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Die Erfindung betrifft eine steckbare Gerätekombination zum Schutz eines elektrischen Netzes vor Überspannungen oder Überströmen, mit einem Gerätesockel und mit mindestens einem auf den Gerätesockel aufsteckbaren Steckmodul. Dabei weist der Gerätesockel ein etwa U-förmiges Grundgehäuse mit einer Ausnehmung zur Aufnahme des Steckmoduls, Anschlussklemmen für die Leiter des zu schützenden Netzes und mit den Anschlussklemmen verbundene Steckkontakte auf. Das Steckmodul weist ein Innengehäuse, ein haubenförmiges Außengehäuse, ein in dem Innengehäuse angeordnetes Schutzelement und zu den Steckkontakten korrespondierende Anschlusssteckkontakte auf, wobei das haubenförmige Außengehäuse gegenüber dem Innengehäuse zwischen einer ersten, unteren Position und einer zweiten oberen Position begrenzt verschiebbar angeordnet ist.
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Für die Betriebssicherheit von elektrischen Anlagen, Maschinen und Geräten ist die permanente ordnungsgemäße Energieversorgung von besonderer Bedeutung. Um beispielsweise einen Stillstand einer Anlage oder eines Anlagenteils zu verhindern oder die Gefahr der Beschädigung eines elektrischen Netzes oder eines an das elektrische Netz angeschlossenen Verbrauchers möglichst gering zu halten, muss eine Schädigung des Netzes und der Verbraucher durch Überspannungen oder dauerhaft anstehende Überströme, nämlich Überlastströme oder Kurzschlussströme, verhindert werden. Hierzu werden Überspannungsschutzgeräte und Geräteschutzschalter verwendet, die bei Überspannungen bzw. Überlast oder Kurzschluss die transiente Überspannung ableiten oder den fehlerhaften Stromkreis selektiv abschalten, so dass eine Beschädigung der angeschlossenen Geräte verhindert wird und andere Anlagenteile nach Möglichkeit weiter funktionsbereit bleiben.
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Sowohl Überspannungsschutzgeräte als auch Geräteschutzschalter werden in der Praxis häufig als steckbare Gerätekombinationen mit einem Gerätesockel als Unterteil und einem Steckmodul als Oberteil ausgebildet. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann es sich bei der steckbaren Gerätekombination sowohl um ein Überspannungsschutzgerät als auch um einen Geräteschutzschalter handeln, unabhängig davon, dass nachfolgend in erster Linie ein Überspannungsschutzgerät als steckbare Gerätekombination beschrieben wird.
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Bei bekannten Überspannungsschutzgeräten dient der Gerätesockel, der beispielsweise auf einer Tragschiene montiert werden kann, zum Anschluss an die elektrischen Leitungen. Zur Installation eines solchen Überspannungsschutzgeräts, welches beispielsweise die phasenführenden Leiter L1, L2, L3 sowie den Neutralleiter N und gegebenenfalls auch den Erdleiter PE schützen soll, sind an dem Gerätesockel entsprechende Anschlussklemmen für die einzelnen Leiter vorgesehen. Bei den bekannten Überspannungsschutzgeräten ist der Gerätesockel etwa U-förmig ausgebildet, wobei an einen Schenkel die Anschlussklemmen für die Phasenleiter und den Neutralleiter und an dem anderen Anschlussschenkel die Anschlussklemme für den Erdleiter angeordnet sind. Das Grundgehäuse des Gerätesockels weist eine Ausnehmung auf, deren Abmessungen an die Außenabmessungen des Steckmoduls angepasst sind, so dass das Steckmodul in die Ausnehmung eingesteckt werden kann.
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Zur einfachen mechanischen und elektrischen Kontaktierung des Gerätesockels mit dem Steckmodul, in dem das eigentliche Schutzelement angeordnet ist, weist der Gerätesockel mit den Anschlussklemmen verbundene Steckerbuchsen und das Steckmodul korrespondierende Steckerstifte auf, so dass das Steckmodul auf den Gerätesockel aufsteckbar ist. Durch die Steckbarkeit des in dem Steckmodul angeordneten Überspannungsschutzelements besteht die Möglichkeit, das Steckmodul im Fehlerfall oder bei Revisions- oder Wartungsarbeiten auszutauschen, ohne dass die an den Anschlussklemmen des Gerätesockels angeschlossenen Leiter abgetrennt werden müssen.
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Im Fehler- bzw. Überlastfall kann kurzfristig ein Stoß- oder Kurzschlussstrom fließen, der den Nennstrom des Netzes um ein vielfaches übersteigt. Aufgrund des hohen Kurzschlussstromes kommt es dann zu starken magnetischen Kräften, so dass das Überspannungsschutzelement aus dem Geräteunterteil herausgedrückt werden kann. Entsprechendes gilt auch während einer Arbeitsprüfung, bei der das Überspannungsschutzgerät mit Impulsströmen beaufschlagt wird, deren Amplitude die Amplitude eines Kurzschlussstromes übersteigen kann.
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Bei den bekannten Überspannungsschutzgeräten besteht daher die Gefahr, dass die Steckmodule nach einer Arbeitsprüfung sowie im Fehler- bzw. Überlastfall aus dem Gerätesockel herausspringen bzw. angehoben werden. Darüber hinaus kann es auch bei starken Vibrationen zu einem Lösen der Steckverbindung zwischen dem Gerätesockel und dem Steckmodul kommen, so dass der ordnungsgemäße elektrische Anschluss des Steckmoduls nicht mehr sicher gewährleistet werden kann. Dies kann zwar dadurch verhindert werden, dass die Steckerbuchsen und die Steckerstifte so ausgebildet sind, dass zwischen ihnen im gesteckten Zustand ein Kraft- oder Formschluss besteht, der durch die Ausbildung einer Verdickung an den Steckerstiften noch verstärkt werden kann, hierdurch kann ein Steckmodul jedoch nur mit relativ großem Kraftaufwand in den Gerätesockel eingesteckt und bei einem gewollten Austausch nur mit noch größerem Kraftaufwand aus dem Gerätesockel herausgezogen werden.
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Aus der
DE 10 2008 021 210 B4 ist eine eingangs beschriebene steckbare Gerätekombination in Form eines Überspannungsschutzgeräts bekannt, bei der das steckbare Überspannungsschutzelement ein oder zwei Federelemente als Verriegelungselement aufweist. Mit Hilfe eines am haubenförmigen Außengehäuse angeordneten Keils als Betätigungselement können die freien Enden der Federelemente auseinandergedrückt werden, wenn sich das Außengehäuse in seiner unteren Position befindet, so dass sich die freien Enden der Federelemente kraftschlüssig in am Gerätesockel ausgebildeten Führungsrippen verkeilen. Soll das steckbare Überspannungsschutzelement ausgetauscht werden, so muss das Außengehäuse aus seiner unteren Position in seine obere Position angehoben werden, wodurch sich auch das Ende des Betätigungsteils nach oben bewegt, so dass das Federelement oder die beiden Federelemente in ihre ursprüngliche Position zurückfedern können, wodurch die kraftschlüssige Verbindung zwischen den freien Enden der Federelemente und den Führungsrippen des Gerätesockels gelöst wird.
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Ein als steckbare Gerätekombination ausgebildetes Überspannungsschutzgerät ist auch aus der
DE 10 2008 017 423 A1 bekannt. Auch bei diesem Überspannungsschutzgerät ist das die Überspannungsschutzelemente aufweisende Steckmodul in einen Gerätesockel einsteckbar und im eingesteckten Zustand darin verriegelbar. Die Verriegelung des Steckmoduls in dem Gerätesockel erfolgt dabei mit Hilfe eines in einem der Schenkel des Gerätesockels gelagerten Drehriegels, der ein vorstehendes Zungenteil aufweist. Nach dem Einstecken des Steckmoduls in die Aufnahme des Gerätesockels kann das Steckmodul dadurch in seiner Position verriegelt werden, dass der Drehriegel mit Hilfe eines Werkzeugs verdreht wird, wobei das Zungenteil des Drehriegels in eine korrespondierende Nut im Steckmodul eingreift. Soll das Steckmodul ausgetauscht werden, so muss der Drehriegel wiederum verdreht werden, so dass sich dessen Zungenteil aus der Nut im Steckmodul herausbewegt und in eine entsprechende Nut bzw. Öffnung im Schenkel des Gerätesockels hineinschwenkt. Diese Art der Verriegelung des Steckmoduls in dem Gerätesockel weist den Nachteil auf, dass zum Verriegeln und Entriegeln des Steckmoduls in dem Gerätesockel der Drehriegel verdreht werden muss, was einen zusätzlichen Montageschritt bedeutet.
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Auch aus der
DE 10 2005 052 667 A1 ist eine steckbare Gerätekombination zum Schutz vor Überspannungen bekannt, die aus einem Gerätesockel und einem in den Gerätesockel einsteckbaren Steckmodul besteht. Das Steckmodul weist eine Trägereinheit und ein haubenartiges Gehäuseoberteil auf, dessen Stirnseiten über eine an der Oberseite angeordnete Scharnierfläche als flexible Betätigungsflächen ausgebildet sind. An den Stirnseiten des Gehäuseoberteils sind Rastnasen ausgebildet, die bei eingestecktem Steckmodul in korrespondierende Rastausnehmungen im Gerätesockel einrasten. Um die Rastverbindung zwischen den Rastnasen und den Rastausnehmungen zu lösen, müssen die Betätigungsflächen am Gehäuseoberteil nach innen gedrückt werden, wodurch die Rastnasen aus den Rastausnehmungen heraustreten.
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Eine ähnliche mechanische Verrastung ist auch bei der aus der
DE 20 2006 021 210 U1 bekannten steckbare Gerätekombination vorgesehen. Auch hier sind die Stirnseiten des Gehäuses des Steckmoduls über Scharniergelenke mit der Gehäuseoberseite verbunden, so dass die Verrastung zwischen den am Gehäuse des Steckmoduls ausgebildeten Rastnasen und den im Gerätesockel vorgesehen Rastausnehmungen dadurch gelöst werden kann, dass die Stirnseiten des Gehäuses nach innen gedrückt werden.
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Eine steckbare Gerätekombination mit einem Gerätesockel und einem Steckmodul ist auch aus der
DE 10 2011 118 524 A1 bekannt. Auch hierbei ist eine Rastverbindung zwischen dem Gerätesockel und dem Steckmodul vorgesehen, die aus am Gehäuse des Steckmoduls ausgebildeten Rastarmen und Rasthaken am Gerätesockel besteht. Zum Lösen der Rastverbindung müssen auch bei dieser Gerätekombination die Stirnseiten des Gehäuses des Steckmodul nach innen gedrückt werden, was zu einer entsprechenden Auslenkung der Rastarme führt. Um die Auslenkung der Stirnseiten zu ermöglichen, sind im Inneren des Gehäuse Kammern ausgebildet, so dass das Gehäuses des Steckmoduls entsprechend größere Abmessungen aufweist.
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Eine steckbare Gerätekombination aus einem Gerätesockel und einem Steckmodul offenbart auch die
WO 95/12905 A1 , wobei zum Lösen der Verrastung zwischen dem Gerätesockel und dem Steckmodul im Gerätesockel Griffmulden ausgebildet sind, über die am Steckmodul ausgebildete Betätigungsvorsprünge zugänglich sind. Durch Druck auf die Betätigungsvorsprünge werden die Rastvorsprünge des Steckmoduls ausgelenkt, wodurch die Verrastung mit den korrespondierenden Rastnasen des Gerätesockels aufgehoben wird.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine eingangs beschriebene steckbare Gerätekombination zur Verfügung zu stellen, bei der der Gerätesockel und das Steckmodul möglichst einfach ausgebildet sind, gleichzeitig jedoch sowohl das Verriegeln als auch das Entriegeln und Austauschen des Steckmoduls für den Anwender möglichst einfach und komfortabel durchführbar ist.
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Diese Aufgabe ist bei der eingangs beschriebenen steckbaren Gerätekombination mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 dadurch gelöst, dass mindestens eine zwischen dem Gerätesockel und dem Innengehäuse des Steckmoduls wirkende Rastverbindung vorgesehen ist, wobei die Rastverbindung mindestens einen federnden Rastarm mit einer Rastnase und eine Rastausnehmung oder einen Rastvorsprung aufweist. Darüber hinaus ist in mindestens einer Stirnseite des Außengehäuses des Steckmoduls mindestens ein Fenster ausgebildet, das derart mit dem Rastarm zusammenwirkt, dass der Rastarm in der ersten, unteren Position des Außengehäuses nicht ausgelenkt ist, so dass im vollständig eingesteckten Zustand des Steckmoduls in der Ausnehmung das Steckmodul durch die Rastverbindung gesichert ist, während in der zweiten, oberen Position des Außengehäuses der Rastarm dagegen entgegen seiner Federkraft ausgelenkt ist, wodurch die Rastverbindung aufgehoben ist, so dass das Steckmodul einfach aus dem Gerätesockel herausgezogen werden kann.
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Dadurch, dass die Rastverbindung zwischen dem Gerätesockel und dem Steckmodul aus einem Rastarm mit einer Rastnase einerseits und einer Rastausnehmung oder einem Rastvorsprung andererseits besteht, ist die Rastverbindung sehr einfach ausgebildet, wobei insbesondere auf zusätzliche Bauteile verzichtet werden kann, da sowohl der federnde Rastarm als auch die Rastausnehmung oder der Rastvorsprung unmittelbar am Grundgehäuse des Gerätesockels bzw. am Innengehäuse des Steckmoduls realisiert sein können. Durch die Ausbildung mindestens eines Fensters in mindestens einer Stirnseite des Außengehäuses des Steckmoduls kann die Rastverbindung einfach dadurch aufgehoben bzw. gelöst werden, dass das Außengehäuse aus seiner ersten, unteren Position in seine zweite, obere Position verschoben bzw. angehoben wird, was zu einer Auslenkung des Rastarms führt, so dass die Rastnase nicht mehr mit der Rastausnehmung bzw. dem Rastvorsprung in Eingriff ist. Durch ein Anheben bzw. Ziehen des Außengehäuses des Steckmoduls wird somit in einem ersten Schritt die Rastverbindung gelöst, so dass dann – unmittelbar folgend – durch weiteres Anheben bzw. Ziehen des Außengehäuses das Steckmodul von dem Gerätesockel abgehoben bzw. aus der Ausnehmung herausgezogen werden kann.
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Grundsätzlich gibt es zwei Möglichkeiten, an welchem der beiden Bauteile – Gerätesockel oder Steckmodul – die Elemente der Rastverbindung, d. h. der Rastarm einerseits und die Rastausnehmung bzw. der Rastvorsprung andererseits, angeordnet bzw. ausgebildet sind. Der Rastarm mit seiner Rastnase ist dabei in beiden Fällen so angeordnet und ausgebildet, dass die Rastnase ein Aufstecken des Steckmoduls auf den Gerätesockel, d. h. ein Einstecken des Steckmoduls in die Ausnehmung, aufgrund der federnder Eigenschaft des Rastarms nicht behindert. Beim Aufstecken des Steckmoduls wird der Rastarm somit etwas ausgelenkt, so dass das Steckmodul ohne größeren Kraftaufwand in die Ausnehmung eingesteckt werden kann. Hierzu ist auf der dem Steckmodul abgewandten Seite des Rastarms ein entsprechender Freiraum ausgebildet, in den der Rastarm ausgelenkt werden kann.
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Gemäß der grundsätzlichen ersten Ausführungsform der Erfindung ist die mindestens eine Rastausnehmung in mindestens einer die Ausnehmung begrenzenden Wand des Gerätesockels ausgebildet, während der mindestens eine federnde Rastarm mit der zur Rastausnehmung korrespondierenden Rastnase am Innengehäuse des Steckmoduls ausgebildet ist. Die Rastnase ist dabei derart relativ zum Fenster in der Stirnseite des Außengehäuses angeordnet, dass die Rastnase in der ersten, unteren Position des Außengehäuses durch das Fenster herausragen kann. Im vollständig eingesteckten Zustand des Steckmoduls in die Ausnehmung des Gerätesockels rastet dann die Rastnase in die Rastausnehmung in der Wand des Gerätesockels ein, so dass das Steckmodul in dem Gerätesockel verrastet ist. In der zweiten, oberen Position des Außengehäuses ist dagegen der Rastarm durch den unteren Rand des Fensters oder die unterhalb des Fensters angrenzende Wand des Außengehäuses ausgelenkt, so dass die Rastnase nicht mehr in die Rastausnehmung in der Wand des Gerätesockels hineinragt, die Rastverbindung somit aufgehoben ist.
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Bei der zuvor beschriebenen Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Gerätekombination kann das durch die Rastverbindung im Gerätesockel verrastete Steckmodul somit einfach aus der Ausnehmung herausgezogen werden, indem ein Anwender das Steckmodul am Außengehäuse anfasst und aus der Ausnehmung im Gerätesockel herauszieht. Hierbei erfolgt zunächst eine begrenzte Anhebung des Außengehäuses relativ zum Innengehäuse, was dazu führt, dass die zunächst durch das Fenster im Außengehäuse herausragende Rastnase vom unteren Rand des Fensters bzw. der unterhalb des Fensters angrenzenden Wand des Außengehäuses nach innen gerückt wird, was zu einer Auslenkung des Rastarms führt. Die Auslenkung des Rastarms bzw. der Rastnase führt dabei dazu, dass die Rastnase nicht mehr in die Rastausnehmung in der Wand des Gerätesockels hineinragt, so dass die Rastverbindung zwischen der Rastnase und der Rastausnehmung gelöst ist. Da das Außengehäuse gegenüber dem Innengehäuse nur um einen begrenzten Weg verschiebbar angeordnet ist, führt ein weiteres Ziehen an dem Außengehäuse dazu, dass nun die Anschlusssteckkontakte des Steckmoduls aus den Steckkontakten des Gerätesockels herausgezogen und damit das Steckmodul insgesamt von dem Gerätesockel abgezogen wird. Das Lösen der Rastverbindung und das Herausziehen des Steckmoduls aus der Ausnehmung des Gerätesockels erfolgt somit durch einen einzigen Handgriff, nämlich durch ein einfaches Ziehen bzw. Anheben des Steckmoduls am Außengehäuse.
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Zuvor ist ausgeführt worden, dass die Rastverbindung mindestens einen federnden Rastarm und mindestens eine Rastausnehmung aufweist. Vorzugsweise ist in den beiden die Ausnehmung begrenzenden, einander gegenüberliegenden Wänden des Gerätesockels je mindestens eine Rastausnehmung ausgebildet. Korrespondierend dazu weist dann das Innengehäuse des Steckmoduls an den beiden einander gegenüberliegenden Stirnseiten je mindestens einen Rastarm auf, und ist auch in den beiden Stirnseiten des Außengehäuses jeweils mindestens ein Fenster ausgebildet. Hierdurch wird eine sichere Verrastung des Steckmoduls in der Ausnehmung des Gerätesockels gewährleistet, da an zwei gegenüberliegenden Seiten je eine Rastverbindung ausgebildet ist.
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Damit das Einstecken des Steckmoduls in die Ausnehmung im Gerätesockel durch die Ausbildung des Rastarms nicht behindert wird, weist die Rastnase des Rastarms vorzugsweise eine Schräge auf, die entgegengesetzt zur Einsteckrichtung des Steckmoduls in den Gerätesockel ansteigt. Hierdurch wird ein Verkanten oder Verhaken der Rastnase beim Einstecken des Steckmoduls in die Ausnehmung verhindert und das Zurückfedern des Rastarms beim Einstecken erleichtert.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die Rastnase des Rastarms eine Rastfläche und die Rastausnehmung in der Wand des Gerätesockels eine zur Rastfläche korrespondierende Verrastungsfläche auf, wobei die Verrastungsfläche im Wesentlichen parallel zur Grundfläche der Ausnehmung verläuft. Hierdurch wird ein ungewolltes Herausschwenken der Rastnase des Rastarms aus der Rastausnehmung verhindert, so dass eine sichere Verriegelung des Steckmoduls in dem Gerätesockel gewährleistet ist, auch wenn im Fehler- bzw. Überlastfall starke elektromagnetische Kräfte auftreten, durch die das Steckmodul mit einer entgegengesetzt zur Aufsteckrichtung gerichteten Kraft beaufschlagt wird.
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Um das gewollte Lösen der Rastverbindung zu erleichtern, ist gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Rastfläche der Rastnase unter einem Winkel zur Verrastungsfläche der Rastausnehmung verläuft, wobei die Rastfläche vom Rastarm zum freien Ende der Rastnase hin ansteigt. Durch die leicht schräg verlaufende Rastfläche wird das Herausschwenken der Rastnase aus der Rastausnehmung beim Anheben des Außengehäuses aus der ersten, unteren Position in die zweite, obere Position erleichtert.
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Gemäß einer grundsätzlich zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Gerätekombination ist der mindestens eine federnde Rastarm in mindestens einer die Ausnehmung begrenzenden Wand des Gerätesockels ausgebildet. wobei der Rastarm neben mindestens einer Rastnase noch einen Entriegelungsvorsprung aufweist. Da bei dieser Variante der Rastarm am Gerätesockel ausgebildet ist, ist der zur Rastnase korrespondierende Rastvorsprung nun am Innengehäuse des Steckmoduls ausgebildet. Darüber hinaus ist in mindestens einer Stirnseite des Außengehäuses des Steckmoduls zusätzlich zu dem zum Entriegelungsvorsprung korrespondierenden Fenster noch mindestens eine Öffnung für die mindestens eine Rastnase ausgebildet.
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Im vollständig eingesteckten Zustand des Steckmoduls in die Ausnehmung im Grundgehäuse des Gerätesockels ist dabei die Verriegelung zwischen dem Steckmodul und dem Gerätesockel dadurch realisiert, dass der Entriegelungsvorsprung in das Fenster und die Rastnase in die Öffnung im Außengehäuse hinein, wobei dann die Rastnase und der Rastvorsprung am Innengehäuse des Steckmoduls als Rastverbindung zusammenwirken. Ein ungewolltes Herausdrücken des Steckmoduls aus der Ausnehmung im Gerätesockel wird somit dadurch verhindert, dass der Rastvorsprung am Innengehäuse – und damit das Innengehäuse insgesamt – durch die Rastnase des Rastarms in seiner Position gesichert ist. In der zweiten, oberen Position des Außengehäuses befindet sich dagegen der Entriegelungsvorsprung nicht mehr im Fenster im Außengehäuse, so dass der Rastarm durch den unteren Rand des Fensters oder die unterhalb des Fensters angrenzende Wand des Außengehäuses ausgelenkt ist, was dazu führt, dass die Rastnase nicht in die Öffnung im Außengehäuse hineinragt und somit auch nicht mehr mit dem Rastvorsprung am Innengehäuse als Rastverbindung zusammenwirkt.
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Auch bei der zweiten Ausführungsvariante führt ein Anheben bzw. Ziehen des Außengehäuses aus seiner ersten, unteren Position in seine zweite, obere Position somit dazu, dass der Rastarm ausgelenkt wird, was zu einer Aufhebung der Rastverbindung zwischen der Rastnase und dem Rastvorsprung führt, so dass dann das Steckmodul aus der Ausnehmung im Grundgehäuse des Gerätesockels herausgezogen werden kann.
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Wie zuvor auch im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Geratekombination ausgeführt worden ist, ist auch bei der zweiten Ausführungsvariante vorzugsweise auf beiden Seiten des Steckmoduls bzw. auf beiden Seiten der Ausnehmung eine Verrastung ausgebildet. Vorzugsweise ist somit in beiden die Ausnehmung begrenzenden, einander gegenüberliegenden Wänden des Gerätesockels je mindestens ein Rastarm ausgebildet. Außerdem weist dann das Innengehäuse auf den beiden einander gegenüberliegenden Seiten je mindestens einen Rastvorsprung auf und sind auch in beiden Stirnseiten des Außengehäuses je mindestens ein Fenster und mindestens eine Öffnung ausgebildet.
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Damit auch bei der zweiten Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen steckbaren Gerätekombination das Einstecken des Steckmoduls in die Ausnehmung im Grundgehäuse des Gerätesockels durch die Ausbildung des Rastarms möglichst nicht behindert wird, ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Rastnase eine Schräge aufweist, die nun jedoch in Richtung der Grundfläche der Ausnehmung ansteigt. Auch hierbei erleichtert die an der Rastnase ausgebildete Schräge die Auslenkung des Rastarms beim Einstecken des Steckmoduls und damit das Einstecken des Steckmoduls in die Ausnehmung.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die mindestens eine Öffnung für die Rastnase am unteren Rand des Außengehäuses ausgebildet und nach unten offen. Bei dieser Ausgestaltung der Gerätekombination kann der am Innengehäuse ausgebildete Rastvorsprung einfach vom Boden des Innengehäuses gebildet werden, auf den das Außengehäuse in seiner ersten, unteren Position aufsitzt. Dadurch, dass die Öffnung für die Rastnase nach unten offen ist, kann das Außengehäuse problemlos von seiner ersten, unteren Position in seine zweite, obere Position verbracht werden, ohne dass es hierbei durch die Rastnase behindert wird.
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Im Einzelnen gibt es nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, die erfindungsgemäße steckbare Gerätekombination auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird verwiesen sowohl auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche als auch auf die nachfolgende Beschreibung zweier bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen
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1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Gerätekombination mit einem vollständig eingesteckten und verrasteten Steckmodul,
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2 die Gerätekombination gemäß 1, mit einem angehobenen, nicht mehr verrasteten Steckmodul,
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3 die Gerätekombination mit einem herausgezogenem Steckmodul,
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4 eine perspektivische Darstellung des Gerätesockels der Gerätekombination gemäß 1,
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5 eine perspektivische Darstellung des Steckmoduls der Gerätekombination gemäß 1,
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6 eine perspektivische Darstellung des Steckmoduls gemäß 5, ohne Außengehäuse,
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7 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Gerätekombination mit einem vollständig eingesteckten und verrasteten Steckmodul,
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8 eine perspektivische Darstellung des Gerätesockels der Gerätekombination gemäß 7,
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9 eine perspektivische Darstellung des Steckmoduls der Gerätekombination gemäß 7,
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10 zwei vergrößerte Ausschnitte des zweiten Ausführungsbeispiels der Gerätekombination, im verrasteten und im nicht verrasteten Zustand, und
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11 zwei andere vergrößerte Ausschnitte des zweiten Ausführungsbeispiels der Gerätekombination, im verrasteten und im nicht verrasteten Zustand.
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Die 1 bis 6 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel einer steckbaren Gerätekombination zum Schutz eines elektrischen Netzes vor Überspannungen oder Überströmen, bestehend aus einem Gerätesockel 1 und einem auf den Gerätesockel 1 aufsteckbaren Steckmodul 2. Ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen steckbaren Gerätekombination ist in den 7 bis 11 dargestellt.
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Beiden Ausführungsbeispielen ist dabei gemeinsam, dass der in 4 und 8 separat dargestellte Gerätesockel 1 ein auf eine Tragschiene aufrastbares, etwa U-förmiges Grundgehäuse 3 mit einer Ausnehmung 4 zur Aufnahme des Steckmoduls 2 aufweist. Darüber hinaus sind in den Schenkeln des Gerätesockels 1 Anschlussklemmen 5 für die Leiter des zu schützenden Netzes angeordnet, wobei es sich bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispielen bei den Anschlussklemmen 5 um Schraubanschlussklemmen handelt. Selbstverständlich können auch andere Arten von Anschlussklemmen, beispielsweise Zugfederanschlussklemmen, Direkt- bzw. Schenkelfederanschlussklemmen oder Schneidanschlussklemmen verwendet werden. Schließlich sind in dem Gerätesockel 1 unterhalb der Ausnehmung 4 noch mehrere, mit den Anschlussklemmen 5 verbundene Steckkontakte 6 angeordnet, die im vorliegenden Fall als Steckerbuchsen ausgebildet sind.
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Das in den 5 und separat dargestellte Steckmodul 2 weist ein Innengehäuse 7 und ein haubenförmiges Außengehäuse 8 auf, wobei das Außengehäuse 8 gegenüber dem Innengehäuse 7 zwischen einer ersten, unteren Position (1) und einer zweiten, oberen Position (2) verschiebbar ist. In dem Innengehäuse 7 ist ein Schutzelement, insbesondere ein Überspannungsableiter, beispielsweise eine Funkenstrecke oder ein Varistor, angeordnet, der mit Anschlusssteckkontakten 9 in Form von Steckerstiften elektrisch verbunden ist, die in die korrespondierenden Steckkontakte 6 im Gerätesockel 1 einsteckbar sind. Durch die Steckbarkeit des Steckmoduls 2 ist neben der einfachen Installation auch ein einfacher Austausch eines defekten Steckmoduls 2 möglich. Hierfür kann das Steckmodul 2 einfach von dem Gerätesockel 1 abgezogen bzw. aus der Ausnehmung 4 herausgezogen werden, ohne dass ein Eingriff in die Installation erforderlich ist.
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Um eine sichere Befestigung des Steckmoduls 2 in dem Gerätesockel 1 zu gewährleisten, ist zwischen dem Gerätesockel 1, insbesondere dessen Grundgehäuse 3, und dem Innengehäuse 7 des Steckmoduls 2 mindestens eine Rastverbindung ausgebildet, die aus einem federnden Rastarm 10, 10' mit einer Rastnase 11, 11' und einer Rastausnehmung 12 bzw. einem Rastvorsprung 13 besteht. Damit die Rastverbindung vom Anwender einfach und ohne zusätzliches Werkzeug oder zusätzliche Montageschritte gelöst werden kann, wenn das Steckmodul 2 gewollt vom Gerätesockel 1 abgezogen werden soll, sind in den beiden Stirnseiten 14 des Außengehäuses 8 jeweils Fenster 15, 15' ausgebildet. Mit Hilfe der Fenster 15, 15' und dank der begrenzten Verschiebbarkeit des Außengehäuses 8 relativ zum Innengehäuse 7 kann die Rastverbindung einfach dadurch gelöst werden, dass das Außengehäuse 8 aus einer ersten, unteren Position in eine zweite, obere Position verschoben wird. Dabei werden die Rastarme 10, 10' so ausgelenkt, dass die Rastnasen 11, 11' nicht mehr mit der jeweiligen Rastausnehmung 12 bzw. dem jeweiligen Rastvorsprung 13 in Eingriff sind.
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Bei dem ersten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen steckbaren Gerätekombination gemäß den 1 bis 6 sind in den beiden die Ausnehmung 4 im Gerätesockel 1 begrenzenden Wänden 16 jeweils zwei Rastausnehmungen 12 ausgebildet, wie beispielsweise aus 4 ersichtlich ist. Korrespondierend dazu weist das Innengehäuse 7 an seinen beiden Stirnseiten je zwei Rastarme 10 auf, deren Rastnase 11 mit der korrespondierenden Rastausnehmung 12 jeweils eine Rastverbindung bildet. Außerdem sind in den beiden Stirnseiten 14 des Außengehäuses 8 jeweils zwei Fenster 15 ausgebildet, durch die die Rastnasen 11 der Rastarme 10 herausragen können, wie dies insbesondere in 5 ersichtlich ist.
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1 zeigt das Steckmodul 2 im vollständig eingesteckten und verrasteten Zustand im Gerätesockel 1, wobei in der Gesamtdarstellung gemäß 1a am linken Schenkel des Gerätesockels 1 ein Teil des Grundgehäuses 3 und benachbart dazu auch ein Teil des Außengehäuses 8 weggelassen ist, damit die Verrastung zwischen dem Gerätesockel 1 und dem Steckmodul 2 erkennbar ist. Insbesondere aus der vergrößerten Darstellung gemäß 1b ist dabei ersichtlich, dass die Rastnase 11 durch das Fenster 15 in der Stirnseite 14 des Außengehäuses 8 hindurchragt und in die Rastausnehmung 12 in der gegenüberliegenden Wand 16 der Ausnehmung 4 des Grundgehäuses 3 hineinragt. Das Außengehäuse 8 befindet sich dabei in seiner ersten, unteren Position. Wird das Außengehäuse 8 aus seiner ersten, unteren Position in seine zweite, obere Position verbracht, so führt dies dazu, dass die Rastnase 11 durch den unteren Rand 17 des Fensters 15 ausgelenkt wird und aus dem Fenster 15 in der Stirnseite 14 des Außengehäuses 8 herausgleitet, wodurch der Rastarm 10 nach innen ausgelenkt wird, so dass schließlich die Rastnase 11 nicht mehr in die Rastausnehmung 12 in der Wand 16 hineinragt, wie dies in 2 dargestellt ist.
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Die Rastverbindung zwischen dem Gerätesockel 1 und dem Steckmodul 2 wird somit auf einfache Art und Weise dadurch gelöst, dass ein Anwender das Außengehäuse 8 geringfügig – entgegengesetzt zur Aufsteckrichtung – anhebt. Da dadurch bereits die Rastverbindung automatisch gelöst wird, kann das Steckmodul 2 nun ohne größeren Kraftaufwand einfach aus der Ausnehmung 4 im Gerätesockel 1 herausgezogen werden, wie dies in 3 dargestellt ist. Das Lösen der Verrastung zwischen dem Gerätesockel 1 und dem Steckmodul 2 und das Abziehen des Steckmoduls 2 vom Gerätesockel 1 erfolgt somit durch ein einfaches Ziehen an dem Außengehäuse 8 in Abziehrichtung, d. h. entgegengesetzt zur Aufsteckrichtung. Damit ist für das Entriegeln bzw. das Lösen der Verrastung kein zusätzlicher Entriegelungsschritt erforderlich, so dass das Lösen der Verrastung und das Abheben bzw. Abziehen des Steckmoduls 2 mit einer Abziehbewegung durchgeführt werden kann.
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Damit das Aufstecken des Steckmoduls 2 auf den Gerätesockel 1 durch die Rastnase 11 am Rastarm 10 nicht behindert wird, weist die Rastnase 11 eine Schräge 18 auf, die entgegengesetzt zur Einsteckrichtung des Steckmoduls 2 in den Gerätesockel 1 ansteigt. Beim Einstecken des Steckmoduls 2 in die Ausnehmung 4 im Grundgehäuse 3 wird der federndes Rastarm 10 durch die die Ausnehmung 4 begrenzende Wand 16 ausgelenkt, bis das Steckmodul 2 vollständig in die Ausnehmung 4 eingesteckt ist. In dieser Position ist das Fenster 15 in der Stirnseite 14 des Außengehäuses 8 gegenüberliegend von der Rastausnehmung 12 angeordnet, so dass die Rastnase 11 durch das Fenster 15 in die Rastausnehmung 12 einrasten kann.
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Ein ungewolltes Herausdrücken oder Lösen des Steckmoduls 2 aus dem Gerätesockel 1 wird dadurch verhindert, dass die Rastnase 11 des Rastarms 10 eine Rastfläche 19 aufweist, die mit der korrespondierenden Verrastungsfläche 20 der Rastausnehmung 12 zusammenwirkt. Die Verrastungsfläche 20 verläuft dabei im wesentlichen parallel zur Grundfläche 21 der Ausnehmung 4, so dass ein ungewolltes Herausschwenken der Rastnase 11 aus der Rastausnehmung 12 verhindert wird. Aus 1b ist darüber hinaus erkennbar, dass die Rastfläche 19 der Rastnase 11 unter einem Winkel zur Verrastungsfläche 20 verläuft, wobei die Rastfläche 19 vom Rastarm 10 zum freien Ende der Rastnase 11 ansteigt. Diese Ausrichtung der Rastfläche 19 der Rastnase 11 verhindert, dass es beim gewollten Lösen der Verrastung zu einem Verkanten des freien Endes der Rastnase 11 an der Verrastungsfläche 20 der Rastausnehmung 12 kommt.
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Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen steckbaren Gerätekombination, das in den 7 bis 11 dargestellt ist, ist jeweils ein federnder Rastarm 10' an einer der beiden die Ausnehmung 4 begrenzenden Wänden 16 des Gerätesockels 1 ausgebildet. Dabei weist der Rastarm 10' gemäß 8 zwei Rastnasen 11' und einen zwischen den beiden Rastnasen 11' angeordneten Entriegelungsvorsprung 22 auf. Während bei dieser Ausführungsvariante die Rastarme 10' am Gerätesockel 1 ausgebildet sind, sind die zu den Rastnasen 11' korrespondierenden Rastvorsprünge 13 nun an den beiden gegenüberliegenden Stirnseiten des Innengehäuses 7 ausgebildet.
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Wie insbesondere aus 9a und 9b ersichtlich ist, sind in den beiden Stirnseiten 14 des Außengehäuses 8 neben einem Fenster 15', das zum Entriegelungsvorsprung 22 korrespondiert, zwei zu den beiden Rastnasen 11' korrespondierende Öffnungen 23 ausgebildet. Die Öffnungen 23 sind dabei am unteren Rand des Außengehäuses 8 angeordnet und nach unten offen, so dass die Öffnungen 23 durch die am Innengehäuse 7 ausgebildeten Rastvorsprünge 13 begrenzt werden, wie dies insbesondere dem vergrößerten Ausschnitt gemäß 9b entnehmbar ist. Die Rastvorsprünge 13 werden dabei unmittelbar vom Boden des Innengehäuses 7 gebildet, auf den das Außengehäuse 8 in seiner ersten, unteren Position aufsitzt. Die beiden Rastvorsprünge 13, die funktional jeweils mit einer der beiden Rastnasen 11' zusammenwirken, sind – da sie vom Boden des Innengehäuses 7 gebildet werden – einstückig miteinander verbunden.
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Die beiden Darstellungen gemäß 10a und 10b zeigen jeweils einen Ausschnitt der Gerätekombination einmal im verrasteten Zustand, in dem sich das Außengehäuse 8 in seiner ersten, unteren Position befindet, und einmal in nicht verrasteten Zustand, in dem sich das Außengehäuse 8 in seiner zweiten, oberen Position befindet. Die 10a und 10b zeigen dabei die jeweilige Position des Rastarms 10' bzw. der Rastnase 11' relativ zur Öffnung 23 bzw. zum Rastvorsprung 13. Die 11a und 11b zeigen dagegen die jeweilige Position des Rastarms 10' bzw. des Entriegelungsvorsprungs 23 relativ zum Fenster 15' im Außengehäuse 8.
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In der verrasteten, in 10a dargestellten Position ragt die Rastnase 11' in die Öffnung 23 im Außengehäuse 8 hinein, so dass die Rastnase 11' und der Rastvorsprung 13 am Innengehäuse 7 als Rastverbindung zusammenwirken. Befindet sich dagegen das Außengehäuse 8 gemäß der Darstellung in 10b in seiner zweiten, oberen Position, so ist der Rastarm 10' derart ausgelenkt, dass die Rastnase 11' nicht mehr in die Öffnung 23 im Außengehäuse 8 hineinragt und auch nicht mehr mit dem Rastvorsprung 13 zusammenwirkt.
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Die Auslenkung des Rastarms 10' erfolgt dabei dadurch, dass sich in der zweiten, oberen Position des Außengehäuses 8 der am Rastarm 10' ausgebildete Entriegelungsvorsprung 22 nicht mehr im Fenster 15' des Außengehäuses 8 befindet, sondern vom unteren Rand 17 des Fensters 15' bzw. von der unterhalb des Fensters 15' angeordneten Wand des Außengehäuses 8 nach außen ausgelenkt ist. Diese Position ist in der vergrößerten Darstellung gemäß 11b gezeigt. Befindet sich dagegen das Außengehäuse 8 in seiner ersten, unteren Position, so ragt der Entriegelungsvorsprung 22 in das Fenster 15' im Außengehäuse 8 hinein (11a), so dass der Rastarm 10' nicht ausgelenkt wird. Die Rastnase 11' ragt dann in die Öffnung 23 hinein, wie dies aus 10a ersichtlich ist.
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Aus der Darstellung gemäß 10a ist darüber hinaus ersichtlich, dass die Rastnase 10' eine Schräge 18 aufweist, die in Richtung der Grundfläche 21 der Ausnehmung 4 ansteigt. Auch diese Schräge 18 erleichtert somit das gewollte Einstecken des Steckmoduls 2 in die Ausnehmung 4 im Grundgehäuse 3. Darüber hinaus weist die Rastnase 11' noch eine der Schräge 18 im Wesentlichen gegenüberliegende Rastfläche 19 auf, die ebenfalls unter einem Winkel zur Grundfläche 21 der Ausnehmung 4 verläuft, wobei die Rastfläche 19 vom Rastarm 10' zum freien Ende der Rastnase 11' zur Grundfläche 21 geneigt ist. Dadurch wird verhindert, dass das Steckmodul 2 in der verrasteten Position ungewollt aus der Ausnehmung 4 herausgedrückt werden kann, da die Neigung der Rastfläche 19 ein Vorbeigleiten des Rastvorsprungs 13 an der Rastnase 11' verhindert.
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Wie insbesondere aus den 1a, 2a, 3, 5 und 6 ersichtlich ist, weist das Innengehäuse 7 mehrere Rastnasen 24 auf, zu denen im Außengehäuse 8 eine entsprechende Anzahl an korrespondierenden Rastausnehmungen 25 ausgebildet ist, in die die einzelnen Rastnasen 24 eingreifen. Die als fensterartige Öffnungen ausgebildeten Rastausnehmungen 25 dienen dabei dazu, die gewollt begrenzte Verschiebbarkeit des Außengehäuses 8 relativ zum Innengehäuse 7 zu ermöglichen. Aus einem Vergleich der 1 und 2 ist dabei ersichtlich, dass in der ersten, unteren Position des Außengehäuses 8 die Rastnasen 24 am oberen Rand der Rastausnehmungen 25 anliegen, während in der zweiten, oberen Position des Außengehäuses 8 die Rastnasen 24 am unteren Rand der Rastausnehmungen 25 anliegen. Durch das Zusammenspiel der Rastnasen 24 und der Rastausnehmungen 25 wird einerseits die gewollte Verschiebung zwischen dem Außengehäuse 8 und dem Innengehäuse 7 ermöglicht, andererseits ein vollständiges Abheben des Außengehäuses 8 vom Innengehäuse 7 verhindert. Ist das Außengehäuse 8 soweit angehoben, dass die Rastnasen 24 am unteren Rand der Rastausnehmungen 25 anliegen, so führt ein weiteres Anheben bzw. Ziehen am Außengehäuse 8 dazu, dass das Steckmodul 2 insgesamt aus der Ausnehmung 4 im Grundgehäuse 3 des Gerätesockels 1 herausgezogen wird.
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Das Anheben bzw. Herausziehen des Steckmoduls 2 aus dem Gerätesockel 1 wird dabei dadurch für einen Anwender weiter erleichtert, dass das Außengehäuse 8 an seinen gegenüberliegenden Stirnseiten 14 jeweils eine Grifffläche 26 aufweist. Sowohl zum Aufstecken als auch zum Abziehen kann ein Anwender das Steckmodul 2 einfach mit zwei Fingern einer Hand an den gegenüberliegenden Griffflächen 26 fassen und entweder in die Ausnehmung 4 einsteckern oder durch Ziehen am Außengehäuse 8 zunächst die Verriegelung lösen und dann durch weiteres Ziehen das Steckmodul 2 vollständig aus der Ausnehmung 4 herausziehen.
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Schließlich ist aus einer Zusammenschau der 4 und 5 noch ersichtlich, dass in den beiden gegenüberliegenden Wänden 16 des Gerätesockels 1 jeweils zwei Führungsnuten 27 und an den beiden Stirnseiten 14 des Außengehäuses 8 eine Führungsrippe 28 ausgebildet sind. Hierdurch wird eine Führung des Steckmoduls 2 sowohl beim Aufstecken auf den Gerätesockel 1 als auch beim Abziehen vom Gerätesockel 1 gewährleistet und dadurch ein Verkanten verhindert. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist die Anordnung der Führungsnuten und der Führungsrippen vertauscht, d. h. an den beiden Stirnseiten 14 des Außengehäuses 8 sind jeweils zwei Führungsnuten 27 und an den beiden gegenüberliegenden Wänden 16 des Gerätesockels 1 jeweils zwei korrespondierende Führungsrippen 28 ausgebildet.
