DE20163768T1 - Schutzvorrichtung gegen überspannungen - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung zum Schutz gegen Überspannungen, umfassend:- eine Leiterplatte (9),- einen Varistor (21),- eine gasgefüllte Funkenstrecke (22), wobei der Varistor (21) und die gasgefüllte Funkenstrecke (22) in Reihe geschaltet sind zwischen einer ersten Anschlussklemme (3) für elektrische Verbindungen und einer zweiten Anschlussklemme (4) für elektrische Verbindungen der Leiterplatte, wobei:- der Varistor (21) mit der ersten Anschlussklemme (3) mittels einer ersten Leiterbahn (14) der Leiterplatte (9) verbunden ist,- die gasgefüllte Funkenstrecke (22) mit dem Varistor (21) mittels einer zweiten Leiterbahn (16) der Leiterplatte (9) verbunden ist,- die gasgefüllte Funkenstrecke (22) mit der zweiten Anschlussklemme (4) für elektrische Verbindungen mittels einer dritten Leiterbahn (19) der Leiterplatte (9) verbunden ist, und wobei die zweite Leiterbahn (16) und die dritte Leiterbahn (19) jeweils einen gekrümmten Abschnitt (36, 37) umfassen, wobei die gekrümmten Abschnitte mit der gasgefüllten Funkenstrecke verbunden sind und an beiden Seiten der gasgefüllten Funkenstrecke (22) angeordnet sind, wobei die gekrümmten Abschnitte eine Konkavität aufweisen, welche im Verhältnis zur gasgefüllten Funkenstrecke (22) in gleicher Ausrichtung ausgerichtet ist, wobei die gekrümmten Abschnitte (36, 37) einen wärmeschmelzbaren Bereich (40, 41) umfassen, welcher dazu geeignet ist, die jeweilige Bahn (36, 37) in zwei abgetrennte Bereiche als Reaktion auf einen Überstrom zu trennen, wobei der Abstand, welcher die zwei abgetrennten Bereiche von jeder Bahn (36, 37) trennt, so konfiguriert ist, dass die Bildung eines Lichtbogens zwischen den beiden abgetrennten Bereichen als Reaktion auf zum einen eine Überspannung, welche die Aktivierung der gasgefüllten Funkenstrecke (22) ermöglicht und auf zum anderen einen Strom und einer Spannung, welche die gasgefüllte Funkenstrecke in einem leitenden Zustand halten, möglich ist.

Claims (8)

  1. Vorrichtung zum Schutz gegen Überspannungen, umfassend: - eine Leiterplatte (9), - einen Varistor (21), - eine gasgefüllte Funkenstrecke (22), wobei der Varistor (21) und die gasgefüllte Funkenstrecke (22) in Reihe geschaltet sind zwischen einer ersten Anschlussklemme (3) für elektrische Verbindungen und einer zweiten Anschlussklemme (4) für elektrische Verbindungen der Leiterplatte, wobei: - der Varistor (21) mit der ersten Anschlussklemme (3) mittels einer ersten Leiterbahn (14) der Leiterplatte (9) verbunden ist, - die gasgefüllte Funkenstrecke (22) mit dem Varistor (21) mittels einer zweiten Leiterbahn (16) der Leiterplatte (9) verbunden ist, - die gasgefüllte Funkenstrecke (22) mit der zweiten Anschlussklemme (4) für elektrische Verbindungen mittels einer dritten Leiterbahn (19) der Leiterplatte (9) verbunden ist, und wobei die zweite Leiterbahn (16) und die dritte Leiterbahn (19) jeweils einen gekrümmten Abschnitt (36, 37) umfassen, wobei die gekrümmten Abschnitte mit der gasgefüllten Funkenstrecke verbunden sind und an beiden Seiten der gasgefüllten Funkenstrecke (22) angeordnet sind, wobei die gekrümmten Abschnitte eine Konkavität aufweisen, welche im Verhältnis zur gasgefüllten Funkenstrecke (22) in gleicher Ausrichtung ausgerichtet ist, wobei die gekrümmten Abschnitte (36, 37) einen wärmeschmelzbaren Bereich (40, 41) umfassen, welcher dazu geeignet ist, die jeweilige Bahn (36, 37) in zwei abgetrennte Bereiche als Reaktion auf einen Überstrom zu trennen, wobei der Abstand, welcher die zwei abgetrennten Bereiche von jeder Bahn (36, 37) trennt, so konfiguriert ist, dass die Bildung eines Lichtbogens zwischen den beiden abgetrennten Bereichen als Reaktion auf zum einen eine Überspannung, welche die Aktivierung der gasgefüllten Funkenstrecke (22) ermöglicht und auf zum anderen einen Strom und einer Spannung, welche die gasgefüllte Funkenstrecke in einem leitenden Zustand halten, möglich ist.
  2. Vorrichtung zum Schutz gegen Überspannungen gemäß Anspruch 1, wobei die erste Leiterbahn (14), die zweite Leiterbahn (16) und die dritte Leiterbahn (19) gemeinsam eine offene Magnetfeldschleife (38) zwischen der ersten Anschlussklemme (3) für elektrische Verbindungen und der zweiten Anschlussklemme (4) für elektrische Verbindungen bei einem Stromfluss zwischen der ersten Anschlussklemme (3) für elektrische Verbindungen und der zweiten Anschlussklemme (4) für elektrische Verbindungen bilden.
  3. Vorrichtung zum Schutz gegen Überspannungen gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Radius (42) eines zum wärmeschmelzbaren Bereich (40) der zweiten Leiterbahn (16) tangentialen Kreises mit dem Radius (43) eines zum wärmeschmelzbaren Bereich (41) der dritten Leiterbahnen (19) tangentialen Kreises einen Winkel zwischen 80 und 100° bilden.
  4. Vorrichtung zum Schutz gegen Überspannungen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Varistor (21) mit einer dritten elektrischen Anschlussklemme (2) mittels einer Trennungslasche (24) verbunden ist, wobei die Trennungslasche (24) mit dem Varistor (21) mittels einer wärmeschmelzbaren Verbindung, welche dazu geeignet ist, die Verbindung zwischen der dritten elektrischen Anschlussklemme (2) und dem Varistor (21) als Reaktion auf eine Erhöhung der Temperatur des Varistors über einen Grenzwert hinaus zu trennen, verbunden ist, wobei die erste elektrische Anschlussklemme (2) dazu bestimmt ist, mit der Phase eines Stromversorgungskreislaufes verbunden zu sein.
  5. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die erste elektrische Anschlussklemme (3) dazu bestimmt ist, mit dem Neutralleiter eines Stromversorgungskreislaufes verbunden zu sein, und die zweite elektrische Anschlussklemme (4) dazu bestimmt ist, mit der Erde verbunden zu sein, wobei die gasgefüllte Funkenstrecken (22) mit einer vierten elektrischen Anschlussklemme (6) mittels einer vierten Leiterbahn (18) verbunden ist, wobei die vierte Leiterbahn (18) mit der zweiten Leiterbahn (16) verbunden ist, wobei die vierte elektrische Anschlussklemme (6) dazu bestimmt ist, mit dem Neutralleiter eines Stromkreislaufes, welcher durch den Stromversorgungskreislauf einspeisbar ist, verbunden zu sein.
  6. Vorrichtung gemäß Anspruch 5, wobei der Varistor (21) mit einer fünften elektrischen Anschlussklemme (5) mittels einer sechsten Leiterbahn (12) verbunden ist, wobei die fünfte elektrische Anschlussklemme (5) dazu bestimmt ist, mit der Phase des Stromkreislaufes, welcher durch den Stromversorgungskreislauf einspeisbar ist, verbunden zu sein.
  7. Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung zum Schutz gegen Überspannungen, umfassend: - Bereitstellen einer Leiterplatte (9), welche eine Vielzahl von Anschlussklemmen (2, 3, 4, 5, 6) für elektrische Verbindungen und eine Vielzahl von Leiterbahnen (10, 12, 14, 16, 18, 19) umfasst, - Bereitstellen eines Varistors (21) - Bereitstellen einer gasgefüllten Funkenstrecke (22), - Anordnen des Varistors (21) auf der Leiterplatte (9) derart, dass der Varistor (21) mit einer ersten Anschlussklemme (3) für elektrische Verbindungen mittels einer ersten Leiterbahn (14) verbunden ist, - Anordnen der gasgefüllten Funkenstrecke (22) auf der Leiterplatte (9) derart, dass der Varistor (21) und die gasgefüllte Funkenstrecke (22) in Reihe geschaltet sind zwischen der ersten Anschlussklemme (3) zur elektrischen Verbindung und einer zweiten Anschlussklemme (4) zur elektrischen Verbindung der Leiterplatte (9) mittels einer zweiten Leiterbahn (16), welche den Varistor (21) und die gasgefüllte Funkenstrecke (22) verbindet, und einer dritten Leiterbahn (19), welche die gasgefüllte Funkenstrecke (22) mit der zweiten Anschlussklemme (4) zur elektrischen Verbindung verbindet, wobei die zweite Leiterbahn (16) und die dritte Leiterbahn (19) jeweils einen gekrümmten Abschnitt (36, 37) umfassen, wobei die gekrümmten Abschnitte mit der gasgefüllten Funkenstrecke verbunden sind und an beiden Seiten der gasgefüllten Funkenstrecke (22) angeordnet sind, wobei die gekrümmten Abschnitte eine Konkavität aufweisen, welche im Verhältnis zur gasgefüllten Funkenstrecke (22) in gleicher Ausrichtung ausgerichtet ist, wobei die gekrümmten Abschnitte (36, 37) einen wärmeschmelzbaren Bereich (40, 41) umfassen, welcher dazu geeignet ist, die jeweilige Bahn (36, 37) in zwei abgetrennte Bereiche als Reaktion auf einen Überstrom zu trennen, wobei der Abstand, welcher die zwei abgetrennten Bereiche von jeder Bahn (36, 37) trennt, so konfiguriert ist, dass die Bildung eines Lichtbogens zwischen den beiden abgetrennten Bereichen als Reaktion auf zum einen eine Überspannung, welche die Aktivierung der gasgefüllten Funkenstrecke (22) ermöglicht und auf zum anderen einen Strom und einer Spannung, welche die gasgefüllte Funkenstrecke in einem leitenden Zustand halten, möglich ist.
  8. Verfahren gemäß Anspruch 7, wobei der Varistor (21) einen Varistorkörper aus Metalloxid aufweist, welcher eine Seite (25) und eine leitende metallische Schicht (28), welche auf der Seite (25) angeordnet ist, aufweist, weiterhin umfassend: - Anordnen einer Trennungslasche (24) auf einer vierten Leiterbahn (10) der Leiterplatte (9), wobei die vierte Leiterbahn (10) die Trennungslasche (24) mit einer dritten Anschlussklemme (2) zur elektrischen Verbindung verbindet, wobei der Schritt des Anordnen des Varistors (21) auf der Leiterplatte (9) so ausgeführt wird, dass der Endabschnitt der Trennungslasche (24), welcher gegenüberliegend der ersten Leiterbahn (10) angeordnet ist, gegenüberliegend und beabstandet von der metallischen Schicht (28) des Varistors ist, - elastisches Verformen der Trennungslasche (24) derart, dass der zweite Endabschnitt der Trennungslasche (24) in Kontakt mit der Metallschicht (28) tritt, und - Erzeugen einer wärmeschmelzbaren Schweißnaht zwischen dem Endabschnitt der Trennungslasche (24) und der Metallschicht (28).
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