus ihrer Einbaulage heraus­ bewegbaren Module (21).

3. Schaltkasten nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Führungsschiene (41) für alle der in zwei Raumebenen aus ihrer Einbaulage herausbewegba­ ren Module (21) vorgesehen ist.

4. Schaltkasten nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen Einfädelpunkt für mehrere Module je Führung.