DE102019110006A1

DE102019110006A1 - Überspannungsschutzgerät

Info

Publication number: DE102019110006A1
Application number: DE102019110006.2A
Authority: DE
Inventors: Jan-Erik Schmutz; Jan Hegerfeld
Original assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Current assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Priority date: 2019-04-16
Filing date: 2019-04-16
Publication date: 2020-10-22
Also published as: CN212784191U

Abstract

Dargestellt und beschrieben ist ein Überspannungsschutzgerät (1) mit einem Gehäuse (4, 5) mit mindestens einem Überspannungsbauelement (6a, 6b) und mit mindestens zwei Abtrennvorrichtungen, wobei mindestens eine Abtrennvorrichtung das mindestens eine Überspannungsbauelement (6a, 6b) bei Überlastung elektrisch abtrennt.Das erfindungsgemäße Überspannungsschutzgerät (1) ist dadurch einfach und mit wenig Bauteilen aufgebaut, dass die Abtrennvorrichtungen zusammen ein gemeinsames isolierendes Trennelement (8) aufweisen, das mit einer Kraft beaufschlagt und verschiebbar im Gehäuse (4) angeordnet ist, dass das isolierende Trennelement (8) entgegen der an ihm angreifenden Kraft in einer ersten Position gehalten ist, wenn die Abtrennvorrichtungen beide nicht ausgelöst sind und dass das isolierende Trennelement (8) beim Auslösen mindestens einer Abtrennvorrichtung durch die an ihm angreifende Kraft in eine andere Position verbracht wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Überspannungsschutzgerät mit einem Gehäuse mit mindestens einem Überspannungsbauelement und mit mindestens zwei Abtrennvorrichtungen, wobei mindestens eine Abtrennvorrichtung das mindestens eine Überspannungsbauelement bei Überlastung elektrisch abtrennt.
Überspannungsschutzgeräte werden seit Jahrzehnten in unterschiedlichen Ausführungsvarianten zum Schutz von elektrischen Stromkreisen, Anlagen, Maschinen und Geräten eingesetzt. Je nach Anwendungsfall und Schutzstufe weisen die Überspannungsschutzgeräte dabei unterschiedliche Überspannungsbauelemente und unterschiedliche Bauformen auf. Als Überspannungsbauelemente können sowohl überspannungsbegrenzende Bauelemente wie Varistoren als auch überspannungsschaltende Bauelemente wie Funkenstrecken oder gasgefüllte Überspannungsableiter sowie Kombinationen dieser Bauelemente eingesetzt werden.
Auf Grund von Alterung und zeitweise auftretenden Überspannungen (TOV) im Sekundenbereich kommt es insbesondere bei Überspannungsschutzgeräten mit einem Varistor als Ableiter zu einer unerwünschten Erhöhung des Leckstroms bei Betriebsspannung. Überspannungsschutzgeräte mit einem Varistor weisen daher in der Regel eine thermische Abtrennvorrichtung auf, durch die ein nicht mehr einwandfrei funktionsfähiger Varistor vom zu überwachenden Strompfad abgetrennt wird. Bei bekannten Überspannungsschutzgeräten erfolgt die Überwachung des Zustandes des Varistors meist nach dem Prinzip eines Temperaturschalters, wobei bei Überhitzung des Varistors, beispielsweise auf Grund aufgetretener Leckströme, eine zwischen dem Varistor und einem leitfähigen Verbindungselement vorgesehene Lötverbindung aufgetrennt wird, was zu einem elektrischen Abtrennen des Varistors führt.
Aus der DE 20 2004 006 227 U1 ist ein Überspannungsschutzgerät mit einer thermischen Abtrennvorrichtung bekannt, bei dem gemäß einem Ausführungsbeispiel (5) ein Varistor als Ableiter eingesetzt ist. Das aus dieser Druckschrift bekannte Überspannungsschutzgerät weist neben einem als federnde Trennzunge ausgebildeten leitfähigen Verbindungselement und einer thermisch auftrennenden Verbindung noch ein isolierendes Trennelement auf, das verschiebbar im Gehäuse angeordnet ist und durch die Kraft eines Federelements aus einer ersten Position in eine zweite Position verbracht werden kann. Der erste Anschlusskontakt ist dauerhaft mit dem ersten Anschluss des Varistors elektrisch leitend verbunden. Der zweite Anschlusskontakt ist mit dem ersten Ende des leitfähigen Verbindungselements leitend verbunden. Im Normalzustand des Überspannungsschutzelements, d.h. wenn der Varistor nicht unzulässig erwärmt ist, ist das zweite Ende des leitfähigen Verbindungselements über die thermisch auftrennende Verbindung mit dem zweiten Anschluss des Varistors verbunden. Darüber hinaus ist das isolierende Trennelement durch die zwischen dem zweiten Ende des leitfähigen Verbindungselements und dem zweiten Anschluss des Varistors realisierte Lötverbindung entgegen der Federkraft des Federelements in seiner ersten Position gehalten.
Hat sich der Überspannungsableiter auf Grund einer dauerhaften Überlastung des Varistors so stark erwärmt, dass eine vorgegebene Grenztemperatur überschritten wird, so kommt es zu einem Auftrennen der Lötverbindung. Dabei wird das isolierende Trennelement durch die Kraft des Federelements in seine zweite Position bewegt, in der ein Abschnitt des Trennelements zwischen dem zweiten Ende des Verbindungselements und dem zweiten Anschluss des Varistors angeordnet ist, so dass der Varistor elektrisch abgetrennt ist. Durch die Bewegung des Trennelements in seine zweite Position wird ein beim Öffnen der Trennstelle evtl. entstehender Lichtbogen durch das in die Trennstelle einfahrende isolierende Trennelement unterbrochen und somit gelöscht.
Das bekannte Überspannungsschutzgerät besteht aus einem mit Anschlussklemmen versehenen Geräteunterteil und einem als „Steckerteil“ ausgebildeten Überspannungsschutzelement, das einfach auf das Geräteunterteil aufgesteckt werden kann. Hierzu sind bei dem Überspannungsschutzelement die Anschlusskontakte als Steckerstifte bzw. Steckerschwerter ausgebildet, zu denen im Geräteunterteil korrespondierende Steckerbuchsen angeordnet sind, die mit Anschlussklemmen zum elektrischen Anschluss des Überspannungsschutzgeräts verbunden sind. Zusätzlich weist das bekannte Überspannungsschutzgerät eine optische Zustandsanzeige und einen Wechslerkontakt als Signalgeber zur Fernmeldung des Zustandes des Überspannungsschutzelements auf, wobei der im Geräteunterteil angeordnete Wechslerkontakt und die am Steckerteil ausgebildete optische Zustandsanzeige über ein gemeinsames mechanisches Betätigungssystem betätigt werden.
Auch die DE 10 2009 036 125 A offenbart ein Überspannungsschutzelement mit einem Varistor, der bei einer unzulässigen Erwärmung durch eine thermisch auftrennende Verbindung abgetrennt wird. Bei diesem Überspannungsschutzelement ist das leitfähige Verbindungselement derart mit einem isolierenden Trennelement verbunden, dass bei aufgetrennter thermischer Verbindung das isolierende Trennelement zwischen einen Anschluss des Varistors und den zugehörigen Anschlusskontakt bewegt wird. Das Verbindungselement ist dabei vorzugsweise als Metallstück ausgebildet und im Trennelement angeordnet, das von einer starren Isolierstoffplatte gebildet wird.
Zum Verschieben des Trennelements ist ein federbelasteter Auslöseschlitten innerhalb des Gehäuses angeordnet, durch den das isolierende Trennelement bei aufgetrennter thermischer Verbindung in die zweite Position verbracht wird. In dem Auslöseschlitten ist außerdem eine Bohrung ausgebildet, in der ein Auslösestift zur Betätigung eines Fernmeldekontakts angeordnet ist. Im Normalzustand des Überspannungsschutzelements ragt das untere Ende des Auslösestifts aus einer in der Unterseite des Gehäuses angeordneten Öffnung heraus, so dass durch den Auslösestift ein im Geräteunterteil angeordneter Schalter eines Fernmeldekontakts betätigt werden kann.
Die bekannten Überspannungsschutzgeräte ermöglichen eine sichere Abtrennung eines beschädigten Überspannungbauelements, insbesondere eines Varistors. Darüber hinaus weisen die Überspannungsschutzelemente teilweise eine optische Zustandsanzeige auf und ermöglichen zusätzlich auch eine Fernmeldung des Zustands des Überspannungsschutzgeräts. Nachteilig ist dabei jedoch, dass die Überspannungsschutzgeräte dazu relativ viele Bauteile benötigen, wodurch die Montage aufwändig und damit teuer wird. Dies gilt insbesondere dann, wenn das Überspannungsschutzgerät nicht nur ein Überspannungsbauelement, sondern mindestens zwei Überspannungsbauelemente aufweist, die unabhängig voneinander überwacht und bei Beschädigung abgetrennt werden sollen.
Um den Verdrahtungsaufwand für den Anwender möglichst gering zu halten, weisen auch Überspannungsschutzgeräte mit zwei oder mehr Überspannungsbauelementen nur eine Fernmeldung auf. Dabei werden zwar alle Überspannungsbauelemente überwacht, die den einzelnen Bauelementen zugeordneten Schalter sind jedoch in Reihe geschaltet, so dass eine Fehlermeldung über die Fernmeldung ausgegeben wird, wenn mindestens ein überspannungsbegrenzendes Bauelement abgeschaltet worden ist. Durch die Verwendung von mehreren Schaltern für die Fernmeldung erhöht sich dabei die Anzahl der Bauteile weiter.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein eingangs beschriebenes Überspannungsschutzgerät mit mindestens einem im Gehäuse angeordneten Überspannungsbauelement zur Verfügung zu stellen, das möglichst einfach aufgebaut ist und damit kostengünstig hergestellt werden kann.
Diese Aufgabe ist bei dem eingangs beschriebenen Überspannungsschutzgerät mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Bei dem erfindungsgemäßen Überspannungsschutzgerät weisen die Abtrennvorrichtungen zusammen ein gemeinsames isolierendes Trennelement auf, das mit einer Kraft beaufschlagt ist und verschiebbar im Gehäuse angeordnet ist. Wenn die Abtrennvorrichtungen beide nicht ausgelöst sind, ist das isolierende Trennelement entgegen der an ihm angreifenden Kraft in einer ersten Position gehalten, die als Grundposition bezeichnet werden kann. Beim Auslösen mindestens einer Abtrennvorrichtung wird das isolierende Trennelement durch die an ihm angreifende Kraft in eine andere Position verbracht, die eine Auslöseposition darstellt.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Überspannungsschutzgeräts mit der zuvor beschriebenen Anordnung des isolierenden Trennelements wird eine Reduzierung der benötigten Bauteile erreicht, dass für zwei Abtrennvorrichtungen nur ein isolierendes Trennelement benötigt wird. Unabhängig davon, ob die eine Abtrennvorrichtung, die andere Abtrennvorrichtung oder ob beiden Abtrennvorrichtungen ausgelöst haben, so erfolgt stets eine Positionsveränderung des einen isolierenden Trennelements, so dass das eine isolierende Trennelement für beide Abtrennvorrichtungen genutzt wird.
Gemäß einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung des Überspannungsschutzgeräts weist dieses einen Schalter als Fernmeldekontakt zur Fernmeldung des Zustands des Überspannungsschutzgeräts auf. Dabei steht der Schalter derart mit dem isolierenden Trennelement in Wirkverbindung, dass der Schalter eine erste Schaltstellung aufweist, wenn sich das isolierende Trennelement in seiner ersten Position befinden, während der Schalter eine andere Schaltstellung aufweist, wenn sich das isolierende Trennelement in einer anderen Position befindet.
Durch diese Ausgestaltung des Überspannungsschutzgeräts mit der zuvor beschriebenen Anordnung des isolierenden Trennelements, über das die mindestens zwei Abtrennvorrichtungen in Wirkverbindung mit dem einen Schalter stehen, ist die Möglichkeit geschaffen, die Position von mindestens zwei Abtrennvorrichtungen mit nur einem Schalter und auch nur einem isolierenden Trennelement zu detektieren. Das eine isolierende Trennelement weist somit zusätzlich zu seiner eigentlichen Abtrenn- und Löschfunktion auch noch die Funktion der Aktivierung einer Fernmeldung auf. Damit ist zur Fernmeldung des Zustands des Überspannungsschutzgeräts nur ein Schalter als Fernmeldekontakt erforderlich, auch wenn das Überspannungsschutzgerät zwei Abtrennvorrichtungen und ggf. auch zwei überspannungsbegrenzende Bauelemente aufweist.
Zuvor ist ausgeführt worden, dass das Überspannungsschutzgerät mindestens ein überspannungsbegrenzendes Bauelemente und mindestens zwei Abtrennvorrichtungen aufweist. Auch wenn es grundsätzlich möglich ist, dass das Überspannungsschutzgerät mehr als zwei Abtrennvorrichtungen, beispielsweise drei oder vier Abtrennvorrichtungen aufweist, so wird nachfolgend stets davon ausgegangen, dass das Überspannungsschutzgerät zwei Abtrennvorrichtungen aufweist. Denkbar ist jedoch auch, dass das Überspannungsschutzgerät mehr als zwei überspannungsbegrenzenden Bauelemente und auch mehr als zwei Abtrennvorrichtungen aufweist, mit denen das Trennelement zusammenwirkt und die dann über das isolierende Trennelement auch in Wirkverbindung mit dem Schalter eines Fernmeldekontakts stehen.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Überspannungsschutzgeräts, bei dem zwei überspannungsbegrenzende Bauelemente und zwei Abtrennvorrichtungen vorgesehen sind, sind drei verschiedene Zustände der Abtrennvorrichtungen möglich. Beim ersten Zustand befinden sich beide Abtrennvorrichtungen jeweils in ihrer ersten Position, so dass der Schalter aufgrund der entsprechenden Position des isolierenden Trennelements seine erste Schaltstellung einnimmt. Gemäß dem zweiten möglichen Zustand befindet sich eine der beiden Abtrennvorrichtungen in ihrer ersten Position, während sich die andere Abtrennvorrichtung in ihrer zweiten Position befindet. Diese beiden Zustände führen jeweils zu einer Veränderung der Position des isolierenden Trennelements, was an den Schalter übertragen wird, so dass der Schalter eine andere, zweite oder dritte Schaltstellung einnimmt. Beim dritten möglichen Zustand befinden sich beide Abtrennvorrichtungen in ihrer zweiten Position, was ebenfalls zu einer Positionsveränderung des isolierenden Trennelements führt, die sich auf den Schalter überträgt, so dass dieser eine von der ersten Schaltstellung abweichende, dritte Schaltstellung einnehmen kann.
Je nach Ausbildung des Schalters ist es dabei möglich, dass der Schalter zwei oder drei Schaltstellungen aufweist. Im ersten Fall sind die zweite Schaltstellung und die dritte Schaltstellung identisch, so dass der Schalter nur zwischen der ersten Schaltstellung und einer anderen, zweiten Schaltstellung unterscheiden kann. Im zweiten Fall sind die zweite Schaltstellung und die dritte Schaltstellung unterschiedlich, so dass über den Schalter auch eine Unterscheidung zwischen dem zweiten und dem dritten Zustand möglich ist, also eine Unterscheidung, ob sich nur eine Abtrennvorrichtung oder beide Abtrennvorrichtungen in ihrer zweiten Position befinden. Beide Möglichkeiten können bei dem erfindungsgemäßen Überspannungsschutzgerät realisiert sein.
Nur wenn sich beide Abtrennvorrichtungen in ihrer ersten Position befinden, befindet sich auch das isolierende Trennelement in seiner ersten Position, in der der Schalter entgegen einer Federkraft durch das Trennelement in seiner ersten Schaltstellung gehalten ist. Bewegt sich zumindest eine Abtrennvorrichtung aus ihrer ersten Position in ihre zweite Position, so führt dies dazu, dass auch das isolierende Trennelement nicht mehr in seine ersten Position festgelegt ist, sondern seine Lage verändert, so dass auch der Schalter eine andere Schaltstellung aufweist.
Gemäß einer zweiten bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist das Überspannungsschutzgerät eine optische Zustandsanzeige auf. Hierzu weist das isolierende Trennelement eine Markierung auf, die Teil der optischen Zustandsanzeige ist. Außerdem ist im Gehäuse ein Sichtfenster ausgebildet, das derart angeordnet und bemessen ist, dass die Markierung in Abhängigkeit von der Position des isolierenden Trennelements von außen durch das Sichtfenster sichtbar ist oder nicht. Bei der ersten Variante dieser bevorzugten Ausgestaltung ist die Markierung am isolierenden Trennelement von außen durch das Sichtfenster sichtbar ist, wenn sich das isolierende Trennelement in seiner ersten Position befindet. Befindet sich das isolierende Trennelement dagegen in einer anderen Position, so ist die Markierung durch das Sichtfenster nicht sichtbar. Bei der zweiten Variante dieser bevorzugten Ausgestaltung ist die Zuordnung von Markierung und Sichtfenster anders herum. Befindet sich das isolierende Trennelement in seiner ersten Position, so ist die Markierung am isolierenden Trennelement durch das Sichtfenster nicht sichtbar, während die Markierung von außen durch das Sichtfenster sichtbar ist, wenn sich das isolierende Trennelement in einer anderen Position befindet. Das isolierende Trennelement übernimmt somit neben seiner eigentlichen Abtrenn- bzw. Löschfunktion auch noch die Funktion der optischen Anzeige des Zustandes des Überspannungsschutzgeräts.
Die optische Anzeige des Zustands des Überspannungsschutzgeräts erfolgt dabei vorzugsweise durch eine entsprechende Farbanzeige, wozu die Markierung am isolierenden Trennelement eine entsprechende Farbe aufweist. Bei der zuvor beschriebenen ersten Variante kann dies insbesondere eine grüne Farbe sein, während die Farbe der Markierung bei der zweiten Variante vorzugsweise rot ist.
Um eine besonders gute optische Unterscheidung zwischen den beiden Zuständen, Überspannungsschutzgerät voll funktionsfähig oder Überspannungsschutzgerät nicht voll funktionsfähig, zu ermöglichen, ist vorzugsweise im Bereich des Sichtfensters eine zweite Markierung angeordnet, die je nach Position des isolierenden Trennelements von der ersten Markierung verdeckt ist oder nicht. Auch hier sind wieder zwei Varianten möglich. Bei der ersten Variante ist die zweite Markierung von der ersten Markierung verdeckt ist, wenn sich das isolierende Trennelement in seiner ersten Position befindet. Befindet sich das isolierende Trennelement dagegen in einer anderen Position, so wird die zweite Markierung nicht von der ersten Markierung verdeckt, so dass die zweite Markierung durch das Sichtfenster von außen sichtbar ist. Bei der zweiten Variante ist dagegen die zweite Markierung dann nicht von der ersten Markierung verdeckt und somit durch das Sichtfenster von außen sichtbar, wenn sich das isolierende Trennelement in seiner ersten Position befindet. Befindet sich das isolierende Trennelement dagegen in einer anderen Position, so wird die zweite Markierung von der ersten Markierung verdeckt.
Weist die erste Markierung gemäß der ersten Variante eine grüne Farbe auf, so ist vorzugsweise vorgesehen, dass die zweite Markierung eine rote Farbe aufweist, so dass von einem Benutzer der Zustand des Überspannungsschutzgeräts intuitiv erfasst werden kann. Weist dagegen die erste Markierung gemäß der zweiten Variante eine rote Farbe auf, so weist die zweite Markierung entsprechend eine grüne Farbe auf.
Vorzugsweise ist das isolierende Trennelement derart im Gehäuse angeordnet, dass es beim Auslösen der einen Abtrennvorrichtungen im Uhrzeigersinn aus seiner ersten Position in eine zweite Position verschwenkt wird. Beim Auslösen der anderen Abtrennvorrichtung wird das Trennelement dagegen entgegen dem Uhrzeigersinn aus seiner ersten Position in eine dritte Position verschwenkt. Haben beide Abtrennvorrichtungen ausgelöst, so wird das isolierende Trennelement aufgrund der an ihm angreifenden Kraft in eine vierte Position verschoben. Hierbei kann es sich um ein rein lineares Verschieben handeln, insbesondere dann, wenn beide Abtrennvorrichtung zeitgleich aufgetrennt haben. Besteht dagegen zwischen dem Auftrennen der beiden Abtrennvorrichtungen ein zeitlicher Versatz, so kann das Trennelements zunächst etwas verschwenkt werden bevor es dann linear n die vierte Position verschoben wird.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Überspannungsschutzgeräts weist das isolierende Trennelement die Form eines Kreissegments auf. Die Höhe h des Kreissegments ist dabei vorzugsweise etwas geringer als der Radius der korrespondierenden Kreisfläche, so dass auch der Mittelpunktswinkel α des Kreissegments etwas kleiner als 180° ist. Die Ausbildung des isolierenden Trennelements als Kreissegment hat den Vorteil, dass dadurch bei einer schwenkbaren sowie linear verschiebbaren Anordnung des Trennelements im Gehäuse die verschiedenen Positionen des Trennelements, die dieses bei den entsprechenden Zuständen der Abtrennvorrichtungen einnimmt, einfach auf den Schalter übertragen werden können.
Befindet sich dabei der Schalter in derselben Ebene wie das isolierende Trennelement, jedoch seitlich neben dem Trennelement, etwa auf Höhe der Kreissehne, so können die zuvor beschriebenen verschiedenen Positionen des als Kreissegment ausgebildeten Trennelements unmittelbar auf einen federbelasteten Schalter übertragen werden. Dadurch kann auf die Verwendung eines zusätzlichen Übertragungselements, das die Position des Trennelements auf den Schalter überträgt, verzichtet werden. Unabhängig davon kann das isolierende Trennelement jedoch auch andere Formen aufweisen, so dass die Form des Trennelements nicht auf die Form eines Kreissegments beschränkt ist.
Gemäß einer bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Überspannungsschutzgeräts, bei dem dieses zwei Überspannungsbauelemente aufweist, wobei jeweils eine Abtrennvorrichtung einem Überspannungsbauelement zugeordnet ist, weisen die Abtrennvorrichtungen jeweils ein leitfähiges Verbindungselement auf. Im Normalzustand des ersten Überspannungbauelements ist dabei ein Anschluss des ersten Überspannungsbauelements über eine erste thermisch auftrennende Verbindung mit einem ersten Ende des ersten leitfähigen Verbindungselements elektrisch leitend verbunden. Entsprechend ist im Normalzustand des zweiten Überspannungsbauelements ein Anschluss des zweiten Überspannungsbauelements über eine zweite thermisch auftrennende Verbindung mit einem ersten Ende des zweiten leitfähigen Verbindungselements elektrisch leitend verbunden. Im Normalzustand der beiden Überspannungsbauelemente ist dabei das Trennelement durch die beiden leitfähigen Verbindungselemente entgegen der an ihm angreifenden Kraft in seiner ersten Position gehalten.
Bei Überschreiten einer vorgegebenen Grenztemperatur des ersten Überspannungsbauelements kommt es zu einem Auftrennen der ersten thermischen Verbindung, so dass das Trennelement durch die an ihm angreifende Kraft in eine zweite Position verbracht wird. In dieser zweiten Position des isolierenden Trennelements ist ein erster Abschnitt des Trennelements zwischen dem ersten Anschluss des ersten Überspannungsbauelements und dem ersten Ende des ersten leitfähigen Verbindungselements angeordnet. Durch das Trennelement kann so ein bei Öffnen der Verbindung evtl. enstehender Lichtbogen gelöscht werden. Bei Überschreiten einer vorgegebenen Grenztemperatur des zweiten Überspannungsbauelements kommt es entsprechend zu einem Auftrennen der zweiten thermischen Verbindung, so dass das Trennelement durch die an ihm angreifende Kraft in eine dritte Position verbracht wird. In dieser Position ist dann ein zweiter Abschnitt des Trennelements zwischen dem ersten Anschluss des zweiten Überspannungsbauelements und dem ersten Ende des zweiten leitfähigen Verbindungselements angeordnet, so dass wiederum ein evtl. bei Öffnen der Verbindung enstehender Lichtbogen durch das isolierende Trennelement gelöscht wird.
Kommt es zu einem Überschreiten der vorgegebenen Grenztemperatur der beiden Überspannungsbauelemente, so führt dies dazu, dass beide thermische Verbindungen auftrennen, so dass das Trennelement durch die an ihm angreifende Kraft in eine vierte Position verbracht wird. In dieser Position ist der erste Abschnitt des Trennelements zwischen dem ersten Anschluss des ersten Überspannungsbauelements und dem ersten Ende des ersten leitfähigen Verbindungselements und der zweite Abschnitt des Trennelements zwischen dem ersten Anschluss des zweiten Überspannungsbauelements und dem ersten Ende des zweiten leitfähigen Verbindungselements angeordnet, so dass beim Öffnen der beiden Verbindungen evtl. anstehende Lichtbögen durch das in die Trennstellen einfahrende isolierende Trennelement gelöscht werden.
Bei dieser Ausführungsvariante handelt es sich bei den beiden Abtrennvorrichtungen somit jeweils um von ihrer Funktionsweise her bekannte, thermische Abtrennvorrichtungen, bei denen jeweils ein Anschluss eines Überspannungsbauelements im Normalfall über das jeweilige elektrisch leitfähige Verbindungselement erfolgt. Bei einer unzulässigen Erwärmung eines Überspannungsbauelements wird dagegen diese Verbindung durch das isolierende Trennelement unterbrochen, in dem sich das Trennelement zwischen den entsprechenden Anschluss des jeweiligen, Überspannungsbauelements und das Ende des jeweiligen leitfähigen Verbindungselements bewegt. Neu ist jedoch, dass bei zwei Überspannungsbauelementen und zwei Trennstellen nur ein gemeinsames isolierendes Trennelement eingesetzt wird.
Als Überspannungsbauelemente, die bei einer unzulässigen Erwärmung jeweils durch eine thermisch auftrennende Verbindung elektrisch abgetrennt werden, können beispielsweise gasgefüllte Überspannungsableiter eingesetzt sein. Vorzugsweise weist das erfindungsgemäße Überspannungsschutzgerät jedoch zwei Varistoren als Überspannungsbauelemente auf, so dass nachfolgend meist von Varistoren die Rede ist, ohne dass die Erfindung darauf beschränkt sein soll. Die thermisch auftrennenden Verbindungen zwischen dem ersten Ende eines leitfähigen Verbindungselements und dem einen Anschluss des zugeordneten Varistors sind vorzugsweise jeweils als Lötverbindung ausgebildet, so dass über eine entsprechende Auswahl des Lots die Grenztemperatur eingestellt werden kann, ab der die thermische Verbindung auftrennt.
Damit die leitfähigen Verbindungselemente beim Auftrennen der thermischen Verbindungen aus ihrer ersten Position in ihre zweite Position gelangen, sind die Verbindungselemente vorzugsweise jeweils federnd ausgebildet und in ihrer ersten Position aus ihrer Ruhelage ausgelenkt. Bei aufgetrennter thermischer Verbindung federn die Verbindungselemente dann auf Grund ihrer Federkraft aus ihrer ersten Position in ihre zweite Position. Diese Bewegung wird zusätzlich durch das Einfahren des jeweiligen Abschnitts des Trennelements in die Trennstelle zwischen dem Anschluss des Varistors und dem ersten Ende des jeweiligen Verbindungselements unterstützt. Grundsätzlich können die leitfähigen Verbindungselemente beim Auftrennen der thermischen Verbindungen auch allein durch die Bewegung des isolierenden Trennelements aus ihrer ersten Position in ihre zweite Position verbracht werden oder es können zusätzliche Federelemente vorgesehen sein, die an den Verbindungselementen angreifen.
Damit das Trennelement bei aufgetrennter thermischer Verbindung aus seiner ersten Position in andere Position verbracht werden kann, greift an dem Trennelement eine Kraft an. Vorzugsweise wird diese Kraft von mindestens einem Federelement aufgebracht, das im Gehäuse angeordnet ist. Das Federelemente ist dazu mit seinem einen Ende am isolierenden Trennelement und mit seinem anderen Ende im Gehäuse befestigt. Die Befestigung am isolierenden Trennelement ist dabei vorzugsweise in der Mitte des Trennelements, also in der Nähe des Scheitelpunktes eines als Kreissegment ausgebildeten Trennelements.
Gemäß einer grundsätzlich zweiten Ausführungsvariante, bei der nur ein Überspannungsbauelement vorgesehen ist, weist eine Abtrennvorrichtung ein leitfähiges Verbindungselement und die andere Abtrennvorrichtung ein Sicherungselement auf, wobei das Sicherungselement und das Überspannungsbauelement elektrisch in Reihe geschaltet sind. Bei einem solchen Überspannungsschutzgerät kann das Überspannungsbauelement somit auch dadurch elektrisch abgetrennt werden, dass das Sicherungselement bei Überschreiten des zulässigen Schmelzintegrals i²t auslöst.
Im Normalzustand des Überspannungsbauelements ist ein Anschluss des Überspannungsbauelements über eine thermisch auftrennende Verbindung mit dem ersten Ende des leitfähigen Verbindungselements elektrisch leitend verbunden. Außerdem ist im Normalzustand des Sicherungselements ein Anschluss des Überspannungsschutzgeräts über das Sicherungselement mit dem zweiten Anschluss des Überspannungsbauelements elektrisch leitend verbunden, so dass das Überspannungsbauelement und das Sicherungselement elektrisch in Reihe geschaltet sind. Das Trennelement ist dabei im Normalzustand des Überspannungsbauelements und des Sicherungselements durch das leitfähige Verbindungselement und ein mit dem Sicherungselement zusammenwirkendes Blockierelement entgegen der an ihm angreifenden Kraft in seiner ersten Position gehalten.
Bei Überschreiten einer vorgegebenen Grenztemperatur des Überspannungsbauelements kommt es zu einem Auftrennen der thermischen Verbindung, so dass das Trennelement durch die an ihm angreifende Kraft in seine zweite Position verbracht wird. In dieser Position ist ein erster Abschnitt des Trennelements zwischen dem ersten Anschluss des Überspannungsbauelements und dem ersten Ende des leitfähigen Verbindungselements angeordnet, so dass das Trennelement wiederum einen evtl. entstehenden Lichtbogen löschen kann. Bei Überschreiten des zulässigen Schmelzintegrals i²t des Sicherungselements kommt es zu einem Auslösen des Sicherungselements, wodurch das Sicherungselement nicht mehr mit dem Blockierelement zusammenwirkt und so das Trennelement durch die an ihm angreifende Kraft in eine dritte Position verbracht wird. Das Verbringen bzw. Verschwenken des isolierenden Trennelements aus seiner ersten Position in seine zweite Position erfolgt dabei in entgegengesetzte Richtung im Vergleich zum Verbringen bzw. Verschwenken des isolierenden Trennelements aus seiner ersten Position in seine dritte Position.
Kommt es zu einem Überschreiten der vorgegebenen Grenztemperatur des Überspannungsbauelements und zusätzlich zu einem Überschreiten des zulässigen Schmelzintegrals des Sicherungselements, so dass die thermische Verbindung und das Sicherungselement auftrennen, so wird das Trennelement durch die an ihm angreifende Kraft in eine vierte Position verschoben. Auch in dieser Position ist der erste Abschnitt des Trennelements zwischen dem ersten Anschluss des Überspannungsbauelements und dem ersten Ende des leitfähigen Verbindungselements angeordnet, so dass das isolierende Trennelement seine Funktion als Lichtbogenlöschhilfe wahrnehmen kann.
Zusätzlich kann das isolierende Trennelement jedoch auch als optische Zustandsanzeige genutzt werden. Hierdurch ist es auf einfache Art und Weise möglich, auch das Auslösen eines Sicherungselements optisch am Überspannungsschutzgerät anzuzeigen. Dies wird dadurch erreicht, dass auch das Sicherungselement als Abtrennvorrichtung mit dem isolierenden Trennelement gekoppelt ist, d. h. ein Auslösen des Sicherungselements eine Positionsänderung des Trennelements bewirkt, die dann über eine Markierung und das Sichtfenster als optische Zustandsanzeige genutzt werden kann.
Das erfindungsgemäße Überspannungsschutzgerät besteht vorteilhafterweise aus einem Steckerteil und einem Geräteunterteil, wobei in dem Steckerteil das mindestens eine Überspannungsbauelement und die Abtrennvorrichtungen und in dem Geräteunterteil der Schalter und die Anschlussklemmen des Überspannungsschutzgeräts angeordnet sind. Zur Betätigung des Schalters ist in der dem Geräteunterteil zugewandten Unterseite des Steckergehäuses eine Öffnung ausgebildet, durch die der Schalter in das Steckergehäuse hineinragt, wenn das Steckerteil auf das Geräteunterteil aufgesteckt ist. Oberhalb der Öffnung befindet sich das isolierende Trennelement, das im Normalzustand des Überspannungsschutzgeräts auf den Schalter drückt. Der unterhalb der Öffnung im Geräteunterteil angeordnete Schalter des Fernmeldekontakts kann so direkt durch das Trennelement in seiner ersten Schaltstellung gehalten werden, wenn beide Abtrennelemente nicht ausgelöst sind und sich das Trennelement in seiner ersten Position befindet. Hat dagegen mindestens ein Abtrennelement ausgelöst, so dass das isolierende Trennelement seine Position verändert hat, so verändert auch der Schalter auf Grund einer Federkraft seine Schaltstellung.
Durch die zuvor beschriebene Ausgestaltung und Anordnung der beiden Abtrennvorrichtungen und des gemeinsamen Trennelements kann darüber hinaus durch den Schalter im Geräteunterteil auch festgestellt werden, wenn ein Steckerteil nicht auf das Geräteunterteil aufgesteckt ist. Auch in diesem Fall wird der Schalter nicht durch das isolierende Trennelement in seiner ersten Schaltstellung gehalten bzw. gedrückt, so dass der Schalter seine zweite Schaltstellung einnimmt und eine entsprechende Fehlermeldung ausgegeben wird.
Im Einzelnen gibt es eine Vielzahl von Möglichkeiten, das erfindungsgemäße Überspannungsschutzgerät auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird verwiesen sowohl auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche als auch auf die nachfolgende Beschreibung zweier bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen:

1 ein Ausführungsbeispiel eines Überspannungsschutzgeräts, von der Seite,
2 eine Prinzipdarstellung einer ersten Variante des Betätigungsmechanismus des Schalters, in vier verschiedenen Zuständen, und
3 eine Prinzipdarstellung einer zweiten Variante des Betätigungsmechanismus des Schalters, in drei verschiedenen Zuständen.

Die 1 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Überspannungsschutzgeräts 1, das zweiteilig ausgebildet ist, nämlich aus einem Steckerteil 2 und einem Geräteunterteil 3 besteht. Das Steckerteil 2 kann einfach auf das U-förmige Geräteunterteil 3 aufgesteckt werden und beispielsweise zum Austausch eines defekten Steckerteils 2 auch einfach von dem Geräteunterteil 3 abgezogen werden, ohne dass dazu die an dem Geräteunterteil 3 angeschlossenen Leitungen gelöst werden müssen. Das Steckerteil 2 weist ein Steckergehäuse 4 und das Geräteunterteil 3 ein Sockelgehäuse 5 auf, so dass bei dem Überspannungsschutzgerät 1 das Gehäuse aus dem Steckergehäuse 4 und dem Sockelgehäuse 5 besteht, die vorzugsweise miteinander verrasten, wenn das Steckerteil 2 auf das Geräteunterteil 3 aufgesteckt ist.
Die 2 und 3 zeigen Prinzipdarstellungen zweier verschiedener Varianten des Überspannungsschutzgeräts 1, wobei in den Figuren das Steckergehäuse 4 und das Sockelgehäuse 5 weggelassen und nur die für die vorliegende Erfindung wesentlichen Bauteile dargestellt sind. In beiden Figuren ist dabei das Überspannungsschutzgerät 1 jeweils in verschiedenen Zuständen dargestellt.
Das in 2 dargestellte Überspannungsschutzgerät 1 weist zwei Varistoren 6a, 6b als Überspannungsbauelemente auf, die zusammen im Steckergehäuse 4 angeordnet sind. Im Unterschied dazu ist bei dem in 3 dargestellten Überspannungsschutzgerät 1 nur ein Varistor 6a als Überspannungsbauelement vorgesehen. Außerdem weist das Überspannungsschutzgerät 1 bei beiden Ausführungsvarianten zwei Abtrennvorrichtungen, einen im Sockelgehäuse 5 angeordneten Schalter 7 als Fernmeldekontakt zur Fernmeldung des Zustands des Überspannungsschutzgeräts 1 und ein isolierendes Trennelement 8 auf. Das Trennelement 8 ist wirkt dabei mit beiden Abtrennvorrichtungen zusammen, d. h. die beiden Abtrennvorrichtungen weisen ein gemeinsames isolierendes Trennelement 8 auf.
In dem in 2a dargestellten Normalzustand der beiden Varistoren 6a, 6b ist das Trennelement 8 entgegen der an ihm angreifenden Zugkraft F in einer ersten Position gehalten, die als Grundposition bezeichnet werden kann. In der Grundposition des Trennelements 8 wird der Schalter 7 von dem Trennelement 8 in einer ersten Schaltstellung gehalten bzw. gedrückt, die einem Benutzer über eine Fernmeldung anzeigt, dass sich beide Varistoren 6a, 6b und damit das Überspannungsschutzgerät 1 insgesamt in einem ordnungsgemäßen Zustand befinden.
Zusätzlich zur Fernmeldung weist das Überspannungsschutzgerät auch eine optische Zustandsanzeige auf, wozu an dem isolierenden Trennelement 8 eine erste Markierung 9 vorgesehen ist, die vorzugsweise als grüne Farbmarkierung ausgebildet ist. Nur wenn sich das isolierende Trennelement 8 in seiner Grundposition befindet, ist die Markierung 9 durch ein im Steckergehäuse 4 ausgebildetes Sichtfenster 10 von außen erkennbar. Befindet sich das isolierende Trennelement 8 dagegen in einer der in den 2b bis 2d dargestellten anderen Positionen, so ist an Stelle der am Trennelement 8 ausgebildeten Markierung 9 eine andere, zweite Markierung 11 durch das Sichtfenster 10 von außen erkennbar. Diese zweite Markierung 11 ist dabei insbesondere als rote Farbmarkierung ausgebildet, so dass ein Benutzer aufgrund eines einfachen Blickes auf das Sichtfenster 10 den Zustand des Überspannungsschutzgeräts 1 erfassen kann. Ist durch das Sichtfenster 10 die grüne Farbmarkierung 9 sichtbar, so befindet sich das Überspannungsschutzgerät 1 in einem ordnungsgemäßen Zustand. Ist dagegen die rote Farbmarkierung 11 durch das Sichtfenster 10 erkennbar, so befindet sich das Überspannungsschutzgerät 1 in einem nicht ordnungsgemäßen Zustand, weil ein Varistor 6a, 6b oder beide Varistoren 6a, 6b aufgrund einer unzulässigen Erwärmung elektrisch abgetrennt worden ist.
Die zweite Markierung 11 kann beispielsweise an einem die Varistoren 6a, 6b umgebenden Innengehäuse angeordnet sind. Ist die zweite Markierung 11 als Farbmarkierung ausgebildet, so weist vorzugsweise das ganze Innengehäuse die Farbe auf, so dass für die zweite Markierung kein separates Bauteil benötigt wird.
Bei dem in den 2 und 3 schematisch dargestellten Überspannungsschutzgerät 1 weist das isolierende Trennelement 8 die Form eines Kreissegments auf, wobei die Höhe h des Kreissegments etwas kleiner als der Radius des Kreissegments ist. Eine solche Ausgestaltung des Trennelements 8 sowie dessen schwenkbar sowie linear verschiebbare Anordnung ermöglicht es, dass die beiden Abtrennvorrichtungen über das Trennelement 8 direkt mit dem Schalter 7 in Wirkverbindungen stehen, so dass sich die Schaltstellung des Schalters 7 in Abhängigkeit davon ändert, ob die Abtrennvorrichtungen ausgelöst sind oder nicht. Aus den 2 und 3 ist auch erkennbar, dass sich der Schalter 7 in derselben Ebene wie das isolierende Trennelement 8, jedoch seitlich neben dem Trennelement 8, etwa auf Höhe der Kreissehne befindet. Dadurch können die zuvor beschriebenen verschiedenen Positionen des Trennelements 8 unmittelbar auf einen federbelasteten Schalter 7 übertragen werden.
Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel, bei dem zwei Varistoren 6a, 6b vorgesehen sind, weisen die beiden Abtrennvorrichtungen jeweils ein leitfähiges Verbindungselement 12a, 12b auf, wobei jeweils ein Verbindungselement 12a, 12b einem Varistor 6a, 6b zugeordnet ist. Im Normalzustand der beiden Varistoren 6a, 6b ist jeweils ein erster Anschluss 13a, 13b der Varistoren 6a, 6b über eine thermisch auftrennende Verbindung mit einem ersten Ende eines leitfähigen Verbindungselements 12a, 12b elektrisch leitend verbunden. In diesem in 2a dargestellten Normalzustand der beiden Varistoren 6a, 6b ist das Trennelement 8 durch die beiden Verbindungselemente 12a, 12b, die sich in ihrer ersten Position befinden, entgegen der an ihm angreifenden Zugkraft F in seiner ersten Position, der Grundposition, gehalten.
Bei Überschreiten einer vorgegebenen Grenztemperatur des ersten Varistors 6a kommt es zu einem Auftrennen der ersten thermischen Verbindung, so dass das isolierende Trennelement 8 gemäß 2b aufgrund der an ihm angreifenden Zugkraft im Uhrzeigersinn aus seiner ersten Position in seine zweite Position verschwenkt wird. Dabei wird ein erster Abschnitt 14a des isolierenden Trennelements 8 zwischen den ersten Anschluss 13a des ersten Varistors 6a und dem ersten Ende des ersten leitfähigen Verbindungselements 12a geschoben, so dass ein beim Öffnen der Verbindung ggf. entstehender Lichtbogen gelöscht wird.
Kommt es zu einer unzulässigen Erwärmung des zweiten Varistors 6b, so trennt die zweite thermische Verbindung auf, wenn eine entsprechende Grenztemperatur des Varistors 6b überschritten ist. Dadurch wird das Trennelement 8 gemäß 2c entgegen dem Uhrzeigersinn aus seiner ersten Position in seine dritte Position verschwenkt, in der ein zweiter Abschnitt 14b des Trennelements 8 zwischen dem ersten Anschluss 13b des zweiten Varistors 6b und dem ersten Ende des zweiten leitfähigen Verbindungselements 12b angeordnet ist. Somit wird durch das Einschieben des Trennelements 8 in die Trennstelle auch ein beim Öffnen der zweiten Verbindung ggf. enstehender Lichtbogen durch das Trennelement 8 bzw. dessen zweiten Abschnitt 14b gelöscht.
2d zeigt den Zustand, bei dem sich beide Varistoren 6a, 6 unzulässig erwärmt haben, so dass beide thermische Verbindungen aufgetrennt sind. In diesem Fall wird das Trennelement 8 durch die an ihm angreifende Zugkraft aus seiner ersten Position in eine vierte Position verschoben, in der die beiden Abschnitte 14a, 14b des Trennelements 8 jeweils zwischen dem ersten Anschluss 13a, 13b eines Varistors 6a, 6b und dem ersten Ende des jeweiligen Verbindungselements 12a, 12b angeordnet sind.
Aus einem Vergleich der 2a mit den 2b bis 2d ist auch ersichtlich, dass der Schalter 7 nur in der ersten Position des Trennelements 8 durch das Trennelement 8 in seiner ersten Schaltstellung gehalten wird. Wenn dagegen zumindest eine thermische Trennstelle aufgetrennt hat, so dass sich das Trennelement 8 in seine zweite Position, dritte Position oder vierte Position verschoben hat, so befindet sich der Schalter 7 in einer zweiten Schaltstellung, die über eine Fernmeldung einen fehlerhaften Zustand des Überspannungsschutzgeräts 1 meldet.
Damit die leitfähigen Verbindungselemente 12a, 12b beim Auftrennen der jeweiligen thermischen Verbindung aus ihrer ersten Position in ihre zweite Position gelangen und dadurch eine Bewegung des isolierenden Trennelements 8 aus seiner ersten Position in eine andere Position ermöglichen, sind die Verbindungselemente 12a, 12b jeweils federnd ausgebildet. Die Verbindungselemente 12a, 12b sind dabei aus ihrer Ruhelage ausgelenkt, wenn ihre ersten Enden über die jeweilige thermische Trennstelle mit dem ersten Anschluss 13a, 13b des jeweils zugeordneten Varistors 6a, 6b verbunden sind. Beim Auftrennen der thermischen Verbindungen federn die Verbindungselemente 12a, 12b dann aufgrund ihrer Federkraft aus ihrer ersten Position in ihre zweite Position, in der die Enden der Verbindungselemente 12a, 12b von den ersten Anschlüssen 13a, 13b beabstandet sind, sodass die Abschnitte 14a, 14b des Trennelements 8 in die Trennstelle einfahren können.
Bei dem in 3 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel des Überspannungsschutzgeräts 1, bei dem nur ein Varistor 6a vorgesehen ist, weist die erste Abtrennvorrichtung ein leitfähiges Verbindungselement 12a und die zweite Abtrennvorrichtung ein Sicherungselement 15 auf. Das leitfähige Verbindungselement 12a ist dabei wiederum über eine thermische Trennstelle im Normalzustand des Varistors 6a mit dem ersten Anschluss 13a des Varistors 6a elektrisch leitend verbunden. Das Sicherungselement 15 ist derart mit dem Varistor 6a elektrisch in Reihe geschaltet, dass im Normalzustand des Sicherungselements 15 ein Anschluss des Überspannungsschutzgeräts 1 über das Sicherungselement 15 mit dem zweiten Anschluss 16 des Varistors 6a elektrisch leitend verbunden ist.
In 3a ist der Normalzustand des Überspannungsschutzgeräts 1 dargestellt, bei dem der erste Anschluss 13a des Varistors 6a über die thermisch auftrennende Verbindung mit dem ersten Ende des leitfähigen Verbindungselement 12a elektrisch leitend verbunden ist. Außerdem ist das Sicherungselement 15 auf der einen Seite elektrisch leitend mit einem Anschluss des Überspannungsschutzgeräts 1 und auf der anderen Seite mit dem zweiten Anschluss 16 des Varistors 6a verbunden. An dem isolierenden Trennelement 8 ist ein stiftförmiges Halteelement 17 angeordnet, das mit dem Sicherungselement 15 zusammenwirkt. Hierdurch wird das isolierende Trennelement 8 entgegen der an ihm angreifenden Zugkraft F in seiner ersten Position gehalten, in der der Schalter 7 durch das Trennelement 8 betätigt ist, so dass sich der Schalter 7 in seiner ersten Schaltstellung befindet. Gleichzeitig befindet sich die am Trennelement 8 angebrachte erste Markierung 9 im Bereich des Sichtfensters 10, so dass diese erste Markierung 9 von einem Benutzer durch das Sichtfenster 10 erkennbar ist.
3b zeigt den Zustand, in dem eine vorgegebene Grenztemperatur des Varistors 6a überschritten worden ist, so dass die thermische Verbindung zwischen dem ersten Anschluss 13a des Varistors 6a und dem ersten Ende des Verbindungselements 12a aufgetrennt hat. Dadurch hat sich das Trennelement 8 aufgrund der an ihm angreifenden Kraft in eine zweite Position verdreht, in der ein erster Abschnitt 14a des Trennelements 8 zwischen dem ersten Anschluss 13a des Varistors 6a und dem ersten Ende des leitfähigen Verbindungselements 12a angeordnet ist. Gleichzeitig hat sich auch die Markierung 9 des Trennelements 8 aus dem Bereich des Sichtfensters 10 herausbewegt, so dass nun die zweite Markierung 11 an Stelle der ersten Markierung 9 durch das Sichtfenster 10 von außen erkennbar ist.
In 3c ist der Zustand dargestellt, in dem das zulässige Schmelzintegral i²t des Sicherungselements 15 überschritten worden ist, so dass das Sicherungselement 15 ausgelöst hat. Das Auslösen des Sicherungselements 15 bewirkt ein Ausfahren eines Stößel 18 aus dem Sicherungselement 15, wodurch das am Ende des Stößel 18 angeordnete Blockierelement 19 nicht mehr mit dem Halteelement 17 am Trennelement 8 in Eingriff ist. Dadurch kann sich das Trennelement 8 aufgrund der an ihm angreifenden Kraft F aus seiner ersten Position in eine dritte Position verschieben, in der zum einen der Schalter 7 nicht mehr durch das Trennelement 8 betätigt ist, zum anderen auch die erste Markierung 9 nicht mehr im Bereich des Sichtfensters 10 angeordnet ist.
Bei beiden Ausführungsvarianten wird die an dem Trennelement 8 angreifende Kraft F von einem Federelement 20 aufgebracht, das mit einem Ende 21 derart am isolierenden Trennelement 8 angreift, dass das Trennelement 8 in seiner ersten Position mit einer Zugkraft F beaufschlagt ist. Alternativ zu dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel des Federelements 20 als Zugfeder ist es auch möglich, dass das Federelement als Druckfeder ausgebildet ist und dann entsprechend von der gegenüberliegenden Seite am Trennelement 8 angreift.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 202004006227 U1 [0004]
DE 102009036125 A [0007]

Claims

Überspannungsschutzgerät (1) mit einem Gehäuse (4, 5) mit mindestens einem Überspannungsbauelement (6a, 6b) und mit mindestens zwei Abtrennvorrichtungen, wobei mindestens eine Abtrennvorrichtung das mindestens eine Überspannungsbauelement (6a, 6b) bei Überlastung elektrisch abtrennt, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtrennvorrichtungen zusammen ein gemeinsames isolierendes Trennelement (8) aufweisen, das mit einer Kraft beaufschlagt ist und verschiebbar im Gehäuse (4) angeordnet ist, dass das isolierende Trennelement (8) entgegen der an ihm angreifenden Kraft in einer ersten Position gehalten ist, wenn beide Abtrennvorrichtungen nicht ausgelöst sind, und dass das isolierende Trennelement (8) beim Auslösen mindestens einer Abtrennvorrichtung durch die an ihm angreifende Kraft in eine andere Position verbracht wird.
Überspannungsschutzgerät (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schalter (7) als Fernmeldekontakt zur Fernmeldung des Zustands des Überspannungsschutzgeräts (1) vorgesehen ist, dass der Schalter (7) derart mit dem isolierenden Trennelement (8) in Wirkverbindung steht, dass der Schalter (7) eine erste Schaltstellung aufweist, wenn sich das isolierende Trennelement (8) in seiner ersten Position befinden, während der Schalter (7) eine andere Schaltstellung aufweist, wenn sich das isolierende Trennelement (8) in einer anderen Position befindet.
Überspannungsschutzgerät (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das isolierende Trennelement (8) eine Markierung (9) als optische Zustandsanzeige aufweist und im Gehäuse (4) ein Sichtfenster (10) ausgebildet ist, das derart angeordnet und bemessen ist, dass die Markierung (9) in Abhängigkeit von der Position des isolierenden Trennelements (8) von außen durch das Sichtfenster (10) sichtbar ist oder nicht. wobei die Markierung (9) durch das Sichtfenster (10) von außen sichtbar ist, wenn sich das isolierende Trennelement (8) in einer Position befindet, während die Markierung (9) durch das Sichtfenster (10) von außen nicht sichtbar ist, wenn sich das isolierende Trennelement (8) in einer anderen Position befindet.
Überspannungsschutzgerät (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Sichtfensters (10) eine zweite Markierung (11) angeordnet ist, wobei die zweite Markierung (11) je nach Position des isolierenden Trennelements (8) von der ersten Markierung (9) verdeckt ist oder durch das Sichtfenster (10) von außen sichtbar ist.
Überspannungsschutzgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das isolierende Trennelement (8) beim Auslösen der ersten Abtrennvorrichtung im Uhrzeigersinn aus seiner ersten Position in eine zweite Position verschwenkt wird, dass das isolierende Trennelement (8) beim Auslösen der zweiten Abtrennvorrichtung entgegen dem Uhrzeigersinn aus seiner ersten Position in eine dritte Position verschwenkt wird und dass das isolierende Trennelement (8) beim Auslösen beider Abtrennvorrichtung aus seiner ersten Position in eine vierte Position verschoben wird.
Überspannungsschutzgerät (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das isolierende Trennelement (8) die Form eines Kreissegments aufweist.
Überspannungsschutzgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit zwei Überspannungsbauelementen (6a, 6b), wobei jeweils eine Abtrennvorrichtung einem Überspannungsbauelement (6a, 6b) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtrennvorrichtungen jeweils ein leitfähiges Verbindungselement (12a, 12b) aufweisen, dass im Normalzustand des ersten Überspannungsbauelements (6a) ein Anschluss (13a) des ersten Überspannungsbauelements (6a) über eine erste thermisch auftrennende Verbindung mit einem ersten Ende des ersten leitfähigen Verbindungselements (12a) elektrisch leitend verbunden ist, dass im Normalzustand des zweiten Überspannungsbauelements (6b) ein Anschluss (13b) des zweiten Überspannungsbauelements (6b) über eine zweite thermisch auftrennende Verbindung mit einem ersten Ende des zweiten leitfähigen Verbindungselements (12b) elektrisch leitend verbunden ist, dass das isolierende Trennelement (8) im Normalzustand der beiden Überspannungsbauelemente (6a, 6b) durch die beiden leitfähigen Verbindungselemente (12a, 12b) entgegen der an ihm angreifenden Kraft in seiner ersten Position gehalten ist, dass bei Überschreiten einer vorgegebenen Grenztemperatur des ersten Überspannungsbauelements (6a) die erste thermische Verbindung auftrennt und das Trennelement (8) durch die an ihm angreifende Kraft in eine zweite Position verbracht wird, in der ein erster Abschnitt (14a) des Trennelements (12a) zwischen dem ersten Anschluss (13a) des ersten Überspannungsbauelements (6a) und dem ersten Ende des ersten leitfähigen Verbindungselements (12a) angeordnet ist, dass bei Überschreiten einer vorgegebenen Grenztemperatur des zweiten Überspannungsbauelements (6b) die zweite thermische Verbindung auftrennt und das Trennelement (8) durch die an ihm angreifende Kraft in eine dritte Position verbracht wird, in der ein zweiter Abschnitt (14b) des Trennelements (12b) zwischen dem ersten Anschluss (13b) des zweiten Überspannungsbauelements (6b) und dem ersten Ende des zweiten leitfähigen Verbindungselements (12b) angeordnet ist, und dass bei Überschreiten der vorgegebenen Grenztemperatur des ersten und des zweiten Überspannungsbauelements (6a, 6b) beide thermischen Verbindungen auftrennen und das Trennelement (8) durch die an ihm angreifende Kraft in eine vierte Position verbracht wird, in der der erste Abschnitt (14a) des Trennelements (8) zwischen dem ersten Anschluss (13a) des ersten Überspannungsbauelements (6a) und dem ersten Ende des ersten leitfähigen Verbindungselements (12a) und der zweite Abschnitt (14b) des Trennelements (8) zwischen dem ersten Anschluss (13b) des zweiten Überspannungsbauelements (6b) und dem ersten Ende des zweiten leitfähigen Verbindungselements (12b) angeordnet ist.
Überspannungsschutzgerät (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die leitfähigen Verbindungselemente (12a, 12b) jeweils federnd ausgebildet und in ihrer ersten Position aus ihrer Ruhelage ausgelenkt sind, so dass die Verbindungselemente (12a, 12b) jeweils bei aufgetrennter thermischer Verbindung auf Grund ihrer Federkraft aus ihrer ersten Position in ihre zweite Position federn.
Überspannungsschutzgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit einem Überspannungsbauelement (6a), dadurch gekennzeichnet, dass eine Abtrennvorrichtung ein leitfähiges Verbindungselement (12a) und eine Abtrennvorrichtung ein Sicherungselement (15) aufweist, wobei das Sicherungselement (15) und das Überspannungsbauelement (6a) elektrisch in Reihe geschaltet sind, dass im Normalzustand des Überspannungsbauelements (6a) ein Anschluss (13a) des Überspannungsbauelements (6a) über eine thermisch auftrennende Verbindung mit dem ersten Ende des leitfähigen Verbindungselements (12a) elektrisch leitend verbunden ist, dass im Normalzustand des Sicherungselements (15) ein Anschluss (16) des Überspannungsschutzgeräts (1) über das Sicherungselement (15) mit dem zweiten Anschluss des Überspannungsbauelements (6a) elektrisch leitend verbunden ist, dass das isolierende Trennelement (8) im Normalzustand des Überspannungsbauelements (6a) und des Sicherungselements (15) durch das leitfähige Verbindungselement (12a) und ein mit dem Sicherungselement (15) zusammenwirkendes Halteelement (17) entgegen der an ihm angreifenden Kraft in seiner ersten Position gehalten ist, dass bei Überschreiten einer vorgegebenen Grenztemperatur des Überspannungsbauelements (6a) die thermische Verbindung auftrennt und das Trennelement (8) durch die an ihm angreifende Kraft in eine zweite Position verbracht wird, in der ein erster Abschnitt (14a) des Trennelements (8) zwischen dem ersten Anschluss (13a) des Überspannungsbauelements (6a) und dem ersten Ende des leitfähigen Verbindungselements (12a) angeordnet ist, dass bei Überschreiten des zulässigen Schmelzintegrals des Sicherungselements (15) das Sicherungselement (15) auslöst und das Sicherungselement (15) nicht mehr mit dem Halteelement (17) zusammenwirkt, so dass das Trennelement (8) durch die an ihm angreifende Kraft in eine dritte Position verbracht wird.
Überspannungsschutzgerät (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass dass bei Überschreiten der vorgegebenen Grenztemperatur des Überspannungsbauelements (6a) und bei Überschreiten des zulässigen Schmelzintegrals des Sicherungselements (15) die thermische Verbindung und das Sicherungselement (15) auftrennen und das isolierende Trennelement (8) durch die an ihm angreifende Kraft in eine vierte Position verbracht wird, in der der erste Abschnitt (14a) des Trennelements (8) zwischen dem ersten Anschluss (13a) des Überspannungsbauelements (6a) und dem ersten Ende des leitfähigen Verbindungselements (12a) angeordnet ist.
Überspannungsschutzgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Federelement (20) vorgesehen ist, dass mit einem Ende (21) am isolierenden Trennelement (8) derart angreift, dass das isolierende Trennelement (8) in seiner ersten Position durch das Federelement (20) mit einer Kraft beaufschlagt ist.
Überspannungsschutzgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Überspannungsschutzgerät (1) aus einem Steckerteil (2) und einem Geräteunterteil (3) besteht, und dass in dem Steckerteil (2) das mindestens eine Überspannungsbauelement (6a, 6b) und die Abtrennvorrichtungen und in dem Geräteunterteil (3) der Schalter (7) und Anschlussklemmen angeordnet sind.