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TECHNISCHES GEBIET
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Die Erfindung betrifft ein Schaltgerät, das ein Gehäuse umfasst, zumindest einen im Gehäuse angeordneten Schaltkontakt, einen ersten, außen am Gehäuse angeordneten, externen Anschluss, welcher über einen ersten elektrischen Leiter mit einem ersten, im Gehäuse angeordneten, internen Anschluss des Schaltkontakts verbunden ist und einen zweiten, außen am Gehäuse angeordneten, externen Anschluss, welcher über einen zweiten elektrischen Leiter mit einem zweiten, im Gehäuse angeordneten, internen Anschluss des Schaltkontakts verbunden ist.
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STAND DER TECHNIK
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Schaltgeräte zum Ein- und Ausschalten elektrischer Schaltkreise sind grundsätzlich bekannt.
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Es besteht häufig der Wunsch, die von einem durch das Schaltgerät versorgten ersten Verbraucher verbrauchte Energie oder den von diesem verbrauchten Strom zu messen. Dazu werden vor oder nach dem Schaltgerät Strommesser oder Energiemesser in die elektrische Leitung eingebaut.
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Ein Problem ergibt sich dann, wenn auch nicht geschaltete, zweite Verbraucher in das System integriert werden sollen. Für die Messung des Gesamtverbrauchs scheidet dann eine Anordnung der Messeinrichtung hinter dem Schaltgerät (also auf der geschalteten Seite) aus, und die Messeinrichtung muss zwingend vor dem Schaltgerät und sogar vor der Abzweigung zum nicht geschalteten zweiten Verbraucher liegen. Insbesondere bei größeren Anlagen resultiert damit ein unübersichtlicher und fehleranfälliger Aufbau.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein verbessertes Schaltgerät und ein verbessertes System anzugeben. Insbesondere soll der Aufbau eines solchen Systems unter Einbindung des Schaltgeräts vereinfacht werden und weniger fehleranfällig sein.
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Die Aufgabe der Erfindung wird mit einem Schaltgerät der eingangs genannten Art gelöst, umfassend
- – eine zwischen dem ersten externen Anschluss und dem ersten internen Anschluss im Gehäuse angeordnete Messeinrichtung zur Messung des vom ersten externen Anschluss zum ersten internen Anschluss fließenden Stroms und/oder der vom ersten externen Anschluss zum ersten internen Anschluss fließenden elektrischen Energie, und
- – eine zwischen der besagten Messeinrichtung und dem ersten internen Anschluss im Gehäuse angeordnete Abzweigung, welche den ersten internen Anschluss über einen dritten elektrischen Leiter mit einem dritten, außen am Gehäuse angeordneten, externen Anschluss verbindet.
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Generell liegt der zweite interne Anschluss des Schaltkontakts dem ersten internen Anschluss des Schaltkontakts gegenüber. Das heißt, eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten internen Anschluss und dem zweiten internen Anschluss ist schaltbar beziehungsweise durch Schließen des Schaltkontakts herstellbar.
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Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch ein System gelöst, das ein Schaltgerät der oben genannten Art umfasst, sowie einen außerhalb des Gehäuses des Schaltgeräts angeordneten, ersten Verbraucher, der elektrisch mit dem dritten externen Anschluss verbunden ist.
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Auf diese Weise wird seitens des Schaltgeräts ein dritter externer Anschluss bereitgestellt, der – vorausgesetzt, der Anschluss des Schaltgeräts an ein Energieversorgungssystem erfolgt über den ersten externen Anschluss – auch dann mit elektrischer Energie versorgt wird, wenn der Schaltkontakt offen ist, das heißt der mit dem zweiten externen Anschluss verbundene Stromkreis von der Energieversorgung getrennt ist. Durch die besondere Anordnung der Messeinrichtung ist gewährleistet, dass der gesamte über den zweiten und dritten externen Anschluss abgegebene Strom beziehungsweise die gesamte über den zweiten und dritten externen Anschluss abgegebene Energie gemessen wird. Das Schaltgerät kann somit flexibel eingesetzt werden und liefert zuverlässige Daten über den verbrauchten Strom beziehungsweise die verbrauchte Energie. Der Aufbau eines Systems unter Einbindung des Schaltgeräts wird somit vereinfacht und ist auch weniger fehleranfällig. Der dritte externe Anschluss eignet sich insbesondere für den Anschluss von Geräten, die Software verarbeiten. Dadurch, dass diese auch bei Öffnen des Schaltkontakts nicht vom Stromnetz getrennt werden, entfällt ein Wiederhochfahren beim Schließen des Schaltkontakts.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung in Zusammenschau mit den Figuren.
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Vorteilhaft ist es, wenn der dritte externe Anschluss als Lasche, Stecker, Buchse oder Klemme ausgeführt ist, insbesondere als Federklemme (z.B. Push-in-Klemme), Schraubklemme, Rahmenklemme oder Fahrstuhlklemme. Dadurch kann ein elektrischer Leiter leicht an den dritten externen Anschluss des Schaltgeräts angeschlossen werden. Bei einer Stecker-/Buchsenverbindung und auch bei einer Federklemme kann dies insbesondere werkzeuglos erfolgen. Für Schraub- und Rahmenklemmen/Fahrstuhlklemmen wird in der Regel ein Schraubendreher oder auch Sechskantschlüssel benötigt. Rahmenklemmen/Fahrstuhlklemmen, bei denen ein Klemmkörper mit Hilfe einer Klemmschraube linear verfahren wird, haben zudem den Vorteil, dass damit auch Litzendrähte ohne Adernendhülse beschädigungsfrei geklemmt werden können.
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Generell eignen sich die offenbarten Möglichkeiten natürlich auch für die Anwendung beim ersten und zweiten externen Anschluss. Eine weitere Klemme, die für den ersten, zweiten und/oder dritten externen Anschluss zur Anwendung kommen kann, ist in der deutschen Patentanmeldung
DE 10 2015 106 845 offenbart.
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Vorteilhaft ist es auch, wenn
- – das Gehäuse im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet ist,
- – der zumindest eine Schaltkontakt mit einem Betätigungselement gekoppelt und über dieses betätigbar ist, das außen auf einer ersten Quaderfläche des Gehäuses angeordnet ist, und
- – der dritte externe Anschluss auf der ersten Quaderfläche oder auf einer an die erste Quaderfläche angrenzenden, zweiten Quaderfläche angeordnet ist.
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Auf diese Weise ist der dritte externe Anschluss gut zugänglich. Insbesondere wenn das Schaltgerät mit der der ersten Quaderfläche gegenüberliegenden, dritten Quaderfläche (Basisfläche) auf einer Grundfläche montiert ist, kann auch nachträglich ein elektrischer Leiter leicht am dritten externen Anschluss angeschlossen werden. Im Speziellen ist die Kopplung zwischen Schaltkontakt und Betätigungselement auf mechanische Weise hergestellt, also beispielsweise mit Hilfe von Hebeln und dergleichen.
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Vorteilhaft ist es aber auch, wenn
- – das Gehäuse im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet ist,
- – der zumindest eine Schaltkontakt mit einem Betätigungselement gekoppelt und über dieses betätigbar ist, das außen auf einer ersten Quaderfläche des Gehäuses angeordnet ist und
- – der dritte externe Anschluss auf der der ersten Quaderfläche gegenüberliegenden, dritten Quaderfläche angeordnet ist.
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Auf diese Weise ist der dritte externe Anschluss gut vor unbeabsichtigter Berührung geschützt. Insbesondere wenn das Schaltgerät mit der dritten Quaderfläche auf einer Grundfläche montiert ist, ist eine unbeabsichtigte Berührung praktisch ausgeschlossen. Im Speziellen ist die Kopplung zwischen Schaltkontakt und Betätigungselement auf mechanische Weise hergestellt, also beispielsweise mit Hilfe von Hebeln und dergleichen.
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In einer weiteren günstigen Variante der Erfindung ist das Schaltgerät als Leistungsschutzschalter, Leitungsschutzschalter, Motorschutzschalter, Fehlerstromschutzschalter oder als Kombination mehrerer dieser Schalter ausgebildet. Diese Schalter kommen häufig in Zuleitungen zu elektrischen Geräten und Maschinen vor und eignen sich daher besonders gut für den Einsatz des vorgeschlagenen Strommess- oder Energiemesssystems.
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In noch einer weiteren günstigen Variante der Erfindung ist der erste Verbraucher des offenbarten Systems durch eine Steuerung gebildet, insbesondere durch eine Speicherprogrammierbare Steuerung. Im Speziellen umfasst das System auch einen an den zweiten externen Anschluss des Schaltgeräts elektrisch angeschlossenen zweiten Verbraucher, welcher mit Hilfe der Steuerung ansteuerbar ist. Beispielsweise kann es sich bei dem zweiten Verbraucher um einen Elektromotor und bei der Steuerung um eine Antriebssteuerung für denselben handeln. Die vorgeschlagene Konfiguration hat nun den Vorteil, dass die Steuerung auch dann noch mit elektrischer Energie versorgt wird, wenn der Schaltkontakt geöffnet ist und der zweite Verbraucher vom Versorgungsnetz getrennt ist. Dadurch bleiben zum Beispiel Betriebsparameter auch ohne den Einsatz nichtflüchtiger Speicher in der Steuerung gespeichert und gehen nicht durch den Wegfall der elektrischen Versorgung verloren. Wenn der Elektromotor beispielsweise für Positionieraufgaben eingesetzt wird, kann in der Steuerung beispielsweise die letzte mit dem Elektromotor angefahrene Position gespeichert werden, also die unmittelbar vor dem Öffnen des Schaltkontakts vorliegende Position. Durch die spezielle Anordnung der Messeinrichtung wird stets der gesamte von der Anordnung bezogene Strom beziehungsweise die gesamte von der Anordnung bezogene Energie gemessen, unabhängig davon ob der Schaltkontakt offen oder geschlossen ist.
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An dieser Stelle wird angemerkt, dass sich die zum Schaltgerät offenbarten Varianten und daraus resultierenden Vorteile in gleicher Weise auf das offenbarte System beziehen und umgekehrt.
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KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:
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1 eine schematische Darstellung eines beispielshaften Schaltgeräts;
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2 eine schematische Darstellung eines beispielshaften Systems mit einem Schaltgerät und einem ersten und zweiten Verbraucher;
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3 eine etwas detailliertere Darstellung eines beispielshaften Schaltgeräts von schräg oben und
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4 eine schematische Darstellung eines beispielshaften Schaltgeräts mit etwas erhöhtem Betätigungselement;
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DETAILIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Im Folgenden werden gleiche oder ähnliche Teile in den unterschiedlichen Ausführungsformen mit gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen und Bezeichnungen versehen werden. Die auf gleiche oder ähnliche Teile bezogene Offenbarungen sind demgemäß untereinander austauschbar. Lageangaben, wie zum Beispiel "oben", "unten", "seitlich" usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines beispielshaften Schaltgeräts 1, das ein Gehäuse 2 und zumindest einen im Gehäuse 2 angeordneten Schaltkontakt 3 umfasst. Ein erster, außen am Gehäuse 2 angeordneter, externer Anschluss 4 ist über einen ersten elektrischen Leiter 5 mit einem ersten, im Gehäuse 2 angeordneten, internen Anschluss 6 des Schaltkontakts 3 verbunden. Auf ähnliche Weise ist ein zweiter, außen am Gehäuse 2 angeordneter, externer Anschluss 7 über einen zweiten elektrischen Leiter 8 mit einem zweiten, im Gehäuse angeordneten, internen Anschluss 9 des Schaltkontakts 3 verbunden. Zwischen dem ersten externen Anschluss 4 und dem ersten internen Anschluss 6 befindet sich im Gehäuse 2 eine Messeinrichtung 10 zur Messung des vom ersten externen Anschluss 4 zum ersten internen Anschluss 6 fließenden Stroms und/oder der vom ersten externen Anschluss 4 zum ersten internen Anschluss 6 fließenden elektrischen Energie (siehe auch den Pfeil E). Schließlich ist zwischen der besagten Messeinrichtung 10 und dem ersten internen Anschluss 6 eine Abzweigung 11 im Gehäuse 2 angeordnet, welche den ersten internen Anschluss 6 über einen dritten elektrischen Leiter 12 mit einem dritten, außen am Gehäuse 2 angeordneten, externen Anschluss 13 verbindet. Weiterhin umfasst das Schaltgerät 1 ein optionales Betätigungselement 14, das mit dem Schaltkontakt 3 gekoppelt ist und das in an sich bekannter Weise zur Betätigung des Schaltkontakt 3 dient.
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Die von der Messeinrichtung 10 ermittelten Daten können beispielsweise drahtlos übertragen werden und/oder mit Hilfe einer Messleitung 15 an einen externen Mess- /Datenanschluss 16 geleitet werden.
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Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen wird der dritte, externe Anschluss 13 respektive ein daran angeschlossener, erster Verbraucher auch dann mit elektrischer Energie versorgt, wenn der Schaltkontakt 3 offen ist – vorausgesetzt, der Anschluss des Schaltgeräts 1 an ein Energieversorgungssystem erfolgt über den ersten externen Anschluss 4, so wie dies im gezeigten Beispiel der Fall ist.
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Durch die besondere Anordnung der Messeinrichtung 10 ist gewährleistet, dass der gesamte über den zweiten externen Anschluss 7 und dritten externen Anschluss 13 abgegebene Strom beziehungsweise die gesamte über den zweiten externen Anschluss 7 und dritten externen Anschluss 13 abgegebene Energie gemessen wird. Das Schaltgerät 1 kann somit flexibel eingesetzt werden und liefert zuverlässige Daten über den verbrauchten Strom beziehungsweise die verbrauchte Energie.
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Das Schaltgerät 1 kann beispielsweise als Leistungsschutzschalter, Leitungsschutzschalter, Motorschutzschalter, Fehlerstromschutzschalter oder als Kombination mehrerer dieser Schalter ausgebildet sein. Diese Schalter kommen häufig in Zuleitungen zu elektrischen Geräten und Maschinen vor und eignen sich daher besonders für den Einsatz des vorgeschlagenen Strommess- oder Energiemesssystems (siehe auch 2).
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In dem gezeigten Beispiel ist der dritte externe Anschluss 13 als Buchse ausgeführt. Denkbar wäre aber auch, dass der dritte externe Anschluss 13 als Lasche, Stecker, Buchse oder Klemme ausgeführt ist, insbesondere als Federklemme (z.B. Push-in-Klemme), Schraubklemme, Rahmenklemme oder Fahrstuhlklemme. Dadurch kann ein elektrischer Leiter leicht an den dritten externen Anschluss 13 des Schaltgeräts 1 angeschlossen werden. Der Anschluss kann werkzeuglos erfolgen (zum Beispiel bei Verwendung einer Stecker-/Buchsenverbindung oder einer Federklemme) oder mit Hilfe eines Werkzeugs (zum Beispiel bei Verwendung einer Schraub- oder Rahmenklemme/Fahrstuhlklemme). Rahmenklemmen/Fahrstuhlklemmen, bei denen ein Klemmkörper mit Hilfe einer Klemmschraube linear verfahren wird, haben zudem den Vorteil, dass damit auch Litzendrähte ohne Adernendhülse beschädigungsfrei geklemmt werden können.
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In dem gezeigten Beispiel ist das Gehäuse 2 des Schaltgeräts 1 im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet. Das Betätigungselement 14 ist außen auf einer ersten Quaderfläche A des Gehäuses angeordnet (hier auf der Oberseite). Der dritte externe Anschluss 13 ist ebenfalls auf der ersten Quaderfläche A angeordnet, wodurch dieser besonders gut zugänglich ist. Denkbar wäre aber auch, dass der dritte externe Anschluss 13 einer an die erste Quaderfläche A angrenzenden, zweiten Quaderfläche B1..B4 angeordnet ist (vergleiche auch die 3 und 4). Der dritte externe Anschluss 13 ist damit in allen genannten Fällen gut zugänglich, insbesondere auch dann, wenn das Schaltgerät mit der der ersten Quaderfläche gegenüberliegenden dritten Quaderfläche C auf einer Grundfläche montiert ist. Daher kann leicht auch nachträglich ein Leiter am dritten externen Anschluss 13 angeschlossen werden.
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Denkbar wäre aber auch, dass der dritte externe Anschluss 13 auf der dritten Quaderfläche C angeordnet ist. Auf diese Weise ist der dritte externe Anschluss 13 gut vor unbeabsichtigter Berührung geschützt, insbesondere wenn das Schaltgerät 13 mit der dritten Quaderfläche C auf einer Grundfläche montiert ist.
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2 zeigt nun ein System 17, das ein Schaltgerät 1 umfasst, sowie einen außerhalb des Gehäuses 2 des Schaltgeräts 1 angeordneten, ersten Verbraucher 18, der über eine erste Anschlussleitung 19 elektrisch mit dem dritten externen Anschluss 13 verbunden ist. Der erste Verbraucher 18 kann beispielsweise durch eine Steuerung, insbesondere eine Speicherprogrammierbare Steuerung gebildet sein. Des Weiteren ist ein optionaler zweiter Verbraucher 20 über eine zweite Anschlussleitung 21 an den zweiten externen Anschluss 7 des Schaltgeräts 1 angeschlossen. Elektrische Energie E wird wiederum von links über den ersten externen Anschluss 4 zugeführt.
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Beispielsweise kann es sich bei dem zweiten Verbraucher 20 um einen Elektromotor und bei der Steuerung 18 um eine Antriebssteuerung für denselben handeln (siehe auch die strichpunktiert dargestellte Steuerleitung). Die vorgeschlagene Konfiguration hat nun den Vorteil, dass die Steuerung 18 auch dann noch mit elektrischer Energie E versorgt wird, wenn der Schaltkontakt 3 geöffnet ist und der zweite Verbraucher 20 vom Versorgungsnetz getrennt ist. Dadurch bleiben Betriebsparameter in der Steuerung 18 gespeichert und gehen nicht durch den Wegfall der elektrischen Versorgung verloren. Wenn der Elektromotor 20 für Positionieraufgaben eingesetzt wird, kann in der Steuerung 18 beispielsweise die letzte mit dem Elektromotor 20 angefahrene Position gespeichert werden, also die unmittelbar vor dem Öffnen des Schaltkontakts 3 vorliegende Position. Durch die spezielle Anordnung der Messeinrichtung 10 wird stets der gesamte von der Anordnung bezogene Strom beziehungsweise die gesamte von der Anordnung bezogene Energie E gemessen, unabhängig davon ob der Schaltkontakt 3 offen oder geschlossen ist.
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3 zeigt eine etwas detailliertere Darstellung eines Schaltgeräts 1 von schräg oben. Konkret ist der dritte externe Anschluss 13, welcher in diesem Beispiel durch eine Schraubklemme gebildet ist, neben dem Betätigungselement 14 angeordnet. In der 3 sind davon konkret die Öffnung 22 für die erste Anschlussleitung 19 sowie die Klemmschraube 23 zu sehen. Die Klemme 13 könnte natürlich nicht nur, wie dargestellt, auf der ersten Quaderfläche A angeordnet sein, sondern auch auf einer der Quaderflächen B1..B4 oder C.
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Generell könnten natürlich auch mehrere dritte externe Anschlüsse 13 vorgesehen sein, insbesondere auf verschiedenen Quaderflächen A, B1..B4 oder C.
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4 zeigt schließlich eine Ausführungsvariante eines Schaltgeräts 1, bei dem das Betätigungselement 14 etwas erhöht angeordnet ist. Die erste Quaderfläche A ist daher gestuft ausgeführt und gliedert sich in mehrere Subflächen. Dasselbe gilt für die zweiten Quaderflächen B1 und B2, die sich jeweils auch in mehrere Subflächen gliedern. An dieser Stelle wird angemerkt, dass die gezeigte Form im Sinne der Erfindung nur eine geringe Abweichung von der Quaderform darstellt und sich die oben genannte technische Lehre auch auf die erwähnten Subflächen bezieht. Das heißt, der dritte externe Anschluss 13 kann auf jede der Subflächen der Quaderflächen A, B1 und B2 angeordnet sein. Entsprechendes gilt auch für das in 3 dargestellte Schaltgerät 1, das ebenfalls nur geringfügig von der Quaderform abweicht.
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Abschließend wird angemerkt, dass das Schaltgerät 1 respektive dessen Bauteile nicht notwendigerweise maßstäblich dargestellt ist und dieses daher auch andere Proportionen aufweisen kann. Weiterhin kann das Schaltgerät 1 auch mehr oder weniger Bauteile als dargestellt umfassen. Schließlich wird angemerkt, dass sich die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung auf beliebige Art und Weise kombinieren lassen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schaltgerät
- 2
- Gehäuse
- 3
- Schaltkontakt
- 4
- erster externer Anschluss
- 5
- erster elektrischer Leiter
- 6
- erster interner Anschluss
- 7
- zweiter externer Anschluss
- 8
- zweiter elektrischer Leiter
- 9
- zweiter interner Anschluss
- 10
- Messeinrichtung
- 11
- Abzweigung
- 12
- dritter interner Anschluss
- 13
- dritter externer Anschluss
- 14
- Betätigungselement für Schaltkontakt
- 15
- Messleitung
- 16
- externer Anschluss Messeinrichtung
- 17
- System
- 18
- erster Verbraucher
- 19
- erste Anschlussleitung
- 20
- zweiter Verbraucher
- 21
- zweite Anschlussleitung
- 22
- Öffnung für erste Anschlussleitung
- 23
- Klemmschraube
- A
- erste Quaderfläche
- B1..B4
- an erste Quaderfläche angrenzende zweite Quaderfläche
- C
- dritte Quaderfläche
- E
- elektrische Energie
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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