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Die Erfindung geht aus von einem Installationsschaltgerät, welches ein Gehäuse mit einer Frontseite, einer Schmalseite und an der Schmalseite einen Klemmenanschlussraum hat.
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Ein solches Installationsschaltgerät ist beispielsweise ein Neutralleiter-Schaltgerät zum Anreihen an ein Phasen-Schaltgerät in einer Installationsverteilung.
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In einer Niederspannungs-Energieverteilung werden Schutzeinrichtungen zum Schutz gegen fehlerhafte Leitungszustände eingesetzt, beispielsweise Leitungsschutzschalter. Leitungsschutzschalter schützen die von ihnen überwachten Leitungen im Fall von Überlastströmen und Kurzschlussströmen. Diese Schutzeinrichtungen ermöglichen auch eine manuelle Schaltbetätigung zum Ein- oder Ausschalten unter Last oder ohne Last. Beim manuellen Ausschalten unter Last spricht man auch vom Trennen von nachgeschalteten Anlagenteilen von der Stromversorgung. Ein Leitungsschutzschalter kann daher zum Trennen und Schützen eingesetzt werden. Ein solches Schaltgerät, das eine Leitung schützt, kann daher auch als geschützter Pol oder als einpolig schaltende Schutzeinrichtung bezeichnet werden. Ein Schaltgerät, das eine Phasenleitung schützt und schaltet, wird im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung auch als Phasen-Schaltgerät bezeichnet. Ein Schaltgerät, das die Schutzfunktion nicht hat, sondern nur die Schaltfunktion, wird auch als schaltender Pol oder als Trennschalter bezeichnet. Ein Schaltgerät, das in einer Niederspannungs-Energieverteilung ohne Schutzfunktion zum Trennen des Neutralleiters eingesetzt wird, wird hier als Neutralleiter-Schaltgerät bezeichnet.
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In dreiphasigen Niederspannungs-Energieverteilungen werden je nach Anforderung zum Schützen und Trennen üblicherweise 3-polig schaltende oder 4-polig schaltende Schutzeinrichtungen verwendet. So sind beispielsweise 3-polige Leitungsschutzschalter zum Schutz der drei Phasenleiter bekannt, die sowohl bei einer manuellen Schaltbetätigung, als auch im Fehlerfall durch automatische Abschaltung alle 3 Phasenleiter eines dreiphasigen Stromversorgungsnetzes praktisch gleichzeitig schalten.
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Es sind auch 4-polige Leitungsschutzschalter bekannt, die sowohl bei einer manuellen Schaltbetätigung als auch im Fehlerfall durch automatische Abschaltung alle 3 Phasenleiter und den zugehörigen Neutralleiter eines dreiphasigen Stromnetzes mit Neutralleiter praktisch gleichzeitig schalten. Es handelt sich hierbei um 4 geschützte Pole. Bei dem den Neutralleiter schaltenden Leitungsschutzschalter wird die Schutzfunktion in dieser Applikation nicht verwendet, da für den Neutralleiter nicht benötigt. Das den Neutralleiter schaltende Schaltgerät wird im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung auch als Neutralleiter-Schaltgerät bezeichnet.
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Eine weitere Ausführungsform ist die Kombination eines 3-poligen Leitungsschutzschalters mit einem sogenannten Neutralleiter-Trenner. Dabei handelt es sich um 3 geschützte Pole mit einem mitschaltenden Neutralleiter-Pol ohne Schutzfunktion. Diese Baueinheit ermöglicht das entsprechende Trennen des Neutralleiters.
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Soll nur ein einphasiger Stromkreis abgesichert werden, so wird bekanntermaßen ein Phasen-Schaltgerät zum Schutz und Schalten der Phasenleitung mit einem Neutralleiter-Schaltgerät zum Trennen des Neutralleiters kombiniert.
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Seit mehreren Jahren werden auch Selektive Hauptleitungsschutzschalter (SH-Schalter, auch einfach selektive Leitungsschutzschalter genannt) als Trennvorrichtung und zum selektiven Überstromschutz in Hauptverteilungen, z. B. Zählerschränken, eingesetzt. Dabei kommen vielfach - auch in mehrphasigen Stromkreisen - einpolig schaltende Geräte, die zu einem sogenannten 3er-Block zusammengebaut sind, zum Einsatz.
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In einem Zählerschrank sind die selektiven Leitungsschutzschalter vor dem Zähler, also zwischen dem Gebäudeanschlusspunkt mit der Anschlusssicherung und den Eingangsklemmen des Elektrizitätszählers, angeordnet.
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In einem als sogenanntes TT-System realisierten Niederspannungsnetz ist der an die elektrisch leitenden Gehäuse der Betriebsmittel in der Verbraucheranlage angeschlossene Schutzleiter separat mit einem eigenen Erder verbunden. Dieser ist von dem Betriebserder in dem Verteilungsnetz getrennt. Dem einzelnen Betriebsmittel als elektrischem Verbraucher wird wenigstens eine Phasenleitung L1, L2 oder L3 und der Neutralleiter N zugeführt. Entsprechend verläuft in einer Gebäudeinstallation nach dem TT-System ab dem Gebäudeanschlusspunkt eine vieradrige Hauptleitung zum Elektrizitätszähler, mit den drei Phasen L1, L2, L3 und dem Neutralleiter N. Jede der Phasen L1, L2 und L3 ist dabei mit einem selektiven Leitungsschutzschalter abgesichert. Der N-Leiter ist mit einem Neutralleiter-Trenner zu- und abschaltbar. Mit seinen Ausgangsklemmen ist der Elektrizitätszähler über eine vieradrige Leitung mit den drei Phasen L1, L2, L3 und dem Neutralleiter N mit dem Stromkreisverteiler, der Unterverteilung auf die einzelnen Stromkreise des Gebäudes, verbunden. In der Unterverteilung, dem Stromkreisverteiler, wird auf einzelne Verbraucherstromkreise aufgeteilt, wobei jeder Verbraucherstromkreis als Hinleiter zum Verbraucher eine der Phasen L1, L2 oder L3 und als Rückleiter den Neutralleiter N umfasst. Der PE-Leiter wird als Einaderleitung von dem Stromkreisverteiler zu einer Haupterdungsschiene des Gebäudes verlegt. Jeder Verbraucherstromkreis ist einzeln abgesichert, beispielsweise mit einem Leitungsschutzschalter und/ oder einem Fehlerstromschutzschalter.
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Wenn in einem der nachgeordneten Verbraucherstromkreise ein Kurzschluss zwischen der Phase und dem Neutralleiter auftritt, so fließt ein hoher Kurzschlussstrom, der zählereingangsseitig über den der betroffenen Phase L1, L2 oder L3 zugeordneten selektiven Leitungsschutzschalter und den Neutralleiter-Trenner fließt. Der selektive Leitungsschutzschalter ist so ausgelegt, dass er für eine gewisse Zeit, die sogenannte Selektivzeit, den Stromfluss durch die betroffenen Phasenleitung zählereingangsseitig nicht unterbricht, um dem der betroffenen Verbraucherleitung zugeordneten Fehlerstromschutzschalter Gelegenheit zu geben, den Kurzschluss abzuschalten. Erst wenn das innerhalb der voreingestellten Selektivzeit nicht geschieht, schaltet der der betroffenen Phasenleitung zugeordnete selektive Leitungsschutzschalter zählereingangsseitig die betroffene Phasenleitung ab. Dann sind alle dieser Phasenleitung nachgeordneten Verbraucherstromkreise abgeschaltet, auch diejenigen, in denen kein Kurzschluss aufgetreten war. Während der Selektivzeit fließt der hohe Kurzschlussstrom somit sowohl durch den Neutralleiter-Trenner als auch durch den der betroffenen Phase zugeordneten selektiven Leitungsschutzschalter.
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Es ist möglich, ein Neutralleiter-Schaltgerät aus einem selektiven Leitungsschutzschalter, wie er beispielsweise in der
DE 10 2008 017 472 A1 beschrieben ist, abzuleiten, indem aus dem selektiven Leitungsschutzschalter die beiden thermischen Überstromauslöser im Haupt- und im Nebenstrompfad entfernt werden. Die weiteren Baugruppen und auch die Anordnung mit Haupt- und Nebenstrompfad bleiben für die Verwendung als Neutralleiter-Schaltgerät erhalten.
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Ein auf diese Art realisierter Neutralleiter-Schalter wird zugangsseitig, an seiner Eingangsseite, über eine Zugangsschraubklemme mit einem Zugangsleiter oder über eine Kontaktschiene an Stromschienen in dem Installationsverteiler angeschlossen. Für den abgangsseitigen Zähleranschluss wird der mit dem auf diese Art realisierten Neutralleiter-Schalter geschaltete Neutralleiter an eine schraubenlose Federzug-Abgangsklemme des Neutralleiter-Schalters, die einen von außen zu bedienenden Klemmen-Betätigungshebel umfasst, angeschlossen. Eine schraubenlose Federzug-Abgangsklemme mit Betätigungshebel hat den Vorteil des einfachen und zeitsparenden Anschlusses des Neutralleiters und der einfachen und zeitsparenden Bedienbarkeit. Allerdings ist eine schraubenlose Federzug-Abgangsklemme mit Betätigungshebel hinsichtlich der Querschnittsgröße des anzuschließenden Neutralleiters begrenzt. Soll der dem Neutralleiter-Schalter zugeordnete selektive Leitungsschutzschalter hohe Ströme führen können, so ist ein entsprechend großer Leiterquerschnitt auch des Neutralleiters erforderlich, beispielsweise 16 mm2. Ein Neutralleiter mit einem solch großen Leiterquerschnitt lässt sich an eine schraubenlose Federzug Abgangsklemme mit Betätigungshebel anschließen. Bei TT-Netzen wird jedoch auch für das Netz des Anlagenbetreibers ein geschalteter Neutralleiter benötigt, nicht nur zur Versorgung des Zählers. Es ist daher der abgangsseitige Anschluss von zwei Neutralleitern großen Querschnitts an den neutralleiter-Schalter erforderlich. Der eine der beiden Neutralleiter dient der Versorgung des Zählers. Der zweite Neutralleiter wird unter Umgehung des Zählers direkt dem Stromkreisverteiler zugeführt. An eine schraubenlose Federzug-Abgangsklemme lasst sich aus prinzipiellen konstruktiven Gründen jedoch kein zweiter Neutralleiter großen Querschnitts anklemmen, auch deshalb, weil dann die aufzubringende Betätigungskraft für den Klemmenbetätigungshebel zu groß für eine manuelle Betätigung wäre und der Federbetätigungshebei so massiv ausgeführt werden müsste, dass er den ihm zugewiesenen Platzbedarf am bzw. im Gerät übersteigen würde. Für eine zweite schraubenlose Federzug-Abgangsklemme ist im Klemmenaufnahmeraum des Neutralleiter-Schaltgerätes kein Platz, da dessen geometrische Abmessungen durch einschlägig bekannte Normen begrenzt ist.
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Die
DE 199 34 550 A1 beschreibt ein Kontaktelement mit einer Kombination einer Schraubklemme und einer Federklemme. Das Kontaktelement ist für mehrere, wahlweise unterschiedliche Leiterquerschnitte vorgesehen.
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Die
DE 201 01 435 U1 beschreibt ein Elektrogerät, bei dem auf einer Schmalseite ein Anschluss für ein Einzeldraht-Endstück und ein Anschluss für eine Sammelschiene-Fahne vorgesehen ist. Der Anschluss für die Sammelschiene-Fahne weist ein von einer Feder beaufschlagtes Schrägstück auf, das für ein einfaches Einschieben der Sammelschiene-Fahne durch einen Betätigungshebel gegen die Kraft der Feder mittels der Fahne zurückdrückbar ist.
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Die
DE 10 2010 033 112 A1 beschreibt ein Elektroinstallationsgerät, das eine Federklemme und eine Schraubklemme aufweist. Weiterhin weist das Gehäuse eine Führungskontur auf, um die Sammelschiene in einer Montageposition beim Einstecken in die Federklemme in einem definierten ersten Winkel relativ zum Gehäuse zu führen.
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Die
DE 299 16 001 U1 beschreibt einen Installationsschalter mit einer Anschlussstelle für eine Querverdrahtung und einen Leiterdraht, wobei für den Leiterdraht eine Schraubklemme und für die Querverdrahtung in Form einer Sammelschienenanordnung eine Steckklemme vorgesehen sind. Die Steckklemme ist hierbei näher zur Befestigungsseite hin gelegen als die Schraubklemme.
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Die
DE 35 04 317 A1 beschreibt eine Klemme für elektrische Leiter, die miteinander kombinierte Mittel zur Klemmung mittels einer Klemmschraube einerseits und zur Klemmung mittels einer Klemmfeder andererseits aufweist.
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Die
DE 100 23 851 A1 beschreibt eine Anschlussklemme mit wenigstens einem Aufnahmemittel für ein Basiskontaktelement für einen Schraubanschluss, wobei sowohl der Einsatz der Schraub- als auch der Klemmtechnik möglich ist. Ein Modul kann zwei Klemmanschlüsse oder eine Kombination eines Schraub- und eines Klemmanschlusses aufweisen.
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Die
DE 10 2008 017 738 A1 beschreibt ein Installationsgerät mit einer schraubenlosen Federzugklemme und einem von außerhalb des Gehäuses betätigbaren Federbetätigungshebel, durch den ein Klemmfenster eine Klemmöffnung zum Einführen des Anschlussleiters freigeben kann.
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Die
DE 20 2014 101 570 U1 beschreibt eine Klemmfeder mit einem ersten Schenkel, der einen ein Fenster aufweisenden Hauptabschnitt aufweist und einen sich an den Hauptabschnitt anschließenden freien Endabschnitt, der zu dem Hauptabschnitt abgewinkelt ist. Mittels der Klemmfeder und einer die Klemmfeder aufweisende Kontakteinheit kann eine sichere und stabile Positionierung der Klemmfeder an einer Stromschiene erreicht werden.
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Es ist daher die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, ein Installationsschaltgerät, welches ein Gehäuse mit einer Frontseite, einer Schmalseite und an der Schmalseite einen Klemmenanschlussraum hat, so zu verbessern, dass an das Gerät auch dann noch zwei Abgangsleiter großen Querschnitts angeschlossen werden können, wenn die verwendete abgangsseitige Anschlussklemme aus prinzipiellen konstruktiven Gründen den Anschluss zweier Anschlussleiter nicht zulässt.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die überraschend und im Widerspruch zu allen bisher bei Installationsschaltgeräten bekannten Anschlussklemmenanordnungen gefundene technische Lehre gelöst, dass in dem Klemmenanschlussraum zwei Anschlussklemmen unterschiedlichen Klemmentyps zum Anschließen zweier Anschlussleiter großen Querschnitts untergebracht sind. Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt darin, dass für die zweite Anschlussklemme ein Klemmentyp gewählt werden kann, der bei reduziertem Platzbedarf dennoch ein sicheres Anschließen eines zweiten Anschlussleiters mit einem ebenso großen Leiterquerschnitt wie der erste Anschlussleiter ihn hat, ermöglicht ist.
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In einer beispielhaften vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung hat der Klemmenanschlussraum eine erste Klemmeneinführöffnung, wobei eine in dem Klemmenanschlussraum des Gehäuses lagefixierte erste Anschlussklemme vom Typ schraubenlose Federzugklemme für den Anschluss eines ersten Anschlussleiters vorhanden ist, mit einer Klemmfeder und einem von außerhalb des Gehäuses betätigbaren und mit dem Gehäuse schwenkbar verbundenen ersten Federbetätigungshebel, mit einem einen ersten Klemmstreifen umfassenden Trägerteil, wobei die Klemmfeder einen Anlageschenkel, einen Klemmschenkel mit einem eine Klemmkante umfassenden Klemmfenster sowie einen den Anlage- und Klemmschenkel verbindenden gebogenen Federrücken umfasst, und wobei die Klemmfeder mit dem ersten Klemmstreifen so zusammenwirkt, dass ein durch die erste Klemmeneinführöffnung eingeführter erster Anschlussleiter zwischen der Rückseite des Klemmstreifens und der Klemmkante des Klemmfensters anklemmbar ist, und wobei in dem Klemmenanschlussraum eine zweite Klemmeneinführöffnung vorhanden ist und das Trägerteil einen zweiten Klemmstreifen aufweist, mit dem ein Klemmrahmen einer zweiten Anschlussklemme eines anderen Typs gekoppelt ist zum Anschluss eines durch die zweite Klemmeneinführöffnung eingeführten zweiten Anschlussleiters.
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Vorteilhaft daran ist der geringe Aufwand für die Modifizierung des vorhandenen Neutralleiter-Trenners. Das vorhandene Trägerteil mit dem ersten Klemmstreifen für die erste schraubenlose Federzugklemme mit Betätigungshebel wird ergänzt um einen zweiten Klemmstreifen, der an dem Trägerteil befestigt ist. Die räumliche Anordnung der ersten Anschlussklemme bleibt davon unbeeinflusst.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform sind die erste und die zweite Klemmeneinführöffnung an einer Schmalseite und von der Frontseite aus gesehen hintereinander angeordnet. Dies ist eine platzsparende Lösung, unter Berücksichtigung der Beschränkung der Breite des Neutralleiter-Schalters aufgrund bestehender Normen und Einbaurichtlinien.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die zweite Anschlussklemme vom Typ einer Schraubklemme. In vorteilhafter Weise erlaubt eine Schraubklemme das sichere Anklemmen eines Neutralleiters mit großem Leiterquerschnitt bei insgesamt geringem Platzbedarf.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung hat die zweite Anschlussklemme eine Klemmschraube und einen ersten Klemmrahmen, wobei der zweite Anschlussleiter zwischen dem ersten Klemmrahmen und dem zweiten Klemmstreifen mittels der Klemmschraube festklemmbar ist. Das ist eine einfach zu realisierende Art einer Schraubklemme, mit einem verschieblich gelagerten Klemmrahmen, an dessen einer Schmalseite sich ein oberer Steg mit einer Gewindeöffnung befindet, durch die hindurch die Klemmschraube geführt ist. Die Klemmschraube stützt sich auf der Oberseite des ersten Klemmstreifens ab, und beim Anziehen der Klemmschraube zieht diese dadurch den Klemmrahme nach oben in Richtung auf den ersten Klemmstreifen zu, so dass zwischen dem unteren Steg des Klemmrahmens und der Unterseite des ersten Klemmstreifens der Neutralleiter festklemmbar ist.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die zweite Anschlussklemme vom Typ einer Federsteckklemme. Auch eine federsteckklemme kann so gestaltet werden, dass bei verringertem Platzbedarf der sichere Anschluss eines Neutralleiters mit großem Leiterquerschnitt möglich ist.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung hat die Federsteckklemme eine U- oder Ω-förmige Klemmfeder mit einem Klemmschenkel, einem Befestigungsschenkel und einem den Klemmschenkel mit dem Befestigungsschenkel verbindenden Bogenstück, und einen zweiten Klemmrahmen, der eine Ausnehmung zur Aufnahme eines zweiten Anschlussleiters aufweist, wobei der Befestigungsschenkel mit einem ersten Ende des zweiten Klemmrahmens verbunden ist, und das freie Federende des Klemmschenkels mit einem zweiten Anschlussleiter diesen festklemmend zusammenwirkt.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der zweite Klemmstreifen mit seiner Längserstreckungsrichtung auf die zweite Klemmeneinführöffnung hin orientiert, und der zweite Klemmrahmen ist mit einem Ende der Ausnehmung an dem zweiten Klemmstreifen gekoppelt, wobei das freie Federende des Klemmschenkels mit dem zweiten, in die Ausnehmung eingeführten, Anschlussleiter diesen an dem zweiten Klemmstreifen festklemmend zusammenwirkt. Die Kopplung kann dadurch erfolgen, dass der zweite Klemmrahmen mit dem zweiten Klemmstreifen formschlüssig oder form- und stoffschlüssig verbunden ist, als beispielsweise verschweißt, oder verschraubt, oder auch einstückig als entsprechend geformtes Stanzbiegeteil hergestellt ist.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der zweite Klemmrahmen mit seiner Längserstreckungsrichtung senkrecht zur Längserstreckungsrichtung des zweiten Klemmstreifens orientiert. Das ist sehr platzsparend. Wenn der zweite Anschlussleiter durch die Ausnehmung gesteckt ist, so liegt er dann automatisch parallel zu dem zweiten Klemmstreifen und kann durch das Klemmende der Klemmfeder einfach und sicher, ohne zu verrutschen, an den zweiten Klemmstreifen verklemmend angedrückt werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist ein von außerhalb des Gehäuses betätigbarer und mit dem Gehäuse schwenkbar verbundener zweiter Federbetätigungshebel zur Betätigung der Federsteckklemme vorhanden. Das ist von Vorteil, wenn der zweite Anschlussleiter beispielsweise als Litzenleiter ausgeführt ist, so dass beim Einführen die Federsteckklemme geöffnet werden muss, aber die Verwendung eines zusätzlichen Werkzeuges zum Öffnen der Federsteckklemme vermieden werden soll, und zum werkzeuglosen Entfernen eines an der Federsteckklemme eingesteckten Anschlussleiters, sei es ein starrer Leiter oder ein Litzenleiter.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Verschwenkungsrichtung des zweiten Federbetätigungshebels beim Öffnen der Federsteckklemme von der Schmalseite aus in Richtung auf das Innere des Gehäuses hin orientiert. Das ermöglicht eine platzsparende Anordnung zusätzlich zu dem bereits vorhandenen ersten Betätigungshebel der ersten Federzug-Anschlussklemme.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung und weitere Vorteile sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
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Figurenbeschreibung:
- Die Figuren und deren Beschreibung dienen dem besseren Verständnis des Gegenstandes der Erfindung. Baugruppen, Teile, Gegenstände oder Teile von Baugruppen oder Gegenständen, die im Wesentlichen gleich oder ähnlich sind oder eine gleiche oder ähnliche Funktion haben, können mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Die Figuren zeigen Ausführungsformen der Erfindung in einer schematischen und exemplarischen Weise.
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Es zeigen:
- 1 als Beispiel für ein erfindungsgemäßes Installationsschaltgerät ein aus einem selektiven Leitungsschutzschalter abgeleitetes Neutralleiter-Schaltgerät ,
- 2 eine perspektivische Ansicht auf die Abgangsseite des Installationsschaltgerätes nach 1, in einer Ausführungsform nach dem Stand der Technik mit einer zweiten Abgangsklemme vom Typ Schraubklemme,
- 3 eine frontale Aufsicht auf die Abgangsseite des Installationsschaltgerätes nach 2,
- 4 eine Einsicht in den abgangsseitigen Klemmenaufnahmeraum des Installationsschaltgerätes nach 3,
- 5 eine perspektivische Ansicht auf die Abgangsseite des Installationsschaltgerätes nach 1, in einer erfindungsgemäßen Ausführungsform mit einer zweiten Abgangsklemme vom Typ Federsteckklemme,
- 6 eine frontale Einsicht in den abgangsseitigen Klemmenaufnahmeraum des
- Installationsschaltgerätes nach 5,
- 7 eine perspektivische Einsicht in den abgangsseitigen Klemmenaufnahmeraum des Installationsschaltgerätes nach 5,
- 8 ein schematisches Blockschaltbild des Installationsschaltgerätes nach 1.
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In den Figuren sind gleiche oder gleichwirkende Elemente oder Baugruppen mit denselben Bezugsziffern bezeichnet.
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Für den Einsatz von selektiven Leitungsschutzschaltern in Energieverteilungsnetzen gibt es Anwendungsfälle zum Schalten und Trennen des N-Leiters. Dazu werden 1-polig schaltende selektive Leitungsschutzschalter mit einem Neutralleiter-Schaltgerät kombiniert. Das Neutralleiter-Schaltgerät ist dabei ein ungeschützter Pol ohne Auslöser, dessen Schaltwerk in besondere Weise mit einem geschützten Pol (oder 3 geschützten Polen) gekoppelt ist.
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Die 1 zeigt ein solches Neutralleiter-Schaltgerät 1. Das in 1 gezeigte Gehäuse 2 des Gerätes 1 des entspricht demjenigen, das mit einem als Produkt vertriebenen selektiven Leitungsschutzschalter der Anmelderin verwendet wird. Die 8 zeigt ein schematisches Blockschaltbild des Installationsschaltgerätes nach 1. Die Gehäuseform in 2 ist wegen der schematischen Darstellung vereinfacht gegenüber der in 1 gezeigten Form des Gehäuses 2. Wegen der schematischen Darstellung in 8 im Vergleich zu 1 werden in 8 dieselben Bezugsziffern verwendet wie in 1, allerdings mit einem Apostroph versehen.
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Das Gerät 1 bzw. 1' hat ein Gehäuse 2 bzw. 2' aus Isolierstoff, mit einer Frontseite 3, einer Schmalseite 4 und an der Schmalseite 4 einen Klemmenanschlussraum, siehe Bezugsziffer 5' in 8. In dem Klemmenanschlussraum 5 sind zwei Anschlussklemmen 6', 7' unterschiedlichen Klemmentyps zum Anschließen zweier Anschlussleiter untergebracht.
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Das Neutralleiter-Schaltgerät 1 nach 1 bzw. 1' nach 8 ist von einem selektiven Leitungsschutzschalter abgeleitet unter anderem durch Weglassen der beiden thermischen Überstromauslöser im Inneren, siehe unten.
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Es werde nun das Schema nach 8 erläutert. An einer Frontseite 3' des Isolierstoffgehäuses 2' befindet sich ein Schaltgriff 22' zum manuellen Ein- und Ausschalten. An der in der 8 links gezeigten Schmalseite 4' befinden sich zwei erste Anschlussklemmen 6', 7'. Beide sind elektrisch miteinander verbunden. Sie ermöglichen den Anschluss zweier Neutralleiter-Anschlussleiter. An der in der 8 rechts gezeigten Schmalseite 4a' befindet sich eine Anschlussklemme 6a' (bzw. 6a in 1) zum Anschluss ebenfalls eines Neutralleiter-Anschlussleiters.
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Bei bestimmungsgemäßer Verwendung des Neutralleiter-Schaltgerätes nach 1 bzw. 8 wird das Gerät an der Anschlussklemme 6a` bzw. 6a über einen Zugangsleiter eingangsseitig angeschlossen. Die Anschlussklemme 6a bzw. 6a' wird daher im Folgenden auch als Zugangsklemme 6a bzw. Zugangsklemme 6a' bezeichnet.
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An den Anschlussklemmen 6', 7' bzw. 6, 7 wird das Gerät bzw. der durch das Gerät geführte und in dem Gerät schaltbare Neutralleiter abgangsseitig an den Zähler bzw. unter Umgehung des Zählers direkt mit dem Neutraleiter in der nachgeschalteten Verbraucheranlage verbunden. Die Anschlussklemmen 6', 7' bzw. 6, 7, 8 (siehe die 2 bis 7) werden daher im Folgenden auch als Abgangsklemmen bezeichnet. Zwischen der Zugangsklemme 6a' und den Abgangsklemmen 6', 7' ist ein durch das Gerät führender Hauptstrompfad 31 ausgebildet. In dem Hauptstrompfad 31 befindet sich eine Hauptkontaktstelle 32, die so ausgebildet ist, dass der Hauptstrompfad 31 an der Hauptkontaktstelle 32 geöffnet und geschlossen werden kann. Der Hauptstrompfad 31 beinhaltet nur die Hauptkontaktstelle 32 und einen dazu in Reihe geschalteten Magnetauslöser mit einer Schlagspule 33, nicht aber weitere Elemente wie beispielsweise einen thermischen Auslöser. Die Schlagspule 33 hat in an sich bekannter Weise einen Schlagstift, der in bekannter Weise im Fall eines hohen Kurzschlussstromes aus der Spule herausgetrieben wird und die Hauptkontaktstelle 32 aufschlägt. Der Schlagstift ist durch die strichlierte Linie mit Bezugsziffer 35 funktional dargestellt.
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In dem Gerät ist ein Nebenstrompfad 34 vorhanden, der einen Nebenstromwiderstand 36 zur Strombegrenzung und eine Nebenkontaktstelle 37 zum Unterbrechen auch des Nebenstrompfades 34 beinhaltet.
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Ein Kurzschlussstrom teilt sich in der Zeit vor dem Ansprechen der Schlagspule 33 und dem Aufschlagen der Hauptkontaktstelle 32 auf in einen Teilstrom durch den Hauptstrompfad 31 und einen Teilstrom durch den Nebenstrompfad 34. Dadurch fließt nicht der gesamte Kurzschlussstrom über die Hauptkontaktstelle 32, was die thermische Belastung der Hauptkontaktstelle 32 mindert und beispielsweise einem Verschweißen der Kontakte an der Hauptkontaktstelle 32 entgegenwirkt. Der Strom im Hauptstrompfad 31 wird durch den ohmschen Widerstand der Schlagspule 33 begrenzt. Der Strom im Nebenstrompfad 34 wird durch den Nebenstromwiderstand 36 begrenzt.
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Beim Aufschlagen der Hauptkontaktstelle 32 im Kurzschlussfall entsteht ein Schaltlichtbogen. Um diesen schnell zu löschen, befindet sich in dem Gerät 1, 1', der Hauptkontaktstelle 32 zugeordnet, eine Lichtbogenlöscheinrichtung. Wie eine solche aufgebaut ist und funktioniert ist in der Schaltgerätetechnik im Grunde bekannt. Daher ist eine solche Lichtbogenlöscheinrichtung auch in den Figuren hier nicht dargestellt.
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Es ist weiter ein Schaltwerk 38 vorhanden. Das Schaltwerk 38 ist so ausgebildet, dass eine mechanische Kopplung mit dem Schaltgriff 22', der Haupt- und der Nebenkontaktstelle 32, 37 und einem an das Neutralleiter-Schaltgerät 1' angereihten Phasen-Schaltgerät (nicht dargestellt) ermöglicht ist. Die genannten mechanischen Kopplungen sind in der 1 durch strichlierte Wirkverbindungslinien ohne Bezugszeichen schematisch dargestellt. Wege zu ihrer konkreten Realisierung sind dem Fachmann geläufig.
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Der Nebenstrompfad 34 verläuft parallel nur zu der Hauptkontaktstelle 32. Die Schlagspule 33 ist in Reihe zu der aus Nebenstrompfad 34 und Hauptkontaktstelle 32 gebildeten Parallelschaltung geschaltet. Dadurch kann der ohmsche Widerstand der Schlagspule 33 den Kurzschlussstrom im Hauptstrompfad 31 begrenzen, und der Nebenstromwiderstand 36 kann den Strom im Nebenstrompfad 34 begrenzen.
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Hier in der 1 bzw. 8 ist eine Variante dargestellt, bei der das Gehäuse 2' eine Befestigungsseite 31' hat, die so gestaltet ist, dass das Aufsetzen des Gehäuses 2' auf einer oder mehreren Sammelschienen, es ist exemplarisch eine Sammelschiene 40 dargestellt, ermöglicht ist. Das Neutralleiter-Schaltgerät 1, 1' hat dazu eine elektrisch mit der Zugangsklemme 6a, 6a' verbundene Strom-Sammelschiene 41, die im Inneren des Gerätes, nahe der Befestigungsseite 39, 39', angeordnet ist. An der für die Befestigung an der Sammelschiene 41 vorgesehenen Stelle ragt eine an der Stromschiene 41 befestigte Klemmanordnung 42 an der Befestigungsseite 39, 39' aus dem Gehäuse 2, 2' heraus. Die Klemmanordnung 42, 42' ist so gestaltet, dass ein mechanisches Halten an und ein elektrisches Verbinden der Stromschiene 40 und damit des Neutralleiter-Schaltgerätes 1, 1' mit der Sammelschiene 41, 41' ermöglicht ist.
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Bei der in
1 und
8 gezeigten sogenannten Stromschienenvariante eines Neutralleiter-Schaltgerätes auf Basis eines selektiven Leitungsschutzschalters wird also über eine Zugangsklemme
6a',
6a oder eine Klemmenanordnung
42,
42' mit der Neutralleiter-Stromschiene
40 das gerät zugangsseitig angeschlossen. Für den Zähleranschluss abgangsseitig wird der durch das Neutralleiter-Schaltgerät
1,
1' geführte und schaltbare Neutralleiter an eine erste Abgangsklemme
6',
6 angeschlossen. Diese ist hier als eine schraubenlose Federzugklemme mit einem Betätigungshebel
12 (siehe
1 bis
7) ausgeführt. Einzelheiten der im Prinzip bekannten schraubenlosen Federzugklemme, wie sie hier verwendet wird, sind in der
DE 10 2008 017 738 A1 beschrieben. Bei einem TT-Netz wird auch für das Netz des Anlagenbetreibers ein geschalteter Neutralleiter benötigt. Für Applikationen mit hohen Strömen, z.B. 80 A oder 100 A, müssen die Abgangsleiter einen großen Leiterquerschnitt, beispielsweise 16mm
2, haben. In die hier verwendete schraubenlose Federzugklemme mit Betätigungshebel passen zwei solche Leiter mit großem Querschnitt nicht hinein. Daher ist erfindungsgemäß hier im Klemmenanschlussraum
5 eine zweite Abgangsklemme
7',
7 vorgesehen. Für eine zweite schraubenlose Federzugklemme, die genauso aufgebaut ist wie die erste Abgangsklemme
6',
6 ist im Gehäuse kein Platz. Die gehäusebreiten sind nämlich durch Norm festgelegt in vielfache von sogenannten Modulbreiten, eine Modulbreite entspricht 25 mm. Durch den Einbau der zweiten Abgangsklemme darf sich die Modulbreite nicht erhöhen. Deshalb wird erfindungsgemäß als zweite Abgangsklemme ein Klemmentyp verwendet, der anders ist als die schraubenlose Federzugklemme der ersten Abgangsklemme
6',
6.
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Es werden nun die 2 bis 7 betrachtet. Der Klemmenanschlussraum 5 hat eine erste Klemmeneinführöffnung 10. Man erkennt im oberenteil des Klemmenanschlussraumes 5, nahe der Frontseite 3, eine in dem Klemmenanschlussraum 5 lagefixierte erste Anschlussklemme 6 vom Typ schraubenlose Federzugklemme für den Anschluss eines ersten Anschlussleiters. Diese hat eine erste Klemmfeder 11 und einen von außerhalb des Gehäuses 2 betätigbaren und mit dem Gehäuse 2 an einer Lagerstelle 43 schwenkbar verbundenen ersten Federbetätigungshebel 12.
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In dem Klemmenanschlussraum
5 befindet sich dazu ein Trägerteil
14 aus Metall. Dieses hat einen ersten Klemmstreifen
13 im oberen Teilbereich des Klemmenaufnahmeraumes
5. Die erste Klemmfeder
11, die Klemmfeder der Federzugklemme, hat einen Anlageschenkel
15, einen Klemmschenkel
16 mit einem eine Klemmkante umfassenden Klemmfenster sowie einen den Anlage- und Klemmschenkel
15,
16 verbindenden gebogenen Federrücken
17. Die erste Klemmfeder
11 wirkt mit dem ersten Klemmstreifen
13 so zusammen, dass ein durch die erste Klemmeneinführöffnung
10 eingeführter erster Anschlussleiter zwischen der Rückseite des ersten Klemmstreifens
13 und der Klemmkante des Klemmfensters anklemmbar ist. Dazu liegt der Anlageschenkel
15 der ersten Klemmfeder auf dem ersten Klemmstreifen
13 auf. Wenn der Betätigungshebel
12 aus der in den Figuren gezeigten Verschlussposition entgegen dem Uhrzeigersinn, nach oben, verschwenkt wird, so drückt er mit seinem Betätigungsfortsatz
44 auf den federrücken
17 und damit den ersten Klemmschenkel
16 nach unten. Damit wird das Klemmfenster freigegeben, wie in der genannten
DE 10 2008 017 738 A1 beschrieben.
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In dem unteren Teilbereich des Klemmenanschlussraums 5 ist eine zweite Klemmeneinführöffnung 18 vorhanden. An dem Trägerteil 14 ist ein zweiter Klemmstreifen 19 angebracht. Dazu ist ein in etwa L-förmiges Erweiterungsteil an dem ersten Klemmstreifen 13 angebracht, dessen einer Schenkel nach unten in den zweiten Teilbereich des Klemmenaufnahmeraums hineinreicht, und dessen zweiter Schenkel nach rechts, zu der zweiten Abgangsklemme 18 hin abgebogen ist und dessen äußeres freies Ende den zweiten Klemmstreifen 19 bildet.
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Mit dem zweiten Klemmstreifen 19 ist ein Klemmrahmen 20, 20' einer zweiten Abgangsklemme 7, 8 eines anderen Typs gekoppelt, zum Anschluss eines durch die zweite Klemmeneinführöffnung 18 eingeführten zweiten Anschlussleiters 9.
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Die erste und die zweite Klemmeneinführöffnung 10, 18 sind also an der abgangsseitigen Schmalseite 4 und von der Frontseite 3 aus gesehen hintereinander angeordnet.
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In den 2 bis 4 ist eine Ausführungsformgezeigt, bei der die zweite Anschlussklemme 7 vom Typ einer Schraubklemme ist. Sie hat eine Klemmschraube 21 und einen ersten Klemmrahmen 20, wobei der zweite Anschlussleiter zwischen dem ersten Klemmrahmen 20 und dem zweiten Klemmstreifen 19 mittels der Klemmschraube 30 festklemmbar ist. Das ist eine einfach zu realisierende Art einer Schraubklemme, mit einem verschieblich gelagerten Klemmrahmen 20, an dessen einer Schmalseite sich ein oberer Steg mit einer Gewindeöffnung befindet, durch die hindurch die Klemmschraube 21 geführt ist. Die Klemmschraube 21 stützt sich auf der Oberseite des ersten Klemmstreifens 13 ab, und beim Anziehen der Klemmschraube 21 zieht diese dadurch den ersten Klemmrahmen 20 nach oben in Richtung auf den ersten Klemmstreifen 13 zu, so dass zwischen dem unteren Steg des ersten Klemmrahmens 20 und der Unterseite des ersten Klemmstreifens 13 der Neutralleiter festklemmbar ist.
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In den 5 bis 7 ist eine Ausführungsform gezeigt, bei der die zweite Anschlussklemme 8 vom Typ einer Federsteckklemme ist. Die Federsteckklemme 8 hat eine U- oder Ω-förmige zweite Klemmfeder 23 mit einem zweiten Klemmschenkel 24, einem Befestigungsschenkel 25 und einem den zweiten Klemmschenkel 24 mit dem Befestigungsschenkel 25 verbindenden Bogenstück 26. Sie hat auch einen zweiten Klemmrahmen 20', der eine Ausnehmung zur Aufnahme eines zweiten Anschlussleiters 9 aufweist. Der Befestigungsschenkel 25 der zweiten Klemmfeder 23 ist mit einem ersten Ende 27 des zweiten Klemmrahmens 20' verbunden, hier entweder angeschweißt oder einstückig als Stanzbiegeteil angeformt oder auf eine andere, im Prinzip bekannte Art, befestigt.
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Das freie Federende 28 des zweiten Klemmschenkels 24 wirkt mit einem zweiten Anschlussleiter 9 diesen festklemmend zusammen. Dazu ist der zweite Klemmstreifen 19 mit seiner Längserstreckungsrichtung auf die zweite Klemmeneinführöffnung 18 hin orientiert, und der zweite Klemmrahmen 20' ist mit einem Ende 29 der Ausnehmung an dem zweiten Klemmstreifen 19 gekoppelt. Die Kopplung kann auf verschiedene Arten erfolgen. Es kann beispielsweise eine feste Verbindung sein, formschlüssig oder kraftschlüssig. Der zweite Klemmrahmen 20' ist mit seiner Längserstreckungsrichtung dabei senkrecht zur Längserstreckungsrichtung des zweiten Klemmstreifens 19 orientiert. Ein durch die zweite Klemmeneinführöffnung eingeführtes Leiterendstück wird durch die Ausnehmung in dem zweiten Klemmrahmen 20' gesteckt. Das freie Federende 28 des zweiten Klemmschenkels 24 wirkt dann mit dem zweiten, in die Ausnehmung eingeführten, Anschlussleiter 9 so zusammen, dass es diesen an dem zweiten Klemmstreifen 19 festklemmt.
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Um die Federsteckklemme öffnen zu können, ohne ein Werkzeug benutzen zu müssen, ist ein von außerhalb des Gehäuses 2 betätigbarer und mit dem Gehäuse 2 an einer Lagerachse 46 schwenkbar verbundener zweiter Federbetätigungshebel 30 vorhanden. Die Verschwenkungsrichtung des zweiten Federbetätigungshebels 30 beim Öffnen der Federsteckklemme 8 ist von der Schmalseite 4 aus in Richtung auf das Innere des Gehäuses 2 hin orientiert. Wenn der zweite Federbetätigungshebel 30 in Richtung auf das Gehäuseinnere zu verschwenkt wird, dann drückt er mit seinem Betätigungsfortsatz 47 den zweiten Klemmschenkel 24 nach unten, und das freie Federende 28 gibt den Anschlussleiter 9 frei, so dass dieser herausgezogen werden kann.
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Die Federsteckklemme 8 und der zweite Federbetätigungshebel 30 sind so schmal ausgeführt, dass sie in eine halbe Modulbreite des Gehäuses 2 hineinpassen. Damit können sie im Gehäuseunterhalb und neben der ersten federzugklemme 6 angebracht werden. Somit sind zwei getrennte Abgangsklemmen für den Anschluss jeweils eines Abgangsleiters mit großem Querschnitt realisiert, ohne dass das Gehäuse breiter gemacht werden muss.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Installationsschaltgerät
- 1'
- Installationsschaltgerät
- 2
- Gehäuse
- 3
- hintere Frontseite
- 4
- Schmalseite
- 4'
- Schmalseite
- 4a
- Schmalseite
- 4a'
- Schmalseite
- 5
- Klemmenanschlussraum
- 6
- erste Anschlussklemme, Typ Federzugklemme; erste Abgangsklemme
- 6'
- erste Anschlussklemme, Typ Federzugklemme; erste Abgangsklemme
- 6a
- Zugangsklemme
- 6a'
- Zugangsklemme
- 7
- zweite Anschlussklemme, Typ Schraubklemme; zweite Abgangsklemme
- 7'
- zweite Anschlussklemme, Typ Schraubklemme; zweite Abgangsklemme
- 8
- zweite Anschlussklemme, Typ Federsteckklemme; zweite Abgangsklemme
- 9
- Anschlussleiter
- 10
- erste Klemmenanschlussöffnung
- 11
- erste Klemmfeder
- 12
- erster Federbetätigungshebel
- 13
- erster Klemmstreifen
- 14
- Trägerteil
- 15
- Anlageschenkel
- 16
- Klemmschenkel
- 17
- Federrücken
- 18
- zweite Klemmeneinführöffnung
- 19
- zweiter Klemmstreifen
- 20
- erster Klemmrahmen
- 20'
- zweiter Klemmrahmen
- 21
- Klemmschraube
- 22
- Schaltgriff
- 22'
- Schaltgriff
- 23
- zweite Klemmfeder
- 24
- zweiter Klemmschenkel
- 25
- Befestigungsschenkel
- 26
- Bogenstück
- 27
- erstes Ende des zweiten Klemmrahmens
- 28
- freies Federende
- 29
- Ende der Ausnehmung
- 30
- zweiter Federbetätigungshebel
- 31
- Hauptstrompfad
- 32
- Hauptkontaktstelle
- 33
- Schlagspule, Magnetauslöser
- 34
- Nebenstrompfad
- 35
- Schlagstift
- 36
- Nebenstromwiderstand
- 37
- Nebenkontaktstelle
- 38
- Schaltwerk
- 39
- Befestigungsseite
- 39'
- Befestigungsseite
- 40
- Sammelschiene,
- 41
- Stromschiene
- 42
- Klemmenanordnung
- 42'
- Klemmenanordnung
- 43
- Lagerstelle
- 44
- Betätigungsfortsatz
- 45
- L-förmiges Erweiterungsteil
- 46
- Lagerachse
- 47
- Betätigungsfortsatz