-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf elektrische Schalttafeln
und insbesondere auf eine Kombination zweier elektrischer Vorrichtungen
und einer Einrichtung zur elektrischen Verbindung zwischen denselben.
-
Bei
einer elektrischen Schalttafel ist es manchmal notwendig, zwei Vorrichtungen
in Reihe zu schalten, d.h. so dass die Ausgangsverbindungen einer
Vorrichtung mit den Eingangsverbindungen der anderen verbunden sind.
Dies ist beispielsweise bei einem automatischen Ausschalter in einem
elektrischen System und einer Differenzvorrichtung, die dem Schalter
zugeordnet ist, der Fall. Die Differenzvorrichtung erfasst jegliche
Erdableitströme
in dem System und bewirkt, dass sich der Schalter öffnet, wenn
der erfasste Ableitstrom einen vorbestimmten Sicherheitswert überschreitet.
-
Zur
Versorgung einer eine niedrige Spannung aufweisenden elektrischen
Energie (125–690 V)
mit Strömen
einer mittleren Stärke
(100–400
A) umfasst der verwendete Schalter außerdem Vorrichtungen zum Schutz
vor etwaigen Überströmen oder Überspannungen,
wobei diese Vorrichtungen in demselben kastenförmigen Körper aus einem starren Kunststoffmaterial
angeordnet sind, der den Schalter enthält und der die doppelte Funktion
eines mechanischen Trägers
für seine
feststehenden und beweglichen Abschnitte sowie eines Isolators zwischen
den Strom führenden
Metallteilen erfüllt.
Bei Anwendungen, bei denen es außerdem notwendig ist, die Lieferung
elektrischer Energie an das System in der Gegenwart von Erdableitströmen, wie
sie beispielsweise auf Grund eines versehentlichen Kontakts zwischen
Personen und Strom führenden
Teilen des Systems auftreten können,
zu unterbrechen, ist eine Differenzvorrichtung zwischen den Schalter
und das elektrische System in Reihe geschaltet. Diese Vor richtung
kann sogar sehr geringe Ableitströme erfassen und kann an den
zugeordneten Schalter ein entsprechendes Signal liefern, seine Kontakte
mittels einer geeigneten Auslösevorrichtung
zu öffnen.
-
Schalter
und Differenzvorrichtungen sind derart gebildet, dass ihre Eingangsverbindungen, d.h.
diejenigen, die mit dem elektrischen Versorgungsnetz verbunden sind,
von einer Seite des jeweiligen kastenförmigen Körpers aus zugänglich sind und
ihre Ausgangsverbindungen, d.h. diejenigen zur Verbindung mit dem
zu versorgenden elektrischen System, von der gegenüberliegenden
Seite aus zugänglich
sind.
-
Gemäß der Konvention
sind alle Vorrichtungen derselben elektrischen Schalttafel mit derselben Orientierung
angebracht, beispielsweise so, dass alle ihre Eingangsverbindungen
oben und ihre Ausgangsverbindungen unten aufweisen.
-
Wenn
die Differenzvorrichtung unterhalb des Schalters angebracht werden
kann, ist die Verbindung zwischen den zwei Vorrichtungen sehr einfach und
erfordert lediglich kurze Verbinder zum Verbinden der Ausgangsverbindungen
des Schalters mit den Eingangsverbindungen der Differenzvorrichtung. Wenn
die Differenzvorrichtung jedoch neben dem Schalter angebracht werden
muss, erfordert die Verbindung längere
und sperrigere Verbinder. Normalerweise wird von flexiblen isolierten
Leitern Gebrauch gemacht, von denen jeder ein Ende aufweist, das
an einer der Eingangsverbindungen der Differenzvorrichtung befestigt
ist, und die sich durch einen Raum in der Unterseite des kastenförmigen Körpers der
Differenzvorrichtung erstrecken, der aus derselben Seite hervortritt
wie die Ausgangsverbindungen der Differenzvorrichtung, wobei das
gegenüberliegende Ende
jedes Leiters an einer der Ausgangsverbindungen des Schalters befestigt
ist, wie in 1 gezeigt ist.
-
Diese
Konfiguration weist einige Nachteile auf, die ihre Verwendung einschränken. Insbesondere
wird das Anordnen der Drähte
umso problematischer, je größer ihr
Querschnitt ist, so dass es nicht zweckmäßig ist, bestimmte Nennstromwerte
zu überschreiten. Überdies
führt das
Erfordernis des Raums, durch den sich die Drähte erstrecken, zu einer beträchtlichen
Zunahme der Tiefe der Differenzvorrichtung. Schließlich erfordern
die elektrischen und dynamischen Spannungen an den Drähten und
den Vorrichtungen im Fall eines Kurzschlusses die Verwendung von
starken Strukturen zum Befestigen der Drähte und der Vorrichtungen.
Die intrinsische Mobilität
der flexiblen Verbindungen kann in jedem Fall zu Schwingungen und
Bewegungen führen,
um die mechanische Verbindung und somit auch die elektrische Verbindung
zwischen den Drähten
und den Verbindungen der Vorrichtungen zu beeinträchtigen.
-
Um
diese Probleme zu verhindern, umfasst die elektrische Verbindungseinrichtung
gemäß der Erfindung
eine Mehrzahl von im Wesentlichen starren Metallstreifen, die voneinander
elektrisch isoliert sind und durch eine Hülle aus Epoxidharz bedeckt sind.
-
Die
EP-0 779 641 offenbart eine Kombination zweier elektrischer Vorrichtungen,
bei denen sich ein elektrisches Kabel durch einen zwischen den zwei
elektrischen Vorrichtungen definierten Durchgang erstreckt. Insbesondere
ist das elektrische Kabel in einem Modul untergebracht, das zwischen
den elektrischen Vorrichtungen angeordnet ist. Die
DE 38 13 099 offenbart eine Schalttafel,
die Reihen von elektrischen Vorrichtungen und Verbindungseinrichtungen
in Form von starren Metallstreifen zum Parallelschalten der Eingangsseiten
von in benachbarten Reihen platzierten elektrischen Vorrichtungen
umfasst.
-
Ein
besseres Verständnis
der Erfindung ergibt sich aus der folgenden ausführlichen Beschreibung eines
Ausführungsbeispiels
derselben, die anhand eines nicht einschränkenden Beispiels unter Bezugnahme
auf die beigefügten
Zeichnungen geben wird, bei denen:
-
1 eine
bekannte Kombination zweier elektrischer Vorrichtungen mit jeweiligen
elektrischen Verbindungseinrichtungen in einer perspektivischen Ansicht
zeigt,
-
2 eine
Vorderansicht einer Kombination gemäß der Erfindung eines Schalters,
einer Differenzvorrichtung und einer Einrichtung zur Verbindung
zwischen denselben ist, und
-
3 eine
Vorderansicht der Differenzvorrichtung der 2, ohne
den ihren kastenförmigen Körper bedeckenden
Abschnitt, sowie der Einrichtung zum Verbinden der Differenzvorrichtung
mit dem Schalter ist.
-
Wie
aus 1 hervorgeht, sind ein vierpoliger elektrischer
Netzschalter und eine Differenzvorrichtung, ebenfalls mit vier Polen,
bei 10 bzw. 11 angegeben und sind mittels einer
geeigneten Befestigungseinrichtung, die nicht gezeigt ist, Seite
an Seite auf einer gemeinsamen Trägerblende 12 einer
elektrischen Schalttafel angebracht. Der Schalter 10 ist an
einer Abstandshalterbasis 8 einer derartigen Dicke angebracht,
dass die Vorderseite des Schalters mit der Vorderseite der Differenzvorrichtung 11 ausgerichtet
ist. Die mechanische Verbindung zwischen den zwei Vorrichtungen
wird durch U-förmige
Klemmen, die bei 9 angegeben sind und die in geeignete Sitzen,
die in ihren kastenförmigen
Körpern
vorgesehen sind, eingeschnappt werden können, gestärkt.
-
Der
Schalter 10 weist vier Eingangsverbindungen auf, die durch
entsprechende Löcher 13 auf der
Oberseite seines kastenförmigen
Körpers
zugänglich
sind. Die Verbindungen werden beispielsweise durch Platten mit Gewindelöchern und
jeweiligen Befestigungsschrauben, nicht gezeigt, gebildet, die durch
entsprechende Löcher 14,
die auf der Vorderseite des Schaltkörpers vorgesehen sind, bedient werden
können.
-
Vier
Ausgangsverbindungen, die genauso sind wie die Eingangsverbindungen,
sind durch entsprechende Löcher,
die unten an dem Schaltkörper vorgesehen
sind, zugänglich.
-
Ähnliche
Ausgangsverbindungen sind unten an der Differenzvorrichtung 11 vorgesehen.
Letztere umfasst ebenfalls vier Eingangsverbindungen, diese sind
jedoch nicht von außerhalb
der Vorrichtung zugänglich.
Jedoch wird eine derselben, die bei 15 angegeben ist, in
der Zeichnung durch die Beseitigung eines Abschnitts des oberen
Teils des Differenzkörpers
sichtbar gemacht. Die Enden von vier flexiblen elektrischen Drähten 16 mit
isolierenden Hüllen
sind während
der Montage der Vorrichtung an diesen vier Eingangsverbindungen
befestigt, wobei sich die Drähte
durch einen Raum 17 entlang der Rückseite des Differenzkörpers 11 erstrecken
und von dem unteren Ende der Vorrichtung durch geeignete Löcher in
dem unteren Ende des Körpers
hervortreten. Die gegenüberliegenden
Enden der Drähte 16 können in die
Ausgangsverbindungen des Schalters 10 eingefügt und dort
festgeklemmt werden. In der Zeichnung sind lediglich zwei Drähte verbunden
gezeigt.
-
Das übliche Zubehör und die üblichen
Verbindungselemente, die die Differenzvorrichtung in die Lage versetzen,
zu bewirken, dass sich der Schalter im Fall von Erdableitströmen, die
größer sind
als der vorbestimmte Grenzwert, öffnen,
sind ebenfalls vorgesehen, aber nicht gezeigt.
-
In 2 und 3,
bei denen Elemente, die dieselben sind wie die der 1,
mit denselben Bezugszeichen benannt sind, sind wiederum ein elektrischer
Schalter 10 und ein Differenzmodul 11 auf einer
Blende 12 Seite an Seite, jedoch in einem gewissen Abstand
gezeigt, um einen Durchgang 20 zwischen ihren zwei benachbarten
Seiten zu definieren.
-
Statt
der Verbindungsdrähte 16 sind
vier Metallstreifen 21 vorgesehen, und sie erstrecken sich über einen
Teil ihrer Länge
durch den Durchgang 20. Die Streifen 21 sind gebogen,
wie insbesondere in 3 zu sehen ist, und ihre Enden weisen
Löcher 22 zum
Befestigen an den Verbindungen mittels Schrauben 23 auf.
Bei diesem Ausführungsbeispiel
wird jeder Streifen durch einen Zwischenabschnitt gebildet, der
sich durch den Durchgang 20 erstreckt, und ist an zwei
Punkten und mittels zweier kleiner Platten mit Löchern, die an den beiden Enden
des Zwischenabschnitts angeschweißt sind, um 90° gebogen.
Eine isolierende Hülle,
die vorzugsweise durch ein Eintauchen in ein hitzehärtbares
Epoxidharz und durch ein anschließendes Trocknen gebildet wird,
bedeckt die Streifen und isoliert sie elektrisch voneinander, natürlich mit
Ausnahme der Enden mit den Löchern.
-
Bei
diesem Ausführungsbeispiel
beherbergt der Durchgang 20 oberhalb der Streifen 21 eine
dem Schalter 10 zugeordnete bekannte Vorrichtung 24 zum
Erfassen und Angeben des Zustands des Schalters. Die Vorrichtung 24 umfasst
einen Arm 24a, der eine Verbindung des Schalters durch
eine geeignete seitliche Öffnung
in dem Schaltkörper
beeinträchtigt, sowie
einen durch den Arm 24a betriebenen Mikroschalter 24b.
Wie in 2 zu sehen ist, wird der Durchgang 20 durch
eine Abdeckblende geschlossen, die mit den Vorderseiten der zwei
Seite an Seite angeordneten Vorrichtungen verbunden ist.
-
Die
Kombination gemäß der Erfindung
hat viele Vorteile:
Die Differenzvorrichtung weist einen kastenförmigen Körper auf,
dessen Dicke auf eine Dicke verringert ist, die für die tatsächliche
elektrische Vorrichtung absolut notwendig ist, da sie keinen Raum
aufweist, durch den sich die Drähte
erstrecken können;
somit ist es nicht notwendig, den Schalter an einer Abstandshalterbasis
anzubringen, um die Vorderseiten der Vorrichtungen auszurichten,
noch ist es notwendig, spezifische kastenförmige Körper mit Räumen für Differenzvorrichtungen zu
liefern, die neben Schaltern angebracht werden sollen;
Die
Steifheit und Stärke
der Verbindungsstreifen sind derart, dass Haltevorrichtungen zwischen
dem Schalter und der Differenzvorrichtung, z.B. die in 1 gezeigten
Klemmen 9, überflüssig werden;
Die
elektrischen und dynamischen Beanspruchungen an den Verbindungen
im Fall eines Kurzschlusses sind begrenzt;
Es erstrecken sich
keine Drähte
durch die Region der Ausgangsverbindungen der Differenzvorrichtung,
so dass ein Zugriff auf die Verbindungen leichter ist.