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Die Erfindung betrifft eine Funkenstreckenanordnung mit Zündhilfe.
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Hintergrund der Erfindung
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In den unterschiedlichsten Wechselspannungssystemen werden Überspannungsschutzeinrichtungen eingesetzt. Dabei unterscheiden sich die eingesetzten Schaltungen je nach System.
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Beispielsweise werden für sogenannte Typ 1 Ableiter (z.B. entsprechend der DIN VDE 0100-443 (VDE 0100-443):2007-06 oder IEC 60364-4-44:2001-08 bzw. DIN VDE 0110/IEC Publikation 664) oftmals Funkenstrecken-basierte Ableiter eingesetzt.
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Um mit den Funkenstrecken bessere Schutzpegel zu erzielen, werden diese Funkenstrecken mit externen Triggerkreisen beschaltet, welche das Zünden der Funkenstrecken bei niedrigeren Spannungen ermöglichen.
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Diese Triggerkreise müssen dazu in elektrisch leitender Verbindung mit den Funkenstrecken stehen. Der Triggerkreis von Funkenstrecken wird dabei direkt auf das Außengehäuse der Funkenstrecken kontaktiert, da dieses mit der entsprechenden Triggerelektrode verbunden ist. Die Kontaktierung des Funkenstrecken-Gehäuses wird dabei mittels Druckkontaktierung über Federelemente realisiert. Für diese Federelemente gibt es verschiedenste Ausführungsformen, z.B.: federnd gelagerte Stifte, Druckfedern, Blattfedern, Federspangen, etc.
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Aus der
DE 101 25 941 A1 ist eine integrierte Kompaktanordnung bekannt, bei der Funkenstrecken mittels einer Ansteuer- und Triggerschaltung auf einem Verdrahtungsträger innerhalb eines Gehäuses. Aus der
DE 103 04 492 A1 der Anmelderin ist ein modulares Konzept bekannt, bei dem eine Funkenstrecke als Grobschutz um einen steckbaren Zündkreis in Zusammenhang mit einem Varistor als Feinschutz ergänzt werden kann. Aus der
DE 10 2004 006 988 A1 ist eine Überspannungsschutzeinrichtung auf Funkenstreckenbasis mit integrierter Zündhilfe bekannt.
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Allerdings zeigt sich, dass der vorgenannte Aufbau aufwändig ist und zudem die Gefahr von Fehlern bei der Herstellung auf Grund einer Vielzahl von Teilen aufweist.
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Ausgehend von dieser Situation ist es Aufgabe der Erfindung, eine Funkenstreckenanordnung mit Zündhilfe zur Verfügung zu stellen, die es ermöglicht, eine solche Anordnung kostengünstig und zuverlässig zu realisieren.
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Die Aufgabe wird gelöst durch eine Funkenstreckenanordnung mit Zündhilfe gemäß Anspruch 1 bzw. Anspruch 5. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind insbesondere Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Nachfolgend wird die Erfindung näher unter Bezug auf die Figuren erläutert. In diesen zeigt:
- 1 ein erstes Detail einer erfindungsgemäßen Funkenstreckenanordnung,
- 2 ein zweites Detail einer erfindungsgemäßen Funkenstreckenanordnung,
- 3 eine Explosionszeichnung einer beispielhaften erfindungsgemäßen Funkenstreckenanordnung, und
- 4 eine perspektivische Darstellung einer beispielhaften erfindungsgemäßen Funkenstreckenanordnung.
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Nachfolgend wird die Erfindung eingehender unter Bezugnahme auf die 1-4 dargestellt werden. Dabei ist anzumerken, dass unterschiedliche Aspekte beschrieben werden, die jeweils einzeln oder in Kombination zum Einsatz kommen können. D.h. jeglicher Aspekt kann mit unterschiedlichen Ausführungsformen der Erfindung verwendet werden, soweit nicht explizit als reine Alternative dargestellt.
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Weiterhin wird nachfolgend der Einfachheit halber in aller Regel immer nur auf eine Entität Bezug genommen werden. Soweit nicht explizit vermerkt, kann die Erfindung aber auch jeweils mehrere der betroffenen Entitäten aufweisen. Insofern ist die Verwendung der Wörter „ein“, „eine“ und „eines“ nur als Hinweis darauf zu verstehen, dass in einer einfachen Ausführungsform zumindest eine Entität verwendet wird.
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Eine erfindungsgemäße Funkenstreckenanordnung 1 ist zum Einsatz mit zumindest einer Zündhilfe Z gedacht. Dazu weist die Funkenstreckenanordnung 1 zunächst ein Gehäuseteil G auf.
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Das Gehäuseteil G wiederum weist mindestens eine Aufnahme A für eine Funkenstrecke FS auf.
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Weiterhin kann in das Gehäuseteil G eine Zündhilfe eingesetzt werden. Hierzu kann eine optionale Aufnahme AZ für die Zündhilfe vorgesehen sein.
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Die Zündhilfe Z weist mindestens einen elektrischen Kontakt D, z.B. ein Anschlussbein, auf. Dieser elektrische Kontakt D der Zündhilfe ragt - wenn die Zündhilfe im Gehäuseteil G befindlich ist - in die Aufnahme für die Funkenstrecke, siehe 1.
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Wird nun die Funkenstrecke FS in die Aufnahme eingesetzt, so klemmt die Funkenstrecke in der Aufnahme A den elektrischen Kontakt D. Dazu kann, wie in 1 ersichtlich, eine Führungsnut vorgesehen sein, in der der elektrische Kontakt aufgenommen wird. Beim Einsetzen der Funkenstrecke kann es auch zu einer Deformation des elektrischen Kontaktes entsprechend einer Außenkontur der Funkenstrecke FS kommen, wie ein Vergleich des in 1 gerade dargestellten Kontaktes D in Vergleich mit 2, einem abschnittsweise gebogenen elektrischen Kontakt D aufzeigt.
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D.h., der elektrische Kontakt D wird von dem Außengehäuse der Funkenstrecke FS und der Aufnahme A geklemmt. Mittels der Klemmung wird der elektrische Kontakt zum leitenden Außengehäuse der Funkenstrecke FS hergestellt.
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Durch diese Klemmung werden entsprechende federnde Elemente, wie sie im Stand der Technik verwendet wurden, überflüssig. D.h. die Herstellungskosten sinken. Zudem wird durch die geringere Anzahl von Teilen die Ausfallsicherheit erhöht, da mit der Anzahl der Teile zwangsläufig auch die Fehleranfälligkeit, insbesondere bei der Herstellung, steigt.
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In einer Ausführungsform der Erfindung - siehe 1 und 2 - weist das Gehäuseteil G weiterhin eine Aufnahme AZ für die Zündhilfe Z auf. Hierdurch kann der Herstellungsprozess vereinfacht werden, da nunmehr das Gehäuseteil G entsprechend der Ausformung der Zündhilfe vorgefertigt sein kann und damit eine bessere Führung/Halterung der Zündhilfe beim Zusammenbau ermöglicht. Z.B. kann in dem Gehäuseteil G in der Aufnahme A für die Funkenstrecke FS eine weitere (zylindrische) Aufnahme AZ für den Körper der Zündhilfe Z sein. Am Boden der Aufnahme AZ kann eine Öffnung / Bohrung vorgesehen sein, durch die ein weiterer Kontakt der Zündhilfe Z auf die Rückseite des Gehäuseteils G geführt werden kann. Beispielsweise kann ein weiterer Kontakt WK, z.B. ein Anschlussbein durch die Öffnung hindurchgeführt sein und dort mit einem weiteren Bauteil verbunden werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Zündhilfe Z einen weiteren Kontakt auf. Dieser weitere Kontakt ist z.B. in 2 bzw. 3 als nach hinten/oben stehendes Anschlussbein dargestellt. Dieser weitere Kontakt WK kann durch das Gehäuseteil G reichen. Auf der Rückseite des Gehäuses - gesehen von der Seite der Aufnahme A für die Funkenstrecke FS - kann der weitere Kontakt verlötet oder elektrisch leitend geklemmt oder verrastet werden. Beispielsweise ist auf der Rückseite eine Platine P angeordnet, auf/mit der der weitere Kontakt WK verlötet sein kann.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird - wenn eine Funkenstrecke FS in die Aufnahme A eingesetzt wird - die Funkenstrecke FS den elektrischen Kontakt D mit einer Presspassung klemmen. Hierdurch kann der elektrische Kontakt sicher gewährleistet und zudem kann die mechanische Stabilität der Anordnung verbessert werden.
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In noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden zwei oder mehr Funkenstrecken FS mit jeweiliger Zündhilfe Z aufgewiesen. Die Funkenstreckanordnung weist ein Gehäuseteil G auf, wobei in das Gehäuseteil G jede Funkenstrecke FS aufgenommen werden kann. Das Gehäuseteil G weist weiterhin je eine Aufnahme A für jede Zündhilfe Z auf, wobei eine aufgenommen Zündhilfe Z mit einem entsprechenden elektrischen Kontakt D in die Aufnahme A einer jeweiligen Funkenstrecke FS ragt, sodass, wenn eine Funkenstrecke FS in die entsprechende Aufnahme A eingesetzt wird, die entsprechende Funkenstrecke FS den jeweiligen elektrischen Kontakt D klemmend elektrisch kontaktiert.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die weiteren Kontakte WK mit einer Leiterplatte verbunden. Hierdurch kann die Montage der Funkenstrecke (n)/Zündhilfen vorteilhaft erleichtert werden, da die Zündhilfen (n) relativ zum Gehäuseteil G beim Einsetzen der Funkenstrecke (n) fixiert sein können.
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In einer Ausführungsform der Erfindung - siehe 1 und 2 - weist das Gehäuseteil G weiterhin je eine Aufnahme AZ für die jeweilige Zündhilfe Z auf. Hierdurch kann der Herstellungsprozess vereinfacht werden, da nunmehr das Gehäuseteil G entsprechend der Ausformung der Zündhilfe vorgefertigt sein kann und damit eine bessere Führung/Halterung der Zündhilfe beim Zusammenbau ermöglicht.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Zündhilfe Z jeweils einen weiteren Kontakt WK auf. Dieser weitere Kontakt WK ist z.B. in 2 bzw. 3 als nach hinten/oben stehendes Anschlussbein dargestellt. Diese weiteren Kontakte WK können durch das Gehäuseteil G reichen. Auf der Rückseite des Gehäuses - gesehen von der Seite der Aufnahme A für die Funkenstrecken FS - können die weiteren Kontakte verlötet oder elektrisch leitend geklemmt oder verrastet werden. Beispielsweise ist auf der Rückseite eine Platine P angeordnet, auf/mit der die weiteren Kontakte WK verlötet sein können.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird - wenn eine jeweilige Funkenstrecke FS in die entsprechende Aufnahme A eingesetzt wird - die entsprechende Funkenstrecke FS den elektrischen Kontakt D mit einer Presspassung klemmen. Hierdurch kann der elektrische Kontakt sicher gewährleistet werden und zudem kann die mechanische Stabilität der Anordnung verbessert werden.
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Gemäß einer vorteilhaften kostengünstigen Ausgestaltung ist das Gehäuseteil G mittels Spitzgusstechnik hergestellt. Im Spitzgussverfahren können eine Vielzahl von mechanischen Vorkehrungen, wie z.B. Aufnahmen/Nuten etc., berücksichtigt werden, sodass mittels geeigneter Werkzeuge das Gehäuseteil G mit allen vorteilhaften Merkmalen in einem (einzigen) Arbeitsschritt hergestellt werden kann. Hierdurch können die Produktionskosten gering gehalten werden.
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Ohne Beschränkung der Allgemeinheit kann jedes geeignete Material zur Herstellung des Gebäudeteiles G verwendet werden. Besonders bevorzugt ist jedoch das Gehäuseteil G aus einem Kunststoff, beispielsweise Polycarbonat, gefertigt.
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D.h. mittels der Erfindung werden Komponenten des Triggerkreises - d.h. die Zündhilfe - durch direkte Druckkontaktierung der Anschlussbeine mit dem Außengehäuse der Funkenstrecke FS kontaktiert. Dazu wird das Anschlussbein einer Triggerkreiskomponente (Varistor, Gasableiter, Kondensator, ...) direkt mittels Klemmung zwischen Gehäuseteil G und Außengehäuse des Überspannungsschutzelementes FS kontaktiert. Dadurch wird kein zusätzliches Bauteil zur Kontaktierung zwischen Triggerkreis und Funkenstrecke FS benötigt.
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In noch einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Sammelschienensystem ein Gleichspannungssystem, ein Zweileiterwechselspannungssystem oder ein Mehrleiterwechselspannungssystem.
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Ohne Beschränkung der Allgemeinheit ist die Erfindung nicht auf Wechselspannungssysteme (Zwei-, Drei oder Mehrleitersystem) beschränkt, sondern kann gleichermaßen auch in Gleichspannungssystemen Anwendung finden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Funkenstreckenanordnung
- Z
- Zündhilfe
- G
- Gehäuseteil
- FS
- Funkenstrecke
- D
- elektrischer Kontakt
- A
- Aufnahme der Funkenstrecke
- AZ
- Aufnahme für die Zündhilfe
- P
- Platine
- WK
- weiterer Kontakt
