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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Verbindung
von modularen Schaltgeräten, die auf einer Profiltragschiene
aneinandergereiht sind und eine Reihe von entlang der Längsachse der
Schalterreihe angeordneten seitlichen Eingangsklemmen aufweisen,
wobei die Verbindungsvorrichtung folgende Teile umfaßt:
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- eine Kammschiene mit einem Isolierstoff-Profilmantel, der
mindestens eine Stromschiene mit rechteckigem Querschnitt
umschließt, parallel zur Tragschiene verläuft und über mehrere
zahnförmige Laschen mit rechteckigem Querschnitt verfügt, die mit
einem festgelegten Längsversatz parallel in einer Ebene verlaufen
und mit den Eingangsklemmen zusammenwirken,
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- und Mittel zum Anschluß an die modularen Schaltgerate sowie
die Kammschiene der Schaltgeräte.
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Die Anschlußmittel umfassen im allgemeinen in die
Eingangsklemmen der Schaltgeräte eingeführte Anschlußverbinder oder Kabel.
Daraus folgt ein gemischter Anschluß mit Kammschiene und
Kabeln, der Eingangsklemmen mit speziellen Käfigen erfordert, wie
sie in den Patenten FR 2.612.340 und EP 59.939 beschrieben
werden. Bei den bekannten Anschlußvorrichtungen ist die
Kammschiene einpolig ausgebildet und durch einen entlang einer
Schmalseite in Tiefenrichtung der Schaltgeräte verlaufenden festgelegten
Zwischenraum vom benachbarten Leiter getrennt. Bei der
Anpassung dieses Klemmentyps an eine Mehrpol-Kammschiene mit
Isolierstoff-Profilmantel, wie sie z.B. im deutschen Gebrauchsmuster
DE 8414678 U beschrieben ist, ergeben sich dadurch
Raumprobleme im Verbindungsbereich.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den gemischten
mehrpoligen Anschluß modularer Schaltgeräte zu vereinfachen.
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Die erfindungsgemäße Verbindungsvorrichtung ist dadurch
gekennzeichnet, daß der Isolierstoffmantel der Kammschiene mit
mehreren in regelmäßigen Abständen entlang der Längsachse
gegenüber den Eingangsklemmen angeordneten Öffnungen
versehen ist, und daß die Zähne in einer Ebene direkt neben einem Rand
der Öffnungen angeordnet sind, so daß ein Freiraum für die
Durchführung der Anschlußmittel durch den Isolierstoffmantel und für
die gemeinsame elektrische Verbindung mit den Zähnen der
Kammschiene im Inneren der entsprechenden Eingangsklemmen
verbleibt. Die Anschlußmittel werden direkt von der Kammschiene
getragen. Daraus folgt, daß sich die Konstruktionshöhe auf den
schmalen Seitenflächen der Schaltgeräte nicht verändert.
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Die Öffnungen werden vorteilhaft durch Ausbrechen vorgestanzter
Löcher in der senkrecht zu den Zähnen verlaufenden Oberseite des
Isolierstoffmantels ausgebildet.
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Der Abstand zwischen zwei benachbarten vorgestanzten Löchern
des Isolierstoffmantels entspricht ungefähr dem Rastermaß von
einpoligen Schaltgeräten. In Abhängigkeit von der Anschlußzone
der Anschlußmittel auf der Kammschiene und der Art der Einpol-,
Zweipol-, Dreipol- oder Vierpol-Schaltgeräte genügt es, zur
Herstellung der Durchführungsöffnungen die festgelegten
vorgestanzten Löcher im Isolierstoffmantel auszubrechen.
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Die Anschlußmittel können direkt durch Kabel oder indirekt durch
Anschlußverbinder ausgebildet sein.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den beigefügten
Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung
unter Angabe weiterer Vorteile und Merkmale näher erläutert.
Dabei zeigen:
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- Fig. 1 die Vorderansicht einer Anreihung modularer Schaltgeräte,
die auf einer Tragschiene aufgeschnappt sind und von einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung zum gemischten Anschluß gespeist
werden;
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- Fig. 2 die Schnittansicht eines Schaltgeräts entlang der Linie I-I
aus Fig. 1;
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- Fig. 3 die Schnittansicht der Mehrpol-Kammschiene gemäß Fig. 2
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- Fig. 4 eine schematische Draufsicht des Isolierstoffmantels mit
vorgestanzten Öffnungen;
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- Fig. 5 eine Draufsicht von Fig. 3;
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- Fig. 6 eine Ansicht entsprechend Fig. 2 beim Aufsetzen des
Anschlußverbinders auf die Kammschiene;
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- Fig. 7 und 8 Teilansichten von Fig. 2 für zwei Anschlußvarianten,
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- Fig. 9 bis 12 Draufsichten eines vorgestanzten Kupferbandes zur
Herstellung einer Zweipol-, Dreipol- bzw. Vierpol-Kammschiene;
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- Fig. 13 eine perspektivische Ansicht einer Stromschiene in
verschiedenen Verarbeitungsphasen zum Biegen der Zähne.
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Die Figuren 9 bis 13 sowie die diesbezüglichen Erläuterungen
dienen lediglich zu Informationszwecken.
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Die Figuren 1 und 2 zeigen mehrere durch Aufschnappen auf einer
Tragschiene 12, insbesondere mit symmetrischen Profil nach DIN,
aneinandergereihte modulare Schaltgeräte 10, insbesondere
Leistungsschalter, Lasttrennschalter, Schütze oder
Sicherungsautomaten. Die Schaltgeräte 10 sind an ihren breiten Seitenflächen zu
einer waagerechten Reihe montiert, die sich in der Richtung der
Tragschiene 12 erstreckt.
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Jedes modulare Schaltgerät 10 verfügt über ein quaderförmiges
Isolierstoffgehäuse, das den (nicht dargestellten) Schalt- und
Schutzmechanismus sowie einen Handbetätigungshebel 16 umfaßt,
der durch eine Öffnung in der Frontseite 18 herausragt. Auf den
beiden sich gegenüberliegenden Schmalseiten 20, 22 des Gehäuses
14 befinden sich eine Eingangsklemme 24 bzw. eine
Ausgangsklemme 26 zum elektrischen Anschluß des Schaltgeräts 10. Die
Klemmen 24, 26 sind als Käfigklemmen ausgeführt und weisen
eine Klemmschraube 25 (in Fig. 2 gestrichelt eingezeichnet) auf.
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Sämtliche Eingangsklemmen 24 sind mit einer Kammschiene 28
verbunden, die als Sammelschienenblock zur parallelen
Einspeisung der verschiedenen Schaltgeräte 10 ausgebildet ist. Die
elektrische Verbindung der Kammschiene mit dem (nicht dargestellten)
Eingangs-Leistungsschalter erfolgt über einen Anschlußverbinder
30 mit Einspeisekabel 31.
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Die Ausgangsklemme 26 jedes Schaltgeräts 10 ist über ein
Anschlußkabel 32 mit einem Abgang verbunden.
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In Figur 1 und 2 sind die Schaltgeräte 10 als
Einpol-Leistungsschalter ausgeführt, und die Kammschiene 28 verfügt über eine
einzige Stromschiene 33 mit mehreren zahnförmigen Laschen (34,
Fig. 2), die in die Käfige der Klemmen 24 eingreifen. Der Abstand
zwischen den Zähnen 34 entspricht dem Rastermaß der einpoligen
Schaltgeräte 10, d.h. 18mm. Dieser Abstand verdoppelt,
verdreifacht oder vervierfacht sich bei Einspeisung von Zweipol-,
Dreipol- bzw. Vierpol-Schaltgeräten.
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Die (in Fig. 3 detailliert dargestellte) Kammschiene 28 weist einen
Isolierstoff-Profilmantel 35 mit vier Hohlräumen zur Aufnahme der
Stromschienen 33 auf. Bei Einspeisung von Zweipol-Schaltgeräten
nimmt der Mantel 35 zwei Stromschienen 33 auf. Bei Dreipol- und
Vierpol-Schaltgeräten, wird die Kammschiene 28 mit drei bzw.
vier Stromschienen 33 bestückt. Der Isolierstoffmantel 35 und die
Kupferschienen 33 verleihen dem Kammschienenblock 28 eine
gewisse Steifigkeit, und die Kammschiene liegt über zwei an den
Isolierstoffmantel angeformte, schürzenförmige elastische Lippen
36, 38 auf der Schmalseite 20 der Schaltgeräte 10 auf. Die Zähne
34 mit rechteckförmigem Querschnitt werden durch rechtwinkliges
Biegen in eine zur zugehörigen Stromschiene 33 senkrecht
verlaufende Ebene gebracht. Bei angeschlossener Kammschiene 28
(siehe Fig. 2) entsteht in den Käfigen der Klemmen 24 ein Kontakt
zwischen den Zähnen 34 und den entsprechenden (gestrichelt
dargestellten) Anschlußschienen 40 der Schaltgeräte 10. Der
Klemmschluß zwischen den Zähnen 34 und den Anschlußschienen
40 wird durch die Schrauben 25 der Eingangsklemmen 24
gewährleistet. Durch die Lippen 36, 38 wird ein Abstand oder Spiel "J"
zwischen dem Mantel 35 und dem Gehäuse 14 gebildet.
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Die den Lippen 36, 38 gegenüberliegende Oberseite 42 des
Profilmantels 35 der Kammschiene 28 verfügt über mehrere
Einrichtungen zur Durchführung von Anschlußmitteln. Diese
Durchführungseinrichtungen sind als Öffnungen 44 (Fig. 5) oder vorgestanzte
Löcher 46 (Fig. 4) ausgeführt und in regelmäßigen Abständen
entlang dem Mantel 35 angeordnet. Der Abstand zwischen zwei
benachbarten Öffnungen 44 des Mantels 35 entspricht ungefähr dem
Rastermaß der einpoligen Schaltgeräte 10. Bei
Aneienanderreihung liegt die Reihe der Öffnungen 44 den Käfigen der Klemmen
24 gegenüber.
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Die aufeinanderfolgenden Zähne 34 der Stromschienen 33 liegen in
einer Ebene, die senkrecht zur inneren Wandung der Oberseite 42
verläuft. Die Enden der Zähne 34 ragen neben den Lippen 36, 38
aus dem Mantel 35 heraus und liegen in einer Flucht, so daß die
Zähne 34 der beiden oberen Stromschienen 33 länger sind als die
der beiden unteren Stromschienen 33.
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Aus Figur 4 und 5 geht insbesondere hervor, daß die Ebene der
Zähne 34 direkt neben dem geradlinigen Rand der entsprechenden
Öffnungen 44 verläuft, so daß eine Durchführung der
eingangsseitigen Anschlußorgane durch die Öffnungen 44 der Kammschiene
28 und die Käfige der Klemmen 24 in den Schaltgeräten 10 nicht
behindert wird.
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Gemäß Fig. 2 und 6 erfolgt der Anschluß des Einspeisekabels 31
der Kammschiene 28 mit Hilfe des Anschlußverbinders 30, dessen
Isolierstoffkörper an der Oberseite des Mantels 35 befestigt ist.
Der Anschlußverbinder 30 verfügt über einen Kontaktstift 47 zum
Eingriff in die Öffnung 44 des Mantels 35 und Verbindung mit dem
Zahn 34 der Kammschiene 28. Im Inneren des Anschlußverbinders
30 wird der Klemmschluß zwischen dem Einspeisekabel 31 und
dem oberen Teil des Kontaktstifts 47 mit Hilfe eines Käfigs in
Verbindung mit einer Schraube oder einer Feder 48 hergestellt. Die
Elemente zur Befestigung des Anschlußverbinders 30 auf der
Kammschiene 28 umfassen einen Anschlag 49 und einen mit einer
Nut versehenen Führungssteg 50 auf der Oberseite 42 des Mantels
35 (Fig. 3). Fig. 6 zeigt das Einrasten des Anschlußverbinders 30
in den Führungssteg 50 durch schräges Einsetzen in die Öffnung 40
und den Käfig der Klemme 24. Durch leichtes Drehen im
Gegenuhrzeigersinn gelangt dann der Kontaktstift 47 in Kontakt mit dem
Zahn 34 sowie mit der Oberseite 42 des Mantels 35 und wird dabei
vom Anschlag 49 gehalten (Fig. 2). Eine sicheres Festklemmen
wird mit Hilfe des Käfigs und der Schraube 25 der
Eingangsklemme 24 erreicht, wobei der Zahn 34 der Kammschiene 28 zwischen
der Anschlußschiene 40 des Schaltgeräts 10 und dem Kontaktstift
47 des Anschlußverbinders 30 liegt.
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Das Aufschnappen des Schaltgeräts 10 auf der Tragschiene 12
erfolgt mit Hilfe eines Verriegelungsschiebers 52 mit einem
Greifansatz 56 und einem Rastvorsprung 54 (siehe Fig. 2).
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Gemäß Fig. 7 erfolgt die Einführung des Einspeisekabels 31 ohne
Ahschlußverbinder 30. Das Ende des Kabels 31 wird direkt durch
die Öffnung 44 einer Einpol-Kammschiene 28 mit einer
Stromschiene 33 geführt, und das abisolierte Ende des Kabels 31
wird zwischen dem (nicht dargestellten) Käfig der Klemme 24 und
dem Zahn 34 der Kammschiene 28 eingesteckt.
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Fig. 8 zeigt die direkte Einführung des Kabels 31 durch die
Kammschiene 28 über eine fluchtend mit dem Käfig der Klemme 24
angeordnete und durch die Öffnung 44 des Mantels 35 geführte
Isolierstoffhülse 58.
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Bei allen drei Verbindungsarten in Fig. 6 bis 8 mit einer
gemeinsamen Kammschiene 28 für die angereihten Schaltgeräte 10 wird
durch den Querversatz einer Öffnung 44 gegenüber dem
entsprechenden Zahn 34 ein Freiraum zur direkten Einführung des
Einspeisekabels 31 (Fig. 7 und 8) oder zur indirekten Einführung über
einen Anschlußverbinder 30 (Fig. 6) geschaffen. Der
Verbindungspunkt kann durch den Installateur an einer beliebigen Stelle der
Anreihung gewählt werden.
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Fig. 9 bis 13 zeigt ein wirtschaftliches Fertigungsverfahren für die
Stromschienen 33 der Kammschiene 28. Durch überlappende
Anordnung werden zwei Stromschienen 33 gleichzeitig aus einem
Kupferband 60 ausgestanzt (siehe Fig. 9 bis 12). Die Breite "1"
dieses Bandes 60 ist immer gleich (etwa 30,7 mm), unabhängig
davon, ob Zweipol-, Dreipol- oder Vierpol-Kammschienen 28
hergestellt werden. Durch die mit Hilfe eines Stanzautomaten aus
jedem Band 60 herausgetrennten Ausschnittflächen 62 entstehen
die Zähne 34 in zwei Bändern 33 mit konstanter Stärke. Die
überlappend angeordneten Zähne 34 befinden sich dabei im mittleren
Teil des Bandes 60, während die beiden Stromschienen 33 zu
beiden Seiten der Zähne 34 entlang den beiden einander
gegenüberliegenden Kanten des Bandes 60 verlaufen.
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Der Längsabstand zwischen zwei benachbarten Zähnen 34
derselben Stromschiene 33 nimmt mit der Anzahl der Pole des
Schaltgeräts 10 zu, für das die Kammschiene 28 bestimmt ist (zweipolig
Fig. 9, dreipolig Fig. 10 bzw. vierpolig Fig. 11 und 12).
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Dieses Verfahren zum Ausstanzen von zwei überlappend
angeordneten Stromschienen 33 aus einem einzigen Kupferband 60
ermöglicht durch geringere Verschnittmengen eine erhebliche
Kupfereinsparung. Die Zähne 34 verlaufen parallel zu den beiden
Stromschienen 33.
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Fig. 13 zeigt das Biegeverfahren für die Zähne 34 einer
Stromschiene 33. Phase A stellt schematisch den Zahn 34 nach dem
Ausstanzen dar. Zu diesem Zeitpunkt liegt der Zahn 34 in einer
Ebene mit der Stromschiene 33 und umfaßt einen ersten, äußeren
Abschnitt 64, der parallel zu einem zweiten, mittleren Abschnitt 66
verläuft. Die beiden Abschnitte 64, 66 sind durch eine senkrecht
zur Stromschiene 33 verlaufende erste Querverbindungsfläche 68
miteinander verbunden. Der mittlere Abschnitt 66 ist durch eine
parallel zur ersten Querverbindungsfläche 68 verlaufende zweite
Querverbindungsfläche 70 mit der Stromschiene verbunden.
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In Phase B erfolgt eine erste rechtwinklige Biegung der ersten
Querverbindungsfläche 68 nach oben um eine parallel zur
Stromschiene 33 liegende Achse X.
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In Phase C wird der erste Abschnitt 64 durch eine zweite
rechtwinklige Biegung der zweiten Querverbindungsfläche 70 nach
unten um eine senkrecht zur Stromschiene 33 verlaufende Achse Y
schließlich in eine senkrecht zur Stromschiene 33 verlaufende
Ebene gebracht.
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Bei der ersten Biegung um die Achse X kann die erste
Querverbindungsfläche 68 auch um 90 Grad nach unten gebogen werden, so
daß die in den Phasen D und E dargestellten Zähne 34 entstehen.