DE102018118904B3

DE102018118904B3 - Anordnung von Stapelfunkenstrecken und Vorrichtung zum Zusammenhalten und Kontaktieren von Stapelfunkenstrecken

Info

Publication number: DE102018118904B3
Application number: DE102018118904.4A
Authority: DE
Inventors: Thomas Meyer; Hannes Sagebiel
Original assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Current assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Priority date: 2018-08-03
Filing date: 2018-08-03
Publication date: 2019-10-17
Anticipated expiration: 2038-08-04
Also published as: CN110797753B; US20200044419A1; CN110797753A; US10777973B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung (1) von Stapelfunkenstrecken (2), wobei eine Stapelfunkenstrecke (2) mehrere Elektroden (3) und zwischen den Elektroden (3) angeordnete Isolierelemente (4) aufweist, mit einem ersten elektrisch leitenden Klemmelement (5) und einem zweiten elektrisch leitenden Klemmelement (6), wobei die beiden Klemmelemente (5, 6) sich gegenüberliegend an den Stirnseiten (7) der Stapelfunkenstrecken (2) angeordnet sind, mit mindestens einem Verbindungselement (8), durch das die beiden Klemmelemente (5, 6) miteinander verbunden sind, und mit Anschlusselementen (9) zum elektrischen Anschließen der Stapelfunkenstrecken (2). Zudem betrifft die Erfindung auch eine Vorrichtung zum Zusammenhalten und Kontaktieren von Stapelfunkenstrecken. Die Aufgabe, eine Anordnung von Stapelfunkenstrecken bereitzustellen, bei der die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile weitestgehend behoben sind, wird dadurch gelöst, dass bei der erfindungsgemäßen Anordnung drei Stapelfunkenstrecken (2) nebeneinander zwischen den beiden Klemmelementen (5, 6) angeordnet sind, das mindestens eine Verbindungselement (8) elektrisch leitend ist und die beiden Klemmelemente (5, 6) über das Verbindungselement (8) elektrisch miteinander verbunden sind, jede Stapelfunkenstrecke (2) an einer als Anschlussseite (10) dienenden Stirnseite (7) elektrisch leitend mit einem Anschlusselement (9) verbunden ist, zwischen der Anschlussseite (10) einer jeden Stapelfunkenstrecke (2) und dem an der Anschlussseite (10) angeordneten Klemmelement (5, 6) eine Isolierung (11) angeordnet ist, sodass die Anschlussseite (10) der Stapelfunkenstrecke (2) elektrisch von dem Klemmelement (5, 6) isoliert ist und die der Anschlussseite (10) gegenüberliegende Stirnseite (7) einer jeden Stapelfunkenstrecke (2) elektrisch leitend mit dem an der Stirnseite (7) angeordneten Klemmelement (5, 6) verbunden ist, derart dass die drei Stapelfunkenstrecken (2) eine Sternschaltung bilden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung von Stapelfunkenstrecken, wobei eine Stapelfunkenstrecke mehrere Elektroden und zwischen den Elektroden angeordnete Isolierelemente aufweist, mit einem ersten elektrisch leitenden Klemmelement und einem zweiten elektrisch leitenden Klemmelement, wobei die beiden Klemmelemente sich gegenüberliegend an den Stirnseiten der Stapelfunkenstrecken angeordnet sind, mit mindestens einem Verbindungselement, durch das die beiden Klemmelemente miteinander verbunden sind, und mit Anschlusselementen zum elektrischen Anschließen der Stapelfunkenstrecken. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Zusammenhalten und Kontaktieren von Stapelfunkenstrecken.
Stapelfunkenstrecken an sich sind seit vielen Jahren aus dem Stand der Technik bekannt, typischerweise aus dem Bereich des Überspannungsschutzes. Hier realisieren die Stapelfunkenstrecken den Überspannungsableiter, der bei Überschreiten einer Schwellspannung - beim Geräteschutz in der Regel eine Spannung über der Betriebsspannung eines angeschlossenen Gerätes aber unterhalb der Isolationsfestigkeit gegenüber Stoßspannungen dieses Gerätes - in Sekundenbruchteilen leitfähig wird und so die auslösende Überspannung ableitet. Die Stapelfunkenstrecken bestehen aus mehreren Elektroden und mehreren Isolierungen, die zwischen den einzelnen Elektroden angeordnet sind, sodass sich jeweils zwischen zwei Elektroden eine Isolierung befindet, die in der Mitte eine Öffnung aufweist, sodass zwei Elektroden eine Funkenstrecke bilden. Die Elektroden sind meist als Graphitscheiben ausgebildet, die Isolierungen meist als Isolationsfolien aus Kunststoff realisiert.
Um die einzelnen Elektroden einer Stapelfunkenstrecke zusammenzuhalten, ist bekannt, die Elektroden und Isolierelemente zwischen zwei Klemmelementen einzuklemmen, wobei die Klemmelemente über ein Verbindungselement miteinander verbunden sind.
Zudem ist es aus dem Stand der Technik bekannt, mehrere Stapelfunkenstrecken in Form einer Sternschaltung - im Falle von drei Stapelfunkenstrecken auch Y-Schaltung genannt - miteinander zu verschalten. Die Stapelfunkenstrecken sind dann so miteinander verschaltet, dass alle Stapelfunkenstrecken mit jeweils einem Anschluss zusammengeschaltet sind, nämlich im Sternpunkt, wobei der jeweils andere Anschluss einer jeden Stapelfunkenstrecke einem externen Anschluss dient. Zwischen zwei externen Anschlüssen sind dann folglich immer zwei Stapelfunkenstrecken in Reihe geschaltet. Derartige Anordnungen werden beispielsweise zum Schutz von Gleichspannungssystemen eingesetzt, insbesondere zum Schutz von Photovoltaikanlagen.
Aus der DE 10 2013 113 614 A1 ist eine Anordnung von drei Stapelfunkenstrecken bekannt, die zwischen Anschlusskontaktplatten und Kontaktplatten mit Anschlussmitteln für elektrische Leiter angeordnet sind.
Auch aus der DE 20 2014 101 167 U1 ist eine Anordnung von drei nebeneinander angeordneten Stapelfunkenstrecken bekannt. Die erste Stapelfunkenstrecke ist an ihrem ersten Ende mit einer ersten, einen Phasenleiteranschluss aufweisenden Kontaktplatte verbunden. An ihrem zweiten Ende ist die erste Stapelfunkenstrecke über eine zweite Kontaktplatte mit dem zweiten Ende der zweiten Stapelfunkenstecke verbunden. Die zweite Stapelfunkenstrecke ist an ihrem ersten Ende über eine dritte Kontaktplatte mit dem ersten Ende der dritten Stapelfunkenstrecke verbunden, wobei die dritte Stapelfunkenstrecke an ihrem zweiten Ende mit einer vierten Kontaktplatte verbunden ist, die einen Schutzleiteranschluss aufweist.
Eine Anordnung mehrerer Überspannungsschutzvorrichtungen mit Stapelfunkenstrecken ist zudem aus der DE 20 2015 101 950 U1 bekannt.
Bei einem der Anmelderin aus der Praxis bekannten Überspannungsschutzgerät sind die Stapelfunkenstrecken in einem Kunststoffgehäuse eingebettet und über Metallplatten, die quer durch Führungen in dem Kunststoffgehäuse geführt werden, miteinander verbunden. Nachteilig an der bekannten Anordnung ist, dass im Überspannungsfall auftretende Zugkräfte von dem Gehäuse aufgenommen werden müssen, was zu Verspannungen führt. Zudem ist die Anzahl der einzelnen Elektroden einer Stapelfunkenstrecke begrenzt durch die Größe der Ausnehmungen in dem Kunststoffgehäuse, in die die Stapelfunkenstrecken aufgenommen sind.
Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung von Stapelfunkenstrecken bereitzustellen, bei der die oben genannten Nachteile zumindest weitestgehend behoben sind.
Die Aufgabe ist bei der erfindungsgemäßen Anordnung gemäß dem Patentanspruch 1 dadurch gelöst, dass zunächst drei Stapelfunkenstrecken nebeneinander zwischen den beiden Klemmelementen angeordnet sind. Die Stapelfunkenstrecken sind dabei bevorzugt auch parallel zueinander ausgerichtet. Des Weiteren ist das mindestens eine Verbindungselement elektrisch leitend. Dadurch, dass sowohl das Verbindungselement als auch die durch das Verbindungselement miteinander verbundenen Klemmelemente elektrisch leitend sind, sind die beiden Klemmelemente über das Verbindungselement elektrisch miteinander verbunden.
Jede der Stapelfunkenstrecken der erfindungsgemäßen Anordnung ist an einer als Anschlussseite dienenden Stirnseite elektrisch leitend mit jeweils einem Anschlusselement verbunden. Zudem ist zwischen der Anschlussseite einer jeden Stapelfunkenstrecke und dem an der Anschlussseite angeordneten Klemmelement eine Isolierung angeordnet, sodass die Anschlussseite der Stapelfunkenstrecke elektrisch von dem zugeordneten, also dem benachbarten Klemmelement isoliert ist. Die der Anschlussseite gegenüberliegende Stirnseite einer jeden Stapelfunkenstrecke ist elektrisch leitend mit dem an dieser Stirnseite angeordneten Klemmelement verbunden. Jede Stapelfunkenstrecke ist also elektrisch leitend mit einem Klemmelement verbunden und von dem anderen Klemmelement elektrisch isoliert angeordnet, sodass insgesamt die drei Stapelfunkenstrecken eine Sternschaltung bilden. Das Mittelpotenzial - der Sternpunkt - wird bei der erfindungsgemäßen Anordnung also durch die beiden Klemmelemente und das wenigstens eine Verbindungselement gebildet.
Die erfindungsgemäße Anordnung vereint damit auf elegante Art und Weise die mechanische Fixierung der Stapelfunkenstrecken und die elektrische Kontaktierung der Stapelfunkenstrecken in Form einer Sternschaltung, nämlich einer Y-Schaltung, miteinander. Dadurch, dass die einzelnen Stapelfunkenstrecken zwischen zwei Klemmelementen angeordnet, insbesondere eingeklemmt sind und die beiden Klemmelemente durch das Verbindungselement miteinander verbunden sind, ergibt sich auf einfache Art und Weise eine Flexibilität in der Anzahl der Elektroden und Isolierelemente einer Stapelfunkenstrecke, da das Verbindungselement gegebenenfalls an die Länge der Stapelfunkenstrecken angepasst werden kann. Im Überspannungsfall werden auftretende Zugkräfte von den Klemmelementen und den Verbindungselementen aufgenommen.
Für einen Benutzer besonders vorteilhaft ist es, wenn nicht alle drei Anschlusselemente der Stapelfunkenstrecken auf einer Seite der Anordnung angeordnet sind. Insbesondere ist eine derartige Anordnung vorteilhaft, bei der zwei Anschlusselemente auf der einen Seite der Anordnung liegen und ein Anschlusselement auf der gegenüberliegenden Seite der Anordnung liegt. Eine bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung ist demnach ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Stapelfunkenstrecken so zwischen den Klemmelementen angeordnet sind, dass die Anschlussseiten von zwei Stapelfunkenstrecken dem ersten Klemmelement zugewandt sind und die Anschlussseite der dritten Stapelfunkenstrecke dem zweiten Klemmelement zugewandt ist. Die den Anschlussseiten gegenüberliegenden Stirnseiten der zwei Stapelfunkenstrecken sind dann mit dem zweiten Klemmelement elektrisch leitend verbunden und die der Anschlussseite gegenüberliegende Stirnseite der dritten Stapelfunkenstrecke ist dann mit dem ersten Klemmelement elektrisch leitend verbunden. Besonders vorteilhaft ist es ferner, wenn die beiden äußeren Stapelfunkenstrecken gleich angeordnet sind. Demnach ist die mittlere Stapelfunkenstrecke bevorzugt die dritte Stapelfunkenstrecke, die elektrisch von dem ersten Klemmelement isoliert ist und die über die der Anschlussseite gegenüberliegende Stirnseite elektrisch leitend mit dem zweiten Klemmelement verbunden ist. Hierdurch kann der Abstand zwischen den beiden auf einer Seite der Anordnung angeordneten Anschlusselementen größtmöglich gehalten werden.
Die zwischen den Anschlussseiten der Stapelfunkenstrecken und den Klemmelementen angeordneten Isolierungen können bevorzugt durch jeweils eine separate Isolierung realisiert sein. Insbesondere können dies einzelne Isolationsplatten, beispielsweise aus Kunststoff, sein. Um jedoch den Montageaufwand deutlich zu reduzieren, ist in einer ganz besonders vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung, bei der zwei Anschlussseiten von zwei Stapelfunkenstrecken dem ersten Klemmelement zugewandt sind und eine Anschlussseite einer Stapelfunkenstrecke dem zweiten Klemmelement zugewandt ist, zunächst vorgesehen, dass die beiden Isolierungen zwischen dem ersten Klemmelement und den Stapelfunkenstrecken als ein gemeinsames Isolationselement realisiert sind. Die erfindungsgemäße Anordnung ist dann dadurch charakterisiert, dass an den den Stirnseiten zugewandten Seiten der Klemmelemente jeweils ein Isolationselement angeordnet ist, wobei in dem ersten Isolationselement eine Ausnehmung ausgebildet ist, durch die eine Stirnseite einer Stapelfunkenstrecke mit dem ersten Klemmelement verbunden ist und wobei in dem zweiten Isolationselement zwei Ausnehmungen ausgebildet sind, durch die die Stirnseiten der beiden anderen Stapelfunkenstrecken mit dem zweiten Klemmelement verbunden sind.
Hierdurch ist eine besonders einfache Montage der Anordnung möglich.
Weiter bevorzugt sind die Isolationselemente rahmenartig ausgebildet, wobei die Außenkontur der Isolationselemente an die Außenkontur der Klemmelemente angepasst ist. Zudem ragen die Isolationselemente an den Rändern vorzugsweise zumindest teilweise über die Klemmelemente hinaus.
Um die Stapelfunkenstrecken an den Stirnseiten besonders elegant elektrisch leitend mit den Klemmelementen zu kontaktieren, sind in einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung an den mit den Klemmelementen elektrisch leitend verbundenen Stirnseiten der Stapelfunkenstrecken jeweils ein Kontaktelement angeordnet. Das Kontaktelement ist mit der angrenzenden Elektrode der Stapelfunkenstrecke elektrisch leitend verbunden. Die angrenzende Elektrode ist hierbei die Abschlusselektrode der Stapelfunkenstrecke. Das Kontaktelement ist dann ferner mit dem entsprechenden Klemmelement verbunden.
Die Kontaktierung erfolgt bevorzugt auf besonders einfache Art und Weise über eine reine Druckkontaktierung, nämlich dadurch, dass die Stapelfunkenstrecken zwischen den Klemmelementen eingeklemmt sind.
Sind Isolationselemente mit Ausnehmungen vorgesehen, dann sind weiter bevorzugt die Kontaktelemente in den Ausnehmungen angeordnet. Insbesondere schließt das Kontaktelement auf der den Stapelfunkenstrecken zugewandten Seite bündig mit dem Isolationselement ab oder ragt über das Isolationselement hinaus.
Wie zuvor beschrieben, sind an den Anschlussseiten der einzelnen Stapelfunkenstrecken Anschlusselemente zum Kontaktieren der Stapelfunkenstrecken angeordnet. In einer Ausgestaltung weisen die Anschlusselemente jeweils einen Kontaktbereich und einen Anschlussbereich auf. Jedes Anschlusselement ist dann über seinen Kontaktbereich mit der angrenzenden Elektrode der Stapelfunkenstrecke elektrisch leitend verbunden.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung ist der Anschlussbereich eines jeden Anschlusselementes durch jeweils eine korrespondierende Öffnung in der Isolierung auf die den Stapelfunkenstrecken abgewandte Seite der Klemmelemente geführt. Hierbei kontaktiert der Anschlussbereich bzw. das Anschlusselement das Klemmelement nicht. Dies kann bevorzugt dadurch sichergestellt werden, dass sich die Isolierung in den Bereich der Öffnung erstreckt und insbesondere die Umrandung der Öffnung bedeckt. In den Ausgestaltungen, in denen die Isolierungen durch die Isolationselemente realisiert sind, sind entsprechend die Öffnungen in den Isolationselementen ausgebildet.
Erfindungsgemäß sind die beiden Klemmelemente über mindestens ein Verbindungselement miteinander verbunden. Um die Stabilität der Anordnung weiter zu verbessern, ist in einer bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen, dass die beiden Klemmelemente über mehrere Verbindungselemente miteinander verbunden sind. Für die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Anordnung ist es ausreichend, wenn eins der Verbindungselemente elektrisch leitend ist, um so die beiden Klemmelemente elektrisch miteinander zu verbinden. Bevorzugt ist jedoch, wenn mehrere, insbesondere alle Verbindungselemente elektrisch leitend sind. Die Verbindungselemente sind weiter bevorzugt als Schrauben oder als Bolzen ausgebildet. Zudem sind in den Klemmelementen und/oder in den Isolierungen Ausnehmungen ausgebildet, durch die sich die Verbindungselemente zumindest teilweise erstrecken.
Neben der Anordnung von Stapelfunkenstrecken betrifft die Erfindung außerdem eine Vorrichtung zum Zusammenhalten und zum Kontaktieren von Stapelfunkenstrecken. Die Vorrichtung weist ein erstes elektrisch leitendes Klemmelement und ein zweites elektrisch leitendes Klemmelement auf, zwischen das die aus mehreren Elektroden und Isolierungen bestehenden Stapelfunkenstrecken eingeklemmt werden können. Die beiden Klemmelemente sind entsprechend einander gegenüberliegend angeordnet. Zudem sind die Klemmelemente durch ein Verbindungselement miteinander verbunden.
Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass die Klemmelemente so ausgebildet sind, dass drei Stapelfunkenstrecken nebeneinander zwischen den beiden Klemmelementen positionierbar sind, und zwar derart, dass die Stirnseiten der Stapelfunkenstrecken zu den Klemmelementen zeigen. Bevorzugt können die Stapelfunkenstrecken parallel zueinander zwischen den Klemmelementen positioniert werden. Das Verbindungselement, mit dem die Klemmelemente miteinander verbunden sind, ist elektrisch leitend. Da auch die Klemmelemente elektrisch leitend sind, resultiert das darin, dass die beiden Klemmelemente über das Verbindungselement elektrisch leitend miteinander verbunden sind.
An dem ersten Klemmelement der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind ferner zwei Isolierungen angeordnet. Die Isolierungen sind so an dem Klemmelement angeordnet, dass zwei der Stapelfunkenstrecken mit einer Stirnseite isolierend gegen das erste Klemmelement angeordnet werden können. An dem zweiten Klemmelement ist eine Isolierung angeordnet. Dadurch kann die dritte Stapelfunkenstrecke mit einer Stirnseite isolierend gegen das zweite Klemmelement angeordnet werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist also so konzipiert, dass drei Stapelfunkenstrecken zum Einen zusammengehalten werden und zudem elegant nebeneinander angeordnet gehalten werden können und zum Anderen auf spezielle Art und Weise kontaktiert werden. Über das erste Klemmelement wird eine Stapelfunkenstrecke kontaktiert, über das zweite Klemmelement werden zwei Stapelfunkenstrecken kontaktiert. Da zudem die beiden Klemmelemente elektrisch miteinander verbunden sind, eröffnet die erfindungsgemäße Vorrichtung eine elegante Möglichkeit, Stapelfunkenstrecken in einer Sternschaltung miteinander zu verbinden. Die Vorrichtung selbst bildet hierzu das Mittelpotenzial.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die beiden an dem ersten Klemmelement angeordneten Isolierungen durch ein gemeinsames erstes Isolationselement realisiert sind. Die an dem zweiten Klemmelement angeordnete Isolierung ist durch ein zweites Isolationselement realisiert. Hierdurch verringert sich der Montageaufwand, da weniger Teile montiert werden müssen, wenn zwei Isolierungen durch ein einziges Isolationselement realisiert sind.
Besonders vorteilhaft sind die Isolierungen oder Isolationselemente so ausgebildet, wie zuvor im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Anordnung beschrieben. Sämtliche im Zusammenhang mit der Anordnung gemachten Ausführungen sowie sämtliche Ausgestaltungen der Isolierungen und Isolationselemente geltend mit allen beschriebenen Merkmalen entsprechend für die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Zusammenhalten und Kontaktieren von Stapelfunkenstrecken.
Ebenfalls entsprechend gelten für die erfindungsgemäße Vorrichtung die Merkmale, die die Ausgestaltungen der Verbindungselement und der Klemmelemente betreffen und im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Anordnung ausgeführt worden sind.
In einer weiteren Ausgestaltung ist an dem ersten Klemmelement ein Kontaktelement zum Kontaktieren einer Stapelfunkenstrecke angeordnet und sind an dem zweiten Klemmelement zwei Kontaktelemente zum Kontaktieren zweier Stapelfunkenstrecken angeordnet. Sind an den Klemmelementen die erfindungsgemäßen Isolationselemente mit den entsprechenden Ausnehmungen angeordnet, dann sind die Kontaktelemente so ausgestaltet und an den Klemmelementen angeordnet, dass sie in den Ausnehmungen der Isolationselement angeordnet sind. Die Außenkonturen der Kontaktelemente sind besonders bevorzugt an die Außenkonturen der Ausnehmungen angepasst.
In Einzelnen gibt es eine Vielzahl von Möglichkeiten, die erfindungsgemäße Anordnung von Stapelfunkenstrecken und die Vorrichtung zum Zusammenhalten und Kontaktieren von Stapelfunkenstrecken weiterzubilden und auszugestalten. Dazu wird verwiesen sowohl auf die den unabhängigen Patentansprüchen nachgeordneten Patentansprüche als auch auf die Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen

1 eine Schnittdarstellung durch eine Anordnung von Stapelfunkenstrecken,
2 eine erste Ausgestaltung einer Vorrichtung zum Zusammenhalten und Kontaktieren von Stapelfunkenstrecken,
3 eine zweite Ausgestaltung einer Vorrichtung zum Zusammenhalten und Kontaktieren von Stapelfunkenstrecken,
4a ein erstes Klemmelement,
4b ein zweites Klemmelement,
5 drei Stapelfunkenstrecken,
6 Teile der Anordnung von Stapelfunkenstrecken und
7 die in 6 dargestellten Teile der Anordnung mit drei Elektroden.

1 zeigt eine Schnittdarstellung durch eine Anordnung 1 von Stapelfunkenstrecken 2. Die Anordnung 1 umfasst drei Stapelfunkenstrecken 2, wobei jede Stapelfunkenstrecke 2 aus mehreren Elektroden 3 und zwischen den Elektroden 3 angeordneten Isolierelementen 4 aufgebaut ist. Die Stapelfunkenstrecken 2 sind zwischen einem ersten Klemmelement 5 und einem zweiten Klemmelement 6 eingeklemmt. Zudem sind die Stapelfunkenstrecken 2 parallel nebeneinander angeordnet. Die beiden Klemmelemente 5, 6 sind einander gegenüberliegend an den Stirnseiten 7 der Stapelfunkenstrecken 2 angeordnet und sind ferner über Verbindungselemente 8 miteinander verbunden. In der Schnittdarstellung sind zwei Verbindungselemente 8 sichtbar. Die Klemmelemente 5, 6 und die Verbindungselemente 8 sind elektrisch leitend, sodass die beiden Klemmelemente 5, 6 durch die Verbindungselemente 8 elektrisch miteinander verbunden sind.
Jede Stapelfunkenstrecke 2 kann über ein Anschlusselement 9 angeschlossen werden, wobei die Anschlusselemente 9 an als Anschlussseiten 10 dienenden Stirnseiten 7 der Stapelfunkenstrecken 2 angeordnet sind.
Die Anordnung 1 ist insgesamt so ausgebildet, dass zwischen den Anschlussseiten 10 der Stapelfunkenstrecken 2 und dem an der jeweiligen Anschlussseite 10 angeordneten Klemmelement 5, 6 eine Isolierung 11 angeordnet ist. Dadurch sind die Anschlussseiten 10 der Stapelfunkenstrecken elektrisch von den entsprechenden Klemmelementen 5, 6 isoliert.
Die der Anschlussseite 10 gegenüberliegende Stirnseite 7 einer jeden Stapelfunkenstrecke 2 ist elektrisch leitend mit dem an dieser Stirnseite 7 angeordneten Klemmelement 5, 6 verbunden. Jede einzelne Stapelfunkenstrecke 2 ist also elektrisch leitend mit einem Klemmelement 5, 6 verbunden und zudem isolierend gegenüber dem anderen Klemmelement 5, 6 angeordnet. Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, dass die Stapelfunkenstrecken 2 eine Sternschaltung bilden. Die Klemmelemente 5, 6 und die Verbindungselemente 8 bilden hierbei das Mittelpotenzial.
Die beiden äußeren Stapelfunkenstrecken 2 sind mit ihren Anschlussseiten 10 dem ersten Klemmelement 5 zugewandt und demnach elektrisch leitend mit dem zweiten Klemmelement 6 verbunden. Die mittlere Stapelfunkenstrecke 2 ist mit ihrer Anschlussseite 10 dem zweiten Klemmelement 6 zugewandt und demnach elektrisch leitend mit dem ersten Klemmelement 5 verbunden. So ergibt sich eine bevorzugte Anordnung der Anschlusselemente 9, da zwei Anschlusselemente 9 auf einer Seite der Anordnung 1 liegen und ein Anschlusselement 9 mittig auf der anderen Seite der Anordnung 1 liegt.
Insgesamt wird durch die Anordnung 1 erreicht, dass immer zwei Stapelfunkenstrecken 2 zwischen zwei Anschlusselementen 9 und damit zwei Leitern liegen, an die die Anordnung 1 über die Anschlusselemente 9 angeschlossen wird. In dem Fall, dass die Stapelfunkenstrecken 2 leitend sind, ergibt sich also folgender Strompfad:

Über das Anschlusselement 9, durch Stapelfunkenstrecke 2, durch das Klemmelement 5, 6, mit dem die Stapelfunkenstrecke 2 elektrisch leitend verbunden ist, über die Verbindungselemente 8, über das gegenüberliegende Klemmelement 5, 6, durch die mit diesem Klemmelement 5, 6 elektrisch leitend verbundene Stapelfunkenstrecke 9 zu dem an dieser Stapelfunkenstrecke angeordneten Anschlusselement 9.

2 zeigt das erste elektrisch leitende Klemmelement 5 und das zweite elektrisch leitende Klemmelement 6, die über vier elektrisch leitende Verbindungselemente 8 miteinander verbunden sind und das Mittelpotenzial der Anordnung 1 bilden. Die Verbindungselemente 8 sind als Schrauben realisiert und von der Außenseite des zweiten Klemmelements 6 durch Ausnehmungen 12 in den Klemmelementen 5, 6 auf die Außenseite des ersten Klemmelements 5 geführt. Die Schraubköpfe 13 liegen also auf der Außenseite des zweiten Klemmelements 6, wohingegen die Schrauben durch Muttern 14 auf der Außenseite des ersten Klemmelements 5 fixiert sind. Durch die Verwendung mehrerer Verbindungselemente 8 wird die Stabilität der Anordnung 1 erhöht. Wie in der 2 zu erkennen ist, sind an den Klemmelementen 5, 6 zudem Zapfen 15 ausgebildet.
3 zeigt eine Ausgestaltung, bei der die Isolierungen 11, mit denen die Anschlussseiten 10 der Stapelfunkenstrecken 2 gegen die Klemmelemente 5, 6 elektrisch isoliert werden, durch Isolationselemente 16, 17 ausgebildet sind. An der den Stirnseiten 7 der Stapelfunkenstrecken 2 zugewandten Seite des ersten Klemmelements 5 ist ein erstes Isolationselement 16 angeordnet. Das Isolationselement 16 bedeckt mit Ausnahme einer mittig in dem Isolationselement 16 ausgebildeten Ausnehmung 18 das Klemmelement 5 vollständig. Durch die Ausnehmung 18 kann die Stirnseite 7 der mittig angeordneten Stapelfunkenstrecke 2 mit dem Klemmelement 5 elektrisch leitend verbunden werden, während die Anschlussseiten 10 der beiden äußeren Stapelfunkenstrecken 2 durch das Isolationselement 16 von dem Klemmelement 5 elektrisch isoliert sind. An der den Stirnseiten 7 der Stapelfunkenstrecken 2 zugewandten Seite des zweiten Klemmelements 6 ist ein zweites Isolationselement 17 angeordnet. Das Isolationselement 17 weist zwei Ausnehmungen 18 auf, die so in dem Isolationselement 17 ausgebildet sind, dass die Stirnseiten 7 der beiden äußeren Stapelfunkenstrecken 2 durch die Ausnehmungen 18 elektrisch leitend mit dem zweiten Klemmelement 6 verbunden werden können. In der Schnittdarstellung in 1 sind die Ausnehmungen 18 sichtbar.
Die Isolationselemente 16, 17 sind rahmenartig ausgebildet. Die Außenkontur 19 der Isolationselemente 16, 17 ist an die Außenkontur 20 der Klemmelemente 5, 6 angepasst. Insgesamt sind die Isolationselemente 16, 17 jedoch so ausgebildet, dass sie an den Rändern etwas über die Klemmelemente 5, 6 hinausragen, sodass eine zuverlässige Isolierung sichergestellt ist.
4a zeigt das erste Klemmelement 5, 4b zeigt das zweite Klemmelement 6. An dem ersten Klemmelement 5 ist ein Kontaktelement 21 angeordnet. Im zusammengebauten Zustand ist das Kontaktelement 21 zwischen der Stirnseite 7 der mittleren Stapelfunkenstrecke 2 und dem ersten Klemmelement 5 angeordnet. Das Kontaktelement 21 ist mit der angrenzenden Elektrode 3 der Stapelfunkenstrecke 2 elektrisch leitend verbunden. An dem zweiten Klemmelement 6 sind zwei Kontaktelemente 21 angeordnet, die im zusammengebauten Zustand mit den angrenzenden Elektroden 3 der äußeren Stapelfunkenstrecken 2 elektrisch leitend verbunden sind. Die Kontaktelemente 21 sind ebenfalls in den 1 und 3 dargestellt.
In der 5 sind die drei Stapelfunkenstrecken 2 abgebildet, die parallel nebeneinander angeordnet sind. Jede Stapelfunkenstrecke 2 weist in der dargestellten Ausführungsform zwölf Elektroden 3 auf. An den Stirnseiten 7, die mit den Klemmelementen 5, 6 elektrisch kontaktiert werden, sind die Kontaktelemente 21 angeordnet. An den Anschlussseiten 10 sind die Anschlusselemente 9 angeordnet. Die Anschlusselemente 9 weisen einen Kontaktbereich 22 und einen Anschlussbereich 23 auf. Die Kontaktbereiche 22 der Anschlusselemente 9 sind mit den angrenzenden Elektroden 3 elektrisch leitend verbunden. Über die Anschlussbereiche 23 erfolgt der Anschluss der Stapelfunkenstrecken 2 an die entsprechenden Leitungen. Die Kontaktbereiche 22 der Anschlusselemente 9 sind flächig ausgebildet, um eine größtmögliche Kontaktfläche zu den Elektroden 3 zu bilden.
Die Anschlussbereiche 23 der der Anschlusselemente 9 hingegen sind winkelförmig ausgebildet. Durch die winkelförmige Ausbildung der Anschlussbereiche 23 können die Anschlussbereiche 23 auf elegante Art und Weise durch in den Isolierungen 11, 16, 17 ausgebildete Öffnungen 24 auf die den Stirnseiten 7 abgewandte Seite der Klemmelemente 5, 6 geführt werden. Dies ist besonders anschaulich in der 6 dargestellt, die das zweite Klemmelement 6 mit dem zweiten Isolationselement 17 zeigt. In dem Isolationselement 17 sind zwei Öffnungen 24 ausgebildet, durch die die Anschlussbereiche 23 der Anschlusselemente 9 auf die den Stirnseiten 7 der Stapelfunkenstrecken 2 angewandte Seite des Klemmelements 6 geführt sind. Das Anschlusselement 9 berührt das Klemmelement 6 hierbei nicht. Um das sicherzustellen, erstreckt sich das Isolationselement 17 durch die Öffnung 24 hindurch, wie in 1 ersichtlich. In dem Isolationselement 17 ist mittig die Ausnehmung 18 ausgebildet, in der das Kontaktelement 21 angeordnet ist. Zudem sind auch in dem Isolationselement 17 Ausnehmungen 12 zum Durchführen der Verbindungselemente 8 ausgebildet.
7 zeigt neben den in 6 dargestellten Elementen zusätzlich jeweils eine Elektrode 3 einer Stapelfunkenstrecke 2, also insgesamt 3 Elektroden, die nebeneinander angeordnet sind. Die beiden äußeren Elektroden 3 sind hierbei über den Kontaktbereich 22 der Anschlusselemente 9 kontaktiert und gegen das Klemmelement 6 durch das Isolationselement 17 elektrisch isoliert. Die mittlere Elektrode 3 ist über das Kontaktelement 21 elektrisch mit dem Klemmelement 6 kontaktiert.
Bezugszeichenliste

1: Anordnung von Stapelfunkenstrecken
2: Stapelfunkenstrecke
3: Elektrode
4: Isolierelement
5: erstes Klemmelement
6: zweites Klemmelement
7: Stirnseite einer Stapelfunkenstrecke
8: Verbindungselement
9: Anschlusselement
10: Anschlussseite einer Stapelfunkenstrecke
11: Isolierung
12: Ausnehmungen für Verbindungselemente
13: Schraubkopf
14: Mutter
15: Element
16: erstes Isolationselement
17: zweites Isolationselement
18: Ausnehmung
19: Außenkontur Isolationselement
20: Außenkontur Klemmelement
21: Kontaktelement
22: Kontaktbereich
23: Anschlussbereich
24: Öffnung
25: Vorrichtung zum Zusammenhalten und Kontaktieren

Claims

Anordnung (1) von Stapelfunkenstrecken (2), wobei eine Stapelfunkenstrecke (2) mehrere Elektroden (3) und zwischen den Elektroden (3) angeordnete Isolierelemente (4) aufweist, mit einem ersten elektrisch leitenden Klemmelement (5) und einem zweiten elektrisch leitenden Klemmelement (6), wobei die beiden Klemmelemente (5, 6) sich gegenüberliegend an den Stirnseiten (7) der Stapelfunkenstrecken (2) angeordnet sind, mit mindestens einem Verbindungselement (8), durch das die beiden Klemmelemente (5, 6) miteinander verbunden sind, und mit Anschlusselementen (9) zum elektrischen Anschließen der Stapelfunkenstrecken (2), wobei drei Stapelfunkenstrecken (2) nebeneinander zwischen den beiden Klemmelementen (5, 6) angeordnet sind, wobei das mindestens eine Verbindungselement (8) elektrisch leitend ist und die beiden Klemmelemente (5, 6) über das Verbindungselement (8) elektrisch miteinander verbunden sind, wobei jede Stapelfunkenstrecke (2) an einer als Anschlussseite (10) dienenden Stirnseite (7) elektrisch leitend mit einem Anschlusselement (9) verbunden ist, wobei zwischen der Anschlussseite (10) einer jeden Stapelfunkenstrecke (2) und dem an der Anschlussseite (10) angeordneten Klemmelement (5, 6) eine Isolierung (11) angeordnet ist, sodass die Anschlussseite (10) der Stapelfunkenstrecke (2) elektrisch von dem Klemmelement (5, 6) isoliert ist und wobei die der Anschlussseite (10) gegenüberliegende Stirnseite (7) einer jeden Stapelfunkenstrecke (2) elektrisch leitend mit dem an der Stirnseite (7) angeordneten Klemmelement (5, 6) verbunden ist, derart dass die drei Stapelfunkenstrecken (2) eine Sternschaltung bilden.
Anordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stapelfunkenstrecken (2) so angeordnet sind, dass die Anschlussseiten (10) von zwei Stapelfunkenstrecken (2) dem ersten Klemmelement (5) zugewandt sind und die Anschlussseite (10) der dritten Stapelfunkenstrecke (2) dem zweiten Klemmelement (6) zugewandt ist.
Anordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an den den Stirnseiten (7) zugewandten Seiten der Klemmelemente (5, 6) jeweils ein Isolationselement (16, 17) angeordnet ist, wobei in dem ersten Isolationselement (16) eine Ausnehmung (18) ausgebildet ist, durch die eine Stirnseite (7) einer Stapelfunkenstrecke (2) mit dem ersten Klemmelement (5) verbunden ist und wobei in dem zweiten Isolationselement (17) zwei Ausnehmungen (18) ausgebildet sind, durch die die Stirnseiten (7) der beiden anderen Stapelfunkenstrecken (2) mit dem zweiten Klemmelement (6) verbunden sind.
Anordnung (2) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationselemente (16, 17) rahmenartig ausgebildet sind und dass die Außenkontur (19) der Isolationselemente (16, 17) an die Außenkontur (20) der Klemmelemente (5, 6) angepasst ist, wobei die Isolationselemente (16, 17) an den Rändern vorzugsweise zumindest teilweise über die Klemmelemente (5, 6) hinausragen.
Anordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den mit den Klemmelementen (5, 6) elektrisch leitend verbundenen Stirnseiten (7) der Stapelfunkenstrecken (2) und den Klemmelementen (5, 6) jeweils ein Kontaktelement (21) angeordnet ist, das mit der angrenzenden Elektrode (3) der Stapelfunkenstrecke (2) elektrisch leitend verbunden ist.
Anordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusselemente (9) jeweils einen Kontaktbereich (22) und einen Anschlussbereich (23) aufweisen und dass jedes Anschlusselement (9) jeweils über den Kontaktbereich (22) mit der angrenzenden Elektrode (3) der Stapelfunkenstrecke (2) elektrisch leitend verbunden ist.
Anordnung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussbereich (23) der Anschlusselemente (9) durch jeweils eine korrespondierende Öffnung (24) in der Isolierung (11, 16, 17) auf die den Stapelfunkenstrecken (2) abgewandte Seite der Klemmelemente (5, 6) geführt ist, ohne die Klemmelemente (5, 6) zu kontaktieren.
Anordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Klemmelemente (5, 6) über mehrere Verbindungselemente (8) elektrisch miteinander verbunden sind.
Anordnung (1) nach Anspruch einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (8) oder die Verbindungselemente (8) als Schrauben oder Bolzen ausgebildet sind und dass in den Klemmelementen (5, 6) und/oder in den Isolierungen (11, 16, 17) Ausnehmungen (12) ausgebildet sind, durch die sich die Verbindungselemente (8) zumindest teilweise erstrecken.
Vorrichtung zum Zusammenhalten und Kontaktieren von Stapelfunkenstrecken (2), wobei die Stapelfunkenstrecken (2) jeweils mehrere Elektroden (3) und zwischen den Elektroden (3) angeordnete Isolierungen (4) aufweisen, mit einem ersten elektrisch leitenden Klemmelement (5) und mit einem zweiten elektrisch leitenden Klemmelement (6), wobei die Klemmelemente (5, 6) einander gegenüberliegend angeordnet sind und zwischen den Klemmelementen (5, 6) die Stapelfunkenstrecken (2) einklemmbar sind, und mit mindestens einem Verbindungselement (8), durch das die beiden Klemmelemente (5, 6) miteinander verbunden sind, wobei die Klemmelemente (5, 6) so ausgebildet sind, dass drei Stapelfunkenstrecken (2) nebeneinander zwischen den beiden Klemmelementen (5, 6) positionierbar sind, wobei das mindestens eine Verbindungselement (8) elektrisch leitend ist und die beiden Klemmelemente (5, 6) über das Verbindungselement (8) elektrisch miteinander verbunden sind, wobei an dem ersten Klemmelement (5) zwei Isolierungen (11) angeordnet sind, sodass zwei der Stapelfunkenstrecken (2) mit einer Stirnseite (7) isolierend gegen das erste Klemmelement (5) angeordnet werden können und wobei an dem zweiten Klemmelement (6) eine Isolierung (11) angeordnet ist, sodass die dritte Stapelfunkenstrecke (2) mit einer Stirnseite (7) isolierend gegen das zweite Klemmelement (6) angeordnet werden kann.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden an dem ersten Klemmelement (5) angeordneten Isolierungen (11) durch ein erstes gemeinsames Isolationselement (16) realisiert sind und dass die an dem zweiten Klemmelement (6) angeordnete Isolierung (11) durch ein zweites Isolationselement (17) realisiert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationselemente (16, 17) gemäß den die Isolationselemente (16, 17) kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 3 und 4 ausgebildet sind.
Vorrichtung einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierungen (11, 16, 17) Öffnungen (24) zum Durchführen von Anschlusselementen (9) der Stapelfunkenstrecken (2) aufweisen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmelemente (5, 6) über mehrere Verbindungselemente (8) elektrisch miteinander verbunden sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (8) oder die Verbindungselemente (8) als Schrauben oder Bolzen ausgebildet sind und dass in den Klemmelementen (5, 6) und/oder in den Isolierungen (11, 16, 17) Ausnehmungen (12) ausgebildet sind, durch die sich die Verbindungselemente (8) zumindest teilweise erstrecken.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass an dem ersten Klemmelement (5) ein Kontaktelement (21) zum Kontaktieren einer Stapelfunkenstrecke (2) angeordnet ist und dass an dem zweiten Klemmelement (6) zwei Kontaktelemente (21) zum Kontaktieren von zwei Stapelfunkenstrecken (2) angeordnet sind.