DE202020101378U1

DE202020101378U1 - Steckbare Gerätekombination zum Schutz vor Überspannungen

Info

Publication number: DE202020101378U1
Application number: DE202020101378.5U
Authority: DE
Original assignee: Dehn and Soehne GmbH and Co KG
Current assignee: Dehn SE and Co KG
Priority date: 2019-08-29
Filing date: 2020-03-12
Publication date: 2020-03-18
Anticipated expiration: 2030-03-13
Also published as: EP4022726A1; WO2021037473A1; CN114846707A; JP2022546338A; US20220294157A1

Abstract

Steckbare Gerätekombination zum Schutz von Überspannungen, aufweisend ein sockelartiges, im Querschnitt U-förmiges Unterteil (1) zur Aufnahme mindestens eines, ein Überspannungsschutzelement aufnehmendes Steckmodul (4), wobei zwischen dem Steckmodul (4) und dem sockelartigen Unterteil (1) wirkende Rastmittel (2; 3) vorgesehen sind, die an gegenüberliegenden Seiten des Steckmodules an einem unter Vorspannung stehenden Gelenk ausgebildete erste Mittel umfassen, welche jeweils mit zugehörigen zweiten Mitteln am Unterteil (1) rastend zusammenwirken, wobei die Rastverbindung durch Druck auf das Gelenk an den Seiten des Steckmodules (4) aufhebbar ist und wobei das jeweilige Gelenk in eine Betätigungsfläche (5) übergeht, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsflächen (5) derart gegenüberliegend am Steckmodul (4) ausgebildet sind, dass sich bei gedachten Verbindungslinien (10) zwischen den Betätigungsflächen (5) die Gestalt eines mindestens angenäherten Dreieckes ergibt.

Description

Die Erfindung geht aus von einer steckbaren Gerätekombination zum Schutz vor Überspannungen, aufweisend ein sockelartiges, im Querschnitt U-förmiges Unterteil zur Aufnahme mindestens eines, mindestens ein Überspannungsschutzelement aufnehmendes Steckmodul, wobei zwischen dem Steckmodul und dem sockelartigen Unterteil wirkende Rastmittel vorgesehen sind, die an gegenüberliegenden Seiten des Steckmodules an einem unter Vorspannung stehenden Gelenk ausgebildete erste Mittel umfassen, welche jeweils mit zugehörigen zweiten Mitteln am Unterteil rastend zusammenwirken, wobei die Rastverbindung durch Druck auf das Gelenk an den Stirnseiten des Steckmodules aufhebbar ist und das jeweilige Gelenk in eine Betätigungsfläche übergeht gemäß Anspruch 1 sowie ein Steckmodul mit mindestens einem Überspannungsschutzelement nach Anspruch 11.
Überspannungsschutzgeräte des Standes der Technik werden überwiegend als steckbare Gerätekombinationen, umfassend ein Unterteil und ein Steckmodul, ausgeführt.
Im Unterteil sind Anschlussklemmen zur Kontaktierung der jeweiligen elektrischen Leiter angeordnet sowie entsprechende Aufnahmen für das einzusetzende Steckmodul vorhanden. Weiterhin nimmt das Unterteil Elemente auf, die einen oder mehrere Steckkontakte des Steckmodules umgreifen, so dass der gewünschte mechanische und elektrische Kontakt sowie der entsprechende Halt des Steckmodules im Unterteil gegeben ist.
Im Steckmodul befinden sich die eigentlichen Überspannungsschutzelemente, zum Beispiel Funkenstrecken, Varistoren, Gasableiter oder ähnliche bzw. Kombinationen der vorgenannten Mittel.
Die Unterteile sind in vielen Fällen als U-förmiger Körper ausgebildet, wobei die offenen Schenkel des U-förmigen Körpers das oder die Steckmodule seitlich umgreifen. Das Steckmodul liegt dann auf dem Verbindungsschenkel des U-förmigen Teiles auf.
Weiterhin besitzt das Unterteil an seiner Montageseite Aufnahmeelemente, die zum Beispiel eine Hutschienenmontage ermöglichen.
Der Vorteil der erläuterten Funktionsteilung zwischen Unterteil und Steckmodul besteht darin, dass bei Revisions- bzw. Wartungsarbeiten das Steckmodul entfernt werden kann, ohne dass dazu die Anschlussklemmen geöffnet bzw. die entsprechende Anlage spannungsfrei geschaltet werden muss.
Das entnommene Steckmodul kann dann außerhalb der elektrischen Anlage unter Zuhilfenahme von Prüfgeräten untersucht und gegebenenfalls ausgetauscht und wiedereingesetzt werden.
Zum Stand der Technik sei diesbezüglich auf die DE 36 39 533 C2 , die DE 295 19 313 U1 , die DE 100 01 667 C1 und die DE 20 2004 006 227 U1 verwiesen.
Problematisch bei der Gestaltung der Steckkontaktanordnung zwischen Unterteil und Steckmodul ist die Tatsache, dass diese für den im Ableitfall über sie fließenden Stoßstrom der Wellenform 10/350 µs und 8/20 µs bzw. netzfrequente Kurzschlussströme konstruktiv auszulegen ist.
Bei Überspannungs-Blitzstromableitern, wie sie am Markt gefordert sind, müssen erhebliche Stoßströme von bis zu 100 kA mehrfach über die entsprechenden Kontakte nahezu abbrand- und verschleißfrei geführt werden.
Je nach der Kontaktkraft zwischen den Kontaktelementen können die Steckmodule werkzeugfrei oder nur mit Hilfe eines Werkzeuges entfernt werden. Wenn keine zusätzlichen Maßnahmen vorgesehen sind, besteht die Gefahr, dass unter dem Einfluss elektrodynamischer Kraftwirkungen während eines Stoßstromvorganges es zu einem ungewollten Herausspringen des Steckmodules aus dem Unterteil kommt. Hierdurch ist eine ordnungsgemäße Gesamtfunktion des Gerätes nicht ohne weiteres und nicht auf Dauer gegeben.
Die WO 95/12905 zeigt eine Lösung, die ebenfalls ein U-förmiges Unterteil zur Aufnahme mindestens eines, ein Überspannungsschutzelement aufnehmendes Steckmodul umfasst und wobei zwischen dem Steckmodul und dem sockelartigen Unterteil wirkende Rastmittel vorgesehen sind.
An gegenüberliegenden Seiten des Steckmoduls sind an einem Scharniergelenk ausgebildete Rastnasen vorhanden, welche jeweils in eine zugehörige Rastausnehmung am Steckmodul angreifen, wobei die Rastverbindung durch Druck auf das Scharniergelenk, welcher auf die Stirnseiten des Steckmodules wirkt, aufhebbar ist.
Das Scharniergelenk der oben geschilderten Lösung befindet sich am Unterteil des Steckmodules und die Druckfläche liegt um einen geringen Betrag oberhalb der Rastnasen an den Stirnseiten des Moduls.
Um die Rastnasen bzw. die Druckflächen mit einer Druckkraft beaufschlagen zu können, ist es notwendig, im Bereich des U-förmigen Unterteiles Ausnehmungen vorzusehen. Die Druckflächen des vorbekannten Standes der Technik sind relativ klein und durch die notwendigen Ausnehmungen bzw. Mulden im Unterteil nur schwer greifbar. Durch die Anordnung des eigentlichen Scharniers an der unteren Seite des Steckmodules ist darüber hinaus ein sehr großer Druckweg erforderlich, um die Verrastung aufzuheben. Weiterhin verlaufen die Rastfläche der Rastnase am Steckmodul und der Rücksprung im Unterteil parallel, so dass bei Erschütterung oder Vibration die Möglichkeit einer unerwünschten Aufhebung der Verrastung besteht.
Bekannt ist darüber hinaus die Weiterbildung einer steckbaren Gerätekombination mit Scharniergelenken gemäß DE 20 2006 021 210 U1 . Dort befindet sich das jeweilige Scharniergelenk im Übergangsbereich zwischen der Oberseite und der jeweiligen Stirnseite des Steckmoduls, wobei das Scharniergelenk in eine zum sockelartigen Unterteil gerichtete Betätigungsfläche übergeht. Hierdurch ist bereits eine leichtere Handhabung beim Ziehen bzw. Stecken des Moduls möglich.
Aus dem Vorgenannten ist es Aufgabe der Erfindung eine weiterentwickelte steckbare Gerätekombination zum Schutz vor Überspannungen auf der Basis eines sockelartigen U-förmigen Unterteils zur Aufnahme mindestens eines, ein Überspannungsschutzelement aufnehmendes Steckmodul anzugeben, wobei auch bei einer Vielzahl von elektrisch notwendigen Steckkontakten ein leichtes und sicheres Ziehen bzw. Stecken des Moduls aus bzw. in das Unterteil erfolgen kann.
Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt gemäß der Merkmalskombination nach Anspruch 1 oder 11, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen darstellen.
Es wird demnach von einer steckbaren Gerätekombination zum Schutz vor Überspannungen, aufweisend ein sockelartiges, im Querschnitt U-förmiges Unterteil zur Aufnahme mindestens eines, bevorzugt mehrerer Überspannungsschutzelemente aufnehmenden Steckmoduls ausgegangen, wobei zwischen dem Steckmodul oder dem sockelartigen Unterteil an sich bekannte Rastmittel vorgesehen sind.
Diese Rastmittel umfassen an gegenüberliegenden Seiten des Steckmodules an einem unter Vorspannung stehenden Gelenk ausgebildete erste Mittel, welche jeweils mit zugehörigen zweiten Mitteln am oder im Unterteil rastend zusammenwirken. Die Rastverbindung ist durch Druck auf das Gelenk an den Seiten des Steckmoduls aufhebbar. Weiterhin geht das Gelenk in eine jeweilige Betätigungsfläche über.
Erfindungsgemäß sind die Betätigungsflächen derart gegenüberliegend am Steckmodul ausgebildet, dass sich bei gedachten Verbindungslinien zwischen den Betätigungsflächen die Gestalt eines Dreiecks ergibt.
Es kann sich hierbei um ein ungleichschenkeliges aber auch um ein gleichschenkeliges Dreieck handeln.
In bevorzugter Ausbildung der Erfindung ist an einer Seite des Steckmodules eine einzige Betätigungsfläche angeordnet. Die gegenüberliegende Seite des Steckmoduls weist bevorzugt zwei, beabstandete, Betätigungsflächen auf.
Die Positionen und die jeweiligen Abmessungen der Betätigungsflächen sind diesbezüglich auf einen Drei-Finger-Greifvorgang abgestimmt.
Bei der Ausbildung von drei Betätigungsflächen quasi im Bereich der Eckpunkte des vorerwähnten Dreiecks kann ein intuitives Greifen des Steckmoduls, bevorzugt durch Daumen, Zeigefinger und Mittelfinger erfolgen. Durch die Drei-Finger-Betätigung können auch große Steckkräfte, bedingt durch eine Vielzahl von Steckkontakten überwunden werden, ohne dass ein gefühlt sehr hoher Kraftaufwand notwendig wird.
Das erfindungsgemäße Steckmodul weist in einer Weiterbildung eine Vielzahl von Überspannungsschutzelementen auf und vereint diese innerhalb eines Gehäuses. Weiterhin besitzt das Steckmodul an der Unterseite eine Vielzahl von zungenartigen Steckkontakten, welche in Gegenkontakte im sockelförmigen Unterteil eingreifend ausgeführt sind.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist am unteren Ende der Betätigungsfläche jeweils eine hakenförmige Rastnase ausgebildet, deren Rastfläche einen definierten Winkel mit der Betätigungsfläche einschließt.
Die U-Schenkel des Unterteiles weisen jeweils eine hakenförmige, hinterschnittene Rastausnehmung auf, welche zur Rastnase komplementär ist.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Oberfläche der Betätigungsfläche strukturiert. Hier wiederum weist die Strukturierung eine bevorzugte Längsstruktur mit einer Orientierung quer zum Steck- bzw. Ziehvorgang auf.
Die unterseitigen Enden des Steckmodules sind aufeinander zulaufend mit konischen Stirnseitenabschnitten versehen.
Diesbezüglich weisen die Innenseiten der Schenkel des U-förmigen sockelartigen Unterteils eine, den konischen Stirnseitenabschnitten komplementäre Form auf.
Das Scharniergelenk kann einen, die Betätigbarkeit verbessernden Schwächungsabschnitt aufweisen, der zum Beispiel als gelenkinnenseitige Nut realisiert werden kann.
Die jeweiligen Betätigungsflächen sind, auch im gesteckten, verrasteten Zustand des Steckmodules weit überwiegend frei zugänglich und können aus diesem Grunde sicher betätigt werden.
Erfindungsgemäß ist darüber hinaus ein Steckmodul mit mindestens einem, bevorzugt mehreren in einem Gehäuse angeordneten Überspannungsschutzelementen und Rastmitteln an gegenüberliegenden Steckmodulseiten sowie Betätigungsflächen hierfür, wobei die Betätigungsflächen derart gegenüberliegend am Steckmodul ausgebildet, dass sich beim Darstellen gedachter Verbindungslinien zwischen den Betätigungsflächen die Gestalt eines Dreieckes ergibt, derart, dass sich ein Drei-Finger-Greifvorgang intuitiv ergibt.
Die Erfindung soll nachstehend anhand von Figuren sowie einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.
Hierbei zeigen:

1 und 2 verschiedene perspektivische Ansichten eines beispielhaften U-förmigen sockelartigen Unterteiles nebst Steckmodul, wobei die 1 eine, quasi mittig an einer Seitenfläche ausgebildete Betätigungsfläche am Steckmodul und die 2 zwei, an der gegenüberliegenden Seite des Steckmodules ausgebildete Betätigungsflächen darstellt, und zwar mit erkennbaren Mitteln, welche eine Verrastung des Steckmodules mit dem sockelartigen Unterteil gestatten;
3a eine Darstellung der kompletten steckbaren Gerätekombination mit im sockelartigen Unterteil aufgenommenem Steckmodul mit Blick auf die Seite des Steckmodules, welche eine Betätigungsfläche aufweist;
3b eine Darstellung ähnlich derjenigen nach 3a, jedoch mit einer Ansicht auf die Seite des Steckmodules mit zwei, beabstandeten Betätigungsflächen, wobei die angedeuteten Linien gedachte Verbindungslinien zwischen den Betätigungsflächen symbolisieren, die die Gestalt eines Dreieckes ergeben, um deutlich zu machen, wo und wie die Betätigungsflächen an den Stirnseiten des Steckmodules auszuführen sind, und
4 eine Darstellung des Vorganges des Ziehens oder Steckens des Steckmoduls mit angedeuteten Drei-Finger-Greifvorgang mittels Daumen an einer Betätigungsfläche sowie bevorzugt Zeige- und Mittel- bzw. Ringfinger an den gegenüberliegenden Betätigungsflächen.

Die Gerätekombination geht aus von einem im Querschnitt U-förmigen sockelartigen Unterteil 1.
An den Schenkeln des sockelartigen Unterteiles 1 sind hinterschnittene Rastausnehmungen 2 ausgebildet, die zu hakenförmigen Rastnasen 3 am jeweiligen Steckmodul 4 komplementär sind.
Die hakenförmigen Rastnasen 3 befinden sich jeweils am unteren Ende einer jeweiligen Betätigungsfläche 5.
Die Oberfläche der Betätigungsflächen 5 weist eine Längsstrukturierung auf, um einen sicheren Griff zu gewährleisten.
Durch Druckausübung auf die entsprechenden Betätigungsflächen 5 gelangen die hakenförmigen Rastnasen 3 in eine Position des Heraustretens aus den Rastausnehmungen 2. Durch Ziehen kann dann das Steckmodul 4 vom sockelartigen Unterteil 1 entfernt werden.
Um die notwendige Steifigkeit der Betätigungsflächen 5 zu gewährleisten und um sicherzustellen, dass ein unbeabsichtigtes Lösen des Steckteiles bei Erschütterungen oder Vibrationen eintritt, sind im oberen Drittel der Betätigungsflächen, deren Rückseite abstützend balkonartige Vorsprünge im Inneren des jeweiligen Steckmodules 4 vorhanden. Diese Vorsprünge drücken die Betätigungsflächen leicht nach außen und verhindern ein unerwünschtes nach innen, das heißt zum Zentrum des Steckmodules 4, Hineinbewegen dann, wenn kein Vorgang des Lösens bzw. des Ziehens des Steckmodules 4 durch entsprechende Druckausübung und Betätigung der Flächen 5 gewünscht wird. Durch diese quasi abstützenden Anschläge ist auch sichergestellt, dass die Rastnasen 3 sicher und korrekt in die Rastausnehmungen 2 des Unterteiles 1 einrasten.
Das betreffende Steckmodul 4 nimmt mehrere Überspannungsschutzelemente auf und vereint diese in einem einzigen Gehäuse. Entsprechend den elektrischen Funktionen ist eine Vielzahl von zungenartigen Steckkontakten 6 an der Steckmodulunterseite vorgesehen, wobei die zungenartigen Steckkontakte mit Gegenkontakten 60 im sockelförmigen Unterteil 1 zusammenwirken und dort eintauchen.
Aus den figürlichen Darstellungen ist außerdem ersichtlich, dass die unterseitigen Enden des jeweiligen Steckmodules 4 aufeinander zulaufende, konische Stirnseitenabschnitte 40 besitzen.
Die Innenseiten der Schenkel des U-förmigen sockelartigen Unterteiles 1 besitzen eine, den konischen Stirnseitenabschnitten 40 komplementäre Form.
Die 3a und 3b lassen erkennen, dass die Betätigungsflächen 5 auch im gesteckten, verrasteten Zustand des Steckmodules 4 frei zugänglich sind.
Die Betätigungsflächen 5 sind derart gegenüberliegend am Steckmodul 4 ausgebildet, dass sich beim Ziehen gedachter Verbindungslinien 10 (siehe 3a und 3b zwischen den Betätigungsflächen die Gestalt eines mindestens angenäherten Dreieckes ergibt.
Gemäß 3b sind an einer Seite des Steckmodules 4 zwei, seitlich beabstandete Betätigungsflächen 5 vorgesehen, denen an der gegenüberliegenden Steckmodulseite eine einzige Betätigungsfläche 5 (siehe 3a) zugeordnet ist.
Die Positionen und die jeweiligen Abmessungen der Betätigungsflächen 5 sind auf einen Drei-Finger-Greifvorgang abgestimmt und dementsprechend umgesetzt.
Der intuitive Greifvorgang bevorzugt mittels Daumen, Zeige- und Mittelfinger bzw. Ringfinger ist ebenfalls symbolisch mit der 4 dargestellt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 3639533 C2 [0009]
DE 29519313 U1 [0009]
DE 10001667 C1 [0009]
DE 202004006227 U1 [0009]
WO 9512905 [0013]
DE 202006021210 U1 [0017]

Claims

Steckbare Gerätekombination zum Schutz von Überspannungen, aufweisend ein sockelartiges, im Querschnitt U-förmiges Unterteil (1) zur Aufnahme mindestens eines, ein Überspannungsschutzelement aufnehmendes Steckmodul (4), wobei zwischen dem Steckmodul (4) und dem sockelartigen Unterteil (1) wirkende Rastmittel (2; 3) vorgesehen sind, die an gegenüberliegenden Seiten des Steckmodules an einem unter Vorspannung stehenden Gelenk ausgebildete erste Mittel umfassen, welche jeweils mit zugehörigen zweiten Mitteln am Unterteil (1) rastend zusammenwirken, wobei die Rastverbindung durch Druck auf das Gelenk an den Seiten des Steckmodules (4) aufhebbar ist und wobei das jeweilige Gelenk in eine Betätigungsfläche (5) übergeht, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsflächen (5) derart gegenüberliegend am Steckmodul (4) ausgebildet sind, dass sich bei gedachten Verbindungslinien (10) zwischen den Betätigungsflächen (5) die Gestalt eines mindestens angenäherten Dreieckes ergibt.
Steckbare Gerätekombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Seite des Steckmodules (4) mindestens zwei beabstandete Betätigungsflächen (5) vorgesehen sind, denen an der gegenüberliegenden Steckmodulseite eine einzige Betätigungsfläche (5) zugeordnet ist.
Steckbare Gerätekombination nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Steckmodul (4) eine Vielzahl von Überspannungsschutzelementen vereint und an der Steckmodulunterseite eine Vielzahl von zungenartigen Steckkontakten (6) ausgebildet ist, welche in Gegenkontakte (60) im sockelartigen Unterteil (1) eingreifend ausgeführt sind.
Steckbare Gerätekombination nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionen und die jeweiligen Abmessungen der Betätigungsflächen (5) auf einen Mehrfinger, insbesondere Drei-Finger-Greifvorgang abgestimmt sind.
Steckbare Gerätekombination nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am unteren Ende der jeweiligen Betätigungsfläche (5) eine hakenförmige Rastnase (3) ausgebildet ist, deren Rastfläche einen Winkel mit der Betätigungsfläche einschließt und die U-Schenkel des Unterteiles (1) jeweils eine hakenförmige, hinterschnittene Rastausnehmung (2) aufweisen, welche zur Rastnase (3) komplementär ausgebildet ist.
Steckbare Gerätekombination nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Betätigungsfläche (5) eine Strukturierung, bevorzugt Längsstrukturierung aufweist.
Steckbare Gerätekombination nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die unterseitigen Enden des Steckmodules (4) aufeinander zulaufende, konische Stirnseitenabschnitten (40) besitzen.
Steckbare Gerätekombination nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenseite der Schenkel des U-förmigen sockelartigen Unterteiles (1) eine den konischen Stirnseitenabschnitten (40) komplementäre Form besitzen.
Steckbare Gerätekombination nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Scharniergelenk der Betätigungsfläche (5) einen, die Betätigbarkeit verbessernden Schwächungsabschnitt aufweist, welcher als gelenkinnenseitige Nut ausbildbar ist.
Steckbare Gerätekombination nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen Betätigungsflächen (5) auch im gesteckten, verrasteten Zustand des Steckmodules (4) freizugänglich sind.
Steckmodul mit mindestens einem Überspannungsschutzelement und Rastmitteln an gegenüberliegenden Steckmodulseiten sowie Betätigungsflächen (5) hierfür, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsflächen (5) derart gegenüberliegend am Steckmodul (4) ausgebildet sind, dass sich beim Ziehen gedachter Verbindungslinien (10) zwischen den Betätigungsflächen (5) die Gestalt eines mindestens angenäherten Dreieckes ergibt.