DE29601147U1 - Netztrennschalter für elektronische Schalt- und Steuergeräte - Google Patents

Description

12.01.1996 Ne/

Anmelder: Theben-Werk, Zeitautomatik GmbH, 72394 Haigerloch

Bezeichnung: Netztrennschalter für elektronische Schalt- und Steuergeräte

Die Erfindung betrifft einen Netztrennschalter für elektronische Schalt- und Steuergeräte, denen in einem wenigstens zweiteiligen, nichtleitenden Gehäuse, bestehend aus einem Gehäuseunterteil und einem Gehäuseoberteil, spannungsführende Teile untergebracht sind, die bei geöffnetem Gehäuse keinen Berührungsschutz aufweisen, und in einem Gehäuseteil ein Netzspannungsanschluß angeordnet ist.

Bei netzbetriebenen elektronischen Schalt- und Steuergeräten, wie beispielsweise bei Raumthermostaten, ist es erforderlich, das eingebaute Netzteil so auszulegen und anzubringen, daß es bei bei einem geringstmöglichen Platzbedarf nahezu keine Eigenerwärmung abgibt.

Bei Raumthermostaten ist dies deshalb erforderlich, damit keine falsche Temperatur innerhalb des Gerätegehäuses, in dem sich auch der Temperatursensor befindet, gemessen

wird. Gemessen werden soll nämlich mit solchen Raumthermostaten die Umgebungtemperatur und nicht die Temperatur, die sich im Gehäuse befindet. Deshalb darf sich die Temperatur im Gehäuse von der Umgebungstemperatur nicht unterscheiden. '"■

Außerdem ist zu berücksichtigen, daß solche Geräte gewissen Schutzbestimmungen entsprechen müssen. So ist es beispielsweise bei Geräten, die unter die Norm VDE 0631 fallen, Vorschrift, daß ein Schutz gegen elektrischen Schlag sichergestellt wird. Dies wird dadurch sichergestellt, daß die Sicherheitsabstände von 8 mm zwischen den von einer Bedienperson erreichbaren Geräteteilen und spannungsführenden Teilen eingehalten werden. Diese Forderung wird am einfachsten mit einem Transformator erreicht. Dieser hat jedoch bei kleinen Bauformen, welche durch die Gehäusegröße vorgegeben sind, einen sehr schlechten Wirkungsgrad und somit die Eigenschaft einer großen Eigenerwärmung. Ein Raumthermostat mit einem solchen Tranformator würde eine falsche Temperaturmessung ergeben und wäre somit unbrauchbar.

Als Alternative hierzu bietet sich ein Kondensatornetzteil mit einem X2-Kondensator als Phasenschieber an. Der Vorteil hierbei ist darin zu sehen, daß ein Kondensatornetzteil Blindleistung und keine Wirkleistung erzeugt und somit nur eine äußerst geringe Eigenwärme abgibt. Nach-

teilig dabei ist allerdings, daß keine galvanische Trennung zwischen Netz und Bedienperson gegeben ist. Im geschlossenen Gerätezustand allerdings werden alle berührbaren Teile, wie Tasten, Fühlerelemente (Sensoren) und Gehäuseaußenwände über 8 mm Luftabstand bzw. 6 mm Kriechstrecke zu den spannungsführenden Teilen getrennt. Ein Relais sorgt mit einem 8 mm Trennabstand zwischen Schaltkontakt und Betriebsspannung für das Schalten von Sicherheitskleinspannung.

Im geöffneten Zustand des Gerätes ist jedoch eine direkte Berührung spannungsführender Teile möglich, was sicherheitstechnisch nach den Vorschriften nicht zulässig ist.

Um hier Abhilfe zu schaffen ist es bekannt, das Netz durch zwei 230V-Mikroschalter zu trennen, wenn das Gerät geöffnet wird. Dies ist jedoch eine teuere Lösung. Außerdem ist es möglich, durch Drücken oder Überkleben der Schalthebel, die Schalter wieder zu schließen und somit die spannungsführenden Teile an Spannung zu legen.

Eine sichere Lösung ist deshalb mit den bekannten Maßnahmen nicht zu erreichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Trennschalter der gattungsgemäßen Art zu schaffen, der unter Vermeidung wärmeerzeugender Bauteile beim Öffnen des Ge-

häuses sicherstellt, daß in den offenen Gehäuseteilen alle offen liegenden und somit berührbaren, elektrischen Bauteile spannungfrei sind und berührt werden können.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß zwischen dem Netzspannungsanschluß und den von diesen elektrisch versorgten elektrischen Schaltungelementen ein aus trennbaren Schalterteilen bestehender allpolig trennender Trennschalter vorgesehen ist, wobei ein erster Schalterteil berührungsgeschützte Klemmkontakte aufweist und in dem mit dem Netzanschluß versehenen Gehäuseteil angeordnet ist, während ein zweiter Schalterteil, der elektrisch paarweise miteinander verbundene, in die Klemmkontakte einführbare Steckkontakte in Form von Steckzungen, Steckstiften od. dgl. aufweist, im anderen Gehäuseteil befestigt ist.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung kann mit Hilfe relativ einfacher, kostengünstiger und mit einer hohen Funktionssicherheit ausgestatteten Trennschaltern eine optimale Sicherheit hinsichtlich des Berührungsschutzes erzielt werden, wobei zugleich sichergestellt ist, daß diese verwendeten Bauteile keinerlei Eigenwärme erzeugen und somit auch in solchen Geräten verwendet werden können, bei de-

nen es darauf ankommt innerhalb des Gerätegehäuses, das entsprechende Öffnungen aufweist, die Temperatur der Umgebung zu erhalten.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 5.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen nachstehend näher erläutert. Es zeigt:

Fig.l den unteren Gehäuseteil eines elektronischen Schalt- oder Steuergerätes in perspektivischer Draufsicht;

Fig. 2 den in Öffnungslage befindlichen oberen Gehäuseteil desselben Gerätes in perspektivischer Draufsicht;

Fig. 3 einen Teilschnitt durch das geschlossene Gehäuse mit dem eingebauten Trennschalter.

Wie aus der Fig. 1 erkennbar ist, weist der untere Gehäuseteil 1 eine im wesentlichen rechteckige Form auf. Er

besteht aus einem Boden 2 und vier einstückig an diesen angeformten, rechtwinklig hochstehenden Seitenwänden 3, 4, 5 und 6. Im Boden 2 befindet sich eine Öffnung 7, durch welche Stromzuführungskabel 8 und 9 in das Gehäuseinnere eingeführt werden.

Der Boden 2 ist durch eine Leiterplatte 10 abgedeckt. Auf der Oberseite dieser Leiterplatte 10 befindet sich der eine Schalterteil 11 eines Trennschalters 12, dessen anderer Schalterteil 13 im oberen Gehäuseteil 14 angeordnet und befestigt ist. Dieser obere Gehäuseteil 14 ist in Fig. 2 in geöffneter Lage, also auf dem Kopf stehend, in perspektivischer Ansicht dargestellt. Er besteht aus einer Deckelwand 15 sowie aus vier Seitenwänden 16, 17, 18 und 19, die jeweils einen um die Wanddicke der Seitenwände 16 bis 19 nach außen versetzten Randabschnitt 20, 21, 22, 23 aufweisen. Diese Randabschnitte 20 bis 23 übergreifen im geschlossenen Zustand des Gehäuses die Seitenwände 2 bis 6 des unteren Gehäuseteils 2, wie das in Fig. 3 ersichtlich ist. Im oberen Gehäuseteil 14 ist in der einen Längshälfte, die im geschlossenen Zustand des Gehäuses über der Leiterplatte 10 des unteren Gehäuseteils 2 liegt, eine Leiterplatte 24 angeordnet, die mit zusätzlichen elektronischen, im einzelnen nicht dargestellten Bauteilen bestückt ist.

Während die Seitenwände 3 bis 6 des unteren Gehäuseteils eine Höhe h aufweisen, die kleiner ist als die Höhe des Schalterteils 11, weisen die Seitenwände des oberen Gehäuseteils 14 eine mindestens doppelt so große Gesamthöhe hl auf.

Der Schalterteil 11 hat die Form eines aus Kunststoff bestehenden Quaders, in den auf der Oberseite vertieft, scheidenartige Klemmkontakte 30, 31, 32 und 33 in einer zum Boden 2 des unteren Gehäuseteils 1 rechtwinkligen Lage angeordnet sind. Auf seiner Unterseite weist der Schalterteil 11 Lötkontaktstifte 35 auf, die jeweils einzeln mit einem der Klemmkontakte 30 bis 33 galvanisch, d.h. elektrisch leitend, verbunden sind. Dabei stehen die Klemmkontakte 30 und 32 über die Lötkontaktstifte 35 und Leiterbahnen 36 jeweils mit einem Lötkontaktstift 37 eines in unmittelbarer Nähe des Schalterteils 11 ebenfalls auf der Oberseite der Leiterplatte 10 angeordneten Netzanschlußblocks 38 in elektrischer Verbindung.

An diesen Netzanschlußblock 38 sind die beiden elektrischen Leiter 8 und 9 in üblicher Weise durch Klemmanschlüsse angeschlossen. Die Querschnittsform der Klemmkontakte 30 bis 33 ist aus der Schnittdarstellung der Fig. 3 erkennbar. Aus dieser Darstellung ist auch ersichtlich, daß diese Klemmkontakte 30 bis 33 jeweils in

Vertiefungen 39 des aus Kunststoff bestehenden quaderförmigen Körpers des Schalterteils 11 berührungsgeschützt angeordnet und im übrigen so geformt sind, daß sie jeweils messer- oder zungenartige Steckkontakte 47, 48 des zweiten Schalterteils 13 klemmend und somit kontaktierend aufnehmen können, wenn das Gehäuse geschlossen wird.

Der zweite Schalterteil 13 des Trennschalters 12 ist in einer zum Schalterteil 11 kongruenten Lage auf der Innenseite der Deckelwand 15 des oberen Gehäuseteils 14 befestigt. Dieser Schalterteil 13 weist zwei Kontaktbrücken 45 und 46.mit jeweils zwei zungen- oder messerartigen Steckkontakten 47 und 48 auf, die rechtwinklig zur Ebene der Deckelwand 15 verlaufen. Im gezeichneten Ausführungsbeispiel sind diese Steckkontakte 47 und 48 jeweils paarweise durch einen einstückig angeformten Bügel 49 miteinander verbunden. Vorteilhafter ist es jedoch, die Steckkontakte 47 und 48 jeweils durch EMV-schützende Bauteile, wie Filter, Spulen oder Kondensatoren miteinander zu verbinden.

Dabei ist wichtig, daß die freien Enden dieser Steckkontakte 47 und 48 innerhalb des Gehäuseteils 14 in einer Ebene 50 liegen, die von den Seitenwänden 16 bis 19 bzw.

von deren Randabschnitten 20 bis 23 überragt wird. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, daß die Steckkontakte beim Öffnen des Gehäuses, d.h. beim Abnehmen des Gehäuseoberteils 14 vom Gehäuseunterteil 1, erst dann berührt werden können, wenn sie vom unteren Schalterteil vollständig getrennt sind, so daß auch mit einem schmalen Werkzeug bei nur teilweise geöffnetem Gehäuse kein Berührungskontakt mit strom- bzw. spannungsführenden Teilen innerhalb des Gehäuses hergestellt werden kann.

Wie am besten aus Fig. 3 ersichtlich ist, sind die Kontaktbrücken 45 und 4 6 in zwei flachseitig miteinander verbundenen Isolierstoffplatten 51 und 52 befestigt, wobei die Isolierstoffplatte 52 jeweils entsprechende Ausnehmungen 53 zur Aufnahme der Bügel 49 aufweist.

Eine der beiden Isolierstoffplatten 51 oder 52 kann zugleich als Trägerplatte für die Gerätesicherungen benutzt werden, was den Vorteil hat, daß dabei die Gerätesicherungen bei geöffnetem Gerät ohne Werkzeug gewechselt werden dürfen.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, werden im geschlossenen Zustand des Gehäuses durch die in die Klemmkontakte 30 bis 33 klemmend und somit kontaktierend eingeführten Steckkontakte 47 und 48 einerseits die Klemmkontakte 30 und 31 und andererseits die Klemmkontakte 32 und 33 jeweils paarweise elektrisch leitend miteinander verbunden,

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wobei die Klemmkontakte 31 und 33 jeweils über entsprechende Leiterbahnen der Leiterplatte 10 mit den darauf befindlichen elektronischen Schaltelementen verbunden sind. Die elektrische Verbindung von der Leiterplatte des unteren Gehäuseteils 1 zur Leiterplatte 24 im oberen Gehäuseteil 14 kann beispielsweise durch Kontaktzungen und 56 hergestellt werden, wenn das Gehäuse geschlossen ist. Bei geöffnetem Gehäuse führen auch diese berührbaren Kontaktzungen, wegen des geöffneten Trennschalters 12 keine Spannung, weil beim Abnehmen des oberen Gehäuseteils 14 vom unteren Gehäuseteil 1 eine allpolige Trennung des Trennschalters stattfindet, in dem alle vier vorhandenen Steckkontakte 47, 48 aus den Klemmkontakten 30 bis 33 herausgezogen werden.

Claims (7)

15.01.1996 Ne/ Schutzansprüche

1. Netztrennschalter für elektronische Schalt- und Steuergeräte, denen in einem wenigstens zweiteiligen, nichtleitenden Gehäuse, bestehend aus einem Gehäuseunterteil (1) und einem Gehäuseoberteil (14) , spannungsführende Schaltungselemente untergebracht sind, die bei geöffnetem Gehäuse keinen Berührungsschutz aufweisen, und in einem Gehäuseteil (1) ein Netzspannungsanschluß angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,

daß zwischen dem Netzspannungsanschluß (38) und den von diesem elektrisch versorgten elektrischen Schaltungselementen ein aus räumlich trennbaren Schalterteilen (11, 13) bestehender allpolig trennender Trennschalter (12) vorgesehen ist, wobei ein erster Schalterteil (11) berührungsgeschützte Klemmkontakte (30 bis 33) aufweist und in dem mit dem Netzanschluß versehenen Gehäuseteil (1) angeordnet ist, während ein zweiter Schalterteil (13) , der elektrisch paarweise miteinander verbundene, in die Klemmkontakte (30 bis 33) einführbare Steckkontakte (47, 48) in

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Form von Steckzungen, Steckstiften od.dgl. aufweist, im anderen Gehäuseteil (14) befestigt ist.

2. Netztrennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Steckkontakte ( 47, 48) in einer Ebene (50) liegen, die zumindest von den in der unmittelbaren Umgebung dieses zweiten Schalterteils (13) angeordneten Gehäusewänden (16 bis 19) des zweiten Gehäuseteils (14) überragt wird.

3. Netztrennschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schalterteil (13) von berührbaren Außenflächen des ihn aufnehmenden Gehäuseteils (14) einen räumlichen Mindestabstand von 8 mm aufweist.

4. Net&zgr;trennschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der die Klemmkontakte (30 bis 33) aufweisende Schalterteil· (11) auf der Oberseite einer in seinem Gehäuseteil (1) angeordneten Leiterplatte (10) befestigt ist und daß seine Klemmkontakte (30 bis 33) über Lötkontaktstifte (35), welche diese Leiterplatte (10) durchragen, sowie durch

Leiterbahnen (36), die auf der nicht zugänglichen Unterseite dieser Leiterplatte (10) angeordnet sind, mit den Lötkontaktstiften (37) eines Netzanschlußblocks (38) verbunden ist.

5. Netztrennschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Netzanschlußblock (38) in unmittelbarer Nähe neben dem die Klemmkontakte (30 bis 33) aufweisenden Schalterteil (11) auf der Leiterplatte (10) angeordnet ist.

6. Netztrennschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckkontakte (47, 48) an einer Isolierstoffplatte (51. oder 52) befestigt und durch EMV-schützende elektrische Bauelemente jeweils paarweise miteinander verbunden sind.

7. Netztrennschalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf der die Steckkontakte (47, 48) tragenden Isolierstoffplatte (51, 52) Gerätesicherungen angeordnet sind.