DE9406290U1

DE9406290U1 - Elektronischer Zähler

Info

Publication number: DE9406290U1
Application number: DE9406290U
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1993-12-09
Filing date: 1994-04-15
Publication date: 1994-06-16
Anticipated expiration: 2004-04-16
Also published as: DE9406291U1; DE9406292U1

Description

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Beschreibung
Elektronischer Zähler

Die Erfindung betrifft einen elektronischen Zähler zur Ermittlung von Energiebedarfsdaten eines privaten oder industriellen Stromabnehmers.

Bei einem solchen Zähler können grundsätzlich drei Elemente unterschieden werden:

1. Der Klemmenblock zum Anschluß externer Geräte und Datenverarbeitungseinrichtungen .

2. Das Meßsystem mit den die eigentlichen Meßfunktionen erfüllenden Einrichtungen.

3. Das Gehäuse, das das Zählerinnere staubdicht und manipulationssicher umschließt.

Der Klemmenblock eines solchen Zählers ist mit einer Grundplatte des Gehäuses zu einer aus Duroplast bestehenden Einheit verbunden. Die Abmessungen der Klemmenblöcke hängen von der Nennstrombelastung der einzelnen Zähler ab. Infolgedessen ist auch die Fertigung unterschiedlicher Grundplatten erforderlich. Die frei zugänglichen Seitenwände der Grundplatte können, insbesondere bei wandmontierten Zählern, beispielsweise bei Tapezier- und Malerarbeiten verschmutzen. Ein einfacher Austausch einer derart verschmutzten Grundplatte ist nicht möglich, da die Grundplatte fest mit dem Klemmenblock verbunden ist. Ein derart verschmutzter Zähler kann nur nach einer aufwendigen Reinigung wiederverwendet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen elektronischen Zähler zu schaffen, dessen Aufbau in der Weise verbessert ist, daß der Fertigungsaufwand reduziert und die Servicefreundlichkeit des Zählers erhöht ist.

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Diese Aufgabe wird durch einen elektronischen Zähler nach Anspruch 1 gelöst. Dadurch, daß der Klemmenblock mit dem Meßsystem verbunden ist, ist eine prüfbare Einheit geschaffen, die bei Wartungsarbeiten oder zu Prüf- oder Eichzwecken im Labor angeschlossen werden kann. Darüber hinaus ist der Klemmenblock des Zählers leicht zugänglich und kann somit seiner Anwendung entsprechend bestückt und angeschlossen werden.

Gemäß Anspruch 2 kann diese Einheit unabhängig vom Gehäuse gefertigt und geprüft werden. Ferner können Zähler für unterschiedliche Anwendungen und Stromstärken mit einem einzigen Gehäusetyp versehen werden, da sich bei unterschiedlicher Anwendung lediglich Unterschiede für die von Meßsystem und Klemmenblock gebildete Einheit ergeben. Im Falle von Verschmutzungen des Gehäuses, insbesondere seiner Grundplatte, beispielsweise im Zusammenhang mit Maler- oder Tapezierarbeiten, genügt es, das Gehäuse allein zu reinigen oder auszuwechseln, um den Zähler wiederverwenden zu können.

Die störempfindlichen Meßelemente des Meßsystemes sind vorteilhaft von einer Abschirmkammer umgeben, so daß das Meßergebnis nicht durch elektromagnetische Störeinflüsse beeinträchtigt wird. Überdies weist die Abschirmwanne der Abschirmkammer Aussparungen zur Aufnahme von Befestigungselementen des Klemmenblocks auf, um eine stabile Verbindung von Meßsystem und Klemmenblock zu ermöglichen.

Außerhalb der Abschirmkammer sind die störunempfindlichen Elemente des Meßsystemes angeordnet. Dies ist insofern vorteilhaft, als diese Elemente zumeist mit höheren Strömen und Spannungen beaufschlagt sind, als die Meßelemente und somit selbst Quellen für elektromagnetische Felder sein können, die das Meßergebnis verfälschen.

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Eine stabile Verbindung, der die störunempfindlichen Elemente des Meßsysteins tragenden weiteren Leiterplatte mit der Abschirmkammer ist gemäß Anspruch 5 gegeben.

Der Klemmenblock des Zählers ist universell einsetzbar. Erst die vom Hersteller oder vom Benutzer frei wählbare Belegung des Klemmenblocks mit Klemmen zum Anschluß von externen Einrichtungen und Datenverarbeitungsgeräten legt den Klemmenblock in seiner Anwendung fest. Daher ist es bis zur Belegung des Klemmenblocks nicht erforderlich, eine getrennte Lagerhaltung oder gesonderte Beschriftung für den Klemmenblock vorzusehen.

Nach Anspruch 7 ist der Klemmenblock mit einem Strom-Spannungs-Umformer versehen, der einen Ferritkern umfaßt. Ferrit ist in höchstem Maße formstabil und garantiert somit eine ungewöhnliche Langzeitstabilität im Übertragungsverhalten des Wandlers. Ein weiterer Vorteil des verwendeten Ferritmaterials ist darin zu sehen, daß höherfrequente Anteile des zu messenden Laststromes keinen Einfluß auf die Meßgenauigkeit haben. Dadurch, daß der Ferritkern einen Luftspalt aufweist, wird der magnetische Kreis stark geschert. Dies verhindert eine Sättigung des magnetischen Kreises durch etwaige Gleichanteile des Laststromes.
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Das Gehäuse des Zählers umschließt diesen manipulationssicher und staubdicht. Der Klemmenblock ist durch eine vollständige Abdeckung gegen unbefugte Eingriffe geschützt.

Dadurch, daß die Wände der Frontabdeckung die hochgezogenen Seitenwände der Grundplatte vollständig überdecken, ergibt sich in den empfindlichen Seitenbereichen des Zählergehäuses eine Doppelwandigkeit, die die Stabilität des Zählergehäuses wesentlich erhöht. Aus diesem Grund kann die Wanddicke von Grundplatte und Frontabdeckung schwächer gewählt werden und somit eine Materialersparnis gegenüber herkömmlichen Zähler-

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gehäusen erzielt werden. Ein weiterer Vorteil dieses Gehäuses ist darin zu sehen, daß eine Verschmutzung der Grundplatte bzw. ihrer hochgezogenen Seitenwände so gut wie ausgeschlossen ist. Die Reinigung der Frontabdeckung ist wesentlich vereinfacht gegenüber der Reinigung der Grundplatte mit einem angeformten Klemmenblock.

Eine stabile Verbindung von Grundplatte und Frontabdeckung ergibt sich bei einer Ausgestaltung gemäß Anspruch 10. Eine solche Verbindung kann mit geringem Fertigungsaufwand hergestellt werden. Die Verbindungselemente gewährleisten einen guten Abschluß der beiden zu verbindenden Elemente.

Die zur Verbindung von Klemmenblock und Grundplatte dienenden Verbindungsmittel sind einfach herzustellen und enthalten keine metallischen Verbindungsglieder. Dies ist im Hinblick auf die Wiederverwertbarkeit des Gehäuses und des Klemmenblocks von besonderer Bedeutung.

Aus demselben Grund wird der Klemmende ekel gemäß Anspruch 12 mit einer Einlegemutter befestigt, die bei der Entsorgung des Zählers aus der entsprechenden Vertiefung des Klemmenblocks einfach herausgelöst werden kann.

Die Verwendung des Werkstoffes Thermoplast für das Zählergehäuse bietet aufgrund seiner Materialeigenschaften weitere Vorteile gegenüber den bisher üblichen Duroplasten. Thermoplaste sind als nicht brennbar und selbstverlöschend eingestuft. Sie sind äußerst bruchfest, so daß das Zählergehäuse insgesamt an Stabilität gewinnt. Die Gußfertigung eines derartigen Gehäuses ist dadurch erleichtert, daß Thermoplaste nur einer geringen Schwindung unterliegen. Im weiteren erlauben die Materialeigenschaften von Thermoplasten bei der Farbgebung des Gehäuses auch hellere Farben einzusetzen. Dies ist beispielsweise bei Duroplast nicht möglich. Die zur Paßgenau-

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igkeit des Gehäuses einzuhaltenden Toleranzen können mit einem thermoplastischen Werkstoff eher realisiert werden.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

FIG 1 Einen elektronischen Zähler in Draufsicht,
FIG 2 den Aufbau eines Zählergehäuses in einer

Explosionsdarstellung,
FIG 3 eine Prinzipdarstellung eines Zählers im

Querschnitt und
FIG 4 eine Prinzipdarstellung eines Klemmenblocks mit

einem angeschlossenen Meßsystems eines Zählers.

Ein in FIG 1 gezeigter Zähler 1 umfaßt im wesentlichen ein Meßsystem 2 und einen Klemmenblock 3 zum Anschluß elektrischer Verbindungskabel. Am Klemmenblock 3 unterscheidet man zwischen einer dem Meßsystem 2 benachbarten Geräteseite 4 und einer dieser gegenüberliegenden Anschlußseite 5. Der Zähler 1 weist ein Gehäuse 6 auf, das im wesentlichen aus einer Frontabdeckung 7, die ein Sichtfenster zur Abdeckung des Meßsystems 2 und der Anzeigenelemente 8 des Zählers 1 aufweist, aus einem Klemmendeckel 9, der den Klemmenblock 3 abdeckt und aus einer die gesamte Grundfläche des Zählers 1 überdeckenden Grundplatte 10 besteht.

Der genaue Aufbau des Gehäuses 6 ist in FIG 2 dargestellt. Die im wesentlichen rechteckförmige Grundplatte 10 weist einen von hochgezogenen Seitenwänden 11 eingefaßten Bereich 12 zur Aufnahme des Meßsystems 2 auf. Die Seitenwände 11 sind mit Führungselementen 13 versehen, um etwaige zusätzliche Leiterplatten einzusetzen. Der eingefaßte Bereich 12 ist gegenüber einem zur Aufnahme des Klemmenblocks 3 geeigneten Klemmenblockbereich 14 hingeöffnet. In einem Übergangsbereich 15, der zwischen dem eingefaßten Bereich 12 und dem Klemmenblockbereich 14 liegt, sind beidseitig Schraubsockel 16 zur

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Aufnahme von Plombierschrauben 17 zur Befestigung der Frontabdeckung 7 angeordnet.

Der Klemmenblockbereich 14 der Grundplatte 10 weist beidseits, von dem Übergangsbereich 15 deutlich beabstandet, je einen federnden Befestigungshaken 18 auf, der entsprechende Ansätze 26 des Klemmenblocks 3 so übergreift, daß dieser in seiner Einbaulage arretiert wird.

Der eingefaßte Bereich 12 der Grundplatte 10 wird von der

•Frontabdeckung 7 derart überdeckt, daß die Wände 19 der Frontabdeckung 7 bis zur Grundebene der Grundplatte 10 reichen. Somit ergibt sich im Bereich der Seitenwände 11 eine Doppelwandigkeit des Zählergehäuse 6. Die Wände 19 weisen einen Absatz 20 mit einer Nut 21 auf, in die ein Dichtring 22 eingelegt wird. Eine an der Oberkante der Seitenwände 11 umlaufende Zahnleiste 23 greift in diese Nut 21 ein. Die Frontabdeckung 7 wird mit den Schraubsockeln 16 der Grundplatte 10 verschraubt.

Die Verbindung von Frontabdeckung 7 und Grundplatte 10 sowie die Montage des Klemmendeckels 9 ist in FIG 3 skizziert. Die Frontabdeckung 7 weist an der dem Klemmenblockbereich 14 ab-

fe gewandten Seite zwei voneinander beabstandete hakenförmige Vor sprünge 24 auf. Bei der Montage der Frontabdeckung 7 werden die hakenförmige Vorsprünge 24 in entsprechende Gelenkmulden 25 der Grundplatte 10 geschoben. Dann wird die Frontabdeckung 7 derart über die Grundplatte 10 geschwenkt, daß die umlaufende Zahnleiste 23 in die Nut 21 eingreift. In dieser Einbaulage wird die Frontabdeckung 7 dann mittels Plombierschrauben 17, die durch entsprechende Öffnungen der Frontabdeckung 7 geschoben werden, mit den Schraubsockeln 16 der Grundplatte 10 verschraubt.

Der Klemmenblockbereich 14 wird vom Klemmendeckel 9 abge- ^. deckt. Der Klemmendeckel 9 wird mit zwei weiteren Plombier-

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schrauben 17 mit dem Klemmenblock 3 verschraubt. Hierzu weisen die Ansätze 26 des Klemmenblocks 3 je einen Einschnitt 49 auf/ in die je eine Einlegemutter 27 eingelegt ist. Die Einlegemuttern 27 werden jeweils von einem Befestigungshaken 18 zum Teil übergriffen.

Der Klemmenblock 3 ist aus Duroplast hergestellt. Die Gehäuseteile der Grundplatte 10, die Frontabdeckung 7 und der Klemmendeckel 9 bestehen aus Thermoplast.

FIG 4 zeigt in einer Prinzipskizze die von Meßsystem 2 und dem Klemmenblock 3 gebildete Einheit im Querschnitt. Der Klemmenblock 3 ist mit einer Stromklemme 28 versehen. An die Stromklemme 28 kann von der Anschlußseite 5 des Klemmenblocks 3 her ein Anschlußkabel angeschlossen werden, das den zu messenden Strom führt. Auf der Geräteseite 4 ist die Stromklemme 28 mit einem Strom-Spannungs-Umformer 29 verbunden. Es handelt sich hierbei um einen rechteckförmig ausgebildeten Ferritkern, um dessen einen Schenkel 30 die mit der Stromklemme 28 verbundene Primärwicklung 31 gewickelt ist und dessen anderer Schenkel 32 einen Luftspalt 33 aufweist, in dem senkrecht zur Schenkelachse eine Sekundärwicklung 34 angeordnet ist. Der Strom-Spannungs-Umformer 29 ist in eine L-förmige Ausnehmung 35 des Klemmenblocks 3 eingefügt. Die dem Strom-Spannungs-Umformer 29 abgewandte Seite dieser L-förmigen Ausnehmung 35 ist mit einem T-Profil aufweisenden Fuß 36 versehen, der in eine entsprechende Aussparung 37 einer Abschirmwanne 38 eingreift. Die Abschirmwanne 38 ist Teil des Meßsystems 2. Hierdurch ist eine lösbare Verbindung des Klemmenblocks 3 mit dem Meßsystem 2 gegeben.

Im einzelnen weist das Meßsystem 2 eine Abschirmkammer 39 auf, die von der Abschirmwanne 38 und einem Abschirmdeckel 40 gebildet ist. Innerhalb dieser Abschirmkammer 39 ist eine, die störempfindlichen Meßelemente des Meßsystems 2 tragende Leiterplatte 41 angeordnet.

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Die Abschirmwanne 38 weist zusätzlich eine Haltelasche 42 auf. In diese Haltelasche 42 ist der eine Endbereich 43 eines Sockelhalters 44 eingeschoben. Der Sockelhalter 44 besteht aus den zwei parallelen Endbereichen 43,45 und einem zu diesen senkrecht angeordneten Zwischenstück 46. In den anderen Endbereich 45 rastet eine die störunempfindlichen Elemente des Meßsystems tragende weitere Leiterplatte 47 ein. Beides zusammen kann anschließend mit der Grundplatte 10 verschraubt werden. Die weitere Leiterplatte 47 ist überdies durch einen Abstandsbolzen 48 gegenüber der Abschirmwanne 38 abgestützt.

Somit bilden der Klemmenblock 3 und das Meßsystem 2 eine vom Gehäuse 6 lösbare und für sich prüfbare Einheit. Die einzelnen Komponenten dieser Einheit sind leicht zugänglich. Darüber hinaus kann diese Einheit insgesamt problemlos ausgetauscht werden.

Claims

6 3 1 8 O Schutzansprüche

1. Elektronischer Zähler mit einem Gehäuse (6), einem Meßsystem (2) und einem Klemmenblock (3), bei dem der Klemmenblock (3) zusammen mit dem Meßsystem (2) zu einer von dem Gehäuse (6) umschlossenen Einheit verbunden ist.

2. Elektronischer Zähler nach Anspruch 1, bei dem die von dem Klemmenblock (3) und dem Meßsystem (2) gebildete Einheit lösbar mit dem Gehäuse (6) verbunden ist.

3. Elektronischer Zähler nach Anspruch 1 oder 2, bei dem eine die störempfindlichen Meßelemente des Meßsystemes (2) tragende Leiterplatte (41) innerhalb einer aus einer Abschirmwanne (38) und einem Abschirmdeckel (40) bestehenden Abschirmkammer (39) angeordnet ist und der Klemmenblock (3) mittels eines in eine entsprechende Aussparung (37) der Abschirmwanne (38) eingreifenden T-förmigen Fußes (36) mit der Abschirmwanne (38) verbunden ist.

4. Elektronischer Zähler nach Anspruch 3, bei dem an der Außenwand der Abschirmwanne (38) Halteelemente (42) für eine weitere, die störunempfindlichen Elemente des Meßsystemes tragende Leiterplatte (47) vorgesehen sind.

5. Elektronischer Zähler nach Anspruch 4, bei dem die weitere Leiterplatte (47) mit mindestens einem Sockelhalter (44) verrastet ist, dessen einer Endbereich (43) in eine Haltelasche (42) der Abschirmwanne (38) eingeschoben ist, und diese Leiterplatte (47) zusätzlich von mindestens einem zwischen dieser Leiterplatte (47) und der Abschirmwanne (38) angeordneten Abstandsbolzen (48) gehalten ist.

6. Elektronischer Zähler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Klemmenblock (3) mit Klemmen (28) zum

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Verbinden externer Einrichtungen mit wenigstens einem in Zähler befindlichen Wandler (29) versehen ist.

7. Elektronischer Zähler nach Anspruch 6, bei dem als Wandler ein Strom-Spannungs-Umformer (29) vorgesehen ist, der einen

Ferritkern umfaßt, der eine den Laststrom führende Primärwicklung (31) trägt und der einen Luftspalt (33) aufweist, in dem eine Sekundärspule (34) angeordnet ist, die mit dem Meßsystem (2) verbunden ist.
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8. Elektronischer Zähler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Gehäuse (6) aus einer Grundplatte (10), einer ein Sichtfenster aufweisenden Frontabdeckung (7) und einem Klemmendeckel (9) besteht, wobei die Grundplatte (10) die Unterseite des Klemmenblocks (3) und der Klemmendeckel (9) die restlichen Oberflächenseiten des Klemmenblocks (3) vollständig überdeckt und bündig mit der Unterseite der Grundplatte (10) abschließt.

9. Elektronischer Zähler nach Anspruch 8, bei dem die Grundplatte (10) hochgezogene Seitenwände (11) aufweist, wobei diese Seitenwände (11) die gesamte Grundfläche des Zählers (1) mit Ausnahme des Klemmenblockbereichs (14) umschließen und diese Seitenwände (11) von den Wänden (19) der Frontabdeckung (7) derart überdeckt werden, daß sie mit der Unterseite der Grundplatte (10) bündig abschließen, wobei die Wände (14) einen umlaufenden Absatz (20) mit einer Nut (21), die eine umlaufenden Dichtring (22) enthält, aufweisen und an der Oberkante der hochgezogenen Seitenwände (11) eine umlaufende Zahnleiste (23) angeformt ist, die in die Nut (21) eingreift.

10. Elektronischer Zähler nach Anspruch 8 oder 9, bei dem an der dem Klemmenblock (3) gegenüberliegenden Wand (19) der Frontabdeckung (7) wenigstens ein hakenförmiger Vorsprung

(24) angeordnet ist, der in eine entsprechende Gelenkmulde

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(25) der Grundplatte (10) eingreift und die beiden anderen Wände (14) der Frontabdeckung auf ihrer an den Klemmenblockbereich (14) angrenzenden Seite seitliche Vorsprünge aufweisen, die entsprechende auf der Grundplatte

(10) angeordnete Schraubsockel (16) überdecken.

11. Elektronischer Zähler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Klemmenblock (3) in seiner Einbaulage beidseitig von je einem federnden Haken (18) gehalten wird.

12. Elektronischer Zähler nach Anspruch 11, bei dem die federnden Haken (18) jeweils einen Ansatz (26) des Klemmenblocks (3) übergreifen und diese Ansätze (26) Einschnitte (49) aufweisen, in denen jeweils eine

Einlegemutter (27) zur Verschraubung mit einer Plombierschraube (17) angeordnet ist.

13. Elektronischer Zähler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen Gehäuse (6) aus temperaturbeständigem Thermoplast hergestellt ist.