DE202007002974U1

DE202007002974U1 - Signaleinrichtung für elektrische Überwachungsgeräte

Info

Publication number: DE202007002974U1
Application number: DE202007002974U
Authority: DE
Original assignee: Dipl Ing H Horstmann GmbH
Current assignee: Dipl Ing H Horstmann GmbH
Priority date: 2007-02-27
Filing date: 2007-02-27
Publication date: 2008-07-10
Anticipated expiration: 2017-02-28

Abstract

Signaleinrichtung (4) für elektrische Überwachungsgeräte (1), wie Kurzschlussanzeiger, insbesondere in Mittelspannungsanlagen, mit mindestens einem optischen Anzeigeelement (6) mit einer Leuchtdiode (8), dadurch gekennzeichnet, dass das Anzeigeelement (6) ein der Leuchtdiode (8) zugeordnetes Reflektorelement (10) derart aufweist, dass von der Leuchtdiode (8) ausgehendes Licht zu einer Sichtseite hin diffus reflektiert wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Signaleinrichtung für elektrische Überwachungsgeräte, wie Kurzschlussanzeiger, insbesondere in Mittelspannungsanlagen, mit mindestens einem optischen Anzeigeelement mit einer Leuchtdiode.
Bei Kurzschlussanzeigern für elektrische Energieversorgungsnetze insbesondere im Mittelspannungsbereich sind als Anzeigeelemente zunächst so genannte Schauzeichen bekannt (s. hierzu beispielsweise DE 20 2004 009 065 U1 , DE 44 08 709 C2 und auch zum Teil DE 197 03 347 A1 ). Dabei handelt es sich bekanntlich um insbesondere klappenartige Elemente, die elektromagnetisch bistabil zwischen einem Ausgangszustand und einem Signalzustand umsteuerbar sind. Deshalb ist zusätzlich auch eine spezielle Rückstelleinrichtung zum Rückstellen vom Signalzustand in den Ausgangszustand erforderlich. Solche Schauzeichen sind nur bei ausreichender Helligkeit erkennbar; bei Dunkelheit ist deshalb stets eine zusätzliche Beleuchtung erforderlich, was aber wegen des Energieverbrauchs nachteilig ist, weil solche Geräte üblicherweise netzunabhängig aus Batterien oder Akkus gespeist werden.
Es sind daher auch bereits Signaleinrichtungen der gattungsgemäßen Art bekannt, die als Anzeigeelement mindestens eine Leuchtdiode (LED) aufweisen (s. hierzu zum Beispiel DE 197 56 043 A1 , DE 28 26 247 C2 sowie auch die in der schon erwähnten DE 197 03 347 A1 zusätzlich noch beschriebenen Alternativen zu den Schauzeichen). Die bekannten LED-Anzeigen haben aber den Nachteil, dass das Lichtsignal nur aus recht engen Blickwinkeln hinreichend sichtbar ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Signaleinrichtung der genannten Art zu schaffen, die trotz Verwendung (mindestens) einer Leuchtdiode eine verbesserte optische Wahrnehmbarkeit mit reduzierter Blickwinkelabhängigkeit gewährleistet.
Erfindungsgemäß wird dies durch die Merkmale des Anspruchs 1 erreicht. Vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen enthalten.
Demnach weist das Anzeigeelement erfindungsgemäß zusätzlich zu der Leuchtdiode ein spezielles Reflektorelement derart auf, dass von der Leuchtdiode ausgehendes Licht insbesondere in eine zu einer Sichtseite hin offene Reflexionskammer gelangt und zur offenen Sichtseite hin diffus reflektiert wird. Dadurch wird trotz der sehr konzentrierten, nahezu punktförmigen Lichtemission der Leuchtdiode vorteilhafterweise eine großflächige, weitgehend homogene Lichtanzeige mit geringer Blickwinkelabhängigkeit geschaffen. Dies bedeutet, dass eine gute Erkennbarkeit über einen sehr breiten Blickwinkelbereich und somit auch von den Seiten her gewährleistet ist.
An Hand eines in der Zeichnung veranschaulichten, bevorzugten Ausführungsbeispiels soll die Erfindung im Folgenden genauer erläutert werden. Dabei zeigen:
1 eine Perspektivansicht eines schematischen, vereinfachten Überwachungsgerätes in einem offenen Zustand ohne eine vordere Frontplatte zur Einsicht auf eine erfindungsgemäße Signaleinrichtung,
2 eine Vorderansicht des Überwachungsgerätes in Pfeilrichtung II gemäß 1,
3 eine Perspektivansicht eines Einzelteils der erfindungsgemäßen Signaleinrichtung, und zwar eines bevorzugten Mehrfach-Reflektorelementes, in einer ersten Blickrichtung (schräg von vorne),
4 eine weitere Perspektivansicht des Einzelteils gemäß 3 in einer zweiten Blickrichtung (schräg von hinten),
5 eine stark vergrößerte Vorderansicht des Einzelteils in Pfeilrichtung V gemäß 3 und
6 einen Querschnitt in der Ebene VI–VI gemäß 5.
In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In den 1 und 2 ist vereinfacht und schematisch ein elektrisches Überwachungsgerät 1 dargestellt, bei dem es sich beispielsweise um einen Kurzschlussanzeiger für elektrische Anlagen insbesondere im Mittelspannungsbereich handeln kann. Dabei kann der Begriff „Kurzschlussanzeiger" auch einen Erdschluss umfassen. Dies bedeutet, dass es sich genauer gesagt auch um einen „Kurz- und/oder Erdschlussanzeiger" handeln kann. Zudem kann auch eine Richtungsanzeige implementiert sein. Der bevorzugte Mittelspannungsbereich liegt bei etwa 1 kV bis etwa 70 kV, zum Teil aber auch unter 1 kV. Das Überwachungsgerät 1 weist ein Gehäuse 2 auf, wobei eine vordere Gehäuseöffnung eigentlich durch eine Frontplatte verschlossen ist, die hier allerdings nicht dargestellt ist, um Einsicht in den Gehäuse-Innenraum zu gewähren. Hierdurch ist erkennbar, dass innerhalb des Gehäuses 2 eine erfindungsgemäße Signaleinrichtung 4 untergebracht ist. Diese Signaleinrichtung 4 weist mindestens ein optisches Anzeigeelement 6 mit einer Leuchtdiode 8 auf. Die dargestellte, bevorzugte Ausführung ist allerdings für eine Verwendung in Drehstrom-Netzen ausgelegt und daher mit drei Anzeigeelementen 6 mit jeweils einer Leuchtdiode 8 ausgestattet.
Erfindungsgemäß weist nun das/jedes Anzeigeelement 6 ein der Leuchtdiode 8 zugeordnetes Reflektorelement 10 derart auf, dass von der Leuchtdiode 8 ausgehendes Licht bevorzugt in eine zu einer Sichtseite (nach „vorne") hin offene Reflexionskammer 12 gelangt und zur offenen Sichtseite diffus reflektiert wird. Hierzu weist das/jedes Reflektorelement 10 im Inneren der Reflexionskammer 12 diffus-weiße (matt-weiße) Innenflächen auf.
In der dargestellten, bevorzugten Ausführungsform weist die/jede Reflexionskammer 12 zwei zueinander parallele Seitenwände 14, eine die Seitenwände 14 auf der der offenen Sichtseite gegenüberliegenden Seite verbindende Rückwand 16 und einen von der Rückwand 16 und den Seitenwänden 14 begrenzten Boden 18 sowie weiterhin eine vordere Reflektoröffnung 20 auf. Dabei ist jeweils die Leuchtdiode 8 im Bereich des Bodens 18, und zwar insbesondere in einer Bodenöffnung 22, angeordnet (s. hierzu insbesondere 5).
Wie sich insbesondere aus 6 ergibt, verläuft die Rückwand 16 ausgehend von einem hinteren, mit einer bestimmten Tiefe T von beispielsweise 6 mm von der vorderen Reflektoröffnung 20 entfernten Bereich des Bodens 18 mit einer konkaven Krümmung bis zu einem dem Boden 18 gegenüberliegenden, oberen Bereich der vorderen Reflektoröffnung 20. Dabei ist die Reflektoröffnung 20 vorzugsweise hochkant-rechteckig ausgebildet, beispielsweise mit einer Größe von etwa 16 × 10 mm. Dadurch wird eine Anlehnung an Form und Größe bisher verwendeter Schauzeichen erreicht. Die Leuchtdiode 8 weist eine Abstrahllinse 8a auf (s. 5) und ist derart angeordnet, dass das Licht überwiegend (Lichtanteil etwa 80%) senkrecht vom Boden 18 weg in die Reflexionskammer 12 abgestrahlt wird. Hierbei ist die Krümmung der Rückwand 16 gemäß 6 derart ausgelegt, dass mit zunehmendem Abstand von der Leuchtdiode 8 ein Lichtstrahl-Auftreffwinkel (Winkel zwischen dem jeweiligen Lichtstrahl und der jeweiligen Tangente an die Krümmung der Rückwand 16) stetig so zunimmt, dass eine im Wesentlichen gleichmäßige Lichtreflexion zur Sichtseite hin aus der Reflektoröffnung 20 hinaus erreicht wird. Bei der bevorzugten Auslegung und Größe beträgt der Krümmungsradius r1 der Rückwand 16 gemäß 6 beispielsweise etwa 25 mm. Vorzugsweise handelt es sich bei der Leuchtdiode 8 um eine Richtungs-LED in so genannter Thin-Film-Technologie mit einer hohen Lichtstärke von z. B. etwa 76 lm/W (Lumen pro Watt).
In weiterer bevorzugter Ausgestaltung geht die Rückwand 16 in jede der beiden angrenzenden Seitenwände 14 über einen in dieser Richtung konkav gekrümmten Übergangsabschnitt 24 über. Dabei weist jeder Übergangsabschnitt 24 zwischen Rückwand 16 und angrenzender Seitenwand 14 einen Krümmungsradius r2 auf, der vorzugsweise vom unteren, an den Boden 18 angrenzenden Bereich in Richtung bis zum oberen, an die vordere Reflektoröffnung 20 angrenzenden Bereich stetig abnimmt, und zwar beispielsweise von etwa 2 mm im unteren Bereich bis auf etwa 0 mm im oberen Bereich. Auch durch diese Ausgestaltung wird das Reflexionsverhalten günstig beeinflusst, um die beabsichtigte nahezu homogene Lichtabstrahlung zu erreichen.
Bei der bevorzugten Auslegung des Gerätes 1 zur Anwendung in Drehstrom-Netzen sind die Reflektorelemente 10 der dann notwendigen drei Anzeigeelemente 6 vorzugsweise zu einem einstückigen Mehrfach-Reflektorelement 26 zusammengefasst. Dabei sind die Seitenwände 14 der jeweils direkt benachbarten Reflexionskammern 12 jeweils von einer gemeinsamen Zwischenwand gebildet.
Das/jedes Reflektorelement 10 bzw. das Mehrfach-Reflektorelement 26 besteht aus einem opaken, milchig-weißen Material, insbesondere als einstückiges Kunststoff-Formteil.
Die/jede Leuchtdiode 8 gibt bevorzugt ein farbiges, insbesondere rotes Licht ab und kann vorzugsweise periodisch als Blinklicht angesteuert werden.
Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn das Reflektorelement 10 bzw. 26 insbesondere über Steckansätze 28 auf einer Leiterplatte 30 befestigt ist (s. 1 und 2). Die jeweilige Leuchtdiode 8 ist dabei im Bereich der jeweiligen Bodenöffnung 22 auf der gleichen Leiterplatte 30 angeordnet. Hierzu wird insbesondere auf 1, 2 und 5 verwiesen.
Die nicht dargestellte Frontplatte des Überwachungsgerätes 1 weist nur im Bereich der/jeder Reflektoröffnung 20 ein entsprechendes Sichtfenster auf, wobei aber die/jede Leuchtdiode 8 gegen direkte Sicht von vorne weitgehend abgedeckt ist.
Die erfindungsgemäße Signaleinrichtung 4 hat zahlreiche Vorteile. Durch Anordnung der Signaleinrichtung 4 unmittelbar an der Frontplatte des Gerätes 2 sind sogar auch bei stark seitlicher Betrachtung die beleuchteten Seitenwände 14 der Reflexionskammern 12 zu sehen. Dies führt zu einer Erkennbarkeit praktisch in dem gesamten Halbraum (2π Steradiant) vor dem Gerät 2. Die spezielle Krümmung der Rückwand 16 vermeidet ein starkes Helligkeitsgefälle von unten nach oben, indem sich die Rückwand mit steigender Höhe immer mehr der Leuchtdiode 8 zuneigt und deshalb – nach dem Cosinus-Satz – stetig mehr Licht empfängt und nach vorne abstrahlen kann. Bei der Mehrfach-Ausführung hat jede Leuchtdiode 8 ihre eigene Reflexionskammer 12, wobei durch die Seiten- bzw. Trennwände 14 ein Übersprechen gering bleibt.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfasst auch alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Ausführungen. Ferner ist die Erfindung bislang auch noch nicht auf die im Anspruch 1 definierte Merkmalskombination beschränkt, sondern kann auch durch jede beliebige andere Kombination von bestimmten Merkmalen aller insgesamt offenbarten Einzelmerkmalen definiert sein. Dies bedeutet, dass grundsätzlich praktisch jedes Einzelmerkmal des Anspruchs 1 weggelassen bzw. durch mindestens ein an anderer Stelle der Anmeldung offenbartes Einzelmerkmal ersetzt werden kann. Insofern ist der Anspruch 1 lediglich als ein erster Formulierungsversuch für eine Erfindung zu verstehen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 202004009065 U1 [0002]
- DE 4408709 C2 [0002]
- DE 19703347 A1 [0002, 0003]
- DE 19756043 A1 [0003]
- DE 2826247 C2 [0003]

Claims

Signaleinrichtung (4) für elektrische Überwachungsgeräte (1), wie Kurzschlussanzeiger, insbesondere in Mittelspannungsanlagen, mit mindestens einem optischen Anzeigeelement (6) mit einer Leuchtdiode (8), dadurch gekennzeichnet, dass das Anzeigeelement (6) ein der Leuchtdiode (8) zugeordnetes Reflektorelement (10) derart aufweist, dass von der Leuchtdiode (8) ausgehendes Licht zu einer Sichtseite hin diffus reflektiert wird.
Signaleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Reflektorelement (10) eine zur Sichtseite hin offene Reflexionskammer (12) und im Inneren der Reflexionskammer (12) diffus-weiße Innenflächen aufweist.
Signaleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflexionskammer (12) zwei vorzugsweise zueinander parallele Seitenwände (14), eine die Seitenwände (14) auf der der offenen Sichtseite gegenüberliegenden Seite verbindende Rückwand (16) und einen von der Rückwand (16) und den Seitenwänden (14) begrenzten Boden (18) sowie eine vordere Reflektoröffnung (20) aufweist, wobei die Leuchtdiode (8) im Bereich des Bodens (18), insbesondere in einer Bodenöffnung (22), derart angeordnet ist, dass das Licht der Leuchtdiode (8) in die Reflexionskammer (12) und von dort mittelbar durch Reflexion durch die Reflektoröffnung (20) zur Sichtseite gelangt.
Signaleinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückwand (16) ausgehend von einem hinteren, mit einer bestimmten Tiefe (T) von der vorderen Reflektoröffnung (20) entfernten Bereich des Bodens (18) mit einer konkaven Krümmung bis zu einem dem Boden (18) gegenüberliegenden, oberen Bereich der vorderen Reflektoröffnung (20) verläuft.
Signaleinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtdiode (8) eine Abstrahllinse (8a) aufweist und derart angeordnet ist, dass das Licht überwiegend senkrecht vom Boden (18) weg in die Reflexionskammer (12) abgestrahlt wird, wobei die Krümmung der Rückwand (16) derart ausgelegt ist, dass mit zunehmendem Abstand von der Leuchtdiode (8) ein Licht-Auftreffwinkel stetig so zunimmt, dass eine im Wesentlichen gleichmäßige Lichtreflexion zur Sichtseite hin erreicht wird.
Signaleinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückwand (16)in jede der beiden angrenzenden Seitenwände (14) über einen konkav gekrümmten Übergangsabschnitt (24) übergeht, wobei der Übergangsabschnitt (24) einen Krümmungsradius (r2) aufweist, der vorzugsweise vom unteren, an den Boden (18) angrenzenden Bereich in Richtung bis zum oberen, an die vordere Reflektoröffnung (20) angrenzenden Bereich stetig abnimmt.
Signaleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch mehrere, vorzugsweise drei, gleichartige Anzeigeelemente (6), deren Reflektorelemente (10) insbesondere zu einem einstückigen Mehrfach-Reflektorelement (26) zusammengefasst sind.
Signaleinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwände (14) der jeweils direkt benachbarten Reflexionskammern (12) von einer gemeinsamen Zwischenwand gebildet sind.
Signaleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das/jedes Reflektorelement (10, 26) aus einem opaken, milchig weißen Material, insbesondere Kunststoff, besteht.
Signaleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die/jede Leuchtdiode (8) ein farbiges, insbesondere rotes Licht abgibt und vorzugsweise als Blinklicht periodisch ansteuerbar ist.
Signaleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das/jedes Reflektorelement (10, 26) insbesondere über Steckansätze (28) auf einer Leiterplatte (30) befestigt ist, wobei die/jede Leuchtdiode (8) im Bereich der jeweiligen Bodenöffnung (22) auf der gleichen Leiterplatte (30) angeordnet ist.
Signaleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Überwachungsgerät (1) eine Frontplatte aufweist, die nur im Bereich der/jeder Reflektoröffnung (20) ein entsprechendes Sichtfenster aufweist, wobei die/jede Leuchtdiode (8) gegen direkte Sicht von vorne weitgehend abgedeckt ist.