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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Befestigung eines Steckverbinders
auf einem Tragelement.
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Elektrische
Stromkreise arbeiten mit der für sie
spezifizierten Spannung, der Nennspannung (in der Regel – Netzspannung),
normalerweise störungsfrei.
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Das
gilt nicht, wenn Überspannungen
auftreten. Als Überspannungen
gelten alle Spannungen, die oberhalb der oberen Toleranzgrenze der
Nennspannung liegen. Hierzu zählen
vor allem auch die transienten Überspannungen,
die aufgrund von atmosphärischen
Entladungen, aber auch durch Schalthandlungen oder Kurzschlüssen in
Energieversorgungsnetzen auftreten können und galvanisch, induktiv
oder kapazitiv in elektrische Stromkreise eingekoppelt werden können. Um
nun elektrische oder elektronische Stromkreise, insbesondere elektronische
Mess-, Steuer-, Regel- und Schaltkreise, gegen transiente Überspannungen
zu schützen,
sind Überspannungsschutzelemente
entwickelt worden und seit mehr als zwanzig Jahren bekannt.
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Die
erforderlichen Maßnahmen
zum Schutz der Stromversorgung von Anlagen und Geräten gliedern
sich je nach Ableiterauswahl und den zu erwartenden Umwelteinflüssen in
verschiedene Stufen.
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Die Überspannungsschutzgeräte für die einzelnen
Stufen unterscheiden sich dabei grundsätzlich durch die Höhe des Ableitvermögens und
den Schutzpegel.
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Die
erste Schutzstufe (Typ 1) wird dabei in der Regel von einem Blitzstromableiter
gebildet, der als leistungsstärkstes
Schutzgerät
in der zentralen Stromversorgung eines Gebäudes installiert wird.
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Wesentlicher
Bestandteil eines derartigen Blitzstromableiters ist eine Funkenstrecke
mit mindestens zwei Elektroden, wobei beim Zünden der Funkenstrecke zwischen
den beiden Elektroden ein Lichtbogen entsteht.
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Die
zweite Schutzstufe (Typ 2) bildet in der Regel ein Überspannungsableiter
auf Varistorbasis.
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Diese
Schutzstufe begrenzt nochmals die verbleibende Restspannung nach
dem Blitzstromableiter. Je nach Gefährdungspotential der zu schützenden
Anlage, bzw. des zu schützenden
Gebäudes, kann
es im Einzelfall ausreichen, wenn mit der zweiten Schutzstufe, d.
h. dem Überspannungsableiter, begonnen
wird.
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Daneben
gibt es noch getriggerte Blitzstromableiter, die auf dem AEC-Prinzip
(Active Energy Control) beruhen und eine Kombination aus Blitzstromableiter
und Überspannungsableiter
darstellen.
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Bei
einer derartigen Ableiterkombination können Blitzstrom- und Überspannungsableiter
direkt parallel geschaltet werden. Dies ist besonders vorteilhaft,
wenn Blitzstrom- und Überspannungsableiter
nicht räumlich
getrennt voneinander installiert werden können.
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Die
zuvor beschriebenen Varianten werden nachfolgend allgemein als Ableiter
bezeichnet. Ein derartiger Ableiter bildet dann den wesentlichen
Bestandteil eines Überspannungsschutzelements,
wobei das Überspannungsschutzelement
zumindest noch ein den Ableiter aufnehmendes Gehäuse aufweist. Bekannte Überspannungsschutzgeräte weisen
zum Anschluss an elektrische Leitungen ein Geräteunterteil auf, welches beispielsweise
auf einer Tragschiene montiert werden kann. Zur Installation eines
solchen Überspannungsschutzgeräts, welches beispielsweise
die phasenführenden
Leiter L1, L2, L3 sowie den Neutralleiter N und gegebenenfalls auch den
Erdleiter PE schützen
sollen, sind bei den bekannten Überspannungsschutzgeräten an dem
Geräteunterteil
entsprechende Anschlussklemmen für die
Phasenleiter und den Erd- bzw. Neutralleiter vorgesehen. Bei einem
bekannten Überspannungsschutzgerät der Anmelderin
(Phoenix Contact Prospekt "Überspannungsschutz
TRABTECH 2002",
Seiten 24 und 25), bei dem das Geräteunterteil etwa U-förmig ausgebildet
ist, sind an dem einen Schenkel die Anschlussklemmen für die Phasenleiter
und den Neutralleiter und an dem anderen Anschlussschenkel die Anschlussklemme
für den
Erdleiter angeordnet.
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Zur
einfachen mechanischen und elektrischen Kontaktierung des Geräteunterteils
mit dem jeweiligen Überspannungsschutzelement
sind bei dem bekannten Überspannungsschutzgerät die Überspannungsschutzelemente
als "Schutzstecker" ausgebildet, d.
h. das Geräteunterteil
weist mit den Anschlussklemmen verbundene Steckerbuchsen und das Überspannungsschutzelement
hierzu korrespondierende Anschluss-Steckkontakte auf, so dass das Überspannungsschutzelement
auf das Geräteunterteil
aufsteckbar ist. Zusätzlich
weist das bekannte Überspannungsschutzgerät noch einen
Wechslerkontakt als Signalgeber für eine Defektmeldung auf, wobei
hierzu an dem Geräteunterteil
ein Kontaktelement und an dem Überspannungsschutzelement
ein korrespondierendes Gegenkontaktelement vorgesehen ist. Bei dem
bekannten Überspannungsschutzgerät ist die
Installation und Montage durch die Steckbarkeit der Überspannungsschutzelemente sehr
einfach und zeitsparend durchführbar.
Zu ihrer Demontage weisen die Überspannungsschutzelemente
zumindest auf einer ihrer seitlichen Schmalseiten eine Aushebekante
auf. Zwischen dieser Kante und der Schenkeloberkante des U-förmigen Geräteunterteils
kann ein Schraubendreher oder Ähnliches
angesetzt werden und das Überspannungsschutzelement
ausgehebelt werden. Nachteilig ist jedoch, dass vor der mit der
Aushebekante vorgesehenen Schmalseite genügend Montagefreiraum für den Einsatz
eines Schraubendrehers vorhanden sein muss.
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Auch
bei anderen elektrischen Verbindern besteht ein ähnliches Problem. So können bspw.
auf eine als Tragelement vorgesehene Hutschiene montierte Reihenklemmen
nur über
eine auf der Klemmenschmalseite vorgesehene Öffnung mit einem hier eingeführten Schraubendreher
oder dergleichen gelöst
werden. Auch in diesem Fall wird quer zu der Hutschiene ein genügend großer Montageraum
benötigt,
um den Schraubendreher in die Öffnung
auf der Klemmenschmalseite zu führen
und die Reihenklemme von der Hutschiene zu lösen.
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Aus
der
DE 91 14 742 U1 sind
modulartige Gehäuse
für Hilfsschalter
und/oder elektrischen Schaltgeräte
bekannt. Die Gehäuse
weisen Befestigungsmittel zur Fixierung auf einer Tragschiene auf. Innerhalb
des Gehäuses
ist eine Einrichtung zum Befestigen von Seite an Seite angeordneten
Gehäusen vorgesehen.
Die Vorrichtung umfasst an den Gehäuseseiten ausgebildete ineinander
fügbare
Haken und Ausnehmungen zum scharnier artigen Kuppeln der nebeneinander
auf der Tragschiene angeordneten Gehäuse. Zum Lösen und Trennen von zwei miteinander
gekuppelten Gehäusen
können
die Haken über
eine auf der Gehäuseoberseite
ausgebildete Aussparung mit einem Betätigungswerkzeug in eine Löseposition
bewegt werden.
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Auch
aus der
DE 299 16
303 U1 sind modulartige, auf eine Tragschiene aufrastbare
Gehäuse bekannt,
welche über
an ihren Seitenwänden
angebrachte Haken und entsprechende Ausnehmungen miteinander verrastbar
sind.
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Neben
den vorbeschriebenen, aneinander befestigbaren Gehäusen sind
auch, bspw. aus der
DE
694 23 294 T2 und der
DE 21 63 719 A1 , Gehäuse von Steckverbindern bekannt,
die eine besondere Vorrichtung zur Befestigung auf einem Tragelement aufweisen.
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Die
Vorrichtung des aus der
DE
21 63 719 A1 bekannten Steckverbinders weist zwei flache
zungenförmige
von seinen Gehäuseschmalseiten
seitlich abstehende Vorsprünge
auf. Über
diese kann der Steckverbinder mit dem Tragelelment über hiervon vertikal
abstehende, elastische Haken fixiert werden.
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Zum
Lösen des
Steckverbinders vom Tragelement ist zunächst ein Schraubendreher oder
dergleichen mit seiner Klinge an einer der beiden Gehäuseschmalseiten
zwischen dem Haken und dem seitlichen Vorsprung anzusetzen. Anschließend ist der
Schraubendreher um seine Klinge weg von der Gehäuseschmalseite zu drehen, um
so den Haken auszulenken und in seine Lösestellung zu bewegen. Nachteilig
bei diesem Lösemechanismus
ist jedoch, dass ein großer
Montagefreiraum vor der Schmalseite des Gehäuses zwingend erforderlich
ist. Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,
eine Vorrichtung zur Befestigung eines Steckverbinders zu entwickeln,
mit der unabhängig
vom Freiraum quer zum Tragelement elektrische Steckverbinder einfach
und komfortabel von dem Tragelement gelöst werden können, zu entwickeln.
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Die
Erfindung löst
die Aufgabe durch eine Vorrichtung zur Befestigung eines Steckverbinders auf
einem Tragelement, mit einem Gehäuse
mit Befestigungsmitteln zur Fixierung auf einem Tragelement, welches
aus mindestens einer Schmalseite, einer Breitseite, einer Unterseite
und einer hierzu gegenüberstehenden
Oberseite gebildet ist, wobei innerhalb des Gehäuses ein Betätigungselement
gelagert ist, welches mit einer Hebelvorrichtung zusammenwirkt, über die
ein auf dem Tragelement benachbart zu dem Gehäuse befestigter elektrischer
Steckverbinder lösbar
ist.
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Das
erfindungsgemäße Gehäuse mit
seinem Betätigungselement
kann auf einem Tragelement neben einem elektrischen Steckverbinder
befestigt werden, wobei bei Betätigung
des Betätigungselements über die
damit verbundene Hebelvorrichtung der elektrische Steckverbinder
von dem Tragelement gelöst
wird.
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Hierdurch
ergibt sich der Vorteil, dass bspw. in einem Schaltschrank quer
vor und hinter dem Tragelement Bauteile oder Wände oder dgl. angeordnet werden
können,
da dieser Raum nicht für
die Demontage des Steckverbinders benötigt wird.
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Bevorzugterweise
weist die Hebelvorrichtung einen über das Betätigungselement bewegbaren Nocken
auf, der unterhalb der Unterseite und neben der Schmalseite angeordnet
ist. Der Nocken ist also unterhalb des benachbart montierten Steckverbinders
angeordnet. Ein Nocken ist einerseits fertigungstechnisch sehr einfach
herzustellen. Anderseits können
mit ihm besonders hohe Kräfte übertragen
werden.
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Nach
einer Weiterentwicklung der Erfindung ist das Betätigungselement
aus einer ersten Position in eine zweite Position verfahrbar in
dem Gehäuse gelagert,
wobei über
das Betätigungselement
auf seinem Weg von der ersten Position zu der zweiten Position der
Nocken nach oben in Richtung der Oberseite bewegt wird. Somit kann
auf besonders einfache Weise ein zum Gehäuse benachbart angeordneter und
auf dem Tragelement montierter elektrischer Steckverbinder von dem
Tragelement gelöst
und ausgehoben werden.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Hebelelement kurvenförmig bzw.
bogenförmig
ausgebildet ist. Hierdurch wird der Vorteil erreicht, dass die von
dem Betätigungselement
zum Lösen
des elektrischen Steckers aufzuwendende Kraft linienförmig auf
dem Hebelelement wirkt während
sie bei einem gerade ausgebildeten Hebelement lediglich punktförmig auf
seinen Endbereich wirken würde.
Dadurch, dass die Kraft bei der erfindungsgemäßen Weiterbildung auf einen
größeren Bereich
des Hebelelements aufgeteilt wird, sind die Materialanforderungen
an das Hebelelement geringer als bei einem geraden Hebelelement
bzw. es können
mit einem kurvenförmigen
Hebelement höhere
Kräfte
als bei einem geraden Hebelelement übertragen werden.
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Ein
erfindungsgemäßes Gehäuse mit
Befestigungsmitteln zur Fixierung auf einem Tragelement ist nachfolgend
in einem Ausführungsbeispiel
beschrieben und zeichnerisch dargestellt. In der Zeichnung zeigen
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1 in
Perspektive ein Überspannungsschutzgerät mit einem
Geräteunterteil,
in dem Überspannungsschutzelemente
und Gehäuse
mit Betätigungselementen
eingesetzt sind,
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2 das Überspannungsschutzgerät von 1 mit
Blick durch die Überspannungsschutzelemente
und die Gehäuse
auf die Betätigungselemente und
die damit zusammenwirkenden Hebelvorrichtungen, wobei sich die Betätigungselemente
in einer ersten Position befinden,
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3 das Überspannungsschutzgerät von 1 und 2 mit
Blick auf die Betätigungselemente
und die damit zusammenwirkenden Hebelvorrichtungen, wobei sich die
Betätigungselemente
in einer zweiten Position befinden und
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4 in
perspektivischer Ansicht einzeln die Hebelvorrichtung und das Überspannungsschutzelement
der 1 bis 3.
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1 zeigt
ein Überspannungsschutzgerät (1)
mit einem als Tragelement für Überspannungsschutzelemente
(3) ausgebildeten Geräteoberteil (4.1)
und einem damit verbundenen Geräteunterteil (2).
In das Geräteoberteil
(4.1) sind benachbart zu den Überspannungsschutzelementen
(3) Gehäuse (4)
angeordnet.
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Die Überspannungsschutzelemente
(3) sind mit ihren in 4 gezeigten
Anschluss-Steckkontakten
(5) in korrespondierend hierzu ausgebildeten und nicht
gezeigten Steckerbuchsen des Überspannungsschutzgeräts (1)
lösbar
eingesetzt. Sie erstrecken sich von dem Geräteunterteil (2) bis
in das Geräteoberteil
(4.1). Die Gehäuse
(4) bilden mit dem Geräteoberteil
(4.1) gemäß der vorliegenden
Ausführung
der Erfindung eine im Spritzgießverfahren
hergestellte Einheit. Die Gehäuse
(4) sind also unlösbar mit
dem Geräteoberteil
(4.1) verbunden. Sie könnten aber
jedoch auch lösbar
mit dem Geräteoberteil
(4.1) über
alle bekannten Befestigungsmittel in Verbindung stehen.
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Die
Gehäuse
(4) weisen zwei einander gegenüberliegend angeordnete Schmalseiten
(6) und Breitseiten (7) sowie eine Unterseite
(8) und eine hierzu gegenüberliegende Oberseite (9)
auf.
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Innerhalb
eines Gehäuses
(4) ist ein Betätigungselement
(10) gelagert, welches mit einer Hebelvorrichtung (11)
zusammenwirkt.
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Das
Betätigungselement
(10) ist über
eine auf der Oberseite (9) vorgesehene Aussparung (12) mit
einem Schraubendreher zugänglich.
Dieser stößt im eingeführten Zustand
auf eine im oberen Bereich des Betätigungselements (10)
vorgesehene Haltenut (13) über die das Betätigungselement
(10) von seiner ersten oberen Position (s. 2)
in eine zweite untere Position (s. 3) verfahren
werden kann. Hierbei wirkt das näherungsweise
dreieckförmige
Betätigungselement
(10) mit seiner leicht gekrümmten Bodenfläche (15)
auf die Hebelvorrichtung (11).
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Die
Hebelvorrichtung (11) enthält zwei vorzugsweise kurvenförmig ausgebildete
und an die gekrümmte
Bodenfläche
(15) endseitig angrenzende Hebelelemente (14)
sowie jeweils eine damit verbundene Welle (16) mit einem
endseitig angeformten Nocken (17). Dieser ist unterhalb
der Unterseite (8) (s. 2) und neben
der Schmalseite (6) angeordnet und greift somit gemäß 4 unter
das benachbart angeordnete Überspannungsschutzelement
(3). Damit der Nocken (17) zwischen den Anschluss-Steckkontakten
(5) unter den Boden des Überspannungsschutzelements
(3) greifen kann ist bevorzugterweise die Breite des Nockens
(17) kleiner oder gleich dem lotrechten Abstand zwischen
den Anschluss-Steckkontakten (5).
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Die
beiden Enden der Welle (16) ragen etwas über das
Hebelement (7) bzw. über
die Nocke (17) hinaus. Diese mit 18 bezeichneten Überstände dienen
zur Lagerung der Hebelvorrichtung (11) und stützen sich
im montierten Zustand der Hebelvorrichtung (11) in korrespondierend
ausgebildeten Lagern (19) ab. Dieses ist auf der Unterseite
(8) ausgebildet.
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Beim
Verfahren des Betätigungselements (10)
aus seiner ersten oberen Position (s. 2) in seine
zweite untere Position (s. 3) werden
die Hebelemente (7) entsprechend ihre Krümmung und der
der Bodenfläche
(15) um die Längsachse
der Welle (16) bzw. der Überstände (18) aufeinander
zu in Richtung der Bodenflächenmitte
gedreht. Eine dem Drehwinkel entsprechende Rotation führt die
mit dem Hebelement (14) starr verbundene Welle (16) mit
dem angeformten Nocken (17) aus. Beim Herunterdrücken des
Betätigungselements
(10) von der ersten oberen Position in die zweite untere
Position wird der Nocken (17) aus seiner horizontalen Lage
in eine näherungsweise
aufrechte Stellung gedreht. In dieser Stellung zeigt der im Durchmesser
größte Bereich
des Nockens (15) nach oben in Richtung der Oberseite (9).
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Beim Übergang
von der horizontalen Lage in die aufrechte Stellung des Nockens
(15) drückt
dieser gegen den Boden des benachbart zu dem Gehäuse (4) angeordneten Überspannungsschutzelements
(3) und löst
hierdurch dessen Verbindung von dem Anschluss-Steckkontakt (5) zu dem Steckkontakt
des Geräteunterteils
(2).
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Vorzugsweise
entspricht der größte Durchmesser
des Nockens (15) in seinen Abmaßen wenigstens der doppelten
Länge des
Anschluss-Steckkontakts (5), damit der Nocken (17)
in seiner aufrechten Stellung den Anschluss-Steckkontakt (5)
des Überspannungsschutzelements
(3) aus den Steckerbuchsen (nicht gezeigt) des Geräteunterteils
(2) komplett aushebt.
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In
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist die Erfindung an Hand eines Überspannungsschutzgeräts (1)
mit einem als Tragelement ausgebildeten Geräteunterteils (2) erläutert, in
dem neben den als Überspannungsschutzelement
(3) ausgebildeten elektrischen Steckverbindern die Gehäuse (4)
mit den Betätigungselementen
(10) montiert sind.
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Analog
hierzu kann die Erfindung aber bei allen anderen auf einem Trägerelement
lösbar
befestigten elektrischen Verbindern angewendet werden. So kann bspw.
in einer alternativen Ausführung
der Erfindung das Gehäuse
zwischen Reihenklemmen auf ein als Hutschiene ausgebildetes Tragelement montiert
sein, wobei über
das Betätigungselement und
der damit zusammenwirkenden Hebelvorrichtung eine oder mehrere auf
der Hutschiene befestigte und zu dem Gehäuse benachbart angeordnete
Reihenklemmen gelöst
werden können.
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- 1
- Überspannungsschutzgerät
- 2
- Geräteunterteil
- 3
- Überspannungsschutzelement
- 4
- Gehäuse
- 4.1
- Geräteoberteil
- 5
- Anschluss-Steckkontakte
- 6
- Schmalseite
- 7
- Breitseite
- 8
- Unterseite
- 9
- Oberseite
- 10
- Betätigungselement
- 11
- Hebelvorrichtung
- 12
- Aussparung
- 13
- Haltenut
- 14
- Hebelelement
- 15
- Bodenfläche
- 16
- Welle
- 17
- Nocken
- 18
- Überstand
- 19
- Lager