DE102022205306B3

DE102022205306B3 - Überspannungsschutzanordnungen

Info

Publication number: DE102022205306B3
Application number: DE102022205306.0A
Authority: DE
Inventors: Johann Kellermann
Original assignee: J Proepster GmbH
Current assignee: J Proepster GmbH
Priority date: 2022-05-27
Filing date: 2022-05-27
Publication date: 2023-06-29
Anticipated expiration: 2042-05-28

Abstract

Eine Überspannungsschutzanordnung zum Schutz vor elektrischer Überspannung umfasst eine Platine (4), die einen Kipphebel (6) und einen Fernmeldekontakt (9) trägt, dessen Schaltzustand durch den Kipphebel (6) veränderbar ist. Die Platine (4) bildet mindestens eine integrale Positionierungsfeder (26) zur Positionierung des Kipphebels (6) aus. Die Überspannungsschutzanordnung weist außerdem mindestens eine Überspannungsschutzvorrichtung (5) auf. Jede Überspannungsschutzvorrichtung (5) steht in montiertem Zustand mit der Platine (4) in mechanischer Verbindung und weist eine schwenkbar gelagerte Auslösehebeleinrichtung (41) auf, die dem Kipphebel (6) zugeordnet und imstande ist, den Kipphebel (6) zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung zu verkippen. Jede Überspannungsschutzvorrichtung (5) hat ferner eine mit der Auslösehebeleinrichtung (41) in Verbindung stehende Überlast-Auslöseeinrichtung (54) zum Auslösen der Auslösehebeleinrichtung (41) bei Überlast.

Description

Die Erfindung betrifft Überspannungsschutzanordnungen zum Schutz vor elektrischer Überspannung, also vor zu hoher elektrischer Spannung.
Überspannungsschutzanordnungen sind aus dem Stand der Technik durch offenkundige Vorbenutzung allgemein bekannt. Beispielsweise offenbart die EP 1 587 188 B1 eine Überspannungsschutzanordnung mit einem mechanischen Betätigungssystem, das eine in einem Geräteunterteil angeordnete erste federbelastete Betätigungseinrichtung zur Betätigung eines Schalters und eine in einem Überspannungsschutzelement angeordnete zweite federbelastete Betätigungseinrichtung zur Betätigung einer optischen Zustandsanzeige aufweist. Die erste Betätigungseinrichtung ist durch ein Hebelsystem realisiert, das zwischen zwei Positionen umschaltbar ist. Das Hebelsystem kann durch eine Schaltwippe, einen Betätigungsstößel und mindestens eine Feder gebildet sein, wobei die Schaltwippe aus einer ersten Position in eine zweite Position bringbar ist. Die zweite Betätigungseinrichtung hat eine Lötverbindung, die aufgetrennt wird, wenn eine Temperatur eines Ableiters einen vorgegebenen Ansprechwert überschreitet. Bei bestehender Lötverbindung wird die zweite Betätigungseinrichtung entgegen der Federkraft in einer ersten Position gehalten. In das Geräteunterteil können mehrere Überspannungsschutzelemente gleichzeitig eingesteckt werden. Diese bekannte Überspannungsschutzanordnung hat einen vergleichsweise komplexen Aufbau, was unter anderem eine aufwändige Montage erfordert.
Aus der DE 10 2020 107 318 A1 ist ein Überspannungsschutzsystem bekannt, das ein Basisteil mit einem Gehäuse umfasst. Innerhalb des Gehäuses ist ein Fernmeldeschalter vorgesehen. An einem Rahmen sind Abtrennvorrichtungen, Betätigungsvorrichtungen und eine Welle sowie eine Anzeigevorrichtung befestigt oder geführt. Die Betätigungsvorrichtungen weisen jeweils ein Auslöseelement auf, das imstande ist, zumindest zeitweise an der Welle anzugreifen. Die Welle ist zwischen einer ersten Lage und zweiten Lage drehbar. Sie ist eine gemeinsame Welle für alle Abtrennvorrichtungen.
Die DE 38 05 890 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Funktionsüberwachung von Überspannungsableitern. Die Vorrichtung umfasst ein Schaltelement, welches bei einem Ausfallen eines Überspannungsableiters betätigbar ist. Eine Halterung für jedes Modul eines Überspannungsableiters ist U-förmig und weist jeweils ein Teilsegment eines insgesamt durchgängigen Durchgangskanals zur Aufnahme einer Schubstange auf. Sofern ein erstes Stellglied in eine fehlersignalisierende Lage verschwenkt wird, wird ein Schwenkhebel unter Wirkung einer Feder verschwenkt, sodass ein zweites Stellglied auf die Schubstange trifft und diese in Richtung auf einen Mikroschalter verschiebt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Stands der Technik zu überwinden. Insbesondere sollen Überspannungsschutzanordnungen geliefert werden, die vergleichsweise einfach aufgebaut und besonders montagefreundlich sowie benutzerfreundlich ist. Die Überspannungsschutzanordnungen sollen außerdem äußerst wirtschaftlich herstellbar und funktionssicher sein.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in den unabhängigen Ansprüchen 1 und 11 angegebenen Merkmale gelöst.
Der Kern der Überspannungsschutzanordnung gemäß dem Anspruch 1 liegt in mindestens einer integralen Positionierungsfeder, die durch die Platine selbst gebildet ist. Die Platine, die vorzugsweise eine Steuerplatine ist, selbst weist so mindestens eine Positionierungsfeder auf, was beispielsweise besonders montagefreundlich ist. Die mindestens eine Positionierungsfeder steht in zusammengesetztem Zustand der Überspannungsschutzanordnung bevorzugt mit dem Kipphebel, insbesondere stets, in direkter oder indirekter, insbesondere mechanischer, Verbindung und ist imstande, diesen zu positionieren. Es ist zweckmäßig, wenn genau ein Kipphebel vorhanden ist. Günstigerweise ist auch genau eine integrale Positionierungsfeder vorhanden. Alternativ sind mehrere, beispielsweise identische, Kipphebel und/oder Positionierungsfedern vorhanden.
Der Kern der Überspannungsschutzanordnung gemäß dem Anspruch 11 liegt darin, dass diese genau einen Kipphebel umfasst bzw. die Platine, die vorzugsweise eine Steuerplatine ist, genau einen Kipphebel trägt, was beispielsweise besonders montagefreundlich ist. Diese Überspannungsschutzanordnung umfasst zum Beispiel mindestens eine integrale oder anders ausgebildete Positionierungsfeder, wie Blattfeder, die dem Kipphebel entsprechend zugeordnet ist.
Die Überspannungsschutzanordnung dient insbesondere zum Schutz elektrischer bzw. elektronischer Geräte vor elektrischer Überspannung bzw. Überlast. Überspannungen können beispielsweise durch atmosphärische Entladungen, aber auch durch Schalthandlungen oder Kurzschlüsse auftreten. Als Überspannungen gelten hier elektrische Spannungen, die oberhalb einer Toleranzgrenze einer Nennspannung liegen.
Die Platine bzw. Leiterplatte ist bevorzugt aus elektrisch isolierendem Material, wie (faserverstärktem) Kunststoff, gebildet. Sie umfasst mindestens eine elektrische Leiterbahn, die zumindest bereichsweise in bzw. auf dem elektrisch isolierenden Material verläuft. Die Platine dient der mechanischen Befestigung und elektrischen Verbindung. Sie ist bevorzugt imstande, mehrere Überspannungsschutzvorrichtungen aufzunehmen bzw. zu halten. Die mindestens eine Positionierungsfeder ist vorzugsweise frei von Leiterbahnen.
Der (genau eine) Kipphebel ist bevorzugt an der Platine verkippbar gelagert. Er ist bevorzugt stufenweise bzw. begrenzt verkippbar.
Der Fernmeldekontakt erlaubt insbesondere eine komfortable Fern(melde)überwachung. Er ist vorzugsweise als Wechslerkontakt zur Fernmeldung eines Zustands der Überspannungsschutzvorrichtung/en ausgebildet. Günstigerweise ist der Fernmeldekontakt durch einen Schalter, insbesondere Mikroschalter, gebildet.
Die mindestens eine Überspannungsschutzvorrichtung steht in montiertem Zustand mit der Platine in direkter oder indirekter, insbesondere lösbarer, insbesondere mechanischer, Verbindung. Es ist zweckmäßig, wenn sie in montiertem Zustand mit der Platine in Steck- oder Rastverbindung steht.
Die mindestens eine Überspannungsschutzvorrichtung enthält und/oder positioniert bevorzugt Überspannungsschutzkomponenten. Die Anzahl der Überspannungsschutzvorrichtungen ist vorzugsweise von einer Anzahl von Leitungen eines zu schützenden Stromnetzes abhängig. Es ist von Vorteil, wenn die Überspannungsschutzanordnung für jeden zu schützenden Strompfad bzw. für mehrere Strompfade eine Überspannungsschutzvorrichtung aufweist.
Vorzugsweise bildet die Auslösehebeleinrichtung von jeder Überspannungsschutzvorrichtung eine Anzeige (mit) aus oder umfasst eine Anzeige, die imstande ist, eine Auslösung der jeweiligen Auslösehebeleinrichtung anzuzeigen. Es ist zweckmäßig, wenn die Auslösehebeleinrichtung eine optische Funktionalität der jeweiligen Überspannungsschutzvorrichtung bzw. deren Zustand optisch anzeigt. Ein Zustand bzw. Status der jeweiligen Überspannungsschutzvorrichtung ist so einfach und sicher vor Ort erkennbar. Jede Auslösehebeleinrichtung ist bevorzugt um eine Schwenkachse verschwenkbar, die sich parallel zu der Kippachse des (genau einen) Kipphebels erstreckt. Günstigerweise verlaufen die Achsen beabstandet zueinander. Die Auslösehebeleinrichtung bildet eine mechanische Kipphebel-Betätigungseinrichtung. Jede Auslösehebeleinrichtung ist bevorzugt zwischen zwei Positionen bzw. Stellungen umschaltbar.
Die Überlast-Auslöseeinrichtung weist beispielsweise eine thermische Trennstelle, wie Lötstelle, auf, die bei Überlast, wie Überspannung, auftrennbar ist bzw. aufgetrennt wird. Sie steht mit der jeweiligen Auslösehebeleinrichtung in direkter oder indirekter, insbesondere mechanischer, Verbindung.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Überspannungsschutzanordnung gemäß dem Unteranspruch 2 führt zu einer funktionssicheren Positionierung des (genau einen) Kipphebels, insbesondere in dessen Ruhestellung. Es ist zweckmäßig, wenn in dem (genau einen) Kipphebel mindestens eine, bevorzugt umfangsseitig vollständig geschlossene bzw. begrenzte, Aussparung, Ausnehmung, Öffnung oder dergleichen ausgebildet ist, in welche die mindestens eine Positionierungsfeder zumindest teilweise eingreift. Die mindestens eine Positionierungsfeder kann zum Beispiel den Kipphebel auch durchsetzen. Es ist zweckmäßig, wenn die mindestens eine Positionierungsfeder dabei zumindest bereichsweise und bevorzugt mindestens zeitweise an dem Kipphebel anliegt bzw. angreift.
Die mindestens eine Positionierungsfeder gemäß dem Unteranspruch 3 ist in der ersten Stellung bevorzugt (im Wesentlichen) unausgelenkt bzw. geringfügig ausgelenkt. Der Kipphebel ist günstigerweise aus der ersten Stellung entgegen einer Federkraft der mindestens einen Positionierungsfeder unter Erzeugung einer Rückstellkraft verkippbar. Es ist zweckmäßig, wenn sich der Kipphebel in der ersten Stellung (im Wesentlichen) senkrecht zu der Platine erstreckt.
Der Fernmeldekontakt gemäß dem Unteranspruch 5 umfasst bevorzugt ein Schaltelement bzw. Betätigungselement, das beispielsweise als Drückelement, wie Drückstift, Drücksteg, Drückstößel oder dergleichen, ausgebildet ist. Das Schaltelement ist bevorzugt in der ersten Stellung des Kipphebels, insbesondere einwärts, gedrückt.
Gemäß dem Unteranspruch 6 ist der Fernmeldekontakt in der zweiten Stellung des Kipphebels freigegeben. Das Schaltelement ist dabei im Vergleich mit dem Unteranspruch 5 bevorzugt nach außen verlagert.
Gemäß dem Unteranspruch 7 ist die mindestens eine Positionierungsfeder aufgrund ihrer dann vorliegenden Rückstellkraft bevorzugt imstande, den Kipphebel aus der zweiten Stellung in die erste Stellung (zurück) zu verkippen.
Gemäß dem Unteranspruch 8 ist jede Positionierungsfeder stegartig ausgeführt. Sie ist bevorzugt länglich. Es ist zweckmäßig, wenn sie ein verjüngtes freies Ende aufweist.
Die Überspannungsschutzanordnung gemäß dem Unteranspruch 9 ist besonders einfach ausgebildet und kostengünstig herstellbar. Die mindestens eine Anschlussstelle erstreckt sich bevorzugt gerade und ist günstigerweise linienartig ausgeführt. Jede Positionierungsfeder steht über die jeweilige mindestens eine Anschlussstelle mit dem Platinen-Grundkörper in einteiliger bzw. einstückiger Verbindung. Zwischen jeder Positionierungsfeder und dem Platinen-Grundkörper erstreckt sich mit Ausnahme der mindestens einen Anschlussstelle eine, insbesondere durchgängige, bevorzugt (im Wesentlichen) U-förmige, Aussparung, was ein Verschwenken der jeweiligen Positionierungsfeder gegenüber dem Platinen-Grundkörper um die entsprechende mindestens eine Anschlussstelle erlaubt. Der Platinen-Grundkörper und die mindestens eine Positionierungsfeder bestehen aus dem gleichen Material.
Die Ausgestaltung gemäß dem Unteranspruch 10 ist besonders montagefreundlich. Beispielsweise hat die Platine mindestens einen äußeren bzw. randseitigen und/oder inneren Durchbruch zur Lagerung des Kipphebels.
Die Überspannungsschutzanordnung gemäß dem Unteranspruch 12 ist besonders einfach und funktionssicher. Die Auslösehebeleinrichtungen teilen sich quasi den genau einen Kipphebel. Es ist ein einziger gemeinsamer Kipphebel vorhanden.
Die Ausführungen zu dem Unteranspruch 12 gelten im Wesentlichen analog zu dem Unteranspruch 13. Die Überspannungsschutzvorrichtungen sind in montiertem Zustand dem genau einen (gemeinsamen) Kipphebel zugeordnet.
Es ist zweckmäßig, wenn gemäß dem Unteranspruch 14 der genau eine Kipphebel eine Kipphebel-Breite aufweist, die einem Vielfachen, wie dem Zweifachen bis Sechsfachen, einer Auslösehebeleinrichtungs-Breite einer Auslösehebeleinrichtung entspricht.
Die Unteransprüche 2 bis 10 betreffen auch bevorzugte Weiterbildungen des unabhängigen Anspruchs 11. Die Unteransprüche 12 bis 14 betreffen auch bevorzugte Weiterbildungen des unabhängigen Anspruchs 1. Eine Kombination der Gegenstände der Ansprüche 1 bis 10 und 11 bis 14 ist möglich.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beispielhaft beschrieben. Dabei zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Überspannungsschutzanordnung in zusammengesetztem Zustand von außen,
2 eine perspektivische Ansicht der in 1 veranschaulichten Überspannungsschutzanordnung, wobei aus Illustrationsgründen das Gehäuse der Überspannungsschutzanordnung nur teilweise und nur ein Rahmen einer Überspannungsschutzvorrichtung teilweise dargestellt sind und der Kipphebel durch eine Auslösehebeleinrichtung einer Überspannungsschutzvorrichtung gegenüber der Platine in seine zweite Stellung verkippt ist,
3 eine 2 ähnelnde perspektivische Ansicht, wobei eine Überspannungsschutzvorrichtung in ihrer Gesamtheit dargestellt ist und die übrigen Überspannungsschutzvorrichtungen nur teilweise veranschaulicht sind und das Gehäuse der Überspannungsschutzanordnung aus Illustrationsgründen vollständig weggelassen ist,
4 eine Seitenansicht von 3,
5 das in 4 gekennzeichnete Detail V in vergrößertem Maßstab,
6 eine 3 ähnelnde Seitenansicht, wobei die Überspannungsschutzvorrichtungen allesamt nur teilweise dargestellt sind und auch ein Schaltelement des Fernmeldekontakts veranschaulicht ist,
7 das in 6 gekennzeichnete Detail VII in vergrößertem Maßstab,
8 eine 6 ähnelnde perspektivische Ansicht, wobei sich der Kipphebel in seiner ersten Stellung befindet,
9 eine 8 ähnelnde Ansicht von einer zweiten Seite aus, wobei die Auslösehebeleinrichtungen der Klarheit halber nicht mit dargestellt und vor allem die Platine und der Kipphebel veranschaulicht sind,
10 eine 8 ähnelnde Seitenansicht,
11 das in 10 gekennzeichnete Detail XI in vergrößertem Maßstab, das vor allem den Kipphebel seitlich zeigt,
12 eine Explosionsansicht, die die Platine und den Kipphebel der veranschaulichten Überspannungsschutzanordnung in unmontiertem bzw. getrenntem Zustand zeigt,
13 eine perspektivische Ansicht einer Überspannungsschutzvorrichtung der gezeigten Überspannungsschutzanordnung in ihrer Gesamtheit,
14 eine Ansicht entsprechend 13 von einer Seite aus,
15 ein Detail der gezeigten Überspannungsschutzanordnung, das das Schaltelement in seinem gedrückten Zustand zeigt,
16 ein Detail der dargestellten Überspannungsschutzanordnung, das das Schaltelement in seinem freigegebenen Zustand zeigt, und
17 eine perspektivische Ansicht der veranschaulichten Überspannungsschutzanordnung, wobei deren Gehäuse aus Illustrationsgründen weggelassen und eine eine Überspannungsschutzvorrichtung tragende Hauptplatine teilweise mit dargestellt ist

Eine in 1 in ihrer Gesamtheit veranschaulichte Überspannungsschutzanordnung umfasst ein Gehäuse 1 mit einem ersten Gehäuseteil 2 und einem zweiten Gehäuseteil 3. Die Gehäuseteile 2, 3 werden bei einer Montage vorzugsweise schnappend bzw. rastend miteinander verbunden und sind danach bevorzugt unlösbar miteinander verbunden.
Wie veranschaulicht, weist die Überspannungsschutzanordnung außerdem eine Platine, insbesondere Steuerplatine, 4 und eine Lastplatine bzw. Hauptplatine 59 (17) sowie mehrere Überspannungsschutzvorrichtungen 5 auf, die identisch ausgebildet sind. Die Überspannungsschutzvorrichtungen 5 sind unabhängig voneinander. Die Überspannungsschutzvorrichtungen 5 und die Platinen 4, 59 bilden zum Beispiel eine gemeinsame Einheit.
Die Überspannungsschutzanordnung hat außerdem genau einen Kipphebel 6, der zwischen einer ersten Stellung und zweiten Stellung verkippbar bzw. verschwenkbar ist.
Die Platine 4 weist einen Platinen-Grundkörper 7 auf, der endseitig ein elektrisches Verbindungsteil 8 trägt. Das elektrische Verbindungsteil 8 ragt bereichsweise aus dem Gehäuse 1 hervor.
Der Platinen-Grundkörper 7 trägt außerdem in einem dem elektrischen Verbindungsteil 8 gegenüberliegenden Randbereich einen Fernmeldekontakt 9, der mit dem elektrischen Verbindungsteil 8 über Leiterbahnen (nicht dargestellt) der Platine 4 in elektrischer Verbindung steht. Die Leiterbahnen laufen beispielsweise außenseitig an dem Platinen-Grundkörper 7 entlang. Der Fernmeldekontakt 9 dient zur Fernmeldung eines Zustands der Überspannungsschutzanordnung. Er umfasst einen Schaltstößel 10, der gegenüberliegend zu dem Platinen-Grundkörper 7 aus einem Fernmeldekontakt-Gehäuse 11 des Fernmeldekontakts 9 nach außen geführt und senkrecht zu der Platine 4 linear verlagerbar ist. Das elektrische Verbindungsteil 8 ist für eine elektrische Weiterleitung eines Schaltzustands des Fernmeldekontakts 9 vorgesehen.
Der Kipphebel 6 ist benachbart zu dem Fernmeldekontakt 9 angeordnet und an dem Platinen-Grundkörper 7 verkippbar gelagert. Der Platinen-Grundkörper 7 weist dazu zwei nach seitlich außen offene Durchbrüche 12 auf, die in gegenüberliegenden Seitenbereichen des Platinen-Grundkörpers 7 angeordnet sind. Ferner weist der Platinen-Grundkörper 7 dazu einen ersten inneren Durchbruch 13 und einen zweiten inneren Durchbruch 14 auf (12). Die inneren Durchbrüche 13, 14 sind zwischen den seitlichen Durchbrüchen 12 angeordnet.
Der Kipphebel 6 erstreckt sich in montiertem Zustand (im Wesentlichen) über die gesamte Breite des Platinen-Grundkörpers 7 und ist länglich ausgeführt. Er verläuft gerade und hat einen Fuß 15, von dem endseitig zwei Lagervorsprünge 16 und ein Klammerteil 17 (15, 16) vorspringen. Das Klammerteil 17 ist bogenförmig ausgeführt und verläuft von dem Fuß 15 aus weg von dem elektrischen Verbindungsteil 8.
Ferner hat der Kipphebel 6 zwischen dem Klammerteil 17 und einem Lagervorsprung 16 einen Positionierungsfeder-Aufnahmekörper 18 mit einer Positionierungsfeder-Aufnahme 18a. Der Positionierungsfeder-Aufnahmekörper 18 ist benachbart zu dem Fuß 15 angeordnet. Die Positionierungsfeder-Aufnahme 18a ist durchgängig und im Querschnitt rechteckig. Sie ist umfangsseitig vollständig begrenzt bzw. geschlossen und auf Höhe des Fußes 15 angeordnet. Die Positionierungsfeder-Aufnahme 18a ist zu dem elektrischen Verbindungsteil 8 hin offen.
In zusammengesetztem Zustand greifen die Lagervorsprünge 16 in die seitlichen Durchbrüche 12 ein. Das Klammerteil 17 durchsetzt den ersten inneren Durchbruch 13, während der Positionierungsfeder-Aufnahmekörper 18 den zweiten inneren Durchbruch 14 durchsetzt.
Jeder Lagervorsprung 16 ist benachbart, aber beabstandet zu einem dem elektrischen Verbindungsteil 8 abgewandten Rand 19 des Fußes 15 unter Bildung einer Abstützflanke 20 angeordnet. Jeder Lagervorsprung 16 hat eine dem Rand 19 zugewandte gerade Fläche 21 und eine sich an diese anschließende gekrümmte Wälzfläche 22. Jede Wälzfläche 22 ist dem Rand 19 abgewandt.
In gegensinniger Richtung in Bezug auf die Lagervorsprünge 16 und den Positionierungsfeder-Aufnahmekörper 18 sowie das Klammerteil 17 springt von dem Fuß 15 eine Wand 23 senkrecht vor.
Der Kipphebel 6 weist mittig eine durchgängige Aufnahmeaussparung 24 auf, die die Wand 23 und den Fuß 15 durchsetzt. Die Aufnahmeaussparung 24 ist benachbart zu dem Positionierungsfeder-Aufnahmekörper 18 angeordnet. Sie ist gegenüberliegend zu dem Fuß 15 nach außen durch einen stegartigen Abschlusskörper 25 des Kipphebels 6 begrenzt, der sich an die Wand 23 gegenüberliegend zu dem Fuß 15 anschließt und gegenüber dieser in Richtung auf das elektrische Verbindungsteil 8 vorspringt. In montiertem Zustand ist der Fernmeldekontakt 9 in der Aufnahmeaussparung 24 aufgenommen.
Die Platine 4 weist außerdem genau eine Positionierungsfeder 26 auf, die mit dem Platinen-Grundkörper 7 nur über eine integrale Anschlusslinie 27 in einstückiger bzw. einteiliger Verbindung steht. Die Anschlusslinie 27 erstreckt sich parallel zu dem Kipphebel 6. Die Positionierungsfeder 26 hat ein, dem elektrischen Verbindungsteil 8 abgewandtes freies Ende 28, das verjüngt und im Querschnitt rechteckförmig ist. Sie ist von dem Platinen-Grundkörper 7 über eine durchgängige Trennaussparung 29 getrennt, die im Wesentlichen U-förmig ist und den Platinen-Grundkörper 7 vollständig durchsetzt. Die Anschlusslinie 27 erstreckt sich zwischen freien Enden von U-Schenkeln 30 der Trennaussparung 29, während eine U-Basis 31 der Trennaussparung 29 den zweiten inneren Durchbruch 14 mit einschließt. Die freien Enden der U-Schenkel 30 sind dem elektrischen Verbindungsteil 8 zugewandt.
In der Platine 4 sind außerdem erste Rastaussparungen 32 und zweite Rastaussparungen 33 ausgebildet (12). Die ersten Rastaussparungen 32 sind randseitig an dem Platinen-Grundkörper 7 benachbart zu dem Kipphebel 6 ausgebildet und durchgängig. Sie sind seitlich und zu dem elektrischen Verbindungsteil 8 hin räumlich begrenzt. Die ersten Rastaussparungen 32 sind in einer ersten Reihe angeordnet. Mit Ausnahme einer randseitig angeordneten zweiten Rastaussparung 33 sind die übrigen Rastaussparungen 33 beispielsweise umfangsseitig räumlich begrenzt. Alternativ sind zum Beispiel alle ersten und/oder zweiten Rastaussparungen 32 bzw. 33 umfangsseitig vollständig räumlich begrenzt. Die zweiten Rastaussparungen 33 sind durchgängig und in einer zweiten Reihe angeordnet, die sich parallel zu der ersten Reihe erstreckt. Jeweils eine erste Rastaussparung 32 und eine zweite Rastaussparung 33 bilden zusammen ein Rastaussparungs-Paar.
Jede Überspannungsschutzvorrichtung 5 hat einen Rahmen 34, der gehäuseartig ist und in einem ersten Endbereich 35 zwei Rastvorsprünge 36 mit Rastköpfen 37 aufweist. In montiertem Zustand ist jeder erste Endbereich 35 der Platine 4 zugewandt. Jeder Rahmen 34 weist in einem dem ersten Endbereich 35 gegenüberliegenden zweiten Endbereich 38 eine freie durchgängige Anzeigeöffnung 39 auf. Jeder Rahmen 34 trägt einen integralen Lagerstift 40, der zylindrisch ausgeführt ist und sich in montiertem Zustand der jeweiligen Überspannungsschutzvorrichtung 5 parallel zu der Platine 4 erstreckt. Jeder Lagerstift 40 verläuft außerdem parallel zu dem Kipphebel 6.
Jede Überspannungsschutzvorrichtung 5 umfasst eine, beispielsweise aus Kunststoff bestehende, Auslösehebeleinrichtung 41, die benachbart zu der jeweiligen Anzeigeöffnung 39 ein Anzeigeelement 42 und gegenüberliegend dazu einen Verlagerungskörper 43 aufweist. Die Auslösehebeleinrichtungen 41 der Überspannungsschutzvorrichtungen 5 sind einzeln verschwenkbar. Das Anzeigeelement 42 trägt beispielsweise unterschiedliche Farbfelder, die in Abhängigkeit der jeweiligen Stellung des Anzeigeelements 42 bzw. der Auslösehebeleinrichtung 41 durch die zugehörige Anzeigeöffnung 39 sichtbar sind und einen aktuellen Zustand der jeweiligen Überspannungsschutzvorrichtung 5 anzeigen.
Zwischen dem Anzeigeelement 42 und dem Verlagerungskörper 43 weist jede Auslösehebeleinrichtung 41 eine zylindrische Lageröffnung 44 auf. Jede Lageröffnung 44 ist beispielsweise außermittig zwischen dem jeweiligen Anzeigeelement 42 und Verlagerungskörper 43 angeordnet. Jeder Lagerstift 40 greift in eine Lageröffnung 44 ein und lagert eine Auslösehebeleinrichtung 41. Jeder Lagerstift 40 bildet so eine Schwenkachse für die jeweilige Auslösehebeleinrichtung 41 aus.
Zwischen der Lageröffnung 44 und dem Anzeigeelement 42 weist jede Auslösehebeleinrichtung 41 eine umfangsseitig geschlossene, längliche, schmale Verlagerungsaussparung 45 auf, die durchgängig ist und benachbart zu der jeweiligen Lageröffnung 44 einen Ruheabschnitt 46 hat. Jede Verlagerungsaussparung 45 hat außerdem einen Verlagerungsabschnitt 47, der sich an den jeweiligen Ruheabschnitten 46 anschließt und schräg gegenüber diesem in Richtung auf das jeweilige Anzeigeelement 42 verläuft. Jede Verlagerungsaussparung 45 hat ferner einen Endabschnitt 48, der sich an den jeweiligen Verlagerungsabschnitt 47 anschließt und benachbart zu dem jeweiligen Anzeigeelement 42 angeordnet ist. Jeder Endabschnitt 48 erstreckt sich schräg gegenüber dem benachbarten Verlagerungsabschnitt 47. Jede Verlagerungsaussparung 45 hat eine Weite, die der Querabmessung des jeweiligen Kopplungsstifts 52 entspricht oder geringfügig größer ist.
Jede Überspannungsschutzvorrichtung 5 umfasst außerdem eine Kopplungseinrichtung 49, die in dem jeweiligen Rahmen 34 untergebracht und benachbart zu der jeweiligen Auslösehebeleinrichtung 41 angeordnet ist. Jede Kopplungseinrichtung 49 ist in dem jeweiligen Rahmen 34 linear verschiebbar aus einer Ruhestellung in Richtung auf die jeweilige Anzeigeöffnung 39 angeordnet und besteht zum Beispiel aus Kunststoff. Jede Kopplungseinrichtung 49 ist zwischen zwei Positionen bzw. Stellungen senkrecht zu der Platine 4 geführt verschiebbar. Jede Kopplungseinrichtung 49 ist in ihrer Ruhestellung, wo sie sich benachbart zu der Platine 4 befindet, mittels einer Druckfeder 50 federbelastet. Die Druckfeder 50 ist beispielsweise als Schraubenfeder ausgeführt. Jede Kopplungseinrichtung 49 hat einen Tragarm 51 mit einem Kopplungsstift 52, der in die jeweilige Verlagerungsaussparung 45 eingreift. Jede Kopplungseinrichtung 49 weist außerdem einen Seitenarm 53 auf, der in gegensinniger Richtung in Bezug auf den jeweiligen Tragarm 51 von einem Grundkörper der Kopplungseinrichtung 49 seitlich vorspringt.
Jede Überspannungsschutzvorrichtung 5 umfasst ferner eine Überlast-Auslöseeinrichtung 54 mit einer Lötstelle 55 (14), die ursprünglich eine Lötverbindung zwischen einem Rückhaltemetallstreifen 56 und einem fixen Metallstreifen 57 ausbildet. Der fixe Metallstreifen 57 ist vollständig an dem jeweiligen Rahmen 34 fixiert. Er ist so ortsfest angeordnet. Der Rückhaltemetallstreifen 56 umgreift ursprünglich den jeweiligen Seitenarm 53 und bildet durch die Lötstelle 55 vorzugsweise eine Thermotrennstelle.
Jede Überspannungsschutzvorrichtung 5 hat außerdem einen in dem jeweiligen Rahmen 34 ortsfest angeordneten Varistor, der elektrisch über den jeweiligen Metallstreifen 57 und Rückhaltemetallstreifen 56 sowie ein zugehöriges Anschlussblech 58 in einen zu schützenden Strompfad eingebunden ist.
In zusammengesetztem Zustand der Überspannungsschutzanordnung sind die Überspannungsschutzvorrichtungen 5 mit ihren Rastvorsprüngen 36 in die Rastaussparungs-Paare eingerastet, sodass diese gegenüber der Platine 4 örtlich festgelegt sind. Die Rastvorsprünge 36 durchsetzen die Hauptplatine 59. Die Platinen 4, 59 erstrecken sich parallel zueinander. Die Hauptplatine 59 ist zwischen der Platine 4 und den Überspannungsschutzvorrichtungen 5 angeordnet. Die Überspannungsschutzvorrichtungen 5 sind parallel zueinander angeordnet und verlaufen senkrecht zu der Platine 4.
Jede Überspannungsschutzvorrichtungen 5 ist über ihren Rückhaltemetallstreifen 56 und ihr Anschlussblech 58 in eine Schaltung der Überspannungsschutzanordnung eingegliedert.
Die Überspannungsschutzvorrichtungen 5 und Leitungsanschlussklemmen 60 der Überspannungsschutzanordnung sind auf die Hauptplatine 59 aufgelötet, die Leiterbahnen umfasst.
Die Auslösehebeleinrichtungen 41 haben eine gemeinsame Schwenkachse. Die Anzeigeöffnungen 39 sind der Platine 4 abgewandt.
Wie erwähnt, sind ursprünglich, d.h. zeitlich vor einer Überspannungsauslösung, die Lötstellen 55 intakt bzw. geschlossen, sodass jeder Rückhaltemetallstreifen 56 den Seitenarm 53 der zugeordneten Kopplungseinrichtung 49 umgreift und benachbart zu dem ersten Endbereich 35 der jeweiligen Überspannungsschutzvorrichtung 5 hält. Die jeweilige Kopplungseinrichtung 49 ist so in ihrer Ruhestellung gehalten. Die Druckfedern 50 sind dabei zusammengedrückt und gespannt. Jeder Kopplungsstift 52 befindet sich in dem Ruheabschnitt 46 der jeweiligen Verlagerungsaussparung 45.
Jede Auslösehebeleinrichtung 41 erstreckt sich (im Wesentlichen) senkrecht zu der Platine 4 und ist unausgelenkt. Jeder Verlagerungskörper 43 ist seitlich benachbart, aber beabstandet zu dem gemeinsamen Kipphebel 6 angeordnet, der ebenfalls unausgelenkt ist und sich (im Wesentlichen) senkrecht zu der Platine 4 erstreckt. Der Kipphebel 6 durchsetzt die Hauptplatine 59 und hat eine wirksame Kipphebel-Breite BK an der Wand 23, die einem Vielfachen einer Breite BV eines Verlagerungskörpers 43 entspricht. Der Fuß 15 des Kipphebels 6 liegt auf dem Platinen-Grundkörper 7 auf. Der Fernmeldekontakt 9 durchsetzt den Kipphebel 6. Der Abschlusskörper 25 drückt dabei den Schaltstößel 10 in Richtung auf die Platine 4 nach innen in das Fernmeldekontakt-Gehäuse 11. Die Positionierungsfeder 26 greift mit ihrem Ende 28 in die Positionierungsfeder-Aufnahme 18a ein und ist gegenüber dem Platinen-Grundkörper 7 geringfügig ausgelenkt. Sie ist (vor)gespannt. Der Platinen-Grundkörper 7 und die Positionierungsfeder 26 befinden sich in einer annähernd gemeinsamen Ebene.
Bei einer Überspannungsauslösung steigt die Temperatur in dem jeweiligen Rückhaltemetallstreifen 56 an, sodass bei einem vorgegebenen Ansprechwert die zugehörige Lötstelle 55 aufgetrennt bzw. aufgelöst wird. Wenn die Lötstelle 55 aufgelöst wird, erfolgt eine thermische und elektrische Trennung. Der Seitenarm 53 der entsprechenden Überspannungsschutzvorrichtung 5 wird so von dem Rückhaltemetallstreifen 56 freigegeben. Die zugehörige Druckfeder 50 drückt die Kopplungseinrichtung 49 in Richtung auf die Anzeigeöffnung 39 und entspannt sich dabei. Die Kopplungseinrichtung 49 gleitet innenseitig an dem jeweiligen Rahmen 34 entlang weg von der Platine 4. Die Kopplungseinrichtung 49 samt Kopplungsstift 52 wird senkrecht zu der Platine 4 von dieser wegbewegt.
Dabei gleitet der Kopplungsstift 52 von dem Ruheabschnitt 46 aus entlang der Verlagerungsaussparung 45 über den Verlagerungsabschnitt 47 in den Endabschnitt 48. Wenn sich der Kopplungsstift 52 in dem Verlagerungsabschnitt 47 befindet, wird die Auslösehebeleinrichtung 41 um die durch den Lagerstift 40 vorgegebene Schwenkachse geschwenkt. Dies ist auf den schrägen Verlauf des Verlagerungsabschnitts 47 gegenüber der Bewegungsbahn des Kopplungsstifts 52 zurückzuführen. Der Kopplungsstift 52 greift an der Auslösehebeleinrichtung 41 an und verschwenkt diese. Die translatorische Bewegung der Kopplungseinrichtung 49 wird also in eine Schwenkbewegung der jeweiligen Auslösehebeleinrichtung 41 umgewandelt. Eine Zwangsführung zwischen Kopplungsstift 52 und Verlagerungsaussparung 45 liegt vor. Durch die Anzeigeöffnung 39 ist der erfolgte Schwenkvorgang aufgrund des verschwenkten Anzeigeelements 42 erkennbar.
Der Verlagerungskörper 43 kommt bei dem Schwenkvorgang mit dem Kipphebel 6 in Anlage und verkippt diesen gegenüber der Platine 4 weg von dem elektrischen Verbindungsteil 8 aus seiner Ruhestellung in eine zweite Stellung bzw. Auslösestellung. Die Bewegung des Verlagerungskörpers 43 wird also auf den Kipphebel 6 übertragen. Der Fuß 15 des Kipphebels 6 wird von dem Platinen-Grundkörper 7 abgehoben. Die Wälzflächen 22 wälzen sich in den Durchbrüchen 12 an dem Platinen-Grundkörper 7 ab. Das Klammerteil 17 wird ebenfalls gegenüber dem Platinen-Grundkörper 7 verkippt bzw. verschwenkt. Die Abstützflanke 20 stützt sich gegenüber dem Platinen-Grundkörper 7 ab. Insbesondere sind die Auslösehebeleinrichtungen 41 im Stande, unabhängig voneinander den Kipphebel 6 zu verkippen.
Die Positionierungsfeder 26 wird bei dem Schwenkvorgang durch den mitverschwenkten Positionierungsfeder-Aufnahmekörper 18 aus dem Platinen-Grundkörper 7 (weiter) verschwenkt und gespannt. Sie wird so weiter bzw. stärker gegenüber dem Platinen-Grundkörper 7 im Vergleich mit der ersten Stellung ausgelenkt.
Der Abschlusskörper 25 des Kipphebels 6 wird bei dem Schwenkvorgang ebenfalls gegenüber dem Platinen-Grundkörper 7 und dem Fernmeldekontakt 9 verkippt bzw. verschwenkt, sodass der bislang gedrückte Schaltstößel 10 freigegeben und aus dem Fernmeldekontakt-Gehäuse 11 durch eine integrierte Feder (nicht dargestellt) linear gedrückt wird (15, 16). Der Schaltzustand des Fernmeldekontakts 9 ändert sich. Der Schaltstößel 10 ändert den Schaltzustand eines integrierten elektrischen Kontakts. Über die Leiterbahnen wird ein entsprechendes Signal von dem Fernmeldekontakt 9 an das elektrische Verbindungsteil 8 übermittelt. Ein Zustand der Funktionalität einer oder mehreren Überspannungsschutzvorrichtungen 5 wird an eine Fernmeldeüberwachung weitergegeben.
Die Positionierungsfeder 26 ist imstande, den Kipphebel 6 automatisch wieder in seine Ruheposition zurückzubringen, sobald eine defekte bzw. ausgelöste Überspannungsschutzvorrichtung 5 ausgetauscht bzw. entfernt ist. Bei nicht-austauschbaren Überspannungsschutzvorrichtungen 5 muss die Überspannungsschutzanordnung in ihrer Gesamtheit gewechselt werden.

Claims

Überspannungsschutzanordnung zum Schutz vor elektrischer Überspannung a) mit einer Platine (4), die i) einen verkippbaren Kipphebel (6) trägt, ii) einen Fernmeldekontakt (9) trägt, dessen Schaltzustand durch den Kipphebel (6) veränderbar ist, und iii) mindestens eine integrale Positionierungsfeder (26) zur Positionierung des Kipphebels (6) ausbildet, und b) mit mindestens einer Überspannungsschutzvorrichtung (5), wobei jede Überspannungsschutzvorrichtung (5) i) in montiertem Zustand mit der Platine (4) in mechanischer Verbindung steht, ii) eine schwenkbar gelagerte Auslösehebeleinrichtung (41) aufweist, die dem Kipphebel (6) zugeordnet und imstande ist, den Kipphebel (6) zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung zu verkippen, und iii) eine mit der Auslösehebeleinrichtung (41) in Verbindung stehende Überlast-Auslöseeinrichtung (54) zum Auslösen der Auslösehebeleinrichtung (41) bei Überlast aufweist.
Überspannungsschutzanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Positionierungsfeder (26) zumindest teilweise in den Kipphebel (6) eingreift.
Überspannungsschutzanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Positionierungsfeder (26) den Kipphebel (6) in der ersten Stellung hält.
Überspannungsschutzanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kipphebel (6) in der ersten Stellung durch die mindestens eine Positionierungsfeder (26) vorgespannt ist.
Überspannungsschutzanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fernmeldekontakt (9), insbesondere ein Schaltelement (10) desselben, in der ersten Stellung des Kipphebels (6) durch den Kipphebel (6) gedrückt ist.
Überspannungsschutzanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fernmeldekontakt (9), insbesondere ein Schaltelement (10) desselben, in der zweiten Stellung des Kipphebels (6) freigegeben ist.
Überspannungsschutzanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Positionierungsfeder (26) imstande ist, den Kipphebel (6) aus der zweiten Stellung in die erste Stellung nach Austausch einer defekten Überspannungsschutzvorrichtung (5) bzw. defekter Überspannungsschutzvorrichtungen (5) zu verkippen.
Überspannungsschutzanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Positionierungsfeder (26) stegartig ist.
Überspannungsschutzanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich jede Positionierungsfeder (26) über mindestens eine Anschlussstelle (27) an einen Platinen-Grundkörper (7) der Platine (4) anschließt, wobei jede Positionierungsfeder (26) seitlich und gegenüberliegend zu der mindestens einen Anschlussstelle (27) von dem Platinen-Grundkörper (7) räumlich getrennt ist.
Überspannungsschutzanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Platine (4) mindestens einen Durchbruch (12, 13, 14) zur Lagerung des Kipphebels (6) aufweist.
Überspannungsschutzanordnung zum Schutz vor elektrischer Überspannung a) mit einer Platine (4), die i) genau einen verkippbaren Kipphebel (6) trägt, und ii) einen Fernmeldekontakt (9) trägt, dessen Schaltzustand durch den Kipphebel (6) veränderbar ist, und b) mit mindestens einer Überspannungsschutzvorrichtung (5), wobei jede Überspannungsschutzvorrichtung (5) i) in montiertem Zustand mit der Platine (4) in mechanischer Verbindung steht, ii) eine schwenkbar gelagerte Auslösehebeleinrichtung (41) aufweist, die dem Kipphebel (6) zugeordnet und imstande ist, den Kipphebel (6) zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung zu verkippen, und iii) eine mit der Auslösehebeleinrichtung (41) in Verbindung stehende Überlast-Auslöseeinrichtung (54) zum Auslösen der Auslösehebeleinrichtung (41) bei Überlast aufweist.
Überspannungsschutzanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Kipphebel (6) durch mehrere Auslösehebeleinrichtungen (41) verkippbar ist.
Überspannungsschutzanordnung nach Anspruch 11 oder 12, gekennzeichnet durch mindestens zwei nebeneinander angeordnete Überspannungsschutzvorrichtungen (5), die dem Kipphebel (6) zugeordnet sind.
Überspannungsschutzanordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Kipphebel (6) eine Kipphebel-Breite (BK) aufweist, die einem Vielfachen einer Auslösehebeleinrichtungs-Breite (BV) einer Auslösehebeleinrichtung (41) entspricht.