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Die Erfindung betrifft eine Funkenstreckenanordnung mit Zündhilfe.
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Hintergrund der Erfindung
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In den unterschiedlichsten Wechselspannungssystemen werden Überspannungsschutzeinrichtungen eingesetzt. Dabei unterscheiden sich die eingesetzten Schaltungen je nach System.
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Beispielsweise werden für sogenannte Typ 1 Ableiter (z.B. entsprechend der DIN VDE 0100-443 (VDE 0100-443):2007-06 oder IEC 60364-4-44:2001-08 bzw. DIN VDE 0110/IEC Publikation 664) oftmals Funkenstrecken-basierte Ableiter eingesetzt.
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Häufig sind Überspannungsableiter in einem Zählerschrank angeordnet. Dort befinden sich in aller Regel vier bzw. fünf Sammelschienen je nach Netz, wobei abhängig von der Netzform Überspannungsableiter kontaktiert werden.
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Die Sicherstellung der dauerhaft funktionierenden Kontaktierung ist ein wichtiger Bestandteil eines Überspannungsableiters. Hierzu muss der Festsitz des Überspannungsableiters auf den Sammelschienen gewährleistet sein. Dies wird durch verschiedene mechanische Elemente, die hinter einer oder mehreren Sammelschienen greifen, realisiert.
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Allerdings sind die Sammelschienensysteme nicht einheitlich. So gibt es Sammelschienensysteme mit unterschiedlichen Stärken der Sammelschienen.
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Bisherige Überspannungsschutzgeräte waren entweder nur für eine Dicke von Sammelschienen geeignet und/oder erforderten den Einsatz von Werkzeugen und/oder ein Umstecken von Elementen, um einen sicheren Sitz zu gewährleisten.
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Ein beispielhaftes Überspannungsschutzgerät ist aus
DE 10 2004 037 083 B4 bekannt. Dieses Überspannungsschutzgerät ist zur Montage auf einem vorbekannten Sammelschienensystem geeignet. Hierzu weist das Gerät eine vorkonfektionierte Trägerplatte auf. Das Gerät kann werkzeuglos auf das vorbekannte Sammelschienensystem montiert werden.
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Während eine Ausführung nur für ein Schienensystem dazu führt, dass die richtige Schienendicke vor der Montage bekannt sein muss und die Herstellungskosten für unterschiedliche Schienensystemausführungen teuer ist, ist der Einsatz von Werkzeugen zur Sicherstellung des Festsitzes zeitaufwändig und fehlerbehaftet.
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Ausgehend von dieser Situation ist es Aufgabe der Erfindung, eine Überspannungsableiter-Anordnung für ein elektrisches Sammelschienensystem zur Verfügung zu stellen, die es ermöglicht, eine solche Anordnung kostengünstig und zuverlässig zu realisieren.
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Die Aufgabe wird gelöst durch eine Überspannungsableiter-Anordnung für ein elektrisches Sammelschienensystem gemäß Anspruch 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind insbesondere Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Nachfolgend wird die Erfindung näher unter Bezug auf die Figuren erläutert. In diesen zeigt:
- 1 ein erstes Detail einer erfindungsgemäßen Überspannungsableiter-Anordnung,
- 2 ein zweites Detail einer erfindungsgemäßen Überspannungsableiter-Anordnung,
- 3 eine seitliche Ansicht einer beispielhaften erfindungsgemäßen Überspannungsableiter-Anordnung vor dem Aufrasten auf ein Sammelschienensystem,
- 4 ein weiteres Detail einer erfindungsgemäßen Überspannungsableiter-Anordnung in einer Aufsicht,
- 5 das weitere Detail aus 4 einer erfindungsgemäßen Überspannungsableiter-Anordnung in einer Seitenansicht, und
- 6 noch ein weiteres Detail von Ausführungsformen gemäß der Erfindung.
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Nachfolgend wird die Erfindung eingehender unter Bezugnahme auf die 1-6 dargestellt werden. Dabei ist anzumerken, dass unterschiedliche Aspekte beschrieben werden, die jeweils einzeln oder in Kombination zum Einsatz kommen können. D.h. jeglicher Aspekt kann mit unterschiedlichen Ausführungsformen der Erfindung verwendet werden, soweit nicht explizit als reine Alternative dargestellt.
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Weiterhin wird nachfolgend der Einfachheit halber in aller Regel immer nur auf eine Entität Bezug genommen werden. Soweit nicht explizit vermerkt, kann die Erfindung aber auch jeweils mehrere der betroffenen Entitäten aufweisen. Insofern ist die Verwendung der Wörter „ein“, „eine“ und „eines“ nur als Hinweis darauf zu verstehen, dass in einer einfachen Ausführungsform zumindest eine Entität verwendet wird.
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Angaben mit Zahlenwerten sind in aller Regel nicht als exakte Werte zu verstehen, sondern beinhalten auch eine Toleranz von +/- 1 % bis zu +/- 10 %.
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Bezugnahme auf Standards oder Spezifikationen oder Normen sind als Bezugnahme auf Standards bzw. Spezifikationen bzw. Normen, die zum Zeitpunkt der Anmeldung und/oder - soweit eine Priorität beansprucht wird - zum Zeitpunkt der Prioritätsanmeldung gelten / galten zu verstehen. Hiermit ist jedoch kein genereller Ausschluss der Anwendbarkeit auf nachfolgende oder ersetzende Standards oder Spezifikationen oder Normen zu verstehen.
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Gemäß Ausführungsformen der Erfindung ist eine Überspannungsableiter-Anordnung 1 für ein elektrisches Sammelschienensystem gedacht.
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Das elektrische Sammelschienensystem, das ein Gleichspannungssammelschienensystem, eine Zwei- oder Mehr- Leiterwechselspannungssammelschienensystem sein kann, weist zumindest zwei benachbarte Sammelschienen L1 , N auf. In einem Dreiphasenwechselspannungssystem weist das Mehr-Leiterwechselspannungssammelschienensystem zumindest die drei Wechselspanungsphasen L1 , L2 , L3 , auf. Weiterhin wird je nach System eine Sammelschiene für N und gegebenenfalls eine Sammelschiene PE oder eine gemeinsame Sammelschiene PEN zur Verfügung gestellt.
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Die benachbarten Sammelschienen L1 , N führen im Betrieb unterschiedliches Potential.
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Die Überspannungsableiter-Anordnung 1 weist ein Gehäuse G mit einen Rastmechanismus R auf, wobei der Rastmechanismus R nutenartig relativ zum Gehäuse G geführt ist.
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Der Rastmechanismus R behält im verrasteten Zustand kraftbeaufschlagt seine Position lösbar bei.
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Damit wird es möglich, eine Überspannungsableiter-Anordnung für unterschiedliche Sammelschienensysteme lösbar ohne Werkzeug aufzurasten.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung wird die Kraftbeaufschlagung durch ein am Rastmechanismus R angeordnetes federndes Element B zur Verfügung gestellt.
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Dieses federnde Element kann ein externes Element sein oder aber am Rastmechanismus integriert sein. Der letztere Fall erlaubt eine kostengünstige Produktion, da ein Teil weniger bestückt werden muss. Zudem steigt durch die Verwendung weniger Teile die Sicherheit.
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Beispielsweise kann das federnde Element B ein Biegebalken sein. Der Biegebalken kann sich dabei optional an einem Haltelement H abstützen. Durch die Biegsamkeit des Balkens B und die Ausgestaltung des Halteelements H mit schrägen Gleitflächen kann durch Aufbringung von Kraft (händisch) der Biegebalken vor oder hinter das Halteelement H verbracht werden. Dabei stellt die eine Position (in 5 dargestellt) eine verrastete Position dar, während, wenn der Biegebalken B nach links verbracht wird, z.B. durch Zug an der Entriegelung Z, so gleitet der Biegebalken über das Halteelement H nach links und verbleibt im entrasteten Zustand.
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In einer Ausführungsform der Erfindung ist der Rastmechanismus R aus mindestens einem Kunststoff hergestellt. Dieser kann geeignete mechanische Eigenschaften z.B. in Bezug auf Elastizität aufweisen.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der Rastmechanismus R ein Spritzgussteil auf. D.h. mit einem (einzigen) Spritzgussteil kann kostengünstig die Funktion realisiert werden.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung stellt der Rastmechanismus R für Sammelschienen mit einer Dicke von 4 mm bis 11 mm eine Verrastung bereit. Besonders bevorzugt ist die Bereitstellung von einer Verrastung von 5 mm und 10 mm. Dies kann z.B. wie in 6 gezeigt, durch eine entsprechende Ausformung von Rastnasen ST bereitgestellt werden. Diese Rastnasen können auch als Hinterschnitt aufgefasst werden. Offensichtlich kann durch geeignete Ausgestaltung auch für mehr als zwei unterschiedliche Dicken von Sammelschienen eine Verrastung zur Verfügung gestellt werden. Werden unterschiedliche Schienendicken kontaktierbar, so ist ein größerer Verfahrweg / Federweg bereitzustellen, da nunmehr entsprechende Rastnasen bereitgestellt werden. Häufig weisen dickere Sammelschienen eine leicht geringere Breite auf, die dann ebenfalls aufgefangen werden muss.
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Wie aus den Figuren ersichtlich ist, muss die Verrasstung nicht an jeder einzelnen Stromschiene bereitgestellt werden. Vielmehr reicht es aus, einen sicheren Sitz an zwei oder mehreren Sammelschienen zur Verfügung zu stellen. Vorteilhaft ist es, wenn die Verrastung zumindest an einer außen liegenden Sammelschiene (hier z.B. N) und an mindestens einer weiteren Sammelschiene (hier z.B. L1) vorgenommen wird. Durch die Ausgestaltung - wie in 2 und 3 dargestellt - kann z.B. ein Gehäuse mit einem Rastmechanismus für 4-Leiter oder 5-Leiter Systeme verwendet werden. Hierdurch steigt der Anteil an Gleichteilen und die Herstellungskosten sind günstiger, weil der Rastmechanismus auf beiden Sammelschienen (5mm und 10mm) rasten soll.
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Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform verrastet der Rastmechanismus R bei Aufbringen auf das elektrische Sammelschienensystem betätigungslos. D.h. beim Aufsetzen auf das Sammelschienensystem wird der Rastmechanismus zur Seite geschoben. Dabei kann die Verschiebung auf ein federndes Element B wirken, sodass, wenn die Sammelschiene ausreichend verschoben ist, sie den Weg für die weitere Aufsetzbewegung frei macht. Wenn die Sammelschiene dann vorbeigleitet verrastet der Rastmechanismus R automatisch unter Einwirkung der dann frei werdenden Energie des federnden Elementes B.
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In noch einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der Rastmechanismus R - wie in 1 gezeigt - einen U-förmigen Schieber auf. Dieser Rastmechanismus ist besonders bevorzugt einteilig aufgebaut.
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Weiterhin vorteilhaft kann der Rastmechanismus nahe am Rand des Gehäuses G geführt sein, sodass die (beidseitige) Halterung (in Bezug auf eine Sammelschiene als auch in Bezug auf mehrere Sammelschienen) besonders gut zur Verfügung gestellt wird. Hierdurch kann z.B. ein Kippeln auf der Sammelschiene reduziert / vermieden werden.
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Die Überspannungsableiter-Anordnung für ein elektrisches Sammelschienensystem gemäß der Erfindung kann daher mit allen Komponenten, wie z.B. Überspannungsschutzeinrichtungen, selektiver Leistungsschutzschalter, Zündhilfe etc. von oben auf das Sammelschienen-System aufgerastet werden und kontaktiert damit die entsprechenden Sammelschienen. Die Rastfunktion ist dabei anwenderfreundlich, robust und sicher gegen unbeabsichtigtes Lösen. Weiterhin sind die Umwelteinflüsse wie Schock- und Vibrationsbeanspruchungen mechanisch abgefangen.
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Die Überspannungsschutzeinrichtungen können gleichartige oder unterschiedliche Einrichtungen, z.B. Funkenstrecken, Varistoren, Gasableiter, TVS-Dioden, sein.
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D.h. bei der erfindungsgemäßen Überspannungsableiter-Anordnung für ein elektrisches Sammelschienensystem ist es möglich, die Anordnung an verschiedene Sammelschienenhöhen mit einem Rastmechanismus R zu verrasten.
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Dieser Rastmechanismus R weist z.B. ein u-förmiges Kunststoffelement auf, welches seitlich in den Boden des Gehäuses G montiert wird. Die beiden langen Schenkel können z.B. seitlich um den Boden greifen und können dort anliegen.
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Beispielsweise durch hervorstehende Rippen/Nuten am Gehäuse G kann der Rastmechanismus R im Wesentlichen linear geführt werden.
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Des Weiteren können diese Rippen/Nuten Zugkräfte, die auf den Überspannungsableiter wirken, aufnehmen. Besonders bevorzugt erstrecken sich diese Nuten/Rippen über die Länge des Rastmechanismus R.
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Eine gewünschte Federspannung für das Einrasten und Andrücken der Rastkonturen kann durch einen (integrierten) Biegebalken B realisiert sein.
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Mittels eines hervorstehenden Halteelements H kann der Biegebalken gegengelagert sein. Dieses Halteelement H kann im Arbeitsbereich die Federkraft aufgrund einer linearen Verschiebung des Rastmechanismus R beim Rastvorgang aufbringen. Wird der Arbeitsbereich überschritten, kann eine zapfenartige Ausstülpung über das Halteelement hinweg gleiten, sodass der Rastmechanismus R in einer Öffnungsstellung verfährt und dort verharrt. In einer solchen Stellung kann die Überspannungsableiter-Anordnung für ein elektrisches Sammelschienensystem mühelos vom Sammelschienensystem entnommen werden. Es kann vorgesehen sein, dass zur Überführung in diesen Zustand ein Werkzeug, z.B. ein Schraubendreher zum Hebeln an der Entriegelung Z benötigt wird.
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Durch eine manuelle Betätigung des Rastmechanismus R in Gegenrichtung gleitet die zapfenartige Ausstülpung wieder in die Stellung der 5 zurück und eine erneute Rastung wird ermöglicht.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Überspannungsableiter-Anordnung
- L1..3, N, PE
- Sammelschiene
- G
- Gehäuse
- R
- Rastmechanismus
- B
- federndes Element
- ST
- Rastnase
- Z
- Entriegelung
- H
- Halteelement
