DE102008031917A1

DE102008031917A1 - Überspannungschutzelement

Info

Publication number: DE102008031917A1
Application number: DE102008031917A
Authority: DE
Inventors: Michael Tegt
Original assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Current assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Priority date: 2008-07-08
Filing date: 2008-07-08
Publication date: 2010-01-14
Anticipated expiration: 2028-07-09
Also published as: CN101626156A; DE102008031917B4; CN101626156B

Abstract

Dargestellt und beschrieben ist ein Überspannungsschutzelement mit einem Gehäuse (2), mit einem in dem Gehäuse (2) angeordneten überspannungsbegrenzenden Bauelement (3), insbesondere einem Varistor, mit zwei Anschlußelementen (4, 5) zum elektrischen Anschluß des Überspannungsschutzelements (1) an den zu schützenden Strom- oder Signalpfad und mit einer federnden Trennzunge (6) als elektrisch leitendes Trennelement, die im Normalzustand des Überspannungsschutzelements (1) mit ihrem ersten Ende (7) mit dem ersten Anschlußelement (4) und mit ihrem zweiten Ende (8) mit dem überspannungsbegrenzenden Bauelementen (3) in elektrisch leitenden Kontakt steht, wobei das zweite Ende (8) der Trennzunge (6) über eine Lötstelle (9) mit dem überspannungsbegrenzenden Bauelement (3) verbunden ist und die an der Lötstelle (9) realisierte Lötverbindung zwischen dem überspannungsbegrenzenden Bauelement (3) und dem zweiten Ende (8) der Trennzunge (6) dann auftrennt, wenn die Temperatur des überspannungsbegrenzenden Bauelements (3) einen vorgegebenen Ansprechwert überschreitet, so daß die so gebildete Trennstelle bei thermischer Überlastung des überspannungsbegrenzenden Bauelements (3) dieses elektrisch abtrennt. Bei dem erfindungsgemäßen Überspannungsschutzelement (1) ist eine sichere Abtrennung eines defekten überspannungsbegrenzenden Bauelements (3) und eine hohe Isolations- und Kriechstromfestigkeit dadurch gewährleistet, daß die Trennzunge (6) so angeordnet und ausgebildet ist, daß sie ...

Description

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 einer federnden Trennzunge als elektrisch leitendes Trennelement, die im Normalzustand des Überspannungsschutzelements mit ihrem ersten Ende mit dem ersten Anschlußelement und mit ihrem zweiten Ende mit dem überspannungsbegrenzenden Bauelementen in elektrisch leitenden Kontakt steht, wobei das zweite Ende der Trennzunge über eine Lötstelle mit dem überspannungsbegrenzenden Bauelement verbunden ist und die an der Lötstelle realisierte Lötverbindung zwischen dem überspannungsbegrenzenden Bauelement und dem zweiten Ende der Trennzunge 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.
Ein 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 bzw. einer Anschlußfahne am 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 linear 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.
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 abgelesen werden kann.
Aus der DE 699 04 472 T2 ist ebenfalls ein Überspannungsschutzelement mit einem thermischen Abtrennmechanismus 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 elektrischen Abtrennung des Varistors führt.
Die DE 695 03 743 T2 offenbart ein Überspannungsschutzelement mit zwei Varistoren, 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, schwenkt das freie Ende der Trennzunge beim Erweichen der Lötverbindung von der Verbindungszunge des Varistors weg, wodurch der Varistor elektrisch abgetrennt wird. Um die geforderte Isolations- und Kriechstromfestigkeit zu gewährleisten und einen beim Öffnen der Trennstelle entstehenden Lichtbogen zu löschen, ist es erforderlich, daß beim Verschwenken der Trennzunge ein möglichst großer Abstand zwischen dem zweiten Ende der Trennzunge und der Verbindungszunge des überspannungsbegrenzenden Bauelement erzielt wird. Dies erfordert jedoch ein Gehäuse, das deutlich größer als der Varistor ist.
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.
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.
Die zuvor beschriebenen, bei den bekannten Überspannungsschutzelementen verwendeten, thermische Abtrennvorrichtungen, die auf dem Aufschmelzen einer Lötverbindung beruhen, haben 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. Beim Überschreiben einer bestimmten Grenztemperatur muß die Trennstelle eine sichere Abtrennung des überspannungsbegrenzenden Bauelements sowie eine dauerhafte Isolationsfestigkeit und Kriechstromfestigkeit gewährleisten.
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. Die Belastung der Umgebung der Trennstelle kann zu einer Reduzierung der Spannungsfestigkeit im Bereich der Trennstelle führen, 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.
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 auch bei möglichst kleiner Baugröße des Überspannungsschutzelements gewährleistet.
Diese Aufgabe ist bei dem eingangs beschriebenen Überspannungsschutzelement dadurch gelöst, daß die Trennzunge so angeordnet und ausgebildet ist, daß sie dann, wenn ihr zweites Ende über die Lötstelle mit dem überspan nungsbegrenzenden Bauelement verbunden ist entgegen ihrer Federkraft und relativ zu ihrem entspannten Zustand gestreckt und verschwenkt ist, so daß das zweite Ende der Trennzunge beim Auftrennen der Lötverbindung sowohl eine lineare Bewegung F₁ in Richtung auf ihr erstes Ende als auch eine Schwenkbewegung F₂ ausführt. Dadurch, daß die Trennzunge beim Auftrennen der Lötverbindung aufgrund ihrer Federkraft nicht nur eine lineare Bewegung oder nur eine Schwenkbewegung sondern sowohl eine lineare Bewegung F₁ in Richtung auf ihr erstes Ende als auch eine Schwenkbewegung F₂ ausführt, kann auch bei geringem zur Verfügung stehendem Platz im Gehäuse ein relativ großer Abstand zwischen dem zweiten Ende der Trennzunge und dem überspannungsbegrenzenden Bauelement erzielt werden. Dies führt zu einer Erhöhung der Isolations- und Kriechstromfestigkeit sowie zu einem besseren und schnelleren Löschen eines anstehenden Lichtbogens.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Trennzunge mindestens zwei Federbögen auf, die so zueinander angeordnet sind, daß sie gemeinsam eine S-Form bilden. Die lineare Bewegung F₁ beim Auftrennen der Lötverbindung wird dabei in erster Linie durch die Entspannung des ersten Federbogens und die Schwenkbewegung F₂ durch die Entspannung des zweiten Federbogens bewirkt. Unabhängig davon tragen jedoch beide Federbögen einen Beitrag sowohl zur linearen Bewegung F₁ als auch zur Schwenkbewegung F₂ der Trennzunge bei, da die Trennzunge insgesamt einstückig ausgebildet ist.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Überspannungsschutzelements ist das zweite Ende der Trennzunge im Normalzustand des Überspannungsschutzelements nicht direkt mit dem überspannungsbegrenzenden Bauelement sondern an einer seitlich davon abstehenden Verbindungszunge angelötet. Dabei ist die Verbindungszunge elektrisch leitend mit dem überspannungsbegrenzenden Bauelement verbunden. Durch die Ausbildung einer seitlich abstehenden Verbindungszunge kann zum einen das zweite Ende der Trennzunge leichter an der Lötstelle angelötet werden, bestehen zum anderen mehrere konstruktive Möglichkeiten, das zweite Ende der Trennzunge beim Auftrennen der Lötverbindung sowohl durch eine lineare Bewegung F₁ als auch durch eine Schwenkbewegung F₂ von der Lötstelle und damit von dem Ende der Verbindungszunge zu entfernen.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung ist eine seitlich abstehende Wand aus isolierendem Material so in der Nähe der Verbindungszunge angeordnet, daß sich die Wand bei aufgetrennter Lötverbindung zwischen dem zweiten Ende der Trennzunge und der Verbindungszunge befindet. Bei ”üblicher” Ausrichtung des Überspannungsschutzelements, bei der die Anschlußelemente an der Unterseite des überspannungsbegrenzenden Bauelements und die Verbindungszunge mit horizontalem Abstand zu den Anschlußelementen und zum ersten Ende der Trennzunge an einer Stirnseite des überspannungsbegrenzenden Bauelements angeordnet sind, befindet sich die isolierende Wand unterhalb der Verbindungszunge. Bei aufgetrennter Lötverbindung federt dann das zweite Ende der Trennzunge hinter die abstehende Wand zurück, so daß das zweite Ende der Trennzunge durch die Wand thermisch und elektrisch von der Verbindungszunge getrennt ist. Dadurch wird ein eventueller anstehender Lichtbogen schnell und sicher gelöscht.
Sind sowohl die isolierende Wand als auch die Verbindungszunge an derselben Seite, insbesondere an derselben Stirnseite, des überspannungsbegrenzenden Bauelements angeordnet, so wird durch die Ausbildung der abstehenden Wand kein zusätzlicher Bauraum benötigt. Die abstehende Wand kann dabei vorteilhafterweise an einer Stirnseite eines das überspannungsbegrenzende Bauelement aufnehmenden Innengehäuses ausgebildet sein, wobei oberhalb der Wand eine Öffnung in dem Innengehäuse ausgebildet ist, durch die sich die Verbindungszunge erstreckt. Das Innengehäuse und damit auch die abstehende Wand können beispielsweise aus Kunststoff bestehen.
Das erfindungsgemäße Überspannungsschutzelement ist vorteilhafterweise als ”Schutzstecker” ausgebildet, so daß es zusammen mit einem korrespondierenden Geräteunterteil ein Überspannungsschutzgerät bildet. Vorteilhafterweise weist dabei das Geräteunterteil einen Fernmeldekontakt zur Fernmeldung des Zustands des Überspannungsschutzelements auf. Zur Betätigung eines zu dem Fernmeldekontakt gehörenden Schalters ist dabei im Überspannungsschutzelement vorzugsweise ein federbelasteter Auslösestift vorgesehen, der durch eine Öffnung in der Unterseite des Gehäuses herausragt.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist das Überspannungsschutzelement ein Kodierelement auf, das durch eine Öffnung in der Untersei te des Gehäuses herausragt und mit einem entsprechenden Gegenkodierelement im Geräteunterteil zusammenwirkt. Die Ausbildung eines Kodierelements und eines Gegenkodierelements ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn in ein Geräteunterteil gleichzeitig mehrere Überspannungsschutzelemente nebeneinander eingesteckt werden können. Durch die Ausbildung des Kodierelements bzw. des Gegenkodierelements kann dann ein fehlerhaftes Stecken eines Überspannungsschutzelements auf eine falsche Position in dem Geräteunterteil verhindert werden. Bezüglich weiterer Ausgestaltungen und Einzelheiten eines möglichen Geräteunterteils wird auf die DE 20 2004 006 227 U1 verwiesen.
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 auf die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen
1 ein erfindungsgemäßes Überspannungsschutzelement, mit teilweise weggeschnittenem Gehäuse, in perspektivischer Darstellung und in Seitenansicht,
2 das Überspannungsschutzelement gemäß 1, ohne äußeres Gehäuse, in perspektivischer Darstellung und in Seitenansicht, im Normalzustand des Überspannungsschutzelements,
3 ein Überspannungsschutzelement gemäß 2, in perspektivischer Darstellung und in Seitenansicht, bei aufgetrennter Lötverbindung,
4 zwei Darstellungen einer ausgelenkten Trennzunge, und
5 zwei Darstellungen der Trennzunge im entspannten Zustand.
Die 1 bis 3 zeigen ein Überspannungsschutzelement 1 mit einem – nur in 1 teilweise dargestellten – Gehäuse 2, wobei in dem Gehäuse 2 ein überspannungsbegrenzendes Bauelement 3 angeordnet ist. Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen wird als überspannungsbegrenzendes Bauelement 3 ein ”Doppelvaristor” verwendet, bei dem zwei Varistorscheiben bzw. zwei Keramikscheiben über ein dazwischen liegendes Metallstück miteinander verbunden sind, so daß der ”Doppelvaristor” insgesamt als ein Bauteil ausgebildet ist, auch wenn ”funktional” zwei Varistoren vorhanden sind. Selbstverständlich kann innerhalb des Gehäuses 2 auch ein ”normaler” Varistor oder ein anderes überspannungsbegrenzendes Bauelement, beispielsweise ein gasgefüllter Überspannungsableiter angeordnet sein. Das in den Figuren als ”Schutzstecker” ausgebildete Überspannungsschutzelement 1 weist zwei als Steckerstifte ausgebildete Anschlußelemente 4, 5 auf, die in korrespondierende Steckerbuchsen in einem Geräteunterteil einsteckbar sind.
Das Überspannungsschutzelement 1 weist darüber hinaus noch eine innerhalb des Gehäuses 2 angeordnete Trennzunge 6 auf, deren erstes Ende 7 mit dem ersten Anschlußelement 4 einstückig verbunden ist, wie dies insbesondere aus den 4 und 5 ersichtlich ist. Im Normalzustand des Überspannungsschutzelements 1 d. h. wenn der Varistor 3 nicht defekt ist, ist das zweite Ende 8 der Trennzunge 6 über eine Lötstelle 9 mit dem Varistor 3 elektrisch leitend verbunden, so daß das Überspannungsschutzelement 1 über die beiden Anschlußelemente 4, 5 mit dem zu schützenden Strom- oder Signalpfad verbunden ist bzw. verbunden werden kann.
Aus einem Vergleich der 2 und 3 sowie der 4 und 5 ist ersichtlich, daß die Trennzunge 6, die zwei Federbögen 10, 11 aufweist, im angelöteten Zustand entgegen ihrer Federkraft ausgelenkt ist, so daß sie beim Auftrennen der Lötverbindung in die – in den 3 und 5 dargestellte – Ruhelage zurückfedert. Aus dem Vergleich der Figuren ist dabei erkennbar, daß das zweite Ende 8 der Trennzunge 6 beim Auftrennen der Lötverbindung sowohl eine lineare Bewegung F₁ in Richtung auf ihr erstes Ende 7 als auch eine Schwenkbewegung F₂ im Uhrzeigersinn, d. h. in Richtung zum Varistor 3, ausführt. Im angelöteten Zustand ist die Trennzunge 6 relativ zu ihrem entspannten Zustand sowohl gestreckt als auch entgegen dem Uhrzeigersinn verschwenkt, so daß das zweite Ende 8 der Trennzunge 6 am äußeren Ende der seitlich abstehenden Verbindungszungen 12 angelötet werden kann. Da – wie zuvor ausgeführt worden ist – im dargestellten Ausführungsbeispiel ein ”Doppelvaristor” dargestellt ist, weist das Überspannungsschutzelement 1 zwei Verbindungszungen 12 auf, wobei jeweils eine Verbindungszunge 12 zungen 12 auf, wobei jeweils eine Verbindungszunge 12 mit einem der beiden Varistorscheiben des ”Doppelvaristors” elektrisch leitend verbunden ist.
Unterhalb der Verbindungszungen 12 ist eine seitlich abstehende Wand 13 an der Stirnseite 14 des den Varistor 3 aufnehmenden Innengehäuses 15 ausgebildet. Das Innengehäuse 15 besteht beispielsweise aus Kunststoff, so daß auch die seitlich abstehende Wand 13 aus Kunststoff ist. Im Normalzustand des Überspannungsschutzelements (1 und 2) passiert das zweite Ende 8 der Trennzunge 6 die Stirnkante der vorstehenden Wand 13, so daß das zweite Ende 8 an der Lötstelle 9 mit den Verbindungszungen 12 verlötet ist. Im Unterschied dazu ist das zweite Ende 8 der Trennzunge 6 bei aufgetrennter Lötverbindung unterhalb der vorstehenden Wand 13 angeordnet (vgl. 3). Dadurch, daß die Trennzunge 6 nicht nur eine lineare Bewegung F₁ in Richtung auf ihr erstes Ende 7 sondern zusätzlich auch eine Schwenkbewegung F₂ im Uhrzeigersinn ausführt, liegt das zweite Ende 8 der Trennzunge 6 bei aufgetrennter Lötverbindung an der Stirnseite 14 des Innengehäuses 15 an, so daß die Trennzunge 6 durch die Wand 13 thermisch und elektrisch von den Verbindungszungen 12 getrennt ist. Ein beim Auftrennen eventuell anstehender Lichtbogen wird somit schnell und zuverlässig gelöscht. Wie beispielsweise aus 3b ersichtlich ist, steht die Wand 13 genauso weit wie die Verbindungszungen 12 von der Stirnseite 14 des Innengehäuses 15 ab. Die beiden Verbindungszungen 12 erstrecken sich dabei durch zwei in dem Innengehäuse 15 ausgebildete Öffnungen 16.
Die 4 und 5 zeigen jeweils zwei vergrößerte Darstellungen der Trennzunge 6 und des ersten Anschlußelements 4 des erfindungsgemäßen Überspannungsschutzelements 1, wobei das erste Anschlußelement 4 und die Trennzunge 6 aus einem Metallteil ausgestanzt und abgebogen sind, d. h. das Anschlußelement 4 und die Trennzunge 6 sind einstückig ausgebildet.
In 4 ist dabei die Trennzunge 6 im ausgelenkten Zustand und in 5 im entspannten Zustand dargestellt. Die Anordnung und Ausbildung der beiden Federbögen 10, 11, die so zueinander angeordnet sind, daß sie gemeinsam in etwa eine S-Form bilden, führt dazu, daß die Trennzunge 6 beim Zurückfedern aus dem ausgelenkten Zustand in den Ruhezustand nicht nur eine lineare Bewegung F₁ oder eine reine Schwenkbewegung F₂ sondern sowohl eine li neare Bewegung F₁ als auch eine Schwenkbewegung F₂ ausführt. Die lineare Bewegung F₁ erfolgt dabei in erster Linie aus der Entspannung des ersten Federbogens 10 und die Schwenkbewegung F₂ in erster Linie aus der Entspannung des zweiten Federbogens 11. Die Trennzunge 6 ist dabei insgesamt so ausgebildet, daß das zweite Ende 8 im entspannten Zustand unterhalb der vorstehenden Wand 13 an der Stirnseite 14 des Innengehäuses 15 anliegt und im Normalzustand des Überspannungsschutzelements 1, wenn das zweite Ende 8 an der Lötstelle 9 mit den Verbindungszungen 12 verlötet ist, nur soweit ausgelenkt ist, daß die Elastizitätsgrenze der Trennzunge 6 nicht überschritten ist, so daß die Trennzunge 6 beim Auftrennen der Lötstelle 9 stets in den Ausgangszustand zurückfedert.
Aus den 1 bis 3 ist noch ersichtlich, daß das als ”Schutzstecker” ausgebildete Überspannungsschutzelement 1 ein Kodierelement 17 aufweist, das durch eine Öffnung in der Unterseite 18 des Gehäuses 2 herausragt. Darüber hinaus ist in der Oberseite 19 des Gehäuses 2 ein Sichtfenster 20 für eine darunter angeordnete optische Zustandsanzeige vorgesehen. Die optische Zustandsanzeige ist dabei so ausgebildet, daß sie beim Auftrennen der Lötverbindung bzw. beim Zurückfedern der Trennzunge 6 automatisch betätigt wird.
Darüber hinaus ist an der Unterseite 18 des Gehäuses 2 ein federbelasteter Auslösestift 21 angeordnet, dessen freies Ende durch eine Öffnung 22 herausragt. Der Auslösestift 21 dient zur Betätigung eines Fernmeldekontakts zur Fernmeldung des Zustands der Überspannungsschutzelements 1. Ein derartiger Fernmeldekontakt ist bei dem als ”Schutzstecker” ausgebildeten Überspannungsschutzelement 1 in einem Geräteunterteil angeordnet, in dem auch ein zu dem Kodierelement 17 korrespondierendes Gegenkodierelement ausgebildet ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 4241311 C2 [0002]
- DE 202004006227 U1 [0003, 0017]
- DE 69904472 T2 [0004]
- DE 69503743 T2 [0005]

Claims

Überspannungsschutzelement mit einem Gehäuse (2), mit mindestens einem in dem Gehäuse (2) angeordneten überspannungsbegrenzenden Bauelement (3), insbesondere einem Varistor, mit mindestens zwei Anschlußelementen (4, 5) zum elektrischen Anschluß des Überspannungsschutzelements (1) an den zu schützenden Strom- oder Signalpfad und mit einer federnden Trennzunge (6) als elektrisch leitendes Trennelement, die im Normalzustand des Überspannungsschutzelements (1) mit ihrem ersten Ende (7) mit dem ersten Anschlußelement (4) und mit ihrem zweiten Ende (8) mit dem überspannungsbegrenzenden Bauelementen (3) in elektrisch leitenden Kontakt steht, wobei das zweite Ende (8) der Trennzunge (6) über eine Lötstelle (9) mit dem überspannungsbegrenzenden Bauelement (3) verbunden ist und die an der Lötstelle (9) realisierte Lötverbindung zwischen dem überspannungsbegrenzenden Bauelement (3) und dem zweiten Ende (8) der Trennzunge (6) dann auftrennt, wenn die Temperatur des überspannungsbegrenzenden Bauelements (3) einen vorgegebenen Ansprechwert überschreitet, so daß die so gebildete Trennstelle bei thermischer Überlastung des überspannungsbegrenzenden Bauelements (3) dieses elektrisch abtrennt, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennzunge (6) so angeordnet und ausgebildet ist, daß sie dann, wenn ihr zweites Ende (8) über die Lötstelle (9) mit dem überspannungsbegrenzenden Bauelement (3) verbunden ist, entgegen ihrer Federkraft und relativ zu ihrem entspannten Zustand gestreckt und verschwenkt ist, so daß das zweite Ende (8) der Trennzunge (6) beim Auftrennen der Lötverbindung sowohl eine lineare Bewegung F₁ in Richtung auf ihr erstes Ende (7) als auch eine Schwenkbewegung F₂ ausführt.
Überspannungsschutzelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennzunge (6) mindestens zwei Federbögen (10, 11) aufweist, die so zueinander angeordnet sind, daß sie gemeinsam ein S-Form bilden.
Überspannungsschutzelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lötstelle (9) zwischen dem zweiten Ende (8) der Trennzunge (6) und einer mit dem überspannungsbegrenzenden Bauelement (3) verbundenen seitlich abstehenden Verbindungszunge (12) gebildet ist.
Überspannungsschutzelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine seitlich abstehende Wand (13) aus isolierendem Material, beispielsweise aus Kunststoff, so in der Nähe der Verbindungszunge (12) angeordnet ist, daß sich die Wand (13) bei aufgetrennter Lötverbindung zwischen dem zweiten Ende (8) der Trennzunge (6) und der Verbindungszunge (12) befindet.
Überspannungsschutzelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand (13) an einer Seite, insbesondere an einer Stirnseite (14), eines das überspannungsbegrenzende Bauelement (3) aufnehmenden Innengehäuses (15) ausgebildet ist und daß oberhalb der Wand (13) eine Öffnung (16) ausgebildet ist, durch die sich die Verbindungszunge (12) erstreckt.
Überspannungsschutzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennzunge (6) und das erste Anschlußelement (4) einstückig ausgebildet sind.
Überspannungsschutzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kodierelement (17) vorgesehen ist, das durch eine Öffnung in der Unterseite (18) des Gehäuses (2) herausragt.
Überspannungsschutzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine optische Zustandsanzeige vorgesehen ist, wobei in der Oberseite (19) des Gehäuses (2) ein Sichtfenster (20) ausgebildet ist.
Überspannungsschutzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein vorzugsweise federbelasteter Auslösestift (21) zur Betätigung eines Fernmeldekontakts vorgesehen ist, der durch eine Öffnung (22) in der Unterseite (18) des Gehäuses (2) herausragt.