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Die Erfindung betrifft ein Schutzschaltgerät, welches zur Kopplung an ein weiteres Schutzschaltgerät ausgebildet ist und einen ersten elektrischen Leiter sowie einen zweiten elektrischen Leiter aufweist, die aus einem Gehäuse des Schutzschaltgerät herausgeführt sind, um dieses mit dem weiteres Schutzschaltgerät elektrisch leitend zu verbinden.
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Schutzschaltgeräte – beispielsweise Leistungsschalter, Leitungsschutzschalter, Fehlerstromschutzschalter oder Lichtbogenschutzschalter – werden insbesondere als Schalt- und Sicherheitselemente in elektrischen Energieversorgungsnetzen eingesetzt. Leistungsschalter sind speziell für hohe Ströme ausgelegt. Ein Leitungsschutzschalter ist eine Überstromschutzeinrichtung in der Elektroinstallation und wird insbesondere im Bereich der Niederspannungsnetze eingesetzt. Leistungsschalter und Leitungsschutzschalter garantieren ein sicheres Abschalten bei Kurzschluss und schützen Verbraucher und Anlagen vor Überlast. Sie schützen beispielsweise Leitungen vor Beschädigung durch zu starke Erwärmung in Folge eines zu hohen elektrischen Stromes.
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Ein Fehlerstromschutzschalter ist eine Schutzeinrichtung zur Sicherstellung eines Schutzes gegen einen gefährlichen Fehlerstrom in einer elektrischen Anlage. Ein derartiger Fehlerstrom, welcher auch als Differenzstrom bezeichnet wird, tritt auf, wenn ein spannungsführendes Leitungsteil einen elektrischen Kontakt gegen Erde aufweist. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn eine Person ein spannungsführendes Teil einer elektrischen Anlage berührt: in diesem Fall fließt der Strom als Fehlerstrom durch den Körper der betreffenden Person gegen die Erdung ab. Zum Schutz gegen derartige Körperströme muss der Fehlerstromschutzschalter bei Auftreten eines derartigen Fehlerstroms die elektrische Anlage schnell und sicher allpolig vom Leitungsnetz trennen. Im Allgemeinen Sprachgebrauch werden anstelle des Begriffs „Fehlerstromschutzschalter“ auch die Begriffe FI-Schutzschalter (kurz: FI-Schalter), Differenzstromschutzschalter (kurz: DI-Schalter) oder RCD (für Residual Current Protective Device) gleichwertig verwendet.
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Bei der Elektroinstallation kann es vorkommen, dass zwei oder mehrere Schutzschaltgeräte aneinander gekoppelt werden. Dies kann sowohl eine mechanische Kopplung als auch eine elektrische Kopplung beinhalten. Mechanisch können die beiden Schutzschaltgeräte über ihre jeweiligen Gehäuse miteinander verbunden werden, beispielsweise mittels geeigneter Schraub-, Clips- oder Steckverbindungen. Eine elektrische Kopplung zweier Schutzschaltgeräte, beispielsweise eines Fehlerstromschutzschalters und eines Leitungsschutzschalters, wird beispielsweise benötigt, um bei Auslösen des Fehlerstromschutzschalters aufgrund eines aufgetretenen Fehlerstromes auch ein Auslösen des Leitungsschutzschalters zu bewirken. Die elektrische Verbindung des Fehlerstromschutzschalters und des Leitungsschutzschalters wird dabei mit Hilfe der sogenannten Primärleiter des Fehlerstromschutzschalters realisiert, welche aus dem Gehäuse des Fehlerstromschutzschalters herausgeführt sind und bei der Montage der beiden Schutzschaltgeräte in die Anschlussöffnungen des Leitungsschutzschalters eingeführt werden. Eine derartige Kopplung ist sowohl bei einpoligen als auch bei mehrpoligen Leitungsschutzschaltern realisierbar. Im Falle mehrpoliger Leitungsschutzschalter sind entsprechend mehrere Primärleiter beteiligt.
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Um eine einfache Montage der beiden Schutzschaltgeräte, d. h. des Fehlerstromschutzschalters und des Leitungsschutzschalters, zu gewährleisten, ist es erforderlich, dass sich die Enden der Primärleiter, welche in die Anschlussöffnungen des Leitungsschutzschalters eingeführt werden sollen, an einer definierten Position befinden. Aus diesem Grund werden als Primärleiter zumeist massive, lackisolierte Kupferdrähte eingesetzt. Aufgrund der starren Ausführung nehmen die Enden dieser Primärleiter die für die Montage geforderten, vordefinierten Positionen ein. Mit Hilfe der Primärleiter wird der Strom von den Anschlussklemmen des Fehlerstromschutzschalters durch das Gerät bis zu den Anschlussklemmen des Leitungsschutzschalters geführt. Dabei müssen die Primärleiter auch durch einen Summenstromwandler oder entsprechende Sensoren des Fehlerstromschutzschalters geführt werden, was eine vergleichsweise komplizierte Geometrie der starren Primärleiter erfordert und deren Herstellung aufwändig und teuer macht. Weiterhin besteht die Gefahr, dass bei jeder Biegung der massiven Primärleiter deren Lackisolierung beschädigt wird, wodurch Spannungsüberschläge zwischen den einzelnen Primärleitern auftreten können. Aus diesem Grund sind bei der Verwendung von Massivleitern definierte Luft- und Kriechstrecken zwischen den einzelnen Primärleitern einzuhalten, was bei immer kleineren Gehäusebaugrößen problematisch ist. Ferner ist die Montage der vergleichsweise kompliziert geformten, starren Primärleiter verhältnismäßig aufwändig.
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Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Schutzschaltgerät bereitzustellen, welches sich durch eine einfache Montage sowie durch eine platzsparende Leitungsführung auszeichnet.
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Diese Aufgabe wird durch das Schutzschaltgerät gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Das erfindungsgemäße Schutzschaltgerät, welches zur Kopplung an ein weiteres Schutzschaltgerät ausgebildet ist, weist einen ersten elektrischen Leiter und einem zweiten elektrischen Leiter auf, welche aus einem Gehäuse des Schutzschaltgerät herausgeführt sind, um dieses mit dem weiteres Schutzschaltgerät elektrisch leitend zu verbinden. Weiterhin weist das Schutzschaltgerät eine Leiterabdeckung auf, welche an dem Gehäuse befestigt ist. Der erste elektrische Leiter ist dabei als flexible erste Litze ausgebildet und weist an einem zum elektrischen Kontaktieren mit dem weiteren Schutzschaltgerät vorgesehenen Ende ein erstes Kontaktstück auf, das mit der ersten Litze elektrisch leitend verbunden ist. Der zweite elektrische Leiter ist als flexible zweite Litze ausgebildet und weist an einem zum elektrischen Kontaktieren mit dem weiteren Schutzschaltgerät vorgesehenen Ende ein zweites Kontaktstück auf, das mit der zweiten Litze elektrisch leitend verbunden ist. Das erste Kontaktstück und das zweite Kontaktstück sind dabei durch die Leiterabdeckung in einer vordefinierten Lage gehaltert.
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Durch das Ersetzen der massiven, starren Primärleiter durch eine Kombination aus jeweils einer flexiblen Litze mit einem leitenden Kontaktstück ergeben sich mehrere Vorteile. Zum einen wird durch die Verwendung einer flexiblen Litze anstelle eines starren Leiters die Montage des Schutzschaltgerätes deutlich vereinfacht, speziell bei komplexeren geometrischen Verhältnissen im Inneren des Schutzschaltgerätes, wie sie bei fortschreitender Miniaturisierung der Geräte zwangsläufig auftreten. Weiterhin werden das erste und das zweite Kontaktstück durch die Leiterabdeckung in einer vordefinierten Position gehalten, so dass die Montage des weiteren Schutzschaltgerätes durch ein Zusammenstecken einfach ausführbar ist. Die Leiterabdeckung dient ferner dazu, den ersten elektrischen Leiter und den zweiten elektrischen Leiter außerhalb des Gehäuses des Schutzschaltgerätes gegen Berührung zu sichern. Damit kann die Gefahr eines elektrischen Schlages aufgrund unsachgemäßer Handhabung minimiert werden. Handelt es sich bei dem weiteren Schutzschaltgerät um ein mehrpoliges Gerät, so sind entsprechend der zusätzlichen Pole weitere elektrische Leiter erforderlich, um das Schutzschaltgerät an das weitere, mehrpolige Schutzschaltgerät zu koppeln.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung des Schutzschaltgerätes sind das erste Kontaktstück und das zweite Kontaktstück in die Leiterabdeckung einsteckbar. Ein Einstecken der Kontaktstücke in die Leiterabdeckung ist ohne Werkzeug ausführbar. Die Montage der Geräte wird dadurch weiter vereinfacht.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Schutzschaltgerätes weist die Leiterabdeckung eine erste Führungs- und Justagemittel zur Aufnahme des ersten Kontaktstücks sowie eine zweite Führungs- und Justagemittel zur Aufnahme des zweiten Kontaktstücks auf. Mit Hilfe der Führungs- und Justagemittel werden das erste und das zweite Kontaktstück in ihrer jeweils vordefinierten Position geführt und gehalten.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Schutzschaltgerätes sind die erste Litze und/oder die zweite Litze kunststoffisoliert ausgebildet. Die Kunststoffisolierung der ersten flexiblen Litze sowie der zweiten flexiblen Litze stellt einen wirksamen Schutz vor elektrischem Überschlag dar. Bei einer derartigen überschlagsicheren Ausführung der Litzen dürfen sich die einzelnen Primärleiterlitzen im Inneren des Gehäuses des Schutzschaltgerätes sogar berühren. Luft- und Kriechstrecken, wie sie bei der Verwendung lackisolierter Massivleiter zwingend eingehalten werden müssen, sind bei dieser Ausführungsform nicht erforderlich. Auf diese Weise wird eine platzsparende Leitungsführung ermöglicht, wodurch das Packaging, d. h. die Anordnung der einzelnen Komponenten im Inneren des Schutzschaltgerätes deutlich vereinfacht wird. Das Schutzschaltgerät kann dadurch kleiner gehalten werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Schutzschaltgerätes bestehen das erste Kontaktstück und/oder das zweite Kontaktstück aus Kupfer. Kupfer ist aufgrund seiner guten Leitfähigkeit und seiner einfachen Verarbeitbarkeit als geeigneter Werkstoff für die Kontaktstücke anzusehen. Die geringere Steifigkeit und Formstabilität im Vergleich zu anderen Metallen, wie zum Beispiel Stahl, ist dabei vernachlässigbar.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Schutzschaltgerätes sind das erste Kontaktstück an die erste Litze und/oder das zweite Kontaktstück an die zweite Litze angeschweißt oder angelötet. Schweißen und Löten stellen gängige und weit verbreitete Fertigungsverfahren zur Verbindung zweier leitender Werkstücke dar, welche mit vergleichsweise einfachen Mittel durchführbar sind.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Schutzschaltgerätes ist das Schutzschaltgerät als Fehlerstromschutzschalter ausgebildet. Die Kombination eines Fehlerstromschutzschalters mit einem anderen Schutzschaltgerät, beispielsweise einem Leitungsschutzschalter, stellt eine gängige Ausführungsform in der Elektroinstallationstechnik dar.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Schutzschaltgerätes weist der Fehlerstromschutzschalter einen Summenstromwandler mit mehreren Primärwindungen auf, welche durch die erste Litze und/oder durch die zweite Litze gebildet sind. Summenstromwandler mit mehreren Primärwindungen zeichnen sich durch eine verbesserte Auslösecharakteristik aus. Starre Primärleiter können jedoch nur einfach durch den Summenstromwandler hindurchgeführt werden, mehrere Windungen sind mit starren Leitern nur schwer, d. h. mit erheblichem Aufwand, realisierbar. Flexible Primärleiterlitzen sind hierzu jedoch bestens geeignet.
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Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schutzschaltgerätes unter Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert. In den Figuren sind:
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1 eine schematische Darstellung eines Schutzschaltgerätes gemäß dem Stand der Technik;
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2A und 2B schematische Darstellungen des erfindungsgemäßen Schutzschaltgerätes bzw. des weiteren Schutzschaltgerätes.
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In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind gleiche Teile stets mit dem gleichen Bezugszeichen versehen. Die Beschreibung gilt für alle Zeichnungsfiguren, in denen das entsprechende Teil ebenfalls zu erkennen ist.
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In 1 ist ein gängiges Schutzschaltgerät 10 gemäß dem Stand der Technik schematisch dargestellt. Das Schutzschaltgerät 10 ist als Fehlerstromschutzschalter ausgebildet und weist ein im Wesentlichen quaderförmiges Gehäuse 11 auf. An einer Frontseite des Gehäuses 11 ist ein Betätigungselement 12 zur manuellen Betätigung des Fehlerstromschutzschalters 10 angeordnet. Der Frontseite gegenüberliegend weist das Gehäuse 11 eine Befestigungsseite auf, welche zur Befestigung des Fehlerstromschutzschalters 10 an einer Tragschiene, beispielsweise an einer Hutschiene, ausgebildet ist. Ferner weist das Gehäuse 11 zwei Schmalseiten sowie zwei Breitseiten auf, welche die Front- und die Breitseite miteinander zu dem quaderförmiges Gehäuse 11 verbinden.
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Über zwei an der Frontseite ausgebildete mechanische Koppelelemente 13 ist das Schutzschaltgerät 10 an ein weiteres Schutzschaltgerät 20 (siehe 2), welches beispielsweise als Leitungsschutzschalter ausgebildet ist, mechanisch koppelbar. Zur elektrischen Kopplung des Schutzschaltgerätes 10 an das weiteres Schutzschaltgerät 20 weist der Fehlerstromschutzschalter 10 einen elektrischen ersten Leiter 1 sowie einen elektrischen zweiten Leiter 2 auf, welche aus einer der Schmalseiten des Gehäuses 11 herausgeführt sind. Bei dem ersten Leiter 1 und dem zweiten Leiter 2 handelt es sich um sogenannte Primärleiter des Fehlerstromschutzschalters 10, welche im Inneren des Gehäuses 11 durch einen sogenannten Summenstromwandler (nicht dargestellt) geführt sind, um einen Fehlerstrom zu erfassen.
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Zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit dem weiteren Schutzschaltgerät 20 werden die aus dem Gehäuse 11 herausgeführten Enden des ersten Leiters 1 bzw. des zweiten Leiters 2 in die Anschlussöffnungen des weiteren Schutzschaltgerätes 20 eingeführt. Um dabei eine einfache Kopplung der beiden Schutzschaltgeräte 10 und 20 – d. h. im dargestellten Fall des Fehlerstromschutzschalters und des Leitungsschutzschalters – zu gewährleisten, ist es erforderlich, dass sich die Enden der Primärleiter 1 und 2, welche in die Anschlussöffnungen des Leitungsschutzschalters eingeführt werden sollen, an einer vordefinierten, für die Kopplung mit dem weiteren Schutzschaltgerät 20 geeigneten Position befinden. Hierzu sind die Primärleiter 1 und 2 als massive, lackisolierte Drähte ausgebildet. Aufgrund der starren Ausführung nehmen die Enden dieser Primärleiter die für die Montage geforderten, vordefinierten Positionen ein. Zum Schutz vor elektrischem Schlag ist an dem Schutzschaltgerät 10 eine Leiterabdeckung 5 angebracht, welche den ersten Leiter 1 und den zweiten Leiter 2 außerhalb des Gehäuses 11 des Schutzschaltgerätes 10 vor manueller Berührung schützt.
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Die 2A und 2B zeigen schematisch das erfindungsgemäße Schutzschaltgerät 10 (2A) bzw. das mit dem erfindungsgemäßen Schutzschaltgerät 10 koppelbare weitere Schutzschaltgerät 20 (2B), jeweils in perspektivischer Darstellung. Das Schutzschaltgerät 10 ist wiederum als Fehlerstromschutzschalter ausgebildet und weist ein im Wesentlichen quaderförmiges Gehäuse 11 auf, welches dem in 1 dargestellten Gehäuse im Wesentlichen entspricht. Ebenso weist das weitere Schutzschaltgerät 20, beispielsweise ein Leitungsschutzschalter, ein im Wesentlichen quaderförmiges weiteres Gehäuse 21 auf, an dessen Frontseite ein weiteres Betätigungselement 22 zur manuellen Betätigung des weiteren Schutzschaltgerätes 20 angeordnet ist.
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Die aus dem Fehlerstromschutzschalter 10 herausgeführten Primärleiter, d. h. der erste elektrische Leiter 1 und der zweite elektrische Leiter 2 (siehe 1), sind im Gegensatz zum Stand der Technik als flexible erste Litze 1a bzw. flexible zweite Litze 2a ausgebildet. Die erste Litze 1a weist an dem Ende, welches zur elektrischen Kopplung mit einer ersten Anschlussöffnung 24 des weiteren Schutzschaltgerätes 20 vorgesehen ist, ein erstes Kontaktstück 3 auf, welches mit der ersten Litze 1a elektrisch leitend verbunden ist. Ebenso weist die zweite Litze 2a an dem Ende, welches zur elektrischen Kopplung mit einer zweiten Anschlussöffnung 25 des weiteren Schutzschaltgerätes 20 vorgesehen ist, ein zweites Kontaktstück 4 auf, welches mit der zweiten Litze 2a elektrisch leitend verbunden ist. Die Verbindung der jeweiligen Litze 1a bzw. 2a mit dem jeweiligen Kontaktstück 3 bzw. 4 kann stoffschlüssig, beispielsweise durch Löten oder Schweißen, aber auch formschlüssig bzw. kraftschlüssig, beispielsweise durch mechanisches Crimpen erfolgen.
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Zum Schutz vor elektrischem Schlag ist an dem Schutzschaltgerät 10 eine Leiterabdeckung 5 angebracht, welche die erste Litze 1a und die zweite Litze 2a außerhalb des Gehäuses 11 des Schutzschaltgerätes 10 vor manueller Berührung schützt. Um auch bei der Verwendung flexibler Litzen anstelle starrer Leiter die für die Montage notwendige vordefinierten Lage des ersten Kontaktstücks 3 sowie des zweiten Kontaktstücks 4 zu realisieren, sind das erste Kontaktstück 3 und das zweite Kontaktstück 4 in die Leiterabdeckung 5 einsteckbar, so dass sie durch die Leiterabdeckung 5 in der vordefinierten Lage gehaltert sind. Hierzu weist die Leiterabdeckung 5 erste Führungs- und Justagemittel 6 auf, durch die das erste Kontaktstück 3 aufgenommen und gehaltert ist, sowie zweite Führungs- und Justagemittel 7, durch die das zweite Kontaktstück 4 aufgenommen und gehaltert ist, auf. Auf diese Weise eine einfache Montage, d. h. eine Kopplung des Schutzschaltgerätes 10 mit dem weiteren Schutzschaltgerät 20 auch bei der Verwendung flexibler Litzen anstelle starrer Leiter möglich.
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In dem in den 2A und 2B dargestellten Ausführungsbeispiel ist das weitere Schutzschaltgerät 20 einpolig, beispielsweise als einpoliger Leitungsschutzschalter, ausgebildet. Es ist jedoch ebenso möglich, das Schutzschaltgerät 10 mit einem mehrpoligen weiteren Schutzschaltgerät zu koppeln. Für jeden weiteren Pol ist dabei zumindest ein weiterer Leiter erforderlich, welcher durch den Summenstromwandler des Schutzschaltgerätes 10 geführt und mit dem weiteren Pol des mehrpoligen weiteren Schutzschaltgerätes 20 elektrisch leitend verbunden ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- erster Leiter
- 1a
- erste Litze
- 2
- zweiter Leiter
- 2a
- zweite Litze
- 3
- erstes Kontaktstück
- 4
- zweites Kontaktstück
- 5
- Leiterabdeckung
- 6
- erste Führungs- und Justagemittel
- 7
- zweite Führungs- und Justagemittel
- 10
- Schutzschaltgerät
- 11
- Gehäuse
- 12
- Betätigungselement
- 13
- mechanisches Koppelelement
- 20
- weiteres Schutzschaltgerät
- 21
- weiteres Gehäuse
- 22
- weiteres Betätigungselement
- 24
- erste Anschlussöffnung
- 25
- zweite Anschlussöffnung
