DE102018117612B4

DE102018117612B4 - Verbindungselement für Installationsschaltgeräte, mehrpolige Installationsschaltgeräteanordnung, Schaltschrank und Verfahren

Info

Publication number: DE102018117612B4
Application number: DE102018117612.0A
Authority: DE
Inventors: Pascal Schulze; Alexander Orban
Original assignee: ABB Schweiz AG
Current assignee: ABB Schweiz AG
Priority date: 2018-07-20
Filing date: 2018-07-20
Publication date: 2020-06-04
Anticipated expiration: 2038-07-21
Also published as: DE102018117612A1

Abstract

Verbindungselement (1) für nebeneinander angereihte, mit ihren Breitseiten aneinander liegende Installationsschaltgeräte (501, 502), insbesondere Leistungsschutzschalter oder Fehlerstromschutzschalter, deren Gehäuse aus je zwei schalenartigen Gehäuseteilen gebildet sind,wobei das Verbindungselement (1) einen Grundkörper (2) aufweist, der zwei gegenüberliegende Stirnseiten (41, 42) aufweist,wobei an den Stirnseiten (41, 42) jeweils mindestens ein axial vorragender Spreizarm (51, 52, 53, 54) ausgebildet ist,wobei jeweils an einem freien Ende der Spreizarme (51, 52, 53, 54) ein radial vorragender Schnapphaken (61, 62, 63, 64) ausgebildet ist, der im montierten Zustand hinter einem Rücksprung an dem mit dem Verbindungselement zu verbindenden Gehäuse des Installationsschaltgeräts einrastet,wobei der Grundkörper (2) eine zentrale Aussparung (3) aufweist, die ein Zentrum des Grundkörpers (2) umschließt und derart ausgebildet ist, dass der Grundkörper (2) eine federwirkende Wandung (23) aufweist, die eine Federwirkung in radialer und axialer Richtung aufweist,wobei die Aussparung (3) derart ausgebildet ist, dass eine Kraft in radial nach innen gerichteter Richtung auf den Grundkörper (2) eine Ausdehnung des Grundkörpers (2) in axial nach außen gerichteter Richtung bewirkt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verbindungselement für Installationsschaltgeräte, insbesondere Leitungsschutzschalter oder Fehlerstromschutzschalter, wobei das Verbindungselement auf der Schnapptechnik beruht. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine mehrpolige Installationsschaltgeräteanordnung, einen Schaltschrank und Verfahren zum Verbinden zweier Installationsschaltgeräte mit Verbindungselementen.
Ein Verbindungsglied oder Verbindungselement wird zum Verbinden von Installationsschaltgeräten verwendet. Installationsschaltgeräte können insbesondere Leitungsschutzschalter oder Fehlerstromschutzschalter sein. Mehrpolige Leitungsschutzschalteranordnungen ermöglichen ein allpoliges Abschalten bei Überlast und Kurzschluss. Diese mehrpoligen Leitungsschutzschalter sind aus einzelnen einpoligen Leitungsschutzschaltern aufgebaut und über Verbindungselemente miteinander verbunden. Dazu werden mehrere einpolige Leitungsschutzschalter nebeneinander angereiht, sodass diese mit Breitseiten ihrer Gehäuse aneinander anliegen. Ebenso wie mehrpolige Leitungsschutzschalter können auch andere komplexe Installationsschaltgeräte aus entsprechenden einzelnen Installationsschaltgeräten zusammengebaut werden. Die Verbindungselemente dienen dabei zur Lagefixierung und dem Zusammenhalt der einzelnen Installationsschaltgeräte bzw. der einpoligen Leitungsschutzschalter untereinander.
Zur einfachen Herstellung der Verbindung zwischen den Installationsschaltgeräten untereinander basieren die Verbindungselemente auf der Schnapptechnik. Dabei wirken Schnapphaken oder Nasen der Verbindungselemente mit Rücksprüngen in den Gehäusen der Installationsschaltgeräte zusammen, indem die Schnapphaken hinter den Rücksprüngen einrasten. Die Schnapphaken sitzen jeweils an einem freien Ende eines Spreizarms, der in radialer Richtung eine Federwirkung oder Vorspannung aufweist. Die Spreizarme sind an einem Grundkörper oder Mittelteil des Verbindungselements in axialer Richtung vorragend ausgebildet bzw. angeformt.
Verbindungselemente der genannten Art sind beispielsweise in der DE 10 2012 013 997 B3 beschrieben. Bekannte Verbindungselemente weisen einen etwa zylindrischen Grundkörper mit einem ersten Außendurchmesser auf. An dem Grundkörper sind beidseitig zwei radial auffedernde Spreizarme angeformt, die axial in entgegengesetzte Richtungen vorspringen. Eine radiale Außenkontur der Spreizarme stellt eine Zylinderfläche dar und freie Enden der Spreizarme weisen auf entgegengesetzt liegenden Mantellinien radial vorspringende Nasen oder Schnapphaken auf. Im montierten Zustand rasten die Nasen oder Schnapphaken hinter Rücksprüngen an mit dem Verbindungsteil zu verbindenden Gehäusen von Installationsschaltgeräten ein.
DE 10 2004 042 428 A1 beschreibt ein Verbindungselement dessen Verbindungskörper einen axial verlaufenden Längsschlitz aufweist.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verbindungselement der bekannten Art weiterzuentwickeln, um einzelne Leitungsschutzschalter unter möglichst geringer radialer Verschiebung zueinander miteinander zu verbinden.
Diese Aufgabe wird durch ein Verbindungselement gemäß Anspruch 1, ein Verfahren zum Verbinden, eine mehrpolige Leitungsschutzschalteranordnung und einen Schaltschrank gemäß den weiteren unabhängigen und nebengeordneten Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche und der folgenden Beschreibung.
Ein erster Aspekt betrifft ein Verbindungselement für Installationsschaltgeräte, insbesondere Leitungsschutzschalter oder Fehlerstromschutzschalter. Das Verbindungselement weist einen Grundkörper auf. Der Grundkörper weist zwei gegenüberliegende Stirnseiten auf. An den Stirnseiten ist jeweils mindestens ein axial vorragender Spreizarm ausgebildet. Jeweils an einem freien Ende der Spreizarme ist ein radial vorragender Schnapphaken ausgebildet. Der Grundkörper weist eine zentrale Aussparung auf. Die Aussparung umschließt ein Zentrum des Grundkörpers. Die Aussparung ist derart ausgebildet, dass der Grundkörper eine federwirkende Wandung aufweist. Die federwirkende Wandung weist eine Federwirkung in radialer und axialer Richtung auf. Die Aussparung ist derart ausgebildet, dass eine Kraft in radial nach innen gerichteter Richtung auf den Grundkörper eine Ausdehnung des Grundkörpers in axial nach außen gerichteter Richtung bewirkt.
Ein zweiter Aspekt betrifft eine mehrpolige Installationsschaltgeräteanordnung, insbesondere einen mehrpoligen Leitungsschutzschalter, umfassend mindestens zwei Installationsschaltgeräte, insbesondere Leitungsschutzschalter, die durch ein Verbindungselement wie zuvor und im Folgenden beschrieben miteinander verbunden sind.
Ein dritter Aspekt betrifft einen Schaltschrank umfassend wenigstens eine mehrpolige Installationsschaltgerätanordnung.
Ein vierter Aspekt betrifft ein Verfahren zum Verbinden zweier oben und im Folgenden beschriebenen Installationsschaltgeräte mit Verbindungselementen. In an einer Breitseite eines Gehäuses der Installationsschaltgeräte angeordneten Öffnungen mit Rücksprüngen eines ersten Installationsschaltgeräts wird je ein Verbindungselement eingerastet. Ein zweites Installationsschaltgerät wird senkrecht zu der Breitseite gegen das erste Installationsschaltgerät gedrückt. Jedes Verbindungselement rastet in die Öffnungen mit Rücksprüngen an der anderen Breitseite des zweiten Installationsschaltgeräts ein.
Der Grundkörper ist ein Körper mit wenigstens zwei Stirnseiten, die sich gegenüberliegen. Dabei kann der Grundkörper eine zylindrische Grundform, insbesondere mit einer kreisrunden Grundfläche aufweisen, wobei die Stirnseiten jeweils mit einer der beiden Grundflächen des Zylinders zusammenfallen. Eine axiale Richtung verläuft senkrecht zu den gegenüberliegenden Stirnflächen. Eine Mittelachse des Verbindungselements verläuft durch den Mittelpunkt der Grundform und senkrecht zu den beiden Stirnflächen. Radiale Richtungen sind senkrecht zu der axialen Richtung. Die Spreizarme können an der jeweiligen Grundfläche durch Stoffschluss, Formschluss oder Kraftschluss angebracht sein oder der Grundkörper und die Spreizarme können einteilig ausgeführt sein. Die Spreizarme können jeweils eine gewisse Steifigkeit gegenüber Kräften in radialer Richtung auf einen Bereich am freien Ende des Spreizarms aufweisen. Im Bereich der freien Enden der Spreizarme ist jeweils ein Schnapphaken ausgebildet. Im montierten Zustand rasten die Nasen oder Schnapphaken hinter Rücksprüngen an mit dem Verbindungsteil zu verbindenden Gehäusen von Installationsschaltgeräten ein. Die Spreizarme können in einem Bereich bzw. Segment eine zylindrische Außenkontur, insbesondere mit kreisrunder Grundfläche aufweisen. Die Schnapphaken können in einem Bereich bzw. Segment eine kreisrunde Außenkontur in tangentialer Richtung aufweisen.
Die Aussparung ist zentral in dem Grundkörper angeordnet. Das Zentrum des Grundkörpers entspricht der Mitte des Grundkörpers, die von allen sich gegenüberliegenden Seiten des Grundkörpers gleich weit entfernt ist, oder einem Schwerpunkt des Grundkörpers. Die Aussparung ist dabei derart ausgebildet, dass zumindest das Zentrum des Verbindungselements von der Aussparung umfasst wird. Somit weist der Grundkörper mit der Aussparung eine Wandung auf, die die Aussparung begrenzt. Dabei ist die Größe der Aussparung so zu wählen, dass die Wandung eine Federwirkung in einer radialen Richtung aufweist. Die Federwirkung ist über die Dicke der Wandung so zu wählen, dass Fertigungstoleranzen der Gehäuse von zu verbindenden Installationsschaltgeräten ausgeglichen werden. Beim Fügen von Installationsschaltgeräten mittels des Verbindungselements wird der Grundkörper durch Fertigungstoleranzen der Gehäuse der Installationsschaltgeräte in radialer Richtung unterschiedlich stark verformt. Demnach wirken verschieden starke, radial nach innen gerichtete Kräfte auf den Grundkörper, die den Grundkörper entsprechend unterschiedlich stark in radial nach innen gerichteter Richtung zusammendrücken. Durch die federwirkende Wandung wird der Grundkörper entsprechend der jeweiligen Fertigungstoleranz unterschiedlich stark radial verformt und somit die Fertigungstoleranzen der jeweiligen Gehäuse ausgeglichen.
Es findet demnach ein radialer Toleranzausgleich im Bereich des Grundkörpers des Verbindungselements statt, indem z. B. Fertigungsabweichungen im Gehäuse oder Versatz zum benachbarten Gehäuse ausgeglichen wird. Durch das Verbindungselement wird somit einerseits ein Verschieben in radialer Richtung des Verbindungselements der zusammengefügten Installationsschaltgeräte gegeneinander und andererseits ein Verdrehen um eine Achse in axialer Richtung des Verbindungselements der zusammengefügten Installationsschaltgeräte gegeneinander verhindert oder zumindest minimiert. Somit kann beispielsweise ein gleichzeitiges Auslösen aller Leitungsschutzschalter eines mehrpoligen Leitungsschutzschalters sichergestellt werden. Eine Beeinträchtigung eines an den mehrpoligen Leistungsschutzschalter angeschlossenen Zubehörs kann dadurch effektiv verhindert werden.
Weiterhin kann bei einer Krafteinwirkung auf den Grundkörper in axial nach innen gerichteter Richtung dieser sich auch in axial nach innen gerichteter Richtung verformen.
Diese axiale Federwirkung kann Fertigungstoleranzen von Gehäusen zu verbindender Installationsschaltgeräte ebenfalls ausgleichen.
Die federwirkende Wandung des Grundkörpers verformt sich unter Krafteinwirkung. Bei einer radial nach innen gerichteten Kraft wird der Grundkörper radial nach innen zusammengedrückt. Die Aussparung ist dabei so zu wählen, dass sich die Wandung unter dieser Kraft axial nach außen verformt. Die Aussparung kann beispielsweise dabei in einem Bereich, der in axiale Richtung weist, konvex geformt werden. Werden außenliegende Kanten der konvexen Kontur in radialer Richtung zusammengedrückt, wird ein innerer Bereich der konvexen Kontur in Richtung der Konvexität, hier nämlich axial nach außen verschoben. Gemäß der Ausführungsform wird der Grundkörper unter radial nach innen gerichteter Belastung axial nach außen gedrückt. Der Grundkörper verformt sich je nach Verformung in radial nach innen gerichteter Richtung entsprechend in axial nach außen gerichteter Richtung. Mit anderen Worten erfolgt eine Ausgleichsbewegung des Grundkörpers in axialer Richtung. Die axial nach außen gerichtete Verformung überträgt sich auch auf die Spreizarme. Die Spreizarme verschieben sich dementsprechend axial nach außen, wobei eine radial nach innen gerichtete Verschiebung der Spreizarme verhindert wird.
Durch die Verformung des Grundkörpers in axial nach außen gerichteter Richtung, die sich auf die Spreizarme überträgt, und die damit verbundene Verhinderung einer radial nach innen gerichteten Verschiebung der Spreizarme wird ein Lockern oder Lösen der Schnapphaken in den Gehäusen der verbundenen Installationsschaltgeräte verhindert. Es kann somit ein ungewolltes Lockern oder Lösen der Verbindung zwischen zwei Installationsschaltgeräten verhindert werden.
Umgekehrt kann sich der Grundkörper auch unter einer axial nach innen gerichteten Kraft axial nach innen verformen und gleichzeitig dadurch entsprechend radial nach außen verformt werden.
Bei einer Ausführungsform durchdringt die Aussparung den Grundkörper in radialer Richtung.
Die Aussparung durchdringt den Grundkörper in einer radialen Richtung vollständig. Dadurch ergibt sich eine Wandung des Grundkörpers deren Flächennormalen jeweils senkrecht auf der radialen Richtung stehen, in der die Aussparung den Grundkörper durchdingt. Die Wandung weist dabei eine Federwirkung in einer radialen Richtung auf, die senkrecht zu der axialen Richtung und senkrecht zu der radialen Richtung, in der die Aussparung den Grundkörper durchdingt, steht. Die Aussparung kann beispielsweise durch Bohren, Stanzen oder entsprechendes Urformen, wie Spritzgießen mit geeigneter Spritzgussform, ausgebildet werden.
Die Aussparung, die den Grundkörper in einer radialen Richtung durchdringt, ist besonders einfach zu fertigen. Dadurch werden die Fertigungs- und Produktionskosten gesenkt.
Bei einer Ausführungsform weist die Aussparung eine zylindrische Kontur mit kreisrunder oder elliptischer Grundfläche auf. Die Aussparung ist entlang einer radialen Mittelachse ausgebildet.
Eine radiale Mittelachse verläuft in radialer Richtung durch den Mittelpunkt des Grundkörpers. Durch die kreisrunde oder elliptische Grundfläche wird sichergestellt, dass der Grundkörper bei radial nach innen gerichteter Krafteinwirkung senkrecht zu einer Mittelachse der zylindrischen Kontur in der Richtung der Krafteinwirkung zusammengedrückt wird und gleichzeitig in axial nach außen gerichteter Richtung ausgedehnt wird.
Eine Aussparung mit zylindrischer Kontur und kreisrunder oder elliptischer Grundfläche ist besonders einfach, beispielsweise durch Bohren, Stanzen oder entsprechendes Urformen, wie Spritzgießen mit geeigneter Spritzgussform, zu fertigen. Dadurch werden die Fertigungs- und Produktionskosten weiter gesenkt.
Bei einer Ausführungsform weist die Kontur der Aussparung eine sanduhrförmige Grundfläche auf, die aus zwei kreisrunden oder elliptischen Flächen gebildet ist, die über zwei konkave Kurven miteinander verbunden sind.
Die beiden kreisrunden oder elliptischen Flächen liegen sich gegenüber oder berühren sich tangential oder schneiden sich. Der Übergang zwischen den beiden kreisrunden oder elliptischen Flächen wird durch zwei konkave Kurven gebildet. Die beiden konkaven Kurven können den gleichen Krümmungsradius wie die beiden kreisrunden Flächen bzw. einen der beiden Krümmungsradien der beiden elliptischen Flächen aufweisen. Die Aussparung mit der sanduhrförmigen Grundfläche ergibt eine Wandung des Grundkörpers, die bei Belastung in radial nach innen gerichteter Richtung senkrecht zu einer Mittelachse der Aussparung ein Zusammendrücken des Grundkörpers in dieser radialen Richtung sowie eine Ausdehnung des Grundkörpers in axial nach außen gerichteter Richtung jeweils im Bereich der beiden kreisrunden oder elliptischen Flächen bewirkt.
Durch die sanduhrförmige Grundfläche der Aussparung wird sichergestellt, dass sich das Verbindungselement in axialer Richtung nach außen ausdehnt und somit die Spreizarme in Richtung der Gehäuse der Installationsschaltgeräte gedrückt werden. Dies trägt zu einer weiteren Verfestigung der Verbindung zwischen den mit dem Verbindungselement verbundenen Installationsschaltgeräten bei.
Bei einer Ausführungsform weist eine äußere Kontur des Grundkörpers dieselbe Form wie die Kontur der Aussparung auf.
Durch die selbe Form der äußeren Kontur des Grundkörpers und der Kontur der Aussparung, die mit einer inneren Kontur des Grundkörpers zusammenfällt, wird eine Wandung gebildet, die eine annähernd konstante Wandstärke in radialer Richtung aufweist.
Somit wird ein gleichmäßiger Kraftverlauf und Spannungsverlauf entlang der Wandung sichergestellt.
Bei einer Ausführungsform weisen die Schnapphaken an den freien Enden federwirkende Spitzen auf. Die federwirkenden Spitzen weisen eine Federwirkung in axialer Richtung auf.
Die Federarme weisen im Bereich ihrer freien Enden federwirkende Spitzen auf. Die Federwirkung im Bereich der freien Enden kann durch Spitzen aus Material mit entsprechenden elastischen Eigenschaften erzielt werden. Durch die Federwirkung können Fertigungstoleranzen der Gehäuse der Installationsschaltgeräte ausgeglichen werden, indem die Spitze sich beim Zusammenfügen entsprechend verformen lassen. Die federwirkenden Spitzen können auch so ausgebildet sein, dass die Schnapphaken in eingebautem Zustand in axialer Richtung zusammengedrückt und vorgespannt sind. Dies führt zu einer höheren Anpresskraft und verhindert, dass ein Haltewinkel der Schnapphaken sich verringert.
Die federwirkenden Spitzen gleichen daher zum einen Fertigungstoleranzen der Gehäuse aus und können zum anderen auch ein ungewolltes Lösen oder Herausziehen der Verbindungselemente aus den Gehäusen verhindern, indem der Haltewinkel der Schnapphaken in den Gehäusen sich nicht verringert.
Bei einer Ausführungsform sind an den Stirnseiten jeweils mindestens zwei axial vorragende Spreizarme ausgebildet.
Es können mehrere Spreizarme an einer der Stirnflächen oder an beiden Stirnflächen angeordnet sein. Die Spreizarme, die an einer Stirnfläche angeordnet sind, können jeweils einen gewissen Winkelbereich oder ein gewisses Segment auf der Stirnfläche umfassen. Die Spreizarme, die an einer Stirnfläche angeordnet sind, können derart ausgebildet sein, dass sie sich nur unter radial nach innen gerichteter Krafteinwirkung gegenseitig berühren. Der mindestens eine weitere Spreizarm mit Schnapphaken an jeder Stirnseite wirkt in einer anderen radialen Richtung bzw. in entgegengesetzter radialer Richtung zu dem anderen Schnapphaken an der gleichen Stirnseite mit dem Gehäuse des Installationsschaltgeräts zusammen. Durch den mindestens einen zusätzlichen Spreizarm mit Schnapphaken, der im montierten Zustand hinter dem entsprechenden Rücksprung an einem mit dem Verbindungsteil zu verbindenden Gehäuse eines Installationsschaltgeräts einrastet, wird die Verbindung der Installationsschaltgeräte zusätzlich in einer weiteren bzw. entgegengesetzten radialen Richtung verstärkt.
Ein Lösen oder Herausziehen des Verbindungselements aus dem Gehäuse des Installationsschaltgeräts wird somit noch sicherer verhindert.
Bei einer Ausführungsform sind die mindestens zwei jeweils an den Stirnseiten vorragenden Spreizarme an den freien Enden miteinander verbunden.
Im Bereich der freien Enden sind die Spreizarme durch Stoffschluss, Formschluss oder Kraftschluss miteinander verbunden. Die Steifigkeit der einzelnen Federarme in radialer Richtung wird durch die Verbindung im Bereich der freien Enden, die einen zusätzlichen Lagerpunkt neben der Verbindung mit der jeweiligen Stirnseite darstellt, erhöht. Dies führt zu höheren radial nachaußen gerichteten Federkräften der einzelnen Spreizarme.
Die höhere Federkraft der einzelnen Spreizarme stellt sicher, dass kein ungewolltes Lösen oder Herausziehen der Verbindungselemente aus den Gehäusen auftreten kann.
Bei einer Ausführungsform bilden die jeweils verbundenen Spreizarme zusammen eine gemeinsame federwirkende Spitze aus.
Die Spreizarme sind durch eine gemeinsame federwirkende Spitze, wie sie zuvor für jeden Spreizarm einzeln beschreiben wurde, miteinander verbunden. Die gemeinsame federwirkende Spitze führt zu einer besseren Zentrierung des Verbindungselements in dem jeweiligen Gehäuse des Installationsschaltgeräts. Die Installationsschaltgeräte, die mit dem Verbindungselement verbunden werden, sind durch die bessere Zentrierung des Verbindungselements in den Gehäusen der Installationsschaltgeräte zueinander genauer ausgerichtet.
Dies stellt ein zeitgleiches Auslösen der Installationsschaltgeräte beispielsweise bei einem Überlastfall oder Kurzschluss sicher, sodass ein angeschlossenes Zubehör nicht beeinträchtigt oder beschädigt wird.
Bei einer Ausführungsform ist ein Außendurchmesser d₁ des Grundkörpers einem Aufnahmedurchmesser von Öffnungen von Gehäusen der Installationsschaltgeräte angepasst.
Die Gehäuse weisen jeweils mindestens eine Bohrung oder Öffnung zum Fügen des Verbindungselements auf. Die Öffnung hat einen Aufnahmedurchmesser, der dem Außendurchmesser d₁ des Grundkörpers des Verbindungselements entspricht. Der Aufnahmedurchmesser kann auch etwas geringer als der Außendurchmesser d₁ des Grundkörpers sein, so dass sich der Grundkörper beim Fügen durch die federelastische Wandung elastisch verformt bzw. zusammengedrückt wird und eine Presspassung zwischen dem Verbindungselement und dem jeweiligen Gehäuse entsteht.
Bei einer Ausführungsform weisen die Schnapphaken zum freien Ende der Spreizarme hin eine sich konvex verjüngende Kontur in axialer Richtung auf.
Die sich konvex verjüngenden Schnapphaken gewährleisten einen gleichbleibenden Spannungsverlauf in den Schnapphaken und Spreizarmen während des Fügens von Installationsschaltgeräten mittels der Verbindungselemente. Somit werden Spannungsspitzen in den Schnapphaken und Spreizarmen vermieden.
Durch die konvexe Form der Schnapphaken wird daher sichergestellt, dass beim Fügen keine Rissbildung in den Schnapphaken und Spreizarmen stattfindet, und ein Brechen der Spreizarme vermieden.
Bei einer Ausführungsform spannt ein Federelement die Spreizarme in radial nach außen gerichteter Richtung vor.
Das Federelement kann ein separates Element wie eine Spiralfeder oder eine Blattfeder sein. Das Federelement kann aber auch ein integrales Element des Verbindungselements wie eine angeformte elastische Stützstruktur sein.
Durch die zusätzliche Vorspannung in radial nach außen gerichteter Richtung wird ein ungewolltes Lösen oder Herausziehen der Verbindungselemente zusätzlich verhindert.
Bei einer Ausführungsform weist das Verbindungselement zwei sich gegenüberliegende abgeflachte Seitenbereiche auf.
Die abgeflachten Seitenbereiche weisen in axialer Richtung jeweils einen gleichen radialen Versatz zu einer axialen Mittelachse auf, die durch den Mittelpunkt des Grundkörpers verläuft. Die Flächennormale der abgeflachten Seitenbereiche kann parallel zu der Mittelachse der Aussparung verlaufen.
Durch die Abgeflachten Seitenbereiche wird die Reibung zwischen Schnapphaken und Gehäuse der Installationsschalteinrichtung beim Fügen reduziert. Dies führt zu einem einfacheren Fügevorgang.
Bei einer Ausführungsform weist der Grundkörper einen Außendurchmesser d₁ auf. Die Grundfläche der Spreizarme weist jeweils einen Außendurchmesser d₂ auf. Die Schnapphaken weisen einen maximalen Außendurchmesser d₃ auf. Der Außendurchmesser d₁ ist größer als der Außendurchmesser d₂ und der Außendurchmesser d₃ ist größer als der Außendurchmesser d₂ .
Durch diese Formgebung können die Schnappnasen in eine Bohrung oder Öffnung in dem jeweiligen Gehäuse der zu verbindenden Installationsschaltgeräte mit einem Durchmesser, der kleiner als der Durchmesser d₃ ist, eingeführt werden. Dabei verformen sich die Spreizarme radial nach innen und die Schnapphaken rasten hinter Rücksprüngen an dem jeweiligen Gehäuse ein.
Bei einer Ausführungsform ist der Außendurchmesser d₁ größer als der Außendurchmesser d₃ .
Somit kann das Verbindungselement besonders einfach in das Gehäuse gefügt werden.
Eine Ausführungsform ist insbesondere für nebeneinander angereihte, mit ihren Breitseiten aneinanderliegende Installationsschaltgeräte ausgestaltet.
Regelmäßig werden mehrere einpolige Installationsschaltgeräte, die eine zu ihrer Höhe und Tiefe vergleichsweise geringe Breite aufweisen, zu mehrpoligen Installationsschaltgeräten zusammengefügt. Die Installationsschaltgeräte werden dazu nebeneinander angereiht, sodass sie mit ihren Breitseiten, die senkrecht zu der Richtung der Breite verlaufen, aneinander anliegen.
Mit den Verbindungselementen können mehrere einpolige Installationsschaltgeräte zu einem mehrpoligen Installationsschaltgerät zusammengefügt werden.
Eine Ausführungsform ist insbesondere für mehrpolige Leitungsschutzschalter ausgestaltet.
Mehrpolige Leitungsschutzschalter werden aus einpoligen Leitungsschutzschaltern mittels der Verbindungselemente zusammengefügt.
Die Verbindungselemente stellen sicher, dass sich die einzelnen, miteinander verbundenen Leitungsschutzschalter nicht in radialer Richtung gegeneinander verschieben oder um eine Achse in axialer Richtung des Verbindungselements gegeneinander verdrehen. Dies stellt ein zeitgleiches Auslösen der einpoligen Leitungsschutzschalter, beispielsweise bei einem Überlastfall oder Kurzschluss sicher, sodass ein angeschlossenes Zubehör nicht beeinträchtigt oder beschädigt wird.
Die nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele dienen lediglich dem besseren Verständnis und sind keinesfalls beschränkend auszulegen.

1 zeigt ein Verbindungselement.
2 zeigt schematisch die Verformung des Verbindungselements unter radial einwirkender Kraft.
3 zeigt schematisch die Verformung der Spreizarme und Schnapphaken beim Fügen des Verbindungselements in eine Öffnung eines Gehäuses eines Installationsschaltgeräts.
4 zeigt schematisch ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Verbinden zweier Installationsschaltgeräte mit Verbindungselementen.
5 zeigt eine mehrpolige Installationsschaltgeräteanordnung mit mehreren Installationsschaltgeräten.
6 zeigt einen Schaltschrank mit einer Installationsschaltgeräteanordnung.

In 1 ist ein Verbindungselement oder ein Verbindungsglied 1 dargestellt. Das Verbindungselement 1 weist einen Grundkörper oder ein Mittelteil 2 auf. Der Grundkörper 2 hat eine zylindrische Form mit kreisrunder Grundfläche, wobei sich die zylindrische Form entlang einer axialen Richtung x erstreckt. Der Grundkörper 2 hat einen Durchmesser d₁ . Der Grundkörper 2 weist eine zylinderförmige Aussparung 3 mit sanduhrförmiger Grundfläche auf. Die Aussparung 3 erstreckt sich in einer radialen Richtung y entlang einer radialen Mittelachse durch den Grundkörper 2 hindurch. Die radiale Mittelachse verläuft durch einen Mittelpunkt des Grundkörpers 2. Ein Zentrum des Grundkörpers 2 wird von der Aussparung 3 umschlossen, wobei das Zentrum in der Mitte des Grundkörpers 2 liegt. Durch die Aussparung 3 entsteht eine federwirkende Wandung 23 des Grundkörpers 2. Die sanduhrförmige Grundfläche der Aussparung 3 wird durch zwei kreisrunde Flächen oder Kreise gebildet, die durch zwei konkave Kurven verbunden sind, wobei die konkaven Kurven einen Krümmungsradius aufweisen, der dem Radius der beiden Kreise entspricht. Eine Außenkontur des Grundkörpers 2 ist gleich der Kontur der Grundfläche der Aussparung 3, sodass die federwirkende Wandung 23 des Grundkörpers 2 eine im Wesentlichen konstante Dicke entlang des Grundkörpers 2 aufweist. Der Grundkörper weist zwei Stirnseiten 41, 42 auf, deren Flächennormalen parallel zu der axialen Richtung x verlaufen. An dem Grundkörper 2 sind von den beiden Stirnseiten 41, 42 vorragend jeweils zwei Spreizarme 51, 52, 53, 54 angeordnet. Dabei sind die Spreizarme 51, 52, 53,54 jeweils in radialer Richtung z auf Höhe der Kreise der Grundfläche der Aussparung 3 angeordnet. Die Spreizarme 51-54 haben jeweils in einem Abschnitt bzw. Segment von ungefähr 45° [Grad] eine zylindrische Form mit kreisrunder Grundfläche mit einem Durchmesser d₂ . Der Durchmesser d₁ ist größer als der Durchmesser d₂ . Die Form der zwei Spreizarme 51-54, die jeweils von einer der Stirnflächen 4.1, 4.2 in die gleiche Richtung vorragen, bilden einen unterbrochenen Zylinder mit kreisrunder Grundfläche und dem Durchmesser d₂ . In einem Bereich eines freien Endes weisen die Spreizarme 51-54 jeweils Schnapphaken oder Nasen 61, 62, 63, 64 auf. Die Schnapphaken 61-64 haben eine kreisrunde Kontur in tangentialer Richtung senkrecht zu der axialen Richtung x mit einem Durchmesser d₃ . Der Durchmesser d₃ ist größer als der Durchmesser d₂ und kleiner als der Durchmesser d₁ . In axialer Richtung x verjüngen sich die Schnapphaken 61-64 jeweils konvex zu den freien Enden der Spreizarme 51-54 hin. Die freien Enden der beiden Spreizarme 51-54, die jeweils von einer der Stirnflächen 4.1, 4.2 in die gleiche Richtung vorragen, sind über federwirkende Spitzen 71, 72 miteinander verbunden. Zwischen den über die federwirkenden Spitzen 71, 72 verbundenen Spreizarmen 51-54 erstreckt sich ein Freiraum. Das Verbindungselement 1 weist zudem zwei gegenüberliegende abgeflachte Seitenbereiche auf, deren Flächennormale parallel zur radialen Richtung y verläuft. Die abgeflachten Seitenbereiche haben jeweils den selben Versatz in der radialen Richtung y von einer axialen Mittelachse des Grundkörpers 2, die parallel zur axialen Richtung x und durch den Mittelpunkt des Grundkörpers 2 verläuft.
Das Verbindungselement 1 wird in eine Öffnung eines Gehäuses eines Installationsschaltgeräts gefügt. Beim Fügen durch die Öffnung werden die Spreizarme 51-54 und die Schnapphaken 61-64 zusammengedrückt, wobei sich durch die konvexe Form der Schnapphaken 61-64 ein gleichmäßiger Spannungsverlauf über die Spreizarme 51-54 und Schnapphaken 61-64 ergibt. Durch die abgeflachten Seitenbereiche wird die Reibung zwischen der Öffnung und den Schnapphaken 61-64 reduziert. Die Öffnung weist einen Rücksprung oder Rückgriff auf hinter dem die Schnapphaken 61-64 einrasten. Die federwirkenden Spitzen 71, 72 zentrieren das Verbindungselement 1 in dem Gehäuse und gleichen Fertigungstoleranzen der Öffnung aus. Zudem werden die Schnapphaken 61-64 in der Öffnung gegen den Rückgriff durch die federwirkenden Spitzen 71, 72 vorgespannt. Dies verhindert ein Verringern des Haltewinkels und somit ein ungewolltes Lösen oder Herausziehen des Verbindungselements 1 aus dem Gehäuse. Die Öffnung in dem Gehäuse weist einen Aufnahmedurchmesser auf. Der Durchmesser d₁ ist dem Aufnahmedurchmesser angepasst, so dass der Durchmesser d₁ dem Aufnahmedurchmesser entspricht oder so viel größer ist, dass im gefügten Zustand eine Presspassung vorliegt. Dabei verformt sich der Grundkörper 2 durch die federwirkende Wandung 23 derart, dass der Grundkörper 2 in den Aufnahmedurchmesser eingepasst wird und die besagte Presspassung entsteht. Dabei gleicht die federwirkende Wandung 23 Fertigungsungenauigkeiten der Öffnung in dem Gehäuse durch Verformung des Grundkörpers 2 aus. Durch die sanduhrförmige Aussparung 3 wird das Zusammendrücken des Grundkörpers 2 in radialer Richtung z in eine Ausdehnung des Grundkörpers 2 in axialer Richtung x umgewandelt. Dabei dehnt sich der Grundkörper 2 in einem Bereich der Kreise der Grundfläche der Aussparung 23 aus, sodass die Spreizarme 51-54 axial nach außen verschoben werden. Dies trägt zur Verfestigung der Verbindung zwischen Verbindungselement 1 und Installationsschaltgerät bei. Wird ein zweites Installationsschaltgerät über das Verbindungselement 1 mit dem Installationsschaltgerät, in das das Verbindungselement 1 bereits gefügt wurde, verbunden, so werden die beiden Installationsschaltgeräte über das Verbindungselement 1 bzw. mehrere dieser Verbindungselemente 1 so miteinander verbunden, dass kein Verschieben in einer radialen Richtung der Installationsschaltgeräte gegeneinander möglich ist. Auch ein Verdrehen um eine Achse in axialer Richtung x des Verbindungselements 1 der zusammengefügten Installationsschaltgeräte gegeneinander wird vermieden.
In 2 ist schematisch die Verformung des Verbindungselements 1 unter radial einwirkender Kraft dargestellt. Hier wirkt in radialer Richtung z eine Kraft auf den Grundkörper 2, sodass dieser in der radialen Richtung z zusammengedrückt wird. Durch die sanduhrförmige Aussparung 3 und die dadurch entstehende federwirkende Wandung 23 wird der Grundkörper 2 im Bereich der Kreise der Grundfläche der sanduhrförmigen Aussparung 3 in axialer Richtung x nach außen verformt. Dadurch werden die Spreizarme 51-54 in axialer Richtung x nach außen verschoben. Die Kraft auf den Grundkörper 2 in radialer Richtung z tritt beim Fügen des Verbindungselements in die Öffnung des Gehäuses mit dem Aufnahmedurchmesser auf. Zum einen ist der Durchmesser d₁ des Grundkörpers 2 etwas größer als der Aufnahmedurchmesser, sodass der Grundkörper 2 beim Fügen in radialer Richtung z zusammengedrückt wird, und/oder zum anderen werden Fertigungstoleranzen des Gehäuses bzw. der Öffnung ausgeglichen. In beiden Fällen wirkt eine Kraft in der radialen Richtung z nach innen auf den Grundkörper 2. Die besagte Ausdehnung in der axialen Richtung x erhöht die Stärke der Verbindung zwischen Verbindungselement 1 und dem Gehäuse der Installationsschalteinrichtung, in welches das Verbindungselement 1 gefügt wurde, da die Spreizarme 51-54 in die Öffnung des Gehäuses hineingedrückt werden.
Andersherum wird durch die sanduhrförmige Aussparung 3 in dem Grundkörper 3 und die daraus resultierende federwirkende Wandung 23 eine Verformung des Grundkörpers 2 in axialer Richtung x in eine entsprechende Verformung des Grundkörpers 2 in radialer Richtung z umgewandelt.
In 3 ist schematisch die Verformung der Spreizarme 51-54 und Schnapphaken 61-64 beim Fügen des Verbindungselements 1 in eine Öffnung eines Gehäuses eines Installationsschaltgeräts dargestellt. Beim Fügen werden die Schnapphaken 51-54 in radialer Richtung z zusammengedrückt. Dabei ergibt sich aufgrund der konvexen Form der Schnapphaken 61-64 ein gleichmäßiger Spannungsverlauf über die Schnapphaken 61-64 und die Spreizarme 51-54. Dadurch werden Spannungsspitzen vermieden. Dies stellt sicher, dass sich beim Fügen keine Risse in den Spreizarmen 51-54 oder den Schnapphaken 51-54 bilden und die Spreizarme 51-54 brechen.
In 4 ist schematisch ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 10 zum Verbinden zweier Installationsschaltgeräte mit den zuvor beschriebenen Verbindungselementen gemäß 1 bis 3 dargestellt. In einem ersten Schritt 11 wird in Öffnungen mit Rücksprüngen eines ersten Installationsschaltgeräts, wobei die Öffnungen an einer Breitseite eines Gehäuses der Installationsschaltgeräte angeordnet sind, je ein Verbindungselement 1 eingerastet. In einem Schritt 12 wird ein zweites Installationsschaltgerät senkrecht zu der Breitseite gegen das erste Installationsschaltgerät gedrückt, wobei jedes Verbindungselement 1 in die Öffnungen mit Rücksprüngen an der anderen Breitseite des zweiten Installationsschaltgeräts einrastet.
5 zeigt eine mehrpolige Installationsschaltgeräteanordnung mit drei Installationsschaltgeräten 501, 502, 503, die über die oben beschriebenen Verbindungselemente miteinander verbunden sind.
6 zeigt einen Schaltschrank 600 mit einer Installationsschaltgeräteanordnung.
Bezugszeichenliste

1: Verbindungselement
2: Grundkörper
3: Aussparung
23: federwirkende Wandung
41: Stirnseite
42: Stirnseite
51: Spreizarm
52: Spreizarm
53: Spreizarm
54: Spreizarm
61: Schnapphaken
62: Schnapphaken
63: Schnapphaken
64: Schnapphaken
71: federwirkende Spitze
72: federwirkende Spitze

Claims

Verbindungselement (1) für nebeneinander angereihte, mit ihren Breitseiten aneinander liegende Installationsschaltgeräte (501, 502), insbesondere Leistungsschutzschalter oder Fehlerstromschutzschalter, deren Gehäuse aus je zwei schalenartigen Gehäuseteilen gebildet sind, wobei das Verbindungselement (1) einen Grundkörper (2) aufweist, der zwei gegenüberliegende Stirnseiten (41, 42) aufweist, wobei an den Stirnseiten (41, 42) jeweils mindestens ein axial vorragender Spreizarm (51, 52, 53, 54) ausgebildet ist, wobei jeweils an einem freien Ende der Spreizarme (51, 52, 53, 54) ein radial vorragender Schnapphaken (61, 62, 63, 64) ausgebildet ist, der im montierten Zustand hinter einem Rücksprung an dem mit dem Verbindungselement zu verbindenden Gehäuse des Installationsschaltgeräts einrastet, wobei der Grundkörper (2) eine zentrale Aussparung (3) aufweist, die ein Zentrum des Grundkörpers (2) umschließt und derart ausgebildet ist, dass der Grundkörper (2) eine federwirkende Wandung (23) aufweist, die eine Federwirkung in radialer und axialer Richtung aufweist, wobei die Aussparung (3) derart ausgebildet ist, dass eine Kraft in radial nach innen gerichteter Richtung auf den Grundkörper (2) eine Ausdehnung des Grundkörpers (2) in axial nach außen gerichteter Richtung bewirkt.
Verbindungselement (1) gemäß Anspruch 1, wobei die Aussparung (3) eine zylindrische Kontur mit kreisrunder oder elliptischer Grundfläche aufweist und wobei die Aussparung (3) entlang einer radialen Mittelachse ausgebildet ist.
Verbindungselement (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei eine äußere Kontur des Grundkörpers (2) dieselbe Form wie die Kontur der Aussparung (3) aufweist.
Verbindungselement (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Schnapphaken (61, 62, 63, 64) an den freien Enden federwirkende Spitzen (71, 72) aufweisen, die eine Federwirkung in axialer Richtung aufweisen.
Verbindungselement (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei an den Stirnseiten (41, 42) jeweils mindestens zwei axial vorragende Spreizarme (51, 52, 53, 54) ausgebildet sind.
Verbindungselement (1) gemäß Anspruch 5, wobei die mindestens zwei jeweils an den Stirnseiten (41, 42) vorragenden Spreizarme (51-54) an den freien Enden miteinander verbunden sind.
Verbindungselement (1) gemäß Anspruch 6, wobei die mindestens zwei verbundenen Spreizarme (51, 52, 53, 54) zusammen eine gemeinsame federwirkende Spitze (71, 72) ausbilden.
Mehrpolige Installationsschaltgeräteanordnung, umfassend mindestens zwei Installationsschaltgeräte (501, 502, 503), die durch ein Verbindungselement (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 verbunden sind.
Schaltschrank (600) umfassend wenigstens eine mehrpolige Installationsschaltgeräteanordnung (501, 502, 503) gemäß Anspruch 8.
Verfahren zum Verbinden zweier Installationsschaltgeräte mit Verbindungselementen (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei in an einer Breitseite eines Gehäuses der Installationsschaltgeräte angeordneten Öffnungen mit Rücksprüngen eines ersten Installationsschaltgeräts je ein Verbindungselement (1) eingerastet wird und wobei ein zweites Installationsschaltgerät senkrecht zu der Breitseite gegen das erste Installationsschaltgerät gedrückt wird, wobei jedes Verbindungselement (1) in die Öffnungen mit Rücksprüngen an der anderen Breitseite des zweiten Installationsschaltgeräts einrastet.