-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Signaleinrichtung für
ein elektrisches Überwachungsgerät, insbesondere
für einen Kurz- und/oder Erdschlussanzeiger, wie er hauptsächlich
in Mittelspannungsanlagen eingesetzt wird, zur optischen, visuell wahrnehmbaren
Signalisierung mit mindestens einem Leuchtelement, insbesondere
einer Leuchtdiode (LED) oder einer organischen Leuchtdiode (OLED),
wobei das Leuchtelement einen überwiegenden Anteil seines
emittierten Lichtes als Hauptlicht in einer bestimmten Vorzugsrichtung
entsprechend einer Hauptlichtachse abstrahlt.
-
Bei
Kurzschlussanzeigern für elektrische Energieversorgungsnetze
insbesondere im Mittelspannungsbereich sind als Anzeigeelemente
zunächst so genannte Schauzeichen bekannt (s. hierzu beispielsweise
DE 20 2004 009 065
U1 ,
DE 44
08 709 C2 und auch zum Teil
DE 197 03 347 A1 ). Dabei handelt es sich
bekanntlich um insbesondere klappenartige Elemente, die elektromagnetisch
bistabil zwischen einem Ausgangszustand und einem Signalzustand umsteuerbar
sind. Deshalb ist zusätzlich auch eine spezielle Rückstelleinrichtung
zum Rückstellen vom Signalzustand in den Ausgangszustand
erforderlich. Solche Schauzeichen sind nur bei ausreichender Helligkeit
erkennbar; bei Dunkelheit ist deshalb stets eine zusätzliche
Beleuchtung erforderlich, was aber wegen des Energieverbrauchs nachteilig
ist, weil solche Geräte üblicherweise netzunabhängig
aus Batterien oder Akkus gespeist werden.
-
Es
sind daher auch bereits Signaleinrichtungen der gattungsgemäßen
Art bekannt, die als Anzeigeelement mindestens eine Leuchtdiode
(LED) aufweisen (s. hierzu zum Beispiel
DE 197 56 043 A1 ,
DE 28 26 247 C2 sowie
auch die in der schon erwähnten
DE 197 03 347 A1 zusätzlich
noch beschriebenen Alternativen zu den Schauzeichen). Die bekannten LED-Anzeigen
haben aber den Nachteil, dass das Lichtsignal nur aus recht engen
Blickwinkeln hinreichend sichtbar ist, was vor allem auf die Eigenschaft üblicher
Leuchtdioden zurückzuführen ist, Licht hauptsächlich
in einem recht engen Winkel in einer bestimmten Vorzugsrichtung
abzustrahlen.
-
Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Signaleinrichtung
der genannten Art zu schaffen, die trotz Verwendung (mindestens)
einer Leuchtdiode eine verbesserte optische Wahrnehmbarkeit mit
reduzierter Blickwinkelabhängigkeit gewährleistet.
-
Erfindungsgemäß wird
dies durch die Merkmale des Anspruchs 1 erreicht. Vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale
der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen
enthalten.
-
Demnach
ist der Leuchtdiode erfindungsgemäß ein Lichtleitelement
derart zugeordnet, dass ein von der Leuchtdiode seitlich außerhalb
des Bereiches des Hauptlichtes emittiertes Streulicht gesammelt
und in Seitenrichtung etwa senkrecht zur Hauptlichtachse abgestrahlt
wird. Somit wird durch das erfindungsgemäße Lichtleitelement
erstmals ein seitliches Streulicht der Leuchtdiode genutzt, um die
optische Wahrnehmbarkeit der Signaleinrichtung aus seitlichen Blickrichtungen
zu verbessern oder zu ermöglichen.
-
Anhand
von in der Zeichnung veranschaulichten, bevorzugten Anwendungs-
und Ausführungsbeispielen soll die Erfindung im Folgenden
genauer erläutert werden. Dabei zeigen:
-
1 eine
Perspektivansicht einer möglichen Ausführungsform
eines Kurzschlussanzeigers als bevorzugtes Anwendungsbeispiel für
die Erfindung, wobei dieser Kurzschlussanzeiger eine erfindungsgemäße
Signaleinrichtung aufweist,
-
2 eine
erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Lichtleitelementes in einer Perspektivansicht auf eine Innenseite,
-
3 eine
Draufsicht auf die Innenseite in Pfeilrichtung III gemäß 2,
-
4 einen
diametralen Querschnitt in der Ebene IV-IV gemäß 3,
-
5 eine
zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Lichtleitelementes in einer Perspektivansicht auf die Innenseite ähnlich 2,
-
6 eine
Draufsicht in Pfeilrichtung VI gemäß 5 analog
zu 3 und
-
7 einen
diametralen Querschnitt in der Ebene VII-VII gemäß 6.
-
In
den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind gleiche Teile stets
mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
-
Wie
sich zunächst aus 1 ergibt,
dient ein Kurzschlussanzeiger 1 zur direkten Anordnung
an einer elektrischen Leitung 2 eines Energieversorgungsnetzes,
z. B. einer Freileitung oder einem Kabel. Von der Leitung 2 ist
nur ein kurzes Teilstück dargestellt. Der Kurzschlussanzeiger 1 wird
somit unmittelbar an der Leitung 2 montiert, praktisch
angehängt. Dazu besteht der Kurzschlussanzeiger 1 aus
einem kleinen und kompakten Gehäuse 4 und einem
Halteteil 6, wobei das Gehäuse 4 und
das Halteteil 6 zwischen sich eine zu einer Seite hin zum
Aufsetzen auf die Leitung 2 oder zum Abnehmen von der Leitung 2 offene
bzw. zu öffnende Leitungsaufnahme 8 für
die Leitung 2 bilden und dabei derart relativ zueinander beweglich
und mit einer Schließkraft F beaufschlagt sind, dass die
Leitungsaufnahme 8 gegen die Schließkraft F geöffnet
oder selbsttätig durch die Schließkraft F geschlossen
wird. Hierdurch ist das Gehäuse 4 durch das Halteteil 6 – ähnlich
wie eine übliche (Schraub-)Zwinge – klemmend und
lösbar an der Leitung 2 befestigbar. Im an der
Leitung 2 befestigten Zustand hängt praktisch
das Gehäuse 4 vertikal nach unten. Zur optischen,
visuell wahrnehmbaren Signalisierung eines erfassten, in der Leitung 2 auftretenden
Kurzschlussstromes weist der Kurzschlussanzeiger 1 an der
nach unten weisenden Seite des Gehäuses 4 eine
erfindungsgemäße Signaleinrichtung 10 auf.
-
Wie
sich nun aus den 2 bis 4 einerseits
sowie 5 bis 7 andererseits ergibt, weist die
Signaleinrichtung 10 bevorzugt ein einzelnes Leuchtelement 12 auf.
Als Leuchtelement 12 dient insbesondere eine Leuchtdiode
(LED) oder eine organische Leuchtdiode (OLED), ggf. in einer Ausführung
als so genannte SMD-LED bzw. SMD-OLED. Das Leuchtelement 12 hat
die Eigenschaft, dass es gemäß 4 und 7 einen überwiegenden
Anteil seines emittierten Lichtes als Hauptlicht 14 in
einer bestimmten Vorzugsrichtung entsprechend einer Hauptlichtachse 16 abstrahlt.
Erfindungsgemäß ist hierbei dem Leuchtelement 12 ein
Lichtleitelement 18 derart zugeordnet, dass ein von dem
Leuchtelement 12 seitlich außerhalb des Bereiches
des Hauptlichtes 14 emittiertes Streulicht 20 gesammelt
und in Seitenrichtung etwa senkrecht zur Hauptlichtachse 16 abgestrahlt
wird. Das Streulicht 20 ist in 4 und 6 durch
gestrichelte Linien angedeutet. Demnach wird das Streulicht 20 derart
gleichmäßig über den gesamten Umfang
von 360° um die Hauptlichtachse 16 verteilt, dass
es in einer zur Hauptlichtachse 16 im Wesentlichen senkrechten
Ebene praktisch als durchgehendes, gleichmäßiges
Lichtband rundum abgestrahlt wird. Das Lichtleitelement 18 ist
dabei aber auch so ausgebildet, dass das Hauptlicht 14 des
Leuchtelementes 12 im Wesentlichen unbeeinflusst in Richtung
der Hauptlichtachse 16 durchgelassen wird.
-
Von
dem gesamten, von dem Leuchtelement 12 emittierten Licht
können der Hauptlicht-Anteil etwa 80% bis 95%, insbesondere
etwa 90% und der Streulicht-Anteil etwa 5% bis 20%, insbesondere etwa
10% betragen. Dabei weist das Leuchtelement 12 eine vordere
Abstrahllinse 22 (Lupe) für das Hauptlicht 14 derart
auf, dass das Hauptlicht 14 als Lichtkegel mit einem bestimmten,
von dem jeweils verwendeten Typ des Leuchtelementes 12 definierten
Abstrahlwinkel α abgestrahlt wird. Dieser Abstrahlwinkel α kann
z. B. im Bereich von 20° bis 60° liegen.
-
In
der ersten Ausführungsform gemäß 2 bis 4 ist
das Lichtleitelement 18 als insbesondere kreisförmige,
eventuell aber z. B. polygonale Scheibe 24 aus einem transparenten
Material gebildet. Die relativ dick ausgebildete Scheibe 24 weist auf
ihrer Innenseite ein zentrisches Sackloch 26 zur Aufnahme
des Leuchtelementes 12 derart auf, dass das seitlich von
dem Leuchtelement 12 ausgehende Streulicht 20 über
eine innere Loch-Umfangsfläche 28 in die Scheibe 24 eintritt
und durch die Scheibe 24 hindurch geleitet wird und aus
einer äußeren Scheibenumfangsfläche 30 austritt.
Die äußere Scheibenumfangsfläche 30 ist
derart insbesondere mattiert und/oder profiliert ausgebildet, dass
sie das von innen ankommende Streulicht weitergehend so streut, dass
es bei Betrachtung von der Seite her als leuchtendes Band bzw. als
leuchtender Ring erscheint. Das Hauptlicht 14 durchstrahlt
die Scheibe 24 im Bereich einer Bodenfläche 32 des
Sackloches 26 und tritt aus einer gegenüberliegenden
Scheibenaußenfläche 34 aus. Dabei ist
die Kreisscheibe 24 zumindest im Bereich der Loch-Umfangsfläche 28,
der Loch-Bodenfläche 32 und der Scheibenaußenfläche 34 glänzend
poliert ausgebildet. Bei der dargestellten Ausführung weist
die Scheibe 24 beidseitig ebene, zur optischen Achse 16 senkrechte
Flächen auf. Es ist aber auch eine profilierte und/oder
gewölbte Form denkbar, die z. B. wie eine nach unten in
Lichtstrahlrichtung zeigende Lautsprechermembran aussehen kann.
-
Zur
Verbindung mit dem Gehäuse 4 kann die Scheibe 24 einen
bevorzugt hohlzylindrischen Umfangsrand 36 aufweisen, der
seinerseits eine äußere Ringnut 38 für
einen nicht dargestellten Dichtring aufweisen kann.
-
Bei
der alternativen Ausführungsform gemäß 5 bis 7 ist
das Lichtleitelement 18 als flacher, topfartiger Hohlkörper 40 mit
einer relativ dünnen, vorzugsweise kreisförmigen
Querwandung 42 und einer bevorzugt hohlzylindrischen Umfangswandung 44 ausgebildet.
Hierdurch kann im Vergleich zu der ersten Ausführung gemäß 2 bis 4 Material
eingespart werden. Die Querwandung 42 weist auf ihrer dem
Leuchtelement 12 zugewandten Oberfläche eine Scheibenprofilierung 46 derart
auf, dass ein schräg auf die Querwandung 42 auftreffender
Anteil des Streulichtes 20 des Leuchtelementes 12 zum Außenumfang
der Umfangswandung 44 geleitet wird und dort aus einer äußeren
Umfangsfläche 48 austritt. Die Scheibenprofilierung 46 kann ähnlich
einer Fresnellinse ausgebildet sein. Weiterhin ist es vorteilhaft,
wenn die Umfangswandung 44 auf ihrer zu dem Leuchtelement 12 weisenden
Innenseite eine Leitprofilierung 50 derart aufweist, dass
ein die Umfangswandung 44 direkt treffender Anteil des
Streulichtes 20 durch die Umfangswandung 44 hindurch
gleichmäßig über den gesamten Umfang
von 360° verteilt wird. Dadurch ergibt sich wiederum für
den Betrachter das Erscheinungsbild eines durchgehenden Leuchtbandes
oder Leuchtringes. Die Leitprofilierung 50 ist bei der
dargestellten Ausführung als Zackenprofil mit zahnradartigen
Zahnkanten ausgeführt, es kann aber auch ein gewelltes
Profil vorgesehen sein.
-
In
allen Ausführungen besteht das Lichtleitelement 18 aus
einem transparenten, vorzugsweise klarsichtigen Material, insbesondere
einem Kunststoff, wie PMMA (Polymethylmethacrylat, auch Acrylglas
genannt). Für die bevorzugte Anwendung kann das Lichtleitelement 18 zum
Verschluss des Gehäuses 4 deckelartig und insbesondere
abgedichtet mit dem Gehäuse 4 verbunden sein.
Hierbei ist es vorteilhaft, wenn das Lichtleitelement 18 in
einem die Hauptlichtachse 16 konzentrisch umschließenden Außenrandbereich
eine umlaufende, über die Scheibenaußenfläche 34 vorstehende
Tropfkante 52 aufweist, die in den 1, 4 und 7 erkennbar ist.
Diese Tropfkante 52 vermeidet einen Wasserumlauf und dadurch
auch Verschmutzungen der Scheibenaußenfläche 34.
-
Die
Erfindung betrifft auch ein praktisch beliebiges elektrisches Überwachungsgerät
mit einer erfindungsgemäßen Signaleinrichtung 10.
Vorzugsweise ist das Überwachungsgerät – wie
schon erläutert – als Kurz- und/oder Erdschlussanzeiger 1 beispielsweise
für elektrische Freileitungen ausgebildet.
-
Hierzu
sei abschließend noch bemerkt, dass bei der in 1 dargestellten,
bevorzugten Ausgestaltung zur Erzeugung der Schließkraft
F ein das Gehäuse 4 außenseitig umschließendes,
einzelnes Federelement 53 vorgesehen ist. Das Gehäuse 4 weist
bevorzugt eine im Wesentlichen zylindrische Außenkontur
auf und wird von dem Federelement 53 – bezogen
auf seine Gehäuse-Längsachse – koaxial umschlossen.
Konkret ist das Federelement 53 als Schraubendruckfeder
ausgebildet und unter Vorspannung zwischen einem ersten, gehäuseseitigen Widerlager 54 und
einem zweiten, mit dem Halteteil 6 verbundenen Widerlager 56 angeordnet.
Das erste Widerlager 54 liegt auf der der Leitungsaufnahme 8 zugewandten
Seite des Gehäuses 4, während das zweite
Widerlager 56 am gegenüberliegenden Endbereich
in der Nähe der Signaleinrichtung 10 vorgesehen
ist. Das Schraubendruck-Federelement 53 wirkt somit jeweils
mit der Schließkraft F gegen die beiden Widerlager 54, 56,
so dass das mit dem zweiten Widerlager 56 verbundene und
das Gehäuse 4 stirnseitig zur Bildung der Leitungsaufnahme 8 übergreifende
Halteteil 6 zum Klemmen der Leitung 2 gegen das
Gehäuse 4 vorgespannt ist. Weitere Einzelheiten
zu dieser bevorzugten Ausgestaltung des Kurzschlussanzeigers 1 sind
auch in einer weiteren Anmeldung der Anmelderin mit dem internen
Vertreteraktenzeichen 12072 enthalten, so dass an dieser Stelle
auf die genannte Anmeldung in vollem Umfang Bezug genommen wird.
-
Die
Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt, sondern umfasst auch alle im Sinne der Erfindung
gleichwirkenden Ausführungen. Ferner ist die Erfindung
bislang auch noch nicht auf die im Anspruch 1 definierte Merkmalskombination
beschränkt, sondern kann auch durch jede beliebige andere
Kombination von bestimmten Merkmalen aller insgesamt offenbarten
Einzelmerkmalen definiert sein. Dies bedeutet, dass grundsätzlich
praktisch jedes Einzelmerkmal des Anspruchs 1 weggelassen bzw. durch
mindestens ein an anderer Stelle der Anmeldung offenbartes Einzelmerkmal
ersetzt werden kann. Insofern ist der Anspruch 1 lediglich als ein
erster Formulierungsversuch für eine Erfindung zu verstehen.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 202004009065
U1 [0002]
- - DE 4408709 C2 [0002]
- - DE 19703347 A1 [0002, 0003]
- - DE 19756043 A1 [0003]
- - DE 2826247 C2 [0003]