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Die Erfindung betrifft eine Niederspannungsunterverteilung für die Gebäudeinstallation.
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Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Unterverteilungen werden zunächst die einzelnen Schutzorgane, insbesondere Leitungsschutzschalter, Fehlerstromschutzschalter und dergleichen, ausgewählt. Anschließend werden diese beispielsweise auf Hutschienen aufgesteckt. Im Folgenden wird die Hauptzuleitung im Verteilergehäuse auf einen Klemmblock geführt und von dort aus werden die verschiedenen Betriebsmittel manuell verdrahtet.
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Dieses Vorgehen ist zeitintensiv, erfordert hohes Fachwissen und beinhaltet erhebliche Fehlerquellen, da gerade im Bereich der Unterverteilung eine Vielzahl VDE-Vorschriften zu beachten sind, die regelmäßigen Neuerungen unterliegen.
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Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Niederspannungsunterverteilung für die Gebäudeinstallation der eingangs beschriebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass sie zum einen möglichst zeitoptimiert und damit kostenoptimiert in der Handhabung ist und im Übrigen die Fehlervermeidung bei der Installation unterstützt.
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Diese Aufgabe wird durch eine Niederspannungsunterverteilung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche betreffen jeweils vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
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Demgemäß ist vorgesehen, dass die Niederspannungsunterverteilung einen Träger und ein auf einer Trägerplatte des Trägers lösbar montiertes Steckmodul aufweist. Das Steckmodul weist eine Mehrzahl Schutzorgane auf und der Träger eine Mehrzahl erster Leiteranschlussklemmen für den Netzanschluss, eine Mehrzahl zweiter Leiteranschlussklemmen für den Betriebsmittelanschluss und für jede der Leiteranschlussklemmen einen elektrischen Kontakt auf der Trägerplatte. Jeder der Kontakte ist mit jeweils einer der Leiteranschlussklemmen elektrisch verbunden. Das Steckmodul weist eine Anschlussseite auf, über die das Steckmodul auf der Trägerplatte aufliegt und mit Gegenkontakten die Kontakte auf der Trägerplatte elektrisch kontaktiert. Die Schutzorgane sind an die Gegenkontakte elektrisch angeschlossen.
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Die beschriebene Niederspannungsunterverteilung ermöglicht somit die Einsparung einer Vielzahl der zuvor beschriebenen Arbeitsschritte bei der Gebäudeinstallation. Anstatt die einzelnen Betriebsmittel aufwendig manuell mit flexiblen Leitungen zu verdrahten, werden sämtliche Verbindungen durch das lösbar mit dem Träger verbundene Steckmodul bereitgestellt. Das Steckmodul kann automatisiert hergestellt werden und ist daher vor Fehlverdrahtungen geschützt.
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Die Schutzorgane können einen Hauptschalter, mindestens eine dreipolige Sicherung (beispielsweise für den Elektroherdanschluss), eine Mehrzahl einpoliger Sicherungen sowie mindestens einen Fehlerstromschutzschalter umfassen, wobei vorzugsweise insbesondere eine beliebige Kombination der zuvor genannten Schutzorgane in einem Steckmodul der eingangs beschriebenen Art kombiniert sind. So kann beispielsweise vermieden werden, dass eine ausreichende Zahl Fehlerstromschutzschalter vorgesehen ist, oder dass die Elektroherdabsicherung fälschlicherweise über eine einpolige Sicherung erfolgt.
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Die beschriebene Niederspannungsunterverteilung eignet sich grundsätzlich für eine beliebige Art der Montage, insbesondere für die Unterputzmontage, die Aufputzmontage und die Hohlwandmontage. Um diesbezüglich größtmögliche Flexibilität zu erreichen, kann vorgesehen sein, dass die Niederspannungsunterverteilung Befestigungsmittel aufweist, die die Montage der Niederspannungsunterverteilung in Verteilergehäusen beliebiger Hersteller erlaubt. So ist es beispielsweise möglich, dass die Trägerplatte an ihrer von dem Steckmodul abgewandten Seite mindestens ein Befestigungsmittel für die Montage des Trägers auf einer Hutschiene aufweist.
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Die Anschlussseite des Steckmoduls kann von einem Leiterbahnenträger, der eine Mehrzahl voneinander elektrisch isolierter Leiterbahnen aufweist, insbesondere von einer Leiterplatine gebildet sein, wobei an dem Leiterbahnenträger die Schutzorgane auf einer ersten von zwei gegenüber liegenden Seiten montiert und mit Leiterbahnen des Leiterbahnenträgers elektrisch kontaktiert sind.
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Das Steckmodul kann mit einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite auf der Trägerplatte aufliegen, wobei auf der zweiten Seite die Gegenkontakte angeordnet sind.
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Das Steckmodul kann ein Gehäuse aufweisen, welches eine benutzerfreundliche Oberfläche aufweist. Dadurch kann erreicht werden, dass im Fehlerfall der betroffene Endstromkreis beziehungsweise Fehlerstromkreis zu erkennen ist und nach Behebung des Fehlers wieder zugeschaltet werden kann. Es kann weiterhin sichergestellt werden, dass für Wartungs-, Erweiterungs- und Reparaturarbeiten einzelne Endstrom- oder Fehlerstromkreise abgeschaltet werden können. So kann die Unterverteilung eine eindeutige Kennzeichnung der einzelnen Schutzorgane aufweisen. Es kann eine Beschriftung der Schalter der Schutzorgane entsprechend der Bezeichnungen der an den zugeordneten Klemmen für den Betriebsmittelanschluss anzuschließenden Betriebsmittel vorgesehen sein. Das Gehäuse kann im Bereich der Schalter der Schutzorgane entsprechende Aussparungen aufweisen, um diese bedienen zu können. Es ist weiterhin eine Ausführungsform vorgesehen, die eine optische Ausgabe, beispielsweise einen LCD-Bildschirm aufweist, auf dem der jeweilige Fehler, beispielsweise jedoch auch ein Stromverbrauch einzelner Endstromkreise und weitere technische Informationen angezeigt sind.
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Das Steckmodul kann mit einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite auf der Trägerplatte aufliegen, wobei auf der zweiten Seite die Gegenkontakte angeordnet sind.
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Die Kontakte können als Kontaktstifte und die Gegenkontakte als Kotakthülsen oder als Durchkontaktierungen durch den Leiterbahnenträger, insbesondere die Leiterplatine ausgebildet sein.
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Weiterhin kann mindestens eines der Schutzorgane eine ein- oder mehrpolige Sicherung, ein Überspannungsschutz, oder ein Fehlerstromschutzschalter sein. Die Niederspannungsunterverteilung kann weiterhin einen Hauptschalter aufweisen, der dazu eingerichtet ist, eine Verbindungsleitung zwischen mindestens einer der ersten Leiteranschlussklemmen für den Netzanschluss und dem jeweiligen elektrischen Kontakt auf der Trägerplatte wahlweise zu unterbrechen.
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Der Hauptschalter kann eine Betätigungssicherung aufweisen, die dazu eingerichtet ist, ein Verstellen des Hauptschalters von einer hochohmigen Schalterstellung in eine niederohmige Schalterstellung nur dann zuzulassen, wenn das Steckmodul auf der Trägerplatte aufliegt.
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Das Steckmodul kann an seiner Auflageseite, über die das Steckmodul auf der Trägerplatte aufliegt, mindestens einen Vorsprung aufweisen, der bei auf der Trägerplatte aufgesetztem Steckmodul eine Arretierung des Hauptschalters, über die der Hauptschalter in der hochohmigen Schalterstellung gehalten ist, vorspannt und damit die Arretierung freigibt.
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Die ersten Leiteranschlussklemmen können in einer ersten Reihe Leiteranschlussklemmen und die zweiten Leiteranschlussklemmen können in einer zweiten Reihe Leiteranschlussklemmen angeordnet sein, so dass zwischen den beiden Reihen eine Aufnahme für das Steckmodul ausgebildet ist, in der die Kontakte angeordnet sind.
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Der Leiterbahnenträger, insbesondere die Leiterplatine der Niederspannungsunterverteilung kann den folgenden Schichtaufbau aufweisen:
- a. eine erste Isolatorschicht
- b. eine erste Leiterschicht auf der ersten Isolatorschicht, die Leiterbahnen für einen Erdungsstromkreis aufweist;
- c. eine zweite Isolatorschicht auf der ersten Leiterschicht;
- d. eine zweite Leiterschicht auf der zweiten Isolatorschicht, die Leiterbahnen für einen Neutralleiterstromkreis aufweist
- e. eine dritte Isolatorschicht auf der zweiten Leiterschicht;
- f. eine dritte Leiterschicht auf der dritten Isolatorschicht, die Leiterbahnen für einen Phasenleiter aufweist;
- g. eine vierte Isolatorschicht auf der dritten Leiterschicht.
Zwischen der dritten Leiterschicht und der vierten Isolatorschicht können abwechselnd zwei weitere Isolatorschichten und zwei weitere Leiterschichten, die jeweils weitere Leiterbahnen für jeweils einen weiteren Phasenleiter aufweisen, angeordnet sein.
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Der Leiterbahnenträger, insbesondere die Leiterplatine, kann an seiner von der Trägerplatte abgewandten Seite, über welche die Schutzorgane auf dem Leiterbahnenträger montiert sind, Aussparungen durch die Isolatorschichten aufweisen, welche die Kontakte der Leiterbahnen freilegen.
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Das Steckmodul kann ein Gehäuse aufweisen, bei dem die Anschlussseite eine Außenseite des Gehäuses ist. Auf einer gegenüberliegenden Außenseite des Gehäuses, welche eine Stirnseite des Gehäuses bei auf dem Träger montierten Steckmodul sein kann, kann mindestens ein Betätigungsfenster vorgesehen sein, durch welches hindurch auf einen Schalter eines Schutzorgans im Inneren des Gehäuses zugegriffen werden kann.
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Die Trägerplatte kann eine Kunststoffplatte sein, auf der als Leiteranschlussklemmen Reihenklemmen montiert sind. Beispielsweise können an einem unteren Rand der Trägerplatte Hauptzugangsleitungsklemmen (L1, N und PE) angeordnet sein. Diese können nebeneinander angeordnet sein, wobei oberhalb jeder Klemme der zugeordnete elektrische Kontakt in Form eines Kupferzapfens ausgebildet sein kann. Der Kupferzapfen ist mit der Klemme elektrisch leitend verbunden und kann beispielsweise eine Strombelastbarkeit von mindestens 63 A aufweisen. Die Leiteranschlussklemmen können farbig gekennzeichnet sein, so dass das Auflegen der Hauptzuleitungen deutlich vereinfacht wird. Zu dem unteren Rand der Trägerplatte kann ein Freiraum bereitgestellt sein, um das problemlose Biegen der Adern zu ermöglichen.
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An dem gegenüberliegenden, oberen Rand der Trägerplatte können die als Abgangsklemmen für den Betriebsmittelanschluss vorgesehenen Leiteranschlussklemmen angeordnet sein. Unterhalb dieser Klemmen können wiederum zugehörige und elektrisch leitend verbundene Kupferzapfen, welche die Gegenkontakte bilden, angeordnet sein. Diese können beispielsweise eine Strombelastbarkeit von mindestens 16 A aufweisen. Für bestimmte Anwendungen, beispielsweise für den Anschluss von Durchlauferhitzern, kann die Strombelastbarkeit der Zapfen auf beispielsweise 32 A erhöht werden.
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Auch die Abgangsklemmen können nebeneinander angeordnet sein, weil eine Vielzahl Abgangsklemmen nach dem Muster L1-N-PE aufeinanderfolgend angeordnet sein können. Auch diese Klemmen können farblich gekennzeichnet und als Steckklemmen ausgebildet sein. Es wäre sogar denkbar, eine Beschriftung in dem Raum oberhalb der Trägerplatte vorzusehen (zum Beispiel „Wohnzimmer“, „E-Herd“ usw.), um die Belegung noch eindeutiger und verwechslungssicherer zu machen. Neben den Leiteranschlussklemmen für den Netzanschluss kann ein Hauptschalter angeordnet sein. Dieser kann eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den Leiteranschlussklemmen und den jeweils zugeordneten Kontakten (Kupferzapfen) unterbrechen. Der Hauptschalter kann dazu eingerichtet sein, sich nur dann in den niederohmigen EIN-Zustand schalten zu lassen, wenn das Steckmodul vollständig auf die Trägerplatte aufgesetzt ist. So wird eine hohe Fingersicherheit der Niederspannungsunterverteilung gewährleistet und ein spannungsfreies Austauschen des Steckmoduls ermöglicht. Dazu kann vorgesehen sein, dass das Modul an seiner Unterseite zwei Vorsprünge aufweist, die in der Trägerplatte eine Arretierung des Hauptschalters betätigen und den Hauptschalter damit freigeben.
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Das Steckmodul kann als Schutzorgane mindestens einen Fehlerstrom-Schutzschalter (FI-Schalter) und eine Mehrzahl diesem nachgeschaltete Leitungsschutzschalter, etwa drei oder acht Leitungsschutzschalter, aufweisen. Sämtliche Schutzorgane sind mithilfe des Steckmoduls zu einem einzigen Bauteil zusammengefasst, was die Niederspannungsunterverteilung sehr servicefreundlich macht.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand der nachstehenden Figuren erläutert. Dabei zeigt:
- 1 eine beispielhafte Ausführungsform eines Trägers;
- 2 ein beispielhaftes Schaltbild eines Steckmoduls; und
- 3 eine Querschnittsansicht einer beispielhaften Ausführungsform einer Niederspannungsunterverteilung.
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In 1 ist der Träger 1 in der Sicht auf seine Vorderseite gezeigt, das heißt auf diejenige Seite der Trägerplatte 2, auf welcher das Steckmodul 3 (nicht dargestellt) zur Montage vorgesehen ist, und auf welcher Seite die ersten Leiteranschlussklemmen 5 für den Netzanschluss und die zweiten Seitenanschlussklemmen 6 für den Betriebsmittelanschluss angeordnet sind.
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Die Trägerplatte 2 kann beispielsweise aus einem Kunststoffmaterial hergestellt sein, insbesondere aus einem Isolatormaterial. In einem Freiraum zwischen den ersten Leiteranschlussklemmen 5 und den zweiten Leiteranschlussklemmen 6 sind elektrische Kontakte 7 angeordnet, von denen jeder jeweils einer der Leiteranschlussklemmen 5, 6 beigeordnet ist, insbesondere in Richtung des Freiraums zwischen den Leiteranschlussklemmen 5, 6 der jeweiligen Leiteranschlussklemme 5, 6 vorgelagert ist. Die Kontakte 7 sind als Kupferzapfen ausgebildet, welche sich senkrecht zu der von der Trägerplatte 2 gebildeten Montageebene, das heißt senkrecht zur Zeichnungsebene erstrecken. Ein beispielhaftes Modul 3 sowie ein Schaltbild für die Verschaltung der in dem Steckmodul 3 angeordneten Schutzorgane 4 sind in 2 dargestellt. Das Steckmodul 3 weist an seiner der Trägerplatte 2 zugewandten Anschlussseite 8 die Gegenkontakte 9 auf, welche als Kontakthülsen oder Durchkontaktierungen durch die Leiterplatine 10 ausgebildet sein können und welche im Zuge des Aufsetzens des Steckmoduls 3 auf die Trägerplatte 2 mit den als Kupferzapfen ausgebildeten elektrischen Kontakten 7 der Trägerplatte 2 in elektrische Verbindung gebracht werden. An den gegenüberliegenden Endseiten der Trägerplatte 2 sind die Leiteranschlussklemmen 5 für den Netzanschluss und die Leiteranschlussklemmen 6 für den Betriebsmittelanschluss vorgesehen, die über Drähte 100, 200 kontaktiert werden können. Dazu können die Leiteranschlussklemmen als Steckklemmen ausgebildet sein.
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Die Leiterplatine 10 kann einen Schichtaufbau aufweisen, der eine Vielzahl Isolatorschichten mit dazwischen liegende Leiterschichten aufweist, wobei jedem der in 2 gezeigten Stromkreise eine separate Leiterschicht zugeordnet ist, so dass die Einzelstromkreise in der Leiterplatine 10 effektiv elektrisch voneinander isoliert sind.
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Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Träger
- 2
- Trägerplatte
- 3
- Steckmodul
- 4
- Schutzorgan
- 5
- Erste Leiteranschlussklemme
- 6
- Zweite Leiteranschlussklemme
- 7
- Elektrischer Kontakt
- 8
- Anschlussseite
- 9
- Gegenkontakt
- 10
- Leiterbahnenträger/Leiterplatine
- 11
- Leiterbahn
- 12
- Befestigungsmittel
- 100
- Betriebsmittelanschlussleitung
- 200
- Netzanschlussleitung
