热电气分配器系统的制作方法

从实践中已知各种电气分配器系统，例如采用配电柜或接线盒的形式，在壳体中具有用于固定电气组件的固定轨。固定轨可以例如容纳继电器、开关、定时器、保险丝或其他电气组件。从实践中已知的分配器系统可以包括电气汇流排，通过该电气汇流排可以连接不同的电路。通常，壳体包括一个或多个门，利用这些门可以打开壳体的正面，以便进入分配器系统的内部，以便例如安装电气组件和布线或执行维护作业。

如果将电气分配器系统装设在非常冷的环境中，例如在-25℃以下的温度中，可能会出现针对低温的合适的电气组件的选择范围大幅减少的情况。

因此有价值的是，提供一种电气分配器系统，该电气分配器系统可以以尽可能高效的方式和方法实现电气标准组件即便在低的环境温度中的正常运行。为了可以实现这一点，通常要用到为分配器加热的方法。之前的实施方式是例如通过分配器底部区域中的中央加热元件实现的。另一种可能性则在于铺设由加热带构成的加热环路。第一种可能性在热方面是非高效的，而后一种在热方面部分高效、但主要在成本方面不够高效。尤其地，后一种解决方案不易于安装。

因此，本发明的目的在于提供一种带有轻松可扩缩的、在热方面高效的和有利的加热解决方案的电气分配器系统。

这一目的是由权利要求1所述的对象来实现的。从属权利要求给出本发明的有利的实施方式。

根据本发明的电气分配器系统包括壳体，带有设置在其中的固定轨。固定轨提供行状安排的固定点，用于固定电气组件。例如可以在固定点上安排继电器、开关、定时器、保险丝和/或其他电气组件。有利地，使得电气组件能够从侧面推到固定轨上或从正面卡入。也可能可以想象的是，将电气组件旋拧、粘贴或以其他方式固定到固定轨上。固定轨可以具有行状安排的分散式固定点，在这些固定点上可以固定电气组件。但是，固定轨不必必须地具有分散式固定点。例如可能可以想象的是，电气组件可通过侧面推动或从正面卡入到任何任意的位置的方式沿着固定轨固定，从而使得固定轨沿着自己的延伸方向具有连续安排的非分散式固定点。

在壳体中设置有一个或多个行状的加热元件，这些加热元件分别包括一个辐射体。行状的加热元件分别安排在所属的固定点的组下方，在这里行状的加热元件是可施加电流的，以便加热固定在所属的固定点上的电气组件。

电气加热元件允许加热电气组件，从而使得这些电气组件即便在低于它们特殊的环境温度的情况下(例如在低于-25℃时)也是可使用的。由于有辐射体，加热元件可以特别好地向环境散发热。通过加热元件的行状，加热元件可以节省空间地直接安装在用于待加热电气组件的行状安排的固定点下方。由于待加热的电气组件和加热元件之间的这样可达到的短距离，使得电气组件能够特别能量高效地得以加热。

优选地，加热元件是防爆的，以便在易爆环境中也是可使用的，如例如在存在可燃气体、烟雾和/或蒸汽时。加热元件可以尤其是耐压封闭的，并且满足Ex-d标志的要求。

可能可以想象的是，仅设置唯一一个行状的加热元件。该唯一一个行状的加热元件可能尤其地安排在固定点的组下方，该组设置用于固定特别需要加热的电气组件。尤其当应该加热更大数量的电气组件时，然而可以有利的是，设置更多单元，这些单元分别包括一个加热元件和一个该加热元件所属的固定点的组。例如多个此类单元可能上下重叠地安排在壳体中。替代性地或附加地，多个单元可能水平地左右并列地安排在壳体中。例如相比设置在壳体中尤其中间的一个单独的更大的加热元件，多个行状的、直接安排在待加热电气组件下方的加热元件因其与相应的电气组件的近距离而具有更高的能量效率。此外，使得行状的加热元件能够明显更节省空间地安排在壳体中。多个行状的加热元件的设置还允许，仅加热元件的一部分根据当前需求取决于情形地加热，这可以进一步提高分配器系统的能量效率。

如需尤其地局部提高可达到的加热功率，可以在至少一个加热元件上方和在该加热元件所属的固定点的组下方安排有另一个可施加电流的行状的加热元件。对于任意的固定点的组或仅固定点的组的一部分，该部分需要特别好的加热，可以是这种情况。

优选地，固定轨基本上水平地安排，从而使得固定点沿着水平行设置。加热元件优选地如此安排，即使得其至少基本上水平地延伸。当固定轨和加热元件在壳体中基于垂直方向交替地安排时，可以达到对单独的电气组件的特别高的加热功率。这样，位于下方的加热元件分别属于一个固定轨。取决于设置的电气组件和应在其中使用分配器系统的环境温度，固定轨和加热元件之间的另一种关系但是也可以是有意义的。例如多个、例如两个、三个或更多个固定轨可能在壳体中基于垂直方向始终与一个加热元件交替地设置。这样，一个共同的位于下方的加热元件分别属于多个固定轨。为了达到更高的加热功率，两个或更多个加热元件但是也可以在壳体中基于垂直方向始终分别地与一个或多个、例如两个、三个或更多个固定轨交替地设置。

取决于固定轨的尺寸设计，可以有意义的是，多个加热元件沿着自己的行延伸方向彼此成排地安排。这相比一个单独的长条的加热元件是有利的，因为在安排加热元件时存在更高的灵活性并且在必要时在特定的运行模式下可以仅对加热元件的一部分施加电流，从而有目的性地加热特定的电气组件。

加热元件可以设置在壳体的内板、尤其背板上。尤其地，加热元件可以设置在内板或背板的突出部分上。固定轨也可以设置在壳体的内板、尤其背板处。

加热元件可以例如电气串联和/或并联。

分配器系统可以包括汇流排系统，带有为电气组件供应电流的汇流排。通过将电气组件的连接点与汇流排相连，可以快速和经济地连接不同的电路。

汇流排系统可以设置在壳体内部。优选地，汇流排系统设置在壳体中固定轨和/或加热元件下方。因为由加热元件生成的热优选地向上扩散，所以可以避免不必要地加热壳体的包括汇流排系统的区域。此外，当这些电气组件安排在汇流排系统上方时，由汇流排系统生成的热可以更好地有助于安排的电气组件的升温。

壳体的包括汇流排系统的区域可以相对壳体的包括固定轨和/或加热元件的区域热隔离。这可以例如通过相应的隔板和/或挡板毛刷实现，该挡板毛刷仍可以实现电缆的贯通。特别有效的是此类措施，即汇流排系统设置在壳体中加热元件和/或固定轨上方，因为通过热隔离避免或降低包括汇流排系统的区域的不必要的加热。即便是汇流排系统位于加热元件和/或固定轨下方，也可以有意义的是，将壳体的包括汇流排系统的区域相对壳体的包括固定轨和/或加热元件的区域热隔离。

分配器系统可以包括接线端子，用于将分配器系统连接至用于电气组件的外部电流电源。接线端子可以例如设置在壳体中固定轨上方和/或汇流排系统上方。也可以想象的是，接线端子设置在壳体的背板和汇流排之间，并且/或者安排在壳体的背板和汇流排之间区域性地延伸的、与壳体背板平行的平面中。汇流排可以通过间隔片与壳体背板间隔开，以便为接线端子的设置创造空间。在汇流排系统和接线端子之间可以设置电气绝缘的保护元件，以避免短路。

可以设置总开关，利用该总开关可以集中地断开和接通用于为电气组件供电的电流输送。总开关可以设置在优选设置在汇流排系统旁边的总开关壳体中。

在壳体中可以设置温度测量装置。为了能够特别好地评估电气组件的通过加热元件的加热是否足够，温度装置可以代替相应的电气组件安装在固定轨的固定点上。特别有利的是，温度测量装置安装在这样的固定点上，在该固定点上在电气分配器系统运行时预期有时会出现最低的温度。这样就能够尽早得知，什么时候激活加热元件或者什么时候需要提高加热功率。

可以设置开关装置，该开关装置设计成用于，在壳体的包括固定点的内部空间中的当前温度低于预定的工作温度时，自动中断电气组件和/或汇流排系统的电流电源。替代性地或附加地，开关装置可以设计成用于，在达到预定的工作温度之前避免激活电气组件和/或汇流排系统的电流电源。尤其地，开关装置可以取决于由温度测量装置提供的测量值做出反应。通过在过低的温度时断开电流电源和/或避免激活电流电源，可以避免电气组件在过低的温度下工作，在过低的温度下工作可能会导致电气组件或连接在电气分配器系统上的外部设备的危险的运行状态。

有利地，加热元件是可施加电流的，以便加热电气组件，与此同时电气组件和/或汇流排不会得到电流供应。这可以例如由此实现，即针对加热元件设置有相对于电气组件的电流电源的单独的电流电源。由此，使得电气组件能够在电气分配器系统的主电源激活前预加热。也可以想象的是，加热元件可以通过应急电源得到供电，从而使得在主电流电源断开的情况下电气分配器系统尽快地重新进入使用就绪的状态。

有利地，可以在第一运行模式和第二运行模式之间切换，在第一运行模式中加热元件针对电流施加是串联的，而在第二运行模式中加热元件针对电流施加是相互并联的。由此可以依据情形以简单的方式和方法更改由加热元件生成的加热功率。

有利地，加热元件的至少一部分包括隔离元件，用于将一个或多个电缆、尤其用于连接电气组件的电缆与加热元件物理隔离，以避免电缆的过度的加热。此类隔离元件优选地沿相应的加热元件的行延伸方向延伸。优选地，加热元件的隔离元件与辐射体热隔离。例如隔离元件可以与辐射体间隔开。

优选地，隔离元件的至少一部分构造成电缆通道，用于容纳一个或多个电缆、尤其用于连接电气组件的电缆。由于加热元件的行状以及加热元件和所属的电气组件之间的可达到的空间近距离，使得电气组件的供应电缆能够在电缆通道里特别高效和节省空间地铺设。此外，电缆在电缆通道中是受保护的和有序的。

优选地，电气组件如此固定在固定点上，即在相邻的组件之间至少区域性地存在至少0.3cm、0.5cm、0.7cm、1cm、1.5cm或2cm的距离。在此，两个相邻的电气组件的面对面的侧面可以在任意点彼此具有所谓的最小距离。但是也可以足够的是，相邻的电气组件的面对面的面的至少部分区域彼此具有所谓的最小距离。为此，两个相邻的电气组件的面对面的侧可以区域性地基于朝向相邻的电气组件的方向回缩。基于相邻的组件之间的距离，可以实现组件之间的空气循环，从而使得由加热元件升温的空气特别好地围绕电气组件流动并且由此能够加热电气组件，从而提高加热效率。

当电气组件固定在固定点上时，这些电气组件可以分别沿着固定轨的凸出方向在朝着外壳的前方开口的方向上延伸。加热元件的基于凸出方向的前端可以基于凸出方向位于电气组件的连接点后方。加热元件然后在朝着壳体的前方开口的方向上凸出，不超过电气组件的连接点的位置。由此，当加热元件直接设置在电气组件下方时，用于电气连接电气组件的连接点也可以在此后简单地达到。

下面借助实施例参照附图进一步阐述本发明。附图如下：

图1示出了根据实施方式的带有安装在其中的电气组件的电气分配器系统的示意性图示；

图2A示出了根据实施方式的电气分配器系统的行状加热元件的示意性图示；

图2B示出了根据实施方式的电气分配器系统的其他行状加热元件的示意性图示；

图3示出了根据实施方式的带有安装在其中的电气组件的电气分配器系统的示意性图示；以及

图4示出了根据实施方式的电气分配器系统的示意性截面图、尤其用于描绘接线端子的各种可行的安排位置。

图1示出了根据实施方式的电气分配器系统1的示意性视图。分配器系统1包括壳体3，该壳体在当前实例中以配电柜的形式示出。在所示的实施方式中，壳体3模块化地由多个壳体块5组合而成。这允许壳体3根据所期望的使用地点进行个性化调整。替代性地，壳体3然而也可能以其他方式构造而成，例如基本上一体式的。壳体3包括背板7和侧板9。由背板7和侧板9定义壳体3的前方开口11，该前方开口在图1中基本上指向观察人员。通过前方开口11可以出于装配和维护目的进入壳体3的内部。前方开口11可以在电气分配器系统1的正常运行中通过图中为了清晰明了起见而未示出的门或以其他方式关闭。

在壳体3中设置有固定轨13，这些固定轨提供行状安排的固定点15用于固定电气组件17。图1示出了作为示例性的电气组件17的保险丝。但是也可以将其他电气组件17安装在固定点15上，例如继电器、开关、定时器和/或其他组件。

为了在之后当分配器系统1在低温环境(例如低于-25℃)、即电气组件17并非针对该温度而设计的低温环境中使用时也确保电气组件17的正常运行，在壳体3中设置有加热元件19。加热元件19是行状的并且可以因此特别节省空间地分别安排在用于电气组件17的所属的固定点15的组的下方，在这里行状的加热元件是可施加电流的，以便加热固定在所属的固定点15上的电气组件17。基于加热元件19的行状，使得这些加热元件能够安排在所属的固定点15的附近，并且可以因此特别高效地加热安排在固定点15上的电气组件17。

优选地，加热元件19是防爆的，以便在易爆环境中也是可使用的，例如在存在可燃气体、烟雾和/或蒸汽时。加热元件19可以例如是耐压封闭的，并且满足Ex-d标志的要求。

在图1中，在壳体3中设置有多个单元，这些单元分别包括一个加热元件19和该加热元件所属的固定点15的组。但是也可能仅设置唯一一个加热元件19，该加热元件设置在所属的固定点15的组下方。

在所示的实施方式中，由加热元件19和所属的固定点15的组构成的多个单元上下重叠地安排在壳体3中。同样地，由加热元件19和所属的固定点15的组构成的多个单元水平地左右并列地安排在壳体3中。这样使得加热元件19和电气组件17能够特别高效地安排。

如图1所示，多个加热元件19可以沿着自己的行延伸方向彼此成排地安排。相对比一个单独的长条的加热元件19，这具有优点，即加热元件19可以不取决于彼此地接受控制，并且这样可根据情形因地制宜地设置不同的加热功率。

沿着垂直方向，在图1中分别在水平行状延伸的加热元件19上方安排有与加热元件19平行延伸的固定轨13，该固定轨提供加热元件19所属的固定点15。由此可以特别非常高效地加热单独的电气组件17。但是也可能可以想象的是，在至少某些加热元件19上方安排有两个或更多个固定轨13。在图1中，固定轨13和加热元件19基于垂直方向交替地安排。但是也可能可以想象的是，多于两个的固定轨13分别地安排在两个彼此成排的加热元件19之间。如果在一个加热元件19上方设置有多个所属的固定轨13，那么有利的是，将预期有最大的热需求的电气组件17安装在直接位于加热元件19上方的固定轨13上。

如需提高可达到的加热功率，在特定的加热元件19上方和在分别的所属的固定点15的组下方可能分别安排有另一个可施加电流的行状的加热元件19。对于任意的固定点15的组或仅固定点15的组的一部分，该部分需要特别好的加热，可以是这种情况。两个加热元件19的此类安排可能基本上相当于一个单独的较宽的加热元件19，但是可能有这样的优点，即可以根据需要选择性地使两个加热元件19中的两个或仅一个运行。此外可能足够的是，仅维持加热元件19的一种类型。

图2A详细地示出了一个行状的加热元件19。为了产生加热功率，加热元件19可以尤其地在其基体21内部具有可施加电流的电阻元件。在主体21上设置有辐射体23，用于保证与壳体3中现有的环境进行有效的热交换。加热元件19可以例如利用主体21的与辐射体23对置的表面安装在壳体3的内部背板7上。为了安装加热元件19，壳体3的内部背板7具有突出部分或凹陷部分。有利地，加热元件19如此安装在壳体3上，即使得加热元件从背板7在朝着壳体3的前方开口11的方向上凸起，不到电气组件17的用于连接电气组件17的连接点25的位置。这样可以即便在壳体3中预装了加热元件19的情况下也毫无问题地电气连接电气组件17。

图2A所示的加热元件19包括尤其可选的隔离元件27，用于将用于连接电气组件17的一个或多个电缆与加热元件19物理隔离，以避免电缆的过度的加热。隔离元件27为此沿着加热元件19的行延伸方向延伸。优选地，加热元件19的隔离元件27与辐射体23热隔离。例如隔离元件27可以如图2A中所示通过尤其由塑料制成的间隔片29与辐射体23间隔开。在示出的变体中，隔离元件27安装在辐射体23上。但是也可能可以想象的是，隔离元件27固定在壳体3中的单独的容纳部上，以便改善热隔离。

图2B示出了行状的加热元件19的另一种实施方式，在该行状的加热元件中，隔离元件27构造成电缆通道，用于容纳用于连接电气组件17的电缆。在该电缆通道中使得电缆能够可靠地并且受保护地被引导至电气组件17。优选地，电缆通道沿着相应的加热元件19的行延伸方向延伸。因为加热元件19行状地在支撑着电气组件17的固定轨13的下方延伸，因此可以以简单的方式和方法到达电气组件17。优选地，电缆通道与辐射体23间隔开，例如通过间隔片29。间隔片29可以具有低的导热性，以避免通过与辐射体23的直接接触对电缆通道进行过度的加热。但是也可能可以想象的是，电缆通道直接设置在辐射体23中或者固定在壳体3中的单独的容纳部上。

电气分配器系统1此外还包括带有汇流排33的汇流排系统31，用于为电气组件17供应电流。电气组件17能够通过电缆与汇流排33连接，这些电缆优选地至少区域性地在加热元件19的电缆通道里引导。在图1中所示的实施方式中，汇流排系统31设置在壳体3的上部区域，该上部区域位于包括固定轨13和加热元件19的区域上方。壳体3的包括汇流排系统31的区域在所示的实施方式中相对壳体3的包括固定轨13和加热元件19的区域通过挡板毛刷35热隔离。通过挡板毛刷35使得电缆能够贯通以便连接汇流排33和电气组件17，但是降低隔离的区域之间的热交换。这样降低加热功率，该加热功率使得壳体3的包括汇流排系统31的区域不必要的升温。

在图3中所示的电气分配器系统1的替代的实施方式中，汇流排系统31设置在壳体3中固定轨13和加热元件19下方。因为由加热元件19自身产生的热量优选地向上扩散，因此比起汇流排系统在加热元件19上方的设计，就会更少地不必要地加热汇流排系统31。由此也可以改善加热的能量效率。即便是壳体3的包括汇流排系统31的区域设置在壳体3的包括加热元件19和固定轨13的区域的下方，两个区域可以通过挡板毛刷35或以其他方式热隔离，以便进一步降低传导至汇流排系统31的热输送。替代性地，但是也可能如图3所示可以想象的是，在壳体3的包括汇流排31和包括固定轨13的区域之间不设置热隔离，因为这样在汇流排系统31运行中产生的热可以上升到电气组件17并且加热它们。

为了将电气分配器系统1连接至外部电流电源，设置有连接端子37。连接端子37可以与汇流排系统31的汇流排33相连，以便为汇流排供应电流。在图1所示的实施方式中，接线端子37设置在壳体3中汇流排系统31以及电气组件17和加热元件19下方。如图3所示，但是也可能可以想象的是，接线端子37设置在壳体3中汇流排系统31和固定轨13之间。

也可以想象接线端子37的替代性的定位。为了图示说明，在图4中示有图3所示的电气配电器系统的沿着线A-A的示意性截面视图。在此用实线表示图3中所示的接线端子37的位置。但是也可能可以想象的是，如图4中用虚线表示的，接线端子37设置在壳体3中固定轨13上方和汇流排系统31上方。为此可能例如为壳体3向上扩展另一个模块。也可能可以想象的是，接线端子37安排在壳体3的背板7和汇流排系统31的汇流排33之间。这也在图4中用虚线示出。接线端子37可以分别地安排在壳体3的背板7和汇流排33之间区域性地延伸的、与壳体3的背板7平行的平面中。

图1和图3中所示的电气分配器系统1包括设置在汇流排系统31旁边的总开关壳体39，在该总开关壳体中设置有总开关41，用于激活或禁用电气分配器系统1的电流输送。

用于加热元件19的电流输送可以由控制装置43开环和/或闭环控制。控制装置43可以安排在壳体3内或外部。有利地，温度测量值从壳体3内部输送至控制装置43，由此可以根据情形为加热元件19施加电流。在图1和图3中所示的实施方式中，分别地在固定点15代替电气组件17设置有温度测量装置45。优选地，温度测量装置设置在这样的固定点15上，在该固定点上在电气分配器系统1运行时预期有时会出现最低的温度。这样可以在存在过低的工作温度时提前就已得知。控制装置43可以通过开关装置设计成用于，在壳体3的内部空间中的当前温度低于预定的工作温度时，自动中断电气组件17的电流电源。为此可以例如中断汇流排系统31的电流电源。也可能可以想象的是，仅中断单独的对温度特别敏感的电气组件17的电流电源。控制装置43也可以设计成用于，在达到预定工作温度之前避免通过开关装置已经激活一个、多个或全部电气组件17的电流电源。可以在达到预定的工作温度之前避免激活汇流排系统31的电流电源。

也可能可以想象的是，加热元件19和电气组件17一样通过汇流排33供应电流。但是也可以有利的是，当电气组件17和/或汇流排33未得到电流供应时，加热元件19那么也可以是可施加电流的。为此加热元件19例如可以具有单独的电流电源。为能够根据情形设置加热功率，输送给加热元件19的电流是可以通过控制装置43设置的。这可以特别简单地由此实现，即控制装置43能够在第一运行模式和第二运行模式之间切换，在第一运行模式中加热元件19针对电流施加是串联的，而在第二运行模式中加热元件19针对电流施加是相互并联的。