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Die
Erfindung betrifft ein Überspannungsschutzelement mit einem
Gehäuse, mit mindestens einem in dem Gehäuse angeordneten überspannungsbegrenzenden
Bauelement, insbesondere einem Varistor, mit mindestens zwei Anschlußelementen
zum elektrischen Anschluß des Überspannungsschutzelements
an den zu schützenden Strom- oder Signalpfad und mit einem
elektrisch leitenden Trennelement, das im Normalzustand des Überspannungsschutzelements
mit seinem ersten Ende mit dem ersten Anschlußelement und
mit seinem zweiten Ende mit dem überspannungsbegrenzenden Bauelementen
in elektrisch leitenden Kontakt steht, wobei das zweite Ende des
Trennelements über eine Lötstelle mit dem überspannungsbegrenzenden
Bauelement verbunden ist und die an der Lötstelle realisierte
Lötverbindung zwischen dem überspannungsbegrenzenden
Bauelement und dem zweiten Ende des Trennelements dann aufgetrennt
wird, wenn die Temperatur des überspannungsbegrenzenden
Bauelements einen vorgegebenen Ansprechwert überschreitet,
so daß die so gebildete Trennstelle bei thermischer Überlastung
des überspannungsbegrenzenden Bauelements dieses elektrisch
abtrennt.
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Ein
eingangs beschriebenes Überspannungsschutzelement mit einer
thermischen Abtrennvorrichtung ist bereits aus der
DE 42 41 311 C2 bekannt.
Bei diesem Überspannungsschutzelement ist das erste Anschlußelement über
einen flexiblen Leiter mit einem starren Trennelement verbunden,
dessen dem flexiblen Leiter abgewandtes Ende über eine
Lötstelle mit einer am Varistor vorgesehenen Anschlußfahne
verbunden ist. Das andere Anschlußelement ist über
einen flexiblen Leiter direkt mit dem Varistor verbunden. Das Trennelement
wird von einem Federsystem mit einer Kraft beaufschlagt, die dazu
führt, daß das Trennelement beim Auftrennen der
Lötverbindung von der Anschlußfahne wegbewegt
wird, so daß der Varistor bei thermischer Überlastung
elektrisch abgetrennt wird. Über das Federsystem wird beim
Auftrennen der Lötverbindung gleichzeitig ein Fernmeldekontakt
betätigt, so daß eine Fernüberwachung
des Zustandes des Überspannungsschutzelements möglich
ist.
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Auch
aus der
DE 20
2004 006 227 U1 ist ein Überspannungsschutzelement
bekannt, bei dem die Überwachung des Zustands eines Varistors
nach dem Prinzip eines Temperaturschalters erfolgt, so daß bei Überhitzung
des Varistors eine zwischen dem Varistor und einem Trennelement
vorgesehene Lötverbindung aufgetrennt wird, was zu einem
elektrischen Abtrennen des Varistors führt. Außerdem wird
beim Auftrennen der Lötverbindung ein Kunststoffelement
durch die Rückstellkraft einer Feder aus einer ersten Position
in eine zweite Position geschoben, in der das als federnde Metallzunge
ausgebildete Trennelement durch das Kunststoffelement thermisch
und elektrisch vom Varistor getrennt ist. Da das Kunststoffelement
zwei nebeneinander angeordnete farbige Markierungen aufweist, fungiert
es zusätzlich auch als optische Zustandsanzeige, wodurch der
Zustand des Überspannungsschutzelements direkt vor Ort
einfach abgelesen werden kann.
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Aus
der
DE 695 03 743
T2 ist ein Überspannungsschutzelement mit zwei
Varistoren bekannt, das zwei Trennmittel aufweist, die die Varistoren
jeweils an ihrem Lebensende einzeln abtrennen können. Die
Trennmittel weisen dabei jeweils eine federnde Trennzunge auf, wobei
das erste Ende der Trennzunge mit dem ersten Anschluß fest
verbunden und das zweite Ende der Trennzunge im Normalzustand des Überspannungsschutzelements über
eine Lötstelle an einer Verbindungszunge am Varistor befestigt
ist. Kommt es zu einer unzulässigen Erwärmung
des Varistors, so führt dies zu einem Aufschmelzen der
Lötverbindung. Da die Trennzunge im angelöteten
Zustand (Normalzustand des Überspannungsschutzelements)
aus ihrer Ruhelage ausgelenkt und somit vorgespannt ist, entfernt
sich das freie Ende der Trennzunge beim Erweichen der Lötverbindung
von der Verbindungszunge des Varistors, wodurch der Varistor elektrisch
abgetrennt wird.
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Ein Überspannungsschutzelement
mit einem thermischen Abtrennmechanismus ist darüber hinaus
auch aus der
DE 699
04 472 T2 bekannt. Bei diesem Überspannungsschutzelement
ist ein Ende eines starren federbelasteten Schiebers im Normalzustand
des Überspannungsschutzelements sowohl mit dem ersten Anschlußelement
als auch mit einer mit dem Varistor verbundenen Anschlußfahne
verlötet. Eine unzulässige Erwärmung
des Varistors führt auch hier zu einer Erwärmung
der Lötstelle, so daß der Schieber aufgrund der
an ihm angreifenden Kraft einer Feder aus der Verbindungsstelle
zwischen dem ersten Anschluß und der Anschlußfahne
gezogen wird, was zu einer Abtrennung des Varistors führt.
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Die
bekannten Überspannungsschutzelemente sind in der Regel
als ”Schutzstecker” ausgebildet, die zusammen
mit einem Geräteunterteil ein Überspannungsschutzgerät
bilden. Zur Installation eines derartigen Überspannungsschutzgeräts,
welches beispielsweise die phasenführenden Leiter L1, L2,
L3 sowie den Neutralleiter N und gegebenenfalls auch den Erdleiter
PE schützen soll, sind bei den bekannten Überspannungsschutzgeräten
am Geräteunterteil entsprechende Anschlußklemmen
für die einzelnen Leiter vorgesehen. Zur einfachen mechanischen
und elektrischen Kontaktierung des Geräteunterteils mit
dem jeweiligen Überspannungsschutzelement sind bei dem Überspannungsschutzelement
die Anschlußelemente als Steckerstifte ausgebildet, zu
denen im Geräteunterteil korrespondierende, mit den Anschlußklemmen
verbundene Steckerbuchsen angeordnet sind, so daß das Überspannungsschutzelement
einfach auf das Geräteunterteil aufsteckbar ist.
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Bei
derartigen Überspannungsschutzgeräten ist die
Installation und Montage durch die Steckbarkeit der Überspannungsschutzelemente
sehr einfach und zeitsparend durchführbar. Zusätzlich
weisen derartige Überspannungsschutzgeräte teilweise noch
einen Wechselkontakt als Signalgeber zur Fernmeldung des Zustands
mindestens eines Überspannungsschutzelements sowie eine
optische Zustandsanzeige in den einzelnen Überspannungsschutzelementen
auf. Über die Zustandsanzeige wird angezeigt, ob das in
dem Überspannungsschutzelement angeordnete überspannungsbegrenzende Bauelement
noch funktionstüchtig ist oder nicht. Als überspannungsbegrenzendes
Bauelement werden dabei insbesondere Varistoren verwendet, wobei
jedoch je nach Einsatzzweck des Überspannungsschutzelements
auch gasgefüllte Überspannungsableiter, Funkenstrecken
oder Dioden eingesetzt werden können.
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Die
zuvor beschriebene, bei den bekannten Überspannungsschutzelementen
verwendete, thermische Abtrennvorrichtung, die auf dem Aufschmelzen
einer Lötverbindung beruht, hat mehrere Aufgaben zu erfüllen.
Im Normalzustand des Überspannungsschutzelements, d. h.
im nicht getrennten Zustand, muß eine sichere und gute
elektrische Verbindung zwischen dem ersten Anschlußelement
und dem überspannungsbegrenzenden Bauelement gewährleistet
sein. Dabei muß die Trennstelle insbesondere den Anforderungen
der Kurzschlußfestigkeit und der Impulsstromfestigkeit
genügen. Dies bedingt eine massive Ausführung
der stromführenden Teile, d. h. insbesondere des Trennelements sowie
eine niederohmige und mechanisch stabile Verbindung zwischen den
Elementen der Trennstelle. Außerdem muß die Trennstelle
beim Überschreiben einer bestimmten Grenztemperatur eine
sichere Abtrennung des überspannungsbegrenzenden Bauelements
sowie eine dauerhafte Isolationsfestigkeit und Kriechstromfestigkeit
gewährleisten.
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Bei
den bekannten Überspannungsschutzelementen, die eine thermisch
auftrennende Trennstelle aufweisen, besteht ein Problem darin, daß während
des thermischen Auftrennens über das Bauelement ein Fehlerstrom
fließt, der zur Erwärmung des abzutrennenden Bauelements
führt. Dadurch kann beim Öffnen der Trennstelle
ein Lichtbogen entstehen, wodurch die Umgebung der Trennstelle thermisch
belastet wird. Darüber hinaus kann es in der Umgebung der
Trennstelle zu einem Niederschlag von Metalldampf aus dem Lichtbogen
kommen. Diese Belastungen der Umgebung der Trennstelle führen
zu einer Reduzierung der Spannungsfestigkeit im Bereich der Trennstelle,
so daß die geforderte Isolations- und Kriechstromfestigkeit
nicht immer gewährleistet werden kann. Dieses Problem wird
dann weiter verstärkt, wenn das Überspannungsschutzelement
möglichst geringe Abmessungen aufweisen soll, so daß nach
dem Auftrennen der Trennstelle nur ein relativ geringer Abstand
zwischen dem zweiten Ende des Trennelements und dem überspannungsbegrenzenden
Bauelement bzw. der Anschlußfahne erzielt werden kann.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein eingangs
beschriebenes Überspannungsschutzelement zur Verfügung
zu stellen, welches eine sichere Abtrennung eines defekten überspannungsbegrenzenden
Bauelements und eine möglichst hohe Isolations- und Kriechstromfestigkeit
gewährleistet.
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Diese
Aufgabe ist bei dem eingangs beschriebenen Überspannungsschutzelement
dadurch gelöst, daß zwischen dem ersten Ende des
Trennelements und dem ersten Anschlußelement eine zweite Trennstelle
ausgebildet, die den elektrisch leitenden Kontakt zwischen dem ersten
Ende des Trennelements und dem ersten Anschlußelement unterbricht, wenn
die erste Trennstelle geöffnet hat. Im Unterschied zum
Stand der Technik sind bei dem erfindungsgemäßen Überspannungsschutzelement
somit nicht nur eine sondern zwei Trennstellen vorgesehen, die räumlich
voneinander getrennt sind. Die erste Trennstelle übernimmt
dabei in erster Linie die schaltende Funktion während die
zweite Trennstelle primär der Erhöhung der Isolations-
und Kriechstromfestigkeit dient. Dadurch, daß die beiden
Trennstellen räumlich voneinander entfernt angeordnet sind,
hat ein beim Öffnen der thermisch aktiven ersten Trennstelle
entstehender Lichtbogen keinen negativen Einfluß auf die
durch die zweite Trennstelle realisierte Isolations- und Kriechstromfestigkeit;
die Spannungsfestigkeit im Bereich der zweiten Trennstelle wird
durch den Lichtbogen nicht verringert.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Überspannungsschutzelements
ist als zweite Trennstelle eine Aufnahme für das erste
Ende des Trennelements vorgesehen, die mit dem ersten Anschlußelement
elektrisch leitend verbunden ist. Die Aufnahme ist dabei so ausgebildet,
daß das erste Ende des Trennelements im Normalzustand des Überspannungsschutzelements
in der Aufnahme gehalten ist und nach dem Öffnen der ersten
Trennstelle durch eine am Trennelement angreifende Kraft aus der
Aufnahme herangezogen wird. Nach dem Öffnen der beiden
Trennstellen ist somit weder das erste Ende des Trennelements mit dem
ersten Anschlußelement noch das zweite Ende des Trennelements
mit dem überspannungsbegrenzenden Bauelement verbunden.
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Dadurch,
daß der elektrische Kontakt zwischen dem ersten Ende des
Trennelements und der mit dem ersten Anschlußelement verbundenen
Aufnahme unterbrochen wird, kommt es automatisch auch zu einem Erlöschen
eines eventuelle vorher zwischen dem zweiten Ende des Trennelements
und dem überspannungsbegrenzenden Bauelement anstehenden
Lichtbogens. Somit wird auch einer Reduzierung der Spannungsfestigkeit
im Bereich der thermisch aktiven ersten Trennstelle entgegengewirkt.
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Die
an dem Trennelement angreifende Kraft, durch die das Trennelement
nach dem Öffnen der ersten Trennstelle aus der Aufnahme
herausgezogen wird, wird gemäß einer bevorzugten
Ausgestaltung von einem Federelement aufgebracht, das am Trennelement
befestigt ist. Das Federelement ist dabei so dimensioniert, daß das
erste Ende des Trennelements erst dann durch die Rückstellkraft
des Federelements aus der Aufnahme herausgezogen wird, wenn zuvor
die erste Trennstelle geöffnet hat, d. h. das zweite Ende
des Trennele ments nicht mehr über die Lötstelle
mit dem überspannungsbegrenzenden Bauelement verbunden
ist.
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Damit
das erste Ende des Trennelements nach dem Öffnen der ersten
Trennstelle mit möglichst geringem Kraftaufwand aus der
Aufnahme herausgezogen werden kann, weist das erste Ende des Trennelements
vorteilhafter Weise einen kleineren Querschnitt als die Aufnahme
auf. Um dennoch einen möglichst guten elektrischen Kontakt
zwischen dem ersten Ende des Trennelements und der Aufnahme zu gewährleisten,
ist das erste Ende des Trennelements im Normalzustand des Überspannungsschutzelements
verkantet in der Aufnahme angeordnet, so daß das Trennelement
durch eine zwischen dem ersten Ende des Trennelements und der Aufnahme
wirkende Klemmkraft in der Aufnahme gehalten ist. Die Klemmkraft
wird dabei so gewählt, daß ein möglichst geringer
Kontaktwiderstand zwischen dem Trennelement und der Aufnahme besteht.
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Die
weitere Reduzierung der zum Herausziehen des ersten Endes des Trennelements
aus der Aufnahme erforderliche Kraft kann vorteilhaft dadurch erreicht
werden, daß die Kraft derart am Trennelement angreift,
daß dessen erstes Ende nach dem Öffnen der ersten
Trennstelle im wesentlichen verkantungsfrei aus der Aufnahme herausgezogen
wird. Die Kraft ist somit im wesentlichen parallel zur Flächennormalen
der Aufnahme gerichtet.
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Bezüglich
der konkreten konstruktiven Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Überspannungsschutzelements,
insbesondere bezüglich der Ausgestaltung und Anordnung
des Trennelements und der Aufnahme gibt es eine Vielzahl von Möglichkeiten. Gemäß einer
Ausführungsvariante ist das Trennelement im Normalzustand
des Überspannungsschutzelements aus seiner Ruhelage ausgelenkt,
wobei das erste Ende des Trennelements in der starr ausgebildeten
Aufnahme klemmend gehalten ist. Wenn die Temperatur des überspannungsbegrenzenden Bauelements
einen vorgegebenen Ansprechwert überschreitet, so daß es
zu einem Erweichen der Lötstelle kommt, federt das Trennelement
aufgrund seiner Rückstellkraft bzw. aufgrund eines auf
das Trennelements wirkenden Dreh- oder Torsionsmoments in seine
Ruhelage zurück. Die zum Auftrennen der ersten Trennstelle
erforderliche Kraft ist bei dieser Ausführungsvariante
im wesentlichen im Trennelement gespeichert.
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Gemäß einer
alternativen Ausführungsform ist die zum Auftrennen der
ersten Trennstelle erforderliche Kraft im wesentlichen in der Aufnahme
gespeichert. Hierzu ist im Normalzustand des Überspannungsschutzelements
wiederum das erste Ende des Trennelements in der Aufnahme klemmend
gehalten, wobei nun jedoch die Aufnahme aus Ihrer Ruhelage ausgelenkt
ist, so daß die Aufnahme beim Auftrennen der Lötverbindung
in ihre Ruhelage zurückfedert. Selbstverständlich
ist es auch möglich, daß ein Teil der zum Auftrennen
der ersten Trennstelle erforderlichen Kraft im Trennelement und
ein Teil in der Aufnahme gespeichert ist, wenn sowohl das Trennelement
als auch die Aufnahme aus ihrer Ruhelage ausgelenkt sind.
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Die
Aufnahme kann gemäß einer Ausführungsvariante
einfach als Schlitz oder Vertiefung im ersten Anschlußelement
ausgebildet sein, in den bzw. in die das erste Ende des Trennelements
eingesteckt ist. Gemäß einer anderen Ausführungsvariante
ist die Aufnahme nach Art einer Kontakttulpe ausgebildet, die mindestens
zwei einander gegenüberliegende Schenkel aufweist, zwischen
denen das erste Ende des Trennelements eingesteckt ist. Im Normalzustand
des Überspannungsschutzelements, in dem das zweite Ende
des Trennelements über die Lötverbindung mit dem überspannungsbegrenzenden
Bauelement verbunden ist, ist dann mindestens einer der beiden Schenkel
entgegen seiner Federkraft ausgelenkt, so daß das zweite
Ende des Trennelements beim Auftrennen der ersten Trennstelle durch
die Federkraft der Aufnahme vom überspannungsbegrenzenden
Bauelement wegbewegt wird. Die Aufnahme kann dabei entweder einstückig
mit dem ersten Anschlußelement ausgebildet oder an diesem
elektrisch leitend befestigt, beispielsweise angelötet
sein.
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Im
einzelnen gibt es nun eine Vielzahl von Möglichkeiten,
das erfindungsgemäße Überspannungsschutzelement
auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird verwiesen sowohl auf
die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche
als auch auf die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen
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1 eine
perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Überspannungsschutzelements,
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2 eine Prinzipsskizze einer ersten Ausführungsvariante
des Abtrennmechanismus des erfindungsgemäßen Überspannungsschutzelements,
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3 eine
Prinzipsskizze einer zweiten Ausführungsvariante des Abtrennmechanismus
des Überspannungsschutzelements,
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4 eine
Prinzipsskizze einer Ausführungsvariante des Abtrennmechanismus, ähnlich
der gemäß 3,
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5 eine
Prinzipsskizze einer weiteren Ausführungsvariante, ähnlich
der gemäß 3,
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6 eine
Prinzipsskizze einer weiteren Ausführungsvariante des Abtrennmechanismus
des Überspannungsschutzelements,
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7 eine
Prinzipsskizze einer Ausführungsvariante des Abtrennmechanismus, ähnlich
der gemäß 6,
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8 eine
Prinzipsskizze einer weiteren Ausführungsvariante des Abtrennmechanismus
des Überspannungsschutzelements,
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9 eine
Prinzipsskizze einer Ausführungsvariante des Abtrennmechanismus, ähnlich
der gemäß 8,
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10 eine Prinzipsskizze einer weiteren Ausführungsvariante
des Abtrennmechanismus des Überspannungsschutzelements,
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11 eine
Prinzipsskizze einer Ausführungsvariante des Abtrennmechanismus, ähnlich
der 10,
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12 eine
Prinzipsskizze einer Ausführungsvariante des Abtrennmechanismus, ähnlich
der gemäß 10,
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13 eine
Prinzipsskizze einer weiteren Ausführungsvariante des Abtrennmechanismus
eines erfindungsgemäßen Überspannungsschutzelements,
und
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14 eine
Prinzipsskizze einer Ausführungsvariante des Abtrennmechanismus, ähnlich
der gemäß 13.
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Die
Figuren zeigen ein insgesamt nur in 1 dargestelltes Überspannungsschutzelement 1 mit
einem Gehäuse 2, wobei in dem Gehäuse 2 ein überspannungsbegrenzendes
Bauelement 3 angeordnet ist. Bei dem schematisch nur in 2 dargestellten überspannungsbegrenzenden
Bauelement 3 kann es sich insbesondere um einen Varistor
handeln. Das in 1 als ”Schutzstecker” ausgebildete Überspannungsschutzelement 1 weist
zwei als Steckerstifte ausgebildete Anschlußelemente 4, 5 auf, die
in korrespondierende Steckerbuchsen in einem Geräteunterteil
einsteckbar sind.
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Die
in den 2 bis 14 nur
schematisch dargestellten verschiedenen Ausführungsvarianten des
Abtrennmechanismus des Überspannungsschutzelements 1 weisen
jeweils ein elektrisch leitendes, metallisches Trennelement 6 auf,
das im Normalzustand des Überspannungsschutzelements 1,
d. h. im nicht abgetrennten Zustand, mit seinem ersten Ende 7 mit
dem ersten Anschlußelement 4 und mit einem zweiten
Ende 8 mit dem Varistor 3 elektrisch leitend verbunden
ist. Die durch eine Lötstelle 9 realisierte Lötverbindung
zwischen dem überspannungsbegrenzenden Bauelement 3 und
dem zweiten Ende 8 des Trennelements 6 ist dabei
so ausgebildet, daß die Lötverbindung auftrennt,
wenn die Temperatur des überspannungsbegrenzenden Bauelements 3 einen
vorgegebenen Ansprechwert überschreitet.
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Eine
Erwärmung des überspannungsbegrenzenden Bauelements 3 führt
dabei zu einem Aufschmelzen der Lötstelle 9, so
daß das Trennelement 6, das im angelöteten
Zustand aus seiner Ruhelage ausgelenkt ist, beim Auftrennen der
Lötverbindung aufgrund der Rückstellkraft F1 in seine Ruhelage zurückschwenkt.
Durch die so gebildete Trennstelle 10 wird somit das überspannungsbegrenzende
Bauelement 3 bei einer thermischen Überlastung
elektrisch abgetrennt, indem die elektrisch leitende Verbindung zwischen
dem zweiten Ende 8 des Trennelements 6 und dem überspannungsbegrenzenden
Bauelement 3 aufgetrennt wird.
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Neben
dieser ersten Trennstelle 10 weist der Abtrennmechanismus
eine zweite Trennstelle 11 auf, die zwischen dem ersten
Ende 7 des Trennelements 6 und dem ersten Anschlußelement 4 ausgebildet
ist. Die zweite Trennstelle 11 wird von einer Aufnahme 12 gebildet,
die mit dem ersten Anschlußelement 4 elektrisch
leitend verbunden ist. Aufgrund der Kraft F2 eines
am zweiten Ende 8 des Trennelements 6 angreifenden
Federelements 13 wird das erste Ende 7 des Trennelements 6 nach
dem Öffnen der ersten Trennstelle 10 aus der Aufnahme 12 herausgezogen, wie
dies in den 2b und 10b dargestellt
ist.
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Bei
dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel
ist das Trennelement 6 im angelöteten Zustand
derart aus seiner mit dem Bezugszeichen 6' gekennzeichneten
Ruhelage ausgelenkt, daß das erste Ende 7 des
Trennelements verkantet in der Aufnahme 12 angeordnet ist,
so daß das Trennelement 6 durch die zwischen dem
ersten Ende 7 des Trennelements 6 und der Aufnahme 12 wirkende
Klemmkraft in der Aufnahme 12 gehalten ist. Dabei wirkt
im angelöteten Zustand des Trennelements 6 auf
das Trennelement 6 ein Drehmoment um den Auflagepunkt 14,
mit einem Hebelarm, der dem Abstand zwischen dem Auflagepunkt 14 und
der Lötstelle 9 entspricht. Befindet sich das
Trennelement 6' nach dem Auftrennen der ersten Trennstelle 10 in
seiner Ruhelage, so kann es bereits durch eine relativ geringe Rückstellkraft
F2 des Federelements 13 aus der
Aufnahme 12 herausgezogen werden, da das erste Ende 7 des
Trennelements 6 einen kleineren Querschnitt als die Aufnahme 12 aufweist
und die Rückstellkraft F2 parallel
zur Flächennormalen der Aufnahme 12 gerichtet
ist, so daß das erste Ende 7 des Trennelements 6 verkantungsfrei
aus der Aufnahme 12 herausgezogen werden kann.
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Bei
den Ausführungsbeispielen gemäß den 3 bis 5 ist
die Aufnahme 12 – ebenso wie bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß 2 – durch
einen Schlitz im ersten Anschlußelement 4 realisiert. Im
Unterschied dazu dient bei den Ausführungsbeispielen gemäß den 6 und 7 eine
Vertiefung im Anschlußelement 4 als Aufnahme 12.
Bei den Ausführungsvarianten gemäß den 8 und 9 ist
das Trennelement 6 im angelöteten Zustand ebenfalls
aus seiner Ruhelage ausgelenkt, so daß das Trennelement 6 beim
Erwärmen der Lötstelle 9 aufgrund seiner
Rückstellkraft F1 in seine – in 8 mit dem
Bezugszeichen 6' gekennzeichnete – Ruhelage zurückfedert.
Die durch die Auslenkung des Trennelements 6 auftretenden
Kräfte werden von den beiden Auflagepunkten 14, 15 der
Aufnahme 12 aufgenommen, die in Längsrichtung
des Trennelements 6, d. h. in den 8 und 9 horizontal,
versetzt zueinander angeordnet sind.
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Die
Ausführungsvarianten gemäß den 3 bis 5 unterscheiden
sich im wesentlichen nur dadurch voneinander, daß bei den
Varianten gemäß den 3 und 5 die
als Schlitz im Anschlußelement 4 ausgebildete
Aufnahme 12 quer zu der mit dem Bezugszeichen 16 gekennzeichneten
Richtung des durch das Anschlußelement 4 fließenden
Stromes verläuft: Bei der Ausführungsvariante
gemäß 4 ist dagegen die als Schlitz
ausgebildete Aufnahme 12 parallel zur Stromrichtung 16 im
Anschlußelement 4 angeordnet.
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Bei
den in den 10 bis 12 dargestellten
Ausführungsvariante ist die Aufnahme 12 als Kontakttulpe
mit zwei einander im wesentlichen gegenüberliegenden Schenkel 17, 18 ausgebildet,
zwischen denen das erste Ende 7 des Trennelements 6 eingesteckt
ist und durch die Federkraft der Schenkel 17, 18 der
Kontakttulpe festgeklemmt wird. Die auf das Trennelement 6 wirkende
Rückstellkraft F1 wird dabei dadurch
erzeugt, daß das Trennelement 6 nicht parallel
sondern verkippt zur Längsachse L der Kontakttulpe in dieser
gehalten ist. Wie aus 10b ersichtlich
ist, verläuft die Federkraft F2 des
Federelements 13 parallel zur Längsachse L der
Aufnahme 12, so daß das erste Ende 7 des
Trennelements 6 nach dem Auftrennen der ersten Trennstelle 10 verkantungsfrei
aus der Aufnahme 12 herausgezogen wird. Dadurch muß zum
Auftrennen der zweiten Trennstelle 11 nur eine relativ
geringe Kraft F2 vom Federelement 13 aufgebracht
werden. Während bei der Ausführungsvariante gemäß 10 die Aufnahme 12 ein separates
Bauteil ist, das auf dem Anschlußelement 4 befestigt
ist, ist bei den beiden Ausführungsbeispielen gemäß den 11 und 12 die
Aufnahme 12 einstückig mit dem Anschlußelement 4 ausgebildet.
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Die 13 und 14 zeigen
schließlich zwei Ausführungsvarianten des Abtrennmechanismus
des Überspannungsschutzelements 1, bei denen die
Rückstellkraft F1 zum Auftrennen
der ersten Trennstelle 10 als Torsionskraft im Trennelement 6 gespeichert
ist. Wie auch bei den übrigen Ausführungsvarianten
ist die Lötstelle 9 nicht direkt zwischen dem überspannungsbegrenzenden
Bauelement 3 und dem zweiten Ende 8 des Trennelements 6 sondern
zwischen einer zur mit dem überspannungsbegrenzenden Bauelement 3 elektrisch
und thermisch verbundenen Verbindungszunge 19 und dem zweiten
Ende 8 realisiert.
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Bei
dem Ausführungsbeispiel gemäß 13 ist
die als Schlitz ausgebildete Aufnahme 12 unter einem Winkel α zur
Längsachse der Verbindungszunge 19 im Anschlußelement 4 angeordnet.
Um das in die Aufnahme 12 im Anschlußelement 4 eingesteckte Trennelement 6 an
der Verbindungszunge 19 anzulöten, muß das
zweite Ende 8 des Trennelements 6 zur Verbindungszunge 19 ausgelenkt
werden, so daß das Trennelement 6 im angelöteten
Zustand verdreht ist, wodurch im Trennelement 6 eine Torsionskraft
als Rückstellkraft gespeichert ist. Bei der Ausführungsvariante
gemäß 14 ist
die als Schlitz ausgebildete Aufnahme 12 ebenfalls unter
einem Winkel zur Längsachse der Verbindungszunge 19 angeordnet, wobei
bei dieser Ausführungsvariante die Aufnahme 12 parallel
zur Längsachse des Anschlußelements 4 und
parallel zur Stromrichtung 16 verläuft, während die
Verbindungszunge 19 schräg zur Längsrichtung des
Anschlußelements 4 angeordnet ist. Auch hier muß daher
das zweite Ende 8 des Trennelements 6 in Richtung
auf die Verbindungszunge 19 verdreht werden, so daß im
angelöteten Zustand eine Torsionskraft F1 als
Rückstellkraft im Trennelement 6 gespeichert ist.
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Aus 1 ist
außerdem noch erkennbar, daß in der Oberseite
des Gehäuses 2 des Überspannungsschutzelements 1 ein
Sichtfenster 20 für eine darunter angeordnete
optische Zustandsanzeige vorgesehen ist. Die optische Zustandsanzeige
ist dabei vorzugsweise über ein mechanisches Betätigungssystem
mit dem Abtrennmechanismus verbunden, so daß beim Auftrennen
der ersten und/oder zweiten Trennstelle 10, 11 automatisch
auch die optische Zustandsanzeige betätigt wird.
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Darüber
hinaus ist an der Unterseite des Gehäuses 2 ein
federbelasteter Auslösestift 21 angeordnet, dessen
freies Ende durch den Gehäuseboden hindurchragt. Der Auslösestift 21 dient
zur Betätigung eines Fernmeldekontakts zur Fernmeldung des
Zustands des Überspannungsschutzelements 1. Ein
derarti ger Fernmeldekontakt ist bei dem als ”Schutzstecker” ausgebildeten Überspannungsschutzelement 1 in
einem Geräteunterteil angeordnet, wobei das Überspannungsschutzelement 1 zusammen
mit dem – in den Figuren nicht dargestellten – Geräteunterteil
ein Überspannungsschutzgerät bildet. Schließlich
ist an der Unterseite des Gehäuses 2 des Überspannungsschutzelements 1 noch
ein Kodierelement 22 angeordnet, das mit einem korrespondierenden
Gegenkodierelement im Geräteunterteil zusammenwirkt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 4241311
C2 [0002]
- - DE 202004006227 U1 [0003]
- - DE 69503743 T2 [0004]
- - DE 69904472 T2 [0005]