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Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerätetragblech, auf einen Schaltschrank mit diesem Gerätetragblech, ein Verfahren zum Herstellen eines bestückten Gerätetragblechs und einem Verfahren zum Herstellen eines Schaltschrankes mit dem bestückten Gerätetragblech.
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Schaltschränke im Bereich des Schaltanlagenbaus werden auch Niederspannungskästen genannt. Diese werden fast ausschließlich manuell mit Bauteilen bestückt und verkabelt. Dieses Vorgehen ist im Allgemeinen sowohl sehr zeitintensiv als auch sehr kostenintensiv.
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Die
DE195 11 648 A1 offenbart ein Verfahren zum Herstellen von Einschüben für Niederspannungs-Schaltanlagen, mit vorbestückbaren Montageplatten.
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Die
WO 2011/128 456 A1 offenbart ein Rohteil, aus dem ein Einschub für einen Schaltschrank gefertigt wird.
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Zusätzlich werden die Bauteile aus Platzgründen nicht nur an der jeweiligen Rückwand des Schaltschrankes befestigt, sondern auch an den Seitenwänden, Decken und Böden. Zusätzlich können weitere Bauteile wie Anzeigegeräte und Betätigungselemente in der Tür vorgesehen sein.
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Die Montage erfolgt heute zumeist mithilfe von Normtragschienen, sogenannten Hutschienen. Die Bauteile, beziehungsweise Geräte, können auf die Hutschienen aufgesteckt werden. Zwischen den mit Bauteilen bestückten Hutschienen können entsprechende Kabelkanäle montiert werden. Im Anschluss an die Bestückung der Hutschienen und die Montage der Kabelkanäle werden die Bauteile gemäß einem vorgegebenen Schaltplan verkabelt beziehungsweise verdrahtet. Die Kabel beziehungsweise Leitungen werden in den Kabelkanälen verlegt. Um Kosten einzusparen, werden zumindest teilweise Bauteile auf vorbestückten Hutschienen angeliefert und verbaut.
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Aufgrund der oben beschriebenen Bauweise und Montage ist eine Automatisierung des Fertigungsprozesses eines Schaltschrankes nur in sehr geringen Ausmaßen oder gar nicht möglich.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die oben beschriebenen Nachteile zu beheben und so eine zumindest teilweise Automatisierung des Fertigungsprozesses von Gerätetragblechen für Schaltschränke und Schaltschränken zu ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche 1 und 7 gelöst.
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In einem Ausführungsbeispiel verfügt das Gerätetragblech für einen Schaltschrank über Teilgerätetragbleche. Die Teilgerätetragbleche umfassen eines oder mehrere von einem Rückwandblech, einem ersten Seitenwandblech, einem zweiten Seitenwandblech, einem Deckenblech und einem Bodenblech. Das Gerätetragblech mit Teilgerätetragblechen ist einstückig ausgeführt oder das Gerätetragblech wird durch Teilgerätetragbleche gebildet und die Teilgerätetragbleche sind zumindest über eines der Teilgerätetragbleche miteinander verbunden, wobei das Gerätetragblech Aussparungen aufweist, die zumindest teilweise ausgebildet sind, Bauteile, wie elektrische Betriebsmittel, Hutschienen und/oder Hutschienen mit elektrischen Betriebsmitteln, aufzunehmen. Die Aussparungen sind zumindest teilweise ausgebildet, eine Verkabelung der Bauteile, wie elektrischen Betriebsmittel und/oder Hutschienen und/oder Hutschienen mit den elektrischen Betriebsmitteln, von der jeweils den Bauteilen, wie elektrischen Betriebsmittel und/oder der Hutschienen und/oder der Hutschienen mit den elektrischen Betriebsmitteln, abgewandten Seite des Gerätetragblechs zu ermöglichen. Die Teilgerätetragbleche weisen an den Stellen, wo die Teilgerätetragbleche in ein anderes Teilgerätetragblech übergehen oder mit einem anderen Teilgerätetragblech verbunden sind, eine Falzung, eine Perforation und/oder ein Verbindungsmittel auf.
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Unter Bauteilen sind hier und im Folgenden neben klassischen elektrischen Bauteilen auch allgemein Bauteile eines Schaltschrankes, wie zum Beispiel Scharniere, Schlösser, Bedienelemente, Anzeigeelemente, und auch elektrische Betriebsmittel, Normtragschienen, sogenannte Hutschienen, Klemmen, Hutschienen mit Klemmen, Hutschienen mit Bauteilen, insbesondere Hutschienen mit elektrischen Betriebsmitteln, zu verstehen. Unter Verkabeln oder Verkabelung oder Verdrahten oder Verdrahtung ist hier und im Folgenden das Herstellen einer Verbindung zu einem Bauteil und/oder die Verbindung zwischen zwei oder mehr Bauteilen mit Verbindungselementen zur Übertragung von Signalen und/oder Energie und/oder Kräften zu verstehen. Dabei sind die Signale, insbesondere elektrische Signale, wie Ströme oder Spannungen, oder mechanische Signale, wie die Übertragung von Bewegungen, oder optische Signale, elektromagnetische Signale oder Energie, insbesondere elektrische oder elektromagnetische Energie und die Kräfte sind insbesondere mechanische Kräfte. Die elektrischen Signale und elektrische Energien werden bevorzugt über elektrische Leitungen, wie Drähte und isolierte Drähte oder Kabel, übertragen. Optische Signale werden bevorzugt über optisch leitende Materialien, wie zum Beispiel Glasfaser übertragen. Für die Übertragung von mechanischen Signalen oder Kräften werden bevorzugte Stangen, Getriebe, Ketten, Schaltketten, Kinematiken oder Bowdenzuge verwendet. Für allgemein elektromagnetische Signale werden für die entsprechenden elektromagnetischen Signale geeignete Leiter wie Hohlleiter, Glasfasern oder andere Leiter verwendet. Verbindungselemente können also die oben aufgeführten Objekte sein.
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Vorteilhaft bei der Verwendung von mit Perforationen und Falzungen versehenen Gerätetragblechen ist, dass diese in einer Ebene automatisch bestückt werden können und erst nach Bestückung und Verkabelung oder Verdrahtung zu einem Kasten gebogen werden brauchen. Eine alternative Ausführungsform beinhaltet vorteilhafterweise, dass das Gerätetragblech aus Teilgerätetragblechen zusammengesetzt wird, wobei die Teilgerätetragbleche bevorzugter weise eine ebene Form aufweisen und so einzeln automatisch bestückbar sind.
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Auch vorteilhaft ist es, dass die Aussparungen eine Verkabelung und/oder Verdrahtung zulassen, die von der den Bauteilen abgewandten Seite, also der Rückseite des Gerätetragblecheserfolgt, so dass Kabelkanäle auf der Seite des Gerätetragbleches vermieden oder teilweise vermieden werden, auf der die Bauteile angeordnet sind. Auch dies ermöglicht eine Automatisierung des Verkabelungs- und/oder Verdrahtungsprozesses und damit der gesamten Fertigung. Dabei können die Anschlüsse der Bauteile sich sowohl in Richtung der jeweiligen Aussparung erstrecken oder aber sich in eine beliebige anderen Richtung erstrecken, so dass entweder eine Verkabelung und/oder Verdrahtung vollständig von der Rückseite des Gerätetragblechs erfolgen kann, oder die Verkabelung und/oder Verdrahtung durch zumindest teilweises Anschließen der Bauteile auf der Gerätetragblechseite mit den Bauteilen erfolgen kann und die Verkabelung und/oder Verdrahtung zumindest teilweise durch die Aussparungen auf die Rückseite des Gerätebleches geführt werden kann. Dadurch wird auch erreicht, dass keine oder zumindest weniger Kabel in dem Raum geführt werden (insbesondere in Kabelkanälen geführt werden) der durch die mit Bauteilen bestückten Seiten des Gerätetragbleches im zum Schaltschrank geformten Zustand aufgespannt wird. Die Aussparungen weisen also je nach Zweck zwei oder mehr Ausgestaltungen auf, zumindest eine zum Aufnehmen und/oder Befestigen von Bauteilen und zumindest eine zum Führen von Verkabelungen, Verdrahtungen und/oder Verbindungselementen von der Seite des Gerätetragblechs, auf der die Bauteile sind oder vorsehbar sind, zu der Seite des Gerätetragblechs, die der Seite mit den Bauteilen oder vorgesehenen Bauteilen abgewandt ist.
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Für die Aussparungen, durch die Verkabelungen, Verdrahtungen und/oder Verbindungselemente geführt werden, wird eine rechteckige oder ovale Form bevorzugt.
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Die Aussparungen sind bevorzugt durch Stanzen, Fräsen oder Bohren erzeugt.
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Auch wird bevorzugt, dass das mindestens eine Teilgerätetragblech mit einem anderen Teilgerätetragblech über ein Verbindungsmittel wie Schrauben, Nieten, Scharnieren, Kleben, Löten, Schweißen, Verzahnen, Klemmen verbunden ist, wenn das Gerätetragblech nicht einstückig ausgeführt ist.
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Weiter wird bevorzugt, dass zwei oder mehr Teilgerätetragbleche mit einem Rahmen derart verbunden sind, dass das Gerätetragblech eine nach mindestens einer Seite teilweise offene Kastenstruktur bildet. Neben der Seite, die die Frontseite mit einem Zugang zu der mit den Bauteilen bestückten Seite des Gerätetragbleches bildet, sind also auch Öffnungen für zum Beispiel seitliche oder rückwärtige Zugänge zusätzlich oder alternativ möglich.
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Der Rahmen kann dabei als separates Element ausgeführt sein oder durch Teilrahmen gebildet sein, die durch Biegen und/oder Umformen von Teilen der Teilgerätebleche gebildet sind. Im letzteren Fall ist unter dem Verbinden zu verstehen, dass der Rahmen durch Verbinden der Teilrahmen gebildet worden ist und die Teilgerätebleche mit dem Rahmen durch das Verbinden der Teilrahmen verbunden worden ist.
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Bevorzugt wird auch, dass das Gerätetragblech mit einem oder mehreren Bauteilen bestückt ist und zumindest ein Teil der einen oder mehreren Bauteile durch die Aussparungen von der den Bauteilen abgewandten Seite des Gerätetragblechs verkabelt und/oder verdrahtet sind. Das heißt, die Kabel, Drähte oder Verbindungselemente werden mit dem jeweiligen Bauteil verbunden und dann durch eine Aussparung auf die dem Bauteil abgewandte Seite des Gerätetrageblechs gelegt und auch auf dieser Seite geführt.
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Auch wird bevorzugt, dass das Gerätetragblech mit und/oder über den Rahmen mit einem äußeren Kasten verbunden wird und so einen nach zu mindestens einer Seite teilweise offenen Schaltschrank bildet. Dabei trägt das Gerätetragblech bevorzugt sämtliche elektrischen Betriebsmittel oder zumindest sämtliche elektrischen Betriebsmittel, die nicht an der Tür, Klappe, Luke und/oder Verschlusselement des Schaltschrankes vorgesehen sind. Durch diesen Aufbau werden die Verkabelung und/oder Verdrahtung und/oder Verbindungselemente im Raum zwischen dem Gerätetragblech und dem äußeren Kasten geführt, wodurch vollständig oder teilweise auf die Verwendung von Kabelkanälen verzichtet werden kann, was eine automatische Bestückung und Verkabelung und/oder Verdrahtung weiter ermöglicht.
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Weiter wird bevorzugt, dass die zumindest eine teilweise offene Seite des Schaltschrankes durch ein Verschlussmittel verschließbar ist.
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Auch wird bevorzugt, dass das Verschlussmittel eine Tür, eine Luke, eine Klappe oder ein Verschlussblech ist.
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Weiter bevorzugt wird, dass die Verschlussmittel am Rahmen beweglich oder unbeweglich befestigt sind.
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Ein Ausführungsbeispiel ist ein Verfahren zum Herstellen eines bestückten Gerätetragbleches für einen Schaltschrank, insbesondere eines Niederspannungskastens, wobei ein Gerätetragblech aus Teilgerätetragblechen gebildet wird, und die Teilgerätetragbleche eines oder mehrere von einem Rückwandblech, einem ersten Seitenwandblech, einem zweiten Seitenwandblech, einem Deckenblech und einem Bodenblech umfassen, ein oder mehrere Teilgerätetragbleche mit Aussparungen versehen werden, die Teilgerätetragbleche mit einem oder mehreren Bauteilen, wie elektrischen Betriebsmitteln, Hutschienen und/oder Hutschienen mit elektrischen Betriebsmitteln, bestückt werden, die Teilgerätetragbleche derart in einer Ebene gelagert werden, dass die größeren Ausdehnungen der Teilgerätetragbleche in einer Ebene liegen, zumindest ein Teil der Bauteile in derart verkabelt werden, dass die Verkabelung der Bauteile von der jeweils den Bauteilen abgewandten Seite des Gerätetragblechs erfolgt, und die Kabel der Verkabelung eine Längenzugabe aufweisen, so dass die Kabel sowohl in der Anordnung der Teilgerätetragbleche in der Ebene, als auch in einer Anordnung mit vorbestimmbaren Winkeln zwischen den jeweiligen Teilgerätetragblechen ausreichend lang sind, um eine sichere Verbindung mit den verkabelten Bauteilen zu gewährleisten. Mit diesem Verfahren ist eine automatische oder zumindest teilweise automatische Bestückung möglich, und die Verlegung der Kabel Drähte und/oder Verbindungselemente beim Verkabeln und/oder Verdrahten ist nicht mehr von der Erfahrung dessen abhängig, der die Tätigkeit vornimmt, sondern kann insbesondere auf einer Punkt zu Punkt Verbindung basieren.
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Bevorzugt wird, dass einer, mehrere oder alle Verfahrensschritte zum Herstellen des bestückten Gerätetragbleches automatisiert oder teilautomatisiert ausgeführt werden. Unter Automatisierung ist die Durchführung der Verfahrensschritte von Automaten zu verstehen, unter der teilweisen Automatisierung, dass die Durchführung der Verfahrensschritte zumindest teilweise von Automaten versehen wird.
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Weiter wird bevorzugt, dass die Teilgerätetragbleche derart zueinander angeordnet werden, dass diese zumindest einen Teil des Innenbereichs eines Schaltschrankes bilden. Das heißt, die Seiten der Teilgerätetragbleche, auf denen Bauteile angeordnet sind, bilden zumindest teilweise durch das Anordnen der Teilgerätetragbleche einen Innenraum oder Innenbereich des späteren Schaltschrankes. Zur Bildung des Innenbereichs können Weiter auch Verschlussmittel beitragen.
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Auch wird ein Verfahren zum Herstellen eines Schaltschrankes mit einem bestückten Gerätetragblech wie oben beschrieben bevorzugt, wobei das Gerätetragblech mit Teilgerätetragblechen einstückig ausgeführt ist und zumindest ein Teil des Innenbereichs des Schaltschrankes durch Biegen der Teilgerätetragbleche zueinander gebildet werden, und/oder das Gerätetragblech durch einzelne Teilgerätetragbleche gebildet wird und die einzelnen Teilgerätetragbleche zumindest über eines der Teilgerätetragbleche miteinander verbunden werden und so zumindest einen Teil des Innenbereichs des Schaltschrankes bilden. Mit anderen Worten, das Bilden des Innenbereiches kann durch zum Beispiel Biegen einiger oder aller Teilgerätetragbleche relativ zueinander, bevorzugt in vorgegebenen Winkeln, oder durch Verbinden von einigen oder allen Teilgeräteblechen, bevorzugt in vorgegebenen Winkeln, miteinander erfolgen. Die oben angeführten Verbindungsmittel sind auch hier mögliche Mittel.
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Bevorzugt wird auch, dass zwei oder mehr Teilgerätetragbleche mit einem Rahmen derart verbunden werden, dass das Gerätetragblech eine nach mindestens einer Seite teilweise offene Kastenstruktur bildet. „Zumindest teilweise offen“ ist in dieser Schrift so zu verstehen, dass die gesamte Seite offen sein kann, oder aber die Seite teilweise durch Elemente wie den Rahmen oder andere Strukturen, wie Trag- oder Stützstrukturen zumindest teilweise verschlossen sein kann. Die offene oder teilweise offene Seite kann durch bewegliche oder unbewegliche Teile zu einem späteren Zeitpunkt verschlossen werden.
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Weiter wird bevorzugt, dass das Gerätetragblech mit und/oder über den Rahmen mit einem äußeren Kasten verbunden wird und so einen nach zu mindestens einer Seite teilweise offenen Schaltschrank bildet. Der zumindest nach einer Seite offene Schaltschrank kann durch bewegliche oder unbewegliche Teile verschlossen werden.
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Auch wird bevorzugt, dass die zumindest eine teilweise offene Seite des Schaltschrankes mit einem Verschlussmittel versehen wird. Verschlussmittel können dabei bevorzugt eine Tür, eine Luke, eine Klappe oder ein Verschlussblech sein.
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Für die Aussparungen, durch die Verkabelungen, Verdrahtungen und/oder Verbindungselemente geführt werden, wird eine rechteckige oder ovale Form bevorzugt.
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Die Aussparungen werden bevorzugt durch Stanzen, Fräsen oder Bohren erzeugt.
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Besonders bevorzugt werden die Aussparungen vor dem Anordnen der Teilgerätetragbleche zu zumindest einem Teil des Innenbereichs eines Schaltschrankes erzeugt.
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Bevorzugt wird, dass bei den beschriebenen Verfahren die Bestückung des Gerätetragbleches vor dem Anordnen der Teilgerätetragbleche zu zumindest einem Teil des Innenbereichs eines Schaltschrankes erfolgt.
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Weiter wird bevorzugt, dass das Verkabeln und/oder Verdrahten und/oder Verbinden der Bauteile nach dem Bestücken des Gerätetragbleches und vor dem Anordnen der Teilgerätetragbleche zu zumindest einen Teil des Innenbereichs eines Schaltschrankes erfolgt.
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Das Verbinden eines oder mehrerer Teilgerätetragbleche mit dem Rahmen erfolgt bevorzugterweise nach dem Anordnen der Teilgerätetragbleche zu zumindest einen Teil des Innenbereichs eines Schaltschrankes. Allerdings kann der Prozess des Anordnens und des mit dem Rahmen Verbindens auch in einem sich abwechselnden Prozess erfolgen, so dass erst ein Teilgerätetragblech angeordnet wird, dieses dann mit dem Rahmen verbunden wird, dann ein weiteres Teilgerätetragblech angeordnet wird und dieses dann mit dem Rahmen verbunden wird und so weiter. Auch kann der Rahmen aus den Teilgeräteblechen durch zum Beispiel Umbiegen oder Umformen der Teilgerätebleche erfolgen. Dann ist das Verbinden des Rahmens mit den Teilgeräteblechen zu verstehen als ein Verbinden der Rahmenelemente der Teilgerätebleche zu einem Rahmen oder Teilrahmen.
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Bevorzugt werden am Rahmen die Verschlussmittel wie Tür, Klappe, Luke oder Verschlussblech, beweglich oder unbeweglich befestigt.
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Im Folgenden wird der Erfindungsgegenstand anhand von einzelnen Abbildungen und Figuren näher erläutert:
- 1: Gerätetragblech ohne Hutschienen in einer ebenen Anordnung.
- 2: Gerätetragblech mit Hutschienen und Klemmen vorbestückt in einer ebenen Anordnung.
- 3: Gerätetragblech mit Bauteilen bestückten Hutschienen in einer ebenen Anordnung.
- 4: Zu einem zu einer Seite offenen Kasten gebogenes Gerätetragblech.
- 5: Zum Kasten gebogenes Gerätetragblech mit Frontrahmen.
- 6: Gebogenes Gerätetragblech mit Frontrahmen in einem äußeren Kasten.
- 7: Rückseite eines ebenen Gerätetragblechs mit Punkt-zu-Punkt-Verkabelung bzw. -Verdrahtung.
- 8: Vorderseite eines Gerätetragblechs mit Punkt-zu-Punkt-Verkabelung bzw. -Verdrahtung.
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Die 1 zeigt ein ebenes Gerätetragblech 1, bestehend aus Teilgerätetragblechen, erstem Seitenwandblech 11, zweitem Seitenwandblech 12, Deckenblech 13, Bodenblech 14 und Rückwandblech 10. In den Bereichen, in denen das Gerätetragblech später gebogen wird, sind entweder Perforationen 17 oder Falzungen 16 vorhanden. Das Gerätetragblech befindet sich in der 1 in einer ebenen Lagerung, in der die größeren Ausdehnungen der Teilgerätetragbleche in der durch die Koordinaten 18 und 19 aufgespannten Ebene liegen. Mit anderen Worten, das Gerätetragblech mit seinen Teilgerätetragblechen ist in der 1 nicht gefaltet und liegt so in einer Ebene.
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Das Gerätetragblech 1 weist Aussparungen 15 auf, die Bauteile wie elektrische Betriebsmittel, Hutschienen, Hutschienen mit elektrischen Betriebsmitteln, Hutschienen mit Klemmen und/oder Klemmen aufnehmen können, oder durch die die Verkabelung oder Verdrahtung von Bauteilen vorgenommen werden können.
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Die 2 zeigt ein ebenes Gerätetragblech 1, das mit Hutschienen 21 auf dem Rückwandblech 10 bestückt ist. Das Deckenblech 13, das Bodenblech 14, das erste Seitenwandblech 11 und das zweite Seitenwandblech 12 sind mit mit Klemmen 22 vorkonfektionierten Hutschienen bestückt.
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Die 3 zeigt eine dreidimensionale Ansicht des ebenen Gerätetragblechs 1, wobei die Hutschienen 21 mit Bauteilen oder elektrischen Betriebsmitteln 31 bestückt sind.
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Die 4 zeigt ein zu einem Kasten gebogenes Gerätetragblech 1. Das Gerätetragblech 1 ist mit mit Klemmen 22 vorkonfektionierten Hutschienen und mit auf Hutschienen angebrachten Bauteilen oder elektrischen Betriebsmitteln 31 bestückt. Um den in der Figur gezeigten Kasten zu formen, wurden die Teilgerätetragbleche des Gerätetragblechs 1 um jeweils 90° zu dem Rückwandblech 10 gebogen.
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Die 5 zeigt ein zu einem Kasten gebogenes Gerätetragblech 1 mit einem Frontrahmen 51. Der Frontrahmen 51 wird dabei mit dem ersten Seitenwandblech 11 und dem zweiten Seitenwandblech 12 und dem Bodenblech 14 und dem Deckenblech 13 verbunden. Erkennbar sind auch die mit Klemmen vorkonfektionierten Hutschienen 22 auf dem ersten Seitenwandblech 11 und die auf Hutschienen montierten Bauteile oder elektrischen Betriebsmittel 31 auf dem Rückwandblech 10.
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Die 6 zeigt das gebogene und bestückte Gerätetragblech 1 mit dem Frontrahmen 51 und einem äußeren Kasten 61. Die Verkabelung oder Verdrahtung befindet sich bei einem solchen Aufbau zwischen den Teilgerätetragblechen des Gerätetragblechs 1 und dem äußeren Kasten 61.
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Die 7 zeigt die Rückseite des noch ebenen Gerätetragblechs 1 mit einer Punkt-zu-Punkt-Verkabelung oder - Verdrahtung 71.
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Die 8 zeigt auf der Vorderseite eines Geräteblechs 1 angeordnete elektrische Betriebsmittel oder Bauteile 31, die mittels Verdrahtung 71 angeschlossen sind und die Verdrahtung durch Aussparungen 15 erfolgt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gerätetragblech
- 10
- Rückwandblech
- 11
- erste Seitenwand
- 12
- zweite Seitenwand
- 13
- Deckenblech
- 14
- Bodenblech
- 15
- Aussparungen
- 16
- Falzung
- 17
- Perforation
- 18, 19
- Koordinaten der größeren Ausdehnung der Teilgerätetragbleche
- 21
- Hutschienen, Normtragschienen
- 22
- mit Klemmen vorkonfektionierte Hutschienen
- 31
- Bauteile oder elektrische Betriebsmittel
- 51
- Rahmen
- 61
- äußerer Kasten des Schaltschrankes
- 71
- Verdrahtung, Verkabelung und/oder Verbindungselemente
