WO2015036028A1 - Niederspannungsschaltgerät mit variablem geräteaufbau - Google Patents

Niederspannungsschaltgerät mit variablem geräteaufbau Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to a low-voltage switching device having a base module which has a connection region for electrical conductors.
  • switchgear For low-voltage switchgear, especially for contactors, there are different types of switchgear for the various applications in the industry. For example, three-pole or four-pole switching devices are required for switching motors, special capacitor contactors for reactive current compensation and special contactor versions for switching capacitor banks, which enable communication with a PLC. All these switchgear versions are also available with different connection options, ie
  • the object of the present invention is to provide a low-voltage switching device that can be modified in the simplest possible way in different device designs. This object is achieved by a low-voltage switchgear with the features of claim 1. Further embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims, the description and the drawings.
  • a low-voltage switchgear having a basic module which has a connection region for electrical conductors.
  • the invention is distinguished by the fact that auxiliary contacts and a coil connection are detachably arranged from the basic module in a separate auxiliary module.
  • the auxiliary module according to the invention can be produced by simply manufactured tools.
  • the auxiliary module universally uses individual device components unchanged.
  • further device versions can be generated, such as capacitor contactors or contactors for communication applications.
  • the auxiliary module according to the invention can also be used for different sizes due to its device characteristics. The essence of the invention thus consists in a variable device structure resulting from the use of a basic module and an auxiliary module.
  • auxiliary module By appropriate design of the auxiliary module different Kunststofferieausfashionun- conditions can be generated in a simple manner by replacement or device assembly in a manufacturing process. This leads advantageously to a reduction of the parts variance due to a modular use of individual components or individual assemblies. This is associated with a cost reduction in the device structure by the automation and in particular in the production of low switching device numbers. There is also the advantage that a simpler and thus more cost-effective production of tools is possible. Another advantage arises the separation of the main control plane of the auxiliary control plane, wherein the main control plane in the base module and the auxiliary control plane are arranged in the auxiliary module. As a result, basic devices can also be retrofitted. It also makes it possible to use abrasion-optimized material pairings for main and auxiliary control tracks. Since the auxiliary modules according to the invention can also be used on an overall basis due to their device characteristics and sizes, there is advantageously a reduction in the parts or assembly variance. In addition, there is the advantage that the advantages that the main control plane of the base module and the
  • Installation of the required switchgear can also be done on short notice and on site.
  • Standard auxiliary module or communication auxiliary module or capacitor contactor auxiliary module is formed. This device variance is possible due to the variable structure of the switchgear.
  • the interchangeable device components include the connection technology, the surge limiter and the housing cover.
  • the auxiliary module is formed with a screw connection technology or with a spring-loaded connection technology or with a ring cable lug connection technology.
  • the auxiliary module has a replaceable, each adapted to the use of the auxiliary module overvoltage limiter.
  • the overvoltage limiter together with the connection technology and the housing cover, is one of the device components that can be variably installed in the auxiliary module.
  • the auxiliary module has a replaceable, in each case adapted to the use of the auxiliary module cover housing.
  • the cover housing is the third component in addition to the connection technology and the overvoltage limiter, which can be replaced. This results in a large device variance.
  • auxiliary module has movable switch contacts with a contact carrier, and a bottom plate, which are universally identical in all auxiliary module devices.
  • These device components can be built in a correspondingly high number of pieces, since they can be used universally in all auxiliary modules.
  • auxiliary module with different switching chambers and associated fixed and pieces of switch connections and coil terminals in different connection technology, with or without cable channel is formed.
  • the switching chamber of the auxiliary module is designed such that it can be equipped with up to four auxiliary or main flow paths.
  • the low-voltage switching device is preferably a contactor.
  • the low-voltage switching device in particular a contactor, is designed in two parts and has a base module, which is preferably designed cuboid with an upper side, a lower side and four side parts. Preferably, at one or two side parts, a connection region for electrical conductors is arranged. Separable from the base module, a separate auxiliary module is preferably arranged on the upper side.
  • the auxiliary module is also preferred wise cuboid formed with a top, a bottom and four side panels.
  • the auxiliary module according to the invention has a bottom plate and a contact carrier with movable switching contacts on. These device components are identical in all auxiliary module devices.
  • the auxiliary module also has a variably designed cover housing, a variably designed surge limiter and a variably designed switching chamber with fixed contact pieces and coil terminals with a variable connection technology.
  • the present invention is characterized by a variable device structure resulting from the use of a basic module and an auxiliary module.
  • auxiliary module Through appropriate design of the auxiliary module, different types of switching devices can be produced in a simple manner by replacement or device assembly in a production process. This leads advantageously to a reduction of the parts variance due to a modular use of individual components or individual assemblies. This results in a cost reduction in the device design through automation and in particular in the production of small numbers of switching devices. There is also the advantage that a simpler and thus more cost-effective production of tools is possible.
  • Figure 1 is a perspective view of an inventive low-voltage switching device with a base module and a variable tuned to the type of application, separate auxiliary module.
  • FIG. 2 is a perspective exploded view of a standard auxiliary module according to the invention
  • FIG. 3 shows a perspective exploded view of an inventive communication auxiliary module
  • 4 shows a perspective exploded view of a capacitor contactor auxiliary module according to the invention.
  • an inventive low-voltage switching device in particular a contactor is shown.
  • the inventive low-voltage switching device is formed in two parts and has a base module 1, which is preferably cuboid designed with a top 2, a bottom 3 and four side panels 4, 5, 6, 7.
  • a connection portion 6a and 8 arranged for electrical ladder see.
  • a separate auxiliary module 9 is preferably arranged on the upper side 2.
  • the auxiliary module 9 can be configured as a standard auxiliary module, as a communication auxiliary module or as a capacitor contactor auxiliary module.
  • the auxiliary module 9 is preferably cuboid-shaped with a top side 10, a bottom side 11 and four side parts 12, 13, 14, 15.
  • the auxiliary module 9 can be placed on the base module 1, preferably in a recess 15a of the basic module 1.
  • FIG 2 shows a standard auxiliary module according to the invention.
  • the auxiliary module 9 according to the invention has a bottom plate 16 and a contact carrier 17 with movable switching contacts 18. These device components are in all
  • the auxiliary module 9 also has a variably designed cover housing 20, a variably designed surge limiter 21 and a variably designed switching chamber with a connection region 22 which is suitable for auxiliary circuits as well as for control circuits.
  • FIG. 3 shows the auxiliary module 9 according to the invention as a communication aid module. 4, the invention Corresponding auxiliary module 9 shown as a capacitor contactor auxiliary module.
  • the present invention is characterized by a variable device structure resulting from the use of a basic module and an auxiliary module.
  • auxiliary module By appropriate design of the auxiliary module different types of switching devices can be generated in a simple manner by replacement or device assembly in a manufacturing process.
  • the auxiliary module is designed so that it can also be mounted on other sizes (switching devices). This leads advantageously to a reduction of the parts variance due to a modular use of individual components or individual assemblies. This is associated with a cost reduction in the device structure by the automation and especially in production lower

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Niederspannungsschaltgerät mit einem Grundmodul (1), welches einen Anschlussbereich (8, 6a) für elektrische Leiter aufweist. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass abtrennbar vom Grundmodul (1) in einem separaten Hilfsmodul (9) Hilfskontakte und ein Spulenanschluss angeordnet sind.

Description

Beschreibung
Niederspannungsschaltgerät mit variablem Geräteaufbau Die Erfindung betrifft ein Niederspannungsschaltgerät mit einem Grundmodul, welches einen Anschlussbereich für elektrische Leiter aufweist.
Bei Niederspannungsschaltgeräten, speziell bei Schützen, gibt es für die verschiedenen Einsatzsfälle in der Industrie unterschiedliche Schaltgeräteausführungen. Zum Beispiel werden zum Schalten von Motoren dreipolige oder vierpolige Schaltgeräte benötigt, zum Schalten von Kondensatorbatterien spezielle Kondensatorschütze zur Blindstromkompensation und speziel- le Schützausführungen, welche die Kommunikation mit einer SPS ermöglichen. All diese Schaltgeräteausführungen werden dabei auch mit unterschiedlichen Anschlussmöglichkeiten, also
Schraubanschluss , Federzugtechnik oder Ringkabelschuhan- schluss benötigt.
Bisher wurden diese Schaltgeräteausführungen mit eigens dafür hergestellten Geräten gefertigt. Grundbestandteil der Geräte wie Schaltkammern oder Kontaktträger mussten dabei aber trotz einer unter Umständen relativ geringen Fertigungsstückzahl nochmals als aufwändiges Komplettwerkzeug angefertigt werden. Dies führt zu erhöhten Herstellkosten der Geräte, welche auf Grund sehr komplizierter Werkzeuge im laufenden Fertigungs- prozess auch anfällig gegen Ausfall und Maßabweichungen sind. Demgemäß besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Niederspannungsschaltgerät zu schaffen, das auf möglichst einfache Art und Weise in unterschiedliche Geräteausführungen modifiziert werden kann. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Niederspannungsschaltgerät mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie der Zeichnung. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Niederspannungsschaltgerät mit einem Grundmodul gelöst, welches einen Anschlussbereich für elektrische Leiter aufweist. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass abtrennbar vom Grundmodul in einem separaten Hilfsmodul Hilfskontakte und ein Spulenan- schluss angeordnet sind.
Durch einen variablen Aufbau der Niederspannungsschaltgeräte wird es nun möglich, durch Austausch einzelner Gerätekomponenten die verschiedenen benötigten Schaltgeräteausführungen aufzubauen. So können zum Beispiel durch den Austausch einer Gerätekomponente, im vorliegenden Fall durch Austausch des Hilfsmoduls, verschiedene Anschlusstechniken erzeugt werden. Das erfindungsgemäße Hilfsmodul kann durch einfach anzufertigende Werkzeuge hergestellt werden. Im Hilfsmodul werden dabei universell einzelne Gerätekomponenten unverändert weiter verwendet. Durch entsprechende Gestaltung des Hilfsmoduls können weitere Geräteausführungen erzeugt werden, wie zum Beispiel Kondensatorschütze oder Schütze für Kommunikationsanwendungen. Das erfindungsgemäße Hilfsmodul kann auf Grund seiner Geräteausprägung auch für unterschiedliche Baugrößen eingesetzt werden. Der Kern der Erfindung besteht also in einem variablen Geräteaufbau, der sich aus der Verwendung eines Grundmoduls und eines Hilfsmoduls ergibt. Durch entsprechende Gestaltung des Hilfsmoduls können durch Austausch oder Gerätemontage in einem Fertigungsprozess unterschiedliche Schaltgeräteausführun- gen auf einfache Art und Weise erzeugt werden. Dies führt in vorteilhafter Weise zu einer Reduzierung der Teilevarianz auf Grund einer modularen Verwendung einzelner Bauteile beziehungsweise einzelner Baugruppen. Damit verbunden ist eine Kostenreduzierung im Geräteaufbau durch die Automatisierung und insbesondere bei der Produktion geringer Schaltgerätestückzahlen. Es ergibt sich außerdem der Vorteil, dass eine einfachere und damit kostengünstigere Herstellung der Werkzeuge ermöglicht wird. Ein weiterer Vorteil ergibt sich aus der Trennung der Hauptsteuerebene von der Hilfssteuerebene, wobei die Hauptsteuerebene im Grundmodul und die Hilfssteuer- ebene im Hilfsmodul angeordnet sind. Dadurch können Grundgeräte auch nachträglich umgerüstet werden. Auch wird es hier- durch möglich, abrieboptimierte Materialpaarungen für Haupt- und Hilfssteuerbahnen einzusetzen. Da die erfindungsgemäßen Hilfsmodule auf Grund ihrer Geräteausprägung auch Baugrößen übergreifend eingesetzt werden können, ergibt sich in vorteilhafter Weise eine Reduzierung der Teile- beziehungsweise Baugruppenvarianz. Zudem ergibt sich der Vorteil, dass die
Montage der erforderlichen Schaltgeräte auch kurzfristig und vor Ort erfolgen kann.
In einem besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Er- findung kann es vorgesehen sein, dass das Hilfsmodul als
Standardhilfsmodul oder Kommunikationshilfsmodul oder Konden- satorschützhilfsmodul ausgebildet ist. Diese Gerätevarianz ist durch den variablen Aufbau der Schaltgeräte möglich.
Durch den Austausch einzelner Gerätekomponenten können die verschiedenen Hilfsmodule konzipiert werden. Zu den austauschbaren Gerätekomponenten gehören die Anschlusstechnik, der Überspannungsbegrenzer und die Gehäuseabdeckung.
Es kann als weiteres Konzept für ein vorteilhaftes Ausfüh- rungsbeispiel der Erfindung vorgesehen sein, dass das Hilfsmodul mit einer Schraubanschlusstechnik oder mit einer Federzuganschlusstechnik oder mit einer Ringkabelschuhanschluss- technik ausgebildet ist. Durch diese drei unterschiedlichen Anschlusstechniken wird eine große Gerätevarianz ermöglicht.
Es kann gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbei- spiel der Erfindung vorgesehen sein, dass das Hilfsmodul einen austauschbaren, jeweils auf die Verwendung des Hilfsmoduls angepassten Überspannungsbegrenzer aufweist. Der Über- spannungsbegrenzer gehört zusammen mit der Anschlusstechnik und dem Gehäusedeckel zu den Gerätekomponenten, die im Hilfsmodul variabel eingebaut werden können. Es kann einem weiteren Konzept der Erfindung entsprechen, dass das Hilfsmodul ein austauschbares, jeweils auf die Verwendung des Hilfsmoduls angepasstes Abdeckgehäuse aufweist. Das Abdeckgehäuse ist die dritte Komponente neben der An- Schlusstechnik und dem Überspannungsbegrenzer, die ausgetauscht werden kann. Dadurch ergibt sich eine große Gerätevarianz .
Es entspricht einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbei- spiel der Erfindung, wenn das Hilfsmodul bewegliche Schaltkontakte mit einem Kontaktträger, und eine Bodenplatte aufweist, die universell in allen Hilfsmodulgeräten gleich ausgebildet sind. Diese Gerätekomponenten können in einer dementsprechend hohen Stückzahl gebaut werden, da sie universell in allen Hilfsmodulen eingesetzt werden können.
In einem weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass das Hilfsmodul mit verschiedenen Schaltkammern und zugehörigen Festschalt- stücken und Spulenanschlüssen in unterschiedlicher Anschlusstechnik, mit oder ohne Kabelkanal ausgebildet ist.
Es kann gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen sein, dass die Schaltkammer des Hilfsmoduls derart ausgebildet ist, dass diese mit bis zu vier Hilfs- oder Hauptstrombahnen bestückbar ist.
Erfindungsgemäß kann es außerdem vorgesehen sein, dass das Niederspannungsschaltgerät vorzugsweise ein Schütz ist.
Das erfindungsgemäße Niederspannungsschaltgerät, insbesondere ein Schütz, ist zweiteilig ausgebildet und weist ein Grundmodul auf, welches vorzugsweise quaderförmig konzipiert ist mit einer Oberseite, einer Unterseite und vier Seitenteilen. Vor- zugsweise an einem oder zwei Seitenteilen ist ein Anschlussbereich für elektrische Leiter angeordnet. Abtrennbar vom Grundmodul ist vorzugsweise auf der Oberseite ein separates Hilfsmodul angeordnet. Das Hilfsmodul ist ebenfalls Vorzugs- weise quaderförmig ausgebildet mit einer Oberseite, einer Unterseite und vier Seitenteilen. Das erfindungsgemäße Hilfsmodul weist eine Bodenplatte und einen Kontaktträger mit beweglichen Schaltkontakten, auf. Diese Gerätekomponenten sind in allen Hilfsmodulgeräten gleich ausgebildet. Das Hilfsmodul weist außerdem ein variabel gestaltetes Abdeckgehäuse, einen variabel konzipierten Überspannungsbegrenzer und eine variabel ausgeführte Schaltkammer mit festen Schaltstücken und Spulenanschlüssen mit einer variablen Anschlusstechnik auf.
Die vorliegende Erfindung zeichnet sich durch einen variablen Geräteaufbau aus, der sich aus der Verwendung eines Grundmoduls und eines Hilfsmoduls ergibt. Durch entsprechende Gestaltung des Hilfsmoduls können durch Austausch oder Geräte- montage in einem Fertigungsprozess unterschiedliche Schaltgeräteausführungen auf einfache Art und Weise erzeugt werden. Dies führt in vorteilhafter Weise zu einer Reduzierung der Teilevarianz auf Grund einer modularen Verwendung einzelner Bauteile beziehungsweise einzelner Baugruppen. Damit verbun- den ist eine Kostenreduzierung im Geräteaufbau durch die Automatisierung und insbesondere bei der Produktion geringer Schaltgerätestückzahlen. Es ergibt sich außerdem der Vorteil, dass eine einfachere und damit kostengünstigere Herstellung der Werkzeuge ermöglicht wird.
Weitere Vorteile und Ausführungen der Erfindung werden nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung erläutert. Dabei zeigen schematisch:
Fig. 1 in einer perspektivischen Darstellung ein erfindungsgemäßes Niederspannungsschaltgerät mit einem Grundmodul und einem variabel auf die Einsatzart abgestimmten, separaten Hilfsmodul;
Fig. 2 in einer perspektivischen Explosionsdarstellung ein erfindungsgemäßes Standardhilfsmodul ; Fig. 3 in einer perspektivischen Explosionsdarstellung ein erfindungsgemäßes Kommunikationshilfsmodul ; Fig. 4 in einer perspektivischen Explosionsdarstellung ein erfindungsgemäßes Kondensatorschützhilfsmodul .
In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßes Niederspannungsschaltgerät, insbesondere ein Schütz, dargestellt. Das erfindungsge- mäße Niederspannungsschaltgerät ist zweiteilig ausgebildet und weist ein Grundmodul 1 auf, welches vorzugsweise quaderförmig konzipiert ist mit einer Oberseite 2, einer Unterseite 3 und vier Seitenteilen 4, 5, 6, 7. Vorzugsweise am Seitenteil 4 und 6 ist ein Anschlussbereich 6a und 8 für elektri- sehe Leiter angeordnet. Abtrennbar vom Grundmodul 1 ist vorzugsweise auf der Oberseite 2 ein separates Hilfsmodul 9 angeordnet. Das Hilfsmodul 9 kann als Standardhilfsmodul, als Kommunikationshilfsmodul oder als Kondensatorschützhilfsmodul ausgebildet sein. Das Hilfsmodul 9 ist vorzugsweise quader- förmig ausgebildet mit einer Oberseite 10, einer Unterseite 11 und vier Seitenteilen 12, 13, 14, 15. Das Hilfsmodul 9 kann auf das Grundmodul 1 aufgesetzt werden, vorzugsweise in einer Ausnehmung 15a des Grundmoduls 1. In Fig. 2 ist ein erfindungsgemäßes Standardhilfsmodul dargestellt. Das erfindungsgemäße Hilfsmodul 9 weist eine Bodenplatte 16 und einen Kontaktträger 17 mit beweglichen Schaltkontakten 18 auf. Diese Gerätekomponenten sind in allen
Hilfsmodulgeräten gleich ausgebildet. Das erfindungsgemäße Hilfsmodul 9 weist außerdem ein variabel gestaltetes Abdeckgehäuse 20, einen variabel konzipierten Überspannungsbegrenzer 21 und eine variabel ausgeführte Schaltkammer mit einem Anschlussbereich 22 auf, der für Hilfsstromkreise als auch für Steuerstromkreise geeignet ist.
In Fig. 3 ist das erfindungsgemäße Hilfsmodul 9 als Kommuni- kationshilfsmodul dargestellt. In Fig. 4 ist das erfindungs- gemäße Hilfsmodul 9 als Kondensatorschützhilfsmodul dargestellt.
Die vorliegende Erfindung zeichnet sich durch einen variablen Geräteaufbau aus, der sich aus der Verwendung eines Grundmoduls und eines Hilfsmoduls ergibt. Durch entsprechende Gestaltung des Hilfsmoduls können durch Austausch oder Gerätemontage in einem Fertigungsprozess unterschiedliche Schaltgeräteausführungen auf einfache Art und Weise erzeugt werden. Zudem ist das Hilfsmodul so gestaltet, dass dieses auch auf andere Baugrößen (Schaltgeräte) montiert werden kann. Dies führt in vorteilhafter Weise zu einer Reduzierung der Teilevarianz auf Grund einer modularen Verwendung einzelner Bauteile beziehungsweise einzelner Baugruppen. Damit verbunden ist eine Kostenreduzierung im Geräteaufbau durch die Automatisierung und insbesondere bei der Produktion geringer
Schaltgerätestückzahlen. Es ergibt sich außerdem der Vorteil, dass eine einfachere und damit kostengünstigere Herstellung der Werkzeuge ermöglicht wird.

Claims

Patentansprüche
1. Niederspannungsschaltgerät mit einem Grundmodul (1), welches einen Anschlussbereich (8) und/oder (6a) für elektrische Leiter aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass abtrennbar vom Grundmodul (1) in einem separaten Hilfsmodul (9) Hilfskontakte und ein Spulenanschluss angeordnet sind.
2. Niederspannungsschaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Hilfsmodul (9) als Standardhilfsmodul oder Kommunikationshilfsmodul oder Kondensator- schützhilfsmodul ausgebildet ist.
3. Niederspannungsschaltgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Hilfsmodul (9) in einer Schraubanschlusstechnik oder mit einer Federzuganschlusstechnik oder mit einer Ringkabelschuhanschluss- technik ausgebildet ist.
4. Niederspannungsschaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Hilfsmodul (9) einen austauschbaren, jeweils auf die Verwendung des Hilfsmoduls (9) angepassten Überspannungsbegrenzer (21) aufweist.
5. Niederspannungsschaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Hilfsmodul (9) ein austauschbares, jeweils auf die Verwendung des
Hilfsmoduls (9) angepasstes Abdeckgehäuse (20) aufweist
6. Niederspannungsschaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Hilfsmodul (9) bewegliche Schaltkontakte (18) mit einem Kontaktträger (17) und eine Bodenplatte (16) aufweist, die universell in allen Hilfsmodulgeräten (9) gleich ausgebildet sind.
7. Niederspannungsschaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Hilfsmodul (9) mit verschiedene Schaltkammern (19) und zugehörigen Festschaltstücken und Spulenanschlüssen (22) in unterschiedlicher Anschlusstechnik, mit oder ohne Kabelkanal ausgebildet ist.
8. Niederspannungsschaltgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltkammer (19) des Hilfsmodul (9) derart ausgebildet ist, dass diese mit bis zu vier Hilfs- oder Hauptstrombahnen bestückbar ist.
9. Niederspannungsschaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Niederspannungsschaltgerät ein Schütz ist.
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