EP3149756B1 - Schutzschalter mit verbesserter befestigung einer stromschiene - Google Patents

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EP3149756B1
EP3149756B1 EP15723970.8A EP15723970A EP3149756B1 EP 3149756 B1 EP3149756 B1 EP 3149756B1 EP 15723970 A EP15723970 A EP 15723970A EP 3149756 B1 EP3149756 B1 EP 3149756B1
Authority
EP
European Patent Office
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circuit breaker
housing
holding element
bus bar
contact arm
Prior art date
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Active
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EP15723970.8A
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French (fr)
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EP3149756A1 (de
EP3149756B8 (de
Inventor
Volker Heins
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Eaton Intelligent Power Ltd
Original Assignee
Eaton Electrical IP GmbH and Co KG
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Publication date
Application filed by Eaton Electrical IP GmbH and Co KG filed Critical Eaton Electrical IP GmbH and Co KG
Publication of EP3149756A1 publication Critical patent/EP3149756A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3149756B1 publication Critical patent/EP3149756B1/de
Publication of EP3149756B8 publication Critical patent/EP3149756B8/de
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/30—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H9/34—Stationary parts for restricting or subdividing the arc, e.g. barrier plate
    • H01H9/36—Metal parts
    • H01H9/362—Mounting of plates in arc chamber
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/08—Terminals; Connections
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H73/00—Protective overload circuit-breaking switches in which excess current opens the contacts by automatic release of mechanical energy stored by previous operation of a hand reset mechanism
    • H01H73/02—Details
    • H01H73/04—Contacts
    • H01H73/045—Bridging contacts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/30—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H9/34—Stationary parts for restricting or subdividing the arc, e.g. barrier plate
    • H01H9/345—Mounting of arc chutes

Definitions

  • the invention relates to a circuit breaker, comprising a housing, a busbar fixedly arranged in the housing and a movable contact arm cooperating with the busbar.
  • a circuit breaker of the above type is basically known.
  • the EP 0 209 058 A2 and the US 2010/0170875 A1 For this purpose, examples are disclosed in which the bus bar, which is fixedly arranged in the housing, is screwed from the outside to a wall of the housing.
  • An object of the present invention is therefore to provide an improved attachment of a busbar.
  • the structure of the circuit breaker should be simplified.
  • the retaining element outside the overlapping region is connected to a wall of the housing, wherein the busbar comes to lie or is clamped between the retaining element and the said wall.
  • the circuit breaker has an arc guiding device and / or arc quenching device and a metal sheet of the arc guiding device or arc quenching device is provided as the holding element.
  • the holding element fulfills a dual function in that it serves on the one hand for fixing the busbar, but on the other hand also a part of the arc guiding device or Arc quenching device forms. The circuit breaker can therefore be made with very little effort.
  • the holding element consists of an insulating material or is encased by such a material. In this way it is avoided that metallic, the insulating holding member contacting components lead the electrical voltage of the busbar. Screws or rivets for the attachment of the retaining element are therefore not under electrical tension.
  • insulating materials are for example insulating plastics, ceramics or the like into consideration.
  • the insulating support member between the busbar and the contact arm is arranged.
  • the electrical insulation between the busbar and the contact arm can be improved, in particular in the region near the pivot point of the support arm. In this area, the insulation distance increases only slightly with a rotation of the contact arm in the OFF position or TRIPPED position.
  • the holding element thus fulfills a dual function also in this embodiment of the circuit breaker.
  • the insulating support member has a plurality of aligned in the direction of the contact arm ribs.
  • the insulating support member has at least partially a U-shaped cross-section, in three ribs an E-shaped cross-section.
  • the ribs are guided past an electrical contact of the contact arm, in particular on a contact plate thereof, and project beyond this at least in an ON position of the contact arm. As a result, an electrical flashover to adjacent contacts on other electrical potential is prevented or at least made more difficult.
  • the ribs project beyond the electrical contact of the contact arm, in particular the contact plate thereof, in an OFF position and / or RELAXED position of the contact arm.
  • the risk of electrical flashover to adjacent live parts is also reduced in its OFF position and / or TRIPPED position. This is particularly advantageous if the electrical supply line is not guided via the busbar but on the contact arm and therefore this is constantly under electrical voltage.
  • the busbar is elongated, the said holding element projects laterally beyond the busbar on both sides and the holding element is connected on both sides of the busbar to the housing.
  • the busbar and the holding element form in this embodiment of the circuit breaker as it were an intersection, or the support member is like a bow over the busbar.
  • the busbar is held in this way particularly well in the housing.
  • busbar is fixed in position by the said holding element or by its connection to the housing at least in one direction transversely to the plane of the overlap region in the housing.
  • said direction with the direction of movement of the Contact arm matches or with this at least one common component, a well reproducible switching behavior is achieved by these measures.
  • the busbar is fixed in position only by the said holding element, respectively by its connection to the housing at least in one direction transversely to the plane of the overlap region in the housing.
  • the circuit breaker thus eliminates further means for holding the busbar.
  • the structure of the circuit breaker is thus particularly simple.
  • a screw connection or riveting takes place from the inside of the housing. This avoids that metallic parts are guided from the inside of the circuit breaker on the outside. Threat by a voltage applied to a screw or rivet tension is effectively avoided in this way.
  • the holding element is made of an electrically insulating material, but a screwing or riveting can also be done from the outside. Under certain circumstances, the workflow during assembly of the circuit breaker is simplified. Since the screws or rivets in this case lead so no electrical voltage, there is no risk of electric shock without separate cover. It is also conceivable, of course, that the screws and / or rivets for fastening the retaining element are made of an insulating material. Conceivable, for example, screws or (spreader) rivets made of plastic or high-strength ceramics.
  • the housing has a thickening in a connection region with said retaining element.
  • a thickening in particular a screw dome, despite the generally thinner wall thickness of the housing, a required screw-in depth can be achieved.
  • the said holding element is glued or welded to the housing.
  • electrically conductive connection means such as screws or rivets made of metal.
  • the holding member is made of the same material as the housing, a very durable connection can be made by welding. Bonding is particularly suitable for the connection of different materials, for example, when a Lichtbogenleit- or arc splitter to be attached to the housing.
  • busbar is elastically deformed by the said retaining element connected to the housing.
  • component tolerances can be well compensated without a reliable fixation of the busbar in the housing would be endangered.
  • Fig. 1 shows an oblique view of an exemplary circuit breaker 1, which has a housing 2, which comprises a housing lower part 3 and a housing upper part 4. Furthermore, the circuit breaker 1 comprises a bus bar 5 with a housing-external connection and an actuating element 6 for switching on and off the circuit breaker 1, respectively, for indicating the switching state of the circuit breaker. 1
  • Fig. 2 shows the circuit breaker 1 off Fig. 1 with lifted housing upper part 4, whereby the view is released into the interior of the circuit breaker 1.
  • a shift shaft 7 is rotatably mounted.
  • a plurality of contact arms 8 are rotatably mounted in the switching shaft 7, which each have a switching contact 9 at its end.
  • a housing-fixed contact 11 see also Figure 3 .
  • the bus bar 5 In the closed position of the contact arm 8 and the switch contact 9 against a housing-fixed contact 11 (see also Figure 3 ) are pressed on the bus bar 5, so that their terminal and the terminal 10 are electrically connected.
  • With excessive current through the busbar 5 and the terminal 10 of the contact arm 8 through spun electrodynamic forces and remains after the triggering to the rotation of the switching shaft 7 in the OFF position in the OPEN position.
  • Fig. 3 shows the circuit breaker 1 off Fig. 1 with lifted housing top 4 now from a slightly different perspective and with the busbar 5, a support member 12 and mounting screws 13 in an exploded view.
  • the holding element 12 contacts the busbar 5 in an overlapping region, projects transversely there, in particular in a plane of the overlapping region, and is connected outside the overlap region with the housing lower part 3, wherein the busbar 5 is clamped between the holding element 12 and the housing lower part 3.
  • the circuit breaker 1 comprises an arc guiding device and / or arc-quenching device, wherein a metal sheet of the arc guiding device or arc-quenching device is provided as the holding element 12.
  • the Fig. 4 shows the arrangement Fig. 3 in partially assembled state, wherein in the two right chambers of the circuit breaker 1 sheets 14 of the arc guiding device / arc quenching device can be seen. In the leftmost chamber, these sheets 14 are not shown and therefore give the view on the plate 12, which is fastened with the screws 13 on the lower housing part 3 and thus fixed the busbar 5. Moreover, in the Fig. 4 also the switching shaft 7 is shown with the contact arms 8.
  • FIG. 5 a plan view of the in the Fig. 4 shown arrangement in the region of the leftmost switching chamber shown, and in the FIGS. 6 and 7 the cuts AA and BB.
  • the section AA is located at the height of the busbar center, the section BB at the level of the fastening screws 13.
  • the contact arm 8 is in each case in the ON position.
  • the housing 2 has thickenings in a connection region with the sheet 12, so that despite otherwise thin wall thickness of the housing 2 a required screwing is achieved.
  • the sheet 12 is bolted to the housing 2. It would also be conceivable, for example, for the sheet metal 12 to be riveted to the housing 2 (for example with expanding rivets) or connected in some other way. For example, the sheet 12 may be glued to the housing 2. It is also conceivable that different attachment methods are combined and the sheet 12 is screwed and glued, for example.
  • the busbar 5 is elongated, the metal sheet 12 projects laterally beyond the busbar 5 on both sides, and the metal sheet 12 is connected to the housing 2 on both sides of the busbar 5.
  • the bus bar 5 is held particularly well in the housing 2 and is fixed in position at least in one direction transversely to the plane of the overlapping area in the housing 2 (in the figures, the named direction is aligned in particular vertically or normally on the housing bottom).
  • the busbar 5 is also held vertically by the housing wall through which the busbar 5 is guided. It is also conceivable, however, that the busbar 5 is vertically fixed in position only by said sheet 12.
  • busbar 5 is elastically deformed during assembly of the sheet 12. As a result, component tolerances can be compensated well, without thereby a reliable fixation of the busbar 5 in the housing 2 would be jeopardized.
  • Fig. 8 shows another example of a circuit breaker 1, which in the FIGS. 1 to 7 illustrated circuit breaker 1 is very similar.
  • the holding element is made of an insulating material or at least coated with such.
  • an insulating plastic part 15 is provided as a holding element, in particular bow-like over the Busbar 5 is guided.
  • the screws 13 in this embodiment therefore, no electrical voltage, whereby in principle a screw from the outside would be possible without a separate cover for the isolation of the circuit breaker 1 would have to be used.
  • the holding element 15 is made in this example of plastic, but equally would be the use of other electrically insulating materials conceivable.
  • the holding element 15 could be made of ceramic.
  • FIGS. 9 to 12 Now show another example of a circuit breaker 1, which similar to that in Fig. 8 shown circuit breaker 1 is.
  • an insulating plastic part 16 between the busbar 5 and the contact arm 8 is arranged.
  • the electrical insulation between the busbar 5 and the contact arm 8 can be improved, in particular in the area close to the pivot point of the contact arm 8. In this area, the insulation distance increases upon rotation of the contact arm 8 from the ON position to the OFF position or RELEASE position only slightly.
  • the plastic part 16 thus fulfills a dual function.
  • the holding element 16 could again be made of ceramic.
  • FIG. 9 an exploded view of the lower housing part 3, the busbar 5, the plastic part 16 and the mounting screws 13 is shown.
  • the components mentioned are in the mounted state.
  • Fig. 11 a plan view of the in the Fig. 10 shown arrangement in the area of the extreme right switching chamber shown, as well as in the Fig. 12 the section CC at the level of the fastening screws 13.
  • the insulating plastic part 16 has a plurality of ribs 17, 18 and 19 aligned in the direction of the contact arm 8.
  • the ribs 17 and 18 are positioned laterally of the contact arm 8, whereas the center rib 19 projects between the two parts of the contact arm 8. This prevents an electrical flashover from emerging laterally from the contact arm 8, or such a risk is significantly mitigated.
  • the plastic part 16 may be made of a duroplastic for this purpose, which remains largely dimensionally stable even at the high temperatures occurring in the vicinity of an arc.
  • the insulating plastic parts 15, 16 are made of a thermoplastic. This material begins to melt under the influence of heat and subsequently evaporate or outgas. Due to the gases released during an arc, the deletion of the same is favorably influenced.
  • the ribs 17..19 can be made relatively large. Another measure is the provision of a midrib 19, as in the FIGS. 9 to 12 is shown.
  • the heat resistance of the thermoplastic of the insulating plastic parts 15, 16 can also be increased by crosslinking of the molecules.
  • One possible method for this is, for example, the irradiation with beta or gamma rays.
  • the insulating plastic parts 15, 16 do not start too early, that is, at too low a temperature, to melt and lose their shape.
  • this crosslinked / irradiated material has the advantageous gassing properties. That is, the material offers on the one hand a good (side) shielding of the arc, but contributes by the outgassing also to its deletion.
  • the ribs 17.19 project beyond the contact arm 8 or the switching contact 9 at least in an ON position of the contact arm 8. As a result, an electrical flashover to adjacent contacts on other electrical potential is prevented or at least made more difficult. In addition, it is particularly advantageous. when the ribs 17..19 project beyond the contact arm 8 or the switching contact 9 in an OFF position and / or TRIPPED position of the contact arm 8. In this embodiment of the circuit breaker, the risk of electrical flashover to adjacent live parts is also reduced in its OFF position and / or TRIPPED position. This is particularly advantageous if the electrical supply does not have the Busbar 5 but is guided over the contact arm 8 and therefore this is constantly under electrical voltage.
  • the insulating plastic part 15, 16 is screwed to the housing 2. It would also be conceivable, for example, that the insulating plastic part 15, 16 is glued or welded to the housing 2. The use of rivets is of course conceivable. It is also conceivable that different attachment methods are combined and the insulating plastic part 15, 16 riveted and welded, for example.
  • circuit breaker 1 and its components are not necessarily shown to scale and therefore may have other proportions.
  • a circuit breaker 1 may also comprise more or fewer components than illustrated.
  • Location information (for example, “top”, “bottom”, “left”, “right”, etc.) are based on the respective figure described and are in a change in position of the circuit breaker 1 mutatis mutandis to adapt to the new situation.

Description

    TECHNISCHES GEBIET
  • Die Erfindung betrifft einen Schutzschalter, umfassend ein Gehäuse, einer im Gehäuse fix angeordneten Stromschiene und einen beweglichen mit der Stromschiene zusammenwirkenden Kontaktarm.
    • STAND DER TECHNIK
  • Ein Schutzschalter der oben genannten Art ist grundsätzlich bekannt. Die EP 0 209 058 A2 und die US 2010/0170875 A1 offenbaren dazu Beispiele, bei denen die im Gehäuse fix angeordnete Stromschiene von der Außenseite her mit einer Wand des Gehäuses verschraubt ist.
  • Nachteilig ist an dieser Anordnung, dass die Schraube direkt in die Stromschiene eingedreht ist, wodurch diese spannungsführend ist. Um die sichere elektrische Isolation des Schutzschalters zu gewährleisten, ist im Bereich der genannten Befestigungsschrauben daher noch eine zusätzliche Abdeckung vorgesehen, die ein Berühren der spannungsführenden Schrauben verhindert.
    • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine verbesserte Befestigung einer Stromschiene anzugeben. Insbesondere soll der Aufbau des Schutzschalters vereinfacht werden.
  • Diese Aufgabe wird mit einem Schutzschalter der eingangs genannten Art gelöst, bei dem
    • ein Halteelement die Stromschiene in einem Überschneidungsbereich berührt,
    • das Halteelement die Stromschiene dort quer überragt, insbesondere in einer Ebene des Überschneidungsbereichs, und
    • das Halteelement außerhalb des Überschneidungsbereichs mit dem Gehäuse verbunden ist, wobei die Stromschiene zwischen dem Halteelement und dem Gehäuse eingeklemmt ist.
  • Insbesondere ist das Halteelement außerhalb des Überschneidungsbereichs mit einer Wand des Gehäuses verbunden, wobei die Stromschiene zwischen dem Halteelement und der genannten Wand zu liegen kommt beziehungsweise eingeklemmt ist.
  • Alternativ wird die Aufgabe der Erfindung auch mit einem Schutzschalter der eingangs genannten Art gelöst, bei dem
    • die Stromschiene zwischen einer Wand des Gehäuses und einem Halteelement angeordnet ist,
    • die Stromschiene in einer Blickrichtung quer, insbesondere normal, zur genannten Wand einen Überschneidungsbereich mit dem Halteelement aufweist,
    • das Halteelement die Stromschiene im Überschneidungsbereich berührt,
    • das Halteelement die Stromschiene quer, insbesondere normal, zur genannten Blickrichtung überragt und
    • das Halteelement außerhalb des Überschneidungsbereichs mit der genannten Wand des Gehäuses verbunden ist.
  • Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen kann vermieden werden, dass Schrauben durch die Außenhaut des Gehäuses direkt in die Stromschiene eingedreht werden müssen und diese dadurch spannungsführend sind. Gesonderte Schraubenabdeckungen zur Sicherstellung der elektrischen Isolation des Schutzschalters können somit entfallen. Insgesamt wird der Aufbau des Schutzschalters durch die vorgeschlagenen Maßnahmen vereinfacht.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung in Zusammenschau mit den Figuren.
  • Vorteilhaft ist es, wenn der Schutzschalter eine Lichtbogenleiteinrichtung und/oder Lichtbogenlöscheinrichtung aufweist und als Halteelement ein Blech der Lichtbogenleiteinrichtung beziehungsweise Lichtbogenlöscheinrichtung vorgesehen ist. Bei dieser Ausführungsform des Schutzschalters erfüllt das Halteelement eine Doppelfunktion, indem es einerseits zur Fixierung der Stromschiene dient, andererseits aber auch einen Teil der Lichtbogenleiteinrichtung beziehungsweise Lichtbogenlöscheinrichtung bildet. Der Schutzschalter kann daher mit besonders geringem Aufwand hergestellt werden.
  • Der genannte Schutzschalter, umfasst somit ein Gehäuse, eine im Gehäuse fix angeordnete Stromschiene, einen beweglichen mit der Stromschiene zusammenwirkenden Kontaktarm und eine Lichtbogenleiteinrichtung und/oder Lichtbogenlöscheinrichtung, wobei
    • die Stromschiene in einem Überschneidungsbereich zwischen einer Wand des Gehäuses und einem Blech der Lichtbogenleiteinrichtung beziehungsweise Lichtbogenlöscheinrichtung angeordnet ist,
    • das Blech die Stromschiene im Überschneidungsbereich berührt,
    • das Blech die Stromschiene in der Ebene des Blechs beziehungsweise quer überragt und
    • das Blech außerhalb des Überschneidungsbereichs mit der genannten Wand des Gehäuses verbunden ist.
  • Vorteilhaft ist es aber auch, wenn das Halteelement aus einem isolierenden Material besteht oder von einem solchen Material ummantelt ist. Auf diese Weise wird vermieden, dass metallische, das isolierende Halteelement berührende Bauteile die elektrische Spannung der Stromschiene führen. Schrauben oder Nieten für die Befestigung des Halteelements stehen daher nicht unter elektrische Spannung. Als isolierende Materialien kommen zum Beispiel isolierende Kunststoffe, Keramik oder ähnliches in Betracht.
  • Vorteilhaft ist es in obigem Zusammenhang, wenn das isolierende Halteelement zwischen der Stromschiene und dem Kontaktarm angeordnet ist. Dadurch kann die elektrische Isolation zwischen der Stromschiene und dem Kontaktarm verbessert werden, insbesondere im Bereich nahe am Drehpunkt des Haltearms. In diesem Bereich vergrößert sich die Isolationsstrecke bei einer Drehung des Kontaktarms in die AUS-Stellung oder AUSGELÖST-Stellung nur wenig. Mit Hilfe des isolierenden Halteelements kann aber auch dort eine wirksame Isolation erreicht werden. Das Halteelement erfüllt somit auch bei dieser Ausführungsform des Schutzschalters eine Doppelfunktion.
  • Besonders vorteilhaft ist es in diesem Zusammenhang auch, wenn das isolierende Halteelement mehrere in Richtung des Kontaktarms ausgerichtete Rippen aufweist. Bei zum Beispiel zwei Rippen weist das isolierende Halteelement zumindest abschnittsweise einen U-förmigen Querschnitt auf, bei drei Rippen einen E-förmigen Querschnitt. Durch diese Maßnahmen wird verhindert, dass ein elektrischer Überschlag seitlich vom Kontaktarm ausgeht, beziehungsweise wird eine solche Gefahr deutlich gemildert.
  • Besonders vorteilhaft ist es darüber hinaus, wenn die Rippen an einem elektrischen Kontakt des Kontaktarms, insbesondere an einer Kontaktplatte desselben, vorbeigeführt sind und diesen zumindest in einer EIN-Stellung des Kontaktarms überragen. Dadurch wird ein elektrischer Überschlag auf benachbarte Kontakte auf anderem elektrischen Potential verhindert oder wenigstens erschwert.
  • Besonders vorteilhaft ist es weiterhin, wenn die Rippen den elektrischen Kontakt des Kontaktarms, insbesondere die Kontaktplatte desselben, in einer AUS-Stellung und/oder AUSGELÖST-Stellung des Kontaktarms überragen. Bei dieser Ausführungsform des Schutzschalters wird die Gefahr eines elektrischen Überschlags auf benachbarte spannungsführende Teile auch in dessen AUS-Stellung und/oder AUSGELÖST-Stellung reduziert. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die elektrische Zuleitung nicht über die Stromschiene sondern am Kontaktarm geführt wird und dieser daher ständig unter elektrischer Spannung steht.
  • Günstig ist es, wenn die Stromschiene länglich geformt ist, das genannte Halteelement die Stromschiene beidseits seitlich überragt und das Halteelement beidseits der Stromschiene mit dem Gehäuse verbunden ist. Die Stromschiene und das Halteelement bilden bei dieser Ausführungsvariante des Schutzschalters gleichsam eine Kreuzung aus, beziehungsweise wird das Halteelement bügelartig über die Stromschiene geführt. Die Stromschiene wird auf diese Weise besonders gut im Gehäuse gehalten.
  • Günstig ist es weiterhin, wenn die Stromschiene durch das genannte Halteelement respektive durch dessen Verbindung mit dem Gehäuse zumindest in einer Richtung quer zur Ebene des Überschneidungsbereichs im Gehäuse lagefixiert ist. Insbesondere wenn die genannte Richtung mit der Bewegungsrichtung des Kontaktarms übereinstimmt oder mit dieser zumindest eine gemeinsame Komponente aufweist, wird durch diese Maßnahmen ein gut reproduzierbares Schaltverhalten erreicht.
  • In einer besonders günstigen Ausführungsform des Schutzschalters wird die Stromschiene nur durch das genannte Halteelement respektive durch dessen Verbindung mit dem Gehäuse zumindest in einer Richtung quer zur Ebene des Überschneidungsbereichs im Gehäuse lagefixiert. Bei dieser Variante des Schutzschalters entfallen also weitere Mittel zum Halten der Stromschiene. Der Aufbau des Schutzschalters ist somit besonders einfach.
  • Günstig ist es darüber hinaus, wenn das genannte Halteelement mit dem Gehäuse verschraubt oder vernietet ist. Somit werden erprobte und leicht verfügbare Mittel für die Befestigung des Halteelements eingesetzt.
  • Besonders vorteilhaft ist es weiterhin, wenn eine Verschraubung oder Vernietung von der Innenseite des Gehäuses her erfolgt. Dadurch wird vermieden, dass metallische Teile vom Inneren des Schutzschalters an dessen Außenseite geführt werden. Eine Gefährdung durch eine an einer Schraube oder Niete anliegenden Spannung wird auf diese Weise wirksam vermieden. Insbesondere wenn das Halteelement aus einem elektrisch isolierenden Material gefertigt ist, kann eine Verschraubung oder Vernietung aber auch von der Außenseite her erfolgen. Unter Umständen wird dadurch der Arbeitsablauf bei der Montage des Schutzschalters vereinfacht. Da die Schrauben beziehungsweise Nieten in diesem Fall ja keine elektrische Spannung führen, besteht auch ohne gesonderte Abdeckung keine Gefahr eines elektrischen Schlags. Denkbar ist natürlich auch, dass die Schrauben und/oder Nieten zur Befestigung des Halteelements aus einem isolierenden Material hergestellt sind. Denkbar wären zum Beispiel Schrauben oder (Spreiz)nieten aus Kunststoff oder aus hochfester Keramik.
  • Günstig ist es auch, wenn das Gehäuse in einem Verbindungsbereich mit dem genannten Halteelement eine Verdickung aufweist. Beispielsweise kann mit einer solchen Verdickung, insbesondere einem Schraubdom, trotz generell dünner Wandstärke des Gehäuses eine erforderliche Einschraubtiefe erreicht werden.
  • Günstig ist es zudem, wenn das genannte Halteelement mit dem Gehäuse verklebt oder verschweißt ist. Auf diese Weise kann auf elektrisch leitende Verbindungsmittel wie zum Beispiel Schrauben oder Nieten aus Metall verzichtet werden. Insbesondere wenn das Halteelement aus demselben Material hergestellt ist wie das Gehäuse, kann eine sehr dauerhafte Verbindung durch Schweißen hergestellt werden. Kleben eignet sich insbesondere bei der Verbindung unterschiedlicher Materialien, beispielsweise wenn ein Lichtbogenleit- bzw. Lichtbogenlöschblech am Gehäuse befestigt werden soll.
  • Vorteilhaft ist es schließlich, wenn die Stromschiene durch das genannte mit dem Gehäuse verbundene Halteelement elastisch verformt ist. Dadurch können Bauteiltoleranzen gut ausgeglichen werden, ohne dass dadurch eine verlässliche Fixierung der Stromschiene im Gehäuse gefährdet wäre.
    • KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
  • Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:
    • Fig. 1
    eine Schrägansicht eines beispielhaften Schutzschalters;
    Fig. 2
    den Schutzschalter aus Fig. 1 mit abgehobenem Gehäusedeckel;
    Fig. 3
    den Schutzschalter aus Fig. 1 mit einem Lichtbogenleitblech/Lichtbogenlöschblech zum Halten der Stromschiene des Schutzschalters;
    Fig. 4
    den Schutzschalter aus Fig. 3 mit montiertem Lichtbogenleitblech/Lichtbogenlöschblech;
    Fig. 5
    eine Draufsicht auf den offenen Schutzschalter aus Fig. 4 im Bereich des Lichtbogenleitblechs/Lichtbogenlöschblechs;
    Fig. 6
    einen ersten Längsschnitt durch den Schutzschalter aus Fig. 4 mitten durch die Stromschiene;
    Fig. 7
    einen zweiten Längsschnitt durch den Schutzschalter aus Fig. 4 auf Höhe der Befestigungsschrauben für das Lichtbogenleitblech/Lichtbogenlöschblech;
    Fig. 8
    ein weiteres Beispiel eines Schutzschalters mit einem bügelförmigen, isolierenden Halteelement zum Halten der Stromschiene;
    Fig. 9
    ähnlich wie Fig. 8, allerdings mit einem isolierenden Halteelement mit in Richtung des Kontaktarms ausgerichteten Rippen und in Explosionsdarstellung;
    Fig. 10
    den Schutzschalter aus Fig. 9 mit montiertem Halteelement;
    Fig. 11
    eine Draufsicht auf den offenen Schutzschalter aus Fig. 10 im Bereich des isolierenden Halteelements und
    Fig. 12
    einen Querschnitt durch den Schutzschalter aus Fig. 11 auf Höhe der Befestigungsschrauben für das isolierende Halteelement.
    DETAILIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Fig. 1 zeigt eine Schrägansicht eines beispielhaften Schutzschalters 1, welcher ein Gehäuse 2 aufweist, das ein Gehäuseunterteil 3 und ein Gehäuseoberteil 4 umfasst. Des Weiteren umfasst der Schutzschalter 1 eine Stromschiene 5 mit einem gehäuseexternen Anschluss sowie ein Betätigungselement 6 zum Ein- und Ausschalten des Schutzschalters 1 respektive zur Anzeige des Schaltzustands des Schutzschalters 1.
  • Fig. 2 zeigt den Schutzschalter 1 aus Fig. 1 mit abgehobenem Gehäuseoberteil 4, wodurch der Blick in das Innere des Schutzschalters 1 freigegeben ist. Im Schutzschalter 1 ist eine Schaltwelle 7 drehbar gelagert. In der Schaltwelle 7 sind wiederum mehrere Kontaktarme 8 drehbar gelagert, welche an ihrem Ende je einen Schaltkontakt 9 aufweisen. In der Schließstellung wird der Kontaktarm 8 beziehungsweise der Schaltkontakt 9 gegen einen gehäusefesten Kontakt 11 (siehe auch Fig.3) auf der Stromschiene 5 gedrückt, sodass deren Anschluss und der Anschluss 10 elektrisch verbunden sind. Bei einem übermäßigen Strom über die Stromschiene 5 und den Anschluss 10 wird der Kontaktarm 8 durch elektrodynamische Kräfte aufgeschleudert und bleibt nach der Auslösung bis zum Verdrehen der Schaltwelle 7 in die AUS-Stellung in der OFFEN-Stellung.
  • Fig. 3 zeigt den Schutzschalter 1 aus Fig. 1 mit abgehobenem Gehäuseoberteil 4 nun aus einer etwas anderen Perspektive und mit der Stromschiene 5, einem Halteelement 12 und Befestigungsschrauben 13 in Explosionsdarstellung. Das Halteelement 12 berührt die Stromschiene 5 in einem Überschneidungsbereich, überragt diese dort quer, insbesondere in einer Ebene des Überschneidungsbereichs, und ist außerhalb des Überschneidungsbereichs mit dem Gehäuseunterteil 3 verbunden, wobei die Stromschiene 5 zwischen dem Halteelement 12 und dem Gehäuseunterteil 3 eingeklemmt ist.
  • In dem konkret gezeigten Beispiel umfasst der Schutzschalter 1 eine Lichtbogenleiteinrichtung und/oder Lichtbogenlöscheinrichtung, wobei als Halteelement 12 ein Blech der Lichtbogenleiteinrichtung beziehungsweise Lichtbogenlöscheinrichtung vorgesehen ist.
  • Die Fig. 4 zeigt die Anordnung aus Fig. 3 in teilweise zusammengebauten Zustand, wobei in den beiden rechten Kammern des Schutzschalters 1 Bleche 14 der Lichtbogenleiteinrichtung/Lichtbogenlöscheinrichtung zu sehen sind. In der äußerst linken Kammer sind diese Bleche 14 nicht dargestellt und geben den Blick daher auf das Blech 12 frei, das mit den Schrauben 13 am Gehäuseunterteil 3 befestigt ist und so auch die Stromschiene 5 fixiert. Zudem ist in der Fig. 4 auch die Schaltwelle 7 mit den Kontaktarmen 8 dargestellt.
  • Ergänzend sind in der Fig. 5 eine Draufsicht auf die in der Fig. 4 dargestellte Anordnung im Bereich der äußerst linken Schaltkammer dargestellt, sowie in den Figuren 6 und 7 die Schnitte AA und BB. Der Schnitt AA befindet sich auf der Höhe der Stromschienenmitte, der Schnitt BB auf Höhe der Befestigungsschrauben 13. Der Kontaktarm 8 befindet sich dabei jeweils in der EIN-Stellung.
  • Insbesondere aus der Fig. 7 ist gut erkennbar, dass die Verschraubung des Blechs 12 von der Innenseite des Gehäuses 2 her erfolgt und die Schrauben 13 in Sacklöcher eingeschraubt sind. Dadurch wird vermieden, dass eine gefährliche über die Stromschiene 5 geführte elektrische Spannung an die Außenseite des Schutzschalters 1 geführt wird. Gesonderte Abdeckungen zur Erreichung dieses Ziels sind darüber hinaus nicht notwendig.
  • Insbesondere aus der Fig. 3 ist gut erkennbar, dass das Gehäuse 2 in einem Verbindungsbereich mit dem Blech 12 Verdickungen aufweist, sodass trotz ansonsten dünner Wandstärke des Gehäuses 2 eine erforderliche Einschraubtiefe erreicht wird.
  • In dem dargestellten Beispiel ist das Blech 12 mit dem Gehäuse 2 verschraubt. Denkbar wäre aber beispielsweise auch, dass das Blech 12 mit dem Gehäuse 2 vernietet ist (etwa mit Spreiznieten) oder auf andere Weise verbunden ist. Beispielsweise kann das Blech 12 mit dem Gehäuse 2 verklebt sein. Denkbar ist auch, dass verschiedene Befestigungsmethoden kombiniert werden und das Blech 12 beispielsweise verschraubt und verklebt wird.
  • Aus den Figuren ist auch erkennbar, dass die Stromschiene 5 länglich geformt ist, das Blech 12 die Stromschiene 5 beidseits seitlich überragt und das Blech 12 beidseits der Stromschiene 5 mit dem Gehäuse 2 verbunden ist. Die Stromschiene 5 wird auf diese Weise besonders gut im Gehäuse 2 gehalten und zumindest in einer Richtung quer zur Ebene des Überschneidungsbereichs im Gehäuse 2 lagefixiert ist (in den Figuren ist die genannte Richtung insbesondere vertikal beziehungsweise normal auf den Gehäuseboden ausgerichtet). In dem gezeigten Beispiel wird die Stromschiene 5 auch durch die Gehäusewand, durch welche die Stromschiene 5 geführt ist, vertikal gehalten. Denkbar ist aber natürlich auch dass die Stromschiene 5 nur durch das genannte Blech 12 vertikal lagefixiert wird.
  • Generell ist es von Vorteil, wenn die Stromschiene 5 bei der Montage des Blechs 12 elastisch verformt wird. Dadurch können Bauteiltoleranzen gut ausgeglichen werden, ohne dass dadurch eine verlässliche Fixierung der Stromschiene 5 im Gehäuse 2 gefährdet wäre.
  • Fig. 8 zeigt ein weiteres Beispiel für einen Schutzschalter 1, welcher dem in den Figuren 1 bis 7 dargestellten Schutzschalter 1 sehr ähnlich ist. Im Unterschied dazu ist das Halteelement aus einem isolierenden Material gefertigt oder wenigstens mit einem solchen überzogen. Konkret ist in diesem Beispiel als Halteelement ein isolierender Kunststoffteil 15 vorgesehen, der im Speziellen bügelartig über die Stromschiene 5 geführt ist. Auf diese Weise wird vermieden, dass metallische, den isolierenden Kunststoffteil 15 berührende Bauteile, die elektrische Spannung der Stromschiene 5 führen. Die Schrauben 13 führen bei dieser Ausführungsvariante daher keine elektrische Spannung, wodurch prinzipiell auch eine Verschraubung von der Außenseite her möglich wäre, ohne dass dabei eine gesonderte Abdeckung für die Isolation des Schutzschalters 1 eingesetzt werden müsste. Das Halteelement 15 ist in diesem Beispiel aus Kunststoff gefertigt, gleichermaßen wäre aber auch der Einsatz anderer elektrisch isolierender Materialien denkbar. Beispielsweise könnte das Halteelement 15 aus Keramik gefertigt sein.
  • Die Figuren 9 bis 12 zeigen nun ein weiteres Beispiel eines Schutzschalters 1, welcher ähnlich zu dem in Fig. 8 dargestellten Schutzschalter 1 ist. Im Unterschied dazu ist aber ein isolierender Kunststoffteil 16 zwischen der Stromschiene 5 und dem Kontaktarm 8 angeordnet. Dadurch kann die elektrische Isolation zwischen der Stromschiene 5 und dem Kontaktarm 8 verbessert werden, insbesondere im Bereich nahe am Drehpunkt des Kontaktarms 8. In diesem Bereich vergrößert sich die Isolationsstrecke bei einer Drehung des Kontaktarms 8 von der EIN-Stellung in die AUS-Stellung oder AUSGELÖST-Stellung nur wenig. Mit Hilfe des isolierenden Kunststoffteils 16 kann aber auch dort eine wirksame Isolation erreicht werden. Der Kunststoffteil 16 erfüllt somit eine Doppelfunktion. Auch hier ist natürlich der Einsatz anderer elektrisch isolierender Materialien denkbar. Beispielsweise könnte das Halteelement 16 wiederum aus Keramik gefertigt sein.
  • In der Fig. 9 ist eine Explosionsdarstellung des Gehäuseunterteils 3, der Stromschiene 5, des Kunststoffteils 16 und der Befestigungsschrauben 13 dargestellt. In der Fig. 10 befinden sich die genannten Komponenten im montierten Zustand. Ergänzend sind in der Fig. 11 eine Draufsicht auf die in der Fig. 10 dargestellte Anordnung im Bereich der äußerst rechten Schaltkammer dargestellt, sowie in der Fig. 12 der Schnitt CC auf Höhe der Befestigungsschrauben 13.
  • In dem konkret dargestellten Beispiel weist der isolierende Kunststoffteil 16 mehrere in Richtung des Kontaktarms 8 ausgerichtete Rippen 17, 18 und 19 auf. Die Rippen 17 und 18 sind seitlich des Kontaktarms 8 positioniert, wohingegen die Mittelrippe 19 zwischen die beiden Teile des Kontaktarms 8 ragt. Dadurch wird verhindert, dass ein elektrischer Überschlag seitlich vom Kontaktarm 8 ausgeht, beziehungsweise wird eine solche Gefahr deutlich gemildert. Beispielsweise kann der Kunststoffteil 16 zu diesem Zweck aus einem Duroplast hergestellt sein, der auch bei den in der Umgebung eines Lichtbogens auftretenden hohen Temperaturen weitgehend formstabil bleibt.
  • Vorteilhaft ist es in obigem Zusammenhang weiterhin, wenn die isolierenden Kunststoffteile 15, 16 aus einem Thermoplast hergestellt sind. Dieses Material beginnt unter dem Einfluss von Hitze zu schmelzen und in Folge zu verdampfen beziehungsweise auszugasen. Durch die bei einem Lichtbogen freigesetzten Gase wird die Löschung desselben günstig beeinflusst. Um die gasabgebende Oberfläche zu vergrößern, können die Rippen 17..19 relativ groß ausgeführt werden. Eine weitere Maßnahme ist das Vorsehen einer Mittelrippe 19, so wie das in den Figuren 9 bis 12 dargestellt ist.
  • Vorteilhaft kann die Wärmeformbeständigkeit des Thermoplasts der isolierenden Kunststoffteile 15, 16 auch durch Vernetzung der Moleküle erhöht werden. Ein mögliches Verfahren dafür ist zum Beispiel die Bestrahlung mit Beta- oder Gammastrahlen. Damit beginnen die isolierenden Kunststoffteile 15, 16 nicht zu früh, das heißt bei zu niedriger Temperatur, zu schmelzen und ihre Form zu verlieren. Dennoch weist dieses vernetzte/bestrahlte Material die vorteilhaften gasenden Eigenschaften auf. Das heißt, das Material bietet einerseits eine gute (seitliche) Abschirmung des Lichtbogens, trägt aber durch das Ausgasen auch zu dessen Löschung bei.
  • Vorteilhaft ist es, wenn die Rippen 17..19 den Kontaktarm 8 respektive den Schaltkontakt 9 zumindest in einer EIN-Stellung des Kontaktarms 8 überragen. Dadurch wird ein elektrischer Überschlag auf benachbarte Kontakte auf anderem elektrischen Potential verhindert oder wenigstens erschwert. Besonders vorteilhaft ist es darüber hinaus. wenn die Rippen 17..19 den Kontaktarm 8 respektive den Schaltkontakt 9 in einer AUS-Stellung und/oder AUSGELÖST-Stellung des Kontaktarms 8 überragen. Bei dieser Ausführungsform des Schutzschalters wird die Gefahr eines elektrischen Überschlags auf benachbarte spannungsführende Teile auch in dessen AUS-Stellung und/oder AUSGELÖST-Stellung reduziert. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die elektrische Zuleitung nicht über die Stromschiene 5 sondern über den Kontaktarm 8 geführt wird und dieser daher ständig unter elektrischer Spannung steht.
  • In den dargestellten Beispielen ist der isolierenden Kunststoffteil 15, 16 mit dem Gehäuse 2 verschraubt. Denkbar wäre aber beispielsweise auch, dass der isolierenden Kunststoffteil 15, 16 mit dem Gehäuse 2 verklebt oder verschweißt ist. Auch der Einsatz von Nieten ist natürlich vorstellbar. Denkbar ist auch, dass verschiedene Befestigungsmethoden kombiniert werden und der isolierende Kunststoffteil 15, 16 zum Beispiel vernietet und verschweißt wird.
  • An dieser Stelle wird angemerkt, dass die zu den einzelnen Ausführungsformen des Schutzschalters 1 genannten Merkmale und die daraus resultierenden Vorteile untereinander austauschbar sind. Beispielsweise können auch bei den Ausführungsformen nach den Figuren 8 bis 12 Nieten anstelle von Schrauben verwendet werden oder zusätzlich dazu. Auch eine elastische Verformung der Stromschiene 5 bei der Montage des Kunststoffteils 15 oder 16 ist natürlich gleichermaßen vorstellbar. Denkbar ist natürlich auch, dass ein Blech 12 und ein Kunststoffteil 15, 16 für die Befestigung der Stromschiene 5 vorgesehen ist.
  • Abschließend wird angemerkt, dass der Schutzschalter 1 respektive dessen Bauteile nicht notwendigerweise maßstäblich dargestellt sind und daher auch andere Proportionen aufweisen können. Weiterhin kann ein Schutzschalter 1 auch mehr oder weniger Bauteile als dargestellt umfassen. Lageangaben (z.B. "oben", "unten", "links", "rechts", etc.) sind auf die jeweils beschriebene Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung des Schutzschalters 1 sinngemäß an die neue Lage anzupassen. Schließlich wird angemerkt, dass sich die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung auf beliebige Art und Weise kombinieren lassen.

Claims (15)

  1. Schutzschalter (1), umfassend ein Gehäuse (2), eine im Gehäuse (2) fix angeordnete Stromschiene (5) und einen beweglichen mit der Stromschiene (5) zusammenwirkenden Kontaktarm (8),
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - ein Halteelement (12, 15, 16) die Stromschiene (5) in einem Überschneidungsbereich berührt,
    - das Halteelement (12, 15, 16) die Stromschiene (5) dort quer überragt und
    - das Halteelement (12, 15, 16) außerhalb des Überschneidungsbereichs mit dem Gehäuse (2) verbunden ist, wobei die Stromschiene (5) zwischen dem Halteelement (12, 15, 16) und dem Gehäuse (2) eingeklemmt ist.
  2. Schutzschalter (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dieser eine Lichtbogenleiteinrichtung und/oder Lichtbogenlöscheinrichtung aufweist und als Halteelement ein Blech (12) der Lichtbogenleiteinrichtung beziehungsweise Lichtbogenlöscheinrichtung vorgesehen ist.
  3. Schutzschalter (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Haltelement (15, 16) aus einem elektrisch isolierenden Material gefertigt oder von einem solchen Material ummantelt ist.
  4. Schutzschalter (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das isolierende Haltelement (15, 16) zwischen der Stromschiene (5) und dem Kontaktarm (8) angeordnet ist.
  5. Schutzschalter (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das isolierende Haltelement (15, 16) mehrere in Richtung des Kontaktarms (8) ausgerichtete Rippen (17, 18, 19) aufweist.
  6. Schutzschalter (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (17, 18, 19) an einem elektrischen Kontakt (9) des Kontaktarms (8), vorbeigeführt sind und diesen zumindest in einer EIN-Stellung des Kontaktarms (8) überragen.
  7. Schutzschalter (1) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (17, 18, 19) den elektrischen Kontakt (9) des Kontaktarms (8) in einer AUS-Stellung und/oder AUSGELÖST-Stellung des Kontaktarms (8) überragen.
  8. Schutzschalter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromschiene (5) länglich geformt ist, das genannte Halteelement (12, 15, 16) die Stromschiene (5) beidseits seitlich überragt und das Halteelement (12, 15, 16) beidseits der Stromschiene (5) mit dem Gehäuse (2) verbunden ist.
  9. Schutzschalter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromschiene (5) durch das genannte Halteelement (12, 15, 16) respektive durch dessen Verbindung mit dem Gehäuse (2) zumindest in einer Richtung quer zur Ebene des Überschneidungsbereichs im Gehäuse (2) lagefixiert ist.
  10. Schutzschalter (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromschiene (5) nur durch das genannte Halteelement (12, 15, 16) respektive durch dessen Verbindung mit dem Gehäuse (2) zumindest in einer Richtung quer zur Ebene des Überschneidungsbereichs im Gehäuse (2) lagefixiert ist.
  11. Schutzschalter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Halteelement (12, 15, 16) mit dem Gehäuse (2) verschraubt oder vernietet ist.
  12. Schutzschalter (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verschraubung oder Vernietung von der Innenseite des Gehäuses (2) her erfolgt.
  13. Schutzschalter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) in einem Verbindungsbereich mit dem genannten Halteelement (12, 15, 16) eine Verdickung aufweist.
  14. Schutzschalter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Halteelement (12, 15, 16) mit dem Gehäuse (2) verklebt oder verschweißt ist.
  15. Schutzschalter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromschiene (5) durch das genannte mit dem Gehäuse (2) verbundene Halteelement (12, 15, 16) elastisch verformt ist.
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