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Die Erfindung betrifft ein Verdrahtungsmodul für einen Hilfsschalter, ein Verdrahtungssystem sowie ein Verfahren zum elektrischen Kontaktieren solch eines Verdrahtungsmoduls.
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Heutige Leistungsschalter haben, abhängig von ihrer Polzahl, links und rechts ihrer Handhaben Taschen, in die interne Zubehöre gesteckt werden können. Diese Taschen werden meist nach Bestückung der Zubehöre mit einem Deckel abgedeckt.
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Typischerweise werden Leistungsschalter in ein-, zwei-, drei- und vierpoligen Ausführungen hergestellt. Dabei gilt üblicherweise, dass einpolige Leistungsschalter keine Zubehörtaschen aufweisen, zweipolige Leistungsschalter eine Zubehörtasche, typischerweise links der Handhabe, dreipolige Leistungsschalter je eine Zubehörtasche rechts und links der Handhabe und vierpolige Leistungsschalter ein oder zwei Zubehörtaschen links der Handhabe und eine Zubehörtasche rechts der Handhabe.
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Jede Zubehörtasche ist nochmals, abhängig von der Baugröße des Leistungsschalters, in mehrere Steckplätze für zugehörige innere Zubehöre unterteilt. Dabei können Zubehöre unterschiedlicher Breite in die Zubehörtasche eingesetzt werden. Ein Steckplatz hat dabei eine einfache Breite, es gibt beispielsweise auch Zubehöre mit vierfacher Breite, die vier nebeneinander liegende Steckplätze belegen.
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In die angebotenen Steckplätze können unterschiedliche Zubehöre gesteckt werden. Beispielsweise können dies Hilfsschalter sein, wie ON-/OFF-Hilfsschalter, die den ON-/OFF-Zustand des Schalters anzeigen, Ausgelöst-Meldeschalter, die den Trip-Zustand des Schalters anzeigen, voreilende Hilfsschalter, die voreilend anzeigen, wenn der Schalter ausgeschaltet wird, Schutzauslösung-Meldeschalter, die anzeigen, wenn die ETU ausgelöst hat oder Kurzschluss-Meldeschalter, die anzeigen, wenn die TMTU ausgelöst hat.
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Ebenso können in die angebotenen Steckplätze Hilfsauslöser gesteckt werden, wie beispielsweise Unterspannungsauslöser, die bei Unterspannung auslösen oder Spannungsauslöser, die bei gewissen, vordefinierten Spannungen auslösen.
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Die angebotenen Steckplätze können ebenso mit Kommunikationszubehören bestückt werden, wie beispielsweise Kommunikationsmodulen zur Kommunikation mit elektronischen Baugruppen oder Stromversorgungsmodulen zur Stromversorgung beispielsweise der ETU.
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Typische Hilfsschalter haben bei einfacher Breite drei Anschlussklemmen. Je nach Applikation müssen zwei oder drei dieser Anschlüsse elektrisch verbunden werden. Bei den doppeltbreiten Hilfsschalter sind es vier bis sechs zu verbindende Anschlüsse. Typischer Hilfsauslöser haben je nach Ausführung zwei oder vier Anschlussklemmen, die jeweils elektrisch kontaktiert werden müssen.
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Bisher müssen alle inneren Zubehöre mit einzelnen Drähten verkabelt und nach außen geführt werden. Zum Herausholen der Kabel vom Schalterinneren nach außen stehen verschiedene Kanäle zur Verfügung. Manche Kanäle verlaufen im Inneren des Schalters und andere Kanäle gehen nach oben, nach unten oder zur Seite, wobei bei diesen Kanälen die Zubehördeckel ausgebrochen oder ausgeschnitten werden müssen.
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Typischerweise sind die Kabelkanäle für die Verkabelung eines Leistungsschalters, insbesondere bei großen Kabelquerschnitten, zu klein und die Kabel müssen genau und geordnet vorgebogen werden, um aus dem Schalterinneren herausgeführt werden zu können.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verdrahtungsmodul, ein Verdrahtungssystem und ein Verfahren zum elektrischen Kontaktieren eines solchen Verdrahtungsmoduls zur Verfügung zu stellen, welches die oben genannten Nachteile überwindet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Verdrahtungsmodul für einen Hilfsschalter gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verdrahtungsmoduls sind in den Unteransprüche 2 bis 7 angegeben. Die erfindungsgemäße Aufgabe wird ebenso durch das Verdrahtungssystem gemäß Patentanspruch 8 und durch das Verfahren zum elektrischen Kontaktieren solch eines Verdrahtungsmoduls gemäß Patentanspruch 9 gelöst. Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in Patentanspruch 10 angegeben.
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Das Verdrahtungsmodul für einen Hilfsschalter gemäß Patentanspruch 1 umfasst ein Gehäuse mit Kontaktstiften an einer ersten Seite des Gehäuses zur elektrischen Kontaktierung mit dem Hilfsschalter und einer Schnittstelle an einer zweiten Seite des Gehäuses, wobei elektrische Verbindungsmittel die Kontaktstifte elektrisch mit der Schnittstelle verbinden.
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Vorteilhaft hierbei ist, dass das erfindungsgemäße Verdrahtungsmodul eine schnelle, saubere und geordnete Verdrahtung beim Kunden ermöglicht. Ebenso ergibt sich daraus eine Zeitersparnis bei der Verdrahtung durch den Kunden. Das erfindungsgemäße Verdrahtungsmodul ist ein Alleinstellungsmerkmal im Markt der Leistungsschalter. Dadurch kann ein zusätzliches Geschäft durch weitere Verkäufe von Komfortverdrahtungsmodulen erzeugt werden.
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In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verdrahtungsmoduls ist das Gehäuse aus festem Werkstoff, beispielsweise Duroplast oder Thermoplast, ausgebildet.
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In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verdrahtungsmoduls ist das Gehäuse zweiteilig aus einem Oberteil und einem Unterteil ausgebildet.
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In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verdrahtungsmoduls ist die Schnittstelle als Stecker/Buchse oder als Kabel zur weiteren Verdrahtung ausgebildet.
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In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verdrahtungsmoduls weist das Gehäuse Öffnungen auf zur Durchführung eines Werkzeugs, um die Kontaktstifte im Hilfsschalter festzuziehen.
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In einer Ausgestaltung des Verdrahtungsmoduls sind die elektrischen Verbindungsmittel als Kabel oder als Leiterplatte mit elektrischer Verdrahtung ausgebildet. Dabei kann die Leiterplatte Aussparungen aufweisen an den Öffnungen zur Durchführung eines Werkzeugs, um die Kontaktstifte im Hilfsschalter festzuziehen.
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Das erfindungsgemäße Verdrahtungssystem gemäß Patentanspruch 8 umfasst mindestens ein erfindungsgemäßes Verdrahtungsmodul und mindestens eine Verdrahtungsleitung, wobei das mindestens eine Verdrahtungsmodul und die mindestens eine Verdrahtungsleitung über die jeweilige Schnittstelle elektrisch miteinander gekoppelt sind.
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Das erfindungsgemäße Verfahren gemäß Patentanspruch 9 dient dem elektrischen Kontaktieren eines erfindungsgemäßen Verdrahtungsmoduls mit einem Hilfsschalter, und umfasst die Schritte:
- - Aufsetzen des Verdrahtungsmoduls auf den Hilfsschalter und dadurch Einlegen der Kontaktstifte in Schraubkontaktstellen des Hilfsschalters; und
- - Festziehen der Schraubkontaktstellen des Hilfsschalters durch die Öffnungen des Verdrahtungsmoduls hindurch.
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In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst dieses den zusätzlichen Schritt:
- - Kontaktieren der Schnittstelle mit einem Schaltschrank.
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Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung, sowie die Art und Weise wie sie erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsformen, die im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert werden.
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Dabei zeigen:
- 1A und 1B Verdrahtungsmodul für einen Hilfsschalter und Verdrahtungsleitung;
- 2A und 2B Verdrahtungsmodul für einen einfach breiten Hilfsschalter und einen vierfach breiten Hilfsschalter;
- 3A und 3B Verdrahtungsmodul für einen einfach breiten Hilfsschalter mit elektrischen Verbindungsmitteln als Kabel;
- 4A und 4B Verdrahtungsmodul für einen vierfach breiten Hilfsschalter und Kontaktstifte des Verdrahtungsmoduls;
- 5 Verdrahtungsmodul für einen einfach breiten Hilfsschalter mit elektrischem Verbindungsmittel als Leiterplatte mit elektrischer Verdrahtung;
- 6 Verdrahtungsmodul für einen einfach breiten Hilfsschalter, zweifach breiten Hilfsschalter und dreifach breiten Hilfsschalter; und
- 7A und 7B Verfahren zum elektrischen Kontaktieren eines Verdrahtungsmoduls mit einem Hilfsschalter.
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In 1A ist ein erfindungsgemäßes Verdrahtungsmodul 100 dargestellt. Das Verdrahtungsmodul 100 umfasst ein Gehäuse 110 mit Kontaktstiften 121; 122; 123 an einer ersten Seite 111 des Gehäuses 110 zur elektrischen Kontaktierung mit einem Hilfsschalter 1000. Des Weiteren umfasst das Verdrahtungsmodul 100 eine Schnittstelle 130 an einer zweiten Seite 112 des Gehäuses 110, wobei elektrische Verbindungsmittel 151; 152; 153 die Kontaktstifte 121; 122; 123 elektrisch mit der Schnittstelle 130 verbinden. Entsprechend der Darstellung in der 1A handelt es sich bei der ersten Seite 111 des Gehäuses 110 um ein erstes, linkes Ende und bei der zweiten Seite 112 des Gehäuses 110 um das entgegengesetzt Ende des Gehäuses 110 an seiner rechten Seite.
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In 1B ist eine Verdrahtungsleitung 200 abgebildet zur Bildung eines Verdrahtungssystems mit dem Verdrahtungsmodul 100. Zur Verbindung von Verdrahtungsleitung 200 und Verdrahtungsmodul 100 kann es vorgesehen sein, dass die Schnittstelle 130 des Verdrahtungsmoduls 100 beispielsweise als Buchse zur weiteren Verdrahtung ausgebildet ist. Die Verdrahtungsleitung 200 weist dazu den passenden Stecker auf. Des Weiteren umfasst die Verdrahtungsleitung 200 entsprechende Anschlussleitungen 231; 232; 233, die mit weiteren Komponenten im Schaltschrank verbunden werden.
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Die Schnittstelle 130 des Verdrahtungsmoduls 100 kann ebenfalls als Stecker ausgebildet sein oder als Kabel zur direkten weiteren Verdrahtung. Bei Ausbildung als Stecker ist die Verdrahtungsleitung 200 als passende Buchse ausgebildet.
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Das Gehäuse 110 des erfindungsgemäßen Verdrahtungsmoduls 100 ist aus einem festen Werkstoff, beispielsweise Duroplast oder Thermoplast, ausgebildet. Optional kann das Gehäuse 110 zweiteilig ausgebildet sein aus einem Oberteil und einem Unterteil. Vorteilhafterweise können die elektrischen Verbindungsmittel 151; 152; 153 zwischen den Kontaktstiften 121; 122; 123 und der Schnittstelle 130 bei geöffnetem Gehäuse 110 eingelegt werden und danach das Oberteil mit dem Unterteil verbunden werden.
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In 2A ist ein Hilfsschalter 1000 dargestellt und das erfindungsgemäße Verdrahtungsmodul 100 sowie die Verdrahtungsleitung 200. Der Hilfsschalter 1000 ist in einfacher Breite ausgebildet. Das Verdrahtungsmodul 100 kann mit seinen Kontaktstiften 121; 122; 123 auf dem Hilfsschalter 1000 aufgesetzt werden. Dabei ragen die Kontaktstifte 121; 122; 123 in Schraubkontaktstellen des Hilfsschalters 1000 hinein. Zum mechanischen Verbinden und Festziehen sind Öffnungen 161; 162; 163 am Gehäuse 110 des Verdrahtungsmoduls 100 vorgesehen zur Durchführung eines Werkzeugs, um die Kontaktstifte 121; 122; 123 im Hilfsschalter 1000 festzuziehen. Vorteilhaft ist hierbei, dass die Kontaktstifte 121; 122; 123 besonders einfach durch die Öffnungen 161; 162; 163 festgezogen werden können und danach keine weiteren Schritte wie beispielsweise das Umbiegen der Kabel nach dem Festziehen vonnöten sind.
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2B zeigt ebenfalls einen Hilfsschalter 1000, diesmal in mehrfacher Breite für vier benachbarte Steckplätze ausgebildet und das erfindungsgemäße Verdrahtungsmodul 100 sowie die Verdrahtungsleitung 200.
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In den 3A und 3B ist wiederum der Hilfsschalter 1000 in einfach breiter Ausgestaltung und das erfindungsgemäße Verdrahtungsmodul 100 dargestellt. Als elektrische Verbindungsmittel 151; 152; 153 dienen Kabel, deren abisolierten Enden als Kontaktstifte 121; 122; 123 dienen. Weiterhin sind Öffnungen 161; 162; 163 vorgesehen zur Durchführung eines Werkzeugs, um die Kontaktstifte 121; 122; 123 im Hilfsschalter 1000 festzuziehen.
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Mit 4A und 4B ist der vierfach breite Hilfsschalter 1000 sowie das erfindungsgemäße Verdrahtungsmodul 100 dargestellt. Auch hier dienen Kabel als elektrische Verbindungsmittel 151; 152; 153; 154 zur elektrischen Verdrahtung zwischen den Kontaktstiften 121; 122; 123; 124 und der Schnittstelle 130. Die Kontaktstiften 121; 122; 123; 124 sind als separates Teil unabhängig der Kabel 151; 152; 153; 154 ausgebildet und beispielsweise über eine Klemmverbindung mit den Kabeln 151; 152; 153; 154 verbunden. Die Öffnungen 161; 162; 163; 164 werden durch die schmale Konstruktion der Kontaktstifte 121; 122; 123; 124 im Bereich der Öffnungen 161; 162; 163; 164 freigehalten zur Durchführung eines Werkzeugs, um die Kontaktstifte 121; 122; 123; 124 im Hilfsschalter 1000 festzuziehen.
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In den 5A und 5B ist eine alternative Ausgestaltung der elektrischen Verbindungsmittel 151; 152; 153. Hier dient eine Leiterplatte mit einer entsprechenden elektrischen Verdrahtung, beispielsweise durch eine Metallisierung oder unterschiedliche Metallisierungsebenen, der elektrischen Verbindung der Kontaktstifte 121; 122; 123 und der Schnittstelle 130. Die Leiterplatte weist Ausnehmungen an den Öffnungen 161; 162; 163 zur Durchführung eines Werkzeugs auf, um die Kontaktstifte 121; 122; 123 im Hilfsschalter 1000 festzuziehen.
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6 zeigt Verdrahtungsmodule 100; 100'; 100" und ihre Kombination um beispielsweise einfach breite, zweifach breite oder dreifach breite Hilfsschalter 1000 zu verdrahten. Die Verdrahtungsmodule 100; 100'; 100" sind ebenfalls mit Verdrahtungsleitungen 200; 200'; 200" versehen zur Kontaktierung der Schnittstellen 130 mit einem Schaltschrank.
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In 7A ist das erfindungsgemäße Verfahren 2000 zum elektrischen Kontaktieren eines erfindungsgemäßen Verdrahtungsmodul 100 mit einem Hilfsschalter 1000 dargestellt. Das Verfahren 2000 umfasst die Schritte:
- - Aufsetzen 2100 des Verdrahtungsmoduls 100 auf den Hilfsschalter 1000 und dadurch Einlegen der Kontaktstifte 121; 122; 123; 124 in Schraubkontaktstellen des Hilfsschalters 1000; und
- - Festziehen 2200 der Schraubkontaktstellen des Hilfsschalters 1000 durch die Öffnungen 161; 162; 163; 164 des Verdrahtungsmoduls 100 hindurch
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In 7B ist das erfindungsgemäße Verfahren 2000 dargestellt mit dem zusätzlichen Schritt:
- - Kontaktieren 2300 der Schnittstellen 130 mit einem Schaltschrank.
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Das erfindungsgemäße Modul 100 ermöglicht, auf einer Seite die Kontaktierung zu inneren Zubehören wie beispielsweise Hilfsschaltern 1000 und auf der anderen Seite eine Schnittstelle 130 zur Schaltschrankverdrahtung zu nutzen. Dabei sind die Verdrahtungsmodule 100; 100'; 100" von ihrer äußeren Geometrie so gestaltet, dass diese im Raum oberhalb der Hilfsschalter 1000 und unterhalb eines geschlossenen Zubehördeckels optimal Platz finden.
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Die Schnittstelle 130 zur Schaltschrankverdrahtung kann dabei entweder gleich unmittelbar nach dem Zubehördeckel angeboten werden oder aber das Verdrahtungsmodul 100; 100'; 100" in fester oder beweglicher Form noch durch einen der vorhandenen Kabelkanäle geführt werden und dann erst erfolgt eine Schnittstelle zur Schaltschrankverdrahtung. In jedem Fall befindet sich die Schnittstelle 130 zum Schaltschrank immer außerhalb des Zubehördeckels und ist somit für den Kunden gut erreichbar.
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Allgemein wird das Ziel verfolgt, von einer Einzelverdrahtung mit einem passgenauen Biegen der Drähte wegzukommen, um einem Kunden die Möglichkeit für eine schnelle und saubere Verdrahtung zu geben.
