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Uberspannungsableiter Es sind Überspannungsableiter bekannt, die ein
Gasentladungsgefäß und einen spannungsabhängigen Widerstand aufweisen. Das Gasentladungsgefäß
wurde zunächst aus. Glas hergestellt, wodurch sich die Fertigung kompliziert gestaltete
und die Festigkeit zu wünschen. übrig ließ. Um diese Mängel zu beheben, wurde bereits
Gasentladungsgefäße vorgeschlagen, die ein ringförmiges Gehäuse aus Glas aufwiesen,
dessen in axialen Richtungen liegenden Öffnungen durch zwei gleich ausgebildete,
aus Blech bestehende und innen mit als Elektroden dienenden Erhebungen versehene
Deckel verschlossen waren. Diese bekannten Gasentladungsgefäße hatten den Nachteil,
daß die beiden. Deckel an ihrem Umfang in entsprechende Bohrungen des ringförmigen
Gehäuses eingepaßt und darin befestigt werden mußten. Hierbei mußte natürlich der
äußere Durchmesser der Deckel mit den entsprechenden Aussparungen bzw. Bohrungen
des ringförmigen Gehäuses übereinstimmen, damit ein fester Sitz dieser Deckel im
Gehäuse erreicht werden konnte. Durch diese Paßarbeit, .die gerade bei Glas mit
seinen großen Herstellungstoleranzen unbedingt notwendig ist, wurde die Herstellung
des bekannten Gasentladungsgefäßes kompliziert gestaltet und verteuert. Außerdem
erfolgte hierbei die Verbindung der Deckel mit dein ringförmigen Gehäuse an relativ
kleinflächigen Stellen, so daß deshalb die Verbindungsfestiglceit nicht groß war.
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Es ist auch bereits ein Gasentladungsgefäß vorgeschlagen worden, das
einen keramischen Ring aufweist, dessen gegenüberliegende Öffnungen ebenfalls durch
zwei gleich ausgebildete, aus Blech bestehende und innen mit als Elektroden dienenden
Erhebungen versehene Deckel verschlossen sind. Zu diesem Zweck besitzt der keramische
Ring außen in der Mitte einen Ringsteg, an den sich die von entgegengesetzten axialen
Richtungen her aufgeschobenen Deckel mit einem entsprechenden Ringflansch anlegen.
Um eine dichte Verbindung der Ringflansche mit dem keramischen Ring zu erreichen,
sind die beiden Ringflansche der Deckel durch eine Glasmetallverschmelzung vakuumdicht
miteinander verbunden. Dieses bekannte Gasentladungsgefäß hat den Nachteil, daß
sich die Herstellung der Deckel und des keramischen Ringes kompliziert gestaltet
und durch die Verbindung der beiden Deckelflansche mittels einer Glasmetallverschmelzung
die Fertigung erschwert und damit verteuert wird.
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Die Erfindung bezieht sich auf einen überspannungsableiter mit Gasentladungsgefäß
und spannungsabhängigem Widerstand, wobei das Gasentladungsgefäß ein aus Isolierstoff
bestehendes ringförmiges Gehäuse aufweist, dessen axial gegenüberliegende Öffnungen
durch zwei gleich ausgebildete, aus Blech bestehende und innen mit als Elektroden
dienenden Erhebungen versehene Deckel verschlossen sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Überspannungsableiter
dieser Art zu schaffen, dessen Gasentladungsgefäß aus einfachen, leicht herzustellenden
Einzelteilen besteht, die in einfacher Weise miteinander verbunden werden können,
wobei die Festigkeit der Verbindung möglichst groß sein soll. Außerdem sollen die
Einzelteile so aufgebaut sein, daß ein möglichst kurzes Gasentladungsgefäß und ein
kurzer Überspannungsableiter in axialer Richtung erreicht wird. Diese Aufgabe wird
gemäß der Erfindung im wesentlichen dadurch gelöst, daß die Stirnflächen des aus
keramischem Werkstoff bestehenden Gehäuses des Gasentladungsgefäßes planparallel
ausgebildet und an ihnen die Deckel mit entsprechend breiten Ringflächen in an sich
bekannter Weise durch Kitte, Kunstharze oder Weich- bzw. Hartlote hochvakuumdicht
befestigt sind und die gegenüberliegende äußere Ringfläche eines Deckels als großflächiger
Kontakt zur Verbindung mit dem gleich großen scheibenförmigen spannungsabhängigen
Widerstand dient.
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Dadurch, daß die Stirnflächen des aus einem keramischen Werkstoff,
z. B. Frequenta, bestehenden ringförmigen Gehäuses planparallel ausgebildet sind,
ergibt sich der Vorteil, daß bei der Verbindung der Deckel mit dem Gehäuse und bei
der elektrischen Verbindung des spannungsabhängigen Widerstandes mit dem einen Deckel
.des Gasentladungsggefäßes große Drücke ausgeübt werden können, so daß die Festigkeit
der Verbindung sehr groß ist und ein hoher Kontaktdruck und damit eine gute elektrische
Verbindung zwischen dem spannungsabhängigen Widerstand und dem Gasentladungsgefäß
ermöglicht wird. Durch die
erfindungsgemäße Ausbildung des Gasentladungsgefäßes
fallen Paßarbeiten beim Zusammenbau weg. Die Einzelteile brauchen nicht eng toleriert
zu werden, so daß sich das erfindungsgemäße Gasentladungsgefäß für eine billige
Massenherstellung eignet. Dadurch, daß die äußeren Flächen der Deckel als großflächige
Kontakte zur Verbindung mit dem spannungsabhängigen Widerstand ausgebildet sind,
ergibt sich der Vorteil, daß zusätzliche Verbindungsmittel wegfallen können.
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Um von vornherein eine einwandfreie Zentrierung der Elektroden im
Gehäuse zu erreichen, weist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung jeder Deckel
innen eine ringförmige Schulter auf, die sich an der Innenwand des Gehäuses abstützt.
Dadurch werden besondere Vorrichtungen zur Zentrierung der Elektroden im Gehäuse
überflüssig. Die Herstellung des Gasentladungsgefäßes wird durch diese Maßnahme
weitgehend vereinfacht.
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Ebenso wie bei den bekannten Gasentladungsgefäßen können auch beim
erfindungsgemäßen Gasentladungsgefäß die Deckel gezogen werden. Dadurch ist es möglich,
in einem einzigen Ziehprozeß die Deckel mit zwei konzentrischen, stufenförmig eingedrückten
kegelstumpfförmigen Erhebungen zu versehen, von denen die obere als Elektrode und
die untere zur Zentrierung der Elektrode im Gehäuse dient. Hierbei brauchen die
Erhebungen bzw. die Schulter nur so hoch ausgebildet zu sein, daß einerseits der
notwendige Abstand zwischen den beiden Elektroden erreicht und andererseits eine
einwandfreie Zentrierung durch die Schulter ermöglicht wird. Dadurch läßt sich das
erfindungsgemäße Gasentladungsgefäß in axialer Richtung sehr schmal ausbilden. Es
kann so schmal hergestellt sein, daß das Verhältnis seiner Länge in axialer Richtung
zu seiner Breite kleiner als 1, vorzugsweise sogar etwa 0,2 ist.
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Um das Gasentladungsgefäß gegen Überlastung zu schützen, ist es im
Überspannungsableiter durch eine thermische Lötstelle abgesichert.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt.
Es zeigt Fig. 1 einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Entladungsgefäß, Fig.2
eine Draufsicht "auf das Entladungsgefäß gemäß Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt durch
eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Entladungsgefäßes, Fig.4 eine
Draufsicht auf das Entladungsgefäß gemäß Fig. 3, F!-. 5 eine Draufsicht auf einen
erfindungsgemäßen Überspan.nungsableiter und Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie
VI-VI in Fig. 5. Auf das beispielsweise aus dem keramischen Werkstoff Frequenta
bestehende Gehäuse 1 sind Verschlußstücke 2 aufgesetzt und mit diesem mittels
Kitt, Kunstharz oder Weich- bzw. Hartlot 3 hochvakuumdicht verbunden. Sowohl das
Gehäuse 1 als auch die Verschlußstücke 2 sind kreisrund ausgebildet. Auf der Innenseite
weisen die Verschlußstücke kreisrunde Erhebungen 4 auf, die als Elektroden dienen.
Ein Teil der Elektroden ist mit einer Schicht 5 aus Verbindungen von Alkalimetallen
oder Erdalkalimetallen versehen. Das keramische Gehäuse 1 dient gleichzeitig
als isolierendes Distanzstück für die beiden Elektroden. Die Gehäusewandung weist
eine Bohrung 6 auf, in die ein Pumpstutzen 7 aus Glas eingekittet ist. Durch diesen
Pumpstutzen 7 wird das Entladungsgefäß evakuiert und mit einem Edelgas oder mit
einem Gemisch aus mehreren Edelgasen gefüllt, worauf der Pumpstutzen verschmolzen
wird. Der Fülldruck des Edelgases oder des Edelgasgemisches wird nach der geforderten
Zündspannung bemessen.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 bestehen die Verschlußstücke
8 aus gezogenen Blechen. Sie sind hierbei so geformt, daß sie zwei konzentrische,
stufenförmig angeordnete kegeIstumpfförmige Erhebungen 9 und 10 aufweisen,
von denen die Erhebung 10 als Elektrode und die Erhebung 9 als Anschlag dient.
Bei der Montage gibt dieser Anschlag den Verschlußstücken von vornherein eine genaue
definierte Lage auf den Stirnwänden des Gehäuses 1. Zu demselben Zweck weisen auch
die Verschlußstücke 2 einen Absatz 11
auf. In der gleichen Weise wie
die Verschlußstücke 2 sind auch die Verschlußstücke 8 mit dem Gehäuse 1 mittels
Kitt, Kunstharz oder Weich- bzw. Hartlot 3 hochvakuumdicht verbunden.
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Die Fig. 5 und 6 zeigen einen Überspannungsableiter, der ein Gehäuse
12 aufweist, das mit zwei Anschlüssen 13 und 14 versehen ist. Das Entladungsgefäß
1, 2 ist unmittelbar auf dem spannungsabhängigen Widerstand 15 angeordnet und wird
dort durch nicht dargestellte Befestigungsmittel festgehalten. Eine thermische Lötstelle
16 sichert das Entladungsgefäß gegen Zerstörung bei zu starkem Strom. Bei
Überschreitung einer bestimmten Stromstärke schmilzt die thermische Lötstelle durch,
wodurch der Stromkreis unterbrochen wird. Diese Unterbrechung wird selbsttätig auf
der Gehäusekappe bei 17 angezeigt.
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Das erfindungsgemäße Entladungsgefäß ist mechanisch so stabil, daß
es - im Gegensatz zu anderen älteren Bauarten - hohe mechanische Drücke aufnehmen
kann. Es ist möglich, diese Gefäße ohne Bedenken für den Dauerbetrieb in Anordnungen
einzubauen, wo der elektrische Kontakt lediglich durch den mechanischen Druck der
benachbarten Schaltelemente bewirkt wird, wie es auch beim Überspannungsableiter
nach Fig. 5 und 6 der Fall ist.