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Die Erfindung betrifft ein mehrpoliges Schaltgerät für den Einsatz auf Sammelschienensystemen,
mit zylindrischen Sicherungen und in einer Reihe quer zum Schienensystem angeordneten
Schaltkontakten mit jedem Schaltkontakt zugeordneter Sicherung. Bei einem derartigen Schaltgerät
dienen die Sicherungen insbesondere dem Überlast- und Kurzschlussschutz.
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Ziel der Erfindung ist es, ein Schaltgerät für die Verwendung auf einem Sammelschienensystem zu
entwickeln, dass den Strombereich abdeckt, in dem zylindrische Sicherungen zum Einsatz kommen.
Bisher gibt es hier fast ausschließlich direkt adaptierbare Schaltgeräte mit NH-Sicherungen
(Niederspannungshochleistungs-Sicherungen), insbesondere im Zusammenhang mit schaltbaren Leisten
und Sicherungs-Lasttrenner für die Schienenadaption. Ebenso kommen Geräte zum
Einsatz, die aufgrund ihrer Konzeption, insbesondere der Phasenanordnung nebeneinander,
ungünstig für eine Kombination mit Sammelschienen sind. Optimal ist hier ein schlankes Gerät, das quer
über alle Sammelschienen den vorhandenen Bauraum optimal nutzt.
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Beim Stand der Technik kommen NH-Sicherungslasttrenner und NH-Sicherungs-Lastschaltleisten
üblicherweise bei Nennströmen ≥ 25 A zum Einsatz. Hauptanwendung ist ein Nennstrom von 63 A.
Es sind ferner Lastschalter mit Sicherungen in Kompaktbauweise bekannt, die üblicherweise bei
einer Hutschienenmontage günstig sind. Bekannt sind ferner Reitersicherungssockel mit denen
allerdings keine Schaltvorgänge bewerkstelligt werden können.
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Aus der DE 44 35 828 C1 ist ein mehrpoliges Schaltgerät für den Einsatz auf
Sammelschienensystemen, mit zylindrischen Sicherungen, bekannt. Dieses ist kompliziert aufgebaut, insbesondere
deshalb, weil die jeweilige Sicherung zwecks elektrischer Kontaktierung von dessen Fuß- und
Kopfkontakt in einer Aufnahmebüchse gehalten ist, die innerhalb des Gehäuses verschwenkbar und
längsverschieblich gelagert ist. Jeder Aufnahmebüchse ist ein verschiebbares Kopfkontaktstück
zugeordnet, das unter der Wirkung einer Druckfeder stehend mit Kniegelenken verbunden ist, und
nach dem Verschwenken der Aufnahmebüchse in den Einschaltzustand, nach Überwinden der
Totpunktlage der Kniegelenke, unter der Federwirkung am Kopfkontakt der Sicherung angepresst
gehalten ist. Gleichzeitig wird das Schienenkontaktstück der Aufnahmebüchse an die jeweilige
Stromschiene angepresst. Bei dieser Lösung ist die jeweilige Sicherung nicht in üblicher Art und
Weise in einer leitend ausgebildeten und in das Gehäuse des Schaltgerätes einschraubaren
Schraubkappe gehalten, sondern es wird die jeweilige Sicherung in die Aufnahmebüchse eingesteckt und
mittels einer Abdeckeckklappe verschlossen.
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Aus dem Stand der Technik ist es hinlänglich bekannt, mehrpolige Schaltgeräte im Zusammenhang
mit zylindrischen Sicherungen zu verwenden, die in leitende Schraubkappen eingesetzt werden, die
ihrerseits in das Gehäuses des Schaltgerätes eingeschraubt werden. Solche Schaltgeräte finden
allerdings keinen Einsatz bei Sammelschienensystemen. Es wird in diesem Zusammenhang
beispielsweise auf den aus der EP 0 584 587 B1 bekannten Sicherungsschalter mit beidseitiger
Spannungstrennung, sowie die weiteren handbetätigten Sicherungsschalter verwiesen, die aus der
EP 0 184 652 B1, EP 0 242 664 B1 und DE-OS 26 18 360 bekannt sind. In diesem Zusammenhang ist es
auch bekannt, einen Betätigungshebel für den Schalter vorzusehen, der in seiner Einschaltstellung
die eingeschraubte Sicherung abdeckt. Es wird damit sichergestellt, dass in der Offenstellung des
Betätigungshebels und ausgeschraubter Sicherung keine spannungsführenden Teile
berührt werden können.
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Mit der Erfindung sollen die Nachteile der aus dem Stand der Technik bekannten Schaltgeräte
vermieden und insbesondere ein Gerät geschaffen werden, das sich durch eine äußerst einfache
Bauweise und optimale Kontaktgabe im Bereich der Schaltkontakte auszeichnet.
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Die Erfindung schlägt ein Schaltgerät der Eingangs genannten Art vor, bei dem die Kontaktkraft auf
die jeweilige Sammelschiene von der jeweiligen Sicherung direkt über eine bewegliche
Festkontaktanordnung übertragen wird. Es erfolgt eine sichere Kontaktgabe des Schienenkontaktes durch
kraftschlüssiges Übertragen der Kraft der Sicherung über die Festkontakte auf die zugeordnete
Sammelschiene. Vorzugsweise sind die Festkontakte schwimmend angeordnet.
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Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der jeweilige
Schaltkontakt Bestandteil eines Kontaktsystems für jeden Pol zwischen dem Fußkontakt für die Sicherung
und der dieser Sicherung zugeordneten Sammelschiene des Sammelschienensystems bildet. -
Hierdurch ist sichergestellt, dass bei ausgeschaltetem Gerät der Fußpunkt im Sicherungssockel
freigeschaltet ist. Dabei ergibt sich eine günstige Wärmeabfuhr des Kontaktsystems auf das für höhere
Nennströme dimensionierte Schienensystem.
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Bei dem erfindungsgemäßen Schaltgerät finden insbesondere erfinderische Sicherungen
Verwendung, bei denen die übliche Kontaktierung über Schraubkappen erfolgt. Der große Vorteil ist darin
zu sehen, dass ein optimaler Toleranzausgleich in Kombination mit einer sicheren Kontaktgabe
erreicht wird. Das erfindungsgemäße Schaltgerät benötigt aufgrund der Anordnung der
Schaltkontakte und des Kontaktsystems nur wenig Bauraum in Breitenerstreckung des Schaltgerätes. Die
Sicherungen lassen sich, wie bei einem Reitersicherungssockel, in einer Reihe quer zum
Schienensystem anordnen. Vorzugsweise erfolgt die Betätigung der Kontakte durch einen längs im Gerät
angeordneten Schaltschieber.
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Es sollten überdies Sicherungsmittel vorgesehen sein, die einen Sicherungswechsel ohne die Gefahr
der Berührung spannungsführender Teile ermöglichen. In diesem Sinne weist das Gerät
vorzugsweise eine schwenkbar im Gehäuse gelagerte Abdeckhaube auf, wobei die Abdeckhaube in ihrer
maximal geöffneten Schwenkstellung einen Schaltschieber oder ein mit diesem verbundenes Teil
verriegelt. Andererseits sollte ein Betätigungshebel für den Schaltschieber, in seiner mit der
Einschaltstellung der Schaltkontakte korrespondierenden Stellung, die Abdeckhaube
in ihrer geschlossenen Position verriegeln.
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Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Patentansprüchen, der Beschreibung der Figuren
sowie den Figuren selbst dargestellt, wobei bemerkt wird, dass alle Merkmale und Kombinationen
von Einzelmerkmalen erfindungswesentlich sind.
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In den Figuren ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels dargestellt, ohne hierauf
beschränkt zu sein. Es zeigt:
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Fig. 1 eine Explosionsdarstellung des erfindungsgemäßen Schaltgerätes,
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Fig. 2 eine räumliche Ansicht des in Fig. 1 gezeigten Schaltgerätes, bei abgenommenem
vorderen Gehäuseteil,
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Fig. 3 einen Längsmittelschnitt durch das Schaltgerät, bei geöffneter Abdeckhaube und in
Offenstellung befindlichen Schalterkontakten, und
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Fig. 4 das Schaltgerät in der Schnittdarstellung gemäß Fig. 3, allerdings bei geschlossener
Abdeckhaube und in Einschaltstellung befindlichen Schaltkontakten.
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Das Gerät weist ein in Längsrichtung des Gerätes geteiltes Gehäuse mit den Gehäuseteilen 1 und 2
auf. Die beiden Gehäuseteile 1 und 2 sind ineinander steckbar, so dass auf diese Weise das Gehäuse
gebildet werden kann. Die Gehäuseteile bestehen aus Kunststoff und sind als Spritzgussteil
ausgebildet. Sie weisen jeweils drei fußartige Befestigungshaken 3 zum Aufstecken auf drei im
Querschnitt rechteckige Sammelschienen 4 eines Sammelschienensystems auf. In Längsrichtung der
Gehäuseteile 1 und 2, somit senkrecht zu der Längsausstreckung der Sammelschienen 4 orientiert,
ist zwischen die beiden Gehäuseteile 1 und 2 ein Schieber 5 in das Gehäuse eingelegt. Dieser dient
der Aufnahme von drei Schaltkontakten 6. Jeder Schaltkontakt 6 ist einer Phase zugeordnet und als
Metallplatte ausgebildet, die senkrecht zur Schieberichtung des Schiebers 5 angeordnet ist. Die
Platte ist senkrecht zur Plattenebene mit Spiel im Schieber 5 geführt und wird von einer im Schieber 5
gelagerten Druckfeder 7 in Einschaltrichtung des Schiebers 5 vorgespannt. Verschoben wird der
Schieber 5 mittels eines Betätigungshebels 8, der in den beiden Gehäuseteilen 1 und 2 schwenkbar
gelagert ist. Hierzu weist der Betätigungshebel 8 einen Nocken 9 auf, der in eine Nut 10 des
Schiebers 5 eingreift. Auf der dem Betätigungshebel 8 abgewandten Seite des Gehäuses ist in den
beiden Gehäuseteilen 1 und 2 eine Abdeckhaube 11 schwenkbar gelagert. Sie weist im Bereich der
Schwenkachse einen Ansatz 12 auf, der in der maximal geöffneten Stellung eine Schlitzöffnung 13
in den beiden Gehäuseteilen 1 und 2 durchsetzt und hierbei einen nach oben gerichteten Steg 14 des
Schiebers 5 im Sinne einer Verriegelung hintergreift. In der maximal geöffneten Schwenkstellung
der Abdeckhaube 11 kann der Betätigungshebel 8 somit nicht im Sinne des Überführens des
Schiebers 5 in die Einschaltstellung der Schaltkontakte 6 aktiviert werden. - In der geschlossenen
Stellung der Abdeckhaube 11 kann der Betätigungshebel 8 zum Überführen der Schaltkontakte 6 in die
Schaltstellung verschwenkt werden, wobei bei eingeschaltetem Gerät ein Steg 15 am
Betätigungshebel 8 einen Ansatz 16 an der Abdeckhaube 11 hintergreift, so dass diese in dieser Stellung des
Betätigungshebels 8 nicht geöffnet werden kann.
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Die ineinander gesteckten Gehäuseteile 1 und 2 dienen ferner der Aufnahme von drei
Gewindehülsen 17 mit Anschlussklemmen 18. Jede Gewindehülse 17 ist einer Sammelschiene bzw. einer Phase
zugeordnet und dient dem Einschrauben einer Schraubkappe 19 zwecks üblicher leitender
Kontaktierung des Kopfes 20 einer in die Schraubkappe 19 eingesetzten zylindrischen Sicherung 21. Diese
Verhältnisse sind am besten in der Darstellung der Fig. 3, dort der Schnittdarstellung der rechten
Sicherung 21, zu entnehmen.
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Zwischen der jeweiligen zylindrischen Sicherung 21 und dem dieser zugeordneten
Befestigungshaken 3 bzw. zugeordneten Sammelschiene 4 sind zwei bewegliche Festkontakte 22 und 23
positioniert. Beide Festkontakte 22 und 23 sind senkrecht zur Ebene des Sammelschienensystems, somit in
Einschraubrichtung bzw. Ausschraubrichtung der jeweiligen Sicherung 21 beweglich in den
Gehäuseteilen 1 und 2 gelagert bzw. geführt. Die Festkontakte 22 bzw. 23 jeder Phase sind spiegelbildlich
angeordnet und weisen parallel zueinander angeordnete mittlere Kontaktabschnitte 24 bzw. 25 auf,
die der Kontaktierung der Sammelschiene 4 bzw. des Fußkontaktes 26 der jeweiligen Sicherung 21
dienen. Zwischen den Kontaktabschnitten 24 und 25 ist ein nicht leitendes Distanzelement 27
angeordnet. Die dem jeweiligen Schaltkontakt 6 zugewandten Abschnitte der Festkontakte 22 und 23
sind, bezogen auf die Symmetrieachse der Festkontakte, nach außen abgewinkelt, so dass
Kontaktabschnitte 28 entstehen, die in Kontakt mit dem zugeordneten Schaltkontakt 6 gebracht werden
können. Nasen 29 am Schieber S verhindern, dass der jeweilige Schaltkontakt 6 mittels der
Druckfeder 7 in der ausgeschalteten Stellung des Schaltgerätes gegen die Kontaktabschnitte 28 der
Festkontakte 22 und 23 gedrückt wird. Die Kontaktabschnitte 28 hintergreifen senkrecht zur
Sammelschienenebene angeordnete Bereiche der Gehäuseteile 1 und 2. Die den Kontaktabschnitten 28abgewandten Abschnitte 30 der Festkontakte 22 und 23, die schwimmend in den Gehäuseteilen 1
und 2 gelagert sind, nehmen zwischen sich ein gleitendes Distanzelement 31 auf. Grundsätzlich
könnte dieses Element auch Bestandteil des Gehäuses sein, womit allerdings die Funktion der
schwimmenden Lagerung des Festkontaktes 22 beeinträchtigt würde.
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Die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Schaltgerätes stellt sich wie folgt dar:
Bei geöffneter Abdeckhaube 1 und damit bei geöffneten Schaltkontakten wird das Gerät auf die drei
Sammelschienen 4 aufgesteckt, wobei die drei Befestigungshaken 3 die Sammelschienen 4
hintergreifen. Es werden dann die Schraubkappen 19, die die zylindrischen Sicherungen 21 aufnehmen, in
die Gewindehülsen 17 eingeschraubt, wobei beim Einschrauben der Fußkontakt 26 der jeweiligen
Sicherung 21 den Kontaktabschnitt 25 des Festkontaktes 23 kontaktiert und in Richtung der
Sammelschiene 4 verschiebt. Folglich wird das Distanzelement 27 mit verschoben und drückt auf den
Kontaktabschnitt 24 des anderen Festkontaktes 22. Über den Einschraubvorgang der jeweiligen
Sicherung 21 wird damit die Verspannung des Festkontaktes 22 zur Sicherung 21 und des
Festkontaktes 22 zur Sammelschiene 4 erreicht. Nach dem Einschrauben der Schraubkappen 19 mit den
Sicherungen 21, wie es in Fig. 3 gezeigt ist, wird die Abdeckhaube 11 geschlossen und der
Betätigungshebel 8 in die in Fig. 4 gezeigte Stellung verschwenkt. Bei dessen Verschwenken wird der
Schieber 5 in Richtung des Betätigungshebels 8 bewegt und es kontaktiert der unter Einwirkung der
Druckfeder 7 stehende jeweilige plattenförmige Schaltkontakt 6 die beiden Kontaktabschnitte 28
der Festkontakte 22 und 23. Das Gerät befindet sich somit in eingeschaltetem Zustand, der in Fig.
4 veranschaulicht ist. Von der jeweiligen Sammelschiene 4 fließt der Strom über den Festkontakt
22, den Schaltkontakt 6 zum Festkontakt 23, von dort über den Sicherungsfuß 26 durch die
Sicherung zum Sicherungskopf 20 und den leitenden Bereich der Schraubkappe 19 zur Gewindehülse 17
und von der Anschlussklemme 18 über eine angeschlossene Leitung zum Verbraucher.
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Bei dem erfindungsgemäßen Gerät erfolgt somit der Schaltvorgang ausschließlich im Bereich des
jeder Sicherung zugeordneten Fußkontaktes. Die Kontaktkraft auf das Sammelschienensystem wird
über eine bewegliche Festkontaktanordnung von der Sicherung direkt übertragen.
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Nach dem Aufstecken des Gerätes auf die Sammelschienen 4 dient ein in den Gehäuseteilen 1 und 2
um eine Achse 32 schwenkbar gelagertes Element dem Festlegen des Gerätes relativ zum
Sammelschienensystem. Hierzu hintergreift ein Ansatz 34 des Elementes 33 eine der Sammelschienen 4 auf
ihrer dem Befestigungshaken 3 abgewandten Seite. Es kann, wie veranschaulicht, ein weiterer
Ansatz 34 vorgesehen sein, der der Festlegung einer Sammelschiene dient, die breiter ist als die im
Ausführungsbeispiel gezeigte.