Modular gebildetes , mehrpoliges Reiheneinbaugerät

Die Erfindung betri f ft ein modular gebildetes , mehrpoliges Reiheneinbaugerät mit einem erstens Gerätemodul zum Anschluss an einen ersten Phasenleiter, einem zweiten Gerätemodul zum Anschluss an einen zweiten Phasenleiter sowie einem aus einem ersten Gehäusemodul und einem zweiten Gehäusemodul gebildeten I solierstof f gehäuse , wobei das erste Gehäusemodul dem ersten Gerätemodul , und das zweite Gehäusemodul dem zweiten Gerätemodul zugeordnet ist .

Elektromechanische Schutzschaltgeräte - beispielsweise Leistungsschalter, Leitungsschutzschalter, Fehlerstromschutzschalter sowie Lichtbogen- bzw . Brandschutzschalter - dienen der Überwachung sowie der Absicherung eines elektrischen Stromkreises und werden insbesondere als Schalt- und Sicher- heitselemente in elektrischen Energieversorgungs- und Verteilnetzen eingesetzt . Zur Überwachung und Absicherung des elektrischen Stromkreises wird das Schutzschaltgerät über zwei oder mehrere Anschlussklemmen mit einer elektrischen Leitung des zu überwachenden Stromkreises elektrisch leitend verbunden, um bei Bedarf den elektrischen Strom in der j eweiligen überwachten Leitung zu unterbrechen . Das Schutzschaltgerät weist hierzu zumindest einen Schaltkontakt auf , der bei Auftreten eines vordefinierten Zustandes - beispielsweise bei Erfassen eines Kurzschlusses oder eines Fehlerstromes - geöf fnet werden kann, um den überwachten Stromkreis vom elektrischen Leitungsnetz zu trennen . Derartige Schutzschaltgeräte sind auf dem Gebiet der Niederspannungstechnik auch als Reiheneinbaugeräte bekannt .

Leistungsschalter sind dabei speziell für hohe Ströme ausgelegt . Ein Leitungsschutzschalter ( sogenannter LS-Schalter ) , welcher auch als „Miniature Circuit Breaker" (MCB ) bezeichnet wird, stellt in der Elektroinstallation eine sogenannte Über- Stromschutzeinrichtung dar und wird insbesondere im Bereich der Niederspannungsnetze eingesetzt . Leistungsschalter und Leitungsschutzschalter garantieren ein sicheres Abschalten bei Kurzschluss und schützen Verbraucher und Anlagen vor Überlast , beispielsweise vor Beschädigung der elektrischen Leitungen durch zu starke Erwärmung in Folge eines zu hohen elektrischen Stromes . Sie sind dazu ausgebildet , einen zu überwachenden Stromkreis im Falle eines Kurzschlusses oder bei Auftreten einer Überlast selbsttätig abzuschalten und damit vom übrigen Leitungsnetz zu trennen . Leistungsschalter und Leitungsschutzschalter werden daher insbesondere als Schalt- und Sicherheitselemente zur Überwachung und Absicherung eines elektrischen Stromkreises in elektrischen Energieversorgungsnetzen eingesetzt . Leitungsschutzschalter sind aus den Druckschri ften DE 10 2015 217 704 Al , EP 2 980 822 Al , DE 10 2015 213 375 Al , DE 10 2013 211 539 Al oder auch EP 2 685 482 Bl prinzipiell vorbekannt .

Zur Unterbrechung einer einzigen Phasenleitung wird zumeist ein einpoliger Leitungsschutzschalter verwendet , welche üblicher Weise eine Breite von einer Teilungseinheit ( entspricht ca . 18mm) aufweist . Für dreiphasige Anschlüsse werden ( alternativ zu drei einpoligen Schaltgeräten) dreipolige Leitungsschutzschalter eingesetzt , welche dementsprechend eine Breite von drei Teilungseinheiten ( entspricht ca . 54mm) aufweisen . Jedem der drei Phasenleiter ist dabei ein Pol , d . h . eine Schaltstelle zugeordnet . Soll zusätzlich zu den drei Phasenleitern auch noch der Neutralleiter unterbrochen werden, spricht man von vierpoligen Geräten, welche vier Schaltstellen aufweisen : drei für die drei Phasenleiter sowie einen für den gemeinsamen Neutralleiter .

Ein Fehlerstromschutzschalter ist eine Schutzeinrichtung zur Gewährleistung eines Schutzes gegen einen gefährlichen Fehlerstrom in einer elektrischen Anlage . Ein derartiger Fehlerstrom - welcher auch als Di f ferenzstrom bezeichnet wird - tritt auf , wenn ein spannungs führendes Leitungsteil einen elektrischen Kontakt gegen Erde aufweist . Dies ist beispielsweise dann der Fall , wenn eine Person ein spannungs führendes Teil einer elektrischen Anlage berührt : in diesem Fall fließt der Strom als Fehlerstrom durch den Körper der betref fenden Person gegen die Erdung ab . Zum Schutz gegen derartige Körperströme muss der Fehlerstromschutzschalter bei Auftreten eines derartigen Fehlerstroms die elektrische Anlage schnell und sicher allpolig vom Leitungsnetz trennen . Im Allgemeinen Sprachgebrauch werden anstelle des Begri f fs „Fehlerstromschutzschalter" auch die Begri f fe FI-Schutzschalter ( kurz : Fl-Schalter ) , Di f ferenzstromschutzschalter ( kurz : Dl-Schalter ) oder RCD ( für „Residual Current Protective Device" ) gleichwertig verwendet .

Lichtbogen- bzw . Brandschutzschalter werden zur Erfassung von Störlichtbögen, wie sie an einer defekten Stelle einer elektrischen Leitung - beispielsweise einer lockeren Kabelklemme oder aufgrund eines Kabelbruchs - auftreten können, verwendet . Tritt der Störlichtbogen elektrisch in Reihe zu einem elektrischen Verbraucher auf , so wird der normale Betriebsstrom im Regel fall nicht überschritten, da er durch den Verbraucher begrenzt wird . Aus diesem Grund wird der Störlichtbogen von einer herkömmlichen Überstromschutzeinrichtung, beispielsweise einer Schmel zsicherung oder eines Lei- tungs-schut z-schalters , nicht erfasst . Zur Ermittlung, ob ein Störlichtbogen vorliegt , werden durch den Brandschutzschalter sowohl der Spannungsverlauf als auch der Stromverlauf über die Zeit gemessen und hinsichtlich der für einen Störlichtbogen charakteristischen Verläufe analysiert und ausgewertet . In der ( englischsprachigen) Fachliteratur werden derartige Schutzeinrichtungen zur Erfassung von Störlichtbögen als „Arc Fault Detection Device" ( abgekürzt : AFDD) bezeichnet . Im nordamerikanischen Raum ist die Bezeichnung „Arc Fault Circuit Interrupter" ( abgekürzt : AFCI ) geläufig .

Daneben existieren auch Gerätebauformen, bei denen die Funktionalität eines Fehlerstrom-Schutzschalters mit der Funktio- nalität eines Leitungsschutzschalters kombiniert wird : derartige kombinierte Schutzschaltgeräte werden im Deutschen als FI /LS oder im englischsprachigen Raum als RCBO ( für Residual current operated Circuit-Breaker with Overcurrent protection) bezeichnet . Diese Kombigeräte haben im Vergleich zu getrennten Fehlerstrom- und Leitungsschutzschaltern den Vorteil , dass j eder Stromkreis seinen eigenen Fehlerstrom-Schutzschalter aufweist : Normalerweise wird ein einziger Fehlerstrom- Schutzschalter für mehrere Stromkreise verwendet . Kommt es zu einem Fehlerstrom, werden somit in Folge alle abgesicherten Stromkreise abgeschaltet . Durch den Einsatz von RCBOs wird nur der j eweils betrof fene Stromkreis abgeschaltet .

Tendenziell werden immer mehr Funktionalitäten in die Geräte integriert , d . h . es werden kombinierte Schutzschaltgeräte entwickelt , welche den Funktionsumfang mehrerer Einzelgeräte abdecken : neben den vorstehend bereits beschriebenen FI /LS- Schut z-schalt-geräten, welche den Funktionsumfang eines herkömmlichen Fehlerstromschutzschalters ( FI ) mit dem eines Leitungsschutzschalters ( LS ) kombinieren, existieren weitere Bauformen, bei denen beispielsweise die Funktionalität eines Brandschutzschalters in bestehende Geräte wie MCB, RCD oder RCBO/ FILS integriert werden . Diese Aufrüstung elektromechanischer Schutzschaltgeräte mit digitalen Zusatz funktionen erfordert eine optimale Raumausnutzung bei oft schlechter Montierbarkeit der Elektronikkomponenten . Einzelleiterplatten und Elektronikkomponenten sind oft in weit verstreuten Bauräumen verteilt und müssen untereinander elektrisch leitend verbunden werden .

Um die dabei entstehende Viel zahl an Reiheneinbaugeräten für die verschiedensten Anwendungs fälle - und damit die Herstellkosten der einzelnen Geräte - zu begrenzen bzw . reduzieren, wird versucht , die Geräte modular nach dem Baukastenprinzip auf zubauen : Bei einem modularisierten Aufbau werden Systeme aus Bauteilen entlang definierter Schnittstellen zusammengesetzt . Dabei werden die aus dem Baukasten zu bildenden Schutzschaltgeräte in verschiedene Baugruppen bzw . Komponenten, die als Module bezeichnet werden, aufgeteilt , und die Schnittstellen der einzelnen Module zueinander exakt definiert . Bei geeigneter Form und Funktion können dann aus den verschiedenen Modulen unterschiedliche Schutzschaltgeräte gebildet werden, wobei die ausgewählten Module über die vordefinierten Schnittstellen miteinander interagieren .

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein modular gebildetes , mehrpoliges Reiheneinbaugerät bereitzustellen, welches sich durch einen vereinfachten modularen Aufbau bei gleichzeitig guter Montierbarkeit aus zeichnet .

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das modular gebildete , mehrpolige Reiheneinbaugerät gemäß Anspruch 1 gelöst . Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche .

Das erfindungsgemäße modular gebildete , mehrpolige Reiheneinbaugerät weist ein erstes Gerätemodul zum Anschluss an einen ersten Phasenleiter, ein zweites Gerätemodul zum Anschluss an einen zweiten Phasenleiter sowie ein aus einem ersten Gehäusemodul und einem zweiten Gehäusemodul durch Verbinden mittels eines ersten Verbindungsmittels gebildetes I solierstof fgehäuse , wobei das erste Gehäusemodul dem ersten Gerätemodul , und das zweite Gehäusemodul dem zweiten Gerätemodul zugeordnet ist , auf . Weiterhin weist das mehrpolige Reiheneinbaugerät eine erste Leiterplatte , welche in dem ersten Gehäusemodul aufgenommen und gehaltert ist , sowie eine zweite Leiterplatte , welche in dem zweiten Gehäusemodul aufgenommen und gehaltert ist , auf . Die erste Leiterplatte und die zweite Leiterplatte sind dabei durch eine mechanische Steckverbindung, welche zumindest ein Kontaktelement sowie zumindest eine diesem zugeordnete Kontaktaufnahme aufweist , elektrisch leitend verbunden, wobei die erste Leiterplatte im ersten Gehäusemodul in einer ersten Richtung (x ) sowie in einer zur ersten Richtung (x) orthogonal orientierten zweiten Richtung (y) schwimmend gelagert ist.

Sowohl die ersten und zweiten Gehäusemodule, und damit das Isolierstoff gehäuse, als auch die ersten und zweiten Gerätemodule, und damit das modular gebildete, mehrpolige Reiheneinbaugerät weisen eine Frontseite, einer der Frontseite gegenüberliegenden Befestigungsseite sowie die Front- und die Befestigungsseite verbindende erste und zweite Schmal- und Breitseiten auf. Mit dem Begriff „Gehäusemodul" wird dabei ein modularer Teil des Isolierstoff gehäuses bezeichnet. Ist das betreffende Gerätemodul mit den jeweils erforderlichen Komponenten bestückt, so wird das entsprechend bestückte Gehäusemodul als „Gerätemodul" bezeichnet, wobei jedes Gerätemodul einem Pol zugeordnet ist. Mehrere Gerätemodule bilden dann das modulare mehrpolige Reiheneinbaugerät.

Sowohl das erste Gerätemodul als auch das zweite Gerätemodul ist jeweils als einpoliger Leitungsschutzschalter ausgebildet und weist ein eigenes, dem jeweiligen Gerätemodul eindeutig zugeordnetes Gehäusemodul auf, in dem jeweils eine Kurzschluss- Auslösevorrichtung zur Unterbrechung des über den jeweiligen, d.h. den ersten bzw. zweiten, Phasenleiter fließenden elektrischen Stromes im Falle eines elektrischen Kurzschlusses sowie eine Überlast-Auslösevorrichtung zur Unterbrechung des über den jeweils zugeordneten, d.h. ersten bzw. zweiten Phasenleiter fließenden elektrischen Stromes im Falle einer elektrischen Überlast angeordnet, d.h. aufgenommen und gehaltert sind. Durch die Kombination des ersten Gerätemoduls mit dem zweiten Gerätemodul, d.h. durch Verbinden des ersten Gehäusemoduls mit dem zweiten Gehäusemodul zu dem Isolierstoffgehäuse mit Hilfe des ersten Verbindungsmittels, beispielsweise Nieten oder Schrauben, ist somit ein zweipoliger Leitungsschutzschalter gebildet, an den ein erster Phasenleiter (am ersten Gerätemodul) sowie ein zweiter Phasenleiter (am zweiten Gerätemodul) angeschlossen werden kann. In jedem der beiden Gehäusemodule, d.h. im ersten Gehäusemodul sowie im zweiten Gehäusemodul, ist jeweils eine Leiterplatte, die erste Leiterplatte sowie die zweite Leiterplatte, angeordnet, welche mit Hilfe der mechanischen Steckverbindung elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Hierzu ist auf einer der Leiterplatten die zumindest eine Kontaktaufnahme, auf der anderen Leiterplatte das zumindest eine Kontaktelement befestigt. Das zumindest eine Kontaktelement kann dabei durch ein oder mehrere Kontaktstifte, sogenannte PINs, gebildet sein, welche beim Verbinden der beiden Gehäusemodule in buchsenartige Öffnungen der Kontaktaufnahme eingesteckt werden. Sind beide Leiterplatten in ihrem jeweiligen Gehäusemodul bestimmt gelagert, so führt die Verwendung einer starren mechanischen Steckverbindung zu einer Überbestimmtheit der Lagerung und damit zu einer mechanischen Belastung der Leiterplatten. Weiterhin können ungünstige Toleranzketten auch zu Montageproblemen - insbesondere bei einer automatisierten Fertigung - führen.

Um beim Erstellen der mechanischen Steckverbindung, d.h. beim Einführen der Kontaktstifte in die Kontaktaufnahme, eine solche mechanische Überbestimmung der Fügepartner - d.h. der Kontaktelemente und der Kontaktaufnahme, und damit der ersten und zweiten Leiterplatte - zu vermeiden, ist die erste Leiterplatte in der ersten Richtung sowie der zweiten Richtung schwimmend, d.h. querverschieblich oder unbestimmt, also mit Spiel in der ersten der zweiten Richtung, im ersten Gehäusemodul gelagert. Die zweite Leiterplatte ist dabei in der ersten der zweiten Richtung bestimmt, d.h. ohne Spiel, in dem zweiten Gehäusemodul 12 gelagert. Auf diese Weise können Fertigungstoleranzen ausgeglichen sowie eine mechanische Überbestimmung bei der Lagerung der beiden Leiterplatten, die zu Biege- und Scherkräften auf die Komponenten der mechanischen Steckverbindung sowie der Leiterplatten - und damit zu deren Beschädigung - führen können, wirksam vermieden werden. In einer vorteilhaften Weiterbildung des modular gebildeten, mehrpoligen Reiheneinbaugerätes ist die Kontaktaufnahme der Steckverbindung auf der ersten Leiterplatte , und der der Kontaktelement der Steckverbindung auf der zweiten Leiterplatte angeordnet .

Durch die Anordnung der Kontaktaufnahme auf der ersten Leiterplatte ist auch die Kontaktaufnahme in der ersten sowie der zweiten Richtung schwimmend im ersten Gehäusemodul gelagert . Entsprechend ist das Kontaktelement , welcher mehrere Kontaktsti fte umfassen kann, zusammen mit der zweiten Leiterplatte spiel frei im zweiten Gehäusemodul gelagert . Dadurch wird die Herstellung der mechanischen Steckverbindung bei Zusammenfügen des ersten und zweiten Gehäusemoduls zu dem I solierstof f gehäuse , und damit des ersten und zweiten Gerätemoduls zu dem modular gebildeten, mehrpoligen Reiheneinbaugerät , deutlich vereinfacht .

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des modular gebildeten, mehrpoligen Reiheneinbaugerätes weist die Steckverbindung eine Zentrierhil fe auf , welche die erste Leiterplatte relativ zum ersten Gehäusemodul ausrichtet .

Durch Verwendung der Zentrierhil fe kann das Einstecken des zumindest einen Kontaktelements in die Kontaktaufnahme deutlich vereinfacht werden . Die Zentrierhil fe ist dabei vorteilhafter Weise um die Kontaktaufnahme herum angeordnet , um ein Fehlstecken der Kontaktelemente neben der Kontaktaufnahme wirksam zu unterbinden .

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des modular gebildeten, mehrpoligen Reiheneinbaugerätes ist die Zentrierhil fe über zumindest ein federndes Element mit dem ersten Gehäusemodul mechanisch verbunden . Auf diese Weise wird die schwimmende Lagerung der ersten Leiterplatte gewährleistet , so dass fertigungsbedingte Toleranzen ausgeglichen und das Einstecken des zumindest einen Kontaktelements in die Kontaktaufnahme erleichtert werden können .

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des modular gebildeten, mehrpoligen Reiheneinbaugerätes weist die Zentrierhil fe Einlaufschrägen auf .

Auf diese Weise kann das Einstecken des zumindest einen Kontaktelements in die Kontaktaufnahme weiter vereinfacht werden . Ein Fehlstecken sowie die damit möglicherweise einhergehende Beschädigung, beispielsweise ein Verbiegen oder Abbrechen des zumindest einen Kontaktelements , werden hierdurch wirksam vermieden .

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des modular gebildeten, mehrpoligen Reiheneinbaugerätes weist das erste Gehäusemodul ein Fixierelement auf , welches durch Anbringen der in einer zur ersten und zweiten Richtung orthogonalen dritten Richtung wirkenden ersten Verbindungsmittel die erste Leiterplatte in der dritten Richtung fixiert .

Beim Zusammenfügen des ersten und zweiten Gerätemoduls entlang der dritten Richtung wird zunächst die mechanische Steckverbindung, welche die erste mit der zweiten Leiterplatte elektrisch leitend verbindet , gebildet . Hierbei ist die schwimmende Lagerung der ersten Leiterplatte entscheidend, um mechanische Spannungen aufgrund einer überbestimmten Lagerung der beiden Leiterplatten zu vermeiden . Zum Abschluss des Fügeprozesses entlang der dritten Richtung, d . h . gegen Ende der Wegstrecke , nachdem das zumindest eine Kontaktelement in die zugeordnete Kontaktaufnahme eingesteckt ist , wird die erste Leiterplatte durch das Fixierelement in der dritten Richtung gegen eine Innenkontur des ersten Gehäusemoduls gedrückt und somit in der dritten Richtung formschlüssig fixiert . Je nach Druckkraft ist hiermit auch eine reibschlüssige Fixierung der nunmehr weitestgehend spannungs frei gelagerten ersten Leiterplatte in der ersten bzw . zweiten Richtung realisierbar . Auf diese Weise ist die erste Leiterplatte im ersten Gehäusemodul sicher auf genommen und gehaltert .

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des modular gebildeten, mehrpoligen Reiheneinbaugerätes weist das erste Gehäusemodul eine Wandöf fnung zur Aufnahme der auf der ersten Leiterplatte angeordneten Kontaktaufnahme auf .

Durch die Wand des Gehäusemoduls werden die darin angeordneten Bauteile und Komponenten des ersten Gerätemoduls sicher vor Umgebungseinflüssen von außen sowie von dem benachbart angeordneten zweiten Gerätemodul geschützt . Die in der Wand ausgebildete Wandöf fnung dient ausschließlich dazu, die mechanische Steckverbindung zwischen der im ersten Gehäusemodul angeordneten ersten Leiterplatte sowie der im zweiten Gehäusemodul angeordneten zweiten Leiterplatte zu realisieren .

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung weist das modular gebildete , mehrpolige Reiheneinbaugerät ein drittes Gerätemodul zum Anschluss an einen dritten Phasenleiter auf , wobei das dritte Gerätemodul ein drittes Gehäusemodul aufweist , welches zwischen dem ersten Gehäusemodul und dem zweiten Gehäusemodul angeordnet ist .

Auch das zwischen dem ersten und dem zweiten Gerätemodul angeordnete dritte Gerätemodul ist als einpoliger Leitungsschutzschalter ausgebildet und weist ein eigenes , ihm eindeutig zugeordnetes Gehäusemodul auf , in dem eine Kurzschluss- Auslösevorrichtung sowie eine Überlast-Auslösevorrichtung zur Unterbrechung des über den dritten Phasenleiter fließenden elektrischen Stromes im Falle eines elektrischen Kurzschlusses oder einer elektrischen Überlast angeordnet , d . h . aufgenommen und gehaltert sind . Das dritte Gehäusemodul ist mit Hil fe der ersten Verbindungsmittel , beispielsweise Nieten oder Schrauben, verbindbar, wodurch ein dreipoliges I solierstof fgehäuse für ein modular gebildetes , dreipoliges Reiheneinbaugerät entsteht . Zur Bildung eines vierpoligen FI /LS- oder RCBO-Schut zschaltgerätes kann an der äußeren Breitseite des zweiten Gerätemoduls ein zusätzliches RCD-Modul , welches mit den Komponenten eines Fehlerstromschutzschalters bestückt ist , befestigt werden, so dass 3 Phasenleiter sowie ein Neutralleiter an das vierpolige Schutzschaltgerät angeschlossen und hinsichtlich Kurzschluss , elektrischer Überlast sowie Erdfehlerströmen überwacht werden können .

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des modular gebildeten, mehrpoligen Reiheneinbaugerätes weist das dritte Gerätemodul eine im dritten Gehäusemodul angeordnete dritte Leiterplatte auf , welche in der ersten Richtung sowie der zweiten Richtung schwimmend gelagert ist und eine weitere Kontaktaufnahme aufweist , die hinsichtlich ihrer Lage in der ersten sowie der zweiten Richtung mit der Lage der auf der ersten Leiterplatte angeordneten Kontaktaufnahme korreliert , so dass das zumindest eine an der zweiten Leiterplatte angeordnete Kontaktelement durch die weitere Kontaktaufnahme hindurchführbar sind, um mit der auf der ersten Leiterplatte angeordneten Kontaktaufnahme elektrisch leitend verbunden zu werden .

Auf diese Weise wird auch eine überbestimmte Lagerung der dritten Leiterplatte wirksam vermieden . Beim Hindurchführen des zumindest einen Kontaktelements durch die weitere Kontaktaufnahme ist auch eine elektrische Kontaktierung der dritten Leiterplatte realisierbar, beispielsweise um diese mit der benötigten elektrischen Energie zu versorgen .

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des modular gebildeten, mehrpoligen Reiheneinbaugerätes weist j edes der Gehäusemodule eine Breite von einer Teilungseinheit auf . Auf diese Weise ist gewährleistet , dass die Breitenabmessung des modular gebildeten, mehrpoligen Reiheneinbaugerätes dem Standard-Rastmaß für die Breite derartiger Reiheneinbaugeräte entspricht . Im Folgenden sind verschiedene Aus führungsbeispiele des modular gebildeten, mehrpoligen Reiheneinbaugerätes unter Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert . In den Figuren sind :

Figur 1 schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen, aus mehreren Gerätemodulen gebildeten, mehrpoligen Reiheneinbaugerätes in perspektivischer Ansicht ;

Figur 2 eine schematische Darstellung des geöf fneten ersten Gerätemoduls in perspektivischer Ansicht ;

Figur 3 eine schematische Darstellung des vormontierten ersten und zweiten Gerätemoduls in perspektivischer Ansicht ;

Figur 4 eine schematische Darstellung eines weiteren Montageschritts des vormontierten ersten und zweiten Gerätemoduls in perspektivischer Ansicht ;

Figur 5 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels des aus mehreren Gehäusemodulen gebildeten, mehrpoligen Reiheneinbaugerätes .

In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind gleiche Teile stets mit dem gleichen Bezugs zeichen versehen . Die Beschreibung gilt für alle Zeichnungs figuren, in denen das entsprechende Teil ebenfalls zu erkennen ist .

In Figur 1 ist der prinzipielle Aufbau eines erfindungsgemäßen, modular gebildeten, mehrpoligen Reiheneinbaugerätes 1 schematisch dargestellt . Das mehrpolige Reiheneinbaugerät 1 weist eine Frontseite 3 , eine dieser gegenüberliegend angeordnete Befestigungsseite 4 sowie die Front- und die Befestigungsseite 3 , 4 verbindende Schmalseiten 5 und Breitseiten 6 auf und ist als vierpoliger FI /LS bzw . RCBO ausgebildet , was j edoch hier nur beispielhaft als möglicher Geräteaufbau die- nen soll: auch zwei- und dreipolige (modular gebildete) Reiheneinbaugeräte, unabhängig von ihrem Funktionsumfang, können ebenfalls Gegenstand der Erfindung sein.

Das in Figur 1 dargestellte Reiheneinbaugerät 1 ist aus einem ersten Gerätemodul 10 zum Anschluss eines ersten Phasenleiters, einem zweiten Gerätemodul 20 zum Anschluss eines zweiten Phasenleiters, einem dritten Gerätemodul 30 zum Anschluss eines dritten Phasenleiters sowie einem vierten Gerätemodul 40 zum Anschluss eines Neutralleiters gebildet, welche Breitseite an Breitseite nebeneinander angeordnet sind.

Jedes der Gerätemodule 10, 20, 30, 40 verfügt über ein eigenes Gehäusemodul: dem ersten Gerätemodul 10 ist ein erstes Gehäusemodul 11 zugeordnet, dem zweiten Gerätemodul 20 ein zweites Gehäusemodul 21, dem dritten Gerätemodul 30 ist ein drittes Gehäusemodul 31 und dem vierten Gerätemodul 40 ist ein viertes Gehäusemodul 41, wobei alle Gerätemodule 10, 20, 30, 40 sowie alle Gehäusemodule 11, 21, 31, 41 ebenfalls eine Frontseite 3, eine dieser gegenüberliegend angeordnete Befestigungsseite 4 sowie die Front- und die Befestigungsseite 3, 4 verbindende Schmalseiten 5 und Breitseiten 6 aufweisen.

Ferner weisen alle Gehäusemodule 11, 21, 31, 41 - und damit alle Gerätemodule 10, 20, 30, 40 - eine Breite B von nur einer Teilungseinheit (TE) , entsprechend ca. 18mm oder 0,75 Inch bzw. Zoll, auf. Durch die vier Gehäusemodule 11, 21, 31, 41, welche Breitseite an Breitseite nebeneinander angeordnet sind und mittels erster Verbindungsmittel, welche hier beispielhaft als Nieten 9 dargestellt sind, zusammengehalten werden, ist ein Isolierstoff gehäuse 2 des modular gebildeten, vierpoligen Reiheneinbaugerätes 1 gebildet.

Prinzipiell weisen Gehäuse in Schmalbauweise, d.h. mit einer Breite von nur einer Teilungseinheit, zwei Halbschalen auf, welche gegen Ende des Montagevorgangs mittels geeigneter Verbindungsmittel, beispielsweise Niet-, Schraub- oder Rastverbindungen, unter Ausbildung einer umlaufenden Fügelinie zu- sammengefügt werden. Zu jeder Halbschale gehört dabei eine der Breitseiten 6 sowie Teile (ganz oder vollständig) der Front-, Bef estigungs- und Schmalseiten 3, 4, 5. Auch die in Figur 1 dargestellten Gehäusemodule 11, 21, 31, und 41 sind in Schmalbauweise ausgeführt, welche bei der Montage zunächst bestückt werden, bevor die einzelnen Gehäusemodule 11, 12, 13 und 14 zu dem strukturmechanisch stabilen Isolierstoff gehäuse 2 des modular gebildeten, mehrpoligen Reiheneinbaugerätes 1 zusammengefügt werden.

Im Bereich jeder der Schmalseiten 5 weist jedes der Gerätemodule 10, 20, 30, 40 jeweils eine Schraubklemme 7 zur Kontaktierung mit netz- bzw. lastseitigen Anschlussleitern - Phasenleiter bzw. Neutralleiter (nicht dargestellt) - auf, welche in dem dem jeweiligen Gerätemodul 10, 20, 30, 40 zugeordneten Gehäusemodul 11, 21, 31, 41 aufgenommen und gehaltert sind. Zur manuellen Betätigung weist jedes der Gerätemodule 10, 20, 30, 40 ein im Bereich der Frontseite 3 angeordnetes Betätigungselement auf, wobei die einzelnen Betätigungselemente zur gemeinsamen Betätigung mit Hilfe eines die einzelnen Betätigungselemente verbindenden Griff elements 8 verbunden sind.

Da das in Figur 1 dargestellte modulare Reiheneinbaugerät 1 ein vierpoliger FI/LS bzw. RCBO ist, sind die drei erstgenannten Gerätemodule 10, 20, und 30 als MCB-Module, d.h. als Leitungsschutzschalter, ausgebildet und dementsprechend mit den für einen Leitungsschutzschalter typischen Komponenten - bspw. Schaltmechanik, Überlast- und Kurzschluss-Auslöseeinrichtung, Lichtbogen-Löschkammer, Anschlussklemmen, usw. - bestückt und zur Kontaktierung des jeweils zugeordneten Phasenleiters (nicht dargestellt) eines dreiphasigen Energieverteilsystems vorgesehen. Das vierte Gerätemodul 40 ist hingegen als RCD-Modul (in Figur 1 rechts dargestellt) ausgebildet, d.h. es ist mit den für einen Fehlerstromschutzschalter typischen Komponenten bestückt und zur Kontaktierung des Neutralleiters (nicht dargestellt) vorgesehen. Figur 2 zeigt schematisch einen Blick in das Innere des als Leitungsschutzschalter ausgebildeten ersten Gerätemoduls 10 (MCB-Modul ) in perspektivischer Ansicht . Das erste Gehäusemodul 11 weist eine erste Gehäusehalbschale 11- 1 sowie eine zweite Gehäusehalbschale 11-2 auf , welche unter Ausbildung einer umlaufenden Fügelinie zusammengesetzt sind . Im Bereich der Frontseite 3 weist das erste Gerätemodul 10 ein Betätigungselement 14 zur manuellen Betätigung eines in der ersten Gehäusehalbschale 11- 1 angeordneten Schaltkontakts (nicht dargestellt ) auf .

Während im Bereich der erste Gehäusehalbschale 11- 1 die für einen Leitungsschutzschalter typischen Baugruppen und Komponenten untergebracht sind, ist in der zweiten Gehäusehalbschale 11-2 - durch eine Trennwand von der ersten Gehäusehalbschale 11- 1 getrennt - eine erste Leiterplatte 12 in dem ersten Gehäusemodul 11 angeordnet . Die erste Leiterplatte 12 ist dabei in einer ersten Richtung x sowie in einer dazu orthogonal orientierten zweiten Richtung y schwimmend, d . h . unbestimmt oder querverschieblich, in dem ersten Gehäusemodul 11 gelagert , so dass ihre Lagerung in der ersten und der zweiten Richtung x, y ein gewisses Spiel aufweist . In einer zur ersten und zweiten Richtung x, y orthogonal orientierten dritten Richtung z wird die erste Leiterplatte 12 erst durch das in dieser Richtung z anschließende zweite Gerätemodul 20 ( siehe Figur 3 ) mit Hil fe eines am zweiten Gehäusemodul 21 angeordneten Fixierelements (nicht dargestellt ) fixiert . Als Fixierelement kommt beispielsweise eine an das zweite Gehäusemodul 21 angeformte Gehäusekontur in Frage , welche die erste Leiterplatte nach erfolgter Montage der beiden Gehäusemodule 11 und 21 in der dritten Richtung z gegen eine am ersten Gehäusemodul 11 ausgebildete Lagerkontur drückt .

Unterhalb des Betätigungselements 14 , d . h . in Richtung der Befestigungsseite 4 , ist eine Kontaktaufnahme 52 auf der ersten Leiterplatte 12 angeordnet . Die Kontaktaufnahme 52 ist Teil einer mechanischen Steckverbindung 50 und ist durch einen Block mit mehreren buchsenartigen Öf fnungen gebildet , in die Kontaktsti fte 51 ( siehe Figur 4 ) einsteckbar sind, um diese dergestalt mit der ersten Leiterplatte 12 elektrisch leitend zu verbinden .

Figur 3 zeigt schematisch eine perspektivische Darstellung des vormontierten ersten und zweiten Gerätemoduls 10 , 20 . Um einen Blick in das Gehäuseinnere zu ermöglichen ein Teil der vorderen Schmalseite 5 weggelassen . Auch das zweite Gehäusemodul 21 ist in Schalenbauweise aus einer ersten Gehäusehalbschale 21- 1 und einer zweite Gehäusehalbschale 21-2 gebildet . Im Bereich der Frontseite 3 weist das zweite Gerätemodul 20 ein Betätigungselement 24 zu dessen manueller Betätigung auf .

Das erste Gehäusemodul 11 und das zweite Gehäusemodul 21 sind durch eine zwischen den beiden Gehäusemodulen 11 , 21 angeordnete Trennwand 19 getrennt , um die im Inneren der zweiten Gehäusehalbschale 11-2 des ersten Gehäusemoduls 11 angeordnete erste Leiterplatte 12 von den im Inneren der ersten Gehäusehalbschale 21- 1 des zweiten Gehäusemoduls 21 angeordneten Komponenten des zweiten Gerätemoduls 20 zu schützen . Im Bereich der Kontaktaufnahme 52 weist die Trennwand 19 eine Wandöf fnung 13 auf , durch die die auf der ersten Leiterplatte 12 befestigte Kontaktaufnahme 52 teilweise hindurchgeführt ist , um das Einstecken der Kontaktsti fte 51 ( siehe Figur 4 ) - und damit eine Kontaktierung der ersten Leiterplatte 12 aus dem zweiten Gehäusemodul 21 heraus - zu ermöglichen . Da die erste Leiterplatte 12 im ersten Gehäusemodul 11 schwimmend, d . h . mit Spiel in der ersten sowie der zweiten Richtung, x, y gelagert ist , weist auch die Kontaktaufnahme 52 in der Wandöf fnung 13 ein entsprechendes Spiel auf , um eine mechanisch überbestimmte Lagerung - und damit eine mögliche Beschädigung der ersten Leiterplatte - zu vermeiden .

Figur 4 zeigt schematisch einen weiteren Montageschritt des vormontierten ersten und zweiten Gerätemoduls 10 , 20 - wiede- rum in perspektivischer Ansicht . In der zweiten Gehäusehalbschale 21-2 des zweiten Gehäusemoduls 21 ist dabei eine zweite Leiterplatte 22 angeordnet , auf der in der dritten Richtung z eine weitere Kontaktaufnahme 52 befestigt ist , um hierüber eine weitere , dritte Leiterplatte mit der zweiten Leiterplatte 22 elektrisch leitend zu verbinden .

In der der dritten Richtung z entgegengesetzten Richtung weist die zweite Leiterplatte 22 mehrere Kontaktelemente 51 auf , welche in der Darstellung der Figur 4 als Kontaktsti fte ausgebildet und in die buchsenförmigen Öf fnungen der auf der ersten Leiterplatte 12 angeordneten Kontaktaufnahme 52 eingesteckt sind, um auf diese Weise eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der ersten Leiterplatte 12 und der zweiten Leiterplatte 22 zu realisieren . Die Kontaktelemente 51 bilden somit zusammen mit der Kontaktaufnahme 52 eine elektromechanische Steckverbindung 50 .

Soll die Anordnung durch ein drittes Gehäusemodul ergänzt werden, und ist in diesem dritten Gehäusemodul eine weitere , dritte Leiterplatte angeordnet , so könnte diese dritte Leiterplatte elektrisch leitend mit der ersten und oder der zweiten Leiterplatte 12 , 22 verbunden werden . Dies kann dadurch erfolgen, dass die dritte Leiterplatte ein oder mehrere Kontaktelemente 51 aufweist , welche in der der dritten Richtung z entgegengesetzten Richtung an der dritten Leiterplatte angeordnet sind und beim Montieren des dritten Gerätemoduls am zweiten Gerätemodul in die buchsenartigen Öf fnungen der weiteren Kontaktaufnahme 52 einsteckt werden . Alternativ dazu können längere , an der dritten Leiterplatte angeordnete Kontaktelemente 51 durch die buchsenartigen Öf fnungen der weiteren Kontaktaufnahme 52 hindurchgeführt und in die auf der ersten Leiterplatte 12 angeordnete Kontaktaufnahme 52 eingesteckt werden, wobei hiermit sowohl eine Kontaktierung der dritten Leiterplatte mit der ersten Leiterplatte 12 , als auch mit der zweiten Leiterplatte 22 realisierbar ist . Die letzte Leiterplatte , die auf diese Weise mit den vorherigen Leiterplatten kontaktiert wird, sollte in dem ihr zugeordneten Gehäusemodul 21 , 31 , 41 spiel frei , d . h . bestimmt gelagert sein, da diese letzte Leiterplatte die Lagerung der gesamten Leiterplatten-Anordnung, d . h . aller auf diese Weise miteinander verbundenen Leiterplatten 12 , 22 , usw . , die in den unterschiedlichen Gehäusemodulen 11 , 21 , 31 , 41 aufgenommen sind, bestimmt . Im Fall eines zweipoligen Reiheneinbaugerätes wäre dies die im zweiten Gehäusemodul 21 angeordnete zweite Leiterplatte 22 . Auf diese Weise ist es möglich, eine mechanisch überbestimmte Lagerung einer oder mehrerer der Leiterplatten 12 , 22 zu vermeiden, welche zu mechanischen Spannungen und infolgedessen möglicher Weise zu Beschädigungen der einzelnen Leiterplatten oder der mechanischen Steckverbindungen 50 - und damit ggf . zum Aus fall bestimmter Funktionen des Reiheneinbaugerätes 1 - führen kann .

Figur 5 zeigt eine schematische Darstellung eines weiteren Aus führungsbeispiels des aus mehreren Gerätemodulen gebildeten, mehrpoligen Reiheneinbaugerätes 1 . Analog zu Figur 2 zeigt auch Figur 5 einen Blick in das Innere des als Leitungsschutzschalter ausgebildeten ersten Gerätemoduls 10 (MCB-Modul ) in perspektivischer Ansicht . Im Unterschied zur Darstellung der Figur 2 weist die in Figur 5 dargestellte Aus führungs form eine Zentrierhil fe 53 auf , welche um die auf der ersten Leiterplatte 12 angeordnete Kontaktaufnahme 52 angeordnet ist . Die Zentrierhil fe 53 weist einen im Wesentlichen quaderförmigen Grundkörper mit einer Durchgangsöf fnung auf , in der die Kontaktaufnahme 52 spiel frei aufgenommen ist .

Die Zentrierhil fe 53 dient dazu, das Einstecken der Kontaktelemente 51 in die Kontaktaufnahme 52 zu erleichtern . Hierzu weist die Zentrierhil fe 53 Einlaufschrägen 55 auf , welche an der den Kontaktelementen 51 zugewandten Seite des quaderförmigen Grundkörpers zur Durchgangsöf fnungen hin abfallen und auf diese Weise das Einstecken der Kontaktelemente 51 in die buchsenartigen Öf fnungen der Kontaktaufnahme 52 erleichtern, indem diese beim Einstecken an den Einlaufschrägen 55 abgleiten und in die ihnen j eweils zugeordeten buchsenartigen Öf fnungen tref fen .

Mit Hil fe der Zentrierhil fe 53 wird die erste Leiterplatte 12 relativ zum ersten Gehäusemodul 11 ausgerichtet . Hierzu weist die Zentrierhil fe 53 zwei an den quaderförmigen Grundkörper angeformte , längliche , elastische Elemente 54 auf , welche an ihrem distalen Ende am ersten Gehäusemodul 11 befestigt sind . Aufgrund der Flexibilität der beiden elastischen Elemente 54 können Spannungen, welche auf die erste Leiterplatte 12 oder die mechanischen Steckverbindungen 50 wirken, ausgeglichen werden - die beiden elastischen Elemente 54 wirken somit als flexible Federarme . Auch wird durch die Verwendung der Zentrierhil fe 53 ein Fehlstecken eines oder mehrerer der Kontaktelemente 51 in einen durch die Wandöf fnung und die Kontaktaufnahme 52 gebildeten Zwischenraum wirksam vermieden .

Die beiden elastischen Elemente 54 der Zentrierhil fe 53 sind j edoch - im Sinne der Erfindung - nicht zwingend erforderlich . Es wäre ebenso möglich, auf die beiden elastischen Elemente 54 zu verzichten . Dies würde dazu führen, dass die ersten Leiterplatte 12 etwas freier im ersten Gehäusemodul 11 gelagert wäre , wodurch insbesondere bei großen Fertigungsto- leranzen eine überbestimmte Lagerung der ersten Leiterplatte 12 sicher vermieden werden könnte .

Bezugs zeichenliste

1 Reiheneinbaugerät

2 I solierstof f gehäuse

3 Frontseite

4 Befestigungsseite

5 Schmalseite

6 Breitseite

7 Schraubklemme

8 Gri f f elements

9 Niet

10 erstes Gerätemodul

11 erstes Gehäusemodul

11- 1 erste Gehäusehalbschale

11-2 zweite Gehäusehalbschale

12 erste Leiterplatte

13 Wandöf fnung

14 Betätigungselement

19 Trennwand

20 zweites Gerätemodul

21 zweites Gehäusemodul

21- 1 erste Gehäusehalbschale

21-2 zweite Gehäusehalbschale

22 zweite Leiterplatte

30 drittes Gerätemodul

31 drittes Gehäusemodul

40 viertes Gerätemodul

41 viertes Gehäusemodul

50 Steckverbindung

51 Kontaktelement

52 Kontaktaufnahme

53 Zentrierhil fe

54 elastisches Element

55 Einlaufschrägen x erste Richtung y zweite Richtung z dritte Richtung B Breite

TE Teilungseinheit