DE102006038005B4

DE102006038005B4 - Anschluss- und Basisteil zur Aufnahme eines steckbaren Überspannungsableiters

Info

Publication number: DE102006038005B4
Application number: DE102006038005A
Authority: DE
Inventors: Richard Dipl.-Ing. Daum; Georg Wittmann; Florian Gaeck
Original assignee: Dehn and Soehne GmbH and Co KG
Current assignee: Dehn SE and Co KG
Priority date: 2006-05-22
Filing date: 2006-08-14
Publication date: 2009-04-23
Anticipated expiration: 2026-08-15
Also published as: PL1880453T3; JP4989722B2; DE502007001010D1; WO2007134909A1; CN101449439A; DE102006038005A1; EP1880453A1; ATE436109T1; EP1880453B1; ES2329735T3; RU2008148810A; CN101449439B; JP2009537960A; RU2407123C2

Abstract

Anschluss- und Basisteil (1) Aufnahme eines steckbaren Überspannungsableiters (2), umfassend
einen Sockel (13) sowie ein mit dem Sockel (13) verbundenes oder verbindbares U-Formteil (17), welches auf den zueinander weisenden Schenkelinnenseiten Führungs- und/oder Rastmittel zum Aufnehmen des komplementär ausgebildeten Überspannungsableiters (2) besitzt,
einen im Sockel (13) eingesetzten Fernmeldeschalter (11) mit nach außen geführten Anschlüssen sowie eine mit dem Fernmeldeschalter (11) verbundene Betätigungseinrichtung, welche einen Stößel (8) aufweist, der über eine Aussparung im Schenkelverbindungsabschnitt des U-Formteils (17) zugänglich ist, um mit einer Funktionsanzeige (4), einem thermischen Auslöser oder einer sonstigen Überwachungseinrichtung des steckbaren Überspannungsableiters (2) in Wirkverbindung zu treten,
dadurch gekennzeichnet, dass
im Sockel eine kulissenartige, nutförmige Führung (12) eingebracht ist, welche einen kontinuierlich bogenförmigen oder bogenförmiglinearen Verlauf aufweist, wobei sich die Führung (12) zwischen Stößel (8) und Fernmeldeschalter (14) erstreckt
sowie in der Führung (12) eine sich der Kulissenform annähernd ausgestaltete Betätigungsschiene (9) eingesetzt ist, wobei...

Description

Die Erfindung betrifft ein Anschluss- und Basisteil zur Aufnahme eines steckbaren Überspannungsableiters, umfassend einen Sockel sowie ein mit dem Sockel verbundenes oder verbindbares U-Formteil, welches auf den zueinander weisenden Schenkelinnenseiten Führungs- und/oder Rastmittel zum Aufnehmen des komplementär ausgebildeten Überspannungsableiters besitzt, einen im Sockel eingesetzten Fernmeldeschalter oder Fernmeldekontakt mit nach außen geführten Anschlüssen sowie eine mit dem Fernmeldeschalter verbundene Betätigungseinrichtung, welche einen Stößel aufweist, der über eine Aussparung im Schenkelverbindungsabschnitt des U-Formteils zugänglich ist, um mit einer Funktionsanzeige, einem thermischen Auslöser oder einer sonstigen Überwachungseinrichtung des steckbaren Überspannungsableiters in Wirkverbindung zu treten, gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der DE 100 01 667 C1 ist ein mehrpoliger Überspannungsableiter zum Einsatz in Niederspannungs-Stromversorgungssystemen vorbekannt, umfassend ein einziges im wesentlichen U-Basisteil mit Anschlussklemmen im Grundkörper, wobei in der Abdeckhaube des Basisteils Führungsmittel zur lösbaren Aufnahme von elektrisch mit den Anschlussklemmen kontaktierbaren Steckteilen mit Varistor- oder Funkenstreckenelementen vorgesehen sind.
Dieser vorbekannte Überspannungsableiter weist eine in den dortigen Grundträger integrierte Möglichkeit einer Fernmelde-Anordnung auf. Hierfür ist eine Aussparung vorgesehen, die der Aufnahme eines Mikrotasters als Fernmeldekontakt dient. Weiterhin ist im Grundträger ein durchgehender, in Längsrichtung verlaufender Schlitz ausgebildet, der eine Schaltwippe aufnimmt. Diese Schaltwippe steht mit dem Schalt- oder Tastkontakt des Mikrotasters in Verbindung und ermöglicht eine Betätigung desselben. Der Grundträger weist im Bereich jedes einzusteckenden Schutzelements eine in Querrichtung oder vertikal verlaufende Öffnung mit Zugang zur Schaltwippe auf, wobei in die Öffnungen jeweils ein Wippenbetätigungsteil eingesetzt ist. Die jeweiligen Wippenbetätigungsteile besitzen einen vertikal hervorstehenden Nocken, der in eine zugehörige Öffnung in die Abdeckhaube eingreift. Der Nocken wirkt mit einem Auslösestift zur Funktionsüberwachung in dem jeweiligen Schutzelement zusammen.
Die Wippenbetätigungsteile weisen einen zur Schaltwippe gerichteten weiteren Nocken zu einem dort angeformten Stift zur führenden Aufnahme einer Schraubendruckfeder auf. Mit Hilfe dieser Schraubendruckfeder ist die gewünschte Vorspannung der Wippe bzw. der Wippenbetätigungsteile gewährleistet. Mit Hilfe der kurz erläuterten Variante einer integrierten Fernmelde-Anzeige kann mit Hilfe eines einzigen Mikrotasters oder ähnlichen Schalters über die Schaltwippe die Überwachung der gesteckten Schutzelemente auf deren Funktion bzw. die Überwachung der Bestückung an sich erfolgen. Nachteilig ist jedoch, dass das Betätigungssystem mehrstufig auszuführen ist, wodurch sich unter Umständen unvermeidbare Toleranzen der einzelnen Teile addieren, was für die gewünschte Betätigungssicherheit des Mikrotasters nachteilig ist.
Bei dem Überspannungsschutzgerät nach DE 20 2004 006 227 U1 , das aus einem Geräteunterteil und einem steckbaren Überspannungsschutzelement besteht, besitzt das Überspannungsschutzelement eine optische Zustandsanzeige. Diese optische Zustandsanzeige und ein Schalter für eine Fernmeldefunktion können über ein gemeinsames mechanisches Betätigungssystem aktiviert werden.
Dieses Betätigungssystem wird durch eine mechanische Hebelanordnung realisiert, welche zwischen zwei Positionen umschaltbar ist, wodurch der Schalter des Fernmeldekontakts betätigt werden kann. Das Hebelsystem kann dabei insbesondere durch eine Schaltwippe, einen Betätigungsstößel und mindestens eine, vorzugsweise zwei Federn gebildet werden, wobei die Schaltwippe aus einer ersten Position in eine zweite Position verbringbar ist, wodurch der Schalter des Fernmeldekontakts ausgelöst wird.
Auch diese Lösung des Standes der Technik ist bezüglich der Betätigung mehrstufig ausgeführt mit der Folge toleranzbedingter nur geringer Schaltwege.
Bei dem steckbaren Überspannungsableiter nach EP 0 905 839 B1 ist ein Unterteil mit Kontaktaufnahmen und ein Oberteil mit in die Kontaktaufnahmen einschiebbaren Kontaktstiften und mit einem zwischen diesen Kontaktstiften angeordneten Überspannungsableit-Element, vorzugsweise Varistor gezeigt. In der Zuleitung zum Überspannungsableit-Element ist eine Lötstelle angeordnet, bei welcher einer der verlöteten Zuleitungsdrähte mit einer, diesen Zuleitungsteil in Richtung weg von der Lötstelle vorspannenden Feder verbunden ist. Das federvorgespannte Zuleitungsteil ist durch eine Brücke gebildet, deren beide Enden über Lötstellen mit weiteren Zuleitungsteilen verbunden sind. Bei überlastbedingter Erwärmung erreicht das Lot der Lötstellen seine Schmelztemperatur und es löst die hierdurch gebildete Abtrennvorrichtung aus.
Diese Abtrennvorrichtung betätigt im Basisteil eine verschwenkbar gelagerte Wippe, die einen externen Hilfsschalter ansteuert. Auch bei dieser Lösung ist das Betätigungssystem mehrstufig, wobei sich durch die Toleranzen der Betätigungsteile minimale Schaltwege ergeben, die nicht immer ausreichend sind, um den Fernmeldekontakt sicher auszulösen.
Zum Stand der Technik sei noch auf die WO 95/12893 verwiesen, die eine Überspannungsschutzvorrichtung betrifft, bei welcher im Auslösefall, d. h. bei Überlastung einer der Varistoren über eine sich öffnende Weichlotverbindung ein Stößel verschwenkbar ist. Dieser Stößel wird durch eine Auslösefeder mit Wippe angetrieben, wobei letztere einen Betätigungsstift verschiebt, um weitere Schaltvorgänge auszulösen. Die Wippe trägt außerdem eine Anzeigevorrichtung, die durch ein Fenster im Gehäuse der Überspannungsschutzvorrichtung sichtbar ist, so dass von außen erkannt werden kann, dass eine der Abtrennvorrichtungen ausgelöst hat.
Aus dem deutschen Gebrauchsmuster DE 93 05 796 U1 ist eine Überspannungsschutzanordnung mit einem in einem Gehäuse untergebrachten Varistor vorbekannt. Bei Überhitzung des Varistors schmilzt eine Lotstelle auf und es erfolgt eine Netztrennung. Darüber hinaus ist die Möglichkeit geschaffen, den Varistor auch dann abzuschalten, wenn ein erhöhter Stoßstrom auftritt.
Die FR 2 877 154 A1 zeigt eine Schutzvorrichtung für Überspannungsableiter, wobei dort ebenfalls eine thermische Trennstelle vorgesehen ist. Um den Abtrennfall und damit den Fehlerzustand anzuzeigen, wird ein bewegliches Element bezogen auf ein Sichtfenster des Steckteils des Ableiters verschoben.
Aus dem Vorgenannten ist es Aufgabe der Erfindung, ein weiterentwickeltes Anschluss- und Basisteil zur Aufnahme eines steckbaren Überspannungsableiters mit Fernmeldefunktion anzugeben, wobei das notwendige Betätigungssystem in einfacher Weise auszuführen ist, leicht montierbar sein soll und über ausreichende Schaltwege verfügt, so dass insgesamt eine hohe Funktionssicherheit und Langzeitstabilität der Gesamtanordnung gegeben ist.
Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt durch ein Anschluss- und Basisteil zur Aufnahme eines steckbaren Überspannungsableiters gemäß der Merkmalskombination nach Patentanspruch 1, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen darstellen.
Erfindungsgemäß ist demnach im Sockel des Basisteils eine kulissenartige, nutförmige Führung eingebracht, welche einen kontinuierlich bogenförmigen oder bogenförmiglinearen Verlauf aufweist.
Diese nutartige oder schlitzförmige Führung erstreckt sich zwischen Stößel und Fernmeldeschalter.
In der Führung ist eine der Kulissenform annähernd ausgebildete Betätigungsschiene eingesetzt, wobei diese einstückig ausgebildet sowohl den Stößel als auch ein Flächenteil zum Aktivieren des Fernmeldeschalters aufweist.
Durch diese Ausgestaltung der Betätigungsschiene für die Aktivierung des Fernmeldeschalters als ein, auch flexibles Kunststoffteil kann der Betätigungsweg steckbarer Überspannungsableiter zum Basisteil vollständig in den Schaltweg für den Schalter umgesetzt werden, so dass sich ein hervorragendes und sicheres Schaltverhalten ergibt.
Da die Betätigungsschiene als ein einziges Teil konstruktiv ausgeführt ist, treten keine Toleranzverluste im Vergleich zu bekannten mehrteiligen Betätigungssystemen auf, was im übrigen einen wesentlichen Kostenvorteil, auch unter dem Aspekt der notwendigen Montage darstellt.
Durch die Ausgestaltung der kulissenartigen, nut- oder schlitzförmigen Führung oder Führungsbahn für die Betätigungsschiene wird diese in eine bestimmte Form vorgespannt, und zwar bei gedrückter Stellung, d. h. gestecktem Überspannungsableiter.
Diese Verformungsenergie unterstützt die Schaltkraft des Fernmeldeschalters und stellt darüber hinaus zusätzlich Energie beim Ausrücken der Steckmodule zur Verfügung, so dass das Handling beim Ziehen des steckbaren Überspannungsableiters verbessert ist.
Der Stößel und der Schaltnocken des Fernmeldeschalters nehmen zueinander eine Winkellage von im wesentlichen 90° ein, wobei die Betätigungsschiene bogenförmig verlaufend Stößel und Schaltnocken kraftübertragend verbindet.
Demnach dient die Betätigungsschiene nicht nur zum Weiterleiten einer Schaltkraft, sondern ist auch in der Lage, die Bewegungsrichtung der Kraftwirkung, d. h. den Kraftvektor nahezu verlustfrei zu ändern bzw. umzuformen.
Der Stößel kann ausgestaltend einen in das Innere des Sockels gerichteten Fortsatz aufweisen, welcher eine gegen den Sockelboden sich abstützende Feder, insbesondere eine Schraubendruckfeder aufnimmt. Diese Feder erhöht die Schaltkraft des Schalters und unterstützt das Ausrücken oder Ziehen der steckbaren Überspannungsableiter.
Der vorerwähnte Fortsatz und die Feder sind in einer speziellen Kammer, die im Sockel ausgebildet ist, befindlich.
Die kulissenartige Führung, aber auch die Kammern sind in eine Seitenwandung des Sockels eingeformt und zu Montagezwecken zugänglich.
Die Betätigungsschiene kann in ihrem bogenförmig verlaufenden Bereich flexible oder elastische Eigenschaften aufweisen, um eine Bruchgefahr bei häufiger Betätigung zu vermeiden.
Die offene Seite der Führung liegt durch das Aufsetzen des U-Formteils von diesem verschlossen. Dies bedeutet, dass nach Einsetzen der Betätigungsschiene in die Führung durch einfaches Aufsetzen oder Aufstecken des U-Formteils der Endmontagezustand des Anschluss- und Basisteils bezüglich der Fernmeldeeinrichtung erreicht ist.
Um die obere Endposition des Stößels zu fixieren, kann an diesem eine Anschlagkante angeformt sein, die in Wechselwirkung tritt mit einer Gegenkante, die sich im Sockel befindet, wobei im übrigen über eine Ausnehmung der Stößel nach oben verschieblich und frei beweglich ist.
Das Flächenteil zur Betätigung des Nockens für den Fernmeldeschalter kann bezüglich der Betätigungsschiene als dort angeformte Platte ausgebildet sein.
Der Stößel besitzt bei einer Ausführungsform einen bevorzugt rechteckigen Querschnitt, wobei der Betätigungsschienenbogen bandförmig ausgebildet ist.
Bevorzugt besteht die Betätigungsschiene nebst Stößel und Flächenteil aus einem Kunststoffmaterial und wird durch Spritzpressen oder Spritzguss hergestellt.
Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels sowie unter Zuhilfenahme von Figuren näher erläutert werden.
Hierbei zeigen:
1 eine perspektivische, teilgeschnittene Darstellung eines kompletten Überspannungsableiters umfassend Anschluss- und Basisteil mit gestecktem Überspannungsableiter im Zustand der vollen Funktionsfähigkeit und
2 eine Darstellung analog derjenigen nach 1, jedoch mit ausgelöster thermischer Abtrennvorrichtung und signalisiertem Fehlerzustand durch freigegebenen Stößel und damit aktiviertem Fernmeldeschalter.
Die in den Figuren gezeigte Überspannungsableitereinrichtung umfasst ein Anschluss- und Basisteil 1 zur Aufnahme eines steckbaren Überspannungsableiters 2. Der steckbare Überspannungsableiter 2 kann z. B. einen Varistor als Schutzelement aufweisen, wobei eine federvorgespannte Abtrennvorrichtung 3 vorhanden ist.
Die Abtrennvorrichtung 3 ist als thermische Abtrennvorrichtung ausbildbar, indem ein Lot eine elektrische Kontaktierung gewährleistet, jedoch infolge des Erreichens des Schmelzpunkts des Lotes im Fehlerfall ein Trennen der Kontaktverbindung erfolgt.
Die Abtrennvorrichtung 3 wirkt mit einer optischen Funktionsanzeige 4 zusammen, die im gezeigten Beispiel als verschwenkbarer Bügel ausgeführt ist. Die Schwenkachse 5 der optischen Funktionsanzeige verläuft beim gezeigten Beispiel im unteren Drittel des steckbaren Überspannungsableiters 2.
Wie aus dem Vergleich der 1 und 2 deutlich wird, erfolgt im Fehlerfall (2) bei geöffneter Abtrennvorrichtung 3 eine Bewegung der optischen Funktionsanzeige 4 in Pfeilrichtung, und zwar unterstützt durch die Kraft der Feder 6.
Hierbei gibt der kurvenförmige Fortsatz 7 der Funktionsanzeige 4 den Stößel 8 frei, welcher sich dann in Richtung Schwenkachse 5 nach oben bewegen kann.
Der Stößel 8 ist mit einer Betätigungsschiene 9 und einem Flächenteil 10 zum Aktivieren eines Fernmeldeschalters 11 einstückig ausgeführt.
Die Betätigungsschiene 9 läuft in einer kulissenartigen, nutförmigen Führung 12, die eine Bogenform besitzt.
Die Längsachse des Stößels 8 und der Schaltnocken des Fernmeldeschalters 11 besitzen eine Winkellage zwischen 0° und 180°, beispielsweise 90° zueinander, wobei die Betätigungsschiene 9 bogenförmig verlaufend den Stößel 8 und den Schaltnocken des Fernmeldeschalters 11 kraftübertragend verbindet.
Weiterhin weist der Stößel 8 einen in das Innere des Sockels 13 gerichteten Fortsatz 14 auf, welcher eine gegen den Sockelboden sich abstützende Feder 15, insbesondere Schraubendruckfeder, aufnimmt.
Für die Aufnahme des Fortsatzes 14 und die Feder 15 befindet sich im Sockel 13 eine Kammer 16.
Wie aus der Figur ersichtlich, ist die kulissenartige Führung 12 in eine Seitenwandung des Sockels 13 eingeformt und einseitig zu Montagezwecken zugänglich.
Die offene Seite der Führung 12 wird nach Aufsetzen des in den Figuren teilweise weggebrochen gezeichneten U-Formteils 17 von diesem verschlossen.
Der Stößel 8 weist noch eine Anschlagkante 18 auf, so dass der Stößel 8 gegen einen entsprechenden Vorsprung 19 des Sockels nach oben gesichert ist.
Im Sockel 13 befinden sich noch an sich bekannte Anschlussklemmen 20 und nach außen geführte Anschlüsse 21 des Fernmeldeschalters 11.

1: Anschluss- und Basisteil
2: steckbarer Überspannungsableiter
3: Abtrennvorrichtung
4: optische Funktionsanzeige
5: Schwenkachse
6: Feder
7: kurvenförmiger Fortsatz
8: Stößel
9: Betätigungsschiene
10: Flächenteil
11: Fernmeldeschalter
12: Führung
13: Sockel
14: Fortsatz
15: Schraubendruckfeder
16: Kammer
17: U-Formteil
18: Anschlagkante
19: Vorsprung
20: Anschlussklemme
21: Außenanschluss

Claims

Anschluss- und Basisteil (1) Aufnahme eines steckbaren Überspannungsableiters (2), umfassend einen Sockel (13) sowie ein mit dem Sockel (13) verbundenes oder verbindbares U-Formteil (17), welches auf den zueinander weisenden Schenkelinnenseiten Führungs- und/oder Rastmittel zum Aufnehmen des komplementär ausgebildeten Überspannungsableiters (2) besitzt, einen im Sockel (13) eingesetzten Fernmeldeschalter (11) mit nach außen geführten Anschlüssen sowie eine mit dem Fernmeldeschalter (11) verbundene Betätigungseinrichtung, welche einen Stößel (8) aufweist, der über eine Aussparung im Schenkelverbindungsabschnitt des U-Formteils (17) zugänglich ist, um mit einer Funktionsanzeige (4), einem thermischen Auslöser oder einer sonstigen Überwachungseinrichtung des steckbaren Überspannungsableiters (2) in Wirkverbindung zu treten, dadurch gekennzeichnet, dass im Sockel eine kulissenartige, nutförmige Führung (12) eingebracht ist, welche einen kontinuierlich bogenförmigen oder bogenförmiglinearen Verlauf aufweist, wobei sich die Führung (12) zwischen Stößel (8) und Fernmeldeschalter (14) erstreckt sowie in der Führung (12) eine sich der Kulissenform annähernd ausgestaltete Betätigungsschiene (9) eingesetzt ist, wobei diese einstückig ausgebildet den Stößel (8) und ein Flächenteil (10) zum Aktivieren des Fernmeldeschalters (14) aufweist.
Anschluss- und Basisteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stößel (8) und der Schaltnocken des Fernmeldeschalters (14) zueinander eine Winkellage zwischen 0° und 180° einnehmen und die Betätigungsschiene (9) bogenförmig verlaufend, Stößel (8) und Schaltnocken kraftübertragend verbindet.
Anschluss- und Basisteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stößel (8) einen in das Innere des Sockels (13) gerichteten Fortsatz (14) aufweist, welcher eine gegen den Sockelboden sich abstützende Feder (15), insbesondere Schraubendruckfeder aufnimmt.
Anschluss- und Basisteil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass für den Fortsatz (14) und die Feder (15) im Sockel (13) eine Kammer (16) ausgebildet ist.
Anschluss- und Basisteil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die kulissenartige Führung (12) in eine Seitenwandung des Sockels (13) eingeformt und einseitig zu Montagezwecken zugänglich ist.
Anschluss- und Basisteil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsschiene (9) in ihrem bogenförmig verlaufenden Abschnitt elastische Eigenschaften aufweist.
Anschluss- und Basisteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die offene Seite der Führung (12) nach Aufsetzen des U-Formteils (17) von diesem verschlossen ist.
Anschluss- und Basisteil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Stößel (8) eine Anschlagkante (18) angeformt ist.
Anschluss- und Basisteil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Flächenteil (10) als angeformte Platte ausgebildet ist.
Anschluss- und Basisteil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stößel (8) einen quadratischen oder rechteckförmigen Querschnitt aufweist und der Betätigungsschienenbogen bandförmig ausgebildet ist.
Anschluss- und Basisteil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsschiene (9) aus einem Kunststoffmaterial besteht.