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Die
Erfindung betrifft ein elektrisches Installationsgerät
nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Derartige
elektrische Installationsgeräte werden im Rahmen der Gebäudeinstallationstechnik
sowohl bei der Erstausstattung als auch im Nachrüstbereich
eingesetzt. Häufig ist es wichtig, das jeweilige elektrische
Installationsgerät funktional aufrüsten zu können.
Aus diesem Grund hat es sich als vorteilhaft erwiesen, entsprechende
Baugruppen zu schaffen, so dass bei Bedarf das vorhandene Gerät
ergänzt werden kann.
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Aus
dem Stand der Technik, beispielsweise aus der
EP 0 281 969 B1 , ist ein
Installationsgerät bekannt, bei dem eine derartige Baugruppe
rückseitig befestigt werden kann. Nachteilig ist dabei,
dass der ohnehin geringe Platz hinter dem Gerätesockel
für den Anschluss und die Verlegung der elektrischen Leitungen
verringert wird oder der Einsatz einer tiefen Installationsdose
notwendig wird. Darüber hinaus muss das Installationsgerät
nach Entfernung des Frontelementes aus dem ortsfesten Installationsgehäuse
gelöst und entfernt werden, um auf die Rückseite
zugreifen zu können und die Baugruppe montieren zu können.
Derartige Anordnungen und Verfahren bedeuten einen erhöhten
Montageaufwand und sind nicht besonders praktikabel.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, die vorstehend
genannten Nachteile zu beseitigen und ein Installationsgerät
zu schaffen, das montagefreundlich und komfortabel ist.
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Gelöst
wird diese Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale.
Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die
Erfindung gemäß dem Patentanspruch 1 weist den
Vorteil auf, dass ein kompaktes und universell verwendbares Modul
geschaffen wird, mit dem ein einen entsprechenden Aufnahmeraum aufweisendes
elektrisches Installationsgerät einfach und funktionsspezifisch
aufgerüstet werden kann. Eine platzsparende und vorteilhafte
Bauteilanordnung ermöglicht einen zylindrischen Modulkörper,
der durch eine kreissegmentförmige Grundfläche
und eine einstückig verbundene gerade Wandung sowie eine
gebogene Wandung und einen separaten Deckel geschaffen wird. Durch
diese kompakte Form kann das Modul in einem entsprechend ausgebildeten
Aufnahmeraum innerhalb der vorhandenen Struktur eines Gerätesockels
integriert werden. Es wird kein zusätzlicher Platz vor
oder hinter dem Gerätesockel benötigt, um das
Modul anzuordnen. Wesentlich ist dabei, dass zur Aufrüstung
des Installationsgerätes lediglich das funktionsspezifische
Frontelement entfernt werden muss, um das Modul einsetzen beziehungsweise
austauschen zu können. Eine Demontage des Gerätesockels
bzw. des Tragrahmens aus dem wandseitigen Unterputzgehäuse
ist nicht notwendig, so dass ein erheblicher Installationsvorteil
entsteht.
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Die
Module können unterschiedlichste Funktionen erfüllen
und bilden funktional in sich geschlossene Baugruppen, so dass am
Gerätesockel keine Veränderungen notwendig sind.
Insbesondere existieren Module, die je nach Anwendungsfall eingesetzt werden,
z. B. Überspannungsschutzmodule, Anzeige- und Beleuchtungsmodule,
Alarmmodule, Datenverarbeitungsmodule oder mechanische Funktionsmodule.
Weiterhin kann in den Modulen eine eingehende Netzspannung in eine
beliebige kleinere Spannung oder andere Energieart umgewandelt werden.
Neben konventioneller Installationstechnik ist hier auch die Verwendung
von Bustechnologien möglich. Denkbar sind hier neben drahtgebundenen auch
nicht drahtgebundene Komponenten beispielsweise zur Datenübertragung
mittels Funk- oder Infrarotsignalen.
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Die
Module enthalten hierfür insbesondere optische, mechanische
und/oder elektrische Bauelemente und können entsprechend
mit dem Gerätesockel und dem funktionsspezifischen Frontelement verbunden
werden. Die räumliche Anordnung der Bauteile in und an
dem Modul und deren Bauteilgröße ist dahingehend
ausgerichtet, dass ein frontseitig in den Gerätesockel
integrierbarer Modulkörper möglich ist. Vorteilhafterweise
sind hierzu ohne Verlust der Gehäusestabilität
bereichsweise Wandungen ausgeschnitten worden, so dass einerseits
ein Raumgewinn geschaffen wurde und gleichzeitig die Zufuhr von
Kühlluft vergrößert worden ist.
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In
einer bevorzugten Ausführung passt das Modul formschlüssig
in den Aufnahmeraum und wird in der Endstellung rastend darin fixiert.
Der Formschluss zwischen dem Aufnahmeraum und dem Modul ermöglicht
eine zwangsgeführte und damit codierte Steckung. Das Modul
wird mit einer vollständig geführten, linear gleitenden
Montagebewegung umlenkungsfrei bis zum Anschlag in den Aufnahmeraum eingeführt.
Frontseitig des Moduls sind Griffe angeformt, die eine einfache
Handhabung ermöglichen.
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Die
elektrische Kontaktierung des Moduls mit Kontaktelementen des Gerätesockels
erfolgt während der Modulmontage selbsttätig und
berührungsgeschützt im Bodenbereich des Aufnahmeraumes.
Die Kontaktelemente an dem Modul und in dem Aufnahmeraum sind geschützt
vor Berührungen und Beschädigungen in zueinander
komplementären Freiräumen, Nuten und Aussparungen
angeordnet. Die komplementären Formen unterstützen
neben der zwangsgeführten Steckung des Moduls auch die
korrekte Kontaktierung der Kontaktelemente.
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Visuelle
Zustandsmeldungen erfolgen über frontseitig des Moduls
ausgeführte Lichtelemente. Eine platzsparende Variante
ergibt sich durch die Verwendung von mehrfarbigen Lichtelementen,
bei denen mit einem einzigen Leuchtkörper verschiedenfarbige
Lichtsignale erzeugt werden können. Zusätzlich
ist eine akustische Signalisierung möglich. Darüber
hinaus ist ein zusätzlicher Kontakt vorhanden, der funktionsabhängig
Signale des Gerätesockels abgreifen kann.
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Eine
mögliche Ausführungsform des elektrischen Installationsgerätes
ist ein Überspannungsschutzmodul, welches in eine Steckdose
einsetzbar ist. Vorteilhafterweise ist dann eine Durchgangsbohrung
in dem Modul angeordnet, so dass bei identischer Modulausbildung
auch ein Gerätesockel mit Erdungsstift bestückt
werden kann. In beiden Fällen bleibt das Kontaktierungsprinzip
mittels Kontaktdruck an den Erdungsbügel gleich. Der Erdungsbügel
ist in einer der Form des Aufnahmeraumes folgenden, vorzugsweise
U-förmigen, Struktur gebogen.
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Eine
vorteilhafte Bauteilanordnung ermöglicht die Schaffung
des Aufnahmeraumes innerhalb der vorhandenen Struktur des Gerätesockels.
In bevorzugter Ausführung ist der Aufnahmeraum formschlüssig
zum Modulkörper und somit platzsparend ausgebildet. Es
wird kein zusätzlicher Platz vor oder hinter dem Gerätesockel
benötigt, um das Modul anzuordnen. Das Modul kann frontseitig
montiert und flächenbündig in den Gerätesockel
integriert werden.
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Es
wird ein universell verwendbares Installationsgerät geschaffen,
das im Bedarfsfall mit einer geeigneten modularen Baugruppe einfach
aufgerüstet werden kann. Vorteilhafterweise kann dabei
die allgemein vorhandene Struktur von Gerätesockeln, insbesondere
deren Abmessungen und deren Befestigungs- und Kontaktpunkte, unverändert
erhalten bleiben. Somit können beispielsweise die funktionsspezifischen
Frontelemente innerhalb einer Produktserie beim Austausch eines
bestehenden Installationsgerätes weiter verwendet werden.
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Weitere
Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus
nachfolgender Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles
anhand der Zeichnungen.
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Es
zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines Installationsgerätes mit
Frontelement und mit Abdeckung.
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2 eine
frontseitige Ansicht eines Installationsgerätes ohne Abdeckung
und ohne Modul.
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3 eine
perspektivische Ansicht des Installationsgerätes aus 2 ohne
Löseelement.
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4 eine
frontseitige Ansicht eines Moduls.
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5 eine
perspektivische Ansicht des Moduls aus 4.
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6 eine
weitere perspektivische Ansicht des Moduls aus 4.
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7 eine
perspektivische Ansicht des Installationsgerätes und des
Moduls vor der Montage.
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8 eine
frontseitige Ansicht des Installationsgerätes mit eingesetztem
Modul.
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Gleiche
oder gleichwirkende Bauteile sind in der nachfolgenden Beschreibung
mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Nachfolgend
wird der Aufbau und die Funktionsweise des erfindungsgemäßen
Installationsgerätes 1 näher beschrieben.
Beispielhaft ist dabei ein Installationsgerät 1 in
Form einer Steckdose dargestellt, die mit einem Modul 2 für
den Überspannungsschutz bestückt wird.
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Das
Installationsgerät 1 weist einen Gerätesockel 3 auf,
der prinzipiell kreisförmig und blockartig ausgebildet
ist und aus isolierenden Materialien besteht. Den Gerätesockel 3 umgibt
außenseitig ein ringförmiger Tragrahmen 4,
der vorzugsweise rastend befestigt ist. Der Tragrahmen 4 ist
entweder aus metallischen oder aus nichtmetallischen Werkstoffen, vorzugsweise
Kunststoff, gefertigt. Radial gegenüberliegend sind an
dem Gerätesockel 3 bzw. an dem Tragrahmen 4 nicht
näher dargestellte krallenartige Befestigungsmittel vorgesehen,
die die Befestigung des Installationsgerätes 1 in
einem nicht dargestellten ortsfesten Installationsgehäuse
ermöglichen. Vorzugsweise bilden der Gerätesockel 3 und
der Tragrahmen 4 eine Montageeinheit. Frontseitig ist ein funktionsspezifisches
Frontelement 5 befestigt, das je nach Anwendung ein- oder
mehrteilig sein kann. (1)
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Versenkt
in dem Gerätesockel 3 sind unter sogenannten Löseelementen 6 und 7 metallische Kontaktelemente 8 und 9 angeordnet,
in die frontseitig Steckerstifte eines nicht dargestellten Gerätesteckers
gesteckt werden und die rückseitig über Anschlussklemmen 10 und 11 mit
Versorgungsleitungen verbunden werden. Des weiteren ist in dem Gerätesockel 3 ein
mehrfach gebogener Erdungsbügel 12 angeordnet,
der zur frontseitigen Kontaktierung eines Erdungskontaktes des Gerätesteckers
dient und der rückseitig über eine entsprechende
Anschlussklemme 13 mit einem Erdleiter verbunden wird.
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Die
beiden Kontaktelemente 8 und 9 sind mittig des
Gerätesockels 3 in entsprechend geformten Kammern 14 und 15 befestigt.
Die Anschlussklemmen 10, 11 sind mit dem zugehörigen
Kontaktelement 8, 9, vorzugsweise rastend, elektrisch
leitend verbunden und einheitlich in einem Anschlussbereich 16 des
Gerätesockels 3 angeordnet. Auf der radial gegenüberliegenden
Seite ist innerhalb des einstückigen Gerätesockels 3 durch
eine radiale Außenwand 17 und eine geradlinige
Innenwand 18 ein sich zylindrisch erstreckender Aufnahmeraum 19 gebildet,
der eine kreissegmentförmige Grundfläche 20 aufweist,
die durch eine rückseitige Bodenplatte 21 gebildet
wird. (2 und 3)
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Gemäß 1 verschließt
im unbestückten Zustand eine entfernbare Abdeckung 22 diesen
Aufnahmeraum 19, wobei die Abdeckung 22 flächenbündig
zu den Löseelementen 6 und 7 angeordnet ist.
An der Bodenplatte 21 innerhalb des Aufnahmeraumes 19 befinden
sich Rastnasen 23, die zur Fixierung des Moduls 2 dienen.
In den Aufnahmeraum 19 erstrecken sich bodenseitig die
Kammern 14 und 15 der Kontaktelemente 8 und 9.
Der Erdungsbügel 12 ist zwischen den beiden Kontaktelementen 8 und 9 angeordnet
und verläuft zunächst bodenseitig und dann abgebogen
senkrecht entlang der Außenwand 17 im Aufnahmeraum 19.
In diesen Aufnahmeraum 19 ist formschlüssig ein
Modul 2 einsetzbar.
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Gemäß der 4 bis 6 besteht
das Modul 2 aus Isolationsmaterial und weist eine zylindrische
Raumerstreckung auf, beginnend mit einer kreissegmentförmigen
Grundfläche 24 von der sich eine geradlinige Wandung 25 und
eine gebogene Wandung 26 erstrecken, die mit einem Deckel 27 verschlossen
sind. An den Wandungen 25 und 26 sind verschiedene
Aussparungen, Freischnitte und Ansätze ausgebildet. In
dem Modul 2 sind diverse Bauteile angeordnet, beispielsweise
Varistoren, Gasableiter, eine Leiterplatte, Widerstände,
Lichtelemente und Kontaktelemente. Hierdurch lässt sich
zum Beispiel eine Überspannungsschutzeinheit realisieren.
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Umfangseitig
an der gebogenen Wandung 26 des Moduls 2 und unterhalb
einer mittig angeordneten, nicht näher dargestellten Platine
befinden sich zwei Varistoren 28, wobei die Wandung 26 zur
Bauteilkühlung bereichsweise Freischnitte 29 aufweist. Oberhalb
der Platine sind Widerstände und Lichtelemente angeordnet.
An der Grundfläche 24 des Moduls 2 sind
Freiräume 30 und 31 ausgebildet, in denen
Kontaktstifte 32 und 33 geschützt aus
dem Modul 2 geführt sind, die mit den Kontaktelementen 8 und 9 des
Gerätesockels 3 elektrisch kontaktierbar sind.
Zwischen den Freiräumen 30 und 31 ist
eine Nut 34 ausgebildet, in die ein Kontaktstift 35 hineinragt,
der den im Gerätesockel 3 verlaufenden Erdungsbügel 12 kontaktiert.
Darüber hinaus ist in dem Modul 2 eine Durchgangsbohrung 36 angeordnet,
so dass auch eine Steckdosenvariante mit Erdungsstift realisierbar
ist, wobei die Anordnung und Kontaktierung des Kontaktstiftes 35 gleich
bleibt. Innerhalb der Nut 34 sind Ausnehmungen 37 zum
rastenden Eingriff mit den Rastnasen 23 der Bodenplatte 21 ausgebildet.
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Oberseitig
des Moduls 2, vorzugsweise an dem Deckel 27, sind
Fortsätze 38 ausgebildet, die das Einstecken und
ggfs. das Entfernen des Moduls 2 erleichtern. Des weiteren
befindet sich oberseitig des Moduls 2 randseitig ein stiftförmiger
Ansatz 39, um Lichtsignale aus dem Modul 2 gezielt
an Anzeigeelemente in dem Frontelement 5 leiten zu können. Hierzu
ist zumindest der Ansatz 39 aus einem lichtleitfähigen
Material, wie z. B. PC oder PMMA, geformt. Ein Lichtelement in Form
einer LED 40 ist in einer Aussparung 41 angeordnet.
Zusätzlich ist in dem Deckel 27 ein Versprung 42 ausgebildet,
um mechanische Einrichtungen des Frontelementes 5 formschlüssig
aufzunehmen, z. B. Elemente des erhöhten Berührungsschutzes.
Darüber hinaus befindet sich an der geraden Wandung 25 des
Moduls 2 ein abgewinkelter Ansatz 43, in dem geschützt
ein Zusatzkontakt 44 ausgeführt ist.
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Nachfolgend
wird die Montage bzw. Funktion des Installationsgerätes 1 kurz
beschrieben. (7 und 8)
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Eine
Basisversion eines Installationsgerätes 1 besteht
aus einem mit den Kontaktelementen 8 und 9 und
dem Erdungsbügel 12 ausgestatteten Gerätesockel 3 und
dem daran befestigten Tragrahmen 4. Der Aufnahmeraum 19 ist
durch eine Abdeckung 22 verschlossen und es befindet sich
kein Modul 2 darin. Eine derartige Einheit wird üblicherweise
in einer Unterputzdose mittels der Anschlussklemmen 10, 11, 13 an
Versorgungsleitungen angeschlossen und durch die krallenartigen
Befestigungsmittel fixiert. Abschließend wird das Frontelement 5 befestigt.
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Im
Bedarfsfall wird das elektrische Installationsgerät 1 nachgerüstet,
beispielsweise um einen Überspannungsschutz zu integrieren.
Hierzu wird das Frontelement 5 und anschließend
die Abdeckung 22 des Gerätesockels 3 entfernt.
Aufgrund des Formschlusses kann ein Modul 2 ohne Verkantungen linear
bis zum Anschlag in den kreissegmenfförmigen Aufnahmeraum 19 geschoben
werden. Automatisch wird es dabei sowohl mechanisch verrastet als
auch elektrisch kontaktiert, ohne dass ein Ausbau der Installationseinheit 1 oder
zusätzliche Anschlussarbeiten notwendig sind. Frontseitig
ist das Modul 2 nach der Montage flächenbündig
zu den Löseelementen 6 und 7 angeordnet.
Lediglich die Fortsätze 38 ragen hervor, schließen
jedoch mit dem Tragrahmen 4 ab.
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Beim
Montagevorgang verrasten die von der Bodenplatte 21 des
Aufnahmeraumes 19 vorstehenden Rastnasen 23 in
den Ausnehmungen 37 des Moduls 2. Die Kontaktstifte 32 und 33 gleiten
durch das formschlüssige Zusammenarbeiten der Kammern 14 und 15 und
der Freiräume 30 und 31 in die Kontaktelemente 8 und 9.
Die Kontaktierung der Kontaktstifte 32 und 33 in
den Kontaktelementen 8 und 9 bleibt bei der Kontaktierung
von Steckerstiften eines Gerätesteckers in den selben Kontaktelementen 8 und 9 ohne
mechanische Wechselwirkungen. Der Kontaktstift 35 gleitet
in einen Steckplatz 45 in dem Erdungsbügel 12,
wobei der Erdungsbügel 12 von der Nut 34 umschlossen
wird. Der Zusatzkontakt 44 ist in der Nähe des
Kontaktelementes 8 positioniert.
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Beim
Anlegen einer Versorgungsspannung ist der Überspannungsschutz
aktiv. Ein korrekt gesteckter Gerätestecker bringt das
auffedernde Kontaktelement 8 in Anlage zum Zusatzkontakt 44,
so dass dieser Normalzustand durch ein grünes Licht signalisiert
wird, das über den lichtleitenden Ansatz 39 oder über
die LED 40 nach außen, beispielsweise in das Frontelement 5,
geleitet wird. Im Auslösefall bei zu hoher gerätezerstörerischer
Spannung löst das Überspannungsschutzmodul 2 aus.
Das Licht wird rot, wobei optional ein akustischer Alarm ausgelöst werden
kann.
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In
diesem Fall muss das Modul 2 gewechselt werden, da es durch
die Überspannung irreversibel zerstört ist. Hierzu
wird das Modul 2 an den Fortsätzen 38 gezogen,
wobei die Rastnasen 23 federnd in den Ausnehmungen 37 nachgeben
und ein Entfernen möglich ist. Sofern ein Ersatz nicht
sofort zur Hand ist, kann der Aufnahmeraum 19 durch die
Abdeckung 22 bis zum Einsatz eines neuen Moduls wieder
verschlossen werden.
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Die
vorstehende Beschreibung des Ausführungsbeispieles dient
nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung
der Erfindung. Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen
und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der Erfindung
sowie ihrer Äquivalente zu verlassen.
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- 1
- Installationsgerät
- 2
- Modul
- 3
- Gerätesockel
- 4
- Tragrahmen
- 5
- Frontelement
- 6
- Löseelement
- 7
- Löseelement
- 8
- Kontaktelement
- 9
- Kontaktelement
- 10
- Anschlussklemme
- 11
- Anschlussklemme
- 12
- Erdungsbügel
- 13
- Anschlussklemme
- 14
- Kammer
- 15
- Kammer
- 16
- Anschlussbereich
- 17
- Außenwand
- 18
- Innenwand
- 19
- Aufnahmeraum
- 20
- Grundfläche
von 19
- 21
- Bodenplatte
- 22
- Abdeckung
- 23
- Rastnase
- 24
- Grundfläche
des Moduls
- 25
- Wandung
- 26
- Wandung
- 27
- Deckel
- 28
- Varistor
- 29
- Freischnitt
- 30
- Freiraum
- 31
- Freiraum
- 32
- Kontaktstift
- 33
- Kontaktstift
- 34
- Nut
- 35
- Kontaktstift
- 36
- Durchgangsbohrung
- 37
- Ausnehmung
- 38
- Fortsätze
- 39
- Ansatz
- 40
- LED
- 41
- Aussparung
- 42
- Versprung
- 43
- Ansatz
- 44
- Zusatzkontakt
- 45
- Steckplatz
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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