EP1846996A1 - Steckbare gerätekombination zum schutz vor überspannungen - Google Patents

Steckbare gerätekombination zum schutz vor überspannungen

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Publication number
EP1846996A1
EP1846996A1 EP06700837A EP06700837A EP1846996A1 EP 1846996 A1 EP1846996 A1 EP 1846996A1 EP 06700837 A EP06700837 A EP 06700837A EP 06700837 A EP06700837 A EP 06700837A EP 1846996 A1 EP1846996 A1 EP 1846996A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
plug
module
device combination
combination according
elements
Prior art date
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Granted
Application number
EP06700837A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1846996B1 (de
Inventor
Peter Zahlmann
Ralph Brocke
Edmund ZÄUNER
Martin Strobl
Michael Waffler
Sascha Ludewig
Georg Wittmann
Stefan Hierl
Florian Gaeck
Bernhard Krauss
Jens Ehrler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dehn SE and Co KG
Original Assignee
Dehn and Soehne GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dehn and Soehne GmbH and Co KG filed Critical Dehn and Soehne GmbH and Co KG
Priority to PL06700837T priority Critical patent/PL1846996T3/pl
Publication of EP1846996A1 publication Critical patent/EP1846996A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1846996B1 publication Critical patent/EP1846996B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T4/00—Overvoltage arresters using spark gaps
    • H01T4/06—Mounting arrangements for a plurality of overvoltage arresters

Definitions

  • the invention relates to a pluggable device combination for protection against overvoltages, comprising a socket-like lower part and one or more plug-in modules, wherein these receive the overvoltage protection elements, contact elements and contact counter-elements, which are respectively arranged in the lower part and in the plug-in module, and complementary guide rails or guide groove for controlled input. or pushing on and fixing the respective plug-in module, according to the preamble of patent claim 1.
  • Overvoltage protection devices of the prior art are in many cases designed as pluggable device combinations comprising a lower part and a plug-in module.
  • the lower part of terminals for contacting the electrical conductors are arranged and appropriate receptacles for the plug-in module to be used. Furthermore, the lower part receives elements that surround one or more plug contacts of the plug-in module, so that the desired mechanical and electrical contact and the corresponding hold of the plug-in module is given in the lower part.
  • the plug-in module contains the actual overvoltage protection elements, e.g. Spark gaps, varistors, gas absorbers or similar.
  • the lower parts are formed in many cases as a U-shaped body, wherein the open legs of the U-shaped body laterally engage around the plug-in module, wherein the plug-in module rests on the connecting leg of the U-shaped part. Furthermore, the lower part has on its mounting side receiving elements that allow a so-called DIN rail mounting.
  • the removed and separated plug-in module can then be inspected outside the electrical system with the aid of special test equipment and optionally replaced or reused.
  • the basic idea of the invention is to carry out a functional separation between the assemblies of the electrical plug-in contact system, a latch unit and release elements, in such a way that the plug-in module when inserted into the base-like base one or more mechanical energy storage, e.g. biased in the form of leaf or coil springs.
  • the latching unit locks the plug-in module in the desired end position.
  • the lock on the Verrastech is canceled by simple manual force. With mechanical force, the plug-in module can then be moved out of the lower part without appreciable tensile forces.
  • the design of the above-mentioned functional groups can be varied over a wide range and thus optimized. So it is in principle conceivable to interpret the disengagement forces so that the plug-in module is automatically pushed out of the plug contacts. Likewise, the mechanical tuning can be brought about such that only with a significant force, the plug-in modules can be pulled out.
  • a significant advantage of the invention is that the actual contact system, i. the structural design of the contact elements and contact counter elements, can be optimally designed for the function of surge current dissipation.
  • an arrangement of mechanical snap-in or snap-in elements is thus made functionally separate independently of the forces which hold the contact and contact counter-elements in a form-locking and / or force-locking manner when the plug-in module is inserted act on the respective plug-in module and the base-like base.
  • the snap-in or snap-in function can be canceled without mechanical aids for the desired replacement or for checking the respective plug-in module.
  • the plug-in module comprises a carrier unit with a bottom group, wherein a plurality of large-area contact elements are arranged on the bottom group. Furthermore, the bottom group has a trough-like underside, from which stop edges, stop surfaces and / or stop pins extend downwards in the direction of the base-like lower part.
  • the support unit is enclosed by a hood, wherein the hood on opposite sides has a hinge surface which merges into a pressure plate, at the end locking lugs or locking cams are provided, which in the inserted state, the latching or snap-in function based on the lower part fulfill.
  • the hood can be realized as a plastic molded part, wherein the hinge surface may be a so-called foil hinge joint.
  • the hinge surface with pressure plate is usually biased such that the latching lugs or locking cams occupy a maximum outer position.
  • the detents or detents may approach each other, i. be moved towards the inside of the hood and from complementary recesses, which are located in the base-like base, leak and released.
  • the aforementioned carrier unit receives the actual overvoltage protection elements. Below the pressure plate of the hood, a movement of the pressure plate limiting surface or edge is formed on the carrier unit.
  • the hood has two respective opposite broad sides and two opposite narrow sides, the pressure plates being located on the narrow sides.
  • the recesses of the hood are preferably arranged in the lower region of the broad sides.
  • the outer surface of the printing plate is structured.
  • the locking lugs or locking cams of the pressure plate may have a wedge-shaped sliding surface, wherein the respective wedge tips are oriented in the insertion direction. During the insertion process, the wedge-shaped sliding surfaces slide along the surface of the base-like lower part and then snap into recesses provided there under relaxation of the pressure plate.
  • At the bottom group coding pins and / or a telecommunication contact triggering element may be provided.
  • the hood has a wedge shape extending over its width in the lower region. Furthermore, in this embodiment, the hood has on its upper side a spherical or arcuate shape.
  • the lower part of the device combination has a U-shape, wherein in the open legs of the lower part latching or snap-in elements are arranged and the connecting leg recesses for or the spring-like mechanical energy storage and their operation.
  • the open legs may have longitudinal guide rails for easier insertion of the plug-in module.
  • These guide rails can also have a coding function to allow a defined plugging, so that a mismatch of corresponding lower parts can be avoided.
  • the connecting leg of the lower part has a complementary shape to the underside of the bottom group, wherein below the connecting leg receptacles are provided for each spring unit, which include an access for the stop edges, stop pins or stop surfaces of the bottom group.
  • the respective spring units are supported against the bottom of the base-like base.
  • the springs of the spring unit are interchangeable, so that in a uniform constructive design of the lower part in an easy way adaptation to the particular application case with respect to the preload and Ausgurkrafte can be made.
  • At least one recess for a coding pin or access to a telecommunications contact is provided in the connecting leg.
  • the latching or snap-in elements and the mechanical energy storage are provided several times and are preferably arranged symmetrically.
  • the connecting leg of the lower part has on both sides depending on a molded web, which stabilizes the opposite open leg parts, without any drifting apart of these parts is to be feared when inserting the plug-in module.
  • the respective plug-in module with the hood top and the pressure plates located there is over in the inserted state and thus remains accessible for actuating the printing plates for the purpose of removing the plug-in module.
  • the contact and contact counter-elements which are on the one hand in the plug-in module and on the other hand in the lower part are designed as shock current carrying plug contacts with high contact holding force, but the contact holding force does not primarily or simultaneously has to fulfill a mechanical locking of the plug-in module in the lower part.
  • Figure 1 is a three-dimensional view of a plug-in module according to the invention with attached hood (left part of the picture) and with view of the carrier unit without hood (right picture part).
  • Fig. 2 is an illustration of the U-shaped base with detail of the spring unit
  • Fig. 3 is an illustration of the complete pluggable device combination with inserted plug-in module and detail of the mechanical energy storage in the base part located, fully inserted module.
  • the plug-in module 1 comprises a carrier unit 4 and a hood 5.
  • the actual active components of the surge arrester are located and in electrical connection to the plug contacts 2 standing.
  • the plug contacts 2 are designed as large-area metallic blocks, preferably arranged symmetrically on the opposite sides.
  • hood 5 At the hood 5 are located at the two end faces as printing plates 6 running actuating surfaces 6 '.
  • a stop plate 8 of the carrier unit 4 acts as a travel limit.
  • the available path of the pressure plate 6 is adjusted so that the arranged in the lower part latching lugs 9 from its counterpart 9 '(see Fig. 2) emerge, so that the latching is canceled.
  • two locking lugs 9 are mounted in the embodiment shown on the front pages, so that the plug-in module 1 has a total of four fixed points and thus balanced accordingly and is held without delay in the desired position.
  • the surface of the actuating surface 6 ' is provided with a structure, so that an easy removal of the plug-in module 1 without excessive force is possible.
  • the underside of the carrier unit 4 which is designed as a trough-like base group, can have a coding pin or telecommunications actuating contact 100.
  • the support unit 4 has in the region of the bottom group latching projections 110, which in complementary recesses 111 of the hood 5, this locking, engage.
  • the locking lugs 9 of the pressure plate 6 have a wedge-shaped sliding surface 112, wherein the respective wedge tips are oriented in the insertion direction.
  • the hood 5 is designed running wedge-shaped in the lower region, wherein the top of the hood 5 has a spherical or arcuate shape.
  • Each plug-in module 1 is provided with preferably two or four symmetrically arranged plug contact elements 2.
  • the design of the plug-in contact elements 2 as a moving part or fixed part it is possible to carry relatively large surge currents almost free of wear on the large-area contact elements.
  • the uniform, distributed at the bottom arrangement of individual plug-in contacts ensures a uniform, homogeneous power distribution, so that even with large electrodynamic forces does not come to a deformation or tilting of the plug-in module within the base.
  • the lower part of the device combination has, as shown in FIGS. 2 and 3, a U-shape.
  • the lower part 12 has two open U-shaped legs 120 and a connecting leg 121.
  • the aforementioned recesses 9 ' are formed for the latching lugs 9 of the plug-in module 1.
  • the connecting leg 121 has recesses 122 for the spring-like or mechanical energy storage and the operation thereof.
  • the open legs 120 have guide rails 13 for easier and correct insertion of the respective plug-in module 1.
  • the connecting leg 121 has on its upper side a complementary to the bottom of the bottom group of the plug-in module 1 form, below which the connecting leg receptacles 123 are provided for each spring unit 11, which up an access for the stop edges 10 of the bottom group of the plug-in module. 1 include.
  • the respective spring units 11, comprising at least one helical spring, are braced against the bottom of the base-like lower part.
  • At least one recess 124 for a coding pin or as access to a telecommunications contact is provided in the connecting leg 121.
  • each recess 124 for a coding pin or as access to a telecommunications contact is provided in the connecting leg 121.
  • the plug-in module 1 In the inserted state (see FIG. 3), the plug-in module 1 remains accessible with the hood top and the printing plates located there.
  • the applied mechanical force is used to the located in the lower part 12 mechanical Energy storage 3 and 11 vorzuspannen.
  • each spring unit 11 is preferably integrated in each lower part 12.
  • the number and symmetrical positioning ensure optimum homogeneity of the force.
  • the release force to be set and the associated Ausschweg can vary over a wide range.

Landscapes

  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)
  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
  • Patch Boards (AREA)

Description

Steckbare Gerätekombination zum Schutz vor Überspannungen
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine steckbare Gerätekombination zum Schutz vor Überspannungen, umfassend ein sockelartiges Unterteil und ein oder mehrere Steckmodule, wobei diese die Überspannungschutzelemente aufnehmen, Kontaktelemente und Kontaktgegenelemente, die jeweils im Unterteil und im Steckmodul angeordnet sind, sowie komplementäre Führungsschienen oder Führungsnute zum kontrollierten Ein- oder Aufschieben und Fixieren des jeweiligen Steckmoduls, gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Überspannungsschutzgeräte des Standes der Technik werden in vielen Fällen als steckbare Gerätekombinationen, umfassend ein Unterteil und ein Steck- modul, ausgeführt.
Im Unterteil sind Anschlußklemmen zur Kontaktierung der elektrischen Leiter angeordnet sowie entsprechende Aufnahmen für das einzusetzende Steckmodul vorhanden. Weiterhin nimmt das Unterteil Elemente auf, die einen oder mehrere Steckkontake des Steckmoduls umgreifen, so daß der gewünschte mechanische und elektrische Kontakt sowie der entsprechende Halt des Steckmoduls im Unterteil gegeben ist.
Im Steckmodul befinden sich die eigentlichen Überspannungsschutzelemente, z.B. Funkenstrecken, Varistoren, Gasabieiter oder Ähnliche.
Die Unterteile sind in vielen Fällen als U-förmiger Körper ausgebildet, wobei die offenen Schenkel des U-förmigen Körpers das Steckmodul seitlich umgreifen, wobei das Steckmodul auf dem Verbindungsschenkel des U-förmigen Teils aufliegt. Weiterhin besitzt das Unterteil an seiner Montageseite Aufnahmeelemente, die eine sogenannte Hutschienenmontage ermöglichen.
Der Vorteil der kurz erläuterten Funktionstrennung 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 und separierte Steckmodul kann dann außerhalb der elektri- sehen Anlage unter Zuhilfenahme spezieller Prüfgeräte untersucht und gegebenenfalls ausgetauscht oder wieder eingesetzt werden.
Hinsichtlich des Standes der Technik sei beispielsweise auf die DE 36 39 533 C2, DE 295 19 313 Ul, DE 100 Ol 667 Cl und die DE 20 2004 006 227 Ul ver- wiesen.
Als besonderes Problem bei der Gestaltung der Steckkontakt-Anordnung zwischen Unterteil und Steckmodul ist zu beachten, daß diese für den im Ableitfall über sie fließenden Stoßstrom der Wellenform 10/350 μs und 8/20 μs bzw. netzfrequenten Kurzschlußstrom konstruktiv auszulegen ist.
Insbesondere bei Überspannungs-Blitzstromableitern, wie sie der Markt erfordert, müssen zum Teil erhebliche Stoßströme von bis zu 100 kA mehrfach über diese Kontakte nahezu abbrand- und verschleißfrei geführt werden. Entspre- chende Prüfungen sind in den Produktnormen zu Überspannungsschutzgeräten verankert.
Um derartig große Stoßströme sicher zu beherrschen, muß deshalb die Kontaktkraft zwischen den einzelnen Kontaktelementen sehr groß gewählt werden. Dies hat zur Folge, daß die Steckmodule gemäß Stand der Technik nur mit erhöhtem Kraftaufwand und in den meisten Fällen nur unter Zuhilfenahme eines speziellen Werkzeugs entfernt werden können. Dies erfordert also ein zusätzliches Werkzeug und ist für die Anwendung der Geräte ein erheblicher Nachteil. Weiterhin besteht ein zusätzliches Gefahrenpotential, daß beim Handling mit dem Werkzeug innerhalb des Ableiters zum ungewollten Auslösen eines Störlichtbogens mit hieraus resultierender Gefahr für Mensch und Anlage kommen kann. In dem Fall, wenn die Kontaktkraft zwischen den Kontaktelementen geringer ausgelegt wird, kann hierdurch zwar das Entfernen der Steckmodule erleichtert werden, jedoch besteht die Gefahr, daß unter dem Einfluß der elektrodynamischen Kraftwirkungen während des Stoßstromvorgangs es zu einem unge- wollten Herausspringen des Steckmoduls aus dem Unterteil kommen kann, so daß eine ordnungsgemäße Gesamtfunktion des Geräts ohne weitere Schutzmaßnahmen nicht gegeben ist.
Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, eine weiterent- wickelte steckbare Gerätekombination zum Schutz vor Überspannungen, umfassend ein sockelartiges Unterteil und ein oder mehrere Steckmodule anzugeben, wobei die Gerätekombination einerseits die erhebliche Stoßströme abbrand- und verschleißfrei führen kann, andererseits aber das sich im sockelartigen Unterteil befindliche Steckmodul ohne Weiteres, d.h. ohne Hilfsmittel oder spezielle Werkzeuge gelöst und entfernt werden kann.
Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt mit der Merkmalskombination gemäß Lehre des Patentanspruchs 1, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen beinhalten.
Demnach besteht der Grundgedanke der Erfindung darin, eine Funktionstrennung zwischen den Baugruppen des elektrischen Steckkontaktsystems, einer Verrasteinheit und Ausrückelementen vorzunehmen, und zwar derart, daß das Steckmodul beim Einführen in das sockelartige Unterteil eine oder mehrere mechanische Energiespeicher, z.B. in Form von Blatt- oder Schraubenfedern vorspannt. Die Verrasteinheit arretiert das Steckmodul in der gewünschten Endlage.
Im Falle, daß das Steckmodul zu entfernen ist, wird die Verriegelung an der Verrasteinheit durch einfache manuelle Krafteinwirkung aufgehoben. Mit mechanischer Kraftwirkung kann dann das Steckmodul ohne nennenswerte Zugkräfte aus dem Unterteil herausbewegt werden. Die Auslegung der oben erwähnten Funktionsgruppen ist über einen weiten Bereich variier- und damit optimierbar. So ist es prinzipiell vorstellbar, die Ausrückkräfte so auszulegen, daß das Steckmodul selbsttätig aus den Steckkontakten herausgedrückt wird. Ebenso kann die mechanische Abstimmung derart herbeigeführt werden, daß nur mit einer nennenswerten Kraft die Steckmodule herausgezogen werden können.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt darin, daß das eigentliche Kontaktsystem, d.h. die konstruktive Gestaltung der Kontaktelemente und Kon- taktgegenelemente, optimal auf die Funktion bei Stoßstromableitung auslegbar ist.
In Umsetzung des erfindungsgemäßen Grundgedankens wird also unabhängig von den Kräften, welche die Kontakt- und Kontaktgegenelemente formschlüs- sig und/oder kraftschlüssig bei eingesetztem Steckmodul verbunden halten, funktional getrennt eine Anordnung mechanischer Rast- oder Snap-in-Ele- mente vorgenommen, welche zwischen dem jeweiligen Steckmodul und dem sockelartigen Unterteil wirken.
Die Rast- oder Snap-in-Funktion ist ohne mechanische Hilfsmittel beim gewünschten Austausch oder zur Kontrolle des jeweiligen Steckmoduls aufhebbar.
Weiterhin ist ausgestaltend zwischen Unterteil und Steckmodul ein federarti- ger, mechanischer Energiespeicher vorgesehen, welcher beim Einsetzen des jeweiligen Steckmoduls gespannt wird und beim Aufheben der Rast- oder Snap-in-Funktion mechanische Energie zum Lösen des Steckmoduls aus dem sockelartigen Unterteil freigibt.
Das Steckmodul umfaßt eine Trägereinheit mit einer Bodengruppe, wobei an der Bodengruppe mehrere großflächige Kontaktelemente angeordnet sind. Weiterhin besitzt die Bodengruppe eine wannenartige Unterseite, von welcher sich Anschlagkanten, Anschlagflächen und/oder Anschlagstifte nach unten, in Richtung des sockelartigen Unterteils erstrecken.
Die Trägereinheit ist von einer Haube umschlossen, wobei die Haube an gegenüberliegenden Seiten eine Scharnierfläche besitzt, welche in eine Druckplatte übergeht, an deren Ende Rastnasen oder Rastnocken vorgesehen sind, welche im eingesetzten Zustand die Rast- oder Snap-in-Funktion bezogen auf das Unterteil erfüllen.
Die Haube kann als Kunststoff-Formteil realisiert werden, wobei die Scharnierfläche ein sogenanntes Folien-Scharniergelenk sein kann. Die Scharnierfläche mit Druckplatte steht üblicherweise unter Vorspannung derart, daß die Rastnasen oder Rastnocken eine maximal äußere Position einnehmen. Durch leichte Krafteinwirkung auf die Druckplatte können die Rastnasen oder Rastnocken aufeinander zu, d.h. in Richtung Innenseite der Haube bewegt werden und aus komplementären Ausnehmungen, die im sockelartigen Unterteil befindlich sind, austreten und freigegeben werden.
Die vorerwähnte Trägereinheit nimmt die eigentlichen Überspannungschutzelemente auf. Unterhalb der Druckplatte der Haube ist an der Trägereinheit eine die Bewegung der Druckplatte begrenzende Fläche oder Kante ausgebildet.
Im Bereich der Bodengruppe der Trägereinheit sind Rastvorsprünge vorgesehen, welche in komplementäre Aussparungen der Haube, diese arretierend, eingreifen.
Die Haube weist zwei jeweils gegenüberliegende Breitseiten und zwei gegen- überliegende Schmalseiten auf, wobei an den Schmalseiten die Druckplatten befindlich sind.
Die Aussparungen der Haube sind bevorzugt im unteren Bereich der Breitseiten angeordnet. Zur leichteren Betätigung der Druckplatten und zum Herausziehen des Steckmoduls aus dem Unterteil ist die Außenoberfläche der Druckplatte strukturiert.
Die Rastnasen oder Rastnocken der Druckplatte können eine keilförmige Gleitfläche aufweisen, wobei die jeweiligen Keilspitzen in Einsteckrichtung orientiert sind. Beim Einsteckvorgang gleiten die keilförmigen Gleitflächen an der Oberfläche des sockelartigen Unterteils entlang und rasten dann in dort vorgesehene Aussparungen unter Entspannung der Druckplatte ein.
An der Bodengruppe können Kodierstifte und/oder ein einen Fernmeldekontakt auslösendes Element vorgesehen sein.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung weist die Haube im unteren Bereich eine über ihre Breite verlaufende Keilform auf. Weiterhin besitzt bei dieser Ausgestaltung die Haube an ihrer Oberseite eine sphärische oder bogenförmige Gestalt.
Das Unterteil der Gerätekombination besitzt eine U-Form, wobei in den offe- nen Schenkeln des Unterteils Rast- oder Snap-in-Elemente angeordnet sind sowie der Verbindungsschenkel Aussparungen für den oder die federartigen mechanischen Energiespeicher und deren Betätigung umfaßt.
Weiterhin können die offenen Schenkel längsverlaufende Führungsschienen zum leichteren Einsetzen des Steckmoduls besitzen. Diese Führungsschienen können auch eine Kodierungsfunktion besitzen, um ein definiertes Einstecken zu ermöglichen, so daß eine Fehlbesetzung entsprechender Unterteile vermieden werden kann.
Der Verbindungsschenkel des Unterteils weist eine zur Unterseite der Bodengruppe komplementäre Form auf, wobei unterhalb des Verbindungsschenkels Aufnahmen für jeweils eine Federeinheit vorgesehen sind, welche nach oben einen Zugang für die Anschlagkanten, Anschlagstifte oder Anschlagflächen der Bodengruppe umfassen. Bevorzugt stützen sich die jeweiligen Federeinheiten gegen den Boden des sockelartigen Unterteils ab. Die Federn der Federeinheit sind austauschbar, so daß bei einer einheitlichen konstruktiven Konzeption des Unterteils in leichter Weise eine Anpassung an den jeweiligen Einsatzfall bezüglich der Vorspan- nungs- und Ausrückkrafte vorgenommen werden kann.
Im Verbindungsschenkel ist mindestens eine Aussparung für einen Kodierstift oder ein Zugang zu einem Fernmeldekontakt vorgesehen.
Die Rast- oder Snap-in-Elemente sowie die mechanischen Energiespeicher sind mehrfach vorgesehen und werden bevorzugt symmetrisch angeordnet.
Der Verbindungsschenkel des Unterteils weist beidseitig je einen angeformten Steg auf, welcher die gegenüberliegenden offenen Schenkelteile stabilisiert, ohne daß ein Auseinandertreiben dieser Teile beim Einsetzen des Steckmoduls zu befürchten ist.
Das jeweilige Steckmodul mit dem Haubenoberteil und den dort befindlichen Druckplatten steht im eingesteckten Zustand über und bleibt damit zur Betätigung der Druckplatten zum Zweck der Entnahme des Steckmoduls zugänglich.
Die Kontakt- und Kontaktgegenelemente, die sich einerseits im Steckmodul und andererseits im Unterteil befinden, sind als stoßstromtragfähige Steck- kontakte mit großer Kontakthaltekraft ausgeführt, wobei die Kontakthaltekraft jedoch nicht primär oder gleichzeitig eine mechanische Arretierung des Steckmoduls im Unterteil zu erfüllen hat.
Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels sowie un- ter Zuhilfenahme von Figuren näher erläutert werden.
Hierbei zeigen: Fig. 1 eine dreidimensionale Darstellung eines erfindungsgemäßen Steckmoduls mit aufgesetzter Haube (linker Bildteil) sowie mit Ansicht der Trägereinheit ohne Haube (rechter Bildteil);
Fig. 2 eine Darstellung des U-förmigen Unterteils mit Detaildarstellung der Federeinheit und
Fig. 3 eine Darstellung der kompletten steckbaren Gerätekombination mit eingesetztem Steckmodul und Detaildarstellung der mechanischen Energiespeicherung beim im Sockelteil befindlichen, vollständig ein- gesteckem Modul.
Wie aus der Fig. 1 ersichtlich, besteht das Steckmodul 1 aus einer Trägereinheit 4 und einer Haube 5.
Unter der Haube 5 bzw. auf der Trägereinheit 4 sind die eigentlichen aktiven Komponenten des Überspannungsabieiters befindlich und in elektrischer Verbindung zu den Steckkontakten 2 stehend.
Die Steckkontakte 2 sind als großflächige metallische Blöcke, bevorzugt an den gegenüberliegenden Seiten symmetrisch angeordnet, ausgeführt.
An der Haube 5 befinden sich an den beiden Stirnseiten als Druckplatten 6 ausgeführte Betätigungsflächen 6'.
Diese können kostengünstig in die Konstruktion des Haubenelements integriert werden, da sie an der Oberseite über eine mechanisch gestaltete Scharnierfläche 7 beweglich angeordnet sind.
Bei mechanischer Krafteinwirkung auf die Betätigungsflächen 6' werden diese nach innen bewegt, wobei eine Anschlagplatte 8 der Trägereinheit 4 als Wegbegrenzung fungiert. Der zur Verfügung stehende Weg der Druckplatte 6 ist so abgestimmt, daß die im unterten Teil angeordneten Rastnasen 9 aus ihrem Gegenstück 9' (siehe Fig. 2) heraustreten, so daß die Verrastung aufgehoben wird.
Insgesamt sind bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel an den Stirnseiten je zwei Rastnasen 9 angebracht, so daß das Steckmodul 1 insgesamt über vier Fixpunkte verfügt und damit entsprechend ausbalanciert und ohne Verzug in der gewünschten Position gehalten wird.
Die Oberfläche der Betätigungsfläche 6' ist mit einer Struktur versehen, so daß ein leichtes Entnehmen des Steckmoduls 1 ohne übermäßigen Kraftaufwand möglich wird.
Weiterhin kann die Unterseite der Trägereinheit 4, die als wannenartige Bo- dengruppe ausgeführt ist, einen Kodierstift oder Fernmelde-Betätigungskontakt 100 aufweisen.
Von der Unterseite der vorerwähnten Bodengruppe erstrecken sich Anschlagkanten, Anschlagflächen oder Anschlagstifte 10, die als Druckpunkte bezogen auf jene zugehörige Federeinheit 11 (Fig. 2) wirken.
Die Trägereinheit 4 weist im Bereich der Bodengruppe Rastvorsprünge 110 auf, welche in komplementäre Aussparungen 111 der Haube 5, diese arretierend, eingreifen.
Die Rastnasen 9 der Druckplatte 6 besitzen eine keilförmige Gleitfläche 112, wobei die jeweiligen Keilspitzen in Einsteckrichtung orientiert sind.
Wie aus der figürlichen Darstellung ersichtlich, ist die Haube 5 im unteren Bereich keilförmig verlaufend ausgeführt, wobei die Oberseite der Haube 5 eine sphärische oder bogenförmige Gestalt besitzt.
Jedes Steckmodul 1 ist mit vorzugsweise zwei oder vier symmetrisch angeordneten Steckkontaktelementen 2 versehen. Durch die Gestaltung der Steck- kontaktelemente 2 als bewegtes Teil bzw. fixes Teil ist es möglich, relativ große Stoßströme nahezu verschleißfrei über die großflächigen Kontaktelemente zu führen. Die gleichmäßige, an der Unterseite verteilte Anordnung von Einzelsteckkontakten gewährleistet eine gleichmäßige, homogene Kraftvertei- lung, so daß es auch bei großen elektrodynamischen Kräften nicht zu einer Deformation oder zum Verkanten des Steckmoduls innerhalb des Unterteils kommt.
Das Unterteil der Gerätekombination besitzt gemäß der Darstellung nach Fig. 2 und 3 eine U-Form. Hierbei weist das Unterteil 12 zwei offene U-förmige Schenkel 120 sowie einen Verbindungsschenkel 121 auf.
In den offenen Schenkeln 120 des Unterteils 12 sind die vorerwähnten Aussparungen 9' für die Rastnasen 9 des Steckmoduls 1 eingeformt.
Der Verbindungsschenkel 121 weist Aussparungen 122 für den oder die federartigen mechanischen Energiespeicher und deren Betätigung auf.
Die offenen Schenkel 120 besitzen in einer Ausgestaltung der Erfindung Füh- rungsschienen 13 zum leichteren und korrekten Einsetzen des jeweiligen Steckmoduls 1.
Weiterhin weist der Verbindungsschenkel 121 an seiner Oberseite eine zur Unterseite der Bodengruppe des Steckmoduls 1 komplementäre Form auf, wo- bei unterhalb des Verbindungsschenkels Aufnahmen 123 für jeweils eine Federeinheit 11 vorgesehen sind, welche nach oben einen Zugang für die Anschlagkanten 10 der Bodengruppe des Steckmoduls 1 umfassen.
Wie aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich, stützen sich die jeweiligen Federeinhei- ten 11, umfassend mindestens eine Schraubenfeder, gegen den Boden des sockelartigen Unterteils ab.
Weiterhin ist im Verbindungsschenkel 121 mindestens eine Aussparung 124 für einen Kodierstift oder als Zugang zu einem Fernmeldekontakt vorgesehen. Zur Verstärkung und Stabilisierung der Gesamtanordnung des Unterteils weist der Verbindungsschenkel 121 beidseitig je einen angeformten Steg 125 auf.
Im eingestecken Zustand (siehe Fig. 3) bleibt das Steckmodul 1 mit dem Haubenoberteil und den dort befindlichen Druckplatten zugänglich.
Während des Einführens des Steckmoduls 1 in das Unterteil 12, geführt durch die Führungsschienen, und das Herstellen des gewünschten elektrischen Kon- takts zwischen den entsprechenden Steckkontakten 2 und Gegenstücken im Unterteil, wird die aufgewandte mechanische Kraft dazu verwendet, um die im Unterteil 12 befindlichen mechanischen Energiespeicher 3 bzw. 11 vorzuspannen.
Dies wird durch die entsprechenden Anschlagkanten, Anschlagstifte oder Anschlagflächen und dort vorgesehene Druckpunkte realisiert.
Beispielsweise sind in jedem Unterteil 12 bevorzugt vier Federeinheiten 11 integriert. Die Anzahl und die symmetrische Positionierung gewährleisten eine optimale Homogenität der Krafteinwirkung.
Über die konkrete konstruktive Ausführung des mechanischen Energiespeichers 3, insbesondere die Auswahl eines geeigneten Federelements und dessen Federcharakteristik, läßt sich die einzustellende Ausrückkraft und der damit verbundene Ausrückweg über einen weiten Bereicht variieren.
Beim Lösen der Rastnasen 9 aus den Aussparungen 9' durch Ausüben einer Druckkraft auf die Druckplatte 6 bzw. Betätigungsfläche 6' kommen die Rastnasen 9 außer Kontakt mit den Aussparungen 9'. Infolge dessen kann das Steckmodul 1 unter Nutzung der gespeicherten mechanischen Energie in den Federeinheiten leicht, ohne weitere mechanische Hilfsmittel oder Werkzeuge entnommen werden. Bezugszeichenliste
I Steckmodul 2 Steckkontakte
3 mechanischer Energiespeicher
4 Trägereinheit
5 Haube
6 Druckplatte 6' Betätigungsfläche
7 Scharnierfläche
8 Anschlagplatte
9 Rastnasen
9' Aussparung für Rastnasen im Unterteil 10 Anschlagkanten oder Druckpunkte dieser
II Federeinheit
12 Unterteil
13 Führungsschienen
100 Kodierstift und/oder Fernmeldekontakt 110 Rastelemente an der Bodengruppe der Trägereinheit
III Aussparungen in der Haube
112 keilförmige Gleitflächen der Rastnasen
120 offener Schenkel des Unterteils 12
121 Verbindungsschenkel des Unterteils 122 Aussparung als Zugang zur Federeinheit
123 Aufnahme für die Federeinheit
124 Aussparung für Kodierstift und/oder Zugang zu Fernmeldekontakt
125 Steg

Claims

Patentansprüche
1. Steckbare Gerätekombination zum Schutz vor Überspannungen, umfassend ein sockelartiges Unterteil und ein oder mehrere Steckmodule, wobei diese die Überspannungsschutzelemente aufnehmen, Kontaktelemente und Kontaktgegenelemente, die jeweils im Unterteil und im Steckmodul angeordnet sind, sowie komplementäre Führungsschienen oder Führungsnute zum kontrollierten Ein- oder Aufschieben und Fixieren des jeweiligen Steckmoduls, dadurch gekennzeichnet, daß unabhängig von den Kräften, welche die Kontakt- und Kontaktgegenelemente formschlüssig und/oder kraftschlüssig bei eingesetztem Steckmodul verbunden halten, funktional getrennte, mechanische Rast- oder Snap-in-Elemente vorgesehen sind, welche zwischen dem jeweiligen Steckmodul und dem sockelartigen Unterteil wirken, wobei die Rast- oder Snap-in-Funktion ohne mechani- sehe Hilfsmittel beim gewünschten Austausch des jeweiligen Steckmoduls aufhebbar ist.
2. Steckbare Gerätekombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steckmodul eine Trägereinheit mit einer Bodengruppe umfaßt, wobei an der Bodengruppe mehrere großflächige Kontaktelemente angeordnet sind, weiterhin die Bodengruppe eine wannenartige Unterseite besitzt, von welcher sich Anschlagkanten, Anschlagflächen und/oder Anschlagstifte nach unten, in Richtung des sockelartigen Unterteils erstrecken, die Trägereinheit von einer Haube umschlossen ist, die Haube an zwei gegenüberliegenden Seiten eine Scharnierfläche besitzt, welche in eine Druckplatte übergeht, an deren Ende Rastnasen oder Rastnocken vorgesehen sind, welche im eingesetzten Zustand die Rast- oder Snap-in-Funktion bezogen auf das Unterteil erfüllen und weiterhin zwischen Unterteil und Steckmodul ein feder- artiger, mechanischer Energiespeicher vorgesehen ist, welcher beim Einsetzen des jeweiligen Steckmoduls gespannt wird und beim Aufheben der Rast- oder Snap-in-Funktion mechanische Energie zum Lösen des Steckmoduls aus dem sockelartigen Unterteil freigibt.
3. Steckbare Gerätekombination nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägereinheit die Überspannungschutzelemente aufnimmt und unterhalb der Druckplatte der Haube an der Trägereinheit eine die Bewegung der Druck- platte begrenzende Fläche oder Kante ausgebildet ist.
4. Steckbare Gerätekombination nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Bodengruppe der Trägereinheit Rastvorsprünge vorgesehen sind, welche in komplementäre Aussparungen der Haube, diese arretiertend, eingreifen.
5. Steckbare Gerätekombination nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Haube zwei jeweils gegenüberliegende Breitseiten und Schmalseiten aufweist.
6.. Steckbare Gerätekombination nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckplatte an jeweils mindestens einer der Schmalseiten vorgesehen ist.
7. Steckbare Gerätekombination nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen der Haube im unteren Bereich der Breitseiten angeordnet sind.
8. Steckbare Gerätekombination nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenoberfläche der Druckplatte strukturiert ist.
9. Steckbare Gerätekombination nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastnasen oder Rastnocken der Druckplatte eine keilförmige Gleitfläche aufweisen, wobei die jeweiligen Keilspitzen in Einsteckrichtung orientiert sind.
10. Steckbare Gerätekombination nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß an der Bodengruppe ein Kodierstift und/oder ein einen Fernmeldekontakt auslösendes Element vorgesehen ist.
11. Steckbare Gerätekombination nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Haube im unteren Bereich eine über ihre Breite verlaufende Keilform aufweist.
12. Steckbare Gerätekombination nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Haube an ihrer Oberseite eine sphärische oder bogenförmige Gestalt aufweist.
13. Steckbare Gerätekombination nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterteil eine U-Form besitzt, wobei in den offenen Schenkeln des Unterteils Rast- oder Snap-in-Elemente angeordnet sind, sowie der Verbindungs- schenke! Aussparungen für den oder die federartigen mechanischen Energiespeicher und deren Betätigung umfaßt.
14. Steckbare Gerätekombination nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die offenen Schenkel längsverlaufende Führungsschienen zum leichteren Einsetzen des jeweiligen Steckmoduls besitzen.
15. Steckbare Gerätekombination nach Anspruch 2 und Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsschenkel eine zur Unterseite der Bodengruppe komplementäre Form aufweist, wobei unterhalb des Verbindungsschenkels Aufnahmen für jeweils eine Federeinheit vorgesehen sind, welche nach oben einen Zugang für die Anschlagkanten, -stifte oder -flächen der Bodengruppe umfassen.
16. Steckbare Gerätekombination nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß sich die jeweiligen Federeinheiten gegen den Boden des sockelartigen Unterteils abstützen.
17. Steckbare Gerätekombination nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß im Verbindungsschenkel mindestens eine Aussparung für einen Kodierstift oder den Zugang zu einem Fernmeldekontakt vorgesehen ist.
18. Steckbare Gerätekombination nach einem Ansprüche 2 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Rast- oder Snap-in-Elemente sowie die mechanischen Energiespeicher mehrfach vorgesehen und bevorzugt symmetrisch angeordnet sind.
19. Steckbare Gerätekombination nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsschenkel beidseitig je einen angeformten Steg aufweist, welcher die gegenüberliegenden offenen Schenkelteile stabilisiert.
20. Steckbare Gerätekombination nach einem der Ansprüche 2 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Steckmodul mit dem Haubenoberteil und den dort befindlichen Druckplatten im eingesteckten Zustand frei zugänglich bleibt.
21. Steckbare Gerätekombination nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakt- und Kontaktgegenelemente als stoßstromtragfähige Steckkon- takte mit großer Kontakthaltekraft ausgeführt sind.
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