NL1027339C2 - Printplaat voor beveiligingsschakelaar en werkwijze voor het vervaardigen van een dergelijke printplaat. - Google Patents

Description

Printplaat voor heveiligingsschakelaar an werkwijze voor het vervaardigen van een dergeliike printplaat

Gebied van de uitvinding 5 De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een printplaat voor een beveiligingsschakelaar, waarop bijvoorbeeld een aardlekbeveiligingsschakeling zich kan bevinden. Meer in het bijzonder heeft de onderhavige uitvinding betrekking op een printplaat voor gebruik in een beveiligingsschakelaar, waarbij de printplaat is voorzien van elektronische componenten die een schakeling vormen voor het aansturen van een 10 vooraf bepaalde functie van de beveiligingsschakelaar, zoals een aardlekbeveiliging, waarbij de beveiligingsschakelaar een behuizing omvat met daarin elementen van de beveiligingsschakelaar. In een verder aspect heeft de uitvinding betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een dergelijke printplaat.

c 15 Stand van de techniek

In bestaande beveiligingsschakelaars wordt veelal gebruik gemaakt van een afzonderlijke aardlekbeveiligingsinrichting die wordt toegevoegd aan de beveiligingsschakelaar. Hierin wordt meestal gebruik gemaakt van een conventionele printplaat, bijvoorbeeld van epoxy, om de componenten en bedrading van de 20 aardlekbeveiligingsschakeling op aan te brengen. Een dergelijke aardlekbeveiliging voor een beveiligingsschakelaar is bijvoorbeeld bekend uit de Franse octrooiaanvrage FR-A-2 752 479. Hierbij zijn alle componenten, inclusief een meettransformator en een triprelais, gemonteerd op een printplaat. Aanvraagster heeft echter een beveiligingsschakelaar ontworpen, waarbij de aardlekbeveiliging in een behuizing met 25 zeer geringe afmetingen van de beveiligingsschakelaar is ondergebracht. Hierdoor was het niet langer mogelijk om een aardlekbeveiligingsschakeling met conventionele technieken te gebruiken, omdat daarvoor niet voldoende ruimte aanwezig is in de behuizing.

30 Samenvatting van de uitvinding

De onderhavige uitvinding tracht een printplaat voor toepassing in een beveiligingsschakelaar te verschaffen, die gebruikt kan worden in een zeer compacte 1027339 2 beveiligingsschakelaar en daarbij bijdraagt aan een eenvoudige en snelle assemblage van de beveiligingsschakelaar.

Volgens de onderhavige uitvinding wordt een printplaat volgens de in de aanhef gedefinieerde soort verschaft, waarbij de printplaat in hoofdzaak vlak is en een vorm 5 heeft die bepaald wordt door de overige elementen in de behuizing, ook aangeduid als contourhybride. Hierdoor is het mogelijk ook de functie van aardlekbeveiliging op te nemen in de beveiligingsschakelaar, met een minimale behoefte aan ruimte, waardoor de behuizing van de beveiligingsschakelaar tot vooraf bepaalde standaard dimensies (bijvoorbeeld 90 x 50 x 18 mm) beperkt kan blijven.

10 In een uitvoeringsvorm is de printplaat vervaardigd van keramisch materiaal, zoals aluminiumoxide. Dit materiaal biedt een goede warmtegeleiding, waardoor warmte-energie van bepaalde componenten in de schakeling op de printplaat goed wordt afgevoerd en de temperatuur in de behuizing ondanks de geringe afmetingen | toch binnen aanvaardbare grenzen gehouden kan worden. !

15 ° De printplaat is in een verdere uitvoeringsvorm voorzien van een of meer I

contactgebieden met een vooraf bepaalde afmeting en vorm, waarbij .de

contactgebieden geschikt zijn voor het contacteren van elementen in de J

beveiligingsschakelaar, zoals een detectiespoel, tripactuator, aardaansluiting, contacten op montageplaat, door middel van contactveren. Dit beperkt het aantal 20 draadverbindingen in de behuizing van de schakelaar (draadloos ontwerp) waardoor minder tijd benodigd is voor de assemblage van de beveiligingsschakelaar. Tevens maakt het een stapelmontage van de beveiligingsschakelaar mogelijk.

In een verdere uitvoeringsvorm omvatten de elektronische componenten op de printplaat eerïOf meer dikke-filmweerstanden omvatten. Deze vergen slechts een lage 25 inbouwruimte, en hebben een hoge spanningsvastheid bij kleine afmetingen, waardoor de afmetingen van de printplaat (met name de hoogte) zo minimaal mogelijk zijn. Voor dezelfde reden kunnen de elektronische componenten op de printplaat een of meer hoogspanningscondensatoren, bijvoorbeeld in SMD techniek, in serie met een dikke-filmweerstand omvatten. Dit maakt het gebruik van een X-type condensator, die relatief 30 grote afmetingen heeft, overbodig, terwijl wel impulsspanningen van bijvoorbeeld 6kV weerstaan worden.

In een voordelige uitvoeringsvorm van de printplaat zijn elektronische componenten op de printplaat als oppervlaktemontage-componenten (SMD) 1027339 3 uitgevoerd. Dit beperkt de inbouwhoogte van de printplaat aanzienlijk, waardoor deze eenvoudiger binnen de behuizing van de beveiligingsschakelaar geplaatst kan worden.

De schakeling op de printplaat vormt in een uitvoeringsvorm een aardlekbeveilingsschakeling die een weerstand omvat, bijvoorbeeld een 5 voedingsweerstand, die opgenomen is in een fasecircuit van de schakelaar, waarbij de weerstand als dikke-filmweerstand op de printplaat is uitgevoerd, en de aardlekbeveiligingsschakeling in de beveiligingsschakelaar achter een kortsluitstroombeveiligingsinrichting is geplaatst. Deze opstelling zorgt ervoor dat er nimmer een te hoge stroom door de weerstand van de aardlekbeveiligingsschakeling 10 kan stromen, wat de levensduur daarvan vergroot. Een in de aardlekbeveiligingsschakeling opgenomen weerstand, bijvoorbeeld een testweerstand, dient voor het gecontroleerd opwekken van een aardlekstroom, en is eveneens uitgevoerd als dikke-filmweerstand. Ook hierdoor wordt functionaliteit toegevoegd aan de schakeling op de printplaat, terwijl slechts een minimale extra ruimte benodigd is.

15 In een verdere uitvoeringsvorm is de aardlekbeveiligingsschakeling op de printplaat voorzien van voedingsspanningsaansluitingen, die elektrisch veibonden zijn met een fase-, respectievelijk nulcontact van de beveiligingsschakelaar. Door gebruik van extra contacten die meebewegen met de hoofdcontacten, nul en fase, van de beveiligingsschakelaar, wordt ook de aardlekbeveiligingsschakeling afgekoppeld in het 20 geval van uitschakelen van de beveiligingsschakelaar. Door het uitschakelen wordt de aardlekbeveiligingsschakeling niet meer gevoed, waardoor meggeren (>1000 Vdc) en proefspannen (>500 Vac) mogelijk is zonder verdere maatregelen, zoals het los nemen van bedrading in de beveiligingsschakelaar.

De printjplaat is in een verdere uitvoeringsvorm voorzien van doorgeleidingen, 25 waardoor elektronische componenten op beide zijden van de printplaat geplaatst kunnen worden. Hierdoor kan ook de achterzijde van de printplaat gebruikt worden voor additionele schakelingen met toegevoegde functionaliteit, zonder dat extra ruimte binnen de behuizing van de beveiligingsschakelaar nodig is.

In een uitvoeringsvorm is de printplaat voorzien van een indicatorschakeling voor 30 het aangeven van een bedrijfstoestand van de beveiligingsschakelaar. Zo kan bijvoorbeeld een LED-schakeling in combinatie met een lichtgeleider naar het front van de schakelaar worden toegevoegd, die de bedrijfstoestand van de beveiligingsschakelaar en/of de aardlekbeveiligingsschakeling aangeeft.

1027339 4

Een verder aspect van de onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het produceren van een printplaat volgens de onderhavige uitvinding, waarbij de werkwijze omvat het uitstansen van een veelvoud van printplaten met een vooraf bepaalde vorm uit een blad van keramisch moedermateriaal en het uitharden van 5 het blad voor het vormen van het veelvoud van printplaten van keramisch eindmateriaal. Hierdoor kunnen op economische wijze meerdere printplaten met de vooraf bepaalde vorm (contourhybride) uit een plaat moedermateriaal verkregen worden.

10 Korte beschrijving van de tekeningen

De onderhavige uitvinding zal nu in meer detail worden besproken aan de hand van een aantal voorbeelduitvoeringsvormen, met verwijzing naar de bij gevoegde tekeningen, waarin

Fig. 1 een bovenaanzicht toont van een fasezijde van een beveiligingsschakelaar 15 waarin een printplaat volgens een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding is toegepast;

Fig. 2 een bovenaanzicht toont van een nulzijde van de beveiligingsschakelaar van Fig. 1;

Fig. 3 een aanzicht toont van een componentzijde van een printplaat volgens een 20 uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding; en

Fig. 4 een gedeeltelijk doorsneeaanzicht toont van een printplaat volgens een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding.

25 Gedetailleerde beschrijving van voorbeelduitvoeringsvormen

De printplaat volgens de onderhavige uitvinding zal nu toegelicht worden aan de j hand van een voorbeelduitvoeringsvorm. De printplaat wordt met voordeel toegepast in 1 een schakelaar 50, waarvan een voorbeelduitvoeringsvorm wordt beschreven met 30 verwijzing naar Fig. 1 en 2. Echter, de onderhavige printplaat zou ook kunnen worden toegepast in andere soorten en typen schakelaars.

1027339 5

Fig. 1 toont een bovenaanzicht van een beveiligingsschakelaar 50 volgens een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding. De beveiligingsschakelaar 50 verenigt vier functies in één: - De primaire schakelfunctie om een stroomkring tot stand te brengen of te 5 verbreken; - De beveiliging tegen kortsluitstroom; - De beveiliging tegen overstromen; en - De beveiliging tegen aardfoutstromen.

Deze functies worden verenigd in een schakelaar 50 die geschikt is om te worden 10 bevestigd met behulp van een universele bevestigingsrail, zoals een DIN-rail. Hierdoor hoeven voor afzonderlijke functies geen afzonderlijke elementen of modules (schakelaar, aardlekbeveiliging, etc.) naast elkaar geplaatst en elektrisch verbonden te worden. Door de speciale uitvoering en opbouwwijze van de verschillende onderdelen van de schakelaar 50 volgens de onderhavige uitvinding is het niet alleen mogelijk om 15 bovengenoemde functies binnen de gestandaardiseerde DIN-module behuizing met een hoogte van 90 mm en een diepte van 50 mm te realiseren maar is het zelfs mogelijk om de breedte van de schakelaar 50, zeker in vergelijking met bestaande producten verder te verkleinen. In een uitvoeringsvorm is de hoogte van de schakelaar 90 mm en de breedte 18 mm, met een totaal volume van 87 cm3. Bestaande schakelaars, zoals de 20 Alamat III reeks twee-polige schakelaars met aardlekautomaat van aanvraagster hebben een totaal volume van 168 cm3. Een ander soort enkelpolige aardlekautomaat van een bekend fabrikaat en type heeft een volume van 106 cm .

De beveiligingsschakelaar 50 zoals weergegeven in Fig. 1 omvat een behuizing 31 in twee delen. In het bovenaanzicht van Fig. 1 is een deel van de behuizing aan de 25 fasezijde van de schakelaar 50 weggelaten. In het bovenaanzicht van Fig. 2, dat de nulzijde van de schakelaar 50 toont, is het deel van de behuizing 31 aan de nulzijde weggelaten. Aan de binnenzijde van de behuizing 31 is een draagelement 32 geplaatst. Op het draagelement 32 worden de verschillende onderdelen van de schakelaar 50 bevestigd. Het draagelement 32 vormt tevens een scheiding (elektrisch en mechanisch) 30 tussen de fasezijde en de nulzijde van de schakelaar 50. Alleen op de plaatsen waar relatief dikke elementen aanwezig zijn, of elementen die aan zowel de fase- als de nulzijde aanwezig zijn (zoals detectiespoel 9 en in- en uitschakelknop 4, zie hierna), is een uitsparing in het draagelement aanwezig. Indien er relatief dikke elementen 1027339 6 aanwezig zijn aan bijvoorbeeld alleen de fasezijde, zoals kortsluitstroombeveiliging 2 of bluskamer 15 (zie hierna), dan kan een verdieping zijn aangebracht in het draagelement 32. Tevens bevat het draagelement contactgebieden waar met behulp van een drukveer of een klemverbinding eenvoudig aanbrengbare en weer losneembare 5 elektrische verbindingen tussen de verschillende onderdelen tot stand kan worden gebracht zoals hierna nader zal worden beschreven.

Aan de fasezijde (zie Fig. 1) is een ingaande faseaansluiting 1 aanwezig voor het aanbrengen van een elektrische geleider. In het getoonde uitvoeringsvooibeeld heeft deze aansluiting 1 de vorm van een schroefklemverbinding, waarin een aansluitdraad 10 elektrisch en mechanisch vast bevestigd kan worden. De aansluiting 1 is verbonden met een kortsluitstroombeveiliging 2. De andere zijde van de kortsluitstroombeveiliging 2 draagt het vaste contact 35 van de schakelaar 50. Het beweegbare contact 7 (of fasecontact) is via een draad 36 verbonden met een overstroombeveiliging 11 in de vorm van een bimetaalstrip. Indien lange tijd een te hoge stroom door de bimetaalstrip 15 11 loopt (bijvoorbeeld in het geval van een langdurig lopende stroom boven de nominaalwaarde), zal deze door de opgewekte warmte verbuigen en een tripmechanisme in werking stellen (zie hieronder). Vanaf de bimetaalstrip wordt de fase verder geleid naar een uitgaande faseaansluiting 12, waarop een elektrische geleider kan worden aangesloten analoog aan ingaande faseaansluiting 1.

20 Aan de nulzijde (zie Fig. 2) is een ingaande nulaansluiting 17 aanwezig voor het aanbrengen van een elektrische geleider. Deze nulaansluiting 17 is via een geleider verbonden met een vast nulcontact 37. Het beweegbare nulcontact 19 is via een geleider 38 verbonden met een uitgaande nulaansluiting 21, waarop wederom een elektrische geleider kan worden aangesloten. De nulaansluitingen 17,21 zijn net als de 25 faseaansluitingen 1,12 uitgevoerd als schroefklemverbindingen.

Voor de aardlekbeveiling wordt gebruik gemaakt van een detectiespoel 9 die verbonden is met een aardlekbeveiligingsschakeling op een printplaat 26. Door de detectiespoel 9 lopen zowel de geleider 36 uit het fasecircuit als de geleider 38 uit het nulcircuit. Indien gedetecteerd wordt dat de grootte van de stroom door het fasecircuit verschilt van die 30 door het nulcircuit wordt aangenomen dat een aardlekstroom bestaat, en stuurt de aardlekbeveiligingsschakeling 26 een actuator 10 (tripsysteem) aan, die een triphefboom 14 wegduwt, waardoor het vaste en bewegende fasecontact 7, 35 van elkaar worden bewogen. Op het draagelement 32 zijn aansluitcontacten 24 aanwezig, 1027339 7 waarmee de detectiespoel 9 verbonden kan worden met de printplaat 26, waarop de aardlekbeveiligingsschakeling is aangebracht. Eveneens zijn aansluitcontacten 23 aanwezig die de aardlekbeveiligingsschakeling op de printplaat 26 verbindt met het tripsysteem 10. Hierdoor is het mogelijk om de printplaat 26 aan de nulzijde van het S draagelement 32 te plaatsen, en het tripsysteem 10 aan de fasezijde van het draagelement 32 te plaatsen.

De aardlekbeveiligingschakeling bevindt zich op de printplaat 26, die zodanig is gevormd dat deze past in een vlakke ruimte op het draagelement 32 die overblijft naast de ruimtes die worden ingenomen door de relatief dikke elementen, zoals de 10 detectiespoel 9 (in een open ruimte van het draagelement 32), de kortsluitstroombeveiliging 2 (in een verdiepte ruimte aan de fasezijde van het draagelement 32) en de bluskamer 15 (in een verdiepte ruimte aan de fasezijde van het draagelement 32). Bij voorkeur wordt de printplaat 26 geplaatst aan de nulzijde van het draagelement 32.

15 De printplaat 26 kan worden vastgezet met behulp van gaten en daarmee overeenkomende pennen in het draagelement 32 of behuizing 31. Als alternatief kan de printplaat 26 ook worden vastgezet met een klemstuk dat in de behuizing 31 kan worden geplaatst, waarmee de printplaat 26 tegen het draagelement 32 wordt gehouden. Bij voorkeur is het klemstuk zodanig gevormd, dat tussen het klemstuk en de behuizing 20 31 een bluskamer gevormd wordt voor de nulcontacten. In het geval van het optreden van een boog tussen de nulcontacten 19,37 zal dan de boog door het ontstaan van hete gassen en een door de vorm van de bluskamer geïnduceerde stroming daarvan worden weggeduwd en gedoofd. Omwille van duidelijkheid is het klemstuk niet weergegeven in Fig. 2, maar liet klemstuk bedekt het grootste deel van de printplaat 26, en tevens een 25 deel van het draagelement 32 ter hoogte van de nulcontacten 19,37.

De printplaat 26 is volgens de onderhavige uitvinding gemaakt van een keramisch materiaal zoals aluminiumoxide. Een dergelijk materiaal biedt een goede warmtegeleiding, zeker in vergelijking met conventionele printplaatmaterialen zoals epoxy, waardoor elektronische componenten op de printplaat 26 minder snel (te) heet 30 zullen worden.

De vorm van de printplaat 26 wordt gedicteerd door de overige elementen in de behuizing 31 van de schakelaar 50, en ook wel aangeduid met de term contourhybride. Het produceren van een printplaat 26 van keramisch materiaal met een dergelijke vorm 1027339 8 is niet eenvoudig. Een conventioneel productieproces, waarbij een ritsrand of laserperforatierand wordt toegepast om na het uitharden de afzonderlijke printplaten te kunnen scheiden, volstaat niet. Volgens een aspect van de onderhavige uitvinding, wordt een veelvoud van printplaten 26 gestanst uit een blad van ruw, onbehandeld 5 keramisch materiaal vóór het hardingsproces. Er kunnen bijvoorbeeld met weinig verlies negen printplaten met de in Fig. 3 aangegeven vorm uit een blad moedermateriaal worden gestanst. Bij het uithardingsproces is het mogelijk dat de vorm van de afzonderlijke printplaat 26 enigszins verandert. Hiermee wordt rekening gehouden met het ontwerp van de lay-out van de schakeling op de printplaat 26. Een 10 eigenschap van het proces is dat het moedermateriaal fors krimpt (30% a 40% is mogelijk). Door de variatie in krimp, bepaald door het uitgangsmateriaal en het uithardingproces, ontstaat er een maattolerantie op het eindproduct, de printplaat 26. Deze maattolerantie kan worden opgevangen door de printen vooraf, d.w.z. voor het aanbrengen van het sporenpatroon, te selecteren in twee of meer maatcategorieën en 15 vervolgens ook de lay-outs (sporenpatronen) af te stemmen op die maatcategorieën door ook hierin bijbehorende categorieën te onderscheiden.

De printplaat 26 biedt ook de mogelijkheid om op de printplaat 26 met behulp van een geschikte pasta een dikke-filmweerstand te maken. Verschillende commercieel verkrijgbare producten zijn hiervoor geschikt, zoals bekend aan de deskundige In het 20 bovenaanzicht van Fig. 3 is een dikke-filmweerstand 87, 89 weergegeven. Deze dikke-filmweerstand 87, 89 heeft een zeer hoge spanningsvastheid bij kleine afmetingen. Met behulp van speciale maatregelen zijn de karakteristieken van de dikke-filmweerstand 87, 89 zelfs na vervaardiging op de printplaat 26, aan te passen.

De dikke film weerstand 87,89 wordt eerst m.b.v. een zeefdrukproces 25 aangebracht. Dit proces is vrij grofstoffelijk waardoor het moeilijk is om een nauwkeurige weerstandswaarde te realiseren. Om die reden gaat men in het ontwerpen fabricageproces uit van weerstandswaarden van b.v. nominaal min 20% waarna m.b.v. een laser een smalle snede (lasercut) wordt gemaakt om de waarde af te regelen (trimmen) naar de nominale waarde. Om de weerstand 87, 89 beter te isoleren en 30 bestendig te maken tegen spanningspieken, wordt een dunne glaslaag 102 over de weerstand 87, 89 aangebracht, zoals getoond in het gedeeltelijk doorsnedeaanzicht in Fig. 4. Het trimmen van de weerstand 87, 89 kan na het aanbrengen van de glaslaag 102 plaats vinden. Ook kan ter verlaging van de isolatieafstanden een laklaag 103 1027339 9 worden aangebracht over de weerstanden 87, 89 en sporen 101 zodat de conventionele kruip- en luchtwegen aanzienlijk verlaagd kunnen worden. Dit maakt een compacte opbouw mogelijk.

De dikke-filmweerstanden 87,89 kunnen gebruikt worden in het S voedingsgedeelte van de aardlekbeveiligingsschakeling om (hoog-)spanningspieken op het net waarin de beveiligingsschakelaar 50 zich bevindt, op te vangen. Ook de testweerstand die nodig is om gecontroleerd de aardlekbeveiligingsschakeling te kunnen testen met testknop 8 kan als dikke-fümweerstand uitgevoerd zijn. Tevens kan een meetweerstand die gebruikt wordt om de stroom door het fasecircuit van de 10 schakelaar 50 te meten, als dikke-filmweerstand zijn uitgevoerd.

Op de printplaat 26 wordt tevens gebruik gemaakt van keramische hoogspanningscondensatoren 88, bij voorkeur in een oppervlaktemontage-uitvoering. Door deze hoogspanningscondensatoren in serie te schakelen met een dikke-filmweerstand, is het mogelijk om geen gebruik te hoeven maken van speciale X-type 15 condensatoren die op zich bestand zijn tegen hoge piekspanningen (van bijvoorbeeld 6 kV). Door gebruik te maken van een grotendeels capacitief uitgevoerde voeding, zal ook het eigen verbruik van de schakelaar 50 beperkt blijven.

Het gebruik van SMD-componenten (oppervlaktemontage-componenten) voor alle componenten van de aardlekbeveiligingsschakeling op de printplaat 26 maakt het 20 mogelijk om de inbouwhoogte van de printplaat 26 in de behuizing 31 klein te houden, waardoor deze eenvoudiger is in te passen. Tevens blijft er dan ruimte over, bijvoorbeeld aan de achterzijde van de printplaat 26, om extra schakelingen op te nemen. Mogelijke benodigde verbindingen met de andere zijde van de printplaat 26 kunnen gerealiseerd worden door middel van doorverbindingen (via's) in de printplaat 25 26.

Een mogelijke toevoeging zou kunnen bestaan uit een schakeling, die aangeeft in welk gebied de aardlekbeveiligingsschakeling werkzaam is. Zo kan door bijvoorbeeld één of meerdere z.g. LED’s in deze schakeling te gebruiken, een groene klein gebruikt worden om aan te geven dat er een veilige situatie bestaat omdat er geen of een zeer 30 geringe (b.v. < 7,5mA) aardlekstroom gedetecteerd wordt, een oranje of gele kleur om aan te geven dat een aardlekstroom is gedetecteerd, die binnen een vooraf bepaalde zone (b.v. >7,5mA < 15mA) en dus nog binnen acceptabele grenzen blijft, en een rode kleur wanneer de gevarenzone (b.v. >15mA < 22mA) is overschreden is en een 1027339 10 gevaarlijke situatie is ontstaan maar de aardlekbeveiliging de schakelaar 50 nog niet heeft uitgeschakeld. De LED’s zouden op de printplaat 26 kunnen worden geplaatst, en het door de LED’s opgewekte licht zou bijvoorbeeld met een lichtgeleider naar de voorzijde (bedieningspaneel) van de schakelaar kunnen worden geleid.

5 Aardlekbeveiligingsschakeling op de printplaat 26 wordt, elektrisch gezien, bij voorkeur opgenomen in de beveiligingsschakelaar stroomafwaarts van de kortsluitstroombeveiliging 2. Zo zal de aardlekbeveiligingsschakeling beveiligd worden tegen te hoge stromen als gevolg van een kortsluiting of overbelasting.

De elektrische verbindingen tussen de onderdelen van de schakelaar 50 worden 10 (zoveel mogelijk) gevormd door een combinatie van aansluitgebieden en contactveren, of door klemverbindingen in het draagelement 32. Hierdoor is het mogelijk om een goede elektrische verbinding tot stand te brengen, en tegelijkertijd de assemblage van de schakelaar 50 zeer eenvoudig te houden.

De elektrische verbindingen die gemaakt moeten worden met de printplaat 26, 15 worden in de weergegeven uitvoeringsvorm gevormd met behulp van contacteilandjes 81... 86 op de printplaat 26. Zo zijn er twee contacteilandjes 81 aanwezig voor het maken van een verbinding met de detectiespoel 9, twee contacteilandjes 82 voor het maken van een verbinding met de actuator of tripsysteem 10, twee voedingsaansluitingen 83, 84. Ook kunnen er verdere contacten aanwezig zijn, 20 bijvoorbeeld contacteiland 85, dat de verbinding verzorgt met testknop 8, en een contacteiland 86, dat een verbinding verzorgt met een optionele aardleiding 22. Geleidende veertjes (niet getoond) zorgen voor een goed contact tussen contacteilandjes op de printplaat 26 en verdere verbindingen met andere onderdelen van de schakelaar 50 (direct of via bijvoorbeeld het draagelement 32). De veertjes 25 kunnen bijvoorbeeld voorgemonteerd zijn in het draagelement 32, waardoor het mogelijk is de schakelaar 50 met een stapelmontage te assembleren. Dit maakt het gebruik van draadgeleiders, die handmatig op de printplaat 26 zouden moeten worden gesoldeerd overbodig. Verder zou het solderen van draadgeleiders op de printplaat 26 moeilijk zijn vanwege de goede warmtegeleiding van de keramische printplaat 26. De 30 eilandjes 81.. .86 zijn vertinde zilver/palladium-eilanden en de veren van vertind staal of vertind fosforbrons zodat het elektrisch contact verloopt via een tin-tin overgang. De eventueel ontstane tinoxide huid is gemakkelijk te doorbreken (via het contact maken) waardoor deze verbinding op lagere termijn betrouwbaar is.

1027339 11

De printplaat 26 kan in de behuizing 31 van de beveiligingsschakelaar 50 worden bevestigd met behulp van pennen op het draagelement 32 en gaten 80 in de printplaat 26. Als alternatief wordt de printplaat 26 tussen de behuizing 31 en draagelement 32 geklemd met een (niet getoonde) drukplaat.

5 De modulaire bouwwijze van de schakelaar 50 die de stapelmontage mogelijk maakt, maakt het ook mogelijk om op een eenvoudige wijze de printplaat 26 te verwijderen of te vervangen. Dit kan gebeuren in verband met vervanging van een defecte schakeling, of het vervangen van de bestaande schakeling met een schakeling die meer en/of andere functionaliteit biedt.

10 De aardlekbeveiligingsschakeling op de printplaat 26 volgens de onderhavige uitvoeringsvorm is voorzien is van voedingsspanningsaansluitingen (contacteilandjes 83 en 84), die elektrisch verbonden zijn met een fase-, respectievelijk nulcontact 7,19 van de beveiligingsschakelaar 50. Dit wordt bijvoorbeeld gerealiseerd door een paar extra contacten die meebewegen met de bewegende hoofdcontacten 7,19 (nul en fase), 15 waardoor de gehele aardlekbeveiligingsschakeling tevens wordt afgekoppeld in geval van het uitschakelen van de beveiligingsschakelaar 50. Door het uitschakelen van de schakelaar 50 wordt de aardlekbeveiligingsschakeling dan niet meer gevoed, waardoor meggeren (>1000 Vdc) en proefspannen (>500 Vac) van de beveiligingsschakelaar 50 mogelijk is zonder verdere maatregelen. In bestaande schakelaaropstellingen moet 20 immers bedrading naar een aardlekschakeling worden losgenomen, omdat anders de hoge spanningen die gepaard gaan met meggeren en proefspannen van de beveiligingsschakelaar 50 de componenten van de aardlekbeveiligingsschakeling zouden kunnen beschadigen.

Er kan Uiteraard worden volstaan met het slechts afschakelen respectievelijk 25 afkoppelen van de fasezijde van de voeding van de aardlekbeveiligingsschakeling. Om de hiervoor beschreven functionaliteit te hebben in alle hierna te beschrijven uitvoeringsvormen van de beveiligingsschakelaar (ook in geval van een aanwezige aardaansluiting 22) heeft het echter voordelen om zowel de fase- als de nulaansluiting te schakelen.

30 Een uitvoeringsvorm van de beveiligingsschakelaar 50 is mogelijk, waarbij geen nulcircuit wordt onderbroken, waardoor het bedieningsmechanisme eenvoudiger kan zijn (vast nulcontact 37, bewegend nulcontact 19, nultriphefboom 18, veer 3’ en ingaande nulaansluiting 17 kunnen dan achterwege blijven). De 1027339 12 aardlekbeveiligingsschakeling heeft uiteraard wel een vaste referentie nodig om een aardlekstroom te kunnen detecteren. Die kan dan worden verschaft door een nulcontact- of een aardaansluiting 22 (zie Fig. 2), waarop een externe aardleiding aangesloten kan worden. De aardaansluiting 22 wordt dan, bijvoorbeeld met een 5 verend contact verbonden met de printplaat 26. Dit type schakelaar wordt ook aangeduid als 'solid neutral'.

Hoewel uitvoeringsvormen van de printplaat 26 volgens de onderhavige uitvinding in het bovenstaande zijn toegelicht aan de hand van een voorbeeld van een beveiligingsschakelaar, zoals weergegeven in Fig. 1 en 2, zal het voor de deskundige 10 duidelijk zijn dat deze printplaat 26 ook in andere soorten schakelaars kan worden toegepast, waarbij slechts een zeer beperkte ruimte binnen de behuizing beschikbaar is.

i 1027339

Claims (12)

1. Printplaat (26) voor gebruik in een beveiligingsschakelaar (50), waarbij de printplaat (26) is voorzien van elektronische componenten die een schakeling vormen 5 voor het aansturen van een vooraf bepaalde functie van de beveiligingsschakelaar (50), waarbij de beveiligingsschakelaar (50) een behuizing (31) omvat met daarin elementen van de beveiligingsschakelaar (50), met het kenmerk, dat de printplaat (26) in hoofdzaak vlak is en een vorm heeft die bepaald wordt door de overige elementen in de behuizing (31). 10

2. Printplaat (26) volgens conclusie 1, waarbij de printplaat (26) is vervaardigd van keramisch materiaal, zoals aluminiumoxide.

3. Printplaat (26) volgens conclusie 1 of 2, waarbij de printplaat (26) is voorzien 15 van een of meer contactgebieden (81... 86) met een vooraf bepaalde afmeting en vorm, waarbij de contactgebieden (81.. .86) geschikt zijn voor het contacteren van elementen in de beveiligingsschakelaar (50) door middel van contactveren.

4. Printplaat (26) volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de 20 elektronische componenten op de printplaat (26) een of meer dikke-filmweerstanden (87, 89) omvatten.

5. Printplaat (26) volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de elektronische componenten op de printplaat (26) een of meer 25 hoogspanningscondensatoren (88) in serie met een dikke-filmweerstand omvat

6. Printplaat (26) volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij elektronische componenten op de printplaat (26) als oppervlaktemontage-componenten zijn uitgevoerd. 30

7. Printplaat (26) volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de schakeling op de printplaat (26) een aardlekbeveilingsschakeling is die een weerstand omvat die opgenomen is in een fasecircuit van de schakelaar, waarbij de weerstand als 1027339 dikke-fllmweerstand op de printplaat (26) is uitgevoerd, en de aardlekbeveiligingsschakeling in de beveiligingsschakelaar achter een kortsluitstroombeveiligingsinrichting (2) is geplaatst.

8. Printplaat (26) volgens conclusie 7, waarbij de aardlekbeveiligingsschakeling een weerstand omvat voor het gecontroleerd opwekken van een aardlekstroom, en de weerstand is uitgevoerd als dikke-fllmweerstand.

9. Printplaat (26) volgens conclusie 7 of 8, waarbij de 10 aardlekbeveiligingsschakeling op de printplaat (26) voorzien is van voedingsspanningsaansluitingen, die elektrisch verbonden zijn met een fase-, respectievelijk nulcontact van de beveiligingsschakelaar (50).

10. Printplaat (26) volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de 15 printplaat (26) is voorzien van doorgeleidingen, waardoor elektronische componenten op beide zijden van de printplaat (26) geplaatst kunnen worden.

11. Printplaat (26) volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de printplaat (26) is voorzien van een indicatorschakeling voor het aangeven van een 20 bedrijfstoestand van de beveiligingsschakelaar (50).

12. Werkwijze voor het produceren van een printplaat (26) volgens een van de conclusies 1 tot en met 11, gekenmerkt door - het uitstanst van een veelvoud van printplaten (26) met een vooraf bepaalde vorm 25 uit een blad van keramisch moedermateriaal; - het uitharden van het blad voor het vormen van het veelvoud van printplaten (26) van keramisch eindmateriaal. ************* 30 1027339