DE69206330T2

DE69206330T2 - Steuergerät mit Klemmeinrichtung.

Info

Publication number: DE69206330T2
Application number: DE69206330T
Authority: DE
Inventors: Eizi Ito
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1991-06-24
Filing date: 1992-06-24
Publication date: 1996-07-18
Anticipated expiration: 2012-06-25
Also published as: JPH0562724A; EP0520410B1; DE69206330D1; US5267124A; EP0520410A1; JP2684897B2; HK1007233A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung und im spezielleren auf eine Steuervorrichtung, wie Z.B. eine Invertereinheit oder eine Maschinensteuervorrichtung, die für eine einfache Verdrahtung und Handhabung vorgesehen ist.

Beschreibung des Standes der Technik

Inverter bzw. Wechselrichter sind für Maschinensysteme wichtig geworden, die in verschiedenen Gebieten der Industrie verwendet werden, insbesondere als Drehzahlsteuer vorrichtungen für Motoren bei sölchen Maschinensystemen. In komplexen Systemen, die von mehreren Motoren Gebrauch machen, sind häufig mehrere Steuerungen zusammen auf begrenztem Raum auf einer gemeinsamen Tafel angebracht, so daß Ausbildungen erforderlich werden, bei denen der für den Einbau und die Verdrahtung erforderliche Platz auf ein Minimum reduziert ist, aber trotzdem ein einfacher Zugang für Wartungs- und Reparaturzwecke möglich sein soll. In direktem Konflikt mit diesem Ziel ist jedoch Invertern bzw. Wechselrichtern eine größere Anzahl von Funktionen mit größerer Komplexität hinzugefügt worden. Obwohl weitere Verminderungen bei der Invertergröße möglich sein können, da Chipfunktionen integriert werden und die Chipgröße reduziert wird, verhindern gewisse Grunderfordernisse eine kompakte Schalttafel-Anordnung für mehrere Steuerungen.
Eine Invertereinheit besteht aus einer Hauptschaltungs- Leiterplatte mit wärmeerzeugenden Komponenten, wie z.B. Diodenmodulen und Transistormodulen, die normalerweise auf einer Leiterplatten-Rückseite angebracht sind, sowie Kondensatoren, Verbinder, Schutzfunktion-Schaltungskomponenten und Anschlußblöcke, die normalerweise auf der Leiterplatten-Vorderseite angebracht sind. Die Hauptschaltungs- Leiterplatte ist im Inneren eines Chassis aus Aluminiumdruckguß befestigt, das mit Wärmeabstrahlrippen ausgebildet ist, die als Kühlkörper wirken.
Da die Grundflächen der wärmeerzeugenden Diodenmodule und Transistormodule, die auf der Rückseite der Hauptschaltungs-Leiterplatte angebracht sind, sich in direktem Kontakt mit der Innenfläche des Metalichassis befinden, wird die von den Modulen erzeugte Wärme durch das Chassis geleitet und von der sich von den Chassis wegerstreckenden Kühlkörperkonstruktion abgestrahlt.
Weitere Bestandteile der Invertereinheit bilden elektrische Bauteile, die eine Steuerschaltung auf einer Steuerschaltungs-Leiterplatte bilden. Die Steuerschaltungs-Leiterplatte besitzt Anschlußblöcke für eine externe Verdrahtungsverbindung und ist an der Oberseite der Hauptschaltungs-Leiterplatte angebracht. Außerdem kann eine Zusatzschaltungs-Leiterplatte ebenfalls an der Oberseite der Steuerschaltungs-Leiterplatte angebracht sein. Eine derartige Anordnung des Hauptschaltungs-Leiterplatte, der Steuerschaltungs-Leiterplatte und der Leiterplatte für wahlweise Funktionen ist häufig in drei Stufen ausgebildet.
Schließlich ist zum Schützen der Leiterplattenkomponenten normalerweise eine Abdeckung an dem Chassis angebracht.
Verbindungsanschlüsse für externe Kabel sind an der Boden seite jeder Leiterpiatte angebracht und in der Reihenfolge von Hauptschaltungs-Leiterplatte, Steuerschaltungs-Leiter platte sowie zusatzschaltungs-Leiterplatte angeordnet. Die Anschlüsse an einer unteren Leiterplatte sind normalerweise kürzer als die einer darüber befindlichen Leiterplatte, und die Anschlußblöcke sind seitlich von jeder Leiterplatte angeordnet. Diese Anordnung verursacht große Schwierigkeiten beim Verbinden einer großen Anzahl von Drähten mit einer einzigen Steuerung sowie der Anordnung von mehreren Steuerungen auf einer einzigen Tafel. Diese Schwierigkeiten sind besser verständlich anhand einer Betrachtung der Größen und der Anzahl von Drähten, die mit einer herkömmlichen Steuerung mit derzeit verfügbaren Funktionen verbunden werden müssen. Die Anzahl der Anschlußblöcke zum Anschließen externer Kabel und die Kabelgrößen für Inverter bzw. Wechselrichter mit 200 V und 3,7 kW sind wie folgt. Anzahl der Anschlüsse Kabelgröße Hauptschaltungs-Anschlußblock Steuerschaltungs-Anschlußblock Zusatzschaltungs-Anschlußblock
Wenn jede Funktion in der Invertereinheit derart vorgesehen ist, daß sie auf jedem möglichen Gebiet als industrielles Maschinensystem verwendet werden kann, wird das Produkt sehr kompliziert. In Abhängigkeit von der Art und Weise, in der eine solche Einheit tatsächlich verwendet wird, können auch überflüssige Funktionen vorgesehen sein. Um dieses Problem zu vermeiden, ist die Steuerschaltungs Leiterplatte mit gewissen Grundfunktionen ausgestattet, die allgemein verwendet werden, und die Zusatzschaltungs- Leiterplatte ist mit Funktionen ausgestattet, die nur für spezielle Zwecke dienen. Durch selektives Kombinieren einer den Kundenwünschen angepaßten Zusatzschaltungs-Leiterplatte mit einem Invertereinheit-Hauptkörper wird eine effiziente und wirtschaftliche Invertereinheit geschaffen, die für spezielle Anwendungen geeignet ist.
Fig. 13 zeigt ein schematisches Schaltungsdiagramm einer Invertereinheit 51, die über Steckverbinder 55A mit einer Antriebsquelle verbunden ist und über Verbinder 55B mit einem Motor M verbunden ist, um den Betrieb des Motors M zu steuern. Eine Hauptschaltungs-Leiterplatte 53 in der Einheit besitzt einen Diodenmodul 53A und einen Transistormodul 53B auf einem ersten Niveau. Eine Steuerschaltungs-Leiterplatte 54 ist durch Drähte mit der Hauptschaltungs-Leiterplatte 53 verbunden und besitzt Anschlüsse 56 für eine externe Verbindung. Zusatzschaltungs-Leiterplattenmodule 63A und 63B sind durch einen Verbinder 64 mit der Steuerschaltungs-Leiterplatte 54 verbindbar und besitzen externe Anschlußblöcke 65.
Fig. 9 zeigt eine Draufsicht auf eine im Stand der Technik bekannte Invertereinheit. Fig. 10 zeigt eine Schnittansicht entlang der Ebene 10-10 der Fig. 9.
Bei dieser Invertereinheit 51 sind eine Hauptschaltungs- Leiterplatte 53 und eine Steuerschaltungs-Leiterplatte 54 in einem Chassis 52 aus Aluminiumdruckguß enthalten und befestigt. Die Hauptschaltungs-Leiterplatte 53 und die Steuerschaltungs-Leiterplatte 54 sind in zwei Ebenen angeordnet. Die Hauptschaltungs-Leiterplatte 53 ist an unterer Stelle angeordnet, und die Steuerschaltungs-Leiterplatte 54 ist an oberer Stelle angeordnet. Im Inneren des Chassis 53 liegt der Boden der Hauptschaltungs-Leiterplatte 53 tiefer als der der Steuerschaltungs-Leiterplatte 54.
Ein Hauptschaltungs-Anschlußblock 55 zum Anschließen externer Kabel ist an dem unter der Steuerschaltungs-Leiterplatte 54 freiliegenden Boden der Hauptschaltungs-Leiterplatte 53 angeordnet und befestigt.
Ein Steuerschaltungs-Anschlußblock 56 zum Anschließen externer Kabel ist am Boden der Steuerschaltungs-Leiterplatte 54 angeordnet und befestigt.
Bei einer Abdeckung 57 handelt es sich um eine Schutzabdeckung für elektronische Bauteile, die auf der Steuerschaltungs-Leiterplatte 54 angebracht sind. Eine in Fig. 10 gezeigte Verdrahtungsabdeckung 61, die in dem Bereich des Hauptschaltungs-Anschlußblocks 55 zum Anschließen externer Kabel und des Steuerschaltungs-Anschlußblocks 56 zum Anschließen externer Kabel angebracht ist, läßt sich in der in Fig. 9 gezeigten Weise entfernen.
Die externen Kabel 59 für die Hauptschaltung werden alle mit dem Hauptschaltungs-Anschlußblock 55 verbunden. Die externen Kabel 60 der Hauptschaltung werden alle mit dem Steuerschaltungs-Anschlußblock 56 verbunden.
Eine Gummimanschette 58 ist in eine Installationsöffnung eingepaßt, die in der bodenseitigen Fläche des Chassis 52 ausgebildet ist.
In der Invertereinheit 51 sind die externen Kabel 59 der Hauptschaltung für die Stromzufuhr, den Motor usw. durch die Gummimanschette 58 hindurch in das Chassis 52 hineingeführt, und ihre vorderen Enden sind mit dem Hauptschaltungs-Anschlußblock 55 zum Anschließen externer Kabel verbunden. Außerdem sind die externen Kabel 60 der Steuerschaltung 60 für Start-, Stopp-, Geschwindigkeitseinstellsowie andere Signale durch die Gummimanschette 58 hindurch in das Chassis 52 hineingeführt, und ihre vorderen Enden sind mit dem Steuerschaltungs-Anschlußblock 56 zum Anschließen externer Kabel verbunden.
Eine entsprechende herkömmliche Konzeption ist in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 105903 von 1990 offenbart.
Eine weitere herkömmliche Ausbildung für eine Invertereinheit ist in den Fig. 11 und 12 dargestellt. Fig. 11 zeigt eine Frontansicht derselben, und Fig. 12 zeigt eine vertikale Schnittansicht der Fig. 11. Unter Bezugnahme auf die Fig. 11 und 12 bezeichnen die Bezugszeichen 52 bis 57, 59 und 60 Teile, die mit denen der Fig. 9 und 10 identisch sind und hier nicht mehr beschrieben werden.
Bei dieser Invertereinheit 62 sind eine Hauptschaltungs- Leiterplatte 53, eine Steuerschaltungs-Leiterplatte 54 und eine Zusatzschaltungs-Leiterplatte 63 zur Ausführung zusätzlicher Funktionen als Wahlmöglichkeit in einem Chassis 52 aus Aluminiumdruckguß untergebracht und befestigt. Die Leiterplatten sind in drei Ebenen angeordnet; die Hauptschaltungs-Leiterplatte 53 ist an unterer Stelle angeordnet, die Steuerschaltungs-Leiterplatte 54 ist an mittlerer Stelle angeordnet, und die Zusatz-Leiterplatte 63 ist an oberer Stelle angeordnet. Zur Herstellung elektrischer Verbindungen sind die Hauptschaltungs-Leiterplatte 53 und die Steuerschaltungs-Leiterplatte 54 durch einen Verbinder oder ein Flachkabel (nicht gezeigt) miteinander verbunden, und die Steuerschaltungs-Leiterplatte 4 und die Zusatzschaltungs-Leiterplatte 63 sind durch einen Verbinder 64 miteinander verbunden.
Innerhalb des Chassis 52 liegt der Boden der Hauptschaltungs-Leiterplatte 53 tiefer als der der Steuerschaltungs- Leiterplatte 54, und ein Hauptschaltungs-Anschlußblock 55 zum Anschließen externer Kabel ist an dem freiliegenden Boden des Hauptschaltungs-Leiterplatte 53 angeordnet und befestigt.
Ein Steuerschaltungs-Anschlußblock 56 zum Anschließen externer Kabel ist am Boden der Steuerschaltungs-Leiterplatte 54 angeordnet und befestigt. In ähnlicher Weise ist ein Zusatzschaltungs-Anschlußblock 65 zum Anschließen externer Kabel in einer Ebene (als Horizontale dargestellt) angeordnet und befestigt, die durch den Boden der Zusatzschaltungs-Leiterplatte 63 gebildet ist, die mit der Steuerschaltungs-Leiterplatte 54 durch das Kabel oder den Verbinder 64 verbunden ist.
Bei einer Abdeckung 57 handelt es sich um eine Schutzabdeckung für elektronische Bauteile, die über der Steuerschaltungs-Leiterplatte 54 und der Zusatzschaltungs-Leiterplatte 63 angebracht ist und Öffnungen an den Stellen des Hauptschaltungs-Anschlußblocks 55 zum Anschließen externer Kabel, des Steuerschaltungs-Anschlußblocks 56 zum Anschließen externer Kabel sowie des Zusatzschaltungs- Anschlußblocks 65 zum Anschließen externer Kabel bildet, so daß die Anschlußblöcke 55, 56, und 65 freiliegen und von außen her sichtbar sind.
Die externen Kabel 59 für die Hauptschaltung werden alle mit dem Hauptschaltungs-Anschlußblock 55 verbunden. Die externen Kabel 60 für die Steuerschaltung werden alle mit dem Steuerschaltungs-Anschlußblock 56 verbunden. Die externen Kabel 66 für die Zusatzschaltung werden alle mit dem Zusatzschaltungs-Anschlußblock 65 verbunden.
Eine untere Abdeckung 67 ist derart ausgebildet, daß sie über die Öffnung paßt und die gesamte Invertereinheit 62 schützt, nachdem die Abdeckung 57 angebracht und befestigt worden ist und die externen Kabel mit den entsprechenden Anschlußblöcken verbunden worden sind.
In der Invertereinheit 62 sind die externen Kabel 59 der Hauptschaltung für die Stromzufuhr, den Motor usw. in das Chassis 52 hineingeführt, und ihre vorderen Enden sind mit dem Hauptschaltungs-Anschlußblock 55 zum Anschließen externer Kabel verbunden. Außerdem sind die externen Kabel 60 der Steuerschaltung für Start-, Stopp-, Geschwindigkeitseinstell- sowie andere Signale in das Chassis 52 hineingeführt, und ihre vorderen Enden sind mit dem Steuerschaltungs-Anschlußblock 56 zum Anschließen externer Kabel verbunden. In ähnlicher Weise sind die externen Kabel 66 der Zusatzschaltung in das Chassis 52 eingeführt und ihre vorderen Enden sind mit dem Zusatzschaltungs-Anschlußblock 65 zum Anschließen externer Kabel verbunden.
Wie vorstehend erwähnt wurde, besteht bei herkömmlichen Invertereinheiten die Tendenz, daß sie eine größere Anzahl von Funktionen aufweisen und die Anschlüsse von Anschlußblöcken für externe Kabel, und zwar insbesondere die eines Steuerschaltungs-Anschlußblocks zum Anschließen externer Kabel in ihrer Anzahl zunehmen. Andererseits besteht die Tendenz, die Invertereinheiten in ihrer Größe immer kompakter auszubilden. Wenn als Ergebnis hiervon alle Anschlußblöcke zum Anschließen externer Kabel in einer Richtung angeordnet sind, wie bei der in den Fig. 9 und 10 gezeigten Invertereinheit, nimmt die Anzahl der Anordnungsebenen zu, und der Verdrahtungsplatz wird geringer. Da außerdem die Verdrahtungslehren für unterschiedliche Eingangs- und Ausgangsverbindungen der Invertereinheit variieren und die Anzahl der Anschlußblöcke beträchtlich ist, wird das Arbeiten beim Installieren und Warten der Invertereinheit extrem schwierig.
Da die externen Kabel 60 für die Steuerschaltung außerdem vor dem Hauptschaltungs-Anschlußblock 55 zum Anschließen externer Kabel nach unten hängen, läßt sich zum Beispiel die Anschlußanzahl oder die Anzahl der angeschlossenen externen Kabel des Hauptschaltungs-Anschlußblocks 55 schwer prüfen, so daß Wartung und Inspektion schwierig werden.
Die in den Fig. 11 und 12 gezeigte herkömmliche Invertereinheit ist ebenfalls mit Problemen behaftet. Wenn die von der Fabrik ausgelieferte Zusatzschaltungs-Leiterplatte oder Invertereinheit installiert werden soll, müssen die Abdeckung usw. entfernt werden, und es muß darauf geachtet werden, daß die anderen Teile nicht berührt werden, um nicht einen Kurzschluß oder einen anderen Fehler zu verursachen. Wenn eine Zusatzschaltungs-Leiterplatte nach dem Anschließen der externen Kabel hinzugefügt werden soll, müssen außerdem alle externen Kabel gelöst, die Abdeckung entfernt und die Zusatzschaltungs-Leiterplatte dann eingepaßt werden.

KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Ein Ziel der Erfindung besteht somit in der Schaffung einer Steuervorrichtung, die sowohl die Installation als auch die Wartung und Inspektion der Verdrahtung erleichtert.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung einer Steuervorrichtung, die nach ihrem Zusammenbau und ihrer Fertigstellung nicht nur ein einfaches Installieren einer Zusatz-Leiterplatte ermöglicht, sondern auch ein einfaches Anschließen von externen Kabeln gewährleistet.
Bei dieser Steuervorrichtung sind Verbindungsanschlußblöcke in optimalen Positionen für die Verdrahtungsarbeit angeordnet, um ausreichend Verdrahtungsraum zu schaffen, so daß ein einfaches Arbeiten bei der Verdrahtung gewährleistet ist. Außerdem können mit einem Anschlußblock verbundene externe Kabel derart verlegt werden, daß sie keinen anderen Verbindungsanschlußblock verdecken.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden eine Invertereinheit, wie sie im Anspruch 1 angegeben ist, sowie eine Maschinensteuervorrichtung geschaffen, wie sie im Anspruch 3 angegeben ist.
Gemäß der Invertereinheit eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung ist wenigstens ein Sicherungs-Anschlußblock in einer ersten orthogonalen (z.B. vertikalen) Richtung angeordnet, und ein zweiter Anschlußblock ist dann in einer zweiten orthogonalen (z.B. horizontalen) Richtung angeordnet, wobei ein Niveauunterschied entsteht durch Einbauen des zweiten Anschlußblocks an einer niedrigeren Stelle als der des ersten Anschlußblocks. Auch ist ausreichend Verdrahtungsraum vorhanden, so daß bei der Verdrahtung ein einfaches Arbeiten gewährleistet ist. Externe Kabel können verlegt werden, ohne den zweiten Anschlußblock zu überdecken und zu verdecken, so daß die Einbau- und Wartungsarbeiten erleichtert sind.
Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind eine Optionen beinhaltende bzw. Zusatz-Leiterplatte und eine Aussparung in einer Abdeckung der Invertereinheit vorgesehen, die den Einbau eines Zusatzgehäuses von der Außenseite der Abdeckung her gestatten. Auf diese Weise kann eine Zusatzeinrichtung zu jeder beliebigen gewünschten Zeit hinzugefügt werden, und wenn die Invertereinheit aufgrund eines Ausfalls derselben usw. ausgetauscht werden muß, kann die eingebaute Zusatzeinrichtung entfernt werden, ohne daß die externen Kabel gelöst werden müssen.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist eine Steuerschaltungs-Leiterplatte an einem ersten oberen Bereich einer Hauptschaltungs-Leiterplatte angeordnet, und eine Zusatz-Leiterplatte ist an einem zweiten oberen Bereich derselben angeordnet, wobei die Anschlußblöcke in einer U-Form positioniert sind. Auf diese Weise lassen sich externe Kabel einfach verlegen, und die Verdrahtung läßt sich vereinfachen.
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die bevorzugten Ausführungsbeispiele anhand der beiliegenden Zeichnungen ausführlicher erläutert.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 zeigt eine von außen gesehene Frontansicht einer Invertereinheit gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2 zeigt eine Frontansicht unter Freilegung des Inneren der Invertereinheit gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht entlang der Ebene 3-3 der Fig. 2;
Fig. 4 zeigt eine von außen gesehene Frontansicht einer Invertereinheit gemäß einem zweiten Ausführungs beispiel der Erfindung;
Fig. 5 zeigt eine Frontansicht unter Freilegung des Inneren der Invertereinheit gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 6 zeigt eine Querschnittsansicht der Fig. 5;
Fig. 7 zeigt eine vertikale Schnittansicht der Fig. 5;
Fig. 8 zeigt eine von außen gesehene Ansicht unter Darstellung eines Zusatzgehäuses, das mit einer Zusatz-Leiterplatte gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung versehen ist;
Fig. 9 zeigt eine Frontansicht einer herkömmlichen Invertereinheit, von der eine Verdrahtungsabdeckung entfernt worden ist,
Fig. 10 zeigt eine Schnittansicht entlang der Ebene 10-10 der Fig. 9;
Fig. 11 zeigt eine Frontansicht unter Freilegung des Inneren der im Stand der Technik bekannten Invertereinheit;
Fig. 12 zeigt eine vertikale Schnittansicht der Fig. 11;
Fig. 13 zeigt ein schematisches Schaltungsdiagramm einer herkömmlichen Invertereinheit.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Eine Invertereinheit gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine äußere Frontansicht einer Invertereinheit 1, wobei das Bezugszeichen 27 eine vordere Abdeckung bezeichnet, 8 eine Gummimanschette bezeichnet, 9 externe Kabel für eine Hauptschaltung darstellt und 10 externe Kabel für eine Steuerschaltung darstellt. Fig. 2 zeigt eine Frontansicht zur Erläuterung innerer Anschlußblöcke, die durch Entfernen der vorderen Abdeckung 27 freigelegt worden sind. Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht entlang der Ebene 3-3 der Fig. 2 (es ist darauf hinzuweisen, daß die vordere Abdeckung 27 in dieser Figur angebracht bleibt).
Befestigungslöcher 2a, 2b, 2c und 2d für die Montage an einer Wandoberfläche oder dergleichen sind in den vier Ecken des Bodens eines Chassis 2 ausgebildet. Die Hauptschaltungs-Leiterplatte 3 wird in dem Chassis 2 plaziert und mittels Schrauben in der Nähe des inneren Boden des Chassis 2 montiert.
Ein Hauptschaltungs-Anschlußblock 4 zum Anschließen externer Kabel ist in der ersten orthogonalen (horizontalen) Richtung am Boden der Hauptschaltungs-Leiterplatte 3 angeordnet und montiert.
Eine Steuerschaltungs-Leiterplatte 5 ist ebenfalls in dem Chassis 2 angeordnet, jedoch in einer über der Hauptschaltungs-Leiterplatte 3 gelegenen Position. Auf der Steuerschaltungs-Leiterplatte 5 sind zwei Steuerschaltungs-Anschlußblöcke 6 und 7 zum Anschließen externer Kabel in einer zweiten orthogonalen (vertikalen) Richtung angeordnet, wobei zwischen ihnen ein Raum vorhanden ist.
Die externen Kabel 9 für die Hauptschaltung, die mit dem Hauptschaltungs-Anschlußblock 4 zum Anschließen externer Kabel verbunden sind, sind durch die Gummimanschette 8 hindurch nach außen geführt. Die externen Kabel 10 für die Steuerschaltung, die mit den Steuerschaltungs-Anschlußblöcken 6, 7 zum Anschließen externer Kabel verbunden sind, sind ebenfalls durch die Gummimanschette 8 hindurch nach außen geführt.
Eine Abdeckung 11 wird zum Schutz von Komponenten verwendet, die auf der Steuerschaltungs-Leiterplatte 5 und der Hauptschaltungs-Leiterplatte 3 angebracht sind. Die Abdeckung 11 ist derart geformt, daß sie mit der äußeren Gestalt der Öffnung des Chassis 2 übereinstimmt und an diese angepaßt ist, und außerdem ist sie an den Positionen des Hauptschaltungs-Anschlußblocks 4 zum Anschließen externer Kabel und der Steuerschaltungs-Anschlußblöcke 6, 7 zum Anschließen externer Kabel offen, so daß die Anschlußblöcke freiliegen und von außen zu sehen sind.
Der Einbau einer Steuervorrichtung, die von der vorliegenden Erfindung Gebrauch macht, umfaßt folgende Schritte:
(1) Entfernen der vorderen Abdeckung 27.
(2) Einführen der externen Kabel 9 der Hauptschaltung für die Stromversorgung und den Lastmotor in das Chassis 2 hinein durch die Gummimanschette 8 hindurch und Verbinden derselben mit dem Hauptschaltungs-Anschlußblock 4.
(3) Einführen der externen Kabel 10 der Steuerschaltung für Start-, Stopp-, Geschwindigkeitseinstell- sowie andere Signale in das Chassis 2 hinein durch die Gummimanschette 8 hindurch, Verlegen derselben senkrecht nach oben an beiden Enden des Hauptschaltungs- Anschlußblocks 4 vorbei sowie Verbinden derselben mit den beiden senkrecht angeordneten Steuerschaltungs- Anschlußblöcken 6, 7 von deren Außenseiten her.
(4) Zum Schluß erfolgendes Wiederanbringen der vorderen Abdeckung 27.
In der Invertereinheit 1 verlaufen die externen Kabel 10 für die Steuerschaltung nicht vor dem Hauptschaltungs- Anschlußblock 4 zum Anschließen externer Kabel, sondern sie sind mit den Steuerschaltungs-Anschlußblöcken 6, 7 zum Anschließen externer Kabel von deren Außenseiten her verbunden, so daß die Verdrahtung derart ausgeführt werden kann, daß keine Kabel vor dem Hauptschaltungs-Anschlußblock 4 nach unten hängen. Infolgedessen ist es in einfacher Weise möglich, die Anschlußanzahl zu überprüfen sowie Anschlußschrauben festzuziehen, so daß einfache Verdrahtungs- und Wartungsarbeiten gewährleistet sind.
Es ist zu erkennen, daß die beiden Steuerschaltungs-Anschlußblöcke, die bei dem ersten Ausführungsbeispiel in der zweiten orthogonalen (vertikalen) Richtung angeordnet sind, entweder auf der rechten oder auf der linken Seite liegen können.
Ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 4 bis 8 beschrieben.
Fig. 4 zeigt eine äußere Frontansicht einer Invertereinheit 18, wobei 27 eine vordere Abdeckung bezeichnet, 59 externe Kabel für eine Hauptschaltung bezeichnet, 60 externe Kabel für eine Steuerschaltung bezeichnet, und 66 zusätzliche externe Kabel bezeichnet. Fig. 5 zeigt eine Frontansicht zur Erläuterung innerer Anschlußblöcke, die durch Entfernen der vorderen Abdeckung 27 freigelegt worden sind. Fig. 6 und 7 stellen eine Querschnittsansicht bzw. eine vertikale Schnittansicht der Fig. 5 dar, und Fig. 8 zeigt eine Außenansicht eines Zusatzgehäuses, das mit einer Zusatz-Leiterplatte versehen ist.
Auf einer Steuerschaltungs-Leiterplatte 5, wie sie in Fig. 7 gezeigt ist, ist ein Steuerschaltungs-Anschlußblock 6 zum Anschließen externer Kabel in vertikaler Richtung angeordnet und montiert. Eine Kunststoffabdeckung 12 wird zum Schutz von Komponenten verwendet, die auf der Steuerschaltungs-Leiterplatte 5 und einer Hauptschaltungs-Leiterplatte 3 angebracht sind. Die Abdeckung 12 ist derart konfiguriert, daß sie mit der externen Formgebung der Öffnung eines Chassis 2 übereinstimmt und an diese angepaßt ist. Außerdem ist sie auch ausreichend hoch, um die Komponenten auf der Steuerschaltungs-Leiterplatte 5 zu schützen.
Schließlich ist sie auf der rechten Seite mit einer Aussparung versehen, so daß sie ausreichend hoch ist, um die Komponenten auf der Hauptschaltungs-Leiterplatte 3 zu schützen. Zusätzlich dazu ist die Abdeckung 12 an den Positionen eines Hauptschaltungs-Anschlußblocks 4 zum Anschließen externer Kabel sowie des Steuerschaltungs- Anschlußblocks 6 zum Anschließen externer Kabel offen, so daß die Anschlußblöcke freiliegen und von außen zu sehen sind, und außerdem ist sie auch an der Position eines Verbinderabschnitts 13 der Steuerschaltungs-Leiterplatte 5 offen.
Sowohl die Steuerschaltungs-Leiterplatte 5 als auch eine Zusatzschaltungs-Leiterplatte 14 sind mit zueinander passenden Vorsprung-/Rücksprung-Verbindern aufgebaut, die ein rasches (durch nur eine einzige Berührung erfolgendes) Verbinden/Trennen der Zusatzschaltungs-Leiterplatte 14 gestatten. Ein Zusatzgehäuse 16, in dem die Zusatzschaltungs-Leiterplatte 14 aufgenommen ist, wird mit einem Aussparungsbereich der Abdeckung 12 in Eingriff gebracht, und dann werden ihre Verbinder in die entsprechenden Verbinder der Steuerschaltungs-Leiterplatte 5 eingesetzt, so daß die elektrische Verbindung vollständig hergestellt ist. Durch direktes Verbinden mit komplementären Vorsprung-/Aussparung-Verbindern ist ein Einbau unter Verwendung von Kabeln oder Drähten nicht notwendig. Die Zusatzschaltungs-Leiterplatte 14 läßt sich mittels Schrauben einfach befestigen.
Auf der Zusatzschaltungs-Leiterplatte 14 ist ein Zusatzschaltungs-Anschlußblock 15 zum Anschließen externer Kabel in vertikaler Richtung angeordnet und montiert. Die Zusatzschaltungs-Leiterplatte 14 ist in einem Zusatzgehäuse 16 untergebracht und an ihrer Vorderseite dort offen, wo sich der Zusatzschaltungs-Anschlußblock 15 zum Anschließen externer Kabel befindet, so daß der Anschlußblock freiliegt.
Die in dem Zusatzgehäuse 16 untergebrachte Zusatzschaltungs-Leiterplatte 14 wird in die Aussparung der Abdeckung 12 eingepaßt und zur Herstellung der elektrischen Verbindungen in den Verbinder 13 eingesetzt. Das Zusatzgehäuse 16 wird an der Abdeckung 12 mittels Schrauben 17 befestigt.
Bei der Montage der Verbindungsanordung wird zuerst die vordere Abdeckung 27 entfernt. Wenn die Zusatzschaltungs- Leiterplatte 14 notwendig ist, wird die in dem Zusatz gehäuse 16 untergebrachte Zusatzschaltungs-Leiterplatte 14 in die auf der rechten Seite befindliche Aussparung der Abdeckung 12 eingepaßt und in den Verbinder 13 eingesetzt. Das Zusatzgehäuse 16 wird mittels der Schrauben 17 an der Abdeckung 12 befestigt. Die externen Kabel 59 für die Hauptschaltung werden von unten her in die Abdeckung 12 eingeführt und mit dem Hauptschaltungs-Anschlußblock 4 verbunden. Die externen Kabel 60 für die Steuerschaltung (für Start-, Stopp-, Geschwindigkeitseinstell- sowie andere Signale) werden von unten her in die Abdeckung 12 eingeführt, auf der linken Seite senkrecht nach oben geführt und mit dem vertikal angeordneten Steuerschaltungs- Anschlußblock 6 von dessen Außenseite her verbunden.
In ähnlicher Weise werden auch die externen Kabel 66 für die Zusatzschaltung von unten her in die Abdeckung 12 eingeführt, auf der rechten Seite senkrecht nach oben geführt sowie mit dem vertikal angeordneten Zusatzschaltungs-Anschlußblock 15 von dessen Außenseite her verbunden.
Schließlich wird die vordere Abdeckung 27 wieder angebracht. Bei der Invertereinheit 18 kann die in dem Zusatzgehäuse 16 enthaltene Zusatzschaltungs-Leiterplatte 14 wahlweise montiert werden, nachdem die Abdeckung 12 an der Invertereinheit 18 angebracht worden ist. Wenn die Invertereinheit 18 nach vollständiger Ausführung der Verdrahtung ausgetauscht werden soll, ist es außerdem möglich, die Zusatzschaltungs-Leiterplatte 14 von der Invertereinheit 14 zu entfernen, wobei die externen Kabel intakt bleiben, sowie die Zusatzschaltungs-Leiterplatte an einer neuen Invertereinheit anzubringen.
Es ist einsichtig, daß die auf der linken Seite angeordnete Steuerschaltungs-Leiterplatte und die auf der rechten Seite angeordnete Zusatzschaltungs-Leiterplatte, wie dies bei einem Ausführungsbeispiel der Fall ist, auch in umgekehrten Positionen angebracht werden können. Es ist darauf hinzuweisen, daß die vorliegende Erfindung nicht nur bei Invertereinheiten, sondern auch bei kompakten Steuervorrichtungen allgemein anwendbar ist.
Die vorliegende Erfindung ist zwar in wenigstens einer bevorzugten Ausführungsform mit einem gewissen Ausmaß an speziellen Einzelheiten beschrieben worden, jedoch versteht es sich, daß die vorliegende Offenbarung des bevorzugten Ausführungsbeispiels nur als Beispiel zu betrachten ist und daß zahlreiche Änderungen hinsichtlich Details und Anordnung von Komponenten im Rahmen der Erfindung möglich sind, wie sie in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.

Claims

1. Invertereinheit (1, 18), umfassend:

- ein Chassis (2), das ein Gehäuse mit mindestens einem Basis- und einem Seitenbereich bildet;

- eine Hauptschaltungs-Leiterplatte (3), die innerhalb des Chassisgehäuses (2) in der Nähe des Bodenbereichs des Gehäuses angebracht ist und die einen Hauptschaltungs-Anschlußblock (4) aufweist;

- eine Steuerschaltungs-Leiterplatte (5), die über der Hauptschaltungs-Leiterplatte (3) angebracht ist und mindestens einen Steuerschaltungs-Anschlußblock (6, 7) aufweist;

dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptschaltungs-Anschlußblock (4) in einer ersten orthogonalen Richtung angeordnet ist, daß der Steuerschaltungs-Anschlußblock (6, 7) in einer zweiten orthogonalen Richtung angeordnet ist und daß der Hauptschaltungs-Anschlußblock (4) unterhalb des Steuerschaltungs-Anschlußblocks (6, 7) angeordnet ist.

2. Invertereinheit nach Anspruch 1,

wobei das Chassis-Gehäuse (2) einen oberen Bereich aufweist, wobei ein Teil des Bereichs in der Nähe der Anschlußblöcke (4, 6, 7) offen ist, und außerdem eine Abdeckung (11, 12, 27) für die Öffnung aufweist.

3. Maschinensteuervorrichtung, umfassend:

- ein Chassis (2), welches ein Gehäuse (2) mit wenigstens einem Boden- und einem Seitenbereich bildet;

- eine Hauptschaltungs-Leiterplatte (3), die innerhalb des Chassis-Gehäuses (2) in der Nähe des Bodenbereichs des Gehäuses angebracht ist und einen ersten Hauptschaltungs-Anschlußblock (4) auf einem ersten Niveau aufweist;

- eine Steuerschaltungs-Leiterplatte (5), die über der Hauptschaltungs-Leiterplatte (3) angebracht ist und mindestens einen Steuerschaltungs-Anschlußblock (6, 7) auf einem zweiten Niveau aufweist; und

- eine Zusatzschaltungs-Leiterplatte (14), die an der Steuerschaltungs-Leiterplatte (5) angeordnet ist und betriebsmäßig an diese angeschlossen ist und die einen Zusatzschaltungs-Anschlußblock (15) aufweist;

dadurch gekennzeichnet,

daß die Steuerschaltungs-Leiterplatte (5) und die Zusatzschaltungs-Leiterplatte (14) parallel zueinander angeordnet sind

und daß die Steuerschaltungs- und Zusatzschaltungs-Anschlußblöcke (6, 7, 15) im wesentlichen senkrecht zu dem Hauptschaltungs-Anschlußblock (4) angeordnet sind

und daß das erste Niveau von dem zweiten Niveau verschieden ist.

4. Steuervorrichtung nach Anspruch 3,

wobei die Zusatzschaltungs-Anschlußblöcke (15) sich im wesentlichen auf dem zweiten Niveau befinden.

5. Steuervorrichtung nach Anspruch 3 oder 4,

wobei die Zusatzschaltungs-Leiterplatte (14) und die Steuerschaltungs-Leiterplatte (5) jeweils zueinander passende, einschnappende elektrische Verbindungseinrichtungen aufweisen, um ein schnelles Installieren und Entfernen der Zusatzschaltungs-Leiterplatte (14) zu ermöglichen.

6. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5,

wobei das Chassis (2) ferner einen oberen Bereich aufweist, der ein Zusatzgehäuse (16) besitzt, um die Zusatzschaltungs-Leiterplatte (14) herausnehmbar aufzunehmen.

7. Invertereinheit nach Anspruch 1,

die ferner folgendes aufweist:

- eine Zusatzschaltungs-Leiterplatte (14);

- eine Gehäuseabdeckung (11, 12, 27), welche das Chassis (2) schließt, das die Hauptschaltungs-Leiterplatte (4) und die Steuerschaltungs-Leiterplatte (5) enthält und das eine Aussparung aufweist, die so ausgebildet ist, daß sie die Zusatzschaltungs-Leiterplatte (14) im wesentlichen parallel zu der Steuerschaltungs-Leiterplatte (5) aufnimmt; und

- eine Abdeckung (16) für die Zusatzschaltungs-Leiterplatte, welche die Zusatzschaltungs-Leiterplatte (14) schließt, die in der Aussparung der Gehäuseabdeckung (11, 12, 27) enthalten ist.

8. Invertereinheit nach Anspruch 7

mit Verbindungseinrichtungen, welche an jeder von der Zusatzschaltungs-Leiterplatte und der Steuerschaltungs-Leiterplatte vorgesehen sind, um die Zusatzschaltungs-Leiterplatte (14) und die Steuerschaltungs-Leiterplatte (5) mechanisch und elektrisch lösbar miteinander zu verbinden.