DE102021208518A1 - Insulated housing and low-voltage protective switching device - Google Patents

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Andreas Mundt
Gerald Nörl
Ye Zhang
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Abstract

Das erfindungsgemäße Isolierstoffgehäuse (10) für ein modular aufgebautes, mehrpoliges Niederspannungs-Schutzschaltgerät (1) weist eine Frontseite (11), eine der Frontseite (11) gegenüberliegend angeordnete Befestigungsseite (12), sowie die Front- und die Befestigungsseite (11, 12) verbindende Schmal- und Breitseiten (13-1, 13-2, 14-1, 14-2) auf. Weiterhin weist das Isolierstoffgehäuse (10) einen ersten Funktionsbereich (20) sowie einem zweiten Funktionsbereich (30) auf, welche bei einer Breite (B) von nur einer Teilungseinheit nebeneinander angeordnet sind und sich jeweils von der einen zur gegenüberliegenden anderen Schmalseite (13-1, 13-2) erstrecken, wobei jeder der beiden Funktionsbereiche (20, 30) einen schmalen und einen breiten Teilbereich (21, 31, 22, 32) aufweist. Ferner weist das Isolierstoffgehäuse (10) eine Einschuböffnung (15) auf, welche sich von der einen zur anderen Breitseite (14-1, 14-2) erstreckt, wodurch ein Einbauraum (16) gebildet ist, welcher bei einer Kombination mit einem weiteren Isolierstoffgehäuse (10') als modulübergreifender Einbauraum (16, 16') zur Aufnahme einer modulübergreifenden Funktionsbaugruppe vorgesehen ist. Über die Einschuböffnung (15) können großvolumige Komponenten des Niederspannungs-Schutzschaltgerätes (1) auf einfache Art und Weise nachträglich montiert werden, ohne dass hierzu das Isolierstoffgehäuse (10) geöffnet werden muss.The insulating housing (10) according to the invention for a modular, multi-pole low-voltage protective switching device (1) has a front side (11), a fastening side (12) arranged opposite the front side (11), and the front and fastening sides (11, 12) connecting narrow and broad sides (13-1, 13-2, 14-1, 14-2). Furthermore, the insulating material housing (10) has a first functional area (20) and a second functional area (30), which are arranged next to one another with a width (B) of only one pitch unit and each extend from one narrow side to the opposite narrow side (13-1 , 13-2), each of the two functional areas (20, 30) having a narrow and a wide partial area (21, 31, 22, 32). Furthermore, the insulating material housing (10) has an insertion opening (15) which extends from one broad side (14-1, 14-2) to the other, whereby an installation space (16) is formed which, when combined with another insulating material housing (10') is provided as a cross-module installation space (16, 16') for accommodating a cross-module functional assembly. Large-volume components of the low-voltage protective switching device (1) can easily be retrofitted via the insertion opening (15) without the insulating housing (10) having to be opened for this purpose.

Description

Die Erfindung betrifft ein Isolierstoffgehäuse für ein modular aufgebautes, mehrpoliges Niederspannungs-Schutzschaltgerät, aufweisend eine Frontseite, eine der Frontseite gegenüberliegend angeordnete Befestigungsseite, sowie die Front- und die Befestigungsseite verbindende Schmal- und Breitseiten, wobei das Isolierstoffgehäuse in Schmalbauweise ausgeführt ist und einen ersten und einen zweiten Funktionsbereich aufweist, welche bei einer Breite von nur einer Teilungseinheit nebeneinander angeordnet sind und sich jeweils von der einen zur gegenüberliegenden anderen Schmalseite erstrecken, wobei jeder der beiden Funktionsbereiche einen breiten und einen schmalen Teilbereich aufweist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Niederspannungs-Schutzschaltgerät, welches zumindest zwei nebeneinander angeordnete Module mit jeweils einem erfindungsgemäß gebildeten Isolierstoffgehäuse aufweist.The invention relates to an insulating material housing for a modular, multi-pole low-voltage protective switching device, having a front side, a fastening side arranged opposite the front side, and narrow and broad sides connecting the front and the fastening side, the insulating material housing being designed in a narrow design and having a first and has a second functional area, which are arranged next to one another with a width of only one pitch unit and each extend from one narrow side to the opposite narrow side, each of the two functional areas having a wide and a narrow partial area. Furthermore, the invention relates to a low-voltage protective switching device, which has at least two modules arranged next to one another, each with an insulating material housing formed according to the invention.

Elektromechanische Schutzschaltgeräte - beispielsweise Leistungsschalter, Leitungsschutzschalter, Fehlerstromschutzschalter sowie Lichtbogen- bzw. Brandschutzschalter - dienen der Überwachung sowie der Absicherung eines elektrischen Stromkreises und werden insbesondere als Schalt- und Sicherheitselemente in elektrischen Energieversorgungs- und Verteilnetzen eingesetzt. Zur Überwachung und Absicherung des elektrischen Stromkreises wird das Schutzschaltgerät über zwei oder mehrere Anschlussklemmen mit einer elektrischen Leitung des zu überwachenden Stromkreises elektrisch leitend verbunden, um bei Bedarf den elektrischen Strom in der jeweiligen überwachten Leitung zu unterbrechen. Das Schutzschaltgerät weist hierzu zumindest einen Schaltkontakt auf, der bei Auftreten eines vordefinierten Zustandes - beispielsweise bei Erfassen eines Kurzschlusses oder eines Fehlerstromes - geöffnet werden kann, um den überwachten Stromkreis vom elektrischen Leitungsnetz zu trennen. Derartige Schutzschaltgeräte sind auf dem Gebiet der Niederspannungstechnik auch als Reiheneinbaugeräte bekannt.Electromechanical protective switching devices - for example circuit breakers, miniature circuit breakers, residual current circuit breakers and arcing or fire protection switches - are used to monitor and protect an electrical circuit and are used in particular as switching and safety elements in electrical energy supply and distribution networks. To monitor and protect the electrical circuit, the protective switching device is electrically conductively connected to an electrical line of the circuit to be monitored via two or more connection terminals in order to interrupt the electrical current in the respective monitored line if necessary. For this purpose, the protective switching device has at least one switching contact which can be opened when a predefined state occurs—for example when a short circuit or a fault current is detected—in order to separate the monitored circuit from the electrical mains. Such protective switching devices are also known as modular installation devices in the field of low-voltage technology.

Leistungsschalter sind dabei speziell für hohe Ströme ausgelegt. Ein Leitungsschutzschalter (sogenannter LS-Schalter), welcher auch als „Miniature Circuit Breaker“ (MCB) bezeichnet wird, stellt in der Elektroinstallation eine sogenannte Überstromschutzeinrichtung dar und wird insbesondere im Bereich der Niederspannungsnetze eingesetzt. Leistungsschalter und Leitungsschutzschalter garantieren ein sicheres Abschalten bei Kurzschluss und schützen Verbraucher und Anlagen vor Überlast, beispielsweise vor Beschädigung der elektrischen Leitungen durch zu starke Erwärmung in Folge eines zu hohen elektrischen Stromes. Sie sind dazu ausgebildet, einen zu überwachenden Stromkreis im Falle eines Kurzschlusses oder bei Auftreten einer Überlast selbsttätig abzuschalten und damit vom übrigen Leitungsnetz zu trennen. Leistungsschalter und Leitungsschutzschalter werden daher insbesondere als Schalt- und Sicherheitselemente zur Überwachung und Absicherung eines elektrischen Stromkreises in elektrischen Energieversorgungsnetzen eingesetzt. Leitungsschutzschalter sind aus den Druckschriften DE 10 2015 217 704 A1 , EP 2 980 822 A1 , DE 10 2015 213 375 A1 , DE 10 2013 211 539 A1 oder auch EP 2 685 482 B1 prinzipiell vorbekannt.Circuit breakers are specially designed for high currents. A circuit breaker (so-called circuit breaker), which is also known as a "miniature circuit breaker" (MCB), represents a so-called overcurrent protection device in electrical installations and is used in particular in the area of low-voltage networks. Circuit breakers and miniature circuit breakers guarantee safe shutdown in the event of a short circuit and protect consumers and systems from overload, for example from damage to the electrical lines due to excessive heating as a result of an excessive electrical current. They are designed to automatically switch off a circuit to be monitored in the event of a short circuit or if an overload occurs and thus to separate it from the rest of the line network. Circuit breakers and miniature circuit breakers are therefore used in particular as switching and safety elements for monitoring and protecting an electrical circuit in electrical power supply networks. Miniature circuit breakers are from the publications DE 10 2015 217 704 A1 , EP 2 980 822 A1 , DE 10 2015 213 375 A1 , DE 10 2013 211 539 A1 or EP 2 685 482 B1 known in principle.

Zur Unterbrechung einer einzigen Phasenleitung wird in der Regel ein einpoliger Leitungsschutzschalter verwendet, welche üblicher Weise eine Breite von einer Teilungseinheit (entspricht ca. 18mm) aufweist. Für dreiphasige Anschlüsse werden (alternativ zu drei einpoligen Schaltgeräten) dreipolige Leitungsschutzschalter eingesetzt, welche dementsprechend eine Breite von drei Teilungseinheiten (entspricht ca. 54mm) aufweisen. Jedem der drei Phasenleiter ist dabei ein Pol, d.h. eine Schaltstelle zugeordnet. Soll zusätzlich zu den drei Phasenleitern auch noch der Neutralleiter unterbrochen werden, spricht man von vierpoligen Geräten, welche vier Schaltstellen aufweisen: drei für die drei Phasenleiter sowie einen für den gemeinsamen Neutralleiter.To interrupt a single phase line, a single-pole circuit breaker is usually used, which usually has a width of one pitch unit (corresponds to approx. 18mm). For three-phase connections (as an alternative to three single-pole switching devices), three-pole miniature circuit breakers are used, which accordingly have a width of three modular widths (corresponds to approx. 54mm). A pole, i.e. a switching point, is assigned to each of the three phase conductors. If the neutral conductor is to be interrupted in addition to the three phase conductors, this is referred to as a four-pole device, which has four switching points: three for the three phase conductors and one for the shared neutral conductor.

Daneben existieren kompakte Leitungsschutzschalter, welche bei einer Gehäusebreite von nur einer Teilungseinheit zwei Schaltkontakte für je eine Anschlussleitung, d.h. entweder für zwei Phasenleitungen (Kompaktleitungsschutzschalter vom Typ 1+1) oder für eine Phasenleitung und den Neutralleiter (Kompaktleitungsschutzschalter vom Typ 1+N), bereitstellen. Derartige Kompakt-Schutzschaltgeräte in Schmalbauweise sind beispielsweise aus den Druckschriften DE 10 2004 034 859 A1 , EP 1 191 562 B1 oder EP 1 473 750 A1 prinzipiell vorbekannt.In addition, there are compact miniature circuit breakers which, with a housing width of just one pitch unit, provide two switching contacts for one connecting cable each, i.e. either for two phase cables (compact miniature circuit breakers of type 1+1) or for a phase cable and the neutral conductor (compact miniature circuit breaker of type 1+N). . Compact protective switching devices of this type with a slim design are known, for example, from publications DE 10 2004 034 859 A1 , EP 1 191 562 B1 or EP 1 473 750 A1 known in principle.

Ein Fehlerstromschutzschalter ist eine Schutzeinrichtung zur Gewährleistung 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.A residual current circuit breaker is a protective device to ensure protection against a dangerous residual current in an electrical system. Such a fault current - which is also referred to as differential current - occurs when a live part of the line has an electrical contact to earth. This is the case, for example, when a person touches a live part of an electrical installation: in this case, the current flows as a fault current through the person's body towards earth. To protect against such body currents, the fault current circuit breaker must quickly and safely disconnect all poles of the electrical system from the mains when such a fault current occurs. In general usage, the terms FI circuit breaker are used instead of the term "residual current circuit breaker". (abbreviated: FI switch), residual current circuit breaker (abbreviated: DI switch) or RCD (for "Residual Current Protective Device") are used equally.

Bei Fehlerstromschutzschaltern wird ferner zwischen netzspannungsabhängigen und netzspannungsunabhängigen Gerätetypen unterschieden: während netzspannungsabhängige Fehlerstromschutzschalter eine Steuerungselektronik mit einem Auslöser aufweisen, die zur Erfüllung ihrer Funktion auf eine Hilfs- oder Netzspannung angewiesen ist, benötigen netzspannungsunabhängige Fehlerstromschutzschalter zur Realisierung der Auslösefunktion keine Hilfs- oder Netzspannung, sondern weisen zur Realisierung der netzspannungsunabhängigen Auslösung in der Regel einen etwas größeren Summenstromwandler auf, wodurch ein größerer Induktionsstrom in der Sekundärwicklung erzeugt werden kann.In the case of residual current circuit breakers, a distinction is also made between mains voltage-dependent and mains voltage-independent device types: while mains-voltage-dependent residual current circuit breakers have control electronics with a trigger that is dependent on an auxiliary or mains voltage to fulfill their function, mains-voltage-independent residual current circuit breakers do not need an auxiliary or mains voltage to implement the tripping function, but instead have an electronic control system To implement mains-voltage-independent tripping, they usually have a slightly larger summation current transformer, which means that a larger induction current can be generated in the secondary winding.

Daneben existieren auch Gerätebauformen, bei denen die Funktionalität eines Fehlerstrom-Schutzschalters mit der Funktionalität eines Leitungsschutzschalters kombiniert wird: derartige kombinierte Schutzschaltgeräte werden im Deutschen als FI/LS oder im englischsprachigen Raum als RCBO (für Residual current operated Circuit-Breaker with Overcurrent protection) bezeichnet. Diese Kombigeräte haben im Vergleich zu getrennten Fehlerstrom- und Leitungsschutzschaltern den Vorteil, dass jeder Stromkreis seinen eigenen Fehlerstrom-Schutzschalter aufweist: Normalerweise wird ein einziger FehlerstromSchutzschalter für mehrere Stromkreise verwendet. Kommt es zu einem Fehlerstrom, werden somit in Folge alle abgesicherten Stromkreise abgeschaltet. Durch den Einsatz von RCBOs wird nur der jeweils betroffene Stromkreis abgeschaltet.In addition, there are also device designs in which the functionality of a residual current circuit breaker is combined with the functionality of a miniature circuit breaker: such combined protective switching devices are referred to in German as FI/LS or in English-speaking countries as RCBO (for residual current operated circuit breaker with overcurrent protection). . Compared to separate residual current circuit breakers and miniature circuit breakers, these combination devices have the advantage that each circuit has its own residual current circuit breaker: Normally, a single residual current circuit breaker is used for several circuits. If there is a residual current, all of the protected circuits are switched off as a result. By using RCBOs, only the affected circuit is switched off.

Zur Erfassung eines derartigen Fehler- bzw. Differenzstromes wird die Größe des Stromes in einer zu einem elektrischen Verbraucher hinführenden Leitung, beispielsweise einer Phasenleitung, mit der Größe des Stromes in einer vom elektrischen Verbraucher zurückführenden Leitung, beispielsweise eines Neutralleiters, mit Hilfe eines sogenannten Summenstromwandlers verglichen. Dieser weist einen ringförmigen Magnetkern auf, durch den die Primärleiter (hin- und rückführende elektrische Leitungen) hindurchgeführt sind. Der Magnetkern selbst ist mit einem Sekundärleiter bzw. einer Sekundärwicklung umwickelt. Im fehlerstromfreien Zustand ist die Summe der zu dem Verbraucher hinfließenden elektrischen Ströme gleich der Summe der vom Verbraucher zurückfließenden elektrischen Ströme. Werden die Ströme vektoriell, d.h. richtungsbezogen bzw. vorzeichenbehaftet, addiert, so folgt hieraus, dass die vorzeichenbehaftete Summe der elektrischen Ströme in den Hin- und Rückleitungen im fehlerstromfreien Zustand gleich Null ist: im Sekundärleiter wird kein Induktionsstrom induziert. Im Unterschied dazu ist im Falle eines Fehler- bzw. Differenzstromes, der gegen Erde abfließt, die im Summenstromwandler erfasste Summe der hin- beziehungsweise zurückfließenden elektrischen Ströme ungleich Null. Die dabei auftretende Stromdifferenz führt dazu, dass an der Sekundärwicklung eine der Stromdifferenz proportionale Spannung induziert wird, wodurch ein Sekundärstrom in der Sekundärwicklung fließt. Dieser Sekundärstrom dient als Fehlerstromsignal und führt nach Überschreiten eines vorbestimmten Wertes zum Auslösen des Schutzschaltgerätes und infolgedessen - durch Öffnen des zumindest einen Schaltkontaktes des Schutzschaltgerätes - zur Abschaltung des entsprechend abgesicherten Stromkreises.To detect such a fault or differential current, the size of the current in a line leading to an electrical load, for example a phase line, is compared with the size of the current in a line leading back from the electrical load, for example a neutral conductor, using a so-called summation current transformer . This has a ring-shaped magnetic core through which the primary conductors (return electrical lines) are passed. The magnetic core itself is wrapped with a secondary conductor or a secondary winding. In the fault-free state, the sum of the electrical currents flowing to the consumer is equal to the sum of the electrical currents flowing back from the consumer. If the currents are added vectorially, i.e. directional or signed, it follows that the signed sum of the electrical currents in the forward and return lines in the fault-free state is equal to zero: no induction current is induced in the secondary conductor. In contrast to this, in the case of a fault or differential current that flows to earth, the sum of the electrical currents flowing in or out, which is recorded in the summation current transformer, is not equal to zero. The resulting current difference causes a voltage that is proportional to the current difference to be induced at the secondary winding, as a result of which a secondary current flows in the secondary winding. This secondary current serves as a residual current signal and, when a predetermined value is exceeded, triggers the protective switching device and as a result—by opening the at least one switching contact of the protective switching device—the correspondingly secured circuit is switched off.

Insbesondere bei mehrpoligen Fehlerstromschutzschaltern - ob als reiner Fehlerstromschutzschalter oder als kombinierte Gärätebauform wie FI/LS bzw. RCBO - müssen bei der Montage des Summenstromwandlers die vergleichsweise dicken Primärleiter manuell durch den ringförmigen Magnetkern hindurch gefädelt werden. Gerade bei kompakten Schutz- oder Messeinrichtungen, welche nur über einen geringen Bauraum verfügen, ist eine derartige Montage vergleichsweise aufwändig und zwingend von Hand auszuführen.Especially with multi-pole residual current circuit breakers - whether as a pure residual current circuit breaker or as a combined device design such as FI/LS or RCBO - the comparatively thick primary conductors must be threaded manually through the ring-shaped magnetic core when installing the summation current transformer. In the case of compact protective or measuring devices in particular, which only have a small installation space, such an assembly is comparatively complex and must be carried out by hand.

Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Isolierstoffgehäuse für ein modular aufgebautes, mehrpoliges Niederspannungs-Schutzschaltgerät sowie ein mit einem derartigen Isolierstoffgehäuse gebildetes Niederspannungs-Schutzschaltgerät bereitzustellen, welche sich durch eine vereinfachte Montage auszeichnen.It is therefore the object of the present invention to provide an insulating material housing for a modular, multi-pole low-voltage protective switching device and a low-voltage protective switching device formed with such an insulating material housing, which are distinguished by simplified assembly.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Isolierstoffgehäuse für ein modular aufgebautes, mehrpoliges Niederspan nungs-Schutzschaltgerät sowie das mittels eines derartigen Isolierstoffgehäuses gebildetes Niederspannungs-Schutzschaltgerät gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved according to the invention by the insulating housing for a modular, multi-pole low-voltage protective switching device and the low-voltage protective switching device formed by means of such an insulating housing according to the independent claims. Advantageous configurations are the subject matter of the dependent claims.

Das erfindungsgemäße Isolierstoffgehäuse für ein modular aufgebautes, mehrpoliges Niederspannungs-Schutzschaltgerät weist eine Frontseite, eine der Frontseite gegenüberliegend angeordnete Befestigungsseite, sowie die Front- und die Befestigungsseite verbindende Schmal- und Breitseiten auf. Weiterhin weist das Isolierstoffgehäuse einen ersten Funktionsbereich sowie einem zweiten Funktionsbereich auf, welche bei einer Breite von nur einer Teilungseinheit nebeneinander angeordnet sind und sich jeweils von der einen zur gegenüberliegenden anderen Schmalseite erstrecken, wobei jeder der beiden Funktionsbereiche einen schmalen und einen breiten Teilbereich aufweist. Ferner weist das Isolierstoffgehäuse eine Einschuböffnung auf, welche sich von der einen zur anderen Breitseite erstreckt, wodurch ein Einbauraum gebildet ist, welcher bei einer Kombination mit einem weiteren Isolierstoffgehäuse als modulübergreifender Einbauraum zur Aufnahme einer modulübergreifenden Funktionsbaugruppe vorgesehen ist.The insulating housing according to the invention for a modular, multi-pole low-voltage protective switching device has a front side, a fastening side arranged opposite the front side, and narrow and broad sides connecting the front side and the fastening side. Furthermore, the insulating material housing has a first functional area and a second functional area, which are arranged next to one another with a width of only one pitch unit and each extend from one narrow side to the opposite narrow side, each of the two functional areas having a narrow and a wide partial area. Furthermore, this indicates Insulating material housing has an insertion opening, which extends from one broad side to the other, whereby an installation space is formed, which is provided in a combination with another insulating material housing as a cross-module installation space for receiving a cross-module functional assembly.

Das erfindungsgemäße Isolierstoffgehäuse ist in Schmalbauweise ausgeführt, d.h. es weist eine Breite von lediglich einer Teilungseinheit auf, was einem Breitenmaß von ca. 18mm entspricht. Es ist in einen ersten Funktionsbereich und einen zweiten Funktionsbereich unterteilt, welche sich von der einen zur anderen Schmalseite erstrecken, wobei jeder der Funktionsbereiche einen schmalen und einen breiten Teilbereich aufweist, in denen Komponenten eines Niederspannungs-Schutzschaltgerätes, beispielsweise ein Schaltkontakt, eine Schaltmechanik sowie verschiedene Auslösevorrichtungen zur Öffnung des Schaltkontakts bei Auftreten vordefinierter Auslöseereignisse wie Kurzschluss oder thermische Überlast, anordenbar sind. Die breiten Teilbereiche sind dabei im Bereich jeweils einer der beiden Schmalseiten angeordnet. Das Isolierstoffgehäuse ist strukturmechanisch stabil und besteht im Wesentlichen aus zwei Halbschalen, zu der jeweils eine der Breitseiten gehört. Mittels geeigneter Verbindungsmittel - beispielsweise mechanischer Niet- und/oder Rastverbindungen, aber auch stoffschlüssiger Verbindungen wie Kleben oder UltraschallSchweißen - werden die beiden Halbschalen zusammengehalten.The insulating housing according to the invention has a narrow design, i.e. it has a width of only one pitch unit, which corresponds to a width of approximately 18 mm. It is divided into a first functional area and a second functional area, which extend from one narrow side to the other, with each of the functional areas having a narrow and a wide section in which components of a low-voltage protective switching device, such as a switching contact, a switching mechanism and various Triggering devices for opening the switching contact when predefined triggering events such as short circuit or thermal overload occur, can be arranged. The wide partial areas are each arranged in the area of one of the two narrow sides. The insulating material housing is mechanically stable and essentially consists of two half-shells, each of which has one of the broad sides. The two half-shells are held together by means of suitable connecting means - for example mechanical riveting and/or snap-in connections, but also material connections such as gluing or ultrasonic welding.

Die Einschuböffnung, welche über die beiden Breitseiten zugänglich ist, ist zwischen den beiden Schmalseiten außermittig, d.h. im Bereich einer der beiden Schmalseiten bzw. im Bereich eines der beiden breiten Teilbereiche, angeordnet. Mit Hilfe der Einschuböffnung können großvolumige Komponenten des Niederspannungs-Schutzschaltgerätes auf einfache Art und Weise montiert werden, ohne dass hierzu das Isolierstoffgehäuse geöffnet werden muss.The insertion opening, which is accessible via the two broad sides, is located eccentrically between the two narrow sides, i.e. in the area of one of the two narrow sides or in the area of one of the two wide partial areas. With the help of the slide-in opening, large-volume components of the low-voltage protective switching device can be installed in a simple manner without the insulating housing having to be opened for this purpose.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des Isolierstoffgehäuses ist der breite Teilbereich des ersten Funktionsbereichs neben dem schmalen Teilbereich des zweiten Funktionsbereichs angeordnet, und der breite Teilbereich des zweiten Funktionsbereichs ist neben dem schmalen Teilbereich des ersten Funktionsbereichs angeordnet.In an advantageous development of the insulating material housing, the wide partial area of the first functional area is arranged next to the narrow partial area of the second functional area, and the wide partial area of the second functional area is arranged next to the narrow partial area of the first functional area.

Der schmale Teilbereich des einen Funktionsbereichs und der breite Teilbereich des anderen Funktionsbereichs ergänzen einander jeweils zur Gehäusebreite von einer Teilungseinheit. Auf diese Weise ist es möglich, auch Komponenten des Niederspannungs-Schutzschaltgerätes, welche eine Breite von mehr als einer halben Teilungseinheit aufweisen, beispielsweise eine magnetische Kurzschluss-Auslösevorrichtung, im jeweiligen Funktionsbereich anzuordnen. Damit kann der bei kompakten Schaltgeräten knapp bemessene Bauraum besser ausgenutzt werden.The narrow sub-area of one functional area and the wide sub-area of the other functional area complement each other to form a housing width of one pitch unit. In this way, it is also possible to arrange components of the low-voltage protective switching device that have a width of more than half a pitch unit, for example a magnetic short-circuit tripping device, in the respective functional area. This allows better use to be made of the installation space that is scarce in the case of compact switchgear.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Isolierstoffgehäuses dient der erste Funktionsbereich als Strompfadbereich, welcher dazu vorgesehen und ausgebildet ist, einen Schaltkontakt sowie ein magnetisches und ein thermisches Auslösesystem zur Unterbrechung des Schaltkontakts aufzunehmen.In a further advantageous development of the insulating material housing, the first functional area serves as a current path area, which is provided and designed to accommodate a switching contact and a magnetic and a thermal tripping system for interrupting the switching contact.

Im ersten Funktionsbereich sind damit alle zur Realisierung einer MCB-Funktionalität erforderlichen Komponenten und Baugruppen anordenbar. Der erste Funktionsbereich weist hierzu passend dimensionierte Aufnahmeräume für sämtliche Komponenten und Baugruppen eines Leitungsschutzschalters (MCB) auf: den Schaltkontakt mit der dazugehörigen Schaltmechanik, das magnetische sowie das thermische Auslösesystem, einer Lichtbogen-Löschkammer zur Löschung eines beim Öffnen des bestromten Schaltkontakts entstehenden Lichtbogens sowie zwei Anschlusselemente zur Kontaktierung des Niederspannungs-Schutzschaltgerätes mit der zu überwachenden elektrischen Phasenleitung (netzseitig und lastseitig).All the components and assemblies required to implement an MCB functionality can thus be arranged in the first functional area. The first functional area has appropriately dimensioned accommodation spaces for all components and assemblies of a miniature circuit breaker (MCB): the switching contact with the associated switching mechanism, the magnetic and thermal tripping system, an arc quenching chamber to extinguish an arc that occurs when the energized switching contact opens, and two Connection elements for contacting the low-voltage protective switching device with the electrical phase line to be monitored (mains side and load side).

Auf diese Weise ist die Funktionalität eines Leitungsschutzschalters vollständig in einer halben Teilungseinheit anordenbar, wobei platzsparende Komponenten wie das thermische Auslösesystem im schmalen Teilbereich des ersten Funktionsbereichs anzuordnen sind, wohingegen großvolumige Komponenten wie das magnetische Auslösesystem oder die Lichtbogen-Löschkammer im breiten Teilbereich des ersten Funktionsbereichs anzuordnen sind. Der zweite Funktionsbereich kann beispielsweise mit einem weiteren Schaltkontakt für einen Neutralleiter oder einen weiteren Phasenleiter bestückt werden. Alternativ dazu kann der zweite Funktionsbereich auch anderweitig, d.h. zur Anordnung von Komponenten zur Realisierung zusätzlicher Funktionen, genutzt werden.In this way, the functionality of a miniature circuit breaker can be arranged entirely in half a pitch unit, with space-saving components such as the thermal tripping system being arranged in the narrow sub-area of the first functional area, while large-volume components such as the magnetic tripping system or the arc quenching chamber are to be arranged in the wide sub-area of the first functional area are. The second functional area can, for example, be fitted with an additional switching contact for a neutral conductor or an additional phase conductor. As an alternative to this, the second functional area can also be used in other ways, i.e. for arranging components to implement additional functions.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Isolierstoffgehäuses ist der zweite Funktionsbereich zur Aufnahme einer weiteren Funktionsbaugruppe vorgesehen und ausgebildet. Da die Funktionalität eines Leitungsschutzschalters vollständig im ersten Funktionsbereich des Isolierstoffgehäuses angeordnet werden kann, steht der zweite Funktionsbereich - insbesondere dessen breiter Teilbereich zur Aufnahme einer modulübergreifenden Funktionsbaugruppe zur Verfügung.In a further advantageous development of the insulating material housing, the second functional area is provided and designed to accommodate a further functional assembly. Since the functionality of a miniature circuit breaker can be arranged entirely in the first functional area of the insulating material housing, the second functional area—in particular its wide sub-area—is available for accommodating a cross-module functional assembly.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Isolierstoffgehäuses sind der erste und der zweite Funktionsbereich durch eine Trennwand voneinander getrennt. Die Trennwand verläuft dabei von der einen zur anderen Schmalseite und ist dabei zumindest abschnittsweise parallel zu den beiden Breitseiten des Isolierstoffgehäuses orientiert. Sie dient der isolierenden Trennung der beiden Funktionsbereiche - insbesondere der darin anordenbaren spannungsführenden Bauteile.In a further advantageous development of the insulating material are the first and the second functional area separated by a partition. The partition wall runs from one narrow side to the other and is oriented at least in sections parallel to the two broad sides of the insulating material housing. It serves to isolate the two functional areas - in particular the live components that can be arranged therein.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Isolierstoffgehäuses ist die Einschuböffnung beidseitig verschließbar. Zur elektrischen Isolierung der im Einbauraum angeordneten Komponenten sowie zum Schutz vor Umgebungseinflüssen wie Feuchtigkeit und/oder Staub sind die beiden Einschuböffnungen verschließbar ausgeführt. Als Verschlusselement können beispielsweise Deckel oder Klappen verwendet werden, welche mittels geeigneter Befestigungsmittel - beispielsweise Schnapphaken oder Film-scharniere - am Isolierstoffgehäuse befestigbar sind.In a further advantageous development of the insulating material housing, the insertion opening can be closed on both sides. The two plug-in openings can be closed to provide electrical insulation for the components in the installation space and to protect against environmental influences such as moisture and/or dust. For example, covers or flaps can be used as a closure element, which can be fastened to the insulating material housing by means of suitable fastening means—for example snap hooks or film hinges.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Isolierstoffgehäuses weist das Isolierstoffgehäuse eine Montageöffnung auf, welche quer zur Einschuböffnung angeordnet ist und sich von der der Befestigungsseite bis in den Einbauraum erstreckt. Mit Hilfe der Montageöffnung ist ein besserer Zugang zum einbauraum erreichbar, beispielsweise um die in dem gemeinsamen Einbauraum anzuordnende Komponente mit weiteren, im Inneren des Isolierstoffgehäuses angeordneten Bauteilen zu verbinden.In a further advantageous development of the insulating material housing, the insulating material housing has an assembly opening which is arranged transversely to the insertion opening and extends from the fastening side into the installation space. Better access to the installation space can be achieved with the aid of the assembly opening, for example in order to connect the component to be arranged in the common installation space with other components arranged in the interior of the insulating material housing.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Isolierstoffgehäuses ist die Montageöffnung verschließbar. Auch die Montageöffnung ist zum Schutz vor Berührung der dahinter angeordneten Komponenten oder zum Schutz vor Umgebungseinflüssen wie Feuchtigkeit und/oder Staub, mit Hilfe eines geeigneten Verschlusselements, beispielsweise eines Deckels oder einer Klappe, welche mittels geeigneter Befestigungsmittel wie Schnapphaken oder Film-scharniere am Isolierstoffgehäuse befestigbar sind, verschließbar.In a further advantageous development of the insulating material housing, the assembly opening can be closed. The assembly opening is also to protect against touching the components arranged behind it or to protect against environmental influences such as moisture and/or dust, with the help of a suitable closing element, for example a cover or a flap, which can be fastened to the insulating housing by means of suitable fastening means such as snap hooks or film hinges are lockable.

Das erfindungsgemäße, modular aufgebaute Niederspannungs-Schutzschaltgerät weist zumindest zwei nebeneinander angeordnete Module mit jeweils einem nach einem der vorstehenden Ansprüche gebildeten Isolierstoffgehäuse auf, wobei durch die Einbauräume der zumindest zwei nebeneinander angeordneten Module einen gemeinsamer, modulübergreifender Einbauraum zur Aufnahme einer modulübergreifenden Funktionsbaugruppe gebildet ist.The modular low-voltage protective switching device according to the invention has at least two modules arranged next to one another, each with an insulating housing formed according to one of the preceding claims, with the installation spaces of the at least two modules arranged next to one another forming a common, cross-module installation space for accommodating a cross-module functional assembly.

Die beiden das Niederspannungs-Schutzschaltgerät bildenden Isolierstoffgehäuse werden dabei Breitseite an Breitseite nebeneinanderliegend angeordnet, so dass die Einbauräume der beiden Isolierstoffgehäuse unmittelbar aneinander angrenzen und auf diese Weise einen gemeinsamen, modulübergreifenden Einbauraum bilden, in dem eine großvolumige Funktionsbaugruppe angeordnet werden kann.The two insulating housings forming the low-voltage protective switching device are arranged side by side, so that the installation spaces of the two insulating housings are directly adjacent to one another and in this way form a common, cross-module installation space in which a large-volume functional assembly can be arranged.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des Niederspannungs-Schutzschaltgerätes ist in dem modulübergreifenden Einbauraum ein Summenstromwandler aufgenommen und gehaltert.In an advantageous development of the low-voltage protective switching device, a summation current transformer is accommodated and held in the installation space spanning the modules.

Als großvolumige Funktionsbaugruppe kommt beispielsweise ein Summenstromwandler in Betracht, durch den ein Neutralleiter sowie zumindest ein Phasenleiter hindurchgeführt sind. Auf diese Weise ist es möglich, den Summenstromwandler erst gegen Ende der Montagereihenfolge zu montieren, wenn die Halbschalen der beiden Isolierstoffgehäuse bereits geschlossen sind. Der Montageaufwand - welcher insbesondere durch das Hindurchfädeln der vergleichsweise starren Primärleiter durch den Magnetkern des Summenstromwandlers bedingt ist, kann dadurch deutlich reduziert werden. Da die Primärleiter außerhalb des Isolierstoffgehäuses, und damit vor der Montage des Summenstromwandlers im Isolierstoffgehäuse durch den Magnetkern hindurchgeführt werden, ist die Montage des Niederspannungs-Schutzschaltgerätes zumindest teilautomatisiert ausführbar.A summation current transformer, for example, through which a neutral conductor and at least one phase conductor are routed, can be considered as a large-volume functional assembly. In this way it is possible to mount the summation current transformer towards the end of the assembly sequence when the half-shells of the two insulating housings are already closed. The assembly work - which is due in particular to the threading through of the comparatively rigid primary conductors through the magnetic core of the summation current transformer - can be significantly reduced as a result. Since the primary conductors are routed through the magnetic core outside of the insulating housing, and thus before the summation current transformer is installed in the insulating housing, the installation of the low-voltage protective switching device can be carried out at least partially automatically.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Niederspannungs-Schutzschaltgerätes ist das erste Modul als RCD-Modul ausgebildet ist, in dessen erstem Funktionsbereich ein Strompfad zur Kontaktierung mit einem Neutralleiter angeordnet ist, und in dessen zweitem Funktionsbereich RCD-Funktionsbaugruppen aufgenommen und gehaltert sind. Das zweite Modul ist als MCB-Modul ausgebildet, in dessen erstem Funktionsbereich ein Strompfad zur Kontaktierung mit einem Phasenleiter angeordnet ist, welcher einen Schaltkontakt sowie eine Schaltmechanik mit einem magnetischen und einem thermischen Auslösesystem zur Unterbrechung des Schaltkontakts aufweist.In a further advantageous development of the low-voltage protective switching device, the first module is designed as an RCD module, in whose first functional area a current path for contacting a neutral conductor is arranged, and in whose second functional area RCD functional assemblies are accommodated and held. The second module is designed as an MCB module, in whose first functional area a current path for contacting a phase conductor is arranged, which has a switching contact and a switching mechanism with a magnetic and a thermal tripping system for interrupting the switching contact.

Auf diese Weise ist ein zweipoliger FI/LS oder RCBO unter Verwendung zweier erfindungsgemäßer Isolierstoffgehäuse realisierbar. Dabei ist das erste Isolierstoffgehäuse Teil eines RCD-Moduls, dessen erster Funktionsbereich als Strompfadbereich für einen Neutralleiter dient. Das zweite Isolierstoffgehäuse ist hingegen Teil eines MCB-Moduls, dessen erster Funktionsbereich als Strompfadbereich für einen Phasenleiter dient. Dabei sind Neutralleiter und Phasenleiter im jeweiligen Modul aufgenommen und gehaltert, inklusive der zur Realisierung der jeweiligen Modul-Funktionalität erforderlichen Baugruppen und Komponenten. Zur Montage wird die modulübergreifende Funktionsbaugruppe - hier also der Summenstromwandler -in den modulübergreifenden Einbauraum eingeschoben und mit Anschlusselementen der in den beiden Modulen angeordneten Strompfadbereiche des Neutralleiters sowie des Phasenleiters kontaktiert.In this way, a two-pole FI/LS or RCBO can be implemented using two insulating material housings according to the invention. In this case, the first insulating material housing is part of an RCD module, the first functional area of which serves as a current path area for a neutral conductor. The second insulating housing, on the other hand, is part of an MCB module whose first functional area serves as a current path area for a phase conductor. The neutral conductor and phase conductor are accommodated and held in the respective module, including the assemblies and components required to implement the respective module functionality. For assembly, the cross-module functional assembly - here the summation current transformer - pushed into the installation space covering all modules and contacted with connection elements of the current path areas of the neutral conductor and the phase conductor arranged in the two modules.

Das erfindungsgemäße Isolierstoffgehäuse ist dabei sowohl zur Realisierung eines RCD-Moduls als auch eines MCB-Moduls verwendbar, wodurch die Variantenzahl sowie die Herstellkosten deutlich reduziert werden können.The insulating material housing according to the invention can be used both to implement an RCD module and an MCB module, as a result of which the number of variants and the manufacturing costs can be significantly reduced.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung weist das Niederspannungs-Schutzschaltgerätes zumindest ein weiteres, als MCB-Modul ausgebildetes Modul auf. Durch Hinzunahme weiterer MCB-Module sind dreipolige oder vierpolige FI/LS- oder RCBO-Geräte auf einfache Art und Weise realisierbar. Lediglich der in den gemeinsamen, modulübergreifenden Einbauraum einzuschiebende Summenstromwandler ist entsprechend zu modifizieren.In a further advantageous development, the low-voltage protective switching device has at least one additional module designed as an MCB module. By adding further MCB modules, three-pole or four-pole FI/LS or RCBO devices can be easily implemented. Only the summation current transformer to be inserted in the common, cross-module installation space has to be modified accordingly.

Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Isolierstoffgehäuses sowie des erfindungsgemäßen Niederspannungs-Schutzschaltgerätes unter Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert. In den Figuren sind:

  • 1 und 2 schematische Darstellungen des erfindungsgemäßen Isolierstoffgehäuses in verschiedenen Ansichten;
  • 3 eine schematische Darstellung des modularen Aufbaus des erfindungsgemäßen Niederspannungs-Schutzschaltgerätes in einer Draufsicht;
  • 4 eine schematische Darstellung einer Unteransicht des erfindungsgemäßen Niederspannungs-Schutzschaltgerätes;
An exemplary embodiment of the insulating material housing according to the invention and of the low-voltage protective switching device according to the invention is explained in more detail below with reference to the attached figures. In the figures are:
  • 1 and 2 schematic representations of the insulating housing according to the invention in different views;
  • 3 a schematic representation of the modular structure of the low-voltage protective switching device according to the invention in a plan view;
  • 4 a schematic representation of a bottom view of the low-voltage protective switching device according to the invention;

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.In the various figures of the drawing, the same parts are always provided with the same reference numbers. The description applies to all drawing figures in which the corresponding part can also be seen.

In den 1 und 2 ist das erfindungsgemäße Isolierstoffgehäuses 10 für ein modular aufgebautes, mehrpoliges Niederspannungs-Schutzschaltgerät 1 (siehe 3 und 4) in verschiedenen Ansichten schematisch dargestellt. 1 zeigt dabei eine Seitenansicht Isolierstoffgehäuses 10. In 2 ist der prinzipielle Aufbau des Isolierstoffgehäuses 10 schematisch dargestellt.In the 1 and 2 is the insulating housing 10 according to the invention for a modular, multi-pole low-voltage protective switching device 1 (see 3 and 4 ) shown schematically in different views. 1 shows a side view of the insulating material housing 10. In 2 the basic structure of the insulating material housing 10 is shown schematically.

Das Isolierstoffgehäuse 10 ist in Schmalbauweise ausgeführt und weist eine Breite B von einer Teilungseinheit (1TE, entspr. ca. 18mm) auf, wobei die Außenmaße definierende Hüllflächen durch eine Frontseite 11, eine der Frontseite 11 gegenüberliegend angeordnete Befestigungsseite 12, sowie die Front- und die Befestigungsseite 11, 12 verbindende Schmalseiten 13-1, 13-2 und Breitseiten 14-1, 14-2 gebildet sind. Im Inneren ist das Isolierstoffgehäuse 10 durch eine von der einen zur anderen Schmalseite verlaufenden Trennwand 17 in einen ersten Funktionsbereich 20 sowie einen zweiten Funktionsbereich 30 unterteilt, welche nebeneinander angeordnet sind und sich jeweils von der einen zur anderen Schmalseite 13-1, 13-2 erstrecken.The insulating material housing 10 is designed in a narrow design and has a width B of one pitch unit (1HP, corresponding to approx the fastening side 11, 12 connecting narrow sides 13-1, 13-2 and broad sides 14-1, 14-2 are formed. Inside, the insulating material housing 10 is divided by a partition 17 running from one narrow side to the other into a first functional area 20 and a second functional area 30, which are arranged next to one another and each extend from one narrow side 13-1, 13-2 to the other .

In der Regel weisen Isolierstoffgehäuse 10 in Schmalbauweise zwei Halbschalen auf, welche am Ende der Montage des Niederspannungs-Schutzschaltgerätes 1 mittels geeigneter Verbindungsmittel, beispielsweise Niet- oder Rastverbindungen, unter Ausbildung einer umlaufenden Fügelinie zusammengefügt werden. Zu jeder Halbschale gehört dabei zumindest eine Breitseite sowie Teile (ganz oder vollständig) der Front-, Befestigungs- und Schmalseiten. Die Trennebene zwischen den beiden Halbschalen ist dabei in etwa parallel zu den Breitseiten orientiert und wird zumindest abschnittsweise von der Trennwand 17 gebildet. Die Trennwand 17 verläuft dabei aber nicht durchgängig parallel, sondern zumindest abschnittsweise schräg zu den Breitseiten 14-1, 14-2, wodurch jeweils ein schmaler und ein breiter Teilbereich des jeweiligen Funktionsbereichs gebildet sind: Der erste Funktionsbereich 20 weist somit einen schmalen Teilbereich 21 und einen sich daran anschließenden breiten Teilbereich 22 auf; der zweite Funktionsbereich 30 entsprechend einen schmalen Teilbereich 31 und einen sich daran anschließenden breiten Teilbereich 32. Dabei ist der schmale Teilbereich 21 des ersten Funktionsbereichs 20 in Breitenrichtung neben dem breiten Teilbereich 32 des zweiten Funktionsbereichs 30 angeordnet, der breite Teilbereich 22 des ersten Funktionsbereichs 20 ist dementsprechend in Breitenrichtung neben dem schmalen Teilbereich 31 des zweiten Funktionsbereichs 30 angeordnet.As a rule, insulating material housings 10 in a narrow design have two half-shells, which are joined together at the end of the assembly of the low-voltage protective switching device 1 by means of suitable connecting means, for example rivets or snap-in connections, forming a circumferential joining line. At least one broad side and parts (entirely or completely) of the front, fastening and narrow sides belong to each half-shell. The parting plane between the two half-shells is oriented approximately parallel to the broad sides and is formed at least in sections by the partition 17 . The dividing wall 17 does not run parallel throughout, but at least in sections at an angle to the broad sides 14-1, 14-2, whereby a narrow and a wide partial area of the respective functional area are formed: The first functional area 20 thus has a narrow partial area 21 and an adjoining broad portion 22; the second functional area 30 correspondingly has a narrow partial area 31 and an adjoining wide partial area 32. The narrow partial area 21 of the first functional area 20 is arranged in the width direction next to the wide partial area 32 of the second functional area 30, which is the wide partial area 22 of the first functional area 20 accordingly arranged next to the narrow partial area 31 of the second functional area 30 in the width direction.

Erfindungsgemäß ist in den Breitseiten 14-1, 14-2 des Isolierstoffgehäuse 10 eine Einschuböffnung 15 ausgebildet, welche sich orthogonal zu den Breitseiten 14-1, 14-2 von der einen Breitseite 14-1 zur anderen Breitseite 14-2 erstreckt, wodurch ein Einbauraum 16 gebildet ist. Der Einbauraum 16 ist dabei außermittig, d.h. zur Schmalseite 13-1 hin verschoben, im Isolierstoffgehäuse 10 platziert und über jede der beiden Breitseiten 14-1, 14-2 zugänglich.According to the invention, an insertion opening 15 is formed in the broad sides 14-1, 14-2 of the insulating housing 10, which extends orthogonally to the broad sides 14-1, 14-2 from one broad side 14-1 to the other broad side 14-2, whereby a Installation space 16 is formed. The installation space 16 is eccentric, i.e. shifted towards the narrow side 13-1, placed in the insulating housing 10 and accessible via each of the two broad sides 14-1, 14-2.

Zur Bildung eines modular aufgebauten, mehrpoligen Niederspannungs-Schutzschaltgerätes wird ein weiteres Isolierstoffgehäuse 10' Breitseite an Breitseite neben dem ersten Isolierstoffgehäuse 10 angeordnet. Auf diese Weise bilden die beiden nebeneinander liegenden Einbauräume 16 und 16' einen modulübergreifender Einbauraum 16, 16' (siehe 3), welcher zur Aufnahme einer modulübergreifenden Funktionsbaugruppe - beispielsweise einer modulübergreifenden Elektronikbaugruppe, Mess- oder Kommunikationseinrichtung, oder eines Summenstromwandlers - genutzt werden kann. Dies ist insbesondere bei Baugruppen oder Komponenten mit einem vergleichsweise hohen Platzbedarf vorteilhaft, da hierfür in einem Isolierstoffgehäuse in Schmalbauweise kein ausreichender Bauraum zur Verfügung steht.To form a modular, multi-pole low-voltage protective switching device, a further insulating material housing 10' is arranged broadside to broadside next to the first insulating material housing 10. In this way, the two adjacent installation spaces 16 and 16' form a module-spanning installation space 16, 16' (see 3 ), which is used to hold a modul cross-function assembly - for example, a cross-module electronics assembly, measuring or communication device, or a summation current transformer - can be used. This is advantageous in particular in the case of assemblies or components with a comparatively high space requirement, since there is not sufficient space available for this in an insulating material housing with a narrow design.

3 zeigt eine schematische Darstellung des modularen Aufbaus eines erfindungsgemäßen Niederspannungs-Schutzschaltgerätes 1 in einer Draufsicht. In der Darstellung der 2 handelt es sich um ein vierpoliges Schutzschaltgerät, welches entsprechend aus vier nebeneinander, d.h. Breitseite an Breitseite, angeordneten Modulen 2, 3, 3' gebildet ist. Jedes der Module 2, 3, 3' weist dabei ein Isolierstoffgehäuse 10, 10' der vorstehend beschriebenen Art auf. 3 shows a schematic representation of the modular structure of a low-voltage protective switching device 1 according to the invention in a plan view. In the representation of 2 it is a four-pole protective switching device, which is accordingly formed from four modules 2, 3, 3' arranged next to one another, ie broadside to broadside. Each of the modules 2, 3, 3' has an insulating material housing 10, 10' of the type described above.

Ein erstes Modul 2 (rechts, schraffiert dargestellt) ist dabei als RCD-Modul ausgebildet. Der erste Funktionsbereich 20 des RCD-Moduls 2 dient dabei als Strompfadbereich, in dem ein Strompfad zur Kontaktierung mit einem Neutralleiter sowie RCD-Funktionsbaugruppen, beispielsweise die Auslösemechanik zur Auslösung des Schaltgerätes bei Auftreten eines Fehlerstroms, aufgenommen und gehaltert sind.A first module 2 (shown hatched on the right) is designed as an RCD module. The first functional area 20 of the RCD module 2 serves as a current path area, in which a current path for contacting a neutral conductor and RCD functional assemblies, for example the trigger mechanism for triggering the switching device when a fault current occurs, are accommodated and held.

Ein zweites Modul 3 sowie zwei weitere zweite Module 3' sind allesamt als MCB-Module ausgebildet. Der erste Funktionsbereich 20' der MCB-Module 3, 3' dient wiederum als Strompfadbereich, in dem jeweils ein Strompfad zur Kontaktierung mit jeweils einem Phasenleiter angeordnet, d.h. aufgenommen und gehaltert ist. Auch die dem Strompfad des MCB-Moduls 3, 3' zugeordneten MCB-Funktionsbaugruppen - ein Schaltkontakt sowie eine Schaltmechanik inklusive eines magnetischen sowie eines thermischen Auslösesystems zur Unterbrechung des Schaltkontakts (nicht dargestellt) sind ebenfalls in dem ersten Funktionsbereich 20' aufgenommen und gehaltert.A second module 3 and two further second modules 3' are all designed as MCB modules. The first functional area 20' of the MCB modules 3, 3' in turn serves as a current path area in which a current path for contacting a phase conductor is arranged, i.e. accommodated and held. The MCB functional assemblies assigned to the current path of the MCB module 3, 3' - a switching contact and a switching mechanism including a magnetic and a thermal tripping system for interrupting the switching contact (not shown) - are also accommodated and held in the first functional area 20'.

Durch die Anordnung der vier Isolierstoffgehäuse 10, 10' Breitseite an Breitseite sind auch die Einbauräume 16, 16' nebeneinander liegend angeordnet, wodurch der modulübergreifender Einbauraum 16, 16' zur Aufnahme einer modulübergreifenden Funktionsbaugruppe, hier eines Summenstromwandlers (nicht dargestellt), gebildet ist. Zur Erfassung eines Fehlerstroms werden der im RCD-Modul 2 angeordnete Neutralleiter-Strompfad sowie die in den MCB-Modulen 3, 3' angeordneten Phasenleiter-Strompfade durch den Magnetkern des Summenstromwandlers hindurchgeführt. Der für den modulübergreifenden Einbauraum 16, 16' erforderliche Bauraum wird dabei von den noch nicht genutzten, d.h. noch nicht mit Komponenten belegten, Teilen der Isolierstoffgehäuse 10, 10' bereitgestellt: den schmalen Teilbereichen 21, 21' der ersten Funktionsbereiche 20, 20' sowie den breiten Teilbereichen 32, 32' der zweiten Funktionsbereiche 30, 30' der beteiligten Module 2, 3, 3' bereitgestellt. In den schmalen Teilbereichen 31, 31' der zweiten Funktionsbereiche 30, 30' können bei Bedarf weitere funktionale Baugruppen, beispielsweise Mess- oder Kommunikations-Baugruppen aufgenommen und gehaltert werden.Due to the arrangement of the four insulating housings 10, 10' broadside to broadside, the installation spaces 16, 16' are also arranged next to one another, as a result of which the installation space 16, 16' covering all modules is formed for accommodating a functional assembly covering all modules, here a summation current transformer (not shown). To detect a residual current, the neutral conductor current path arranged in the RCD module 2 and the phase conductor current paths arranged in the MCB modules 3, 3' are passed through the magnetic core of the summation current transformer. The installation space required for the cross-module installation space 16, 16' is provided by the parts of the insulating housing 10, 10' that are not yet used, i.e. not yet occupied by components: the narrow partial areas 21, 21' of the first functional areas 20, 20' as well as the wide partial areas 32, 32' of the second functional areas 30, 30' of the modules 2, 3, 3' involved. If required, further functional assemblies, for example measuring or communication assemblies, can be accommodated and held in the narrow partial areas 31, 31' of the second functional areas 30, 30'.

Ist der Summenstromwandlers in dem modulübergreifenden Einbauraum eingeschoben und montiert, so können die beiden äußeren Einschuböffnungen 15, d.h. die linke Einschuböffnung 15 des links außen angeordneten Moduls 3' sowie die rechte Einschuböffnung 15 des rechts außen angeordneten Moduls 2 mittels eines geeigneten Verschlusselements, beispielsweise eines Deckels, verschlossen werden.If the summation current transformer is pushed in and installed in the cross-module installation space, the two outer push-in openings 15, i.e. the left-hand push-in opening 15 of the module 3' arranged on the left outside and the right-hand push-in opening 15 of the module 2 arranged on the outside right, can be closed by means of a suitable closing element, for example a cover , to be closed.

In 4 ist eine Unteransicht (Blick auf die Befestigungsseite 12) des aus 2 bekannten Niederspannungs-Schutzschaltgerätes 1 schematisch dargestellt. Dabei wird deutlich, dass jedes der Isolierstoffgehäuse 10, 10' im Bereich unterhalb des dem jeweiligen Isolierstoffgehäuse 10, 10' zugeordneten Einbauraumes 16, 16' eine Montageöffnung 18 aufweist, welche sich von der Befestigungsseite 12 des jeweiligen Isolierstoffgehäuses 10, 10' bis in den diesem zugeordneten Einbauraum 16, 16' erstreckt. Mit Hilfe der Montageöffnungen 18 ist ein besserer Zugang zum Einbauraum 16, 16' gewährleistet, um den darin angeordneten Summenstromwandler mit den entsprechenden Kontaktelementen des jeweiligen Moduls 2, 3, 3' elektrisch leitend zu verbinden, beispielsweise unter Verwendung eines geeigneten Lötverfahrens. Zum Schutz vor Berührung der dahinter angeordneten Komponenten oder zum Schutz vor Umgebungseinflüssen wie Feuchtigkeit und/oder Staub können auch die Montageöffnungen 18 nach erfolgter Montage des Summenstromwandlers mit Hilfe geeigneter Verschlusselemente verschlossen werden.In 4 12 is a bottom view (viewing the attachment side 12) of the FIG 2 known low-voltage protective switching device 1 shown schematically. It is clear that each of the insulating material housings 10, 10' has an assembly opening 18 in the area below the installation space 16, 16' assigned to the respective insulating material housing 10, 10', which extends from the fastening side 12 of the respective insulating material housing 10, 10' to the this associated installation space 16, 16 'extends. The mounting openings 18 ensure better access to the installation space 16, 16' in order to electrically conductively connect the summation current transformer arranged therein to the corresponding contact elements of the respective module 2, 3, 3', for example using a suitable soldering process. To protect against touching the components arranged behind it or to protect against environmental influences such as moisture and/or dust, the assembly openings 18 can also be closed with the aid of suitable sealing elements after the summation current transformer has been assembled.

Durch das in den 3 und 4 schematisch dargestellte Niederspannungs-Schutzschaltgerät 1 ist die Funktionalität eines vierpoligen RCBO bzw. FI/LS realisiert, wobei das erfindungsgemäße Niederspannungs-Schutzschaltgerät 1 aus strukturmechanisch stabilen, geschlossenen Modulen 2, 3, 3' besteht. Die Festigkeit des Niederspannungs-Schutzschaltgerätes 1 sowie der Festsitz desselben im Elektroinstallationsverteiler wird durch den strukturmechanisch stabilen Aufbau der einzelnen Module 2, 3, 3' erreicht. Jedes der Module 2, 3, 3' weist einen Einbauraum 16, 16' auf, welche durch Montage der Module 2, 3, 3' einen gemeinsamen, modulübergreifenden Einbauraum 16, 16' bilden, der mit einer modulübergreifenden Baugruppe - im Falle eines RCBO bzw. FI/LS mit einem Summenstromwandler - bestückt wird.Through the in the 3 and 4 The functionality of a four-pole RCBO or FI/LS is implemented in the low-voltage protective switching device 1 shown schematically, with the low-voltage protective switching device 1 according to the invention consisting of structurally stable, closed modules 2, 3, 3'. The strength of the low-voltage protective switching device 1 and the tight fit of the same in the electrical installation distributor is achieved by the mechanically stable construction of the individual modules 2, 3, 3'. Each of the modules 2, 3, 3' has an installation space 16, 16', which form a common, cross-module installation space 16, 16' through the assembly of the modules 2, 3, 3'. which is equipped with a cross-module assembly - in the case of an RCBO or FI/LS with a summation current transformer.

Anstelle eines vierpoligen RCBO bzw. FI/LS sind auch zwei- oder dreipolige Varianten realisierbar, indem entsprechend ein oder zwei MCB-Module weggelassen werden. Die Anzahl der Gehäusevarianten wird dadurch deutlich reduziert.Instead of a four-pole RCBO or FI/LS, two- or three-pole versions can also be implemented by omitting one or two MCB modules accordingly. This significantly reduces the number of housing variants.

Aus dem modularen Aufbau des Niederspannungs-Schutzschaltgerätes 1 ergibt sich ferner der Vorteil einer modularen Montage und Prüfung, d.h. jedes einzelne Modul 2, 3, 3' kann vor der Kombination mit weiteren Modulen 2, 3, 3' separat montiert und geprüft werden, wodurch die Fehlersuche in der Fertigung deutlich erleichtert wird, da nur positiv geprüfte Module 2, 3, 3' zu einem modularen Niederspannungs-Schutzschaltgerät 1 kombiniert werden. Das Auffinden von Fehlern findet dadurch nicht erst in einem hochveredelten Montagezustand statt, sondern wird in eine frühe Phase der Fertigung vorverlegt. Dadurch ist auch eine getrennte Untersuchung von Funktionen, beispielsweise das Ein- und Ausschalten, das magnetische, thermische und fehlerstromverursachte Auslösen, das Anzeigen der Auslösung, etc., möglich.The modular design of the low-voltage protective switching device 1 also has the advantage of modular assembly and testing, i.e. each individual module 2, 3, 3' can be assembled and tested separately before being combined with other modules 2, 3, 3', which troubleshooting in production is made significantly easier, since only positively tested modules 2, 3, 3' are combined to form a modular low-voltage protective switching device 1. The detection of errors does not only take place in a highly refined assembly state, but is brought forward to an early phase of production. This also makes it possible to examine functions separately, for example switching on and off, magnetic, thermal and residual current-related tripping, tripping indication, etc.

BezugszeichenlisteReference List

11
Niederspannungs-SchutzschaltgerätLow voltage circuit breaker
22
erstes Modulfirst module
33
zweites Modulsecond module
3'3'
weiteres zweites Modul another second module
1010
Isolierstoffgehäuseinsulating housing
10'10'
weiteres Isolierstoffgehäuseanother insulating housing
1111
Frontseitefront
1212
Befestigungsseitemounting side
13-113-1
Schmalseitenarrow side
13-213-2
Schmalseitenarrow side
14-114-1
Breitseitebroadside
14-214-2
Breitseitebroadside
1515
Einschuböffnunginsertion opening
1616
Einbaurauminstallation space
16'16'
weiterer Einbauraumfurther installation space
1717
Trennwandpartition wall
1818
Montageöffnung mounting hole
2020
erster Funktionsbereichfirst functional area
20'20'
erster Funktionsbereichfirst functional area
2121
schmaler Teilbereichnarrow section
2222
breiter Teilbereich wide section
3030
zweiter Funktionsbereichsecond functional area
30'30'
zweiter Funktionsbereichsecond functional area
3131
schmaler Teilbereichnarrow section
3232
breiter Teilbereichwide section

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Claims (12)

Isolierstoffgehäuse (10) für ein modular aufgebautes, mehrpoliges Niederspannungs-Schutzschaltgerät (1), aufweisend eine Frontseite (11), eine der Frontseite (11) gegenüberliegend angeordnete Befestigungsseite (12), sowie die Front- und die Befestigungsseite (11, 12) verbindende Schmal- und Breitseiten (13-1, 13-2, 14-1, 14-2), - mit einem ersten Funktionsbereich (20) und einem zweiten Funktionsbereich (30), welche bei einer Breite (B) von nur einer Teilungseinheit (TE) nebeneinander angeordnet sind und sich jeweils von der einen zur gegenüberliegenden anderen Schmalseite (13-1, 13-2) erstrecken, - wobei jeder der beiden Funktionsbereiche (20, 30) einen schmalen und einen breiten Teilbereich (21, 31, 22, 32) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Isolierstoffgehäuse (10) eine Einschuböffnung (15) aufweist, welche sich von der einen zur anderen Breitseite (14-1, 14-2) erstreckt, wodurch ein Einbauraum (16) gebildet ist, welcher bei einer Kombination mit einem weiteren Isolierstoffgehäuse (10') als modulübergreifender Einbauraum (16, 16') zur Aufnahme einer modulübergreifenden Funktionsbaugruppe vorgesehen ist.Insulating housing (10) for a modular, multi-pole low-voltage protective switching device (1), having a front side (11), a fastening side (12) arranged opposite the front side (11), and connecting the front and fastening sides (11, 12). Narrow and broad sides (13-1, 13-2, 14-1, 14-2), - with a first functional area (20) and a second functional area (30) which, with a width (B) of only one pitch unit ( TE) are arranged side by side and each extend from one narrow side (13-1, 13-2) opposite to the other, - each of the two functional areas (20, 30) having a narrow and a wide partial area (21, 31, 22, 32), characterized in that the insulating housing (10) has an insertion opening (15) which extends from one broad side to the other (14-1, 14-2), whereby an installation space (16) is formed, which at a combination with another insulating material housing (10') is provided as a cross-module installation space (16, 16') for receiving a cross-module functional assembly. Isolierstoffgehäuse (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der breite Teilbereich (22) des ersten Funktionsbereichs (20) neben dem schmalen Teilbereich (31) des zweiten Funktionsbereichs (30) und der breite Teilbereich (32) des zweiten Funktionsbereichs (30) neben dem schmalen Teilbereich (21) des ersten Funktionsbereichs (20) angeordnet sind.Insulating housing (10) according to claim 1 , characterized in that the wide partial area (22) of the first functional area (20) next to the narrow partial area (31) of the second functional area (30) and the wide partial area (32) of the second functional area (30) next to the narrow partial area (21) of the first functional area (20) are arranged. Isolierstoffgehäuse (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Funktionsbereich (20) als Strompfadbereich dient, welcher dazu vorgesehen und ausgebildet ist, einen Schaltkontakt sowie ein magnetisches und ein thermisches Auslösesystem zur Unterbrechung des Schaltkontakts aufzunehmen.Insulating material housing (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the first functional area (20) serves as a current path area which is provided and designed to accommodate a switching contact and a magnetic and a thermal tripping system for interrupting the switching contact. Isolierstoffgehäuse (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Funktionsbereich (30) zur Aufnahme einer weiteren Funktionsbaugruppe vorgesehen und ausgebildet ist.Insulating housing (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the second functional area (30) is provided and designed to accommodate a further functional assembly. Isolierstoffgehäuse (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Funktionsbereich (20, 30) durch eine Trennwand (17) voneinander getrennt sind.Insulating housing (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the first and the second functional area (20, 30) are separated from one another by a partition (17). Isolierstoffgehäuse (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einschuböffnung (15) beidseitig verschließbar ist.Insulating material housing (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the insertion opening (15) can be closed on both sides. Isolierstoffgehäuse (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Isolierstoffgehäuse (10) eine Montageöffnung (18) aufweist, welche quer zur Einschuböffnung (15) angeordnet ist und sich von der Befestigungsseite (12) bis in den Einbauraum (16) erstreckt.Insulating material housing (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the insulating material housing (10) has an assembly opening (18) which is arranged transversely to the insertion opening (15) and extends from the fastening side (12) into the installation space (16). extends. Isolierstoffgehäuse (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Montageöffnung (18) verschließbar ist.Insulating housing (10) according to claim 7 , characterized in that the assembly opening (18) can be closed. Modular aufgebautes Niederspannungs-Schutzschaltgerät (1), aufweisend zumindest zwei nebeneinander angeordnete Module (2, 3, 3') mit jeweils einem nach einem der vorstehenden Ansprüche gebildeten Isolierstoffgehäuse (10, 10'), wobei durch die Einbauräume (16, 16') der zumindest zwei nebeneinander angeordneten Module (2, 3, 3') einen gemeinsamer, modulübergreifender Einbauraum (16, 16') zur Aufnahme einer modulübergreifenden Funktionsbaugruppe gebildet ist.Modular low-voltage protective switching device (1), having at least two modules (2, 3, 3') arranged next to one another, each with an insulating material housing (10, 10') formed according to one of the preceding claims, with the installation spaces (16, 16') the at least two modules (2, 3, 3') arranged next to one another form a common, cross-module installation space (16, 16') for accommodating a cross-module functional assembly. Niederspannungs-Schutzschaltgerät (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in dem modulübergreifenden Einbauraum (16, 16') ein Summenstromwandler aufgenommen und gehaltert ist.Low-voltage protective switching device (1) according to claim 9 , characterized in that in the cross-module installation space (16, 16') a summation current transformer is accommodated and held. Niederspannungs-Schutzschaltgerät (1) nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, - dass das erste Modul (2) als RCD-Modul ausgebildet ist, in dessen erstem Funktionsbereich (20) ein Strompfad zur Kontaktierung mit einem Neutralleiter sowie RCD-Funktionsbaugruppen aufgenommen und gehaltert sind, - dass das zweite Modul (3, 3') als MCB-Modul ausgebildet ist, in dessen erstem Funktionsbereich (20') ein Strompfad zur Kontaktierung mit einem Phasenleiter angeordnet ist, welcher einen Schaltkontakt sowie eine Schaltmechanik mit einem magnetischen und einem thermischen Auslösesystem zur Unterbrechung des Schaltkontakts aufweist.Low-voltage protective switching device (1) according to one of claims 9 or 10 , characterized in that - that the first module (2) is designed as an RCD module, in the first functional area (20) of which a current path for contacting a neutral conductor and RCD functional assemblies are accommodated and held, - that the second module (3, 3') is designed as an MCB module, in whose first functional area (20') a current path for contacting a phase conductor is arranged, which has a switching contact and a switching mechanism with a magnetic and a thermal tripping system for interrupting the switching contact. Niederspannungs-Schutzschaltgerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, - Dass das Schutzschaltgerät zumindest ein weiteres, als MCB-Modul ausgebildetes Modul (3') aufweist.Low-voltage protection switching device after claim 11 , characterized in that the protective switching device has at least one further module (3') designed as an MCB module.
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