DE102019112680B4

DE102019112680B4 - Überspannungsschutzgerät

Info

Publication number: DE102019112680B4
Application number: DE102019112680.0A
Authority: DE
Inventors: Axel Fabig; Peter Berg
Original assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Current assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Priority date: 2019-05-15
Filing date: 2019-05-15
Publication date: 2021-08-12
Anticipated expiration: 2039-05-16
Also published as: DE102019112680A1; CN212783234U

Abstract

Überspannungsschutzgerät (1) mit einem Gehäuse (4, 5), mit einem überspannungsbegrenzenden Bauelement (6), mit einer thermischen Trennstelle und mit einem Signalgeber zur Meldung des Zustandes des Überspannungsschutzgeräts (1),wobei die thermische Trennstelle bei Überlastung des überspannungsbegrenzenden Bauelements (6) auftrennt, so dass das überspannungsbegrenzende Bauelement (6) elektrisch abgetrennt ist,und wobei der Signalgeber mindestens zwei elektrische Kontakte (7, 8) aufweist,dadurch gekennzeichnet,dass ein Federelement (10), das mindestens zwei Schenkel (11, 12) und einen die Schenkel (11, 12) miteinander verbindenden Mittelbereich (13) aufweist, derart beweglich im Gehäuse (4) angeordnet ist, dass sich das Federelement (10) in einer ersten Position befindet, wenn die thermische Trennstelle geschlossen ist, während sich das Federelement (10) in einer zweiten Position befindet, wenn die thermische Trennstelle aufgetrennt ist, wobei das Federelement (10) in der ersten Position entgegen seiner Federkraft ausgelenkt ist, so dass sich das Federelement (10) aufgrund seiner Federkraft aus der ersten Position in die zweite Position bewegt, wenn die thermische Trennstelle auftrennt, unddass das Federelement (10) zusammen mit den mindestens zwei Kontakten (7, 8) funktional einen Schalter bildet, wobei die beiden Kontakte (7, 8) in der einen Position des Federelements (10) miteinander verbunden sind, während die beiden Kontakte (7, 8) in der anderen Position des Federelements (10) nicht miteinander verbunden sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Überspannungsschutzgerät mit einem Gehäuse, mit einem überspannungsbegrenzenden Bauelement, insbesondere einem Varistor, mit einer thermischen Trennstelle und mit einem Signalgeber zur Fernmeldung des Zustands des Überspannungsschutzgeräts, wobei die thermische Trennstelle bei Überlastung des überspannungsbegrenzenden Bauelements auftrennt, so dass das überspannungsbegrenzende Bauelement elektrisch abtrennt wird.
Überspannungsschutzgeräte werden in unterschiedlichen Ausführungsvarianten umfangreich zum Schutz von elektrischen Stromkreisen, Anlagen, Maschinen und Geräten eingesetzt. Je nach Anwendungsfall und Schutzstufe weisen die Überspannungsschutzgeräte dabei unterschiedliche überspannungsbegrenzende Bauelemente und unterschiedliche Bauformen auf. Als Überspannungsbegrenzende Bauelemente werden dabei insbesondere Funkenstrecken, gasgefüllte Überspannungsableiter und Varistoren sowie Kombinationen dieser Bauelemente eingesetzt.
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 des Varistors bei Betriebsspannung. Überspannungsschutzgeräte mit einem Varistor als Ableiter weisen daher in der Regel eine thermische Trennstelle 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 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.
Die DE 10 2016 102 968 A1 offenbart eine Varistor-Komponente mit einer verbesserten Ausfallsicherheit, wozu zwischen einem Anschluss des Varistors und einem externen Anschluss der Varistor-Komponente ein wärmeempfindliches Element angeordnet ist. Bei einer unzulässigen Erwärmung des Varistors schmilzt das wärmeempfindliche Element, wodurch ein Verschluss aktiv den Pfad schließt, in dem das wärmeempfindliche Element angeordnet war, so dass der Varistor elektrisch vom externen Anschluss getrennt wird. Der Verschluss kann dabei durch eine Feder angetrieben werden.
Ein Überspannungsschutzgerät mit einer thermischen Trennstelle bzw. Abtrennvorrichtung ist beispielsweise aus der DE 20 2004 006 227 U1 bekannt. Das bekannte Überspannungsschutzelement weist neben einem leitfähigen Verbindungselement 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 des Überspannungsschutzelements ist dauerhaft mit dem ersten Anschluss des Varistors elektrisch leitend verbunden, während der zweite Anschlusskontakt mit dem ersten Ende des leitfähigen Verbindungselements elektrisch leitend verbunden ist. Im Normalzustand des Überspannungsschutzelements, d. h. wenn der Varistor nicht unzulässig erwärmt ist, ist das zweite Ende des leitfähigen Verbindungselements über eine Lötstelle mit dem zweiten Anschluss des Varistors verbunden. Dann ist das isolierende Trennelement durch die Position des leitfähigen Verbindungselements entgegen der Federkraft des Federelements in seiner ersten Position gehalten.
Hat sich der Varistor 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 leitfähigen Verbindungselements und dem zweiten Anschluss des Varistors angeordnet ist, so dass der Varistor elektrisch abgetrennt ist. Ein beim Öffnen der Trennstelle evtl. entstehender Lichtbogen wird durch das in die Trennstelle einfahrende isolierende Trennelement gelöscht.
Das bekannte Überspannungsschutzgerät besteht aus einem mit Anschlussklemmen versehenen Geräteunterteil und einem als „Steckerteil“ ausgebildeten Überspannungsschutzelement, das 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 den Anschlussklemmen zum elektrischen Anschluss des Überspannungsschutzgeräts verbunden sind. Zusätzlich weist das Überspannungsschutzgerät eine optische Zustandsanzeige und einen Wechslerkontakt als Signalgeber zur Fernmeldung des Zustandes des Überspannungsschutzelements auf, wobei sowohl der Wechslerkontakt im Geräteunterteil als auch die optische Zustandsanzeige am Steckerteil über ein gemeinsames mechanisches Betätigungssystem betätigbar sind.
Auch die DE 10 2009 036 125 A1 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 einem Anschluss des Varistors und dem zugehörigen Anschlusskontakt bewegt wird. Das Verbindungselement ist dabei vorzugsweise als Metallstück ausgebildet und im Trennelement angeordnet, das von einer starren Isolierstoffplatte gebildeten ist.
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. Das untere Ende des Auslösestifts ragt dazu im Normalzustand des Überspannungsschutzelements aus einer in der Unterseite des Gehäuses angeordneten Öffnung heraus, so dass ein im Geräteunterteil angeordneter Mikroschalter als Signalgeber zur Fernmeldung des Zustands des Überspannungsschutzgeräts durch den Auslösestift betätigt werden kann.
Die bekannten Überspannungsschutzgeräte ermöglichen eine sichere Abtrennung eines beschädigten überspannungsbegrenzenden Bauelements, 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. Außerdem benötigen viele Bauteile einen größeren Bauraum, der jedoch häufig nicht vorhanden ist.
Darüber hinaus besteht ein Nachteil darin, dass ein zur Fernmeldung eingesetzter Mikroschalter nur mit erhöhtem Aufwand nachträglich auf einer Leiterplatte montiert werden kann. Sind Varianten von Überspannungsschutzgeräten mit und ohne Fernmeldung gewünscht, so müssen entsprechend unterschiedliche Leiterplatten bzw. Geräteunterteile jeweils mit oder ohne Mikroschalter hergestellt und vorgehalten werden. Dies erhöht sowohl den Dokumentationsaufwand, da unterschiedliche Artikelnummern verwaltet werden müssen, als auch den Aufwand bei der Lagerung der unterschiedlichen Varianten.
Aus der DE 10 2017 124 224 A1 ist ein eingangs beschriebenes Überspannungsschutzgerät bekannt, das ein leitfähiges Verbindungselement und ein Trennelement aufweist. Das beweglich im Gehäuse angeordnete Trennelement wird durch eine Feder mit einer Kraft beaufschlagt, so dass es aus einer ersten Position in eine zweite Position bewegt wird, wenn die thermische Trennstelle aufgetrennt ist, wodurch das überspannungsbegrenzende Bauelement abgetrennt wird. Das Trennelement weist einen elektrisch leitenden Bereich auf, über den zwei Kontakte eines Signalgebers miteinander verbunden sind, wenn sich das Trennelement in seiner ersten Position befindet, in der die thermische Trennstelle nicht aufgetrennt ist. Befindet sich das Trennelement dagegen in seiner zweiten Position, so sind die beiden Kontakte nicht elektrisch miteinander verbunden, wodurch ein entsprechender Signalkreis unterbrochen ist. Mit Hilfe des Trennelemente wird so nicht nur ein überhitzer Varistor elektrisch abgetrennt, sondern es wird auch ein Signalgeber zur Fernmeldung des Zustands des Überspannungsschutzgeräts betätigt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein eingangs beschriebenes Überspannungsschutzgerät zur Verfügung zu stellen, das möglichst einfach aufgebaut ist und kostengünstig hergestellt werden kann. Dabei soll insbesondere die Fernmeldung des Zustands des Überspannungsschutzgeräts einfach und zuverlässig erfolgen.
Diese Aufgabe ist bei dem eingangs beschriebenen Überspannungsschutzgerät mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Bei dem erfindungsgemäßen Überspannungsschutzgerät ist ein Federelement vorgesehen, das mindestens zwei Schenkel und einen die Schenkel miteinander verbindenden Mittelbereich aufweist. Dieses Federelement ist dabei derart beweglich im Gehäuse angeordnet, dass sich das Federelement in einer ersten Position befindet, wenn die thermische Trennstelle geschlossen ist, während sich das Federelement in einer zweiten Position befindet, wenn die thermische Trennstelle aufgetrennt ist. In der ersten Position ist das Federelement entgegen seiner Federkraft ausgelenkt, so dass sich das Federelement aufgrund seiner Federkraft aus der ersten Position in die zweite Position bewegt, wenn die thermische Trennstelle auftrennt.
Außerdem weist der Signalgeber mindestens zwei elektrische Kontakte auf, die zusammen mit dem Federelement funktional einen Schalter bilden. In der einen Position des Federelements sind dabei die beiden Kontakte elektrisch miteinander verbunden, während in der anderen Position des Federelements die beiden Kontakte nicht miteinander verbunden sind.
Bei dem erfindungsgemäßen Überspannungsschutzgerät kann durch die Ausbildung der mindestens zwei elektrischen Kontakte und des Federelements auf die Verwendung eines herkömmlichen Schalters, insbesondere eines Mikroschalters verzichtet werden, was mit einem nicht unerheblichen Einsparpotential verbunden ist. Die Funktion eines Schalters wird vielmehr unmittelbar durch die Kontakte und das Federelement übernommen. Dabei kann unmittelbar die elektrische Leitfähigkeit des Federelements dazu genutzt, die zwei elektrischen Kontakte miteinander zu verbinden, wenn sich das Federelement in einer entsprechenden Position relativ zu den Kontakten befindet. Außerdem wird die Federkraft des Federelements dazu benutzt, dass sich das Federelement aus eigener Kraft aus seiner ersten Position in seine zweite Position bewegt, wenn die thermische Trennstelle aufgetrennt hat. Das Federelement wird dabei durch die geschlossene thermische Trennstelle in seiner ersten Position gehalten, obwohl das Federelement in dieser Position entgegen seiner Federkraft ausgelenkt ist.
Als Federelement kann insbesondere eine Schenkelfeder verwendet werden. Alternativ dazu kann jedoch auch ein anderes federndes Elemente, beispielsweise ein Federblech oder ein Federdraht als Federelement eingesetzt werden, solange das Federelement entsprechende federndes Eigenschaften aufweist und darüber hinaus vorzugsweise auch aus einem elektrisch leitfähigen Material besteht.
Dadurch, dass auf die Verwendung eines Mikroschalters verzichtet werden kann, entfällt die Notwendigkeit, für Überspannungsschutzgeräte mit und ohne Fernmeldung unterschiedliche Varianten vorzuhalten. Die funktional einen Teil des Schalters bildenden Kontakte können stets vorgesehen sein, auch wenn das Überspannungsschutzgerät keine Fernmeldung aufweisen soll. Die Kontakte können dazu beispielsweise auf einer Leiterplatte angeordnet sein, was nur mit sehr geringen Kosten verbunden ist. Soll ein Überspannungsschutzgerät nachträglich mit einer Fernmeldung versehen werden, so muss nur das Federelement ergänzt werden, wenn die Kontakte auch bereits bei einem Überspannungsschutzgerät vorgesehen sind, dass ursprünglich keine Fernmeldung hatte. Aufwendige Montageschritte, wie etwa Lötvorgänge, sind dabei nicht erforderlich.
Je nach Anwendungsfall können durch das Federelement und die mindestens zwei elektrischen Kontakte unterschiedliche Arten von Schaltern funktional gebildet werden. Gemäß einer ersten bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Überspannungsschutzgeräts sind die beiden Kontakte über das Federelement elektrisch miteinander verbunden, wenn sich das Federelement in ihrer seiner Position befindet, wenn also das überspannungsbegrenzende Bauelement nicht abgetrennt ist. Die beiden Kontakte sind dann in der zweiten Position des Federelements, in der die thermische Trennstelle aufgetrennt ist, nicht elektrisch miteinander verbunden. Die beiden elektrischen Kontakte und das Federelement bildend somit funktional einen Öffner, bei dem die elektrische Verbindung zwischen den beiden Kontakten unterbrochen wird, wenn sich das Federelement aus ihrer seiner Position in seine zweite Position bewegt, weil die thermische Trennstelle aufgetrennt hat. In diesem Fall ist dann auch das überspannungsbegrenzende Bauelement abgetrennt, was durch den dann geöffneten Fernmeldekontakt signalisiert werden kann.
In einer Variante dieser Ausgestaltung, bei der die beiden elektrischen Kontakte und das Federelement funktional ebenfalls einen Öffner bilden, sind die beiden Kontakte nicht unmittelbar über das Federelement sondern über ein bewegliches Kontaktstück miteinander verbunden, wenn sich das Federelement in seiner ersten Position befindet. Auch hier sind die beiden Kontakte in der zweiten Position des Federelements, in der die thermische Trennstelle aufgetrennt ist, nicht elektrisch miteinander verbunden.
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung sind die beiden Kontakte in der zweiten Position des Federelements über ein bewegliches Kontaktstück miteinander verbunden, während die beiden Kontakte nicht elektrisch miteinander verbunden sind, wenn sich das Federelement in ihrer ersten Position befindet. In der ersten Position des Federelements ist dazu das bewegliche Kontaktstück derart durch das Federelement ausgelenkt, dass zumindest einer der beiden Kontakte nicht durch das Kontaktstück kontaktiert wird. In der ersten Position der Schenkelfeder, in der die thermische Trennstelle geschlossen ist, sind bei dieser Ausgestaltung die beiden Kontakte somit nicht miteinander verbunden. Kommt es zu einer Überlastung des überspannungsbegrenzenden Bauelements, so dass die thermische Trennstelle auftrennt, so bewegt sich das Federelement aus seiner ersten Position in seine zweite Position, in der dann die beiden Kontakte über das bewegliche Kontaktstück miteinander verbunden sind. Die beiden elektrischen Kontakte und das Federelement bilden somit zusammen mit dem beweglichen Kontaktstück funktional einen Schließer, d.h. es wird eine elektrische Verbindung über das bewegliche Kontaktstück zwischen den beiden Kontakten hergestellt, wenn die thermische Trennstelle auftrennt und sich das Federelement in ihre zweite Position bewegt.
In einer Variante dieser Ausgestaltung, bei der die beiden elektrischen Kontakte und das Federelement funktional ebenfalls einen Schließer bilden, sind die beiden Kontakte unmittelbar über das Federelement miteinander verbunden, wenn sich das Federelement in seiner zweiten Position befindet. Auch hier sind die beiden Kontakte in der ersten Position des Federelements, in der die thermische Trennstelle nicht aufgetrennt ist, nicht elektrisch miteinander verbunden.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der Signalgeber nicht nur zwei elektrische Kontakte, sondern drei elektrische Kontakte auf, wobei in der einen Position des Federelements ein erster Kontakt und ein zweiter Kontakt über das Federelement miteinander verbunden sind, während in der anderen Position des Federelements der erste Kontakt und der dritte Kontakt über das Federelement miteinander verbunden sind. In dieser Position des Federelements sind dann der erste Kontakt und der zweite Kontakt nicht mehr miteinander elektrisch verbunden. Bei dieser Ausführung bilden die drei elektrischen Kontakte zusammen mit dem Federelement funktional eine Art Wechsler.
Bei dem erfindungsgemäßen Überspannungsschutzgerät weist der Signalgeber mindestens zwei elektrische Kontakte auf. Als elektrische Kontakte können dabei einfach die Enden zweier Leitungen oder Leiterbahnen verwendet werden, die dann zusammen mit der Schenkelfeder funktional einen Schalter bilden. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Überspannungsschutzgeräts ist im Gehäuse des Überspannungsschutzgeräts eine Leiterplatte oder ein ähnliches Bauteil, das Leiterbahnen aufweist, angeordnet, die die mindestens zwei elektrischen Kontakte aufweist. Die elektrischen Kontakte können dabei beispielsweise als Kontaktflächen auf der Oberseite der Leiterplatte angeordnet sein, wobei dann in einer Position des Federelements zwei Kontakte über das Federelement elektrisch leitend miteinander verbunden sind, indem jeweils ein Kontakt von einem Ende eines Schenkels des Federelements kontaktiert wird.
Bilden das Federelement und die Kontakte beispielsweise zusammen einen Öffner, so sind die beiden Kontakte in der ersten Position des Federelements über dieses miteinander elektrisch verbunden. Dabei sind die beiden Schenkel des Federelements im Vergleich zu seiner Ruhelage etwas auseinandergespreizt, so dass das Federelement entgegen seiner Federkraft ausgelenkt ist. Kommt es nun aufgrund einer Überhitzung des überspannungsbegrenzenden Bauelements zu einem Auftrennen der thermischen Trennstelle, wodurch das Federelement nicht mehr in seiner ersten Position gehalten wird, so bewegt sich das Federelement aufgrund seiner Federkraft aus der ersten Position in die zweite Position. In der zweiten Position ist das Federelement dabei nicht mehr oder nur noch in einem geringeren Maße entgegen seiner Federkraft ausgelenkt, so dass die beiden Schenkel des Federelements weniger stark auseinander gespreizt sind. Dadurch verringert sich der Abstand der freien Enden der Schenkel zueinander so weit, dass zwei auf der Oberseite einer Leiterplatte angeordnete Kontakte nicht mehr über das Federelement elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Die Bewegung der Schenkel des Federelements auf den Kontakten hat dabei zusätzlich den Vorteil, das mögliche Verschmutzungen oder Oxidationsschichten auf den Kontakten durch die Schenkel entfernt bzw. durchbrochen werden. Dadurch ist ein guter elektrischer Kontakt zwischen den Schenkeln des Federelements und den Kontakten sichergestellt.
Bei einer anderen Ausgestaltung der Erfindung, bei der ebenfalls eine Leiterplatte vorgesehen ist, ist in der Leiterplatte eine Ausnehmung ausgebildet, wobei die beiden Kontakte auf einander gegenüberliegenden Seiten der Ausnehmung angeordnet sind. Die beiden Kontakte sind dabei vorzugsweise im oberen Bereich der Ausnehmung, angrenzend an den Rand der Ausnehmung ausgebildet. Außerdem sind die Leiterplatte mit ihrer Ausnehmung und das Federelement derart zueinander angeordnet, dass das Federelement zumindest mit seinem Mittelbereich in die Ausnehmung eintaucht, wenn sich das Federelement in seiner ersten Position befindet. In der zweiten Position des Federelements, in der die thermische Trennstelle aufgetrennt ist, ist dann der Mittelbereich des Federelements senkrecht oberhalb der Ausnehmung in der Leiterplatte angeordnet.
Bei einer derartigen Anordnung der elektrischen Kontakte am oberen Rand der Ausnehmung sind die beiden Kontakte somit über das in die Ausnehmung eintauchende Federelement elektrisch miteinander verbunden, wenn sich das Federelement in seiner ersten Position befindet. Beim Eintauchen des Mittelbereichs des Federelements in die Ausnehmung gleiten die Schenkel des Federelements an den Kontakten entlang, wodurch in vorteilhafter Weise Oxidation bzw. Verschmutzungen an den Kontaktflächen entfernt werden, so dass ein guter elektrischer Kontakt zwischen den Schenkeln des Federelements und den Kontakten gewährleistet ist. Das Federelement ist dabei vorzugsweise so ausgebildet, dass seine Schenkel jeweils unter einem spitzen Winkel α an der zugeordneten Wand der Ausnehmung, an der der Kontakt ausgebildet ist, anliegen, wenn das Federelement in seiner ersten Position in die Ausnehmung eingetaucht ist. Hierdurch wird gewährleistet, dass durch das zuvor beschriebene Entlanggleiten der Schenkel an den Kontakten Oxidation und Verschmutzungen an den Kontaktflächen von alleine entfernt werden, wenn das Federelement in die Ausnehmung eintaucht. Die Untergrenze des Winkels α ist dabei so gewählt, dass sichergestellt wird, dass sich das Federelement durch seine Federkraft alleine aus der Ausnehmung herausdrückt, wenn es nicht mehr durch die geschlossene thermische Trennstelle entgegen seiner Federkraft in der ersten Position gehalten wird. Vorzugsweise ist dafür der Winkel α größer als 30°, insbesondere größer als 45° zu wählen.
Sind gemäß den zuvor beschriebenen Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Überspannungsschutzgeräts die Kontakte an gegenüberliegenden Seiten einer in einer Leiterplatte ausgebildeten Ausnehmung oder als Kontaktflächen auf der Leiterplatte angebracht, so sind im Gehäuse des Überspannungsschutzgeräts vorzugsweise zwei Stützlager angeordnet, an denen sich die beiden Schenkel des Federelements abstützen. Die Stützlager sind dabei derart oberhalb der Leiterplatte angeordnet, dass der der Ausnehmung zugewandte Mittelbereich des Federelements senkrecht oberhalb der Ausnehmung und damit auch mit Abstand oberhalb der Kontakte angeordnet ist, wenn sich das Federelement in seiner zweiten Position befindet. Außerdem ist die Position des Federelements und/oder die Länge der Schenkel des Federelements so gewählt, dass sich diese auch dann noch an den Stützlagern abstützen, wenn das Federelement in seiner ersten Position in die Ausnehmung eingetaucht ist.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die thermische Trennstelle ein leitfähiges Verbindungselement und einen isolierenden Auslöseschlitten oder Schieber auf, der mit dem Verbindungselement verbunden ist oder das Verbindungselement zumindest teilweise aufnimmt. Im Normalzustand des überspannungsbegrenzenden Bauelements ist dabei ein Anschluss des überspannungsbegrenzenden Bauelements über eine thermisch auftrennende Verbindung, insbesondere eine Lötstelle, mit einem ersten Ende des leitfähigen Verbindungselements elektrisch leitend verbunden. Der Auslöseschlitten ist dabei durch das leitfähige Verbindungselements entgegen einer an ihm angreifenden Kraft in einer ersten Position gehalten. Dadurch, dass das erste Ende des leitfähigen Verbindungselements über die Lötstelle mit dem einen Anschluss des überspannungsbegrenzenden Bauelements verbunden ist, wird somit eine Bewegung des Auslöseschlittens aus seiner ersten Position in seine zweite Position verhindert.
Bei Überschreiten einer vorgegebenen Grenztemperatur des überspannungsbegrenzenden Bauelements kommt es zu einem Auftrennen der Lötstelle, so dass der Auslöseschlitten durch die an ihm angreifende Kraft in eine zweite Position verbracht wird. Da der Auslöseschlitten mit dem leitfähigen Verbindungselement verbunden ist oder dieses zumindest teilweise aufnimmt, wird auch das leitfähige Verbindungselement in eine zweite Position verbracht, in der das erste Ende des leitfähigen Verbindungselements beabstandet vom ersten Anschluss des überspannungsbegrenzenden Bauelements ist, so dass dieses elektrisch abgetrennt wird. Je nach Ausgestaltung des Auslöseschlittens kann dabei ein Abschnitt des Auslöseschlittens zwischen dem ersten Anschluss des überspannungsbegrenzenden Bauelements und dem ersten Ende des leitfähigen Verbindungselements angeordnet sein, wodurch ein beim Auftrennen möglicherweise entstehender Lichtbogen unterbrochen wird.
Damit das erste Ende des leitfähigen Verbindungselements beim Auftrennen der thermischen Verbindung vom ersten Anschluss des überspannungsbegrenzenden Bauelements beabstandet wird, kann das leitfähige Verbindungselement selber federnd ausgebildet und in seiner ersten Position aus seiner Ruhelage ausgelenkt sein. Weist das Überspannungsschutzgerät gemäß der zuvor beschriebenen Ausgestaltung einen Auslöseschlitten auf, so wird das leitfähige Verbindungselement durch die an dem Auslöseschlitten angreifende Kraft von dem ersten Anschluss des überspannungsbegrenzenden Bauelements wegbewegt, wenn die Lötstelle auftrennt.
Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die an dem Auslöseschlitten angreifende Kraft durch das Federelement realisiert ist, der Auslöseschlitten also durch die Federkraft des Federelements aus seiner ersten Position in seine zweite Position verbringbar ist. Hierdurch kann auf die Verwendung weiterer Federelemente verzichtet werden, was neben einer Reduzierung der Materialkosten auch zu einer vereinfachten Montage führt. An dem Auslöseschlitten ist dann vorzugsweise ein Befestigungsvorsprung ausgebildet, an dem der Mittelbereich des Federelements befestigt ist. Der Mittelbereich des Federelements kann dabei beispielsweise auf einer Befestigungsnase oder einen Befestigungsstift als Befestigungsvorsprung ausgesteckt sein. Dadurch kann die durch die Federkraft erzeugte Bewegung des Federelements aus seiner ersten Position in seine zweite Position einfach auf den Auslöseschlitten übertragen werden. Außerdem ist auch eine einfache Lagerung des Federelements im Gehäuse gewährleistet, wenn das Federelement mit seinem Mittelbereich am Befestigungsvorsprung des Auslöseschlittens befestigt ist.
Das erfindungsgemäße Überspannungsschutzgerät besteht vorteilhafterweise aus einem Steckerteil und einem Geräteunterteil, wobei in dem Steckerteil das überspannungsbegrenzendes Bauelement, die thermische Trennstelle und das Federelement und in dem Geräteunterteil der Signalgeber mit den mindestens zwei elektrischen Kontakten sowie Anschlussklemmen zum elektrischen Anschluss des Überspannungsschutzgeräts angeordnet sind. Zur Betätigung der Kontakte oder zur Betätigung des beweglichen Kontaktstücks durch das Federelement ist in der dem Geräteunterteil zugewandten Unterseite des Steckergehäuses eine Öffnung ausgebildet, durch die das Federelement teilweise herausragt, wenn sich das Federelement in seiner ersten Position befindet.
Bei einem derartigen Überspannungsschutzgerät, dass aus einem Steckerteil und einem Geräteunterteil besteht, ist der durch das Federelement und die mindestens zwei Kontakte funktional gebildete Schalter somit auf die beiden Bauteile, das Steckerteil und das Geräteunterteil, aufgeteilt. Der Schalter wird dann erst bei der Montage funktionsfertig, wenn das Steckerteil auf das Geräteunterteil aufgesteckt wird. Dies hat den weiteren Vorteil, dass ein Überspannungsschutzgerät ohne Fernmeldung einfach dadurch in ein Überspannungsschutzgerät mit Fernmeldung umgerüstet werden kann, dass ein Steckerteil ohne Federelement durch ein Steckerteil mit Federelement ersetzt wird. In dem Geräteunterteil, in dem die mindestens zwei elektrischen Kontakte angeordnet sind, vorzugsweise auf einer Leiterplatte bzw. in einer Ausnehmung in der Leiterplatte, müssen dagegen keine Veränderungen vorgenommen werden. Durch die Verwendung eines entsprechenden Steckerteils mit einem Federelement kann somit auch nachträglich noch auf einfache Art und Weise ein Überspannungsschutzgerät mit Fernmeldung realisiert werden, ohne dass unterschiedliche Varianten von Geräteunterteilen vorgehalten werden müssen.
Im Einzelnen gibt es eine Vielzahl von Möglichkeiten, das erfindungsgemäße Überspannungsschutzelement auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird verwiesen sowohl auf die Patentansprüche als auch auf die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen:

1 eine vereinfachte Darstellung eines Überspannungsschutzgeräts, bestehend aus einem Steckerteil und einem Geräteunterteil,
2 eine Schnittdarstellung einer erster Ausführung eines Signalgebers eines Überspannungsschutzgeräts, mit einer Schenkelfeder in zwei verschiedenen Positionen,
3 eine Schnittdarstellung einer zweiten Ausführung eines Signalgebers eines Überspannungsschutzgeräts, mit einer Schenkelfeder in zwei verschiedenen Positionen,
4 eine Schnittdarstellung einer Variante der zweiten Ausführung eines Signalgebers eines Überspannungsschutzgeräts, mit einer Schenkelfeder in zwei verschiedenen Positionen,
5 eine perspektivische Darstellung einer dritten Ausführung eines Signalgebers eines Überspannungsschutzgeräts, mit einer Schenkelfeder in zwei verschiedenen Positionen, und
6 eine Darstellung eines Steckerteils eines Überspannungsschutzgeräts, mit einer Schenkelfeder in zwei verschiedenen Positionen.

1 zeigt ein Überspannungsschutzgerät 1 in vereinfachter Darstellung. Das Überspannungsschutzgerät 1 ist vorzugsweise zweiteilig ausgebildet, weist nämlich ein Steckerteil 2 und ein Geräteunterteil 3 auf, wie dies in 1 dargestellt ist. Das Steckerteil 2 kann dabei einfach auf das U-förmige Geräteunterteil 3 aufgesteckt und beispielsweise zum Austausch eines defekten Steckerteils 2 auch wieder einfach vom Geräteunterteil 3 abgezogen werden, ohne dass dazu die an dem Geräteunterteil 3 angeschlossenen Leitungen abgetrennt werden müssen. Das Steckerteil 2 weist ein Steckergehäuse 4 und das Geräteunterteil 3 ein Sockelgehäuse 5 auf, die miteinander verrasten können, wenn das Steckerteil 2 auf das Geräteunterteil 3 aufgesteckt ist. Bei der bevorzugten zweiteiligen Ausführung des Überspannungsschutzgeräts 1 besteht das Gehäuse somit aus dem Steckergehäuse 4 und dem Sockelgehäuse 5.
Das Überspannungsschutzgerät 1 weist mindestens ein überspannungsbegrenzendes Bauelement auf, bei dem es sich beispielsweise um einen Varistor 6 handelt, der in 1 durch gestrichelte Linien angedeutet ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Varistor 6 zusammen mit einer thermischen Trennstelle im Steckergehäuse 4 angeordnet, wobei die thermische Trennstelle vorzugsweise aus einem leitfähigen Verbindungselement und einem isolierenden Auslöseschlitten besteht.
Das erfindungsgemäße Überspannungsschutzgerät 1 zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass als Signalgeber zur Meldung des Zustandes des Überspannungsschutzgeräts 1 kein herkömmlicher Mikroschalter verwendet wird, sondem dass der Signalgeber funktional von mindestens zwei elektrischen Kontakten 7,8 und einem Federelement gebildet wird, dass in den Ausführungsbeispiel als Schenkelfeder 10 ausgebildet ist. Die Schenkelfeder 10 ist dabei derart beweglich im Steckergehäuse 4 angeordnet, dass sich die Schenkelfeder 10 in einer ersten Position befindet, wenn die thermische Trennstelle geschlossen ist, während sich die Schenkelfeder 10 in einer zweiten Position befindet, wenn die thermische Trennstelle aufgetrennt ist. In ihrer ersten Position ist die Schenkelfeder 10 dabei entgegen ihrer Federkraft ausgelenkt, so dass sich die Schenkelfeder 10 aufgrund ihrer Federkraft aus der ersten Position in die zweite Position bewegt, wenn die thermische Trennstelle aufgetrennt ist.
In 2 ist ein erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel des bei dem erfindungsgemäßen Überspannungsschutzgerät 1 vorgesehenen Signalgebers dargestellt, wobei in 2 nur ein Teil des Überspannungsschutzgeräts 1 in einer Schnittdarstellung gezeigt ist. Dargestellt sind insbesondere die Schenkelfeder 10, die zwei Schenkel 11, 12 und einen die Schenkel 11, 12 miteinander verbindenden Mittelbereich 13 aufweist, sowie zwei elektrische Kontakte 7, 8. 2a zeigt die Schenkelfelder 10 in ihrer ersten Position, während 2b die Schenkelfeder 10 in ihrer zweiten Position zeigt. Die beiden elektrischen Kontakte 7, 8 sind an einer Leiterplatte 15 vorgesehen, wozu in der Leiterplatte 15 eine Ausnehmung 17 ausgebildet ist. Die beiden Kontakte 7, 8 sind dabei auf einander gegenüberliegenden Seiten der Ausnehmung 17 im oberen Bereich der Ausnehmung 17, angrenzend an deren Rand ausgebildet bzw. angeordnet.
Befindet sich die Schenkelfeder 10 gemäß 2a in ihrer ersten Position, so sind die beiden Kontakte 7, 8 über die Schenkelfeder 10 elektrisch leitend miteinander verbunden. Befindet sich die Schenkelfeder 10 dagegen in ihrer zweiten Position gemäß 2b, in der die Schenkelfeder 10 oberhalb der Leiterplatte 15 angeordnet ist, so sind die beiden Kontakte 7, 8 nicht elektrisch miteinander verbunden. Die beiden elektrischen Kontakte 7, 8 und die Schenkelfeder 10 bilden bei der in 2 dargestellten Ausführung des Signalgebers somit funktional einen Öffner, bei dem die elektrische Verbindung zwischen den beiden Kontakten 7, 8 unterbrochen wird, wenn sich die Schenkelfeder 10 aus ihrer ersten Position in ihre zweite Position bewegt. Da die Schenkelfeder 10 nur dann entgegen ihrer Federkraft in der ersten Position gehalten wird, wenn die thermische Trennstelle geschlossen ist, wird durch die Unterbrechung der elektrischen Verbindung zwischen den beiden Kontakten 7, 8 angezeigt, wenn der Varistor 6 abgetrennt worden ist.
In 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines Signalgebers eines erfindungsgemäßen Überspannungsschutzgeräts 1 dargestellt, wobei auch hier - ähnlich wie in 2 - nur Teile des Überspannungsschutzgeräts 1 in Schnittdarstellung gezeigt sind. Bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die beiden Kontakte 7, 8 auf der Oberseite der Leiterplatte 15 als Kontaktflächen 16 auf zwei einander gegenüberliegenden Seiten der Ausnehmung 17 angeordnet. Zusätzlich zu den beiden Kontakten 7, 8 ist hierbei noch ein bewegliches Kontaktstück 14 vorgesehen, über das die beiden Kontakte 7, 8 elektrisch leitend miteinander verbunden werden können.
In der ersten Position der Schenkelfeder 10, die in 3a dargestellt ist, ragt die Schenkelfeder 10 mit ihrem Mittelbereich 13 etwas in die Ausnehmung 17 hinein, wodurch ein Ende des beweglichen Kontaktstücks 14 von dem zugeordneten elektrischen Kontakt 8 abgehoben wird, so dass die elektrisch leitende Verbindung zwischen den beiden Kontakten 7, 8 unterbrochen ist. Befindet sich die Schenkelfeder 10 dagegen gemäß 3b in ihrer zweiten Position, in der sie oberhalb der Leiterplatte 15 bzw. oberhalb des beweglichen Kontaktstücks 14 angeordnet ist, so sind die beiden Kontakte 7, 8 durch das Kontaktstück 14 miteinander elektrisch leitend verbunden. Die beiden elektrischen Kontakte 7, 8 und die Schenkelfeder 10 bilden bei dieser Ausführungsvariante somit zusammen mit dem beweglichen Kontaktstück 14 funktional einen Schließer, d. h. es wird eine elektrische leitende Verbindung über das Kontaktstück 14 zwischen den beiden Kontakten 7, 8 hergestellt, wenn die thermische Trennstelle auftrennt und sich die Schenkelfeder 10 in ihrer zweiten Position befindet.
4 zeigt eine Variante eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Signalgebers, bei dem die beiden elektrischen Kontakte 7, 8 und die Schenkelfeder 10 zusammen funktional ebenfalls einen Schließer bilden. Im Unterschied zu der Variante gemäß 3 ist nun jedoch kein Kontaktstück vorgesehen. Darüber hinaus ist die Schenkelfeder 10 im Vergleich zur Variante gemäß 2 und 3 um 180° gedreht im Steckergehäuse 4 angeordnet, so dass der Mittelbereich 13 relativ zur Leiterplatte 15 oberhalb der Enden der Schenkel 11, 12 angeordnet ist. Die beiden Kontakte 7, 8 sind wiederum als Kontaktflächen 16 auf der Oberseite der Leiterplatte 15 angeordnet.
In der ersten Position der Schenkelfeder 10, die in 4a dargestellt ist, ist die Schenkelfeder 10 entgegen ihrer Federkraft derart ausgelenkt, dass die beiden Schenkel 11, 12 stärker als im Ruhezustand auseinander gespreitzt sind. Dadurch weisen die Enden der Schenkel 11, 12 einen so großen Abstand zueinander auf, dass sie die Kontaktflächen 16 nicht kontaktieren. In dieser Position der Schenkelfeder 10 sind somit die beiden Kontakten 7, 8 nicht elektrisch leitend miteinander verbunden. Befindet sich die Schenkelfeder 10 dagegen gemäß 4b in ihrer zweiten Position, in der der der Mittelbereich13 weiter oberhalb der Leiterplatte 15 angeordnet ist, so weisen die Schenkel 11, 12 einen geringeren Abstand zueinander auf, der dem Abstand zwischen den beiden Kontaktflächenl 6 entspricht. Die beiden Kontaktflächen 16 bzw. die beiden elektrischen Kontakte 7, 8 sind dann über die Schenkelfeder 10 elektrisch leitend miteinander verbunden. Es wird somit über die Schenkelfeder 10 eine elektrische leitende Verbindung zwischen den beiden Kontakten 7, 8 hergestellt, wenn die thermische Trennstelle auftrennt und sich die Schenkelfeder 10 in ihrer zweiten Position befindet.
5 zeigt eine dritte Ausführungsvariante eines Signalgebers, wobei hier ein dritter Kontakt 9 an der Leiterplatte 15 ausgebildet ist. Bei dieser Variante bilden die Schenkelfeder 10 und die drei Kontakte 7, 8, 9 funktional eine Art Wechsler. Befindet sich die Schenkelfeder 10 in ihrer ersten Position gemäß 5a, so sind der erste Kontakt 7 und der zweite Kontakt 8 über die Schenkelfeder 10 elektrisch leitend miteinander verbunden. Befindet sich dagegen die Schenkelfeder 10 in ihrer zweiten Position gemäß 5b, so sind der erste Kontakt 7 und der dritte Kontakt 9 über die Schenkelfeder 10 miteinander verbunden, während die elektrische Verbindung zwischen dem ersten Kontakt 7 und dem zweiten Kontakt 8 unterbrochen ist.
Bei diesem Ausführungsbeispiel weist die Schenkelfeder 10 einen dritten Schenkel 12' auf, der auf der selben Seite des Mittelbereichs 13 wie der zweite Schenkel 12 angeordnet ist und zur Kontaktierung des dritten elektrischen Kontakts 9 dient. Damit der erste Schenkel 11 sowohl mit dem zweiten Schenkel 12 als auch mit dem dritten Schenkel 12' elektrisch verbunden ist, ist der erste Schenkel 11 als eine Art Doppelschenkel ausgebildet. Verglichen mit den beiden in den 2 und 3 dargestellten Schenkelfedern 10 entspricht die in 5 dargestellte Schenkelfeder 10 somit einer Art Doppel-Schenkelfeder, bei dem die beiden ersten Schenkel 11, 11' an ihren freien Enden miteinander verbunden sind.
Bei dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel des Signalgebers sind die elektrischen Kontakte 7, 8, 9 jeweils in einzelnen Ausnehmungen 17 in der Leiterplatte angeordnet. Alternativ dazu könnten die elektrischen Kontakte 7, 8, 9 auch auf der Oberseite der Leiterplatte 15 angeordnet sein, wobei dann der Abstand zwischen dem ersten Kontakt und dem zweiten Kontakt größer gewählt wäre, als der Abstand zwischen dem ersten Kontakt und dem dritten Kontakt. Die Kontakte 7, 8, 9 wären somit als Kontaktflächen in etwa dort anzuordnen, wo bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 5 die jeweiligen Ausnehmungen 17 in der Leiterplatte 15 angeordnet sind.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2, bei dem die elektrischen Kontakte 7, 8 auf gegenüberliegenden Seiten der Ausnehmung 17 in der Leiterplatte 15 angeordnet sind, sind die Kontakte 7, 8 über die Schenkelfeder 10 elektrisch miteinander verbunden, wenn sich diese in ihrer Position befindet und somit in die Ausnehmung 17 eintaucht. Beim Eintauchen des Mittelbereichs 13 der Schenkelfeder 10 in die Ausnehmung 17 gleiten die Schenkel 11, 12 an den Kontakten 7, 8 entlang, wodurch Verschmutzungen oder Oxydation an den Kontaktflächen entfernt werden. Dadurch wird ein guter elektrischer Kontakt zwischen den Schenkeln 11, 12 der Schenkelfeder 10 und den Kontakten 7, 8 gewährleistet, ohne dass eine Reinigung der Kontakte 7, 8 vor der Montage erforderlich ist. Hierzu ist die Schenkelfeder 10 so ausgebildet, dass ihre Schenkel 11, 12 jeweils unter einem spitzen Winkel α an der zugeordneten Wand 18, 19 der Ausnehmung 17 anliegen, wenn die Schenkelfeder 10 in ihrer ersten Position in die Ausnehmung 17 eingetaucht ist. Der Winkel α sollte dabei vorzugsweise nicht kleiner als 45° gewählt werden.
Den in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Überspannungsschutzgeräts 1 ist gemeinsam, dass die Schenkelfeder 10 in ihrer ersten Position entgegen ihrer Federkraft ausgelenkt ist, so dass keine zusätzliche Kraft erforderlich ist, damit die Schenkelfeder 10 aus ihrer ersten Position in ihre zweite Position gelangt. Bei den Ausführungsbeispielen gemäß den 2 und 3 ist die Schenkelfeder 10 in ihrer ersten Position dadurch entgegen ihrer Federkraft ausgelenkt, dass die beiden Schenkel 11, 12 im Vergleich zu ihrer nicht ausgelenkten Ruhelage aufeinander zugebogen sind.
Wie beispielsweise aus 2 ersichtlich ist, sind im Steckergehäuse 4 zwei Stützlager 20 ausgebildet, an denen sich die freien Enden der beiden Schenkel 11, 12 der Schenkelfeder 10 abstützen. Die Stützlager 20 sind dabei so oberhalb der Leiterplatte 15 angeordnet, dass der der Ausnehmung 17 in der Leiterplatte 15 zugewandte Mittelbereich 13 der Schenkelfeder 10 senkrecht oberhalb der Ausnehmung 17 und damit oberhalb der Kontakte 7, 8 angeordnet ist, wenn sich die Schenkelfeder 10 in ihrer zweiten Position (2b) befindet. Zusätzlich ist die Position der Stützlager 20 und die Länge der Schenkel 11, 12 so gewählt, dass sich die freien Enden der Schenkel 11, 12 auch dann noch an den Stützlagern 20 abstützen, wenn die Schenkelfeder 10 in ihrer ersten Position in die Ausnehmung 17 eingetaucht ist (2a).
6 zeigt das Steckerteil 2 des erfindungsgemäßen Überspannungsschutzgeräts 1, bei dem die Schenkelfeder 10 zusammen mit drei elektrischen Kontakten 7, 8, 9 funktional einen Wechsler bilden, sowie dies auch in 5 dargestellt ist. Die thermische Trennstelle wird dabei von einem leitfähigen Verbindungselement 21 und einem isolierenden Auslöseschlitten 22 gebildet, der das leitfähige Verbindungselement 21 teilweise aufnimmt, so dass eine Bewegung des Auslöseschlittens 22 auch zu einer Bewegung des Verbindungselements 21 führt. Im Normalzustand des Varistors 6 ist ein Anschluss 23 des Varistors 6 über eine Lötstelle 24 als thermisch auftrennende Verbindung mit einem ersten Ende 25 des leitfähigen Verbindungselements 21 elektrisch leitend verbunden. Dadurch wird auch der Auslöseschlitten 22 entgegen einer an ihm angreifenden Kraft F in seiner ersten Position gehalten.
Kommt es zu einer Erwärmung des Varistors 6, so kommt es bei Überschreitung einer vorgegebenen Grenztemperatur zu einem Auftrennen der Lötstelle 24, so dass der Auslöseschlitten 22 durch die an ihm angreifende Kraft F in eine zweite Position verbracht wird (6b). Da der Auslöseschlitten 22 das leitfähige Verbindungselement 21 zumindest teilweise aufnimmt, führt die Bewegung des Auslöseschlittens 22 auch zu einer entsprechenden Bewegung des Verbindungselements 21, so dass auch das Verbindungselement 21 in eine zweite Position verbracht wird, in der dessen erstes Ende 25 beabstandet vom ersten Anschluss 23 des Varistors angeordnet ist. Der Varistor 6 wird somit elektrisch abgetrennt.
An dem Auslöseschlitten 22 ist außerdem ein Befestigungsvorsprung 26 ausgebildet, an dem der Mittelbereich 13 der Schenkelfeder 10 befestigt ist. Dadurch wird auf einfache Art und Weise eine positionsgerechte Lagerung der Schenkelfeder 10 im Steckergehäuse 4 gewährleistet. Außerdem kann so die Bewegung der Schenkelfeder 10 aus ihrer ersten Position in ihre zweite Position direkt auf den Auslöseschlitten 22 übertragen werden, so dass der Auslöseschlitten 22 durch die Federkraft der Schenkelfeder 10 aus seiner ersten Position in seine zweite Position verbracht werden kann. Damit kann auf die Verwendung von zusätzlichen Federelementen zur Bewegung des Auslöseschlittens 22 verzichtet werden.
Wie eingangs im Zusammenhang mit der 1 ausgeführt worden ist, besteht das erfindungsgemäße Überspannungsschutzgerät 1 vorzugsweise aus einem Steckerteil 2 und einem Geräteunterteil 3, auf das das Steckerteil 2 aufgesteckt werden kann. Im Steckerteil 2 bzw. im Steckergehäuse 4 sind dabei der Varistor 6, die Schenkelfeder 10 sowie das leitfähige Verbindungselement 21 und der Auslöseschlitten 22, die zusammen die thermische Trennstelle bilden, angeordnet. Im Geräteunterteil 3 bzw. in dessen Sockelgehäuse 5 sind die Leiterplatte 15 mit den elektrischen Kontakten 7, 8, 9 sowie Anschlussklemmen 27 zum elektrischen Anschluss des Überspannungsschutzgeräts 1 angeordnet. Außerdem weist das Geräteunterteil 3 auch noch einen Signalausgang 28 auf, der über entsprechende Leiterbahnen auf der Leiterplatte 15 mit den elektrischen Kontakten 7, 8, 9 verbunden ist, so dass über den Signalausgang 28 eine Fernmeldung des Zustands des im Steckerteil 2 angeordneten Varistors 6 möglich ist.

Claims

Überspannungsschutzgerät (1) mit einem Gehäuse (4, 5), mit einem überspannungsbegrenzenden Bauelement (6), mit einer thermischen Trennstelle und mit einem Signalgeber zur Meldung des Zustandes des Überspannungsschutzgeräts (1), wobei die thermische Trennstelle bei Überlastung des überspannungsbegrenzenden Bauelements (6) auftrennt, so dass das überspannungsbegrenzende Bauelement (6) elektrisch abgetrennt ist, und wobei der Signalgeber mindestens zwei elektrische Kontakte (7, 8) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Federelement (10), das mindestens zwei Schenkel (11, 12) und einen die Schenkel (11, 12) miteinander verbindenden Mittelbereich (13) aufweist, derart beweglich im Gehäuse (4) angeordnet ist, dass sich das Federelement (10) in einer ersten Position befindet, wenn die thermische Trennstelle geschlossen ist, während sich das Federelement (10) in einer zweiten Position befindet, wenn die thermische Trennstelle aufgetrennt ist, wobei das Federelement (10) in der ersten Position entgegen seiner Federkraft ausgelenkt ist, so dass sich das Federelement (10) aufgrund seiner Federkraft aus der ersten Position in die zweite Position bewegt, wenn die thermische Trennstelle auftrennt, und dass das Federelement (10) zusammen mit den mindestens zwei Kontakten (7, 8) funktional einen Schalter bildet, wobei die beiden Kontakte (7, 8) in der einen Position des Federelements (10) miteinander verbunden sind, während die beiden Kontakte (7, 8) in der anderen Position des Federelements (10) nicht miteinander verbunden sind.
Überspannungsschutzgerät (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Position des Federelements (10), wenn die thermische Trennstelle geschlossen ist, der erste Kontakt (7) und der zweite Kontakt (8) über das Federelement (10) oder über ein bewegliches Kontaktstück elektrisch miteinander verbunden sind.
Überspannungsschutzgerät (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Position des Federelements (10), wenn die thermische Trennstelle aufgetrennt ist, der erste Kontakt (7) und der zweite Kontakt (8) über das Federelement (10) oder ein bewegliches Kontaktstück (14) elektrisch miteinander verbunden sind.
Überspannungsschutzgerät (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalgeber drei elektrische Kontakte (7, 8, 9) aufweist, wobei in der einen Position des Federelements (10) ein erster Kontakt (7) und ein zweiter Kontakt (8) über das Federelement (10) miteinander verbunden sind, und in der anderen Position des Federelements (10) der erste Kontakt (7) und der dritte Kontakt (9) über das Federelement (10) miteinander verbunden sind, während der erste Kontakt (7) und der zweite Kontakt (8) nicht miteinander verbunden sind.
Überspannungsschutzgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Leiterplatte (15) vorgesehen ist, die die mindestens zwei elektrischen Kontakte (7, 8, 9) aufweist.
Überspannungsschutzgerät (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Kontakte (7, 8, 9) als Kontaktflächen (16) auf der Oberseite der Leiterplatte (15) angeordnet sind.
Überspannungsschutzgerät (1) nach Anspruch 5, mit zwei elektrischen Kontakten (7, 8), dadurch gekennzeichnet, dass in der Leiterplatte (15) eine Ausnehmung (17) ausgebildet ist und dass die beiden Kontakte (7, 8) auf unterschiedlichen Seiten der Ausnehmung (17) angeordnet sind, wobei das Federelement (10) zumindest mit seinem Mittelbereich (13) in die Ausnehmung (16) eintaucht, wenn sich das Federelement (10) in seiner ersten Position befindet.
Überspannungsschutzgerät (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkel (11, 12) der Schenkelfeder (10) jeweils unter einen spitzen Winkel α an einer zugeordneten Wand (18, 19) der Ausnehmung (17) anliegen, wenn das Federelement (10) in seiner ersten Position in die Ausnehmung (17) eingetaucht ist.
Überspannungsschutzgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (4, 5) zwei Stützlager (20) angeordnet sind, an denen sich die beiden Schenkel (11, 12) des Federelements (10) derart abstützen, dass der den Kontakten (7, 8, 9) zugewandte Mittelbereich (13) des Federelements (10) mit Abstand oberhalb der Kontakte (7, 8, 9) angeordnet ist, wenn sich das Federelement (10) in seiner zweiten Position befindet.
Überspannungsschutzgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Trennstelle ein leitfähiges Verbindungselement (21) und einen isolierenden Auslöseschlitten (22) aufweist, wobei der Auslöseschlitten (22) mit dem Verbindungselement (21) verbunden ist oder das Verbindungselement (21) zumindest teilweise aufnimmt, dass im Normalzustand des überspannungsbegrenzenden Bauelements (6), wenn das überspannungsbegrenzende Bauelement (6) nicht unzulässig erwärmt ist, ein Anschluss (23) des überspannungsbegrenzenden Bauelements (6) über eine thermisch auftrennende Verbindung (24) mit einem ersten Ende (25) des leitfähigen Verbindungselements (21) elektrisch leitend verbunden ist und der Auslöseschlitten (22) durch das leitfähige Verbindungselement (21) entgegen einer an ihm angreifenden Kraft (F) in einer ersten Position gehalten ist, dass bei Überschreiten einer vorgegebenen Grenztemperatur des überspannungsbegrenzenden Bauelements (6) die thermische auftrennende Verbindung (24) auftrennt und der Auslöseschlitten (22) durch die an ihm angreifende Kraft (F) mit dem leitfähigen Verbindungselement (21) in eine zweite Position verbracht wird, in der das erste Ende (25) des leitfähigen Verbindungselements (21) beabstandet vom ersten Anschluss (23) des überspannungsbegrenzenden Bauelements (6) ist.
Überspannungsschutzgerät (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Auslöseschlitten (22) ein Befestigungsvorsprung (26) ausgebildet ist, an dem der Mittelbereich (13) des Federelements (10) befestigt ist.
Überspannungsschutzgerät (1) nach Anspruch 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslöseschlitten (22) durch die Federkraft des Federelements (10) aus seiner ersten Position in seine zweite Position verbringbar ist.
Überspannungsschutzgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Überspannungsschutzgerät (1) aus einem Steckerteil (2) und einem Geräteunterteil (3) besteht, dass in dem Steckerteil (2) das überspannungsbegrenzende Bauelemente (6), die thermische Trennstelle und das Federelement (10) und in dem Geräteunterteil (3) der Signalgeber mit den mindestens zwei elektrischen Kontakte (7, 8, 9) sowie Anschlussklemmen angeordnet sind.
Überspannungsschutzgerät (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (10) derart im Gehäuse (4) des Steckerteils (2) angeordnet ist, dass es zumindest teilweise aus einer Öffnung im Steckergehäuse (4) hinausragt und zumindest einen Kontakt (7, 8) kontaktiert, wenn sich das Federelement (10) in seiner ersten Position befindet.