Installationsgerät

Abstract

 Ein Installationsgerät (1) weist ein Kunststoffgehäuse (15) auf, in dem eine Anzahl von Gerätekomponenten untergebracht ist, die beweglich auf im Gehäuse befestigten Achsen (A,BA) lagern. Eine Achse (A) ist mittels eines gehäusefremden Steges (7,7a) an einem von der Achse (A) radial beabstandeten Fixierpunkt (8) im Kunststoffgehäuse (15) derart gehalten, dass bei einer Abmessungsänderung des Kunststoffgehäuses (15) die Achse (A) relativ zum diese umgebenden Bereich des Kunststoffgehäuses (15) zumindest geringfügig verschiebbar ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Installationsgerät, insbesondere einen Leitungsschutzschalter, mit einem Kunststoffgehäuse, in dem eine Anzahl von Gerätekomponenten untergebracht ist, die beweglich auf im Gehäuse befestigten Achsen lagern. Ein derartiges Installationsgerät ist beispielsweise aus der DE 198 39 061 C2 bekannt.

[0002] Ein Installationsgerät, beispielsweise ein auf einer Hutschiene befestigbarer Leitungsschutzschalter, weist häufig ein aus zwei Halbschalen gebildetes Gehäuse aus Kunststoff auf. Innerhalb des Kunststoffgehäuses sind Achsen zur Lagerung schwenk- oder drehbarer Gerätekomponenten, beispielsweise eines Auslösehebels im Fall eines Leitungsschutzschalters, zwischen den Halbschalen fixiert. Die üblicherweise aus Duroplasten gepressten oder durch Kunststoffspritzguss hergestellten Gehäusehalbschalen weisen zwar gute elektrische Isolationseigenschaften auf und ermöglichen eine rationelle Fertigung, haben jedoch, insbesondere im Vergleich zu Teilen aus metallischen oder keramischen Werkstoffen, Nachteile hinsichtlich der thermischen und mechanischen Belastbarkeit. Des Weiteren haben Kunststoffe, insbesondere Duroplaste sowie im Spritzgussverfahren verarbeitbare Kunststoffe, Nachteile bezüglich der Quellung durch Feuchtigkeitsaufnahme sowie der Nachschwindung nach dem Fertigungsprozess.

[0003] In dem aus der DE 198 39 061 C2 bekannten Installationsgerät sind zur Erhöhung der mechanischen Belastbarkeit im Gehäuse angeordneter Achsen zwei Achsen unter Bildung eines U-förmigen Bügels durch einen Steg verbunden. Der aus den Achsen und dem Steg gebildete U-förmige Bügel besteht aus einem metallischen Werkstoff. Die Abmessungen des U-förmigen Bügels sind im Vergleich zu den Abmessungen des Gehäuses des Installationsgerätes relativ gering. Dennoch kommt es, falls das Installationsgerät einer Temperaturänderung ausgesetzt ist, aufgrund der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten des U-förmigen Bügels aus Metall einerseits und des Gehäuses aus Kunststoff andererseits zu einer relativen Lageänderung der im Gehäuse untergebrachten Gerätekomponenten. Zudem ist bei voneinander abweichenden relativen Längenänderung des U-förmigen Bügels und des Gehäuse die Position des U-förmigen Bügels im Gehäuse nicht mehr eindeutig definiert. Dies gilt insbesondere, wenn das Kunststoffgehäuse nach der Fertigung nachschwindet oder durch sich ändernde Umgebungsbedingungen, beispielsweise schwankende Feuchtigkeit, Abmessungsänderungen erfährt. Hierdurch kann die Funktionsfähigkeit des Installationsgerätes, ebenso wie beispielsweise bei größeren Temperaturschwankungen aufgrund äußerer Einflüsse und/oder Wärmeentwicklung im Installationsgerät, beeinträchtigt sein.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein rationell herstellbares Installationsgerät anzugeben, dessen Funktion in besonders geringem Maße von fertigungs- und/oder umgebungsbedingten Abmessungsänderungen und/oder -ungenauigkeiten abhängig ist.

[0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Installationsgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Das Installationsgerät weist hierbei ein Kunststoffgehäuse auf, in dem eine Anzahl von Gerätekomponenten untergebracht ist, die beweglich auf im Gehäuse befestigten Achsen lagern. Eine Achse ist mittels eines gehäusefremden Steges an einem von der Achse radial beabstandeten Fixierpunkt im Gehäuse gehalten. Durch den Fixierpunkt ist ein fester Bezugspunkt im Gehäuse gegeben. Ändern sich Abmessungen des Gehäuses, beispielsweise durch Temperaturänderungen oder aufgrund von Schrumpfungsprozessen nach dem Fertigungsprozess, so ist die Achse relativ zum diese umgebenden Bereich des Gehäuses zumindest geringfügig radial verschiebbar. Gleiches gilt auch bei einer durch Feuchtigkeitsänderung bedingten Quellung der Kunststoffgehäuses. Die auf der Achse gelagerte Gerätekomponente ist somit bei einer Abmessungsänderung des Gehäuses gezielt relativ zu dem Bereich des Gehäuses, in dem diese Gerätekomponente angeordnet ist, verlagerbar. Dagegen bleiben die für die bestimmungsgemäße Funktion des Installationsgerätes vorgesehenen geometrischen Verhältnisse in Bezug zum Fixierpunkt im Gehäuse erhalten. Die Funktionsfähigkeit des Installationsgerätes ist damit weder durch Temperaturschwankungen noch durch einen Schrumpfungsprozess, insbesondere nach einer Spritzgussfertigung, noch durch eine Quellung von Geräteteilen, insbesondere des Kunststoffgehäuses, beeinträchtigt.

[0006] Der Wärmeausdehnungskoeffizient des Steges ist vorzugsweise geringer als der Wärmeausdehnungskoeffizient des Kunststoffgehäuses. Bevorzugt ist der Steg aus einem metallischen Werkstoff gebildet. Ebenso ist eine Fertigung aus einem keramischen Werkstoff oder einem anderen, einen geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisenden Werkstoff möglich. Auch die Fertigung des Steges aus einem Kunststoff ist möglich. Hierbei wird, unabhängig von der Art des Werkstoffs, bevorzugt ein Material gewählt, welches eine höhere geometrische Stabilität als das Kunststoffgehäuse aufweist. Hierbei bezieht sich die geometrische Stabilität auf relative Abmessungsänderungen des Werkstoffes in Abhängigkeit von der Zeit, beispielsweise aufgrund einer Nachschrumpfung, oder von sich ändernden Umgebungsbedingungen, beispielsweise schwankender Feuchtigkeit.

[0007] In fertigungstechnisch besonders rationeller Weise ist der Steg bevorzugt einstückig mit der Achse ausgebildet.

[0008] Besonders günstige, gegenüber Abmessungsänderungen oder -toleranzen des Kunststoffgehäuses unempfindliche geometrische Verhältnisse sind bei einem insbesondere als Leitungsschutzschalter ausgebildeten Installationsgerät gegeben, bei dem die durch den Steg gehaltene Achse den Drehpunkt eines Auslösehebels und/oder eines Bewegkontaktes bildet.

[0009] Nach einer bevorzugten Ausbildung ist das der Achse abgewandte Ende des Steges in einer Kulisse geführt. Anstelle eines fest vorgegebenen Fixierpunktes ist in diesem Fall somit der Fixierpunkt des Steges auf einer Linie wählbar. Trotz der damit gegebenen Variabilität wird auch in diesem Fall die Bezeichnung "Fixierpunkt" für denjenigen Punkt, an dem der Steg im Gehäuse gelagert ist, beibehalten.

[0010] Besonders vorteilhafte geometrische Verhältnisse sind nach einer weiteren bevorzugten Ausbildung dadurch sichergestellt, dass der Fixierpunkt des Steges von einer Drehachse eines Betätigungsknebels des Installationsgerätes höchstens geringfügig beabstandet ist. Unter einem geringfügigen Abstand wird hierbei ein Abstand von weniger als der Hälfte der Länge des Steges verstanden, insbesondere eine unmittelbare Angrenzung des Fixierpunktes an die Drehachse des Betätigungsknebels oder ein Zusammenfallen des Fixierpunktes mit der Drehachse des Betätigungsknebels.

[0011] Durch die gegenüber geometrischen Änderungen und/oder Toleranzen des Kunststoffgehäuses besonders unempfindliche Lagerung der Achse ist eine besonders rationelle Herstellung des Gehäuses aus einem Kunststoff, welcher einen relativ großen Wärmeausdehnungskoeffizienten und/oder eine relativ starke Schrumpfung nach dem Herstellungsprozess und/oder eine relativ starke feuchtigkeitsbedingte Quellung aufweist, ermöglicht.

[0012] Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen jeweils in schematischer Darstellung:

FIG 1

ausschnittsweise ein Installationsgerät mit mehreren Varianten einer an einem Steg gelagerten Achse einer Gerätekomponente,

FIG 2

eine bevorzugte Variante der Lagerung der Achse im Installationsgerät nach FIG 1, und

FIG 3

ein weiteres Installationsgerät mit einer beweglich gelagerten Achse.

[0013] Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

[0014] FIG 1 zeigt ausschnittsweise ein als Leitungsschutzschalter ausgebildetes Installationsgerät 1. Der Leitungsschutzschalter 1 ist auslösbar entweder von Hand mittels eines Betätigungsknebels 2 oder selbsttätig durch einen Magnetauslöser 3 oder ein Bimetallelement 4. Ein auf einer Achse A gelagerter Auslösehebel 5 ist auf jede der genannten Arten auslösbar. Die korrekte Positionierung des Auslösehebels 5 ist für die bestimmungsgemäße Funktion des Leitungsschutzschalters 1 von zentraler Bedeutung. Die Achse A, welche senkrecht auf der dargestellten Ebene steht, ist nicht direkt in einer Gehäuseschale 6 des Leitungsschutzschalters 1 gelagert, sondern mit einem Steg 7 verbunden, welcher rechtwinklig zur Achse A, d.h. in der dargestellten Ebene verläuft. Die Achse A ist mit dem Steg 7 einteilig aus Metall, beispielsweise einem Draht gebildet. In FIG 1 sind fünf verschiedene Varianten der Lage des Steges 2 dargestellt. Hiervon ist im Leitungsschutzschalter 1 nur eine Variante realisiert. Der Steg 7 ist an dessen Ende, welches nicht an die Achse A grenzt, an einem auch als Abstützpunkt bezeichneten Fixierpunkt 8 in der Gehäuseschale 6 gelagert.

[0015] Der Steg 7 weist im Vergleich zur Gehäuseschale 6 einen sehr geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten auf. Weiterhin werden die Abmessungen des Steges 7 im Gegensatz zu den Abmessungen der Gehäuseschalen 6 nicht durch Schrumpfungs- oder Quellprozesse beeinflusst. Die Achse A bleibt damit auch bei Abmessungsänderungen der Gehäuseschale 6 in einer relativ zum Fixierpunkt 8 definierten Position. Ein zusätzlicher Freiheitsgrad der Achse A ist herstellbar, indem, wie anhand des Steges 7a in FIG 1 ersichtlich, das der Achse A abgewandte Ende des Steges 7a in einer Kulisse 9 in der Gehäuseschale 6 mittels eines Lagerstiftes 10 geführt ist. Die Position der Achse A ist weiterhin bestimmt durch ein auf dieser gelagertes Gerätebauteil, welches zusätzlich im dem Betätigungsknebel 2 abgewandten, in FIG 1 nicht dargestellten unteren Bereich des Installationsgerätes 1 gelagert ist.

[0016] Eine besonders bevorzugte Positionierung des Steges 7 ist in FIG 2 dargestellt. Hierbei ist der Fixierpunkt 8 im Bereich des Betätigungsknebels 2, unmittelbar neben dessen eine Bezugsachse BA bildender Drehachse in der Gehäuseschale 6 gelagert. Der Fixierpunkt 8 ist hierbei ortsfest in der Gehäuseschale 6 angeordnet, d.h. wird durch Betätigung des Betätigungsknebels 2 nicht verlagert. Aufgrund des sehr geringen Abstandes des Fixierpunktes 8 von der Bezugsachse BA ist die Lage des Fixierpunktes 8 relativ zur Bezugsachse BA praktisch unveränderlich.

[0017] Am Betätigungsknebel 2 ist ein Bügel 11 angelenkt, welcher über eine Klinke 12 mit dem Auslösehebel 5 verbunden ist. Der Bügel 11 ist ebenso wie der Steg 7 aus einem metallischen Werkstoff gebildet. Hierdurch ist die Position des Auslösehebels 5 relativ zum Betätigungsknebel 2 von Abmessungsänderungen der Gehäuseschale 6 praktisch unabhängig. Die Betätigbarkeit des Leitungsschutzschalters 1 durch den Betätigungsknebel 2 ist damit von Abmessungsschwankungen der Gehäuseschale 6 nahezu unabhängig. Entsprechendes gilt für die mit den Bezugszeichen 13 und 14 gekennzeichneten Auslösebereiche, an welchen der Magnetauslöser 3 bzw. das Bimetallelement 4 mit dem Auslösehebel 5 zusammenwirkt. Ein Schwund in der Größenordnung von 2% der im Spritzgussverfahren hergestellten Gehäuseschale 6 ist aufgrund der beweglichen, am Fixierpunkt 8 angelenkten Lagerung der Achse A ohne jegliche Einschränkung der Funktionalität des Leitungsschutzschalters 1 tolerierbar. Die Gehäuseschale 6 kann daher sehr rationell aus einem Kunststoff, an den relativ geringe Anforderungen hinsichtlich der Maßhaltigkeit gestellt werden, gefertigt werden.

[0018] FIG 3 zeigt einen weiteren Leitungsschutzschalter 1 mit einem aus zwei Gehäuseschalen 6 gebildeten Kunststoffgehäuse 15, welches mittels einer in der Darstellung unten angeordneten Rastvorrichtung 16 auf eine nicht dargestellte Hutschiene aufschnappbar ist. Die Funktionalität des Leitungsschutzschalters 1 entspricht im Wesentlichen den Ausführungsbeispielen nach FIG 1 und FIG 2. Ein im Kunststoffgehäuse 15 angeordneter Bewegkontakt 17 wird durch den Auslösehebel 5 blockiert bzw. freigegeben. Durch den Bewegkontakt 17 ist eine elektrische Verbindung zwischen einer ersten Klemme 18 auf der in der Darstellung linken Seite des Gehäuses 15 und einer zweiten Klemme 19 auf der in der Darstellung rechten Seite des Gehäuses 15 herstell- bzw. lösbar.

[0019] Die die Blockierung bzw. Freigabe des Bewegkontakts 17 bewirkenden Gerätekomponenten, insbesondere der Auslösehebel 5, der Bügel 11 sowie die Klinke 12 sind im Wesentlichen im oberen, dem Betätigungsknebel 2 zugewandten Bereich des Gehäuses 15 angeordnet. Daher sind möglichst konstante geometrische Verhältnisse in diesem Bereich des Gehäuses 15 für die bestimmungsgemäße Funktion des Leitungsschutzschalters 1 von besonderer Bedeutung. Dieser Anforderung wird durch den praktisch längenunveränderlichen Steg 7 zwischen der Bezugsachse BA und der Achse A des Auslösehebels 5 unter Ermöglichung einer sehr rationellen Fertigung Rechnung getragen. Durch geringfügige Abmessungsänderungen oder Abweichungen von den Sollmaßen aufgrund von Temperaturschwankungen und/oder einer Schwindung oder Quellung der Gehäuseschalen 6 im unteren, der Rastvorrichtung 16 zugewandten Bereich des Gehäuses 15 ist die Funktionsfähigkeit des Installationsgerätes 1 nicht beeinflusst.

Ansprüche

1. Installationsgerät (1) mit einem Kunststoffgehäuse (15), in dem eine Anzahl von Gerätekomponenten untergebracht ist, die beweglich auf im Gehäuse befestigten Achsen (A,BA) lagern, dadurch gekennzeichnet, dass eine Achse (A) mittels eines gehäusefremden Steges (7,7a) an einem von der Achse (A) radial beabstandeten Fixierpunkt (8) im Kunststoffgehäuse (15) derart gehalten ist, dass bei einer Abmessungsänderung des Kunststoffgehäuses (15) die Achse (A) relativ zum diese umgebenden Bereich des Kunststoffgehäuses (15) zumindest geringfügig verschiebbar ist.

2. Installationsgerät (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Steg (7,7a) eine höhere geometrische Stabilität als das Kunststoffgehäuse (15) aufweist.

3. Installationsgerät (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Steg (7,7a) aus einem Werkstoff gefertigt ist, welcher geringere relative Abmessungsänderungen durch Quellung und/oder Nachschwindung aufweist als das Kunststoffgehäuse (15).

4. Installationsgerät (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Steg (7,7a) einen geringeren Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist als das Kunststoffgehäuse (15).

5. Installationsgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Steg (7,7a) aus Metall ist.

6. Installationsgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Steg einstückig mit der Achse (A) ausgebildet ist.

7. Installationsgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse (A) einen Drehpunkt eines Auslösehebels (5) und/oder eines Bewegkontaktes (17) bildet.

8. Installationsgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Steg (7,7a) am Fixierpunkt (8) in einer Kulisse (9) verschiebbar gelagert ist.

9. Installationsgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Fixierpunkt (8) von einer Drehachse (BA) eines Betätigungsknebels (2) höchstens geringfügig beabstandet ist.

Zeichnung