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Die Erfindung betrifft ein Elektrogerät und ein Schaltschranksystem.
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Die
DE 31 36 694 A1 zeigt eine Antriebsanordnung aufweisend einen Gleichstromanschluss und einen Wechselstromanschluss.
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In der
US 2013/0214646 A1 sind eine Anordnung elektronischer Komponenten, aufweisend einen blinden Gleichstromanschluss, und ein piezoelektrischer Resonator gezeigt.
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Aus der Internetseite des Fischertechnik-Museums (http://www.fischertechnik-museum.ch/museum/thumbnails.php?album=28) sind diverse einfache Schalter bekannt.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Elektrogerät und ein Schaltschranksystem weiterzubilden, wobei die Sicherheit verbessert werden soll.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Elektrogerät nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen und bei dem Schaltschranksystem nach den in Anspruch 13 angegebenen Merkmalen gelöst.
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Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem Elektrogerät, insbesondere Schalter, aufweisend
- – einen Wechselstromanschluss, insbesondere zur Verbindung mit einem Wechselspannungsversorgungsnetz,
- – einen Gleichstromanschluss,
- – zumindest ein Schütz,
- – und einen Wechselstromausgang, insbesondere zur Versorgung eines Elektromotors,
sind, dass
mittels des Schützes der Wechselstromanschluss mit dem Wechselstromausgang wahlweise verbindbar oder der Wechselstromanschluss vom Wechselstromausgang trennbar ist,
wobei der Gleichstromanschluss blind endet und berührsicher ausgeführt ist.
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Von Vorteil ist dabei, dass das Elektrogerät in einfacher Art und Weise austauschbar ist gegen ein weiteres Elektrogerät, das mittels eines Gleichstromanschlusses gespeist ist, insbesondere austauschbar gegen einen Wechselrichter.
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Vorteilhafterweise liegen keine losen stromführenden Kabelenden im Schaltschrank. Diese losen stromführenden Kabelenden würden ein großes Verletzungsrisiko darstellen. Somit ist die Sicherheit des Elektrogerätes verbessert.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Elektrogerät einen Busanschluss auf, wobei der Busanschluss mit einem Bussystem verbindbar ist, das zwei Signalleitungen aufweist, wobei ein Widerstand, insbesondere Abschlusswiderstand, im Elektrogerät angeordnet ist und die zwei Signalleitungen verbindet. Von Vorteil ist dabei, dass das Elektrogerät mit einem Bussystem verbindbar ist. Mittels des Abschlusswiderstands ist ein definierter Busabschluss herstellbar. Somit sind undefinierte Buspegel vermeidbar, die die Buskommunikation behindern würden. Die Sicherheit des Elektrogerätes ist verbessert.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Elektrogerät ein weiteres Schütz auf, wobei die Schütze mechanisch gekoppelt sind, insbesondere für Rechtslauf oder Linkslauf, wobei mittels des weiteren Schützes der Wechselstromanschluss mit dem Wechselstromausgang wahlweise verbindbar oder der Wechselstromanschluss vom Wechselstromausgang trennbar ist. Von Vorteil ist dabei, dass das Elektrogerät als Wechselschalter ausführbar ist. Ein von dem Elektrogerät gespeister Elektromotor ist bei unveränderter Verkabelung im Rechtslauf und im Linkslauf antreibbar.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Elektrogerät ein Bedienelement auf zum manuellen Betätigen des Schützes oder der Schütze, insbesondere einen Druckschalter. Von Vorteil ist dabei, dass das Elektrogerät in einfacher Art und Weise manuell bedienbar ist. Vorteilhafterweise ist mittels des Bedienelementes ein Starten und Anhalten sowie ein Richtungswechsel eines von dem Elektrogerät gespeisten Elektromotors ausführbar.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Elektrogerät einen Stromsensor auf, der eingerichtet ist, den Ausgangsstrom am Wechselstromausgang zu erfassen, wobei die vom Stromsensor erfassten Werte einem Mittel zum Überwachen auf Überschreiten eines Stromgrenzwertes zugeführt werden, wobei vom Mittel zum Überwachen eines Stromgrenzwertes das oder die Schütze betätigbar sind. Von Vorteil ist dabei, dass der Motorstrom des Elektromotors überwachbar ist. Dadurch ist eine Überlastung des Motors frühzeitig detektierbar, so dass der Motor sicher zum Stillstand bringbar ist. Insbesondere bei hohen Lasten ist das Unfallrisiko reduzierbar.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist ein Temperatursensor außerhalb des Elektrogerätes angeordnet und mittels eines Verbindungskabels mit dem Elektrogerät verbunden ist, wobei die vom Temperatursensor erfassten Werte einem Mittel zum Überwachen auf Überschreiten eines Temperaturgrenzwertes zugeführt werden, wobei vom Mittel zum Überwachen eines Temperaturgrenzwertes das oder die Schütze betätigbar sind. Von Vorteil ist dabei, dass die Temperatur eines Verbrauchers mittels des Temperatursensors überwachbar ist. Dadurch ist eine Überhitzung des Verbrauchers frühzeitig detektierbar und der Verbraucher sicher abschaltbar.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist ein Temperatursensor innerhalb des Elektrogerätes angeordnet und erfasst die Temperatur der Schütze, wobei die vom Temperatursensor erfassten Werte einem Mittel zum Überwachen auf Überschreiten eines Temperaturgrenzwertes zugeführt werden, wobei vom Mittel zum Überwachen eines Temperaturgrenzwertes das oder die Schütze betätigbar sind. Von Vorteil ist dabei, dass ein Überhitzen des Elektrogerätes frühzeitig detektierbar ist. Somit ist der aus dem Elektrogerät gespeiste Verbraucher, beispielsweise ein Elektromotor, sicher zum Stillstand bringbar und erst danach das Elektrogerät abschaltbar. Somit ist das Unfallrisiko reduziert.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Elektrogerät zumindest einen Anschluss für einen externen Sensor auf, wobei das Elektrogerät ein Mittel zur Auswertung des Signals des externen Sensors aufweist, wobei vom Mittel zur Auswertung des Signals des externen Sensors das oder die Schütze betätigbar sind. Von Vorteil ist dabei, dass das Elektrogerät in Abhängigkeit von einem externen Sensor steuerbar ist. Der externe Sensor ist beispielsweise ein Bewegungssensor, der einen gesicherten Bereich überwacht. Sobald dieser Sensor eine Person im gesicherten Bereich detektiert, sendet er ein Signal an das Elektrogerät, das den aus dem Elektrogerät gespeisten Verbraucher anhält. Somit ist die Sicherheit in dem gesicherten Bereich verbessert.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Elektrogerät einen Anschluss für einen Bremswiderstand auf. Von Vorteil ist dabei, dass das Elektrogerät in einfacher Art und Weise austauschbar ist gegen ein weiteres Elektrogerät, das einen Bremswiderstand benötigt, insbesondere austauschbar gegen einen Wechselrichter.
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Vorteilhafterweise ist der Bremswiderstand an das Elektrogerät anschließbar, so dass keine losen Kabelenden im Schaltschrank liegen. Somit ist die Sicherheit des Elektrogerätes verbessert.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Anschlüsse als Mittel zum Klemmverbinden, insbesondere als Klemmverbinder oder Klemmleisten, ausgeführt. Von Vorteil ist dabei, dass das Elektrogerät in einfacher Art und Weise anschließbar ist. Somit ist ein schneller und kostengünstiger Austausch des Elektrogerätes ermöglicht.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Elektrogerät zumindest ein Statusanzeigemittel auf. Von Vorteil ist dabei, dass der Status des Elektrogerätes in einfacher Art und Weise ablesbar ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung fungiert das Statusanzeigemittel als Fehleranzeigemittel. Von Vorteil ist dabei, dass Fehlerzustände des Elektrogerätes frühzeitig ablesbar sind. Somit ist die Ursache des Fehlerzustands gegebenenfalls behebbar, bevor das Elektrogerät abschaltet.
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Vorteilhafterweise weist das Elektrogerät mehrere Statusanzeigemittel auf, mittels denen verschiedene Fehlerzustände anzeigbar sind. Somit ist eine differenzierte Fehlerdiagnose und verbesserte Fehlerbehebung ermöglicht.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung zeigt das Statusanzeigemittel den Status des Temperatursensors und/oder des externen Sensors an. Von Vorteil ist dabei, dass der Status des Temperatursensors und/oder des externen Sensors auf einen Blick erkennbar ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Elektrogerät ein Gehäuse auf, wobei das Gehäuse ein erstes Gehäuseteil und ein zweites Gehäuseteil aufweist. Von Vorteil ist dabei, dass das Gehäuse in einfacher Art und Weise öffenbar ist. Somit ist eine vereinfachte Reparatur des Elektrogerätes ermöglicht.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das erste Gehäuseteil als Metallteil und das zweite Gehäuseteil als Kunststoffteil ausgeführt. Von Vorteil ist dabei, dass mittels des ersten Gehäuseteils Abwärme zum Schaltschrank ableitbar ist. Mittels des zweiten Gehäuseteils ist die Masse des Elektrogerätes reduzierbar im Vergleich zu einem reinen Metallgehäuse.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das erste Gehäuseteil einen Kühlkörper mit Kühlrippen, insbesondere wobei der Kühlkörper nicht mit einem Leistungshalbleiter und/oder nicht mit einem Wechselrichtermodul wärmeleitend verbunden ist. Von Vorteil ist dabei, dass die Abwärme des Schützes oder der Schütze mittels des Kühlkörpers abführbar ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die zum Innenraumbereich des Elektrogeräts hin gerichtete Oberfläche des Kühlkörpers von Luft umgeben, insbesondere also berührt die zum Innenraumbereich des Elektrogerätes hin gerichtete Oberfläche des Kühlkörpers kein Bauelement. Von Vorteil ist dabei, dass die konvektive Entwärmung des Kühlkörpers durch eine vergrößerte freie Oberfläche des Kühlkörpers verbessert ist.
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Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem Schaltschranksystem, aufweisend einen Schaltschrank, zumindest ein erstes Elektrogerät, insbesondere wie zuvor beschrieben und/oder nach einem der auf das Elektrogerät gerichteten Schutzansprüche, und ein zweites Elektrogerät,
wobei der Schaltschrank eine Verbindungsschnittstelle aufweist zur Verbindung mit einem Elektrogerät,
sind, dass
an der Verbindungsschnittstelle wahlweise entweder das erste Elektrogerät oder das zweite Elektrogerät mit dem Schaltschrank verbindbar ist,
wobei das erste und zweite Elektrogerät identische Gehäuse und Anschlüsse aufweisen,
wobei das erste Elektrogerät ein Schalter, insbesondere Motorschalter, und das zweite Elektrogerät ein Wechselrichter ist.
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Von Vorteil ist dabei, dass das erste und zweite Elektrogerät für verschiedene Anwendungen einsetzbar sind und identische Gehäuse und Anschlüsse aufweisen. Somit ist ein einfacher und schneller Austausch der Elektrogeräte ermöglicht.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Schaltschrank als Verbindungsschnittstelle eine Anordnung von Schraubmitteln zur Befestigung eines der Elektrogeräte auf, wobei das erste Elektrogerät ein der Anordnung von Schraubmitteln entsprechendes Lochbild zur Befestigung im Schaltschrank aufweist, wobei das zweite Elektrogerät ein der Anordnung von Schraubmitteln entsprechendes Lochbild zur Befestigung im Schaltschrank aufweist, wobei das Lochbild des ersten Elektrogeräts und das Lochbild des zweiten Elektrogeräts identisch sind. Von Vorteil ist dabei, dass ein einfacher und schneller Austausch der Elektrogeräte ermöglicht ist und der Schaltschrank kompakt ausführbar ist.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:
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In der 1 ist ein erfindungsgemäßes Elektrogerät in Draufsicht gezeichnet.
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2 zeigt das erfindungsgemäße Elektrogerät in Schrägansicht.
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Das erfindungsgemäße Elektrogerät weist drei Mittel zum Klemmverbinden L1, L2, L3 (2, 3, 4) als Wechselstromanschluss für ein dreiphasiges Wechselspannungsversorgungsnetz auf. Zwei weitere Mittel zum Klemmverbinden –UZ, +UZ (5, 6) sind als Gleichstromanschluss an dem Elektrogerät vorgesehen. Das Elektrogerät weist einen Erdanschluss 7 auf.
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Mittels des Elektrogerätes ist ein Elektromotor angetrieben. Dazu weist das Elektrogerät drei Mittel zum Klemmverbinden U, V, W (19, 20, 21) mit einer Anschlussleitung des Elektromotors als Wechselstromausgang auf. Der Elektromotor ist mittels eines zweiten Erdanschlusses 16 am Elektrogerät geerdet.
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Das Elektrogerät weist zwei weitere Mittel zum Klemmverbinden –R, +R (17, 18) mit einem Bremswiderstand auf.
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Vier Statusanzeigemittel (11, 12, 13, 14) an dem Elektrogerät zeigen den Status des Elektrogerätes an: „Kein Fehler”, „Motorschutz”, „Reglersperre” und „Freigabe”. Die Statusanzeigemittel (11, 12, 13, 14) sind als Leuchtdioden ausgeführt.
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Ein Anzeigemittel 10, insbesondere Display, zeigt die Betriebsparameter des Elektrogeräts an, insbesondere den Ausgangsstrom am Wechselstromausgang, also die Stromaufnahme des Elektromotors oder den Motorstrom.
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Das Elektrogerät weist ein Bedienelement 23 auf, zur manuellen Bedienung des Elektrogeräts.
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Das Elektrogerät weist einen Busanschluss auf, dieser ist als Anschlussleiste (22, 24) ausgeführt. Vorzugsweise weist das Elektrogerät zwei Anschlussleisten (22, 24) auf. Mittels der Anschlussleiste (22, 24) sind externe Sensoren, insbesondere mittels Binärleitungen, an das Elektrogerät anschließbar, beispielsweise Temperaturfühler zum Motorschutz oder Lichtschrankensensoren. Das Elektrogerät weist zwei Gehäuseteile (9, 15) auf. An einem ersten Gehäuseteil 15 sind die Mitteln zum Klemmverbinden (2, 3, 4, 5, 6, 17, 18, 19, 20, 21) und die Erdanschlüsse (7, 16) angeordnet. Das erste Gehäuseteil weist zumindest zwei Ausnehmungen 8 auf, mittels denen das Elektrogerät in einem Schaltschrank befestigbar ist. Vorzugsweise ist jeweils eine Schraube durch jede Ausnehmung 8 hindurchführbar und in dem Schaltschrank schraubverbindbar. Das erste Gehäuseteil 15 ist vorzugsweise aus Metall ausgeführt, insbesondere als Spritzgussteil.
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Die Mittel zum Klemmverbinden (2, 3, 4, 5, 6, 17, 18, 19, 20, 21) und die Erdanschlüsse (7, 16) sind abdeckbar mittels zumindest eines Abdeckteils (30, 31). Vorzugsweise sind jeweils fünf Mittel zum Klemmverbinden (2, 3, 4, 5, 6 oder 17, 18, 19, 20, 21) und ein Erdanschluss (7 oder 16) an einem Kopfende oder Fußende des Elektrogeräts angeordnet und mittels eines jeweiligen Abdeckteils (30, 31) abdeckbar.
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Ein zweites Gehäuseteil 9 ist mit dem ersten Gehäuseteil 15 verbunden, insbesondere auf das erste Gehäuseteil 15 aufgesteckt und mit diesem mittels zumindest eines Schraubmittels lösbar verbunden. Das zweite Gehäuseteil 9 ist vorzugsweise aus Kunststoff ausgeführt, insbesondere als Kunststoffspritzgussteil. An dem zweiten Gehäuseteil 9 sind das Anzeigemittel 10, die Statusanzeigemittel (11, 12, 13, 14), das Bedienelement 23 und die Anschlussleisten (22, 24) angeordnet.
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Das Elektrogerät ist konvektiv gekühlt. Dazu weist das zweite Gehäuseteil 9 Lüftungsöffnungen und einen Kühlkörper mit Kühlrippen und einer Kontaktfläche zur wärmeleitenden Verbindung mit elektronischen Bauelementen auf.
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Vorzugsweise ist das Elektrogerät als Schalter ausgeführt, insbesondere als Motorschalter oder Wechselschalter. Dazu weist das Elektrogerät zwei Schütze, insbesondere Schaltschütze auf. Mittels der zwei Schütze ist das Starten und Anhalten des Elektromotors in beiden Drehrichtungen ermöglicht, insbesondere für Rechtslauf und Linkslauf.
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Das als Schalter 1 ausgeführte Elektrogerät weist keine Leistungshalbleiter und kein Wechselrichtermodul auf.
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Die zwei Schütze sind mechanisch gekoppelt. Je nach Schaltstellung der beiden Schütze sind der Wechselstromanschluss und der Wechselstromausgang elektrisch leitend miteinander verbunden oder voneinander elektrisch isoliert.
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Der Motorstrom wird mittels einer Motorstromüberwachung in dem Elektrogerät überwacht. Dabei ist das Anzeigemittel 10 zur Anzeige des Motorstroms eingerichtet. Beim Überschreiten eines maximalen Stromgrenzwertes wird der Motor angehalten und das Statusanzeigemittel 12 „Motorschutz” wird aktiviert.
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Das Bedienelement 23 an dem Elektrogerät, insbesondere ein Druckschalter, schaltet die Schütze und ermöglicht beispielsweise einen Drehrichtungswechsel des Elektromotors.
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Ein Temperatursensor misst die Temperatur auf einer die elektronischen Bauteile des Elektrogerätes aufweisenden Leiterplatte. Bei Übertemperatur schaltet das Elektrogerät ab.
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An die Anschlussleisten (22, 24) ist ein zweiadriger Datenbus mit zwei Signalleitungen, beispielsweise RS485 Bus oder Profibus, anschließbar. Ein Abschlusswiderstand ist in dem Elektrogerät angeordnet und verbindet die zwei Signalleitungen des Datenbusses. Der Abschlusswiderstand ist elektrisch zwischen den Signalleitungen zwischengeordnet. Vorzugsweise ist der Widerstand des Abschlusswiderstandes größer als 120 Ohm.
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Bei dem als Schalter 1 ausgeführten Elektrogerät endet der Gleichstromanschluss blind. Die Mittel zum Klemmverbinden –UZ, +UZ (5, 6) sind also mit einer eingangsseitigen Gleichstromleitung verbunden, die an den Mitteln zum Klemmverbinden –UZ, +UZ (5, 6) endet. Die Mittel zum Klemmverbinden –UZ, +UZ (5, 6) sind also gegenüber der Elektronik des Elektrogerätes elektrisch isoliert angeordnet.
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Der blind endende Gleichstromanschluss ist berührsicher ausgeführt. Dabei ist unter anderem eine von außen auf den Gleichstromanschluss zugreifende menschliche Hand vor Berührung der stromführenden Teile geschützt.
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Die Kontaktfläche des Kühlkörpers in dem als Schalter ausgeführten Elektrogerät ist von Luft umgeben. Vorzugsweise berührt die Kontaktfläche keinerlei elektronische Bauelemente.
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In einem zweiten Ausführungsbeispiel ist das Elektrogerät als Wechselrichter ausgeführt. Vorzugsweise weist der Wechselrichter ein Wechselrichtermodul und/oder einen Leistungshalbleiter auf, insbesondere das/der wärmeleitend mit dem Kühlkörper verbunden ist.
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Bei dem Wechselrichter sind die Mittel zum Klemmverbinden L1, L2, L3 (2, 3, 4) für eine dreiphasige Wechselspannung nicht stromführend. Der Wechselrichter ist mittels der Mittel zum Klemmverbinden –UZ, +UZ (5, 6) mit Gleichstrom, also aus dem Gleichstromanschluss, gespeist.
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Vorzugsweise sind die Gehäuse des Schalters 1 und des Wechselrichters identisch ausgeführt. Dadurch ist vorteilhafterweise ein einfacher Austausch vom Schalter 1 zum Wechselrichter oder vom Wechselrichter zum Schalter 1 im Schaltschrank ermöglicht.
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Vorteilhafterweise sind Schaltschränke für Prüfzwecke mit Schaltern und/oder Wechselrichtern ausrüstbar, die bei Bedarf auswechselbar sind je nach der Anforderung der durchzuführenden Prüfaufgabe.
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Ein erfindungsgemäßes Schaltschranksystem weist einen Schaltschrank und zumindest einen Schalter 1 und einen Wechselrichter auf. Der Schaltschrank weist zumindest eine Montageschnittstelle für den Schalter 1 oder den Wechselrichter auf. Die Montageschnittstelle weist Gewindebohrungen auf, in die Schraubmittel einschraubbar sind. Diese Gewindebohrungen sind als ein Lochbild im Schaltschrank angeordnet.
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Jedes Elektrogerät weist Ausnehmungen 8, insbesondere vier Ausnehmungen 8, zur Verbindung mit dem Schaltschrank auf. Die Anordnung der Ausnehmungen 8 definiert das Lochbild des jeweiligen Elektrogerätes. Vorzugsweise sind zwei benachbarte Ausnehmungen 8 als Bohrungen und zwei weitere benachbarte Ausnehmungen 8 als offenes Langloch ausgeführt.
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Alternativ weist die Montageschnittstelle Bolzen, insbesondere Gewindebolzen, auf, auf die das jeweilige Elektrogerät aufsteckbar ist. Mittels mit den Bolzen verbindbaren Begrenzungsmitteln, insbesondere Muttern, ist das jeweilige Elektrogerät fixierbar im Schaltschrank.
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Vorzugsweise sind die Lochbilder des Schalters und des Wechselrichters identisch ausgeführt, so dass wahlweise ein Schalter 1 oder ein Wechselrichter an derselben Montageschnittstelle im Schaltschrank montierbar ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schalter
- 2
- Mittel zum Klemmverbinden L1
- 3
- Mittel zum Klemmverbinden L2
- 4
- Mittel zum Klemmverbinden L3
- 5
- Mittel zum Klemmverbinden –UZ
- 6
- Mittel zum Klemmverbinden +UZ
- 7
- Erdanschluss
- 8
- Ausnehmung
- 9
- Gehäuseteil
- 10
- Anzeigemittel
- 11
- Statusanzeigemittel
- 12
- Statusanzeigemittel
- 13
- Statusanzeigemittel
- 14
- Statusanzeigemittel
- 15
- Gehäuseteil
- 16
- Erdanschluss
- 17
- Mittel zum Klemmverbinden –R
- 18
- Mittel zum Klemmverbinden +R
- 19
- Mittel zum Klemmverbinden W
- 20
- Mittel zum Klemmverbinden V
- 21
- Mittel zum Klemmverbinden U
- 22
- Anschlussleiste
- 23
- Bedienelement
- 24
- Anschlussleiste
- 30
- Abdeckteil
- 31
- Abdeckteil
