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Die Erfindung betrifft einen steckbaren Überspannungsableiter umfassend einen Unterteil mit Kontaktaufnahmen und einen Oberteil mit in die Kontaktaufnahmen einschiebbaren Kontaktstiften und mit einem zwischen diesen Kontaktstiften angeordneten Überspannungsableit-Element, vorzugsweise Varistor, wobei in der Zuleitung zum Überspannungsableit-Element zumindest eine Lötstelle angeordnet ist, bei weicher einer der verlöteten Zuleitungsteile mit einer, diesen Zuleitungsteil in Richtung weg von der Lötstelle vorspannenden Feder verbunden ist
Transitente Überspannungen, die z. B. durch Blitzschlag entstehen, weisen relativ grosse Energien auf und können damit Schaden in elektrischen Anlagen verursachen. Es ist daher notwendig, Schutzmassnahmen, mit welchen derartige Überspannungen abgeleitet werden können, vorzusehen.
Hierfür eignen sich spannungsabhängige Bauelemente, also solche, die bei niedrigen Spannungen einen grossen, bei hohen Spannungen hingegen einen geringen Widerstand aufweisen, wie z B Varistoren, Suppressordioden, Funkenstrecken. Diese Bauelemente werden einfach zwischen die beiden Leiter, deren Spannung überwacht werden soll, geschaltet
Bei Anliegen der normalen Betriebsspannung wirkt der Ableiter (mit Ausnahme eines geringen Leckstromes) wie eine Unterbrechung, bei Anstehen einer Überspannung hingegen wie ein Kurzschluss, sodass die Leiterspannung erheblich reduziert und die Überspannungsenergie zum grössten Teil über den Ableiter geführt wird.
Wenn bei einer solchen Ableitung zu hohe Ableitenergien, das sind solche, die das maximale Energieaufnahmevermögen des Ableiters übersteigen, auftreten, führen diese zu Beschädigungen des Ableiters. Als Folge davon weist er auch im Normalbetriebszustand, d h beim Anliegen der normalen Netzspannung einen niedrigen Widerstand auf, sodass dauernd ein unzulässig hoher Strom über ihn fliesst
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Einrichtungen geschaltet, die eine vollkommene und dauerhafte Abtrennung eines defekten und daher auszutauschenden Ableiters vom Netz bewirken.
Eine der gängigsten solcher Einrichtungen weist ein innerhalb des Gehäuses des Überspannungsableiters liegendes, bewegliches Rundseil auf, welches elektrisch in Serie zum Uberspannungsableiter geschaltet ist indem es die beiden Abschnitte der im Gehäuse festgelegten Zuleitung zum Ableiter elektrisch miteinander verbindet. Dieses Rundseil ist mit einem Ende mit dem ersten Zuleitungsabschnitt dauerhaft verbunden, z.B. vernietet oder verschweisst und weist an seinem zweiten Ende ein dauerhaft festgelegtes -ebenfalls mit dem Rundseil verschweisstes oder vernietetes- Plättchen aus leitfähigem Material, in der Regel Kupfer, auf Dieses Plättchen ist mit dem zweiten Zuleitungsabschnitt verlötet und federbelastet und zwar in der Weise, dass es in Richtung weg von der Lötstelle vorgespannt ist.
Sowohl ein durch die Überspannung unmittelbar hervorgerufener Ableitstrom als auch ein sich bei defektem Ableiter einstellender Netzfolgestrom bewirken eine Erwärmung des Ableiters. Diese Wärme breitet sich über die elektrischen Zuleitungen aus und gelangt damit auch in die Lötstelle Wird bei diesem Erwärmungsvorgang der Schmelzpunkt des Lotes erreicht, kann das am Rundseil festgelegte Plättchen durch die Federkraft von der Lötstelle losgerissen werden, wodurch der Überspannungsableiter einpolig vom Netz getrennt wird.
In besagter Lötstelle kommt ein Lot mit genau definiertem Schmelzpunkt zum Einsatz Dieser Schmelzpunkt wird so gewählt, dass er bei Warmeenergien, die der Ableiter gerade noch unbeschädigt aufnehmen kann, noch nicht erreicht wird. Die Lötverbindung bleibt damit solange der Überspannungsableiter noch unbeschädigt ist, intakt wird aber bei grösseren Wärmeenergien gelöst. Derartige Rundseil-Lösungen wurden beispielsweise durch folgende Druckschriften bekannt :
Der steckbare Überspannungsableiter der DE 42 41 311 C2 umfasst einen Sockel und einen in diesen Sockel einsteckbaren Einsatzbaustein, der einen Varistor beinhaltet.
Der erste Anschluss dieses Varistors ist direkt über ein Leiterseil mit einem ersten Steckkontakt verbunden, während die zweite Anschlussfahne mittels einer Lötstelle mit einem längsverschiebbar gelagerten Anschlusselement verbunden ist. Dieses Anschlusselement ist seinerseits über ein Leiterseil mit einem zweiten Steckkontakt verbunden. Ober ein aus Schraubendruckfedern gebildetes Federsystem wird das Anschlusselement in Richtung weg von der Lötstelle vorgespannt. Bei übermässiger Erwärmung des Varistors schmilzt die Lötstelle auf, das Federsystem entfernt das Anschlusselement von der Anschlussfahne, wodurch die elektrische Verbindung zwischen Anschlussfahne und zweitem Steckkontakt unterbrochen ist.
Die in der AT 400 781 B gezeigte Überspannungsschutzvorrichtung weist ebenfalls einen Sockel und ein darin einsteckbares Einsatzelement auf. Im Einsatzelement sind vier Vanstoren
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untergebracht, deren erste Anschlüsse direkt mit einem ersten Steckkontakt und deren zweite Anschlüsse über Abtrennvorrichtungen mit zweiten Steckkontakten verbunden sind Die hiesigen Abtrennvorrichtungen umfassen jeweils einen Stössel, dessen erstes Ende mit einem Varistoranschluss verlötet ist und der in einer isolierenden Führung längsverschiebbar aufgenommen ist. Am zweiten Ende des Stössels ist eine Kontaktplatte festgelegt, welche über ein flexibles Leiterseil mit einem der zweiten Steckkontakte verbunden ist.
Zwischen der isolierenden Führung und der Kontaktplatte ist eine Schraubendruckfeder angeordnet, welche den Stössel in Richtung weg von der zwischen erstem Stösselende und dem Varistoranschluss angeordneten Lötstelle vorspannt. Geht diese Lötstelle auf, hebt die Feder den Stössel von dieser ab und unterbncht damit die Verbindung zwischen Varistor und Steckkontakt.
Sämtliche dieser bisher bekannten Rundseil-Lösungen weisen jedoch den erheblichen Nachteil einer hohen Stossstromempfindlichkeit auf. Ein hier eingesetztes Rundseil muss aus einer Vielzahl miteinander verwobener dünner Einzeldrähte bestehen, damit es eine für die erläuterte Bewegung ausreichende Flexibilität aufweist. Bei hohen Stossströmen bewirken die dabei auftretenden magnetischen Kräfte zum Abreissen dieser Einzeldrähte führende Kontraktionen Das Rundseil wird daher bei an sich vom Ableiter aufnehmbaren Überströmen zerstört, es erfolgt zusammenfassend eine Fehlauslösung. Darüber hinaus ist ein solches Rundseil relativ teuer, was zu hohen Herstellungskosten des gesamten Ableitelementes führt.
Nach einer anderen bekannten Lösung, die auf demselben Funktionsprinzip basiert, wird anstelle des Rundseiles ein Kupferplättchen verwendet, welches wiederum mit seinem ersten Ende mit dem ersten Zuleitungsabschnitt dauerhaft verbunden und mit seinem zweiten Abschnitt mit dem zweiten Zuleitungsabschnitt verlötet ist. Auf dieses Kupferplättchen wirkt im Abstand von seinem ersten Ende eine Feder ein, welche das Plattchen nach Lösung der Lötstelle von dieser wegbiegt
Um dieses Verbiegen des Kupferplättchens zu ermöglichen, muss es aus entsprechend dünnem Kupferblech gefertigt werden.
Es weist dadurch aber einen geringen Querschnitt, folglich einen relativ hohen Widerstand und damit eine entsprechend starke Erwärmung bei Stromdurchfluss auf, welche schon bei geringer Stromstärke und Einwirkungsdauer zum Durchschmelzen des Plättchens führen kann. Analog zur Rundseil-Lösung ist eine geringe Stossstromfestigkeit gegeben.
Weiters ist bekannt, anstatt des Kupferplättchens eine Blattfeder zu verwenden, die von sich aus bereits eine von der Lötstelle wegweisende Vorspannung aufweist und die sich daher ohne die Wirkung einer zusätzlichen Feder bei Lösung der Lötstelle mit ihrem zweiten Ende von der Lötstelle wegbewegt. Materialien, die sich zur Herstellung von Blattfedern eignen, wie z B Stahl, weisen einen relativ hohen spezifischen Widerstand auf, sodass sich auch hier das Problem der geringen Stossstromfestigkeit ergibt.
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läuterten Art anzugeben, welcher bei einfachem, funktionszuverlässigem Aufbau besonders unempfindlich gegenüber Stossströmen ist.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass der federvorgespannte Zuleitungsteil durch eine Brücke gebildet ist, deren beide Enden über Lötstellen mit den weiteren Zuleitungsteilen verbunden sind.
Diese Lösung kommt völlig ohne einen flexiblen, verbiegbaren oder federnden Zuleitungsteil und die damit verbundenen, oben erörterten Probleme aus. Der bewegbare Zuleitungsteil ist in sich starr und kann deshalb mit relativ grossem Querschnitt und aus gut leitendem Material wie Kupfer gefertigt werden. Die Stossstromfestigkeit des bewegbaren Zuleitungsteiles ist damit besonders hoch.
Darüber hinaus sind hier zwei Unterbrechungsstellen vorgesehen, wodurch eine besonders sichere Abtrennung des Überspannungsableiters vom Netz bewirkt wird Daneben ist auch der Abtrennvorgang an sich besonders schnell und zuverlässig durchführbar, es können sich dabei nämlich zwei in Serie geschaltete Lichtbögen ausbilden. Diese weisen eine höhere Erhaltungsspannung als nur ein Lichtbogen (wie die Stand-der-Technik-gemässen Lösungen) auf und erlöschen damit früher.
In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Brücke im Querschnitt gesehen doppel-L-förmig ausgebildet ist. Die beiden durch die Brücke verbundenen Zuleitungsabschnitte können damit relativ weit auseinanderliegend angeordnet werden, dennoch muss eine derartig gestaltete Brücke nur einen vergleichsweise geringen Weg von der geschlossenen in die geöffnete Position zurücklegen.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung kann sein, dass die Brücke am zweiten Ende einen vorzugsweise einstückig mit der Brücke ausgeführten Steg aufweist, an welchem die Feder festgelegt ist Schraubenfedern, welche wie untenstehend noch erläutert wird, eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Feder darstellen, sind besonders einfach auf derartigen Stegen durch Einhängen ihres Endes festlegbar.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das erste Ende der Brücke mit einem Kontaktstift verlötet ist. Damit kommt die Zuleitung mit der minimal möglichen Anzahl von Einzelteilen, nämlich Kontaktstift, Brücke und Verbindung zum Überspannungsabieiter aus, die Zuleitung ist soweit als möglich einstückig ausgeführt, wodurch in der Fertigung aufwendige und die Leitfähigkeit beeinträchtigende Verbindungsstellen vermieden werden
Weiters kann vorgesehen sein, dass die Feder in an sich bekannter Weise durch eine Schraubenfeder, vorzugsweise durch eine Zugfeder gebildet ist. Derartige Federn können einfach und mit geringen Abmessungen mit für die erfindungsgemässe Anwendung ausreichenden Kräften hergestellt werden.
Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Brücke unmittelbar benachbart zur Bodenplatte des Oberteiles angeordnet ist, dass die Bodenplatte im Bewegungsbereich der Brücke eine Durchbrechung aufweist und dass in des Basis des Unterteiles eine einen Hilfskontakt betätigende, verschwenkbar gelagerte Wippe vorgesehen ist, welche im Ruhezustand bei vollständig eingesetztem Oberteil die Durchbrechung durchgreift und durch die Brücke bei deren Öffnungsbewegung verschwenkbar ist Das Auslösen der Brücke und damit verbunden die Notwendigkeit des Austausches des defekten Oberteiles kann bei einer derartigen Ausführungsform sehr einfach in ein elektrisches Signal umgewandelt werden
In diesem Zusammenhang kann weiters vorgesehen sein,
dass die Brücke im geöffneten Zustand die Durchbrechung zumindest im Bereich der sich in der Ruhelage befindlichen Wippe überdeckt. Damit ist es nicht möglich, einen bereits defekten Oberteil in einen Unterteil einzusetzen, da bei diesem Versuch die Wippe des Unterteiles an der Brücke anschlägt und dadurch ein vollständiges Einsetzen des Oberteiles verhindert.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung kann sein, dass die Wippe mit einem sie in Richtung ihrer Ruhelage vorspannenden elastischen Bauteil verbunden ist. Damit erfolgt eine automatische Rückstellung der Wippe in ihren Ruhezustand, sobald der defekte Oberteil aus dem Unterteil entnommen wird.
In diesem Zusammenhang kann weiters vorgesehen sein, dass der elastische Bauteil die Wippe in beiden Verschwenkungsrichtungen in Richtung Ruhelage vorspannt Damit setzt der Unterteil keine bestimmte Bewegungsrichtung der Brücke voraus, jewede Verschwenkung der Wippe kann rückgängig gemacht werden.
Besonders günstig kann es sein, den elastischen Bauteil durch eine um die Verschwenkachse der Wippe herum verlaufende Torsionsfeder zu bilden, da eine solche zum einen besonders geringen Platzbedarf aufweist und weiters besonders einfach montiert werden kann
In diesem Zusammenhang kann eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung vorsehen, dass die Torsionsfeder durch eine Schraubenfeder gebildet ist, deren beide Enden parallel zur Verschwenkachse verlaufen und an den Seitenflächen der Wippe sowie an zu diesen Seitenflächen fluchtenden, an den Unterteil angeformten Anschlägen anliegen.
Schraubenfedern sind besonders einfach mit den hier benötigten Federkräften herstellbar, darüber hinaus muss durch das formschlüssige Anliegen der beiden Federenden an Anschlägen des Unterteiles die Feder lediglich an den vorgesehenen Platz im Unterteil eingesetzt nicht jedoch zusätzlich dazu festgelegt werden.
Ein entsprechender Schritt des Herstellvorganges kann daher entfallen
Eine weitere besonders bevorzugte Ausführungsform kann eine an sich bekannte optische Defektanzeige umfassend eine in der Stirnseite des Oberteiles angeordnete Durchbrechung sowie einen im Inneren des Oberteiles beweglich gelagerten Hebel aufweisen, welcher sich vom Bereich der Durchbrechung bis in die Bewegungsbahn der Brücke erstreckt und dessen erstes, im Bereich der Durchbrechung befindliches Ende ein Signalplättchen trägt, welches Signalplättchen auf seiner der Durchbrechung zugewandten Oberfläche mit einer für den Betriebszustand "AUS" typischen Markierung versehen ist, welche Markierung mittels durch die Brücke bei deren Öffnungsbewegung veranlasster Hebelbewegung von einer durch die Durchbrechung nicht einsehbaren in eine einsehbare Position bringbar ist bzw.
welches Signalplättchen auf seiner der Durchbrechung zugewandten Oberfläche mit einer für den Betriebszustand "EIN" typischen Markierung versehen ist, welche Markierung mittels durch die Brücke bei deren
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Offnungsbewegung veranlasster Hebelbewegung von einer durch die Durchbrechung einsehbaren in eine nicht einsehbare Position bringbar ist.
Mit einer derartigen Anzeige kann der Zustand des Ableiters einfach und in für jedermann verständlicher Form angezeigt werden. Der einfache mechanische Aufbau garantiert Funktionszuverlässigkeit.
Eine bevorzugte Ausgestaltung dieser Ausführungsform kann vorsehen, dass der Hebel in an sich bekannter Weise verschwenkbar gelagert ist und dass die für den Betnebszustand "AUS" typische Markierung des Signalplättchens in an sich bekannter Weise im geschlossenen Zustand der Brücke unterhalb des an die Durchbrechung angrenzenden Bereiches der Stirnseite liegt und mittels durch die Brücke bei deren Offnungsbewegung veranlasster Hebelverschwenkung unter den Durchbruch schwenkbar ist bzw.
dass die für den Betriebszustand "EIN" typische Markierung des Signalplättchens im geschlossenen Zustand der Brücke in an sich bekannter Weise unter dem Durchbruch liegt und mittels durch die Brücke bei deren Öffnungsbewegung veranlasster Hebelverschwenkung unter den an die Durchbrechung angrenzenden Bereich der Stirnseite verschwenkbar ist
Zur Realisierung der Defektanzeige kommt diese Konstruktionsweise mit einem einzigen zusätzlichen Bauteil, nämlich dem Hebel selbst aus. Durch die Verwendung lediglich eines Bauteiles sind geringe mechanische Reibungen und damit Funktionszuverlässigkeit sowie geringer Herstellungsaufwand sichergestellt.
In diesem Zusammenhang kann ein weiteres Merkmal der Erfindung dann liegen, dass unterhalb des am Hebel festgelegten Signalplättchens ein weiteres, im Oberteil unbeweglich festgelegtes Plättchen vorgesehen ist Damit ist auch der Betriebszustand, in dem das Signalplättchen unsichtbar ist, eindeutig durch entsprechende Gestaltung des festgelegten Plättchens angezeigbar
Nach einer anderen Ausführungsweise kann vorgesehen sein, dass das Signalplättchen in an sich bekannter Weise sowohl mit einer für den Betriebszustand "EIN" als auch mit einer für den Betriebszustand "AUS" typischen Markierung versehen ist. Damit kann das im Oberteil unbeweglich festgelegte Plättchen, welches als zusätzlicher Bauteil zusätzlichen Herstellungsaufwand erfordert, eingespart werden.
Vorteilhaft kann es dabei sein, dass das zweite, sich in die Bewegungsbahn der Brücke erstreckende Ende des Hebels eine Kerbe aufweist, in welche der Steg der Brücke eingreift, denn dadurch ist der Hebel mit der Brücke verrastet und wird von der Brücke selbst in seiner Ruheposition gehalten. Etwaige dafür notwendige gesonderte Bauteile können eingespart werden
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der beigeschlossenen Zeichnungen, in welchen besonders bevorzugte Ausführungsformen dargestellt sind, näher beschrieben Es zeigt
Fig 1a b eine erste Ausführungsform eines Oberteiles eines erfindungsgemässen
Uberspannungsableiters in Auf- und Seitenriss, jeweils mit abgenommender Oberschale bzw.
Seitenwandung, Fig.lc.d eine zweite Ausführungsform des Oberteiles in derselben Darstellung wie Fig 1a.b,
Fig.2a eine besonders bevorzugte Ausführungsform des Oberteiles im Aufnss bei abgenommener Oberschale;
Fig 2b den Oberteil nach Fig.2a im Seitenriss;
Fig. 2c den Schnitt entlang der Linie A-A durch den Oberteil nach Fig.2a,b,
Fig. 2d den Oberteil nach Fig. 2b in derselben Darstellung mit einer weiteren Ausführung der optischen Defektanzeige;
Fig 3 den Oberteil nach Fig.2 eingesetzt in einen Unterteil im Aufriss, wobei die Oberschalen von Ober- und Unterteil abgenommen sind;
Fig 4a, b,c den Unterteil nach Fig.3 im Aufriss bei abgenommener Oberschale, im Seitenriss und im Grundriss,
Fig 4d die in diesem Unterteil angeordnete Wippe im Detail;
Fig 4e die Detaildarstellung nach Fig. 4d mit einer besonders bevorzugten Ausgestaltungsweise der die Wippe in Richtung ihrer Ruhelage vorspannenden Torsionsfeder und
Fig 5a,b zwei mögliche Ausführungsformen des den Hilfskontakt beinhaltenden Schaltgerätes
Bauteile von Überspannungsableitern, z. B. Varistoren, Suppressordioden od dgl können durch die während einer Ableitung über sie gerührten elektrischen Energien zerstört werden. Es ist daher günstig, sie ähnlich wie Schmelzsicherungen so in den vor Überspannungen zu schützenden Stromkreis einzubauen, dass sie auf einfache Weise ausgetauscht werden können
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Analog zu Schmelzsicherungen sieht man dazu einen dauerhaft mit dem Stromkreis verbundenen Unterteil 22 vor, welcher mit Kontaktaufnahmen 23 versehen ist.
Das Überspannungsableit-Element 1 selbst, das bei der vorliegenden Erfindung vorzugsweise durch einen Varistor gebildet ist, ist in einem Oberteil 24 angeordnet. Dieser weist in besagte Kontaktaufnahmen 23 des Unterteiles 22 einschiebbare Kontaktstifte 9 auf, mit welchen Kontaktstiften 9 das Überspannungsableit-Element 1 verbunden ist. Der Überspannungsableiter ist damit in den Stromkreis ein- und aussteckbar und damit auf besonders einfache, auch von Laien durchführbare Weise austauschbar.
Um diesen, in der Regel in Schaltkasten montierten steckbaren Überspannungsableiter optisch an die anderen Schaltkasten-Geräte, wie Leitungsschutzschalter, FI-Schutzschalter und dgl anzupassen, ist der Unterteil 22 U-förmig und der Oberteil 24 quaderförmig gehalten (vgl. Fig 4) Diese geometrischen Formen sind aber nicht wesentlich für die Erfindung und können beliebig abgeändert werden.
Um das Überspannungsableit-Element 1 unmittelbar nach seinem Defektwerden und unabhängig vom Ausstecken des Oberteiles 24 vom Netz zu trennen, ist innerhalb des Oberteiles 24 in der Zuleitung zum Überspannungsableit-Element 1 zumindest eine Lötstelle 25 angeordnet, bei welcher einer der verlöteten Zuleitungsteile 8,11 mit einer, diesen Zuleitungsteil 8 in Richtung weg von der Lötstelle 25 vorspannenden Feder 2 verbunden ist. Wie eingangs bereits erläutert, wird diese Lötstelle 25 sowohl von Ableitströmen als auch von Netzfolgeströmen zufolge eines Defektes des Überspannungsableit-Elementes 1 erwärmt und der federvorgespannte Zuleitungsteil 8 bei Erreichen des Lot-Schmelzpunktes von der Lötstelle 25 losgerissen, was eine Abtrennung des Überspannungsableit-Elementes 1 vom Netz zur Folge hat.
Erfindungsgemäss ist vorgesehen, den federvorgespannten Zuleitungsteil 8 durch einen Brücke zu bilden, deren beide Enden 81,82 Ober Lötstellen 25 mit den weiteren Zuleitungsteilen 11 verbunden ist Eine erste Möglichkeit der konkreten Ausgestaltung dieses Prinzips ist in Fig. 1a,b dargestellt. Der hier gezeigte, in seiner Gesamtheit mit 24 bezeichnete Oberteil weist eine schachtelartige Unterschale 4 auf, innerhalb welcher das Überspannungsableit-Element 1, die Kontaktstifte 9 und die Zuleitungen 10,11 angeordnet sind. Verschlossen wird diese Unterschale 4 mit einer plattenförmigen Oberschale 7, welche jedoch zur besseren Darstellung der Erfindung in sämtlichen Aufrissansichten des Oberteiles 24 weggelassen wurde.
Die Brücke 8 ist ein ebenes Plättchen, dessen erstes Ende 81 direkt mit dem ersten Kontaktstift 9 und dessen zweites Ende 82 mit dem zum ersten Anschluss des Überspannungsableit-Elementes 1 weiterführenden Zuleitungsteil 11verlötet ist Das Verlöten der Brücke 8 direkt mit dem Kontaktstift 9 ist günstig, weil elektrische Leitungen eingespart werden können. Es liegt aber dennoch im Rahmen der Erfindung, den Kontaktstift 9 fest mit einem Zuleitungsteil zu verbinden, z. B. zu verschweissen, und die Brücke 8 erst mit diesem weiteren Zuleitungsteil zu verlöten. Die als Schraubenfeder und funktionell als Zugfeder ausgebildete Feder 2 ist einerseits an einer stiftförmigen Anformung 3 der Unterschale 4 und andererseits mit einem an der Brücke 8 angeformten Steg 83 festgelegt und spannt dadurch die Brücke 8 in Richtung normal zur Einstecknchtung des Oberteiles 24 vor.
Nach einer Erwärmung der Lötstellen 25 bis zu ihren bzw. über ihre Schmelzpunkte hinaus würde die Brücke 8 in Vorspannungsrichtung der Feder 2 verschoben und neben Kontaktstift 9 und Zuleitungsteil 11 zu liegen kommen.
Eine andere mögliche Ausgestaltung - und Anordnungsweise der Brücke 8 zeigt Fig.1c,d Hier ist die Brücke 8 im Querschnitt gesehen doppel-L-förmig ausgebildet ; Kontaktstift 9 und Zuleitungsteil 11, mit welchen sie verlötet ist, sind gegeneinander höhenversetzt angeordnet. Die Feder 2 ist in Einsteckrichtung des Oberteiles 24 verlaufend angeordnet, sodass die Bewegungsrichtung der Brücke 8 normal zu jener nach Fig.la.b verläuft.
In beiden dieser Ausführungsformen wird die zum Abtrennen des Überspannungsableit- Elementes 1 durchgeführte Bewegung der Brücke 8 zur Ansteuerung einer optischen Defektanzeige verwendet. Diese umfasst eine in der Stirnseite 26 des Oberteiles 24 angeordnete Durchbrechung 27 sowie einen im Inneren des Oberteiles 24 beweglich gelagerten Hebel 5, welcher sich vom Bereich der Durchbrechung 27 bis in die Bewegungsbahn der Brücke 8 erstreckt An seinem ersten, im Bereich der Durchbrechung 27 befindlichen Ende trägt er ein Signalplättchen 50, das auf seiner der Durchbrechung 27 zugewandten Oberfläche mit einer für den Betriebszustand "AUS" typischen Markierung 53 versehen ist.
Diese Markierung 53 erstreckt sich über die gesamte, etwa die Grösse der Durchbrechung 27 aufweisende Oberfläche des Signalplättchens 50
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Die Öffnungsbewegung der Brücke 8 wird auf den Hebel 5 übertragen, was sowohl nach Fig. 1 a als auch nach Fig 1c dadurch erfolgt, dass der Hebel 5 an der Brücke 8 direkt anliegt Die für den Betriebszustand "AUS" typische Markierung 53 wird dadurch von einer durch die Durchbrechung 27 nicht einsehbaren in eine einsehbare Position gebracht. Als für den Betriebszustand "AUS" typischen Markierung 53 kommen beispielsweise ein roter Anstrich, Aufschriften, wie "kaputt, defekt" oder ähnliches in Frage.
Das bisher nur abstrakt erwähnte Einsehbar-Machen der Markierung 53 des Signalplättchens 50 erfolgt in Fig. 1 a konkret über eine entsprechende Verschwenkung des Hebels 5. Dieser ist dazu um die stiftförmige Anformung 51 der Unterschale 4 verschwenkbar gelagert und so geformt, dass das Signalplättchen 50 im geschlossenen Zustand der Brücke 8 unterhalb des an die Durchbrechung 27 angrenzenden Bereiches der Stirnseite 26 zu liegen kommt. Durch die Öffnungsbewegung der Brücke 8 wird das zweite, sich in den Bewegungsbereich der Brücke 8 erstreckende Ende des Hebels 5 im Uhrzeigersinn verschwenkt und verschiebt dadurch das Signal plättchen 50 unter den Durchbruch 27. Vorteilhafterweise ist dazu das zweite, sich in die Bewegungsbahn der Brücke 8 erstreckende Ende des Hebels 5 mit einer Kerbe 52 versehen, in welche eine weitere Anformung 84 der Brücke 8 eingreift.
Unterhalb des Signalplättchens 50 ist ein weiteres, im Oberteil 24 unbeweglich festgelegtes Plättchen 6 vorgesehen. Im betriebsbereiten Zustand des Oberteiles 24, in dem das Signalplättchen 50 unsichtbar ist, ist durch die Durchbrechung 27 nun dieses Plättchen 6 einsehbar. Dieses kann mit einer für den Betriebszustand "EIN" typischen Markierung 54, wie etwa grüner Anstrich, den Schriftzügen "EIN, OK, GUT" od. dgl. versehen sein
In Fig.1c weist die optische Defektanzeige eine andere Funktionsweise auf.
Der Hebel 5 ist hier nicht verschwenkbar gelagert, sondern in Bewegungsrichtung der Brücke 8 verschiebbar Das Signal plättchen 50 liegt hier immer fluchtend unter der Durchbrechung 27, lediglich sein Abstand zur Durchbrechung 27 verringert sich durch die Brückenbewegung. Um das Plättchen 50 und damit die Markierung 53 im Ruhezustand der Brücke 8 dennoch unsichtbar zu halten, sind zwischen ihm und der Durchbrechung 27 undurchsichtige, elastische Lappen 28 angeordnet, die lediglich an ihren dem Signalplättchen 50 abgewandten Enden im Oberteil 24 festgelegt sind Bei Verschiebung der Brücke 8 wird das Signalplättchen 50 durch diese Lappen 28 hindurchgestossen und damit ist die für den Betriebszustand "AUS" typische Markierung 53 durch die Durchbrechung 27 einsehbar.
Die für den Zustand "EIN" typische Markierung 54 ist bei dieser Konstruktionsweise an den elastischen Lappen 28 anzubringen.
Die Ausgestaltungsweise der Erfindung gemäss den Figuren 2 bis 4 ist eine besonders bevorzugte Die Brücke 8 ist - wie am besten aus Fig.2c hervorgeht - wieder doppel-L-förmig ausgeführt und mit Kontaktstift 9 und Zuleitungsteil 11verlötet. Ihre Längsachse sowie auch die Feder 2 sind normal zur Einsteckrichtung des Oberteiles 24 verlaufend und unmittelbar benachbart zur Bodenplatte 29 des Oberteiles 24 angeordnet (vgl. Fig.2a und Fig.3). Der zur brückenseitigen Festlegung der Feder 2 vorgesehene Steg 83 ist am zweiten Ende 82 der Brücke 8 angeordnet und einstückig mit dieser ausgeführt.
Die optische Defektanzeige ist nahezu ident mit jener der Fig. 1 a, sodass eine abermalige Erläuterung seiner Funktionsweise unterbleibt Unterschiede zu Fig. 1a finden sich jedoch in folgenden zwei Punkten : ersten greift hier der für die Festlegung der Feder 2 dienende Steg 83 in die Kerbe 52 ein, die separate Anformung 84 der Fig. 1a wird damit eingespart Der zweite Unterschied liegt in der Positionierung der stimseitigen Durchbrechung 27.
Diese ist gegenüber der Fig. 1a etwa um die Breite des Signalplättchens 50 nach links versetzt, sodass das Signalplättchen 50 im geschlossenen Zustand der Brücke 8 unter der Durchbrechung 27 liegt Durch die Hebelverschwenkung, die bei Öffnung der Brücke 8 erfolgt, wird daher das Plättchen 50 von einer durch die Durchbrechung 27 einsehbaren in eine nicht einsehbare Position, nämlich unter den an die Durchbrechung 27 angrenzenden Bereich der Stirnseite 26 verschwenkt Die für den Betriebszustand "EIN" typische Markierung 54 muss hier also auf dem Signalplättchen 50, jene für den Betriebszustand "AUS" auf dem feststehenden Plättchen 6 angebracht werden
In Fig. 2d ist schliesslich eine dritte Möglichkeit der Positionierung der Markierungen 53, 54 für die Betriebszustände "AUS" und "EIN" dargestellt.
Das Signalplättchen 50 ist hier in etwa doppelt so breit wie in Fig. 1a und 2a ausgeführt und ist sowohl mit einer für den Betriebszustand "EIN" als auch mit einer für den Betriebszustand "AUS" typischen Markierung 53,54 versehen, welche als nebeneinanderliegende Streifen ausgebildet sind. Bei einer Verschwenkung des Hebels 5 wird daher gleichzeitig die "AUS "-Markierung 53 von einer durch den Durchbruch 27 nicht einsehbaren
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in eine einsehbare Position und die "EIN "-Markierung 54 von einer durch den Durchbruch 27 einsehbaren in eine nicht einsehbare Position gebracht.
Zusätzlich zur optischen weist diese Ausrührungsform der Erfindung eine elektrische Defektanzeige auf Deren wichtigster Bestandteil ist eine in der Basis des Unterteiles 22 verschwenkbar gelagerte, die Basis in Richtung Oberteil 24 durchgreifende Wippe 12, welche bei Verschwenkung einen Hilfskontakt 40 betätigt. Mit diesem Hilfskontakt 40 kann der Versorgungsstromkreis einer Alarmeinrichtung wie Signallampe, Sirene od dgl geschlossen werden, wodurch der mit der Wartung der Anlage Beauftragte auch ohne sämtliche Überspannungsabieiter einzeln zu kontrollieren vom Defekt informiert werden kann
Der Hilfskontakt 40 ist, wie aus Fig.4b,c hervorgeht, nicht im Unterteil 22 des Überspannungsableiters selbst angeordnet, sondern befindet sich in einem separaten, im Schaltkasten unmittelbar neben dem Unterteil 22 angeordneten Schaltgerät 41.
Zur Übertragung der Verschwenkbewegung der Wippe 12 auf diesen Hilfskontakt 40 weist die Wippe 12 im Bereich ihrer Verschwenkachse 31 eine Ausnehmung 37 auf. Das Schaltgerät 41 ist mit einer sein Gehäuse überragenden Welle 42 ausgestattet, deren Ende in diese Ausnehmung 37 eingreift und somit verdrehsicher mit der Wippe 12 verbindbar ist Diese Welle 42 wiederum steht in mechanischer Verbindung mit dem Hilfskontakt 40 und schliesst diesen bei entsprechender Verschwenkung
Mögliche Ausführungsformen eines.derartigen Schaltgerätes 41 geben Fig 5a,b wieder In Fig.5a ist der Hilfskontakt 40 als Offner ausgebildet und umfasst zwei blattfederartige Kontaktträger 43, die mit ihren ersten Enden im Gehäuse fixiert sind und deren zweiten Enden Kontakte 44, sowie Gleitstücke 45 tragen.
An der mit der Wippe 12 in Eingriff stehenden Welle 42 ist eine Kurbel angeformt, die in der Ruhestellung mit 46 bezeichnet ist. Die Kontakte 44 hegen in dieser Ruhestellung aneinander an ; der Hilfskontakt 40 ist geschlossen.
Bei Verschwenkung der Wippe 12 nimmt die Kurbel eine der mit 46' bezeichneten Positionen ein, ihre Spitze lenkt dabei über eines der Gleitstücke 45 einen der Kontaktträger 43 aus und trennt damit die Kontakte 44 voneinander. Wie deutlich aus der zeichnerischen Darstellung hervorgeht, kann die Kurbel 46 sowohl mit als auch gegen den Uhrzeigersinn verschwenkt werden, um eine Öffnung des Hilfskontaktes 40 zu bewirken.
Nach der in Fig 5b dargestellten Ausführungsform ist der Hilfskontakt 40 als Wechselkontakt ausgebildet. Es gibt dabei zwei feststehende Kontakte 47, 48 und lediglich einen beweglichen Kontakt 44, der wiederum am freien Ende eines blattfederartigen Kontaktträgers 43 festgelegt ist Bei Verschwenkung der Kurbel 46 gegen den Uhrzeigersinn wird wie oben in Fig 5a der Kontaktträger 43 ausgelenkt, damit der bewegliche Kontakt 44 vom ersten feststehenden Kontakt 47 getrennt und an den zweiten feststehenden Kontakt 48 angelegt.
Diese Ausführungsform ist nur bei Verschwenkungen der Wippe 12 gegen den Uhrzeigersinn verwendbar
Zur Verschwenkung der Wippe 12 wird die Brücke 8 selbst herangezogen, wozu die Bodenplatte 29 des Oberteiles 24 im Bewegungsbereich der Brücke 8 eine Durchbrechung 30 aufweist. Die Wippe 12 durchgreift in ihrer Ruhelage, in welcher sie in den Zeichnungen dargestellt ist, diese Durchbrechung 30 bei vollständig eingesetztem Oberteil 24 und kommt damit innerhalb der Bewegungsbahn der Brücke 8 zu liegen. Bei ihrer Öffnungsbewegung kommt der Steg 83, bzw genauer gesagt eine in die Durchbrechung 30 hineinragende, am Steg 83 angeformte Nase 85 an der Wippe 12 zur Anlage und nimmt diese - genauso wie den Hebel 5 - mit (vgl insbesondere Fig.3 sowie Fig.2c).
Damit die Wippe 12 bei intaktem Oberteil 24 in ihrer Ruhelage verbleibt, ist sie mit einem elastischen Bauteil verbunden, welcher sie in Richtung der Ruhelage vorspannt Möglichkeiten der konkreten Ausgestaltung dieses elastischen Bauteiles sind in Fig. 4d dargestellt
Mit strichlierten Linien ist eine mit ihrem ersten Ende im Unterteil 22 festgelegte und mit ihrem zweiten Ende im Abstand von der Verschwenkachse 31 der Wippe 12 auf dieser befestigte Schraubenfeder 32 dargestellt. Diese Anordnungsweise bedingt, dass die Brücke 8 nur die in Fig 3 dargestellte, nicht jedoch eine dieser entgegengesetzte Bewegungsrichtung aufweisen darf Bei einer solchen entgegengesetzten Bewegungsrichtung würde nämlich bei Öffnung der Brücke 8 eine Verschwenkung der Wippe 12 im Uhrzeigersinn stattfinden, welche die (Zug-)Feder 32 nicht mehr rückgängig machen könnte.
Um das Rückstellen der Wippe 12 auch bei Verschenkungen im Uhrzeigersinn sicherzustellen, kann eine zweite, in die andere Richtung wirkenden Zugfeder 33 hinzugefügt werden
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Vorzugsweise wird allerdings lediglich ein einziger Bauteil, der die Funktion der Vorspannung der Wippe 12 in beiden Verschwenkungsrichtungen erfüllt, vorgesehen Ein solcher Bauteil könnte beispielsweise ein elastisches Band 34 sein, das mit seinem ersten Ende im Unterteil 22 und mit seinem zweiten Ende beabstandet von der Verschwenkachse 31 an der Wippe 12 festgelegt ist und normal zu den Verschwenkungsrichtungen verläuft
Eine Ausgestaltungsweise des elastischen Bauteiles liegt darin, ihn als um die Verschwenkachse 31 der Wippe 12 herum verlaufende Torsionsfeder 13 auszubilden.
Auch diese muss in einem Punkt verdrehsicher im Unterteil 22 festgelegt und in zumindest einem Punkt mit der Wippe 12 verbunden sein.
Diese Torsionsfeder 13 könnte, wie in Fig. 4d dargestellt, als elastischer Ring ausgebildet sein, der im Bereich der Wippe 12 aufgeschnitten ist und dessen beide dadurch entstehenden Enden 35,36 radial nach aussen gebogen und an die Wippe 12 angelegt sind. Im den beiden Enden 35, 36 gegenüberliegenden Bereich ist dieser Ring im Unterteil 22 festgelegt.
Nach einer besonders bevorzugten, in Fig.4e dargestellten Ausführungsweise ist die Torsionsfeder 13 durch eine Schraubenfeder gebildet. Ihre beiden Enden 130,131 verlaufen parallel zur Verschwenkachse 31 - erstrecken sich damit aus der Bildebene von Fig.4e heraus und gehen über die radial bezüglich der Verschwenkachse 31 verlaufenden Abschnitte 132,133 in den schraubenförmigen, wieder rings um die Verschwenkachse 31 verlaufenden Federkörper 134 über.
Die Enden 130,131 liegen nun an den beiden Seitenflächen 120,121 der Wippe 12 sowie gleichzeitig an zu diesen Seitenflächen 120,121 fluchtenden, an den Unterteil 22 angeformten Anschlägen 122,123 an, welche Anschläge 122,123 in der Ansicht nach Fig 4e unterhalb der Wippe 12 liegen und deshalb strichliert dargestellt sind.
Bei einer Verschwenkung der Wippe 12 gegen den Uhrzeigersinn wird das erste Federende 130 von der Wippenseitenfläche 120 mitgenommen, das zweite Federende 131 verbleibt unbewegt am Anschlag 123 angelegt. Die Schraubenfeder 13 wird deshalb durch die Verdrehbewegung gespannt und übt in Richtung ihre Ruhelage wirkende Rückstellkräfte auf die Wippe 12 aus Bei Verschwenkung der Wippe 12 mit dem Uhrzeigersinn tritt derselbe Effekt auf : wird das zweite Federende 131 von der Wippenseitenfläche 121 mitgenommen und das erste Federende 130 gegen den Anschlag 120 gedrückt, wodurch ebenfalls Rückstellkräfte auf die Wippe 12 ausgeübt werden
Ausser zur elektrischen Defektanzeige wird die Wippe 12 in Kombination mit der Brücke 8 weiters verwendet, um sicherzustellen, dass lediglich intakte Oberteile 24 in den Unterteil 22 einsetzbar sind.
Durch die unmittelbar benachbarte Anordnung der Brücke 8 zur Bodenplatte 29 bzw zu deren Durchbrechung 30 im Zusammenhang mit deren geometrischen Abmessungen, wird nämlich erreicht, dass die Brücke 8, genauer deren an den Steg 83 angeformte Nase 85, im geöffneten Zustand die Durchbrechung 30 zumindest im Bereich der sich in ihrer Ruhelage befindlichen Wippe 12 überdeckt. Damit kommt beim Versuch, einen defekten Oberteil 24 in einen Unterteil 22 einzusetzen, die Wippe 12 zur Anlage an die Nase 85, womit ein Einsetzen der Kontaktstifte 9 in die Kontaktaufnahmen 23 verhindert wird.
Die Unterschale 22 weist die für Schaltgeräte übliche Zusammensetzung aus Unterschale 21 und Oberschale 20 auf. Ausser der bereits ausführlich erläuterten Wippe 12 weist dieser Unterteil 22 noch Anschlussklemmen für die auf Oberspannungen zu überwachenden Leitungen auf, welche als Liftklemmen ausgeführt sind. Sie bestehen aus im Unterteil 22 festgelegten Rahmen 16 und in diesen verschiebbar gehaltenen Kasten 17, welche mittels der Klemmschrauben 19, welche die Rahmen 16 frei drehbar durchgreifen und in Gewinde der Kästen 17 eingreifen, heb- und senkbar sind Mit den festgelegten Rahmen 16 sind vorzugsweise als Kupferschienen ausgebildete Zuleitungen 18 verbunden, die in der Basis des Unterteiles 22 enden und an diesen Enden die Kontaktaufnahmen 23 aufweisen.
Diese Kontaktaufnahmen 23 sind als mittige Einschnitte in die Zuleitungen 18 ausgebildet, wobei die dadurch entstehenden zwei Endabschnitte pro Zuleitung 18 jeweils mit einer Feder 14 zusammengehalten sind.
Die Unterseite der Basis ist wie für Schaltkastengeräte üblich, auf eine Hutschiene aufschnappbar gestaltet. Dazu wurde von der hierfür üblichen Ausgestaltungsweise, nämlich eine auf der Unterseite unbeweglich festgelegte Hinterschneidung und eine beweglich in Form eines Rastschiebers 15 festgelegte Hinterschneidung insofern abgegangen, als zwei Rastschieber 15 vorgesehen sind. Der Unterteil 22 wird dadurch bezüglich seiner Hochachse vollsymmetrisch, demzufolge sind seine Ober- und Unterschale 20,21 völlig gleichartig, es braucht daher nur ein einziger Typ von Gehäuseschale hergestellt werden.
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Um sicherzustellen, dass der Oberteil 24 nur in korrekter Ausrichtung in den Unterteil 22 eingesteckt werden kann, ist an der Aussenseite der Bodenplatte 29 des Oberteiles ein Stift 38 und in der Basis des Unterteiles 22 eine dazu korrespondierende Bohrung 39 angebracht.
Patentansprüche:
1. Steckbarer Überspannungsableiter umfassend einen Unterteil (22) mit Kontaktaufnahmen (23) und einen Oberteil (24) mit in die Kontaktaufnahmen (23) einschiebbaren
Kontaktstiften (9) und mit einem zwischen diesen Kontaktstiften (9) angeordneten Überspannungsableit-Element (1), vorzugsweise Varistor, wobei in der Zuleitung zum Überspannungsableit-Element (1) zumindest eine Lötstelle (25) angeordnet ist, bei welcher einer der verlöteten Zuleitungsteile (11,8) mit einer, diesen Zuleitungsteil (8) in Richtung weg von der Lötstelle (25) vorspannenden Feder (2) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der federvorgespannte Zuleitungsteil (8) durch eine Brücke gebildet ist, deren beide Enden (81,82) über Lötstellen (25) mit den weiteren Zuleitungstei- len (11) verbunden sind.
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The invention relates to a pluggable surge arrester comprising a lower part with contact receptacles and an upper part with contact pins that can be inserted into the contact receptacles, and with a surge arrester element, preferably a varistor, arranged between these contact pins, at least one soldering point being arranged in the feed line to the surge arrester element, with a softer one one of the soldered lead parts is connected to a spring that biases this lead part in the direction away from the solder joint
Transient overvoltages, e.g. B. caused by lightning, have relatively large energies and can cause damage in electrical systems. It is therefore necessary to provide protective measures with which such overvoltages can be derived.
Voltage-dependent components are suitable for this, i.e. those which have a high resistance at low voltages and a low resistance at high voltages, such as varistors, suppressor diodes, spark gaps. These components are simply connected between the two conductors whose voltage is to be monitored
When the normal operating voltage is applied, the arrester acts as an interruption (with the exception of a low leakage current), but when there is an overvoltage it acts as a short circuit, so that the conductor voltage is considerably reduced and the overvoltage energy is largely conducted through the arrester.
If such a discharge leads to excessive discharge energies, that is to say those which exceed the maximum energy absorption capacity of the arrester, this leads to damage to the arrester. As a result, it also has a low resistance in the normal operating state, i.e. when the normal mains voltage is applied, so that an impermissibly high current flows continuously over it
EMI1.1
Devices switched that cause a complete and permanent disconnection of a defective arrester and therefore to be replaced from the network.
One of the most common such devices has a movable round cable located within the housing of the surge arrester, which is electrically connected in series with the surge arrester by electrically connecting the two sections of the supply line to the arrester defined in the housing. This round rope is permanently connected at one end to the first lead section, e.g. riveted or welded and has at its second end a permanently fixed - also welded or riveted - plate made of conductive material, usually copper.This plate is soldered to the second lead section and spring-loaded in such a way that it is biased towards away from the solder joint.
Both a leakage current caused directly by the overvoltage and a line follow current which arises in the case of a defective arrester cause the arrester to heat up. This heat spreads through the electrical supply lines and thus also reaches the solder joint. If the melting point of the solder is reached during this heating process, the plate attached to the round cable can be torn away from the solder joint by the spring force, whereby the surge arrester is separated from the mains with one pole.
A solder with a precisely defined melting point is used in the said soldering point. This melting point is chosen so that it is not yet reached in the case of warm energies that the arrester can still absorb undamaged. The soldered connection thus remains as long as the surge arrester is still undamaged, but is intact when larger thermal energies are released. Round rope solutions of this type have become known, for example, from the following publications:
The pluggable surge arrester of DE 42 41 311 C2 comprises a base and an insert module which can be plugged into this base and which contains a varistor.
The first connection of this varistor is connected directly to a first plug contact via a conductor cable, while the second connection lug is connected to a connecting element mounted in a longitudinally displaceable manner by means of a solder joint. This connection element is in turn connected to a second plug contact via a conductor cable. The connection element is prestressed in the direction away from the soldering point by means of a spring system formed from helical compression springs. If the varistor heats up excessively, the solder joint melts, the spring system removes the connection element from the connection lug, as a result of which the electrical connection between the connection lug and the second plug contact is interrupted.
The overvoltage protection device shown in AT 400 781 B also has a base and an insert element which can be inserted therein. There are four vanstors in the insert element
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housed, the first connections of which are connected directly to a first plug-in contact and the second connections of which are connected to the second plug-in contacts by means of separating devices. At the second end of the plunger, a contact plate is fixed, which is connected to one of the second plug contacts via a flexible conductor cable.
A helical compression spring is arranged between the insulating guide and the contact plate, which prestresses the plunger in the direction away from the soldering point arranged between the first plunger end and the varistor connection. If this solder joint opens, the spring lifts the plunger from it and thus interrupts the connection between the varistor and plug contact.
All of these previously known round rope solutions, however, have the considerable disadvantage of high sensitivity to surge currents. A round rope used here must consist of a large number of interwoven thin individual wires so that it has sufficient flexibility for the movement described. At high surge currents, the magnetic forces that occur lead to contractions that lead to the tearing off of these individual wires. The round cable is therefore destroyed if the arrester can absorb overcurrents. In summary, false triggering occurs. In addition, such a round rope is relatively expensive, which leads to high manufacturing costs of the entire diverting element.
According to another known solution, which is based on the same functional principle, a copper plate is used instead of the round cable, which in turn is permanently connected with its first end to the first supply section and is soldered to the second supply section with its second section. A spring acts on this copper plate at a distance from its first end, which bends the plate away from it after the solder joint has been loosened
In order to enable this bending of the copper plate, it must be made from a correspondingly thin copper sheet.
As a result, however, it has a small cross section, consequently a relatively high resistance and thus a correspondingly strong heating when current flows through, which can lead to melting of the plate even at a low current intensity and exposure time. Analogous to the round rope solution, the surge current resistance is low.
It is also known to use a leaf spring instead of the copper plate, which already has a bias pointing away from the solder joint and which therefore moves with its second end away from the solder joint without the action of an additional spring when the solder joint is loosened. Materials that are suitable for the production of leaf springs, such as steel, have a relatively high specific resistance, so that here too there is the problem of the low surge current resistance.
EMI2.1
refined type to specify, which is particularly insensitive to surge currents with a simple, functionally reliable structure.
According to the invention, this is achieved in that the spring-biased supply part is formed by a bridge, the two ends of which are connected to the further supply parts via solder joints.
This solution does completely without a flexible, bendable or resilient supply part and the associated problems discussed above. The movable supply part is rigid in itself and can therefore be made with a relatively large cross-section and from highly conductive material such as copper. The surge current resistance of the movable supply part is particularly high.
In addition, two interruption points are provided here, whereby a particularly safe disconnection of the surge arrester from the network is effected. In addition, the disconnection process itself can also be carried out particularly quickly and reliably, namely because two arcs connected in series can form. These have a higher maintenance voltage than just an arc (like the state-of-the-art solutions) and therefore go out earlier.
In a further development of the invention it can be provided that the bridge is double L-shaped in cross section. The two feed sections connected by the bridge can thus be arranged relatively far apart, but such a bridge only has to travel a comparatively short distance from the closed to the open position.
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A further feature of the invention can be that the bridge at the second end has a web, which is preferably made in one piece with the bridge, on which the spring is fixed. Coil springs, which, as will be explained below, represent a particularly preferred embodiment of the spring, are particularly simple can be fixed on such webs by hanging their end.
In a further embodiment of the invention it can be provided that the first end of the bridge is soldered to a contact pin. This means that the supply line manages with the minimum possible number of individual parts, namely the contact pin, bridge and connection to the surge arrester, the supply line is, as far as possible, made in one piece, thereby avoiding complex connection points that impair conductivity
It can further be provided that the spring is formed in a manner known per se by a helical spring, preferably by a tension spring. Such springs can be produced easily and with small dimensions with sufficient forces for the application according to the invention.
According to a particularly preferred embodiment of the invention, it can be provided that the bridge is arranged directly adjacent to the base plate of the upper part, that the base plate has an opening in the movement area of the bridge, and that a pivotable rocker arm that actuates an auxiliary contact is provided in the base of the base part which penetrates through the opening in the idle state when the upper part is fully inserted and can be pivoted by the bridge during its opening movement. In such an embodiment, the triggering of the bridge and the need to replace the defective upper part can be converted very simply into an electrical signal
In this context, it can also be provided that
that the bridge in the open state covers the opening at least in the area of the rocker located in the rest position. It is therefore not possible to insert an already defective upper part into a lower part, since in this test the rocker of the lower part strikes the bridge and thus prevents the upper part from being fully inserted.
Another feature of the invention can be that the rocker is connected to an elastic component that prestresses it in the direction of its rest position. The rocker is automatically reset to its idle state as soon as the defective upper part is removed from the lower part.
In this context it can further be provided that the elastic component prestresses the rocker in both pivoting directions in the direction of the rest position. Thus, the lower part does not require a specific direction of movement of the bridge, and any pivoting of the rocker can be reversed.
It can be particularly favorable to form the elastic component by means of a torsion spring running around the pivot axis of the rocker, since such a spring requires a particularly small amount of space and can also be installed particularly easily
In this context, a particularly preferred embodiment of the invention can provide that the torsion spring is formed by a helical spring, the two ends of which run parallel to the pivot axis and rest on the side surfaces of the rocker and on stops aligned with these side surfaces and molded onto the lower part.
Coil springs are particularly easy to produce with the spring forces required here, moreover, due to the positive engagement of the two spring ends against the stops of the lower part, the spring only has to be inserted in the intended place in the lower part, but not additionally determined.
A corresponding step in the manufacturing process can therefore be omitted
Another particularly preferred embodiment can have a known optical defect indicator comprising an opening arranged in the front of the upper part and a lever movably mounted in the interior of the upper part, which extends from the area of the opening to the path of movement of the bridge and its first, in End of the opening located in the opening carries a signal plate, which signal plate is provided on its surface facing the opening with a marking typical for the operating state "OFF", which marking by means of a lever movement caused by the bridge during its opening movement from an invisible into the opening visible position can be brought or
which signal plate is provided on its surface facing the opening with a marking which is typical for the operating state "ON", which marking by means of the bridge at its
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Opening movement induced lever movement can be brought from a position visible through the opening into a position not visible.
With such a display, the state of the arrester can be displayed simply and in a form that is understandable to everyone. The simple mechanical structure guarantees functional reliability.
A preferred embodiment of this embodiment can provide that the lever is pivotally mounted in a manner known per se and that the marking of the signal plate which is typical for the operating state “OFF” in a manner known per se in the closed state of the bridge below the area adjacent to the opening End face and is pivotable under the opening by means of lever pivoting caused by the bridge during its opening movement or
that the marking of the signal plate which is typical for the operating state "ON" in the closed state of the bridge lies in a manner known per se below the opening and can be pivoted under the region of the end face adjacent to the opening by means of lever pivoting caused by the opening movement of the bridge
In order to implement the defect display, this construction method requires only one additional component, namely the lever itself. The use of only one component ensures low mechanical friction and thus functional reliability and low manufacturing costs.
In this context, a further feature of the invention can be that below the signal plate attached to the lever, a further plate immovably fixed in the upper part is provided. Thus, the operating state in which the signal plate is invisible can also be clearly indicated by appropriate design of the fixed plate
According to another embodiment, it can be provided that the signal plate is provided in a manner known per se both with a marking which is typical for the operating state "ON" and with a marking which is typical for the operating state "OFF". In this way, the plate fixed immovably in the upper part, which requires additional manufacturing effort as an additional component, can be saved.
It can be advantageous here that the second end of the lever, which extends into the path of movement of the bridge, has a notch into which the web of the bridge engages, because the lever is thereby locked to the bridge and is in its rest position by the bridge itself held. Any separate components required for this can be saved
The invention is described below with reference to the accompanying drawings, in which particularly preferred embodiments are shown. It shows
Fig. 1a b a first embodiment of an upper part of an inventive
Surge arrester in elevation and side elevation, each with a removable top shell or
Side wall, Fig.lc.d a second embodiment of the upper part in the same representation as Fig 1a.b,
2a shows a particularly preferred embodiment of the upper part in the receptacle with the upper shell removed;
2b shows the top part according to FIG. 2a in side elevation;
2c shows the section along the line A-A through the upper part according to Fig. 2a, b,
FIG. 2d shows the upper part according to FIG. 2b in the same representation with a further embodiment of the optical defect display;
3 shows the upper part according to FIG. 2 inserted into a lower part in elevation, the upper shells of the upper and lower part being removed;
4a, b, c the lower part according to FIG. 3 in elevation with the top shell removed, in side elevation and in plan,
4d shows the rocker arranged in this lower part in detail;
Fig. 4e shows the detailed view of Fig. 4d with a particularly preferred embodiment of the torsion spring biasing the rocker in the direction of its rest position and
5a, b show two possible embodiments of the switching device containing the auxiliary contact
Components of surge arresters, e.g. B. varistors, suppressor diodes or the like can be destroyed by the electrical energies stirred during discharge. It is therefore favorable, similar to fuses, to install them in the circuit to be protected against overvoltages in such a way that they can be replaced in a simple manner
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Analogous to fuses, a lower part 22 permanently connected to the circuit is provided, which is provided with contacts 23.
The surge arrester element 1 itself, which in the present invention is preferably formed by a varistor, is arranged in an upper part 24. This has contact pins 9 which can be inserted into said contact receptacles 23 of the lower part 22 and to which contact pins 9 the surge arrester element 1 is connected. The surge arrester can thus be plugged in and out of the circuit and can therefore be replaced in a particularly simple manner, which can also be carried out by laypersons.
In order to optically adapt this pluggable surge arrester, which is usually mounted in the switch box, to the other switch box devices, such as circuit breakers, RCCBs, and the like, the lower part 22 is U-shaped and the upper part 24 is rectangular (see FIG. 4) However, shapes are not essential to the invention and can be modified as desired.
In order to separate the overvoltage arrester element 1 from its power supply immediately after it becomes defective and regardless of whether the upper part 24 is unplugged, at least one soldering point 25 is arranged within the upper part 24 in the supply line to the overvoltage arrester element 1, at which one of the soldered supply line parts 8, 11 is connected to a spring 2 which biases this lead part 8 in the direction away from the solder joint 25. As already explained at the beginning, this soldering point 25 is heated both by leakage currents and by line follow currents as a result of a defect in the surge arrester element 1, and the spring-biased lead part 8 is torn away from the soldering point 25 when the solder melting point is reached, which results in a separation of the surge arrester element 1 from the network.
According to the invention, it is provided that the spring-preloaded supply line part 8 is formed by a bridge, the two ends 81, 82 of which are connected to the further supply line parts 11 via soldering points 25. A first possibility of the specific embodiment of this principle is shown in FIGS. 1a, b. The upper part shown here, designated in its entirety by 24, has a box-like lower shell 4, within which the surge arrester element 1, the contact pins 9 and the leads 10, 11 are arranged. This lower shell 4 is closed with a plate-shaped upper shell 7, which, however, has been omitted in all elevation views of the upper part 24 in order to better illustrate the invention.
The bridge 8 is a flat plate, the first end 81 of which is soldered directly to the first contact pin 9 and the second end 82 of which is soldered to the lead part 11 which leads to the first connection of the surge arrester element 1. The bridge 8 is directly soldered to the contact pin 9, because electrical lines can be saved. However, it is within the scope of the invention to connect the contact pin 9 firmly to a supply part, e.g. B. to weld, and to solder the bridge 8 only with this additional lead part. The spring 2, which is designed as a helical spring and functionally as a tension spring, is fixed on the one hand to a pin-shaped projection 3 of the lower shell 4 and on the other hand with a web 83 formed on the bridge 8 and thereby prestresses the bridge 8 in the direction normal to the insertion of the upper part 24.
After heating the solder joints 25 up to their or beyond their melting points, the bridge 8 would be displaced in the biasing direction of the spring 2 and come to rest next to the contact pin 9 and the lead part 11.
Another possible embodiment - and arrangement of the bridge 8 is shown in FIG. 1c, d. Here, the bridge 8 is double L-shaped in cross section; Contact pin 9 and lead part 11, with which it is soldered, are arranged offset in height from each other. The spring 2 is arranged in the insertion direction of the upper part 24 so that the direction of movement of the bridge 8 is normal to that according to Fig.la.b.
In both of these embodiments, the movement of the bridge 8 which is carried out for separating the surge arrester element 1 is used to control an optical defect indicator. This comprises an opening 27 arranged in the end face 26 of the upper part 24 and a lever 5 movably mounted in the interior of the upper part 24, which extends from the area of the opening 27 into the movement path of the bridge 8 on its first one, located in the area of the opening 27 At the end, it carries a signal plate 50, which is provided on its surface facing the opening 27 with a marking 53 typical of the “OFF” operating state.
This marking 53 extends over the entire surface of the signal plate 50, approximately the size of the opening 27
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The opening movement of the bridge 8 is transmitted to the lever 5, which takes place both in accordance with FIG. 1 a and in accordance with FIG. 1 c in that the lever 5 is in direct contact with the bridge 8. The marking 53 typical of the operating state “OFF” is thereby by one not brought into viewable position through the opening 27. For example, a marking 53 typical of the “OFF” operating state is a red coat of paint, inscriptions such as “broken, defective” or the like.
The visualization of the marking 53 of the signal plate 50, which has only been mentioned so far in abstract terms, takes place in FIG comes to rest in the closed state of the bridge 8 below the area of the end face 26 adjoining the opening 27. Through the opening movement of the bridge 8, the second end of the lever 5, which extends into the movement range of the bridge 8, is pivoted clockwise and thereby shifts the signal plate 50 under the opening 27. Advantageously, the second is to move into the movement path of the bridge 8 extending end of the lever 5 is provided with a notch 52 into which a further projection 84 of the bridge 8 engages.
Below the signal plate 50 there is a further plate 6 fixed immovably in the upper part 24. In the operational state of the upper part 24, in which the signal plate 50 is invisible, this plate 6 can now be seen through the opening 27. This can be provided with a marking 54 typical of the “ON” operating state, such as green paint, the words “ON, OK, GOOD” or the like
In Fig.1c, the optical defect display has a different function.
The lever 5 is not pivotally mounted here, but can be displaced in the direction of movement of the bridge 8. The signal plate 50 is always flush under the opening 27, only its distance from the opening 27 is reduced by the bridge movement. In order to keep the plate 50 and thus the marking 53 invisible when the bridge 8 is at rest, opaque, elastic tabs 28 are arranged between it and the opening 27, which are fixed only at their ends facing away from the signal plate 50 in the upper part 24 when the Bridge 8, the signal plate 50 is pushed through these tabs 28 and thus the marking 53 typical of the operating state "OFF" can be seen through the opening 27.
The marking 54 typical of the "ON" state is to be applied to the elastic tab 28 in this construction.
The embodiment of the invention according to FIGS. 2 to 4 is a particularly preferred one. The bridge 8 is - as can best be seen from FIG. 2c - again double L-shaped and soldered to contact pin 9 and lead part 11. Its longitudinal axis and also the spring 2 are normal to the insertion direction of the upper part 24 and are arranged directly adjacent to the base plate 29 of the upper part 24 (cf. FIGS. 2a and 3). The web 83 provided for fixing the spring 2 on the bridge side is arranged at the second end 82 of the bridge 8 and is made in one piece with it.
The optical defect display is almost identical to that of FIG. 1 a, so that there is no further explanation of its mode of operation. Differences from FIG. 1 a, however, can be found in the following two points: first, the web 83 used for fixing the spring 2 engages in the notch 52, the separate molding 84 of FIG. 1a is thus saved. The second difference lies in the positioning of the opening 27 on the end face.
Compared to FIG. 1 a, this is offset to the left by approximately the width of the signal plate 50, so that the signal plate 50 lies under the opening 27 in the closed state of the bridge 8. The plate 50 thus becomes the plate 50 due to the lever pivoting that occurs when the bridge 8 is opened from a position visible through the opening 27 to a position not visible, namely pivoted under the area of the end face 26 adjacent to the opening 27. The marking 54 typical of the operating state "ON" must therefore be on the signal plate 50, that for the operating state "OFF" "are attached to the fixed plate 6
Finally, FIG. 2d shows a third possibility of positioning the markings 53, 54 for the “OFF” and “ON” operating states.
The signal plate 50 is here approximately twice as wide as in FIGS. 1a and 2a and is provided with a marking 53, 54 typical for the operating state "ON" and with the operating state "OFF", which are adjacent strips are trained. When the lever 5 is pivoted, the “OFF” marking 53 is therefore simultaneously concealed by one that cannot be seen through the opening 27
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brought into a visible position and the "ON" mark 54 from a position visible through the opening 27 to a position not visible.
In addition to the optical, this embodiment of the invention has an electrical defect indicator, the most important component of which is a rocker 12 which is pivotally mounted in the base of the lower part 22 and extends through the base in the direction of the upper part 24 and which actuates an auxiliary contact 40 when pivoted. With this auxiliary contact 40, the supply circuit of an alarm device such as a signal lamp, siren or the like can be closed, as a result of which the person responsible for the maintenance of the system can be informed individually of the defect even without checking all surge arresters
4b, c, the auxiliary contact 40 is not arranged in the lower part 22 of the surge arrester itself, but is located in a separate switching device 41 arranged in the switch box directly next to the lower part 22.
To transfer the pivoting movement of the rocker 12 to this auxiliary contact 40, the rocker 12 has a recess 37 in the region of its pivot axis 31. The switching device 41 is equipped with a shaft 42 protruding from its housing, the end of which engages in this recess 37 and can thus be connected to the rocker 12 in a rotationally secure manner. This shaft 42 is in turn mechanically connected to the auxiliary contact 40 and closes it when pivoted accordingly
5a, b are shown in FIG. 5a. The auxiliary contact 40 is designed as an opener and comprises two leaf spring-like contact carriers 43 which are fixed with their first ends in the housing and whose second ends have contacts 44 and sliding pieces 45 wear.
A crank is formed on the shaft 42 which is in engagement with the rocker 12 and is designated 46 in the rest position. The contacts 44 abut each other in this rest position; the auxiliary contact 40 is closed.
When the rocker 12 is pivoted, the crank assumes one of the positions denoted by 46 ', its tip deflects one of the contact carriers 43 via one of the sliding pieces 45 and thus separates the contacts 44 from one another. As clearly shown in the drawing, the crank 46 can be pivoted both clockwise and counterclockwise in order to open the auxiliary contact 40.
According to the embodiment shown in FIG. 5b, the auxiliary contact 40 is designed as a changeover contact. There are two fixed contacts 47, 48 and only one movable contact 44, which in turn is fixed to the free end of a leaf spring-like contact carrier 43. When the crank 46 is pivoted counterclockwise, the contact carrier 43 is deflected, as in FIG. 5a above, so that the movable contact 44 separated from the first fixed contact 47 and applied to the second fixed contact 48.
This embodiment can only be used when the rocker 12 is pivoted counterclockwise
To pivot the rocker 12, the bridge 8 itself is used, for which purpose the base plate 29 of the upper part 24 has an opening 30 in the movement area of the bridge 8. In its rest position, in which it is shown in the drawings, the rocker 12 passes through this opening 30 when the upper part 24 is fully inserted and thus comes to lie within the path of movement of the bridge 8. During their opening movement, the web 83, or more precisely a nose 85 protruding into the opening 30 and formed on the web 83, comes into contact with the rocker 12 and takes this along with the lever 5 (cf. in particular FIGS. 3 and 2). 2c).
So that the rocker 12 remains in its rest position when the upper part 24 is intact, it is connected to an elastic component which prestresses it in the direction of the rest position. Options for the specific configuration of this elastic component are shown in FIG. 4d
A dashed line shows a helical spring 32 fixed with its first end in the lower part 22 and with its second end at a distance from the pivot axis 31 of the rocker 12. This arrangement means that the bridge 8 may only have the direction of movement shown in FIG. 3, but not in an opposite direction of movement. With such an opposite direction of movement, when the bridge 8 is opened, the rocker 12 would be pivoted clockwise, which would cause the (pull) Could not undo spring 32.
A second tension spring 33, which acts in the other direction, can be added in order to ensure the resetting of the rocker 12 even in the case of gifts given clockwise
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Preferably, however, only a single component is provided, which fulfills the function of prestressing the rocker 12 in both pivoting directions. Such a component could, for example, be an elastic band 34, which has its first end in the lower part 22 and its second end spaced from the pivoting axis 31 is fixed to the rocker 12 and extends normal to the directions of pivoting
One embodiment of the elastic component is to design it as a torsion spring 13 extending around the pivot axis 31 of the rocker 12.
This, too, must be secured against rotation in the lower part 22 and connected to the rocker 12 in at least one point.
This torsion spring 13 could, as shown in FIG. 4d, be designed as an elastic ring which is cut open in the area of the rocker 12 and the two resulting ends 35, 36 of which are bent radially outward and are applied to the rocker 12. In the area opposite the two ends 35, 36, this ring is fixed in the lower part 22.
According to a particularly preferred embodiment shown in FIG. 4e, the torsion spring 13 is formed by a helical spring. Their two ends 130, 131 run parallel to the pivot axis 31 - thus extend out of the image plane of FIG. 4e and pass over the sections 132, 133 running radially with respect to the pivot axis 31 into the helical spring body 134, again running around the pivot axis 31.
The ends 130, 131 now lie on the two side surfaces 120, 121 of the rocker 12 and, at the same time, on stops 122, 123, which are formed on the lower part 22 and are aligned with these side surfaces 120, 121, which stops 122, 123 lie below the rocker 12 in the view according to FIG. 4e and are therefore shown in broken lines .
When the rocker 12 is pivoted counterclockwise, the first spring end 130 is carried along by the rocker side surface 120, the second spring end 131 remains in motion against the stop 123. The helical spring 13 is therefore tensioned by the twisting movement and exerts restoring forces on the rocker 12 in the direction of its rest position.When the rocker 12 is pivoted clockwise, the same effect occurs: the second spring end 131 is carried along by the rocker side surface 121 and the first spring end 130 pressed against the stop 120, whereby restoring forces are also exerted on the rocker 12
In addition to the electrical defect display, the rocker 12 is also used in combination with the bridge 8 to ensure that only intact upper parts 24 can be inserted into the lower part 22.
Due to the immediately adjacent arrangement of the bridge 8 to the base plate 29 or to its opening 30 in connection with its geometric dimensions, it is achieved that the bridge 8, more precisely its nose 85 formed on the web 83, the opening 30 at least in the open state Covered area of the rocker 12 in its rest position. When an attempt is made to insert a defective upper part 24 into a lower part 22, the rocker 12 comes to rest against the nose 85, thus preventing the contact pins 9 from being inserted into the contact receptacles 23.
The lower shell 22 has the usual combination of lower shell 21 and upper shell 20 for switching devices. In addition to the rocker 12 already explained in detail, this lower part 22 also has connecting terminals for the lines to be monitored for high voltages, which are designed as lift terminals. They consist of frame 16 fixed in the lower part 22 and box 17 slidably held therein, which can be raised and lowered by means of the clamping screws 19 which pass through the frame 16 in a freely rotatable manner and engage in the thread of the box 17. The fixed frame 16 are preferred Connected as copper rails supply lines 18 which end in the base of the lower part 22 and have the contacts 23 at these ends.
These contact receptacles 23 are formed as central incisions in the supply lines 18, the two end sections thus created per supply line 18 each being held together by a spring 14.
The underside of the base is designed to be snapped onto a top-hat rail, as is usual for switch cabinet devices. For this purpose, the customary design, namely an undercut fixed on the underside and an undercut movable in the form of a locking slide 15, have been abandoned insofar as two locking slides 15 are provided. The lower part 22 is thus fully symmetrical with respect to its vertical axis, consequently its upper and lower shells 20, 21 are completely identical, so only one type of housing shell needs to be produced.
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To ensure that the upper part 24 can only be inserted into the lower part 22 in the correct orientation, a pin 38 is provided on the outside of the bottom plate 29 of the upper part and a bore 39 corresponding to it in the base of the lower part 22.
Claims:
1. Pluggable surge arrester comprising a lower part (22) with contacts (23) and an upper part (24) with insertable into the contacts (23)
Contact pins (9) and with a surge arrester element (1), preferably a varistor, arranged between these contact pins (9), at least one soldering point (25) being arranged in the feed line to the surge arrester element (1), at which one of the soldered lead parts (11, 8) is connected to a spring (2) which prestresses this lead part (8) in the direction away from the solder joint (25), characterized in that the spring-biased lead part (8) is formed by a bridge, the two ends of which ( 81, 82) are connected to the other supply parts (11) via solder joints (25).