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Die Erfindung betrifft einen Stromwandler
für eine
NH-Sicherungsleiste
oder eine NH-Sicherungs-Lastschalteinrichtung, wobei diese flächige Stromleiter
aufweisen, die einerseits mit einem Kontakt eines Pols und andererseits
mit einer Sammelschiene elektrisch in Verbindung stehen, weiterhin die
Sicherungsleiste oder die Schalteinrichtung einen Kunststoff-Grundkörper umfaßt und wobei
der Primärkern
des Stromwandlers den Strompfad des jeweiligen Stromleiters umschließt, sowie
mit einem Stromwandlergehäuse
gemäß Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
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Aus der
EP 1 109 192 A2 ist ein
Stromleiter für
Stromwandler einer NH-Sicherungseinrichtung oder NH-Sicherungs-Lastschalteinrichtung
vorbekannt. Der dortige Stromleiter weist zwei parallele Abschnitte
auf, von denen ein Abschnitt mit einer Sammelschiene und der andere
Abschnitt mit einem Kontakt eines Pols verbindbar ist, und einen
sich im rechten Winkel zu diesen erstreckenden und diese verbindenden
Mittelteil. Die Abschnitte und der Mittelteil sind mit einem zylindrischen
Querschnitt etwa Z-förmig
angeordnet, wobei sich der Stromwandler am Mittelteil befindet.
Wenigstens einer der beiden Abschnitte ist mit dem Mittelteil vorzugsweise
lösbar verbunden,
um den Stromwandler auf den Mittelteil stecken zu können.
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Ziel der dortigen Lehre ist es, den
Stromwandler problemlos im Gehäuse
der Lastschalteinrichtung aufzunehmen, andererseits aber auch eine erforderliche
mechanische Festigkeit und Strombelastbarkeit zu gewährleisten.
Aus diesem Grund wird der Stromleiter mindestens zweiteilig ausgeführt.
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Die maximalen Abmessungen des Stromwandlers
und damit seine Belastbarkeit hängen
von der beschränkten
Fläche
bzw. dem begrenzten Raum innerhalb der Lastschalteinrichtung im
Bereich des Stromleiters ab, was nachteilig ist. Ein weiterer Nachteil
der vorbekannten Lehre besteht in der lösbaren Verbindung zwischen
Mittelteil und einem der beiden Anschlußabschnitte. So ist nämlich eine
weitere Schraubverbindung notwendig, was zu höheren Kosten und mehr Fertigungsaufwand
führt.
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Bei der NH-Sicherungsleiste mit eingebauten
Stromwandlern nach
DE
100 02 800 A1 wird von einer profilierten Leiste aus Kunststoff
ausgegangen, entlang deren Achse zueinander beabstandete Kontakte
für Sicherungseinheiten
vorgesehen sind. Die profilierte Leiste des Gehäuses ist etwa U-förmig ausgebildet,
wobei die Schenkel des U-förmigen
Profils einen Raum zur Unterbringung von Stromwandlern festlegen.
Diese Stromwandler werden über schlitzförmige Durchgangsöffnungen über die
im wesentlichen Z-förmigen
Zugangsschienen geschoben und dann mittels zusätzlicher Schraubkontaktierung mechanisch
im Profil der Sicherungsleiste fixiert. Nachteilig ist hierbei,
daß die
an sich übliche
zylindrische Aussparung von Stromwandlern in eine solche mit schlitzförmiger Gestalt
zu ändern
ist, was für
den Primärkern
und die Funktionsweise des Stromwandlers keine optimale Konfiguration
darstellt. Ebenfalls nachteilig ist die erwähnte weitere Befestigungseinrichtung
mit Durchgangsbohrung und Schraubmittel. Die Abmessungen des Stromwandlers
nach
DE 100 02 800
A1 sind durch die Aufnahme im U-förmigen Gehäuse der Sicherungsleiste engen
Beschränkungen
unterworfen, so daß auch
dort nur Stromwandler geringer Leistungen mit geringem Kernvolumen
untergebracht werden können.
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Aus der
DE 198 09 293 C1 ist eine
Schutzeinrichtung für
ein Elektroenergiesystem vorbekannt, wobei diese Schutzeinrichtung
eine Sensoreinheit und ein Anzeigefeld umfaßt.
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Um eine von der Leitungsführung des
entsprechenden Netzes unabhängige
blickrichtige Montage der Auswerteeinheit zu ermöglichen, wird einerseits die
Sensoreinheit und andererseits die Auswerteeinheit in getrennten
Gehäusen
untergebracht. Zum Herstellen einer lösbaren Verbindung ist am Gehäuse der
Sensoreinheit eine sogenannte Tragschiene angeordnet derart, daß das Gehäuse der
Auswerteeinheit mittels einer Schnappverbindung in zwei um 90° gedrehten
Positionen an der Tragschiene befestigbar ist.
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Die nachveröffentlichte
DE 100 62 644 C1 betrifft
einen Halter für
eine Stromerfassungseinrichtung, insbesondere für einen induktiven Stromwandler.
Konkret umfaßt
der Halter eine metallische Hülse für die Stromführung von
einem Stromleiter einer NH-Sicherungs- oder Lastschalteinrichtung
zu einer Sammelschiene und ein von der Hülse durchsetztes, nicht leitendes
Halteelement mit Positionier- und/oder Befestigungselementen. Diese
Befestigungselemente dienen dem lagegerichteten Fixieren des Halteelements
an der Sicherungs- oder Lastschalteinrichtung. Diese Halter soll
es dem Anlagenbauer ermöglichen,
eine in sich stabile Anordnung einer Sicherungs- oder Lastschalteinrichtung
und Stromerfassungseinrichtung zu erstellen, so daß beim Montieren
der Sicherungs- oder Lastschalteinrichtung, insbesondere beim Nachrüsten unter
Spannung, keine losen Gegenstände
den Montagevorgang in nachteiliger Weise behindern.
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Der Trend zum Messen von Strömen, Erfassen
von Strömen
und Anbringen intelligenter Kommunikationseinrichtungen zum Überwachen
von Schaltanlagen oder Sicherungseinrichtungen erfordert zunehmend
den Einsatz von Stromwandlern bzw. Meßumformern oder kombinierter
Geräte
in der Hauptstrombahn. Dabei muß es
möglich
sein, den Stromwandler bzw Meßumformer
auch nachträglich einzusetzen
oder leicht auszutauschen. Aufgrund der unterschiedlichen Leistungsbereiche
muß weiterhin die
Möglichkeit
bestehen, frei von konstruktiven Grenzen bekannter Gehäuse von
Sicherungsleisten oder ähnlichem
eine Anpassung je nach aktuellem Bedarf vorzunehmen. Letztendlich
ist unter allen Umständen
zu gewährleisten,
daß die
eigentliche Stromversorgung durch den Stromwandler nicht nachteilig beeinflußt wird
oder für
die Stromversorgung selbst Risiken im Hinblick auf Zuverlässigkeit
und Leistungsfähigkeit
bestehen.
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Aus dem Vorgenannten ist es daher
Aufgabe der Erfindung, einen weiterentwickelten Stromwandler für eine NH-Sicherungsleiste
oder eine NH-Sicherungs-Lastschalteinrichtung anzugeben, wobei der Stromwandler
auch nachträglich
mit geringem Aufwand montiert oder aber ausgetauscht werden kann, ohne
daß Eingriffe
in die Sicherungsleiste oder Lastschalteinrichtung selbst notwendig
werden. Weiterhin soll es möglich
sein, Stromwandler unterschiedlicher Leistungsbereiche auch mit
großem
Kernvolumen einzusetzen, ohne den Beschränkungen durch Gehäuseinnenabmessungen
des Kunststoff-Grundkörpers
der Sicherungsleiste oder der Lastschalteinrichtung zu unterliegen.
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Die Lösung der Aufgabe der Erfindung
erfolgt mit einem Stromwandler für
eine NH-Sicherungsleiste oder eine NH-Sicherungs-Lastschalteinrichtung gemäß den Merkmalen
des Patentanspruchs 1, wobei die Unteransprüche zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen
darstellen.
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Erfindungsgemäß ist der Stromwandler, insbesondere
das Stromwandlergehäuse
so ausgebildet, daß es
leicht auf einen schienenförmigen
bzw. flächigen
Stromleiter aufgesteckt bzw. aufgeschnappt werden kann. Dadurch,
daß die
elektrische Kontaktierung über
den Primärkern,
der bevorzugt aus Kupferhülse
oder Kupferrohr ausgeführt
ist, realisiert wird und diese Kontaktierung gleichzeitig eine mechanische
Befestigung des Stromwandlers bildet, entfällt eine zusätzliche
kraftschlüssige
Befestigung, wie dies beim Stand der Technik der Fall ist.
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Die Befestigungsmittel zum Aufstecken
oder Aufschnappen des Stromwandlergehäuses führen zu einem Reibschluß, der sicherstellt,
daß die
derartig vormontierten Stromwandler bei der weiteren Handhabung
der Sicherungsleiste bzw. eines Sicherungs-Lasttrennschalters nicht
herabfallen bzw. sich in unerwünschter
Weise lösen.
Eine Verschiebbarkeit der Stromwandler auf dem jeweiligen Anschlußabschnitt
des Stromleiters in Verbindung mit einem dort vorgesehenen Befestigungslangloch
gewährleistet ein
Justieren und Anpassen des Gesamtsystems bei dem erforderlichen
elektrischen Anschluß an
einer Sammelschiene z.B. innerhalb eines Schaltschranks.
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Konkret erstrecken sich von der Unterseite des
Stromwandlergehäuses
mindestens zwei im wesentlichen gegenüberliegende Führungsnasen
oder -noppen sowie von diesen in Gehäuselängsrichtung beabstandet angeordnet
mindestens zwei im wesentlichen gegenüberliegende winkelförmige Klemmnasen
hin zum Stromleiter. Die Klemmnasen umgreifen einen entsprechenden
Abschnitt des Stromleiters nach Aufschieben des Stromwandlers, wobei
die Führungsnasen
oder -noppen jeweils einen seitlichen Anschlag mit Bezug auf den
Stromleiter bilden.
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Mit dieser Ausbildung der Unterseite
des Stromwandlergehäuses
kann der Stromwandler von außen
auf den jeweiligen flachen Stromleiter aufgesetzt bzw. aufgeschoben
und klemmend, d.h. reibschlüssig
fixiert werden. Die anschließende
Montage der Sicherungsleiste bzw. des Sicherungs-Lastschalters erfolgt in an sich bekannter
Weise, wobei eine Befestigungsschraube für den jeweiligen Stromleiter hin
zur Sammelschiene durch den Primärkern
des Stromwandlers geführt
ist. Der Primärkern
ist als Metallstück,
bevorzugt Kupferhülse
oder Kupferrohr ausgebildet, welcher bzw. welches sich im wesentlichen
senkrecht orientiert in einer durchgehenden Ausnehmung des Stromwandlergehäuses befindet. Die
Befestigung erfolgt, wie erläutert,
mittels kraftschlüssiger
Verbindung einerseits mit dem Stromleiter und andererseits mit der
Sammelschiene unterhalb eines elektrischen Kontakts. Das Verbindungsmittel
wird über
das Rohrinnere bzw. das Hülseninnere
und eine Befestigungs bohrung oder das vorerwähnte Befestigungslangloch des
Stromleiters geführt.
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Die Länge des Rohrs oder der Hülse ist
um einen vorgegebenen Betrag größer gewählt als
die Höhe
des Stromwandlergehäuses,
so daß hier
keine zerstörenden
Kräfte
auf das Gehäuse
wirken, wenn die kraftschlüssige
Verbindung zur mechanischen und elektrischen Kontaktierung zwischen
Stromleiter und Sammelschiene hergestellt wird.
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Die Klemmnasen sowie die Führungsnasen oder
-noppen sind wie das Gehäuseunterteil
des Stromwandlers als Spritzguß- oder Spritzpreßteil ausgeführt und
bevorzugt einstückig
gestaltet, was kostenmindernd wirkt.
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Die Führungsnasen oder -noppen sind
bevorzugt in Aufschieberichtung des Stromwandlers auf dem flächigen Stromleiter
vorn angeordnet, wobei sich die Klemmnasen in entgegengesetzter
Richtung am Gehäuse
befinden.
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Das Kupferrohr, welches den Primärkern des Stromwandlers
darstellt, ist austauschbar, d.h. es besteht die Möglichkeit,
Kupferrohre oder Kupferhülsen mit
verschiedenen Innen- und/oder Außendurchmessern in ein Standardgehäuse einzusetzen.
Auch kann in eine Kupferhülse
mit größerem Innendurchmesser
eine weitere Hülse
mit reduziertem Innenquerschnitt bzw. -durchmesser eingesetzt werden, wenn
dies unter dem Aspekt der Belastbarkeit oder Leistungsklasse erforderlich
wird.
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Bevorzugt besitzt das Stromwandlergehäuse eine
Quaderform, wobei die maximale Gehäusebreite gleich der Breite
des Kunststoff-Grundköpers
der Sicherungsleiste oder der Schalteinrichtung ist und insofern
keine Begrenzungen mit Blick auf den ansonsten zur Verfügung stehenden
engen Bauraum innerhalb der Leiste oder Schalteinrichtung selbst
bestehen.
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Die Klemmnasen an der Unterseite
des Stromwandlergehäuses
können
Federeigenschaften besitzen, um den gewünschten Reibschluß zu erreichen.
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Andererseits kann auch ein separates
Federelement oder ein elastischer Noppen oder dergleichen am Gehäuse ausgebildet
werden, um den Stromwandler bzw. das Stromwandlergehäuse gegen
den Stromleiter zu drücken
und dadurch unter Reibschluß zu
halten. Grundsätzlich
ist jedoch diese Klemm- oder
Reibschlußverbindung
nur wesentlich für
die Vormontage und soll die gewünschte
Verschiebbarkeit des Stromwandlers zur leichteren Justage bei der
Endmontage der Sicherungsleiste oder der Lastschalteinrichtung an
einer Sammelschiene bzw. einem Schaltschrank oder dergleichen Einrichtung
nicht behindern.
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Da keine Schraubbefestigung zwischen Stromwandler
und Kunststoffgehäuse
oder Sicherungsleiste vorgesehen ist und darüber hinaus der Stromwandler
selbst sich quasi außerhalb
des Leistengehäuses
befindet, kann dieser leicht nachgerüstet oder ausgetauscht werden.
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In an sich bekannter Weise besitzt
der Stromwandler bevorzugt seitliche Anschlüsse für die Meßleitungen. Zur leichteren
Zugänglichkeit
und auch zum nachträglichen
Beschalten können
im Boden oder seitlichen Bereich des Kunststoffgehäuses der
Sicherungsleiste oder des Sicherungslastschalters Ausnehmungen vorhanden
sein, um hierdurch den gewünschten
Kabelanschluß respektive
die notwendige Verdrahtung auszuführen.
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Die Erfindung soll nachstehend anhand
eines Ausführungsbeispiels
sowie unter Zuhilfenahme von Figuren näher erläutert werden.
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Hierbei zeigen:
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1 eine
Ansicht der Unterseite des Stromwandlers;
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2 eine
Ansicht der Unterseite einer NH-Sicherungsleiste mit erkennbarem
flächigen Stromleiter
sowie Stromwandler im noch nicht aufgeschobenen Zustand;
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3 eine
Ansicht mit aufgeschobenem und klemmendem Stromwandler und
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4 einen
Querschnitt eines Stromwandlers gemäß Ausführungsbeispiel im Montagezustand.
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Die Unterseite des im wesentlichen
quaderförmigen
Gehäuses
des Stromwandlers 1 weist zwei im wesentlichen gegenüberliegende
Führungsnasen oder
-noppen 2 auf und besitzt mindestens zwei ebenfalls im
wesentlichen gegenüberliegende
winkelförmige
Klemmnasen 3.
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1 läßt ebenfalls
den als Kupferhülse 4 ausgebildeten
Primärkern
des Stromwandlers erkennen.
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Die Klemmnasen 3 bestehen
aus einer Abwinklung, wobei ein erster Schenkel 5 sich
senkrecht von der Unterseite des Stromwandlers 1 nach unten erstreckt
und ein zweiter Schenkel 6 sich unter einem rechten Winkel
vom ersten Schenkel 5, im wesentlichen parallel zur Unterseitenfläche des
Stromwandlers 1 orientiert. Die zweiten Schenkel 6 der
gegenüberliegenden
Klemmnasen 3 umgreifen im aufgeschobenen Zustand den flächigen Stromleiter 7 unter Erhalt
eines Reibschlusses, wobei die Führungsnasen
oder -noppen 2 einen seitlichen Anschlag darstellen.
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Der Stromwandler 1 wird
von oben auf den Stromleiter 7 aufgesetzt, wobei zunächst die
Führungsnasen
oder -noppen 2 sich in seitlichem Anschlag am Stromleiter 7 befinden.
Hiernach wird der Stromwandler 1 bei der Darstellung gemäß 2 nach rechts geschoben,
wobei die Klemmnasen 3 über
den entsprechenden Abschnitt des Stromleiters 7 gleiten
und diesen umgreifend halten.
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Der Zustand nach dieser Klemmbefestigung ist
in 3 gezeigt.
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Nachdem bei einer typischen NH-Sicherungsleiste 8 und
dort vorgesehenen drei Stromleitern die erforderlichen Stromwandler 1 aufgeschoben wurden,
wird die NH-Sicherungsleiste 8 z. B. in einem Schaltschrank
befestigt, wobei eine Kontaktierung zur Sammelschiene 9 (siehe 4) hergestellt wird.
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Zur elektrischen Kontaktierung und
gleichzeitiger mechanischer Befestigung des Stromwandlers 1 wird
z.B. eine Schraube 10 verwendet, die das Langloch 11 im
Stromleiter 7, die Kuferhülse 4 des Stromwandlers
und eine entsprechende Ausnehmung in der Sammelschiene 9 durchdringt.
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Der Stromfluß erfolgt dann über die
Sammelschiene 9, die Kupferhülse 4 und den Stromleiter 7 unmittelbar.
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Die Höhe der Kupferhülse 4 ist
um ein vorgegebenes Maß größer als
diejenige des Stromwandlergehäuses,
so daß unerwünschte Klemmkräfte bzw.
mechanische Belastungen vom Stromwandlergehäuse ferngehalten werden.
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Es liegt im Rahmen der Erfindung,
daß die Klemmnasen 3,
aber auch die Führungsnasen
oder -noppen 2 unterschiedlich ausgestaltet werden können, ohne
daß der
Grundgedanke der Erfindung des Aufschiebens und der klemmenden Befestigung
des Stromwandlers 1 auf dem Stromleiter 7 verlassen wird.
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Von Vorteil ist die Verschiebbarkeit
des Stromwandlers 1 im vormontierten Zustand, so daß beim Einführen der
Schraube 10 und dem elektrischen Verbinden bzw. Kontaktieren
eine entsprechende Justage möglich
wird.
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Die Klemmnasen 3, aber auch
die Führungsnasen
oder -noppen 2 können
mit dem Gehäuseunterteil
einstückig,
z.B. durch Formspritzen oder -pressen ausgebildet werden, wodurch
sich die Herstellungs- und Fertigungskosten reduzieren.
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Die Höhe der ersten Schenkel sowie
der lichte Abstand zwischen den zweiten Schenkeln 6 untereinander
sowie zur Unterseite des Stromwandlers 1 sind auf die Stärke des
Metallmaterials des flächigen Stromleiters 7 und
auf dessen Breite abgestimmt. Bevorzugt weisen die Klemmnasen 3 federnde
Eigenschaften auf, um den gewünschten
Reibschluß zu gewährleisten.
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Insbesondere die 3 macht deutlich, daß die Abmessungen des Gehäuses des
Stromwandlers 1 nicht von einem Freiraum im Inneren der
NH-Sicherungsleiste 8 bzw. des entsprechenden Kunststoffgehäuses abhängen, da
die Stromwandler 1 quasi außen auf die NH-Sicherungsleiste 8,
und zwar von unten auf den Bereich der Stromleiter 7 aufgesetzt
werden.
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Die Stromwandler 1 können demnach
in einfacher Weise auf dem jeweiligen Stromleiter 7 befestigt
werden und es kann hiernach eine einfache Montage des kompletten
Systems der NH-Leiste oder NH-Schaltleiste mit den aufgebrachten
Stromwandlern am Sammelschienensystem erfolgen. Beschädigte Stromwandler
können
schnell und mit wenigen Handgriffen ausgetauscht werden.
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Um die Lagerhaltung zu reduzieren,
besteht die Möglichkeit,
grundsätzlich
die Stromwandler 1 mit Kupferhülsen 4 größerer Rohrinnendurchmesser auszustatten,
wobei durch ein optionales Zusatzteil im Sinne eines Reduzierstücks ein
Kupferrohr mit kleinerem Innendurchmesser realisierbar ist.
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- 1
- Stromwandler
- 2
- Führungsnasen
oder -noppen
- 3
- Klemmnasen
- 4
- Kupferhülse
- 5
- erster
Schenkel
- 6
- zweiter
Schenkel
- 7
- Stromleiter
- 8
- NH-Sicherungsleiste
- 9
- Sammelschiene
- 10
- Schraube
- 11
- Langloch
im Stromleiter