DE202010014430U1 - Overvoltage protection element and electrical device - Google Patents

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    • H01T1/14Means structurally associated with spark gap for protecting it against overload or for disconnecting it in case of failure

Abstract

Vorrichtung zum Überspannungsschutz mit einem Gehäuse (2), mit mindestens einem in dem Gehäuse (2) angeordneten überspannungsbegrenzenden Bauelement (3), insbesondere einem Varistor oder einem gasgefüllten Überspannungsableiter, und mit zwei Anschlusselementen (4, 5) zum elektrischen Anschluss des Überspannungsschutzelements (1) an den zu schützenden Strom- oder Signalpfad, wobei im Normalzustand des Überspannungsschutzelements (1) die Anschlusselemente (4, 5) jeweils mit einem Pol des überspannungsbegrenzenden Bauelements (3) in elektrisch leitendem Kontakt stehen, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Gehäuses (2) ein wärmeausdehnbares Material (6) derart angeordnet ist, dass bei thermischer Überlastung des überspannungsbegrenzenden Bauelements (3, 3') die Position des überspannungsbegrenzenden Bauelements (3, 3') aufgrund einer Ausdehnung des wärmeausdehnbaren Materials (6) relativ zur Position der Anschlusselemente (4, 5) so veränderbar ist, dass mindestens ein Pol des überspannungsbegrenzenden Bauelements (3, 3') nicht mehr mit dem korrespondierenden Anschlusselement (4, 5) in elektrisch leitendem Kontakt steht.Device for overvoltage protection with a housing (2), with at least one overvoltage limiting component (3) arranged in the housing (2), in particular a varistor or a gas-filled surge arrester, and with two connection elements (4, 5) for electrical connection of the overvoltage protection element (1 ) to the protected power or signal path, wherein in the normal state of the overvoltage protection element (1), the connection elements (4, 5) each with a pole of the overvoltage limiting component (3) are in electrically conductive contact, characterized in that within the housing (2 ) a thermally expandable material (6) is arranged such that upon thermal overloading of the overvoltage limiting component (3, 3 ') the position of the overvoltage limiting component (3, 3') due to expansion of the heat expandable material (6) relative to the position of the terminal elements ( 4, 5) is variable so that at least ei n pole of the overvoltage limiting component (3, 3 ') is no longer in electrical contact with the corresponding connection element (4, 5).

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Description

Die Erfindung betrifft ein Überspannungsschutzelement und ein elektrisches Gerät, in dem eine elektrische Verbindung mittels eines wärmeausdehnbaren Materials von einer ersten in eine zweite Position verbringbar ist.The invention relates to an overvoltage protection element and an electrical device in which an electrical connection by means of a heat-expandable material from a first to a second position can be brought.

Aus der DE 42 41 311 A1 ist ein Überspannungsschutzelement bekannt, das zur Überwachung des Zustands eines Varistors eine thermische Abtrennvorrichtung aufweist. Bei diesem Überspannungsschutzelement ist das erste Anschlusselement über einen flexiblen Leiter mit einem starren Trennelement verbunden, dessen dem flexiblen Leiter abgewandtes Ende über eine Lötstelle mit einer am Varistor vorgesehenen Anschlussfahne verbunden ist. Das andere Anschlusselement ist über einen flexiblen Leiter fest mit dem Varistor bzw. einer Anschlussfahne am Varistor verbunden. Das Trennelement wird von einem Federsystem mit einer Kraft beaufschlagt, die dazu führt, dass das Trennelement beim Auftrennen der Lötverbindung von der Anschlussfahne linear wegbewegt wird, so dass der Varistor bei thermischer Überlastung elektrisch abgetrennt wird. Über das Federsystem wird beim Auftrennen der Lötverbindung gleichzeitig ein Fernmeldekontakt betätigt, wodurch eine Fernüberwachung des Zustandes des Überspannungsschutzelements möglich ist.From the DE 42 41 311 A1 is an overvoltage protection element is known, which has a thermal separation device for monitoring the state of a varistor. In this overvoltage protection element, the first connection element is connected via a flexible conductor to a rigid separation element whose end remote from the flexible conductor is connected via a solder joint to a connection lug provided on the varistor. The other connection element is connected via a flexible conductor fixed to the varistor or a terminal lug on the varistor. The separating element is acted upon by a spring system with a force which results in the separating element being linearly moved away from the connecting lug during the separation of the soldering connection, with the result that the varistor is electrically cut off in the event of thermal overloading. By means of the spring system, a remote signaling contact is actuated at the same time during the separation of the solder connection, whereby a remote monitoring of the state of the overvoltage protection element is possible.

Auch aus der DE 20 2004 006 227 U1 ist ein Überspannungsschutzelement bekannt, bei dem die Überwachung des Zustands eines Varistors nach dem Prinzip eines Temperaturschalters erfolgt, so dass bei Überhitzung des Varistors eine zwischen dem Varistor und einem Trennelement vorgesehene Lötverbindung aufgetrennt wird, was zu einem elektrischen Abtrennen des Varistors führt. Außerdem wird beim Auftrennen der Lötverbindung ein Kunststoffelement durch die Rückstellkraft einer Feder aus einer ersten Position in eine zweite Position geschoben, in der das als federnde Metallzunge ausgebildete Trennelement durch das Kunststoffelement thermisch und elektrisch vom Varistor getrennt ist, so dass ein eventuell zwischen der Metallzunge und der Kontaktstelle des Varistors anstehender Lichtbogen gelöscht wird. Da das Kunststoffelement zwei nebeneinander angeordnete farbige Markierungen aufweist, fungiert es zusätzlich als optische Zustandsanzeige, wodurch der Zustand des Überspannungsschutzelements direkt vor Ort abgelesen werden kann.Also from the DE 20 2004 006 227 U1 an overvoltage protection element is known, in which the monitoring of the state of a varistor according to the principle of a temperature switch, so that when overheating of the varistor a provided between the varistor and a separator solder joint is separated, resulting in an electrical separation of the varistor. In addition, when separating the solder joint, a plastic element is pushed by the restoring force of a spring from a first position to a second position in which the formed as a resilient metal tongue separating element is thermally and electrically separated from the varistor by the plastic element, so that a possibly between the metal tongue and the contact point of the varistor arcing arc is deleted. Since the plastic element has two color markings arranged next to one another, it additionally acts as an optical status indicator, as a result of which the state of the overvoltage protection element can be read directly on site.

Aus der DE 699 04 274 T2 ist ebenfalls ein Überspannungsschutzelement mit einem thermischen Abtrennmechanismus bekannt. Bei diesem Überspannungsschutzelement ist ein Ende eines starren federbelasteten Schiebers im Normalzustand des Überspannungsschutzelements sowohl mit dem ersten Anschlusselement als auch mit einer mit dem Varistor verbundenen Anschlussfahne verlötet. Eine unzulässige Erwärmung des Varistors führt auch hier zu einer Erwärmung der Lötstelle, so dass der Schieber aufgrund der an ihm angreifenden Kraft einer Feder aus der Verbindungsstelle zwischen dem ersten Anschlusselement und der Anschlussfahne gezogen wird, was zu einer elektrischen Abtrennung des Varistors führt.From the DE 699 04 274 T2 An overvoltage protection element with a thermal cutoff mechanism is also known. In this overvoltage protection element, one end of a rigid spring-loaded slider in the normal state of the overvoltage protection element is soldered both to the first connection element and to a connection lug connected to the varistor. An inadmissible heating of the varistor also leads here to a heating of the solder joint, so that the slider is pulled due to the force acting on it a spring from the junction between the first terminal and the terminal lug, resulting in an electrical separation of the varistor.

Die DE 695 03 743 T2 offenbart ein Überspannungsschutzelement mit zwei Varistoren, das zwei Trennmittel aufweist, die die Varistoren jeweils an ihrem Lebensende einzeln abtrennen können. Die Trennmittel weisen jeweils eine federnde Trennzunge auf, wobei das erste Ende der Trennzunge mit dem ersten Anschluss fest verbunden und das zweite Ende der Trennzunge im Normalzustand des Überspannungsschutzelements über eine Lötstelle an einer Verbindungszunge am Varistor befestigt ist. Kommt es zu einer unzulässigen Erwärmung des Varistors, so führt dies zu einem Aufschmelzen der Lötverbindung. Da die Trennzunge im angelöteten Zustand (Normalzustand des Überspannungsschutzelements) aus ihrer Ruhelage ausgelenkt und somit vorgespannt ist, federt das freie Ende der Trennzunge beim Erweichen der Lötverbindung von der Verbindungszunge des Varistors weg, wodurch der Varistor elektrisch abgetrennt wird. Um die geforderte Isolations- und Kriechstromfestigkeit zu gewährleisten und einen beim Öffnen der Trennstelle entstehenden Lichtbogen zu löschen, ist es erforderlich, dass beim Verschwenken der Trennzunge ein möglichst großer Abstand zwischen dem zweiten Ende der Trennzunge und der Verbindungszunge des überspannungsbegrenzenden Bauelements erzielt wird.The DE 695 03 743 T2 discloses an overvoltage protection element with two varistors, which has two separating means, which can individually separate the varistors at their end of life. The separating means each have a resilient separating tongue, wherein the first end of the separating tongue firmly connected to the first terminal and the second end of the separating tongue is attached in the normal state of the overvoltage protection element via a solder joint to a connecting tongue on the varistor. If there is an inadmissible heating of the varistor, this leads to a melting of the solder joint. Since the separation tongue is deflected in the soldered state (normal state of the overvoltage protection element) from its rest position and thus biased, the free end of the separation tongue springs when softening the solder joint of the connecting tongue of the varistor, whereby the varistor is electrically disconnected. In order to ensure the required insulation and tracking resistance and to erase an emerging when opening the separation point arc, it is necessary that the greatest possible distance between the second end of the separation tongue and the connecting tongue of the overvoltage limiting component is achieved when pivoting the separation tongue.

Die bekannten Überspannungsschutzelemente sind in der Regel als ”Schutzstecker” ausgebildet, die zusammen mit einem Geräteunterteil ein Überspannungsschutzgerät bilden. Zur Installation eines derartigen Überspannungsschutzgeräts, welches beispielsweise die phasenführenden Leiter L1, L2, L3 sowie den Neutralleiter N und gegebenenfalls auch den Erdleiter PE schützen soll, sind bei den bekannten Überspannungsschutzgeräten am Geräteunterteil entsprechende Anschlussklemmen für die einzelnen Leiter vorgesehen. Zur einfachen mechanischen und elektrischen Kontaktierung des Geräteunterteils mit dem jeweiligen Überspannungsschutzelement sind bei dem Überspannungsschutzelement die Anschlusselemente als Steckerstifte ausgebildet, zu denen im Geräteunterteil korrespondierende, mit den Anschlussklemmen verbundene Steckerbuchsen angeordnet sind, so dass das Überspannungsschutzelement einfach auf das Geräteunterteil aufsteckbar ist.The known overvoltage protection elements are generally designed as a "protective plug", which together with a device lower part form an overvoltage protection device. To install such a surge protection device, which is intended to protect, for example, the phase-leading conductors L1, L2, L3 and the neutral conductor N and possibly also the earth conductor PE, corresponding terminals for the individual conductors are provided in the known surge protection devices on the device base. For simple mechanical and electrical contacting of the device base with the respective overvoltage protection element, the connection elements are designed as plug pins in the overvoltage protection element, which are arranged in the lower device part corresponding, connected to the terminals sockets, so that the overvoltage protection element can be easily plugged onto the device base.

Bei derartigen Überspannungsschutzgeräten ist die Installation und Montage durch die Steckbarkeit der Überspannungsschutzelemente sehr einfach und zeitsparend durchführbar. Zusätzlich weisen derartige Überspannungsschutzgeräte teilweise noch einen Wechselkontakt als Signalgeber zur Fernmeldung des Zustands mindestens eines Überspannungsschutzelements sowie eine optische Zustandsanzeige in den einzelnen Überspannungsschutzelementen auf. Über die Zustandsanzeige wird angezeigt, ob das in dem Überspannungsschutzelement angeordnete überspannungsbegrenzende Bauelement noch funktionstüchtig ist oder nicht. Als überspannungsbegrenzendes Bauelement werden dabei insbesondere Varistoren verwendet, wobei jedoch je nach Einsatzzweck des Überspannungsschutzelements auch gasgefüllte Überspannungsableiter, Funkenstrecken oder Dioden eingesetzt werden können.In such overvoltage protection devices installation and assembly is through the Plugability of the surge protection elements very simple and time-saving feasible. In addition, such overvoltage protection devices partly still have a changeover contact as a signal transmitter for remote signaling of the state of at least one overvoltage protection element as well as an optical status indication in the individual overvoltage protection elements. The status display indicates whether the overvoltage-limiting component arranged in the overvoltage protection element is still functional or not. In particular, varistors are used as overvoltage limiting component, although it is also possible to use gas-filled surge arresters, spark gaps or diodes depending on the intended use of the overvoltage protection element.

Die zuvor beschriebenen, bei den bekannten Überspannungsschutzelementen verwendeten, thermischen Abtrennvorrichtungen, die auf dem Aufschmelzen einer Lötverbindung beruhen, haben mehrere Aufgaben zu erfüllen. Im Normalzustand des Überspannungsschutzelements, d. h. im nicht getrennten Zustand, muss eine sichere und gute elektrische Verbindung zwischen dem ersten Anschlusselement und dem überspannungsbegrenzenden Bauelement gewährleistet sein. Beim Überschreiten einer bestimmten Grenztemperatur muss die Trennstelle eine sichere Abtrennung des überspannungsbegrenzenden Bauelements sowie eine dauerhafte Isolationsfestigkeit und Kriechstromfestigkeit gewährleisten. Problematisch ist dabei jedoch, dass die Lötverbindung aufgrund der Federkraft des Federelements oder der aus ihrer Ruhelage ausgelenkten Trennzunge im Normalzustand des Überspannungsschutzelements dauerhaft mit einer Scherspannung belastet wird.The above-described, used in the known overvoltage protection elements, thermal separation devices, which are based on the melting of a solder joint, have to fulfill several tasks. In the normal state of the overvoltage protection element, d. H. in the non-separated state, a secure and good electrical connection between the first connection element and the overvoltage limiting component must be ensured. When a certain limit temperature is exceeded, the separation point must ensure a safe separation of the overvoltage limiting component as well as a permanent insulation resistance and tracking resistance. The problem is, however, that the solder joint is permanently loaded with a shear stress due to the spring force of the spring element or deflected from its rest position separating tongue in the normal state of the overvoltage protection element.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher zum Einen die Aufgabe zugrunde, ein eingangs beschriebenes Überspannungsschutzelement zur Verfügung zu stellen, bei welchem die zuvor genannten Nachteile vermieden werden. Dabei soll sowohl eine sichere und gute elektrische Verbindung im Normalzustand als auch eine sichere Abtrennung eines defekten oder erhitzten überspannungsbegrenzenden Bauelements gewährleistet sein.The object of the present invention is therefore to provide an overvoltage protection element as described above in which the abovementioned disadvantages are avoided. In this case, both a safe and good electrical connection in the normal state and a safe separation of a defective or heated overvoltage limiting component should be ensured.

Diese Aufgabe ist bei dem eingangs beschriebenen Überspannungsschutzelement dadurch gelöst, dass innerhalb des Gehäuses ein wärmeausdehnbares Material derart angeordnet ist, dass bei thermischer Überlastung des überspannungsbegrenzenden Bauelements die Position des überspannungsbegrenzenden Bauelements aufgrund einer Ausdehnung des wärmeausdehnbaren Materials relativ zur Position der Anschlusselemente so veränderbar ist, dass mindestens ein Pol des überspannungsbegrenzenden Bauelements nicht mehr mit dem korrespondierenden Anschlusselement in elektrisch leitendem Kontakt steht.This object is achieved in the above-described overvoltage protection element in that within the housing, a thermally expandable material is arranged such that upon thermal overload of the overvoltage limiting component, the position of the overvoltage limiting component due to an expansion of the heat-expandable material relative to the position of the connecting elements is variable so that at least one pole of the overvoltage limiting component is no longer in electrically conductive contact with the corresponding connection element.

Das wärmeausdehnbare Material, welches sich vorzugsweise aus einem niedrig schmelzenden Kunststoff, beispielsweise Polyethylen (PE) oder Polypropylen (PP), und einem Treibmittel zusammensetzt, befindet sich im Normalzustand des Überspannungsschutzelements in einem festen Zustand. Erhöht sich die Temperatur des wärmeausdehnbaren Materials aufgrund einer erhöhten Erwärmung des überspannungsbegrenzenden Bauelements, so ändert das wärmeausdehnbare Material seinen Aggregatzustand und wird flüssig. Nach Überschreiten einer bestimmten Grenztemperatur reagiert das wärmeausdehnbare Material mit einer starken Volumenzunahme; das wärmeausdehnbare Material schäumt auf. Diese durch den Temperaturanstieg hervorgerufene starke Volumenzunahme des wärmeausdehnbaren Materials wird bei dem erfindungsgemäßen Überspannungsschutzelement dazu genutzt, das überspannungsbegrenzende Bauelement von den Anschlusselementen wegzubewegen, so dass das überspannungsbegrenzende Bauelement elektrisch abgetrennt oder aber kurzgeschlossen wird.The heat-expandable material, which is preferably composed of a low-melting plastic, for example polyethylene (PE) or polypropylene (PP), and a propellant is in the normal state of the overvoltage protection element in a solid state. As the temperature of the heat-expandable material increases due to increased heating of the over-voltage limiting device, the heat-expandable material changes state of aggregation and becomes liquid. After exceeding a certain threshold temperature, the heat-expandable material reacts with a large volume increase; the heat-expandable material foams up. This caused by the increase in temperature large increase in volume of the heat-expandable material is used in the overvoltage protection element according to the invention to move the overvoltage limiting component away from the connection elements, so that the overvoltage limiting component is electrically separated or short-circuited.

Da das wärmeausdehnbare Material erst bei einer entsprechenden Erwärmung, d. h. bei thermischer Überlastung des überspannungsbegrenzenden Bauelements, aktiviert wird und sich ausdehnt, wird der elektrische Kontakt zwischen den Anschlusselementen und den Polen des überspannungsbegrenzenden Bauelements im Normalzustand durch das wärmeausdehnbare Material mechanisch nicht beansprucht.Since the heat-expandable material only with a corresponding heating, d. H. upon thermal overloading of the overvoltage limiting device, is activated and expands, the electrical contact between the terminal elements and the poles of the overvoltage limiting device in the normal state is not mechanically stressed by the heat-expandable material.

Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Überspannungsschutzelements wird der elektrische Kontakt zwischen den Anschlusselementen und den Polen des überspannungsbegrenzenden Bauelements – wie grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt – über eine Lötverbindung realisiert. Hierzu sind im Normalzustand des Überspannungsschutzelements die Pole des überspannungsbegrenzenden Bauelements jeweils über eine Lötstelle mit den Anschlusselementen verbunden. Dabei trennt die Lötverbindung dann auf, wenn die Temperatur des überspannungsbegrenzenden Bauelements eine vorgegebene Grenztemperatur überschreitet, bei der die durch das sich ausdehnende wärmeausdehnbare Material auf das überspannungsbegrenzende Bauelement wirkende Kraft größer ist als die noch verbleibende Haltekraft der Lötstellen.According to one embodiment of the overvoltage protection element according to the invention, the electrical contact between the connection elements and the poles of the overvoltage limiting component - as basically known from the prior art - realized via a solder joint. For this purpose, in the normal state of the overvoltage protection element, the poles of the overvoltage limiting component are each connected to the connection elements via a solder joint. In this case, the solder joint then disconnects when the temperature of the overvoltage limiting component exceeds a predetermined limit temperature at which the force acting on the overvoltage limiting component by the expanding heat-expandable material is greater than the remaining holding force of the solder joints.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Überspannungsschutzelements ist jedoch anstelle einer Lötverbindung eine stoßstromtragfähige Steckverbindung vorgesehen. Hierzu sind im Normalzustand des Überspannungsschutzelements beide Pole des überspannungsbegrenzenden Bauelements über jeweils eine Steckverbindung mit einem Anschlusselement verbunden. Hierbei übernimmt das innerhalb des Gehäuses angeordnete wärmeausdehnbare Material sowohl die Funktion eines Sensors, der eine unzulässige Erwärmung des überspannungsbegrenzenden Bauelements detektiert, als auch die Funktion eines Aktors, der das überspannungsbegrenzende Bauelement bei thermischer Überlastung von den Anschlusselementen wegbewegt. Im Unterschied dazu wird bei den bekannten Überspannungsschutzelementen, die auf dem Aufschmelzen einer Lötverbindung beruhen, die Funktion des Sensors von der Lötstelle und die Funktion des Aktors von der Feder oder dem aus seiner Ruhrlage ausgelenkten Trennmittel übernommen.According to a preferred embodiment of the overvoltage protection element according to the invention, however, a shock current carrying plug connection is provided instead of a solder joint. For this purpose, in the normal state of the overvoltage protection element both poles of overvoltage limiting component connected via a respective plug connection with a connection element. In this case, the heat-expandable material arranged inside the housing assumes both the function of a sensor, which detects an inadmissible heating of the overvoltage-limiting component, and the function of an actuator, which moves the overvoltage-limiting component away from the connection elements under thermal overload. In contrast, in the known overvoltage protection elements, which are based on the melting of a solder joint, the function of the sensor of the solder joint and the function of the actuator of the spring or the deflected from his Ruhrlage release agent is taken.

Grundsätzlich ist es auch möglich, dass ein Pol des überspannungsbegrenzungen Bauelements über eine Lötstelle mit einem Anschlusselement verbunden ist, während der andere Pol beipielsweise über eine Steckverbindung oder einen flexiblen Leiter mit dem zweiten Anschlusselement verbunden ist. Ebenso ist es auch möglich, dass im Normalzustand des Überspannungsschutzelements ein Pol des überspannungsbegrenzenden Bauelements über ein Steckverbindung mit einem Anschlusselement verbunden ist, während der andere Pol über einen flexiblen Leiter mit dem anderen Anschlusselement verbunden ist. Ist ein Pol des überspannungsbegrenzenden Bauelements über einen flexiblen Leiter mit einem Anschlusselement verbunden, so führt dies dazu, dass bei der Positionsveränderung des überspannungsbegrenzenden Bauelements aufgrund der Ausdehnung des wärmeausdehnbares Materials nur ein Pol nicht mehr mit dem korrespondierenden Anschlusselement in elektrisch leitendem Kontakt steht, was jedoch gleichwohl dazu führt, dass das überspannngsbegrenzende Bauelement elektrisch abgetrennt wird.In principle, it is also possible for one pole of the overvoltage limiting component to be connected to a connection element via a soldering point, while the other pole is connected to the second connection element for example via a plug connection or a flexible conductor. Likewise, it is also possible that in the normal state of the overvoltage protection element, one pole of the overvoltage limiting component is connected via a plug connection with a connection element, while the other pole is connected via a flexible conductor to the other connection element. If one pole of the overvoltage-limiting component is connected to a connection element via a flexible conductor, this will result in only one pole no longer being in electrically conductive contact with the corresponding connection element during the change in position of the overvoltage-limiting component due to the expansion of the heat-expandable component nevertheless causes the overvoltage limiting device to be electrically disconnected.

Vorteilhafterweise ist das erfindungsgemäße Überspannungsschutzelement jedoch so ausgebildet, dass bei thermischer Überlastung des überspannungsbegrenzenden Bauelements beide Pole von den Anschlusselementen getrennt werden, so dass nach erfolgter Abtrennung beide Pole des überspannungsbegrenzenden Bauelements mit den Anschlusselementen nicht mehr in elektrischem Kontakt stehen. Durch die Ausbildung von zwei Trennstellen wird das Verlöschen eines evtl. auftretenden Lichtbogens begünstigt, da die beiden Trennstellen eine Reihenschaltung bilden, so dass sich durch die Reihenschaltung der beiden Trennstellen die gesamte Lichtbogenlänge und damit auch die Lichtbogenbrennspannung vergrößert. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn – wie zuvor bereits ausgeführt – beide Pole des überspannungsbgerenzenden Bauelements über jeweils eine Steckverbindung mit einem Anschlusselement verbunden sind, da dann das Auftrennen der elektrischen Verbindung in erster Linie von dem Temperaturverhalten des wärmeausdehnbares Materials und nicht (auch) von dem Auftrennverhalten einer Lötstelle abhängt.Advantageously, the overvoltage protection element according to the invention, however, is designed so that when thermal overload of the overvoltage limiting component both poles are separated from the connection elements, so that after the separation of both poles of overvoltage limiting device with the connection elements are no longer in electrical contact. The formation of two separation points the extinction of a possibly occurring arc is favored because the two separation points form a series connection, so that increases the total arc length and thus the arc voltage by the series connection of the two separation points. It is advantageous if - as previously stated - both poles of Überspannungsbgerenzenden device via a respective plug connection with a connection element are connected, since then the separation of the electrical connection primarily of the temperature behavior of the heat-expandable material and not (also) of the Separation behavior of a solder joint depends.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Überspannungsschutzelements sind die beiden Pole des überspannungsbegrenzenden Bauelements jeweils mit einer Anschlusslasche oder einem Anschlussstift elektrisch leitend verbunden. Durch die Ausbildung der Anschlusslaschen bzw. Anschlussstifte lassen sich sowohl die Lötverbindungen als auch die Steckverbindungen zwischen den Polen des überspannungsbegrenzenden Bauelements und den Anschlusselementen einfach realisieren. Im ersten Fall sind die Lötstellen jeweils zwischen einer Anschlusslasche bzw. einem Anschlussstift und einem Anschlusselement vorgesehen während bei einer Steckverbindung die Anschlusselemente auf der den Anschlusslaschen oder den Anschlussstiften zugewandten Seite Steckerbuchsen aufweisen.According to a further advantageous embodiment of the overvoltage protection element according to the invention, the two poles of the overvoltage limiting component are each electrically connected to a terminal lug or a pin. Due to the design of the terminal lugs or pins, both the solder joints and the connections between the poles of the overvoltage limiting component and the connection elements can be realized easily. In the first case, the solder joints are each provided between a connecting lug or a connecting pin and a connecting element while, in the case of a plug connection, the connecting elements have plug sockets on the side facing the connecting lugs or the connecting pins.

Gemäß einer vorteilhaften konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung weist das Gehäuse ein Außengehäuse und ein im Außengehäuse angeordnetes, einseitig offenes Innengehäuse auf, wobei das Innengehäuse relativ zum Außengehäuse verschiebbar ist. Die Anschlusselemente sind dabei ortsfest mit dem Außengehäuse verbunden, während das überspannungsbegrenzende Bauelement innerhalb des Innengehäuses angeordnet ist. Im Normalzustand des Überspannungsschutzelements umschließt dabei das haubenförmige Innengehäuse das wärmeausdehnbare Material derart, dass das Innengehäuse mit dem überspannungsbegrenzenden Bauelement bei einer Ausdehnung des wärmeausdehnbaren Materials relativ zum Außengehäuse – und damit auch zu den beiden Anschlusselementen – verschoben wird. Durch eine Erwärmung des überspannungsbegrenzenden Bauelements wird das wärmeausdehnbare Material aktiviert und somit das Innengehäuse zusammen mit dem darin angeordneten überspannungsbegrenzenden Bauelement von den Anschlusselementen weggedrückt, so dass die Pole des überspannungsbegrenzenden Bauelements nicht mehr mit den Anschlusselementen in elektrisch leitendem Kontakt stehen.According to an advantageous structural embodiment of the invention, the housing has an outer housing and a housing disposed in the outer housing, on one side open inner housing, wherein the inner housing is displaceable relative to the outer housing. The connection elements are fixedly connected to the outer housing, while the surge-limiting device is disposed within the inner housing. In the normal state of the overvoltage protection element, the hood-shaped inner housing encloses the heat-expandable material in such a way that the inner housing with the overvoltage-limiting component is displaced relative to the outer housing, and thus also to the two connection elements, upon expansion of the heat-expandable material. Heating of the overvoltage-limiting component activates the heat-expandable material and thus forces the inner housing together with the overvoltage-limiting component arranged therein away from the connection elements so that the poles of the overvoltage-limiting component are no longer in electrically conductive contact with the connection elements.

Um sicherzustellen, dass bei einer Verschiebung des Innengehäuses auch das überspannungsbegrenzende Bauelement mit verschoben wird, ist dieses vorzugsweise über ein Halteelement mit dem Innengehäuse verbunden. Das Halteelement kann dabei beispielsweise stegartig ausgebildet und mit seinen beiden Enden an der Innenwand des Gehäuses befestigt sein, so dass es sich in Querrichtung des überspannungsbegrenzenden Bauelements erstreckt.To ensure that with a displacement of the inner housing and the overvoltage limiting component is moved, this is preferably connected via a holding element with the inner housing. In this case, the retaining element can be configured, for example, in the manner of a web and fastened by its two ends to the inner wall of the housing so that it extends in the transverse direction of the overvoltage-limiting component.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Überspannungsschutzelements mit einem Außengehäuse und einem in dem Außengehäuse verschiebbar angeordneten Innengehäuse, wird die Positionveränderung des Innengehäuses zur optischen Anzeige des Zustandes des überspannungsbegrenzenden Bauelements genutzt. Hierzu ist das Innengehäuse im Normalzustand des Überspannungsschutzelements in seiner ersten Position innerhalb des Außengehäuses so angeordnet, dass die Oberseite des Innengehäuses nicht über die Oberseite des Außengehäuses hinausragt. Bei thermischer Überlastung des Überspannungsschutzelements wird das Innengehäuse dagegen aufgrund des sich ausdehnenden wärmeausdehnbaren Materials in eine zweite Position verschoben, in der die Oberseite des Innengehäuses über die Oberseite des Außengehäuses hinausragt. Die Verschiebungen des Innengehäuses bei thermischer Überlastung des Überspannungsschutzelements wird somit zur Anzeige des Funktionsstatus des Überspannungsschutzelements genutzt. According to a preferred embodiment of an overvoltage protection element according to the invention with an outer housing and an inner housing displaceably arranged in the outer housing, the change in position of the inner housing is used for optical indication of the state of the overvoltage limiting component. For this purpose, the inner housing is arranged in the normal state of the overvoltage protection element in its first position within the outer housing so that the upper side of the inner housing does not protrude beyond the upper side of the outer housing. On thermal overloading of the overvoltage protection element, on the other hand, due to the expanding thermally expandable material, the inner housing is displaced to a second position, in which the upper side of the inner housing projects beyond the upper side of the outer housing. The displacements of the inner housing in case of thermal overload of the overvoltage protection element is thus used to display the functional status of the overvoltage protection element.

Gemäß einer alternativen konstruktiven Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Überspannungsschutzelements weist das Gehäuse zwei voneinander isolierte, elektrisch leitende Halteelemente auf, wobei im Normalzustand des Überspannungsschutzelements die Halteelemente jeweils mit einem Pol bzw. einem Anschlussstift oder einer Anschlusslasche des überspannungsbegrenzenden Bauelements in elektrisch leitendem Kontakt stehen. Dabei umschließen die Halteelemente das wärmeausdehnbare Material, so dass das überspannungsbegrenzende Bauelement bei einer unzulässigen Erwärmung durch das aktivierte wärmeausdehnbare Material relativ zu den Halteelementen verschoben wird. Das überspannungsbegrenzende Bauelement steht dann nicht mehr mit den Halteelementen in elektrisch leitendem Kontakt und ist elektrisch abgetrennt. Bei dieser Ausführungsvariante dienen die elektrisch leitenden Halteelemente sowohl als Gehäuse zur Aufnahme des überspannungsbegrenzenden Bauelements und des wärmeausdehnbaren Materials als auch als Anschlusselemente zum elektrischen Anschluss der Pole des überspannungsbegrenzenden Bauelements.According to an alternative constructive embodiment of the overvoltage protection element according to the invention, the housing has two electrically insulated holding elements, wherein in the normal state of the overvoltage protection element, the holding elements are each in electrical contact with a pole or a connecting pin or a connecting lug of the overvoltage limiting component. In this case, the holding elements enclose the heat-expandable material, so that the overvoltage-limiting component is displaced relative to the holding elements in the event of unacceptable heating by the activated heat-expandable material. The overvoltage limiting component is then no longer in electrically conductive contact with the holding elements and is electrically disconnected. In this embodiment variant, the electrically conductive holding elements serve both as a housing for receiving the overvoltage limiting component and the heat-expandable material and as connecting elements for the electrical connection of the poles of the overvoltage-limiting component.

Der elektrisch leitende Kontakt zwischen den Polen bzw. den mit den Polen verbundenen Anschlusslaschen oder Anschlussstiften des Überspannungsableiters und den als Anschlusselemente dienenden Halteelementen kann dabei sowohl über eine Lötverbindung als auch über eine Steckverbindung realisiert sein, wobei bei der Realisierung einer Steckverbindung im Anschlussbereich der Halteelemente zu den Anschlusslaschen oder den Anschlussstiften korrespondierende Steckerbuchsen angeordnet sein können. Ein derartiges Überspannungsschutzelement eignet sich insbesondere bei der Verwendung eines gasgefüllten Überspannungsableiters als überspannungsbegrenzendes Bauelement, wobei der Überspannungsableiter über die beiden Halteelemente beispielsweise mit einer Leiterplatte verbunden werden kann.The electrically conductive contact between the poles or connected to the poles connecting tabs or pins of the surge arrester and serving as connecting elements holding elements can be realized both via a solder connection and via a plug connection, wherein in the realization of a connector in the connection region of the holding elements the connector tabs or the connector pins corresponding sockets can be arranged. Such an overvoltage protection element is particularly suitable when using a gas-filled surge arrester as overvoltage limiting component, wherein the surge arrester can be connected via the two holding elements, for example with a printed circuit board.

Je nach Ausgestaltung der Halteelemente und je nach Anordnung des überspannungsbegrenzenden Bauelements sowie des wärmeausdehnbaren Materials zwischen den Halteelementen wird das überspannungsbegrenzende Bauelement bei thermischer Überlastung durch das sich ausdehnende wärmeausdehnbare Material entweder nach oben – senkrecht zu seiner Längserstreckung – oder horizontal zur Seite gedrückt. Selbstverständlich ist auch eine Ausgestaltung möglich, bei der das überspannungsbegrenzende Bauelement durch das sich ausdehnende wärmeausdehnbare Material sowohl nach oben als auch zur Seite gedrückt wird. In allen Fällen wird durch die Ausdehnung des wärmeausdehnbaren Materials und die sich daraus ergebende Positionsveränderung des überspannungsbegrenzenden Bauelements dafür gesorgt, dass die Pole des überspannungsbegrenzenden Bauelements nicht mehr mit den Haltelementen in elektrisch leitendem Kontakt stehen.Depending on the configuration of the holding elements and depending on the arrangement of the overvoltage limiting component and the heat-expandable material between the holding elements, the overvoltage limiting component is pressed by thermal expansion of the expanding heat-expandable material either upwards - perpendicular to its longitudinal extent - or horizontally to the side. Of course, a configuration is possible in which the overvoltage limiting component is pressed by the expanding heat-expandable material both upwards and to the side. In all cases, the expansion of the heat-expandable material and the consequent change in position of the overvoltage-limiting device ensure that the poles of the overvoltage-limiting device are no longer in electrically conductive contact with the holding elements.

Um eine hohe Isolations- und Kriechstromfestigkeit zu gewährleisten und einen beim Öffnen der Kontakte zwischen den Polen des überspannungsbegrenzenden Bauelements und den Anschlusselementen entstehenden Lichtbogen zu löschen, muss im Stande der Technik ein möglichst großer Abstand zwischen den Polen bzw. den Anschlusslaschen des überspannungsbegrenzenden Bauelements und den Anschlusselementen erzielt werden. Bei dem erfindungsgemäßen Überspannungsschutzelement ist gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung vorgesehen, dass das wärmeausdehnbare Material bei thermischer Überlastung des überspannungsbegrenzenden Bauelements in den sich bildenden Zwischenraum zwischen dem mindestens einen Pol bzw. der einen Anschlusslasche oder dem einen Anschlussstift des überspannungsbegrenzenden Bauelements und dem mindestens einen Anschlusselement eindringt, so dass ein beim Auftrennen des elektrischen Kontakts entstehender Lichtbogen durch das isolierende wärmeausdehnbare Material unterbunden bzw. gelöscht wird. Alternativ oder zusätzlich dazu kann im Bereich der Anschlusselemente mindestens ein Kunststoffteil, beispielsweise aus POM, angeordnet sein, das bei Erwärmung gasend ist. Tritt in der Nähe des Kunststoffteils ein Lichtbogen auf, so wird dieser durch Geblasen mit einem Löschgas gelöscht, welches über die Dissoziation des Kunststoffteils erzeugt wird.In order to ensure a high insulation and tracking resistance and to erase a resulting when opening the contacts between the poles of the overvoltage limiting component and the connecting elements arc, the largest possible distance between the poles or the terminal straps of the overvoltage limiting component and the Connection elements can be achieved. In the case of the overvoltage protection element according to the invention, according to an advantageous embodiment, the heat-expandable material penetrates into the interstice between the at least one pole or the one terminal lug or the one connection pin of the overvoltage-limiting component and the at least one connection element in the event of thermal overloading of the overvoltage-limiting component, so that an electric arc resulting from the separation of the electrical contact is cut off by the insulating heat-expandable material. Alternatively or additionally, at least one plastic part, for example made of POM, may be arranged in the region of the connection elements, which is gassing when heated. If an arc occurs in the vicinity of the plastic part, it is extinguished by blowing with an extinguishing gas, which is generated by the dissociation of the plastic part.

Gemäß einer letzten vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Überspannungsschutzelements, die hier noch kurz erwähnt werden soll, ist alternativ oder zusätzlich zu der zuvor beschriebenen optischen Zustandsanzeige eine fernübertragbare Zustandsanzeige vorgesehen, wozu innerhalb des Gehäuses ein Fernmeldekontakt angeordnet ist, der betätigt wird, wenn sich die Position des überspannungsbegrenzenden Bauelements durch das sich ausdehnende wärmeausdehnbare Material verändert.According to a last advantageous embodiment of the overvoltage protection element according to the invention, which will be briefly mentioned here, Alternatively, or in addition to the above-described optical status indication, there is provided a remotely transferable status indication, within which a telecommunications contact is located within the housing, which is actuated when the position of the overvoltage limiting component changes due to the expanding heat expansible material.

Elektrische oder elektronische Geräte weisen häufig Bauelemente auf, die einer potenziellen Überlastungsgefahr ausgesetzt sind. Eine das Bauelement bzw. das elektrische oder elektronische Gerät beschädigende oder zerstörende Überlast kann durch verschiedene unvorhersehbare Ereignisse hervorgerufen werden. Beispielsweise kann ein Defekt eines vor- oder nachgeschalteten Bauelements oder eines mit dem betroffenen Gerät elektrisch verbundenen anderen Geräts zu einem unzulässig hohen Leistungsumsatz in dem betroffenen Bauelement führen, verursacht durch eine zu hohe anliegende Spannung oder einen zu großen, durch das Bauelement fließenden Strom. Ebenso kann durch unsachgemäßen Gebrauch oder durch fehlerhafte Installation eines elektrischen oder elektronischen Geräts eine Überlastung des Geräts bzw. eines in dem Gerät angeordneten Bauelements verursacht werden. Der daraus resultierende hohe Leistungsumsatz führt zu einer ansteigenden Eigenerwärmung des Bauelements, die schließlich zu einem Entzünden des Bauelements und damit des gesamten Geräts führen kann, so dass ein unzulässig hoher Leistungsumsatz in einem überlasteten Bauelement eine akute Brandgefahr darstellt.Electrical or electronic equipment often has components that are subject to potential overloading. An overload that damages or destroys the component or the electrical or electronic device can be caused by various unforeseeable events. For example, a defect of a upstream or downstream device or another device electrically connected to the device concerned lead to an inadmissibly high power consumption in the affected device, caused by an excessive voltage applied or too large current flowing through the device current. Likewise, by improper use or by incorrect installation of an electrical or electronic device, an overload of the device or a device arranged in the device can be caused. The resulting high power conversion leads to an increasing self-heating of the device, which can eventually lead to ignition of the device and thus the entire device, so that an unacceptably high power conversion in an overloaded device represents an acute fire hazard.

Die Gefahr eines Brandes eines elektrischen oder elektronischen Geräts kann darüber hinaus auch durch den Alterungsprozess bestimmter elektronischer Bauelemente hervorgerufen werden. Gegen Ende des Lebenszyklus kann bei bestimmten elektronischen Bauelementen, beispielsweise bei Halbleitern, eine fortschreitende Impedanzabnahme stattfinden, so dass in zunehmendem Maße Leckströme auftreten können, die zu einer Eigenerwärmung des betroffenen Bauelements führen können. Dabei können die Eigenerwärmung und der erhöhte Leckstrom den Alterungsprozess des Bauelements zusätzlich beschleunigen.The danger of a fire of an electrical or electronic device can also be caused by the aging process of certain electronic components. Towards the end of the life cycle, with certain electronic components, for example semiconductors, a progressive decrease in impedance can take place, so that increasingly leakage currents can occur which can lead to self-heating of the component concerned. The self-heating and the increased leakage current can additionally accelerate the aging process of the component.

Aus diesem Grunde werden in elektrischen und elektronischen Geräten, bei denen eine derartige Brandgefahr besteht, sogenannte Temperatursicherungen bzw. Thermosicherungen eingesetzt, deren Aufgabe es ist, bei einer zu hohen Temperatur eines überwachten Bauelements die Stromversorgung des Bauelements abzuschalten, so dass eine weitere Eigenerwärmung des Bauelements und die sich daraus ergebende Brandgefahr verhindert wird.For this reason, so-called temperature fuses or thermal fuses are used in electrical and electronic equipment in which there is a fire risk, the object is to switch off the power supply of the device at too high a monitored component temperature, so that a further self-heating of the device and the resulting fire hazard is prevented.

Derartige Temperatursicherungen bestehen in der Regel aus einem Gehäuse, in dem zwei Drähte angeordnet sind, die auf einer Seite des Gehäuses als Anschlussdrähte aus dem Gehäuse herausragen. Im Inneren des Gehäuses sind die beiden Drähte über einen in der Regel horizontal angeordneten leitfähigen Verbindungssteg elektrisch miteinander verbunden, wozu der Verbindungssteg an seinen beiden Endbereichen jeweils mit einem Draht verlötet ist. Unterhalb des Verbindungsstegs ist ein Federelement angeordnet, das im Normalzustand der Temperatursicherung gegen den Verbindungssteg drückt. Das Federelement bewirkt dabei ein Abheben des Verbindungsstegs von den beiden Anschlussdrähten und damit eine Unterbrechung der leitfähigen Verbindung, wenn die Lötstellen zwischen dem Verbindungssteg und den beiden Drähten aufgrund einer Erwärmung nicht mehr die erforderliche Gegenkraft zur Federkraft des Federelements aufbringen können.Such thermal fuses usually consist of a housing in which two wires are arranged, which protrude on one side of the housing as connecting wires from the housing. Inside the housing, the two wires are electrically connected to each other via a generally horizontally arranged conductive connecting web, for which purpose the connecting web is soldered at its two end regions in each case with a wire. Below the connecting web, a spring element is arranged, which presses in the normal state of the thermal fuse against the connecting web. The spring element causes a lifting of the connecting web of the two connecting wires and thus an interruption of the conductive connection when the solder joints between the connecting web and the two wires due to heating no longer can muster the required counterforce to the spring force of the spring element.

Eine derartige Temperatursicherung ist auch aus der DE 10 2005 045 778 A1 bekannt. Diese Temperatursicherung weist einen Leitersteg auf, der zwei Abschnitte eines stromführenden Leiters im Normalzustand der Temperatursicherung elektrisch leitend miteinander verbindet, indem der Leitersteg mit den Enden der beiden Leiterabschnitte über jeweils eine Lötverbindung verbunden ist. Im thermischen Fehlerfall wird die elektrische Verbindung zwischen dem Leitersteg und den beiden Leiterabschnitten durch ein Öffnungselement aufgetrennt, bei dem es sich beispielsweise um ein vorgespanntes Federelement handeln kann. Im Normalzustand der Temperatursicherung ist das Federelement dabei durch ein Halteelement arretiert, dessen Material bei Überschreitung der kritischen Temperatur mechanisch nachgibt, so dass das mechanisch vorgespannte Federelement den Leitersteg von den Enden der Leiterabschnitte abhebt.Such a thermal fuse is also from the DE 10 2005 045 778 A1 known. This temperature fuse has a conductor bar which electrically conductively connects two sections of a current-carrying conductor in the normal state of the temperature fuse by the conductor bar being connected to the ends of the two conductor sections via a respective solder connection. In the event of a thermal fault, the electrical connection between the conductor bar and the two conductor sections is separated by an opening element, which may, for example, be a prestressed spring element. In the normal state of the thermal fuse, the spring element is locked by a holding element, the material of which mechanically yields when the critical temperature is exceeded, so that the mechanically prestressed spring element lifts off the conductor bar from the ends of the conductor sections.

Gemäß eines anderen Ausführungsbeispiels der bekannten Temperatursicherung wird als Öffnungselement ein Zylinder mit einem Kolben verwendet. Im thermischen Fehlerfall erfolgt eine elektrische Ansteuerung des Kolbens derart, dass durch ein Hervorschnellen des Kolbens der Leiterstieg von den beiden Leiterabschnitten abgehoben und somit die über die Lötverbindungen realisierte elektrische Brücke aufgetrennt wird.According to another embodiment of the known thermal fuse is used as the opening element, a cylinder with a piston. In the event of a thermal fault, an electrical activation of the piston takes place in such a manner that the conductor step is lifted off the two conductor sections by a protrusion of the piston and thus the electrical bridge realized via the soldering connections is separated.

Der Nachteil einer herkömmlichen Temperatursicherung, bei der im Normalzustand ein Federelement permanent gegen den Verbindungsstieg drückt, besteht darin, dass dadurch die Lötverbindungen zwischen dem Verbindungsstieg und den Anschlussdrähten dauerhaft mechanisch beansprucht werden. Dieser Nachteil wird bei der aus der DE 10 2005 045 778 A1 bekannten Temperatursicherung zwar vermieden, bei dieser Temperatursicherung ist jedoch der Aufbau des Öffnungselements mit einem zusätzlichen Halteelement oder einer erforderlichen elektrischen Schaltung zur Ansteuerung eines Kolbens wesentlich aufwendiger.The disadvantage of a conventional thermal fuse, in the normal state, a spring element permanently presses against the connection, is that thereby the solder joints between the connecting step and the leads are permanently mechanically stressed. This disadvantage is at the out of the DE 10 2005 045 778 A1 Although known temperature fuse avoided in this Temperature fuse, however, the structure of the opening element with an additional holding element or a required electrical circuit for driving a piston is much more expensive.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher auch die Aufgabe zugrunde, ein elektrisches Gerät anzugeben, welches bei möglichst einfachem Aufbau zuverlässig auf die Überlastung und Alterung von elektronischen Bauelementen in elektrischen oder elektronischen Geräten reagiert, so dass ein unzulässig hoher Leistungsumsatz in dem überwachten Bauelement detektiert und entsprechende Sicherungsmaßnahmen ausgelöst werden können.The present invention is therefore also an object of the invention to provide an electrical device that responds reliably with the simplest possible structure to the overloading and aging of electronic components in electrical or electronic devices, so that an unacceptably high power conversion detected in the monitored component and appropriate security measures can be triggered.

Diese Aufgabe ist bei dem eingangs beschriebenen elektrischen Gerät dadurch gelöst, dass innerhalb des Gehäuses ein wärmeausdehnbares Material derart angeordnet ist, dass das Verbindungsbauteil durch das wärmeausdehnbare Material aus einer ersten Position in eine zweite Position verbringbar ist, wenn sich das wärmeausdehnbare Material aufgrund einer Aktivierung oberhalb einer bestimmten Aktivierungstemperatur ausdehnt. Dabei stehen entweder in der ersten Position oder in der zweiten Position des Verbindungsbauteils die zweiten Enden zweier Leiterabschnitte mit dem Verbindungsbauteil in elektrischen Kontakt, so dass diese beiden Leiterabschnitte über das Verbindungsbauteil elektrisch miteinander verbunden sind. Bei dem erfindungsgemäßen elektrischen Gerät übernimmt das innerhalb des Gehäuses angeordnete wärmeausdehnbare Material sowohl die Funktion eines Sensors, der eine unzulässige Eigenerwärmung eines zu überwachenden Bauelements detektiert, als auch die Funktion eines Aktors, der das Verbindungsbauteil aus seiner ersten Position in eine zweite Position verbringt.This object is achieved in the electrical device described above in that within the housing, a heat-expandable material is arranged such that the connecting member by the heat-expandable material from a first position can be brought into a second position when the heat-expandable material due to activation above a certain activation temperature expands. In this case, either in the first position or in the second position of the connection component, the second ends of two conductor sections are in electrical contact with the connection component, so that these two conductor sections are electrically connected to one another via the connection component. In the electrical device according to the invention, the heat-expandable material arranged inside the housing assumes both the function of a sensor, which detects an inadmissible self-heating of a component to be monitored, and the function of an actuator, which spends the connection component from its first position to a second position.

Das wärmeausdehnbare Material, welches sich beispielsweise aus einem niedrig schmelzenden Material, beispielsweise einem Kunststoff, z. B. Polyethylen (PE) oder Polypropylen (PP), und einem Treibmittel zusammensetzt, befindet sich im Normalzustand, d. h. im normalen Betriebszustand des zu überwachenden Bauelements, in dem dieses keine erhöhte Temperatur aufweist, in einem festen Zustand. Erhöht sich die Temperatur des wärmeausdehnbaren Materials, z. B. aufgrund einer erhöhten Eigenerwärmung des zu überwachenden Bauelements, so wechselt das wärmeausdehnbare Material seinen Aggregatzustand und wird flüssig. Nach Überschreiten einer bestimmten Temperatur, reagiert das wärmeausdehnbare Material mit einer starken Volumenzunahme; z. B. schäumt das wärmeausdehnbare Material auf. Diese durch den Temperaturanstieg hervorgerufene starke Volumenzunahme des wärmeausdehnbaren Materials wird bei dem erfindungsgemäßen elektrisch Gerät dazu genutzt, das Verbindungsbauteil aus einer ersten Position in eine zweite Position zu verbringen.The heat-expandable material, which is made of, for example, a low-melting material, such as a plastic, e.g. As polyethylene (PE) or polypropylene (PP), and a propellant is in the normal state, d. H. in the normal operating state of the component to be monitored, in which this has no elevated temperature, in a solid state. As the temperature of the heat-expandable material, e.g. B. due to increased self-heating of the monitored component, the heat-expandable material changes its state of aggregation and becomes liquid. After exceeding a certain temperature, the heat-expandable material reacts with a large volume increase; z. B. Foams the heat-expandable material. This large increase in volume of the heat-expandable material caused by the rise in temperature is used in the electric device according to the invention to transfer the connecting component from a first position to a second position.

In einer Ausführungsform liegt die bestimmte Aktivierungstemperatur des wärmeausdehnbaren Materials über 80°C, insbesondere über 120°C.In one embodiment, the particular activation temperature of the heat-expandable material is above 80 ° C, especially above 120 ° C.

In einer weiteren Ausführungsform weist das wärmeausdehnbare Material eine Volumenzunahme von mindestens dem zweifachen Ausgangsvolumen vor der Aktivierung auf.In another embodiment, the heat-expandable material has a volume increase of at least twice the initial volume before activation.

In noch einer weiteren Ausführungsform weist das wärmeausdehnbare Material eine Reaktionszeit von weniger als 1 Sekunde für die Aktivierung auf.In yet another embodiment, the heat-expandable material has a response time of less than 1 second for activation.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das wärmeausdehnbare Material ein thermoplastisches Trägermittel auf.According to another embodiment of the invention, the heat-expandable material comprises a thermoplastic carrier.

Das wärmeausdehnbare Material kann beispielsweise ein thermoplastisches polymerbasiertes Trägermittel aufweisen, welches ausgewählt ist aus der Gruppe aufweisend: Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Polyamide (PA), Polylacetat (PLA), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polycarbonat (PC), Polyethylenterephthalat (PET), Polyolefine, wie z. B. Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polyisobutylen (PIB), Polybutylen (PB), Polystyrol (PS), Polyetheretherketon (PEEK), Polyvinylchlorid (PVC), Polybutylenterephtalat (PBT) und Celluloid, oder aber das irreversible wärmeausdehnbare Material ein Elastomer mit einer Shore-A Härte von weniger als 20 als Trägermittel aufweist.The heat-expandable material may comprise, for example, a thermoplastic polymer-based carrier selected from the group consisting of: acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS), polyamides (PA), polylacetate (PLA), polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), polyethylene terephthalate (PC). PET), polyolefins, such as. Polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyisobutylene (PIB), polybutylene (PB), polystyrene (PS), polyetheretherketone (PEEK), polyvinyl chloride (PVC), polybutylene terephthalate (PBT) and celluloid, or the irreversible thermally expandable material an elastomer having a Shore A hardness of less than 20 as a carrier.

Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform wird die Aktivierung durch äußeren Energieeintrag, z. B. im Fehlerfall, bewirkt. Äußerer Energieeintrag kann auch mittels einer Heatpipe oder durch einen entsprechenden Wärmeleiter eingebracht werden.According to yet another embodiment, the activation by external energy input, z. B. in case of error, causes. External energy input can also be introduced by means of a heat pipe or by a corresponding heat conductor.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die Aktivierung durch ein Widerstandsheizelement bewirkt, wobei das Widerstandsheizelement an den Stromkreis angeschlossen ist.In a further embodiment of the invention, the activation is effected by a resistance heating element, wherein the resistance heating element is connected to the circuit.

In noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das wärmeausdehnbare Material Microsphären auf.In yet another embodiment of the invention, the heat-expandable material comprises microspheres.

Weiterhin ist in einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass das wärmeausdehnbare Material ein Treibmittel und Trägermittel aufweist, wobei die Aktivierungstemperatur des Treibmittels geringer ist als die Erweichungstemperatur des Trägermaterials.Furthermore, in a further embodiment it is provided that the heat-expandable material comprises a blowing agent and carrier, wherein the activation temperature of the blowing agent is lower than the softening temperature of the carrier material.

Weiterhin ist in noch einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass das wärmeausdehnbare Material ein Treibmittel und Trägermittel aufweist, wobei die Aktivierungstemperatur des Treibmittels höher ist als die Erweichungstemperatur des Trägermaterials.Furthermore, in yet another embodiment, the heat-expandable material comprises a propellant and carrier, wherein the activation temperature of the propellant is higher than the softening temperature of the carrier material.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das wärmeausdehnbare Material ein irreversibel wärmeausdehnbares Material auf.In another embodiment, the heat-expandable material comprises an irreversibly heat-expandable material.

Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform ist das Gerät eine Baueinheit.According to yet another embodiment, the device is a structural unit.

Die Wärmeausdehnung des Treibmaterials ist im Allgemeinen irreversibel.The thermal expansion of the propellant is generally irreversible.

Durch geeignete Auswahl und Anordnung von Treibmaterial und Trägermaterial kann jedoch erreicht werden, dass das Trägermaterial bei einer Abkühlung das Treibmittel wieder in seinen Ausgangszustand, d. h. in den Normalzustand, überführt.By suitable selection and arrangement of propellant material and carrier material, however, it can be achieved that the carrier material, upon cooling, returns the propellant to its initial state, ie. H. into the normal state, transferred.

Solche wärmeausdehnbaren Materialien werden im Allgemeinen als intumeszente Materialien bezeichnet. Diese Wärmeausdehnung ist von der normalen Wärmeausdehnung eines Materials zu unterscheiden.Such thermally expandable materials are generally referred to as intumescent materials. This thermal expansion is to be distinguished from the normal thermal expansion of a material.

Da sich das wärmeausdehnbare Material erst bei einer entsprechenden Erwärmung, d. h. im thermischen Fehlerfall ausdehnt, wird der elektrische Kontakt zwischen dem Verbindungsbauteil und den zweiten Enden der Leiterabschnitte im Normalzustand durch das wärmeausdehnbare Material mechanisch nicht beansprucht. Darüber hinaus ist auch die Verwendung eines Rückhalteelements oder einer Schaltung zur Aktivierung des wärmeausdehnbaren Materials nicht erforderlich.Because the heat-expandable material does not expand until it heats up, i. H. extends in the thermal fault, the electrical contact between the connecting member and the second ends of the conductor sections in the normal state is not mechanically stressed by the heat-expandable material. In addition, the use of a retaining element or a circuit for activating the heat-expandable material is not required.

Gemäß einer ersten Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen elektrischen Geräts mit zwei Leiterabschnitten sind die beiden Leiterabschnitte in der ersten Position des Verbindungsbauteils über das Verbindungsbauteil elektrisch miteinander verbunden, während die beiden Leiterabschnitte in der zweiten Position des Verbindungsbauteils durch das wärmeausdehnbare Material gegeneinander isoliert sind. Handelt es sich bei dem Verbindungsbauteil um eine leitfähige Kontaktplatte oder einen leitfähigen Verbindungssteg, so stellt das Gerät einen Schalter in Form eines Öffners dar.According to a first embodiment of an electrical device according to the invention with two conductor sections, the two conductor sections in the first position of the connection component are electrically connected to one another via the connection component, while the two conductor sections are insulated from one another in the second position of the connection component by the heat-expandable material. If the connecting component is a conductive contact plate or a conductive connecting web, the device represents a switch in the form of an opener.

Ein derartiges elektrisches Gerät kann beispielsweise als Temperatursicherung verwendet werden, wozu das Gerät in der Nähe des zu überwachenden Bauelements angeordnet sein muss, damit eine Eigenerwärmung des zu überwachenden Bauelements von dem wärmeausdehnbare Material detektiert, d. h. zu einer entsprechenden Erwärmung des wärmeausdehnbare Materials führen kann. Durch die Unterbrechung der leitfähigen Verbindung der beiden Leiterabschnitte über das Verbindungsbauteil kann die elektrische Energiezufuhr des überwachten Bauelements ab Erreichung einer kritischen Temperatur unterbrochen werden, so dass ein Entzünden des Bauelements und damit auch ein Entzünden eines elektrischen oder elektronischen Geräts, in dem das zu überwachende Bauelement angeordnet ist, verhindert werden kann.Such an electrical device can be used, for example, as a temperature fuse, for which purpose the device must be arranged in the vicinity of the component to be monitored so that self-heating of the component to be monitored from the heat-expandable material is detected, ie. H. can lead to a corresponding heating of the heat-expandable material. By interrupting the conductive connection of the two conductor sections via the connection component, the electrical energy supply of the monitored component can be interrupted from reaching a critical temperature, so that ignition of the device and thus also ignition of an electrical or electronic device, in which the device to be monitored is arranged, can be prevented.

Gemäß einer alternativen Ausgestaltung kann das Gerät auch die Funktion eines Schließers aufweisen, wobei dann die beiden Leiterabschnitte in der ersten Position des Verbindungsbauteils elektrisch nicht miteinander verbunden sind, während die Leiterabschnitte in der zweiten Position des Verbindungsbauteils über das Verbindungsbauteil elektrisch miteinander verbunden werden. Mit einem derartigen als Schließer ausgebildeten Schalter bzw. elektrischen Gerät kann beispielsweise ein überlastetes Bauelement kurzgeschlossen werden, wenn die Eigenerwärmung des Bauelements dazu führt, dass die Aktivierungstemperatur des wärmeausdehnbaren Materials erreicht wird, so dass sich das wärmeausdehnbare Material ausdehnt und dadurch das Verbindungsbauteil in die zweite Position verschiebt.According to an alternative embodiment, the device may also have the function of a closer, in which case the two conductor sections are not electrically connected to each other in the first position of the connecting member, while the conductor sections are electrically connected to each other in the second position of the connecting member via the connecting member. For example, with such a normally-open switch or electrical device, when the self-heating of the device causes the activation temperature of the heat-expandable material to reach such that the heat-expandable material expands, thereby expanding the connection component into the second Position moves.

Gemäß einer weiteren alternativen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen elektrischen Geräts, welches ein erstes Paar von einander zugeordneten Leiterabschnitten und ein zweites Paar von einander zugeordneten Leiterabschnitten aufweist, sind in der ersten Position des Verbindungsbauteils die beiden Leiterabschnitte des ersten Paares über das Verbindungsbauteil elektrisch miteinander verbunden, während die beiden Leiterabschnitte des zweiten Paares elektrisch nicht miteinander verbunden sind. In der zweiten Position des Verbindungsbauteils sind dagegen die beiden Leiterabschnitte des zweiten Paares über das Verbindungsbauteil elektrisch miteinander verbunden, während die beiden Leiterabschnitte des ersten Paares elektrisch nicht miteinander verbunden sind. Wenn das Verbindungsbauteil durch die Ausdehnung des wärmeausdehnbaren Materials aus seiner ersten Position in seine zweite Position verbracht wird, führt dies somit zu einem Umschalten zweier Kontakte, wobei in der ersten Position des Verbindungsbauteils die beiden Leiterabschnitte des ersten Paares und in der zweiten Position des Verbindungsbauteils die beiden Leiterabschnitte des zweiten Paares über das Verbindungsbauteil elektrisch miteinander verbunden sind. Anstelle der Ausbildung von vier einzelnen Leiterabschnitten können lediglich drei einzelne Leiterabschnitte vorgesehen sein, wobei dann ein Leiterabschnitt sowohl dem ersten Paar als auch dem zweiten Paar zugeordnet ist.According to a further alternative embodiment of the electrical device according to the invention, which has a first pair of conductor sections assigned to one another and a second pair of conductor sections assigned to one another, in the first position of the connection component, the two conductor sections of the first pair are electrically connected to one another via the connection component, while the two conductor sections of the second pair are not electrically connected to each other. In the second position of the connecting member, however, the two conductor portions of the second pair are electrically connected to each other via the connecting member, while the two conductor portions of the first pair are not electrically connected to each other. When the connecting component is brought from its first position to its second position by the expansion of the heat-expandable material, this thus leads to a switching over of two contacts, wherein in the first position of the connecting component the two conductor sections of the first pair and in the second position of the connecting component two conductor portions of the second pair are electrically connected to each other via the connecting member. Instead of the formation of four individual conductor sections, only three individual conductor sections may be provided, in which case a conductor section is assigned to both the first pair and the second pair.

Wird als Verbindungsbauteil eine leitfähige Kontaktplatte oder ein leitfähiger Verbindungssteg verwendet, so stellt das erfindungsgemäße elektrische Gerät einen Schalter dar, dessen Schalterstellung in Abhängigkeit von der Temperatur eines zu überwachenden Bauelements verändert wird. Ein derart ausgebildetes elektrisches Gerät kann dabei – wie zuvor im Einzelnen beschrieben – je nach Anordnung des Verbindungsbauteils und je nach Anzahl der vorhandenen Leiterabschnitte die Funktion eines Öffners, eines Schließers oder eines Umschalters aufweisen.If a conductive contact plate or a conductive connecting web is used as the connecting component, then the electrical device according to the invention represents a switch whose switch position as a function of the temperature of a to be monitored component is changed. Depending on the arrangement of the connection component and depending on the number of conductor sections present, an electrical device formed in this way may, as described in detail above, have the function of an opener, a make contact or a changeover switch.

Gemäß einer alternativen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen elektrischen Geräts kann es sich bei dem Verbindungsbauteil auch um ein elektrisches oder elektronisches Bauelement, beispielsweise einen Widerstand oder ein Halbleiterbauelement oder um ein Überspannungsschutzelement, beispielsweise einen Gasableiter, handeln. In diesem Fall ist dann vorzugsweise vorgesehen, dass das Verbindungsbauteil in seiner ersten Position mit den zweiten Enden zweier Leiterabschnitte in elektrischem Kontakt steht. Eine aufgrund einer Erwärmung des wärmeausdehnbaren Materials erfolgende Ausdehnung des Materials führt dann dazu, dass der elektrische Kontakt zwischen dem Verbindungsbauteil und den Leiterabschnitten getrennt wird, d. h. das Verbindungsbauteil wird elektrisch abgetrennt.According to an alternative embodiment of the electrical device according to the invention, the connection component can also be an electrical or electronic component, for example a resistor or a semiconductor component, or an overvoltage protection element, for example a gas discharge tube. In this case, it is then preferably provided that the connecting component is in electrical contact with the second ends of two conductor sections in its first position. Expansion of the material due to heating of the heat-expandable material then causes the electrical contact between the connection member and the conductor portions to be disconnected, i. H. the connection component is electrically disconnected.

Ein derartiges elektrisches Gerät kann dann auch dazu verwendet werden, ein in dem Gehäuse angeordnetes Verbindungsbauteil, beispielsweise ein Halbleiterbauelement oder ein Überspannungsschutzelement, das im Normalzustand mit den zweiten Enden der beiden Leiterabschnitte in elektrischem Kontakt steht, selber vor einer zu starken Eigenerwärmung aufgrund einer Überlastung oder eines zu großen Leckstromes zu schützen. Das in dem Gehäuse angeordnete überlastete Verbindungsbauteil wird dann durch das sich ausdehnende wärmeausdehnbare Material von den Leiterabschnitten abgetrennt, d. h. der Stromfluss durch das Verbindungsbauteil wird unterbrochen. In diesem Fall dient das elektrische Gerät nicht zur Detektion der unzulässigen Erwärmung eines anderen Bauelements, sondern zur Detektion der unzulässigen Erwärmung des in dem Gehäuse des elektrischen Geräts angeordneten Bauelements und zu dessen Abschaltung, um ein Entzünden des Bauelements – und damit auch des elektrischen Geräts – zu verhindern.Such an electrical device can then also be used to arrange a connection component arranged in the housing, for example a semiconductor component or an overvoltage protection element, which is in electrical contact with the second ends of the two conductor sections in the normal state, itself from excessive self-heating due to overloading or To protect a too large leakage current. The overloaded connection member disposed in the housing is then separated from the conductor sections by the expanding thermally expandable material, i. H. the flow of current through the connection component is interrupted. In this case, the electrical device is not used to detect the inadmissible heating of another component, but to detect the inadmissible heating of the arranged in the housing of the electrical device device and its shutdown to ignite the device - and thus the electrical device - to prevent.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des elektrischen Geräts, welche unabhängig davon vorgesehen sein kann, wie das Verbindungsbauteil ausgebildet ist, weist das elektrische Gerät eine optische Zustandsanzeige auf, wozu in einer Seite des Gehäuses ein Sichtfenster ausgebildet ist. Gemäß einer ersten Ausgestaltung ist dabei das Gehäuse derart dimensioniert und das Sichtfenster so angeordnet, dass sich das Verbindungsbauteil in seiner zweiten Position unterhalb des Sichtfensters befindet, während das Verbindungsbauteil in seiner ersten Position beabstandet vom Sichtfenster angeordnet ist. Die Verschiebung des Verbindungsbauteils kann somit zur Anzeige des Funktionsstatus des elektrischen Geräts bzw. eines überwachten Bauelements genutzt werden.According to a preferred embodiment of the electrical device, which may be provided independently of how the connection component is formed, the electrical device has an optical status display, for which purpose a viewing window is formed in one side of the housing. According to a first embodiment, the housing is dimensioned such that the viewing window is arranged so that the connecting member is located in its second position below the viewing window, while the connecting member is arranged in its first position spaced from the viewing window. The displacement of the connecting component can thus be used to display the functional status of the electrical device or a monitored component.

Gemäß einer alternativen Ausgestaltung ist das Sichtfenster derart im Gehäuse angeordnet, dass das wärmeausdehnbare Material im ausgedehnten Zustand unterhalb des Sichtfensters angeordnet ist, so dass es durch das Sichtfenster erkennbar ist. In diesem Fall ist das wärmeausdehnbare Material vorzugsweise eingefärbt, beispielsweise rötlich eingefärbt, so dass durch einen Blick auf das Sichtfenster für den Benutzer leicht erkennbar ist, wenn sich das wärmeausdehnbare Material ausgedehnt hat. In dieser Ausführungsvariante wird die Ausdehnung des wärmeausdehnbare Materials selber zur Anzeige des Funktionsstatus des elektrischen Geräts bzw. eines überwachten Bauelements genutzt.According to an alternative embodiment, the viewing window is arranged in the housing such that the heat-expandable material is arranged in the expanded state below the viewing window, so that it can be seen through the viewing window. In this case, the heat-expandable material is preferably colored, for example colored reddish, so that by looking at the viewing window for the user is easily recognizable when the heat-expandable material has expanded. In this embodiment, the expansion of the heat-expandable material itself is used to indicate the functional status of the electrical device or a monitored device.

Alternativ oder zusätzlich zu der zuvor beschriebenen optischen Zustandsanzeige kann das elektrische Gerät auch eine fernübertragbare Zustandsanzeige aufweisen, wozu innerhalb des Gehäuses ein Fernmeldekontakt angeordnet ist, der dann aktiviert wird, wenn sich das Verbindungsbauteil durch das sich ausdehnende wärmeausdehnbare Material aus der ersten Position in die zweite Position bewegt oder bewegt hat. Je nach Anordnung des Fernmeldekontakts innerhalb des Gehäuses wird dieser somit entweder erst dann betätigt, wenn sich das Verbindungsbauteil in der zweiten Position befindet, oder bereits zu einem etwas früheren Zeitpunkt, wenn es aus der ersten Position in die zweite Position verschoben wird.As an alternative or in addition to the above-described optical status display, the electrical device may also have a remotely transferable status indication, within which a telecommunications contact is arranged within the housing, which is activated when the connecting member is moved from the first position to the second by the expanding heat expansive material Position has moved or moved. Depending on the arrangement of the telecommunications contact within the housing, this is thus actuated either only when the connecting member is in the second position, or already at a slightly earlier time when it is moved from the first position to the second position.

Neben dem zuvor beschriebenen elektrischen Gerät betrifft die Erfindung auch die Verwendung eines wärmeausdehnbaren Materials als Funktionswerkstoff zur Detektion einer unzulässigen Erwärmung eines elektrischen oder elektronischen Bauelements aufgrund einer Überlastung oder einer Alterung des Bauelements, wobei sich das wärmeausdehnbare Material bei einer Erwärmung oberhalb einer bestimmten Aktivierungstemperatur ausdehnt und durch die Ausdehnung des wärmeausdehnbaren Materials die elektrische Energiezufuhr des Bauteils unterbrochen oder kurzgeschlossen wird.In addition to the electrical device described above, the invention also relates to the use of a heat-expandable material as a functional material for detecting an improper heating of an electrical or electronic device due to overloading or aging of the device, wherein the heat-expandable material expands when heated above a certain activation temperature and the expansion of the heat-expandable material causes the component's electrical energy supply to be interrupted or short-circuited.

Wärmeausdehnbare Materialien werden bisher in erster Linie im Bereich des Brandschutzes in Gebäuden verwendet. So ist aus der DE 296 17 849 U1 ein Kabelkanal zum Verlegen von elektrischen Leitungen bekannt, dessen Segmente aus einem hitzebeständigen Intumeszenz-Schaumstoff bestehen, der im Brandfall unter Bildung einer resistenten Kohlenstoffstruktur aufschäumt und den Innenraum der Segmente unter dichtem Einschluss der Leitungen ausfüllt, was zum Erlöschen eines Brandes innerhalb eines Kabelkanals sowie zum Erlöschen eines Kabelbrandes führt.Heat-expandable materials have hitherto been used primarily in the field of fire protection in buildings. So is out of the DE 296 17 849 U1 a cable duct for laying electrical lines known whose segments consist of a heat-resistant intumescent foam, which foams in the event of fire to form a resistant carbon structure and fills the interior of the segments under close enclosure of the lines, resulting in the extinguishment of a fire within a cable channel and the Going out of a cable fire leads.

Bei der erfindungsgemäßen Verwendung des wärmeausdehnbaren Materials wird dagegen die elektrische Energiezufuhr eines überwachten elektrischen oder elektronischen Bauelements unterbrochen, wenn sich das Bauelement unzulässig stark erwärmt hat. Das wärmeausdehnbare Material übernimmt dabei als Funktionswerkstoff sowohl eine sensorische als auch eine aktorische Funktion, indem es einerseits den kritischen Bauelementezustand anhand einer unzulässigen Erwärmung erkennt und andererseits die elektrische Energiezufuhr des Bauelements direkt oder indirekt unterbricht. In the use of the heat-expandable material according to the invention, however, the electrical power supply of a monitored electrical or electronic component is interrupted when the component has heated excessively. The heat-expandable material takes over as a functional material both a sensory and an actoric function by recognizing the one hand, the critical component state based on an impermissible heating and on the other hand, the electrical energy supply of the device directly or indirectly interrupts.

Gemäß einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung kann es sich bei dem zu überwachenden Bauelement um ein in einem Gehäuse eines Überspannungsschutzelements angeordnetes überspannungsbegrenzendes Bauelement, insbesondere einen Varistor oder einen gasgefüllten Überspannungsableiter, handeln, wobei das Überspannungsschutzelement zwei Anschlusselemente zum elektrischen Anschluss an einen zu schützenden Strom- oder Signalpfad aufweist.According to a first advantageous embodiment, the component to be monitored may be a surge-limiting component arranged in a housing of an overvoltage protection element, in particular a varistor or a gas-filled surge arrester, wherein the overvoltage protection element comprises two connection elements for electrical connection to a current or signal path to be protected having.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Verwendung eines wärmeausdehnbaren Materials als Funktionswerkstoff zur Detektion einer unzulässigen Erwärmung eines überspannungsbegrenzenden Bauelements befindet sich das überspannungsbegrenzende Bauelement im Normalzustand des Überspannungsschutzelements in einer ersten Position, in der jeweils ein Pol des überspannungsbegrenzenden Bauelements in elektrisch leitendem Kontakt mit einem Anschlusselement steht, während das überspannungsbegrenzende Bauelement bei thermischer Überlastung durch das sich aufgrund der Erwärmung ausdehnende wärmeausdehnbare Material in eine zweite Position verbracht wird, in der die beiden Pole des überspannungsbegrenzenden Bauelements nicht mehr mit den Anschlusselementen in elektrisch leitendem Kontakt stehen. Durch die Ausdehnung des wärmeausdehnbaren Materials wird das überspannungsbegrenzende Bauelement somit von den Anschlusselementen weg bewegt, wodurch der elektrische Anschluss des überspannungsbegrenzenden Bauelements unterbrochen wird. Dabei besteht das wärmeausdehnbare Material aus einem isolierenden Material, so dass ein beim Trennen des elektrischen Kontaktes zwischen den Polen des überspannungsbegrenzenden Bauelements und den Anschlusselementen eventuell auftretender Lichtbogen durch das aufschäumende, wärmeausdehnbare Material gelöscht wird.According to a preferred embodiment of the use of a heat-expandable material as a functional material for detecting an impermissible heating of an overvoltage limiting component, the overvoltage limiting component is in the normal state of the overvoltage protection element in a first position, in which in each case one pole of the overvoltage limiting component is in electrically conductive contact with a connection element, while the overvoltage limiting device is placed in thermal overload by the heat expansive expandable material in a second position in which the two poles of the overvoltage limiting device are no longer in electrical contact with the terminal elements. As a result of the expansion of the heat-expandable material, the overvoltage-limiting component is thus moved away from the connection elements, whereby the electrical connection of the overvoltage-limiting component is interrupted. In this case, the heat-expandable material consists of an insulating material, so that a possibly occurring during separation of the electrical contact between the poles of the overvoltage limiting component and the connecting elements arc is extinguished by the foaming, heat-expandable material.

Um das überspannungsbegrenzende Bauelement bei thermischer Überlastung aus der ersten Position in die zweite Position zu verbringen, ist es erforderlich, dass auf das Bauelement eine entsprechende Kraft wirkt, die das Bauelement von den Anschlusselementen wegbewegt. Diese Kraft wird – wie zuvor ausgeführt – vorzugsweise von dem wärmeausdehnbaren Material selber aufgebracht, dass derart im Gehäuse angeordnet ist, dass es bei einer unzulässigen Erwärmung des überspannungsbegrenzenden Bauelements das Bauelement von den Anschlusselementen weg drückt, wenn sich das wärmeausdehnbare Material ausdehnt. Grundsätzlich ist es jedoch auch möglich, dass die Kraft zum Verschieben des überspannungsbegrenzenden Bauelements von einem separaten Federelement aufgebracht wird, dass zwischen dem Gehäuse und dem überspannungsbegrenzenden Bauelement angeordnet ist.In order to transfer the overvoltage-limiting component from the first position to the second position under thermal overload, it is necessary for a corresponding force to act on the component, which moves the component away from the connection elements. This force is preferably applied, as stated above, by the heat-expandable material itself, which is disposed in the housing such that, in the event of undue heating of the over-voltage limiting device, it pushes the device away from the terminals as the heat-expandable material expands. In principle, however, it is also possible that the force for displacing the overvoltage limiting component is applied by a separate spring element which is arranged between the housing and the overvoltage limiting component.

Gemäß einer alternativen Ausgestaltung der Verwendung eines wärmeausdehnbaren Materials als Funktionswerkstoff zur Detektion einer unzulässigen Erwärmung eines überspannungsbegrenzenden Bauelements, bei der im Normalzustand des Überspannungsschutzelements ebenfalls jeweils ein Pol des überspannungsbegrenzenden Bauelements in elektrisch leitendem Kontakt mit einem Anschlusselement steht, ist vorgesehen, dass mindestens ein Pol des überspannungsbegrenzenden Bauelements über eine bewegliches Verbindungselement mit einem Anschlusselement in elektrisch leitendem Kontakt steht. Bei thermischer Überlastung wird dabei das dem einen Pol des überspannungsbegrenzenden Bauelements zugewandte Ende des Verbindungselements so ausgelenkt, dass der Pol nicht mehr mit dem korrespondierenden Anschlusselement in elektrisch leitendem Kontakt steht.According to an alternative embodiment of the use of a heat-expandable material as a functional material for detecting an inadmissible heating of a surge-limiting device, in the normal state of the overvoltage protection element is also one pole of the overvoltage limiting component in electrically conductive contact with a connection element, it is provided that at least one pole of overvoltage limiting component via a movable connecting element with a connection element is in electrically conductive contact. In the case of thermal overload, the end of the connecting element facing the one pole of the overvoltage limiting component is deflected in such a way that the pole is no longer in electrically conductive contact with the corresponding connecting element.

Als Verbindungselement kann dabei ein leitender Schieber oder eine Metallzunge eingesetzt werden, dessen erstes Ende mit einem Anschlusselement und dessen zweites Ende im Normalzustand des Überspannungsschutzelements über eine Lötstelle mit einem Pol des überspannungsbegrenzenden Bauelements verbunden ist. Kommt es zu einer unzulässigen Erwärmung des überspannungsbegrenzenden Bauelements, so führt dies zu einem Aufschmelzen der Lötverbindung und der Schieber oder zumindest das eine Ende der Metallzunge wird von dem Pol, vorzugsweise durch das sich aufgrund der Erwärmung ausdehnende wärmeausdehnbare Material, weggedrückt bzw. ausgelenkt, so dass der Pol nicht mehr mit dem korrespondierenden Anschlusselement in elektrisch leitendem Kontakt steht.In this case, a conductive slide or a metal tongue can be used as a connecting element, the first end of which is connected to a connection element and the second end in the normal state of the overvoltage protection element via a solder joint to a pole of the overvoltage limiting component. If there is an inadmissible heating of the overvoltage-limiting component, this leads to a melting of the solder joint and the slider or at least one end of the metal tongue is pushed away or deflected by the pole, preferably by the expands due to the heating heat-expandable material, so that the pole is no longer in electrically conductive contact with the corresponding connection element.

Anstelle eines Schiebers oder einer Metallzunge kann auch eine federnde Trennzunge als Verbindungselement verwendet werden, die im angelöteten Zustand aus ihrer Ruhelage ausgelenkt ist und beim Aufschmelzen der Lötverbindung zurückfedert, so dass sich das freie Ende der Trennzunge vom Pol wegbewegt, wodurch das überspannungsbegrenzende Bauelement ebenfalls elektrisch abgetrennt wird.Instead of a slider or a metal tongue and a resilient separating tongue can be used as a connecting element which is deflected in the soldered state from its rest position and springs back during melting of the solder joint, so that the free end of the separation tongue moves away from the pole, whereby the overvoltage limiting component also electrically is separated.

Wie zuvor ausgeführt worden ist, wird vorzugsweise die Kraft zum Verschieben des überspannungsbegrenzenden Bauelements oder die Kraft zum Wegdrücken des Schiebers bzw. zum Auslenkens des Endes der Metallzunge von dem wärmeausdehnbare Material selber aufgebracht. Grundsätzlich kann diese Kraft jedoch auch von einem separaten Federelement bzw. von der Federkraft der federnden Trennzunge aufgebracht werden. In diesem Fall kann das wärmeausdehnbare Material auch lediglich dazu verwendet werden, beim Wegbewegen des überspannungsbegrenzenden Bauelements bzw. beim Auslenken des Verbindungselements in den entstehenden Zwischenraum zwischen mindestens einem Pol des überspannungsbegrenzenden Bauelements und mindestens einem Anschlusselement bzw. dem Ende des Verbindungselements einzubringen, so dass ein beim Auftrennen des elektrischen Kontakts zwischen einem Pol und einem Anschlusselement entstehender Lichtbogen durch das sich ausdehnende wärmeausdehnbare Material gelöscht wird. As previously stated, it is preferable to apply the force for displacing the overvoltage limiting component or the force for pushing away the slider or for deflecting the end of the metal tongue from the heat-expandable material itself. In principle, however, this force can also be applied by a separate spring element or by the spring force of the resilient separating tongue. In this case, the heat-expandable material can also be used only to bring when moving the surge-limiting component or when deflecting the connecting element in the resulting gap between at least one pole of the surge-limiting component and at least one connection element or the end of the connecting element, so that a when the electrical contact between a pole and a terminal is broken, the arc resulting from the expansion of the heat-expandable material is extinguished.

Alternativ dazu kann das wärmeausdehnbare Material auch dazu verwendet werden, eine im Gehäuse des Überspannungsschutzelements verschiebbar angeordnete lichtbogenlöschende Barriere bei thermischer Überlastung durch die Ausdehnung des wärmeausdehnbare Materials zwischen mindestens einen Pol des überspannungsbegrenzenden Bauelements und mindestens ein Anschlusselement bzw. das Ende des Verbindungselements zu verschieben oder zu verschwenken, so dass ein beim Auftrennen des elektrischen Kontakts entstehender Lichtbogen durch die Barriere unterbrochen und damit gelöscht wird. Auch diese Variante der Verwendung eines wärmeausdehnbare Materials kann unabhängig davon verwirklicht werden, ob das überspannungsbegrenzende Bauelement bzw. das bewegliche Verbindungselement im Überlastfall durch das wärmeausdehnbare Material selber oder durch eine Feder von den Anschlusselementen bzw. von dem Pol des überspannungsbegrenzenden Bauelements weg bewegt wird.Alternatively, the heat-expandable material may also be used to displace or displace an arc-extinguishing barrier slidably disposed in the housing of the overvoltage protection element by the expansion of the heat-expandable material between at least one pole of the overvoltage-limiting device and at least one connection element or the end of the connection element pivot, so that an emerging when disconnecting the electrical contact arc is interrupted by the barrier and thus deleted. This variant of the use of a heat-expandable material can be realized regardless of whether the overvoltage-limiting component or the movable connecting element is moved in the event of an overload by the heat-expandable material itself or by a spring away from the connecting elements or from the pole of the surge-limiting component.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann das wärmeausdehnbare Material zusätzlich dazu verwendet werden, bei thermischer Überlastung durch die Ausdehnung des wärmeausdehnbaren Materials eine Änderung einer optischen Zustandsanzeige zu bewirken und/oder einen Fernmeldekontakt einer fernübertragbaren Zustandsanzeige zu betätigen. Auch bei diesen Ausführungsformen wird von dem wärmeausdehnbaren Material als Funktionswerkstoff sowohl eine sensorische Funktion als auch eine aktorische Funktion ausgeübt.According to a further advantageous embodiment, the heat-expandable material may additionally be used to cause a change in an optical status indication upon thermal overload by the expansion of the heat-expandable material and / or to actuate a remote-communicable status indication telecommunications contact. Also in these embodiments, the heat-expandable material as the functional material exerts both a sensory function and an actuator function.

Im Einzelnen gibt es nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, das erfindungsgemäße Überspannungsschutzelement oder elektrische Gerät auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird verwiesen sowohl auf die den unabhängigen Patentansprüchen nachgeordneten Patentansprüche als auch auf die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigenIn particular, there are now a variety of ways to design and develop the overvoltage protection element or electrical device according to the invention. Reference is made to both the claims subordinate to the independent claims and to the following description of preferred embodiments in conjunction with the drawings. In the drawing show

1 eine Schnittdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines Überspannungsschutzelements, im Normalzustand, 1 a sectional view of a first embodiment of an overvoltage protection element, in the normal state,

2 eine Schnittdarstellung des Überspannungsschutzelements gemäß 1, mit einem abgetrennten Varistor, 2 a sectional view of the overvoltage protection element according to 1 , with a separate varistor,

3 eine weitere Schnittdarstellung eines Überspannungsschutzelements gemäß 1, mit einem abgetrennten Varistor, 3 a further sectional view of an overvoltage protection element according to 1 , with a separate varistor,

4 eine Schnittdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Überspannungsschutzelements, im Normalzustand, 4 a sectional view of a second embodiment of an overvoltage protection element, in the normal state,

5 eine Draufsicht des Überspannungsschutzelements gemäß 4, im Normalzustand, 5 a plan view of the overvoltage protection element according to 4 , in the normal state,

6 eine Schnittdarstellung des Überspannungsschutzelements gemäß 4, mit einem abgetrennten Überspannungsableiter, 6 a sectional view of the overvoltage protection element according to 4 , with a separate surge arrester,

7 eine Schnittdarstellung eines dritten Ausführungsbeispiels eines Überspannungsschutzelements, im Normalzustand, 7 a sectional view of a third embodiment of an overvoltage protection element, in the normal state,

8 das Überspannungsschutzelement gemäß 7, in der Draufsicht, 8th the overvoltage protection element according to 7 , in plan view,

9 das Überspannungsschutzelement gemäß 8, mit einem abgetrennten Überspannungsableiter, in der Draufsicht, 9 the overvoltage protection element according to 8th , with a separate surge arrester, in plan view,

10 ein Beispiel einer aktiven Beheizung gemäß einem Ausführungsbeispiel eines Überspannungsschutzelements, 10 an example of an active heating according to an embodiment of an overvoltage protection element,

11 ein zweites Beispiel einer aktiven Beheizung gemäß einem Ausführungsbeispiel eines Überspannungsschutzelements, 11 A second example of an active heating according to an embodiment of an overvoltage protection element,

12 ein drittes Beispiel einer aktiven Beheizung gemäß einem Ausführungsbeispiel eines Überspannungsschutzelements, 12 A third example of an active heating according to an embodiment of an overvoltage protection element,

13 ein viertes Beispiel einer aktiven Beheizung gemäß einem Ausführungsbeispiel eines Überspannungsschutzelements, 13 A fourth example of an active heating according to an embodiment of an overvoltage protection element,

14 ein erstes Ausführungsbeispiel eines elektrischen Geräts, mit einem Verbindungsbauteil in einer ersten Position und in einer zweiten Position, 14 a first embodiment of an electrical device, with a connecting member in a first position and in a second position,

15 ein zweites Ausführungsbeispiel eines elektrischen Geräts, mit einem Verbindungsbauteil in einer ersten Position und in einer zweiten Position, und 15 a second embodiment of an electrical device, with a connecting member in a first position and in a second position, and

16 ein drittes Ausführungsbeispiel eines elektrischen Geräts, mit einem Verbindungsbauteil in einer ersten Position und in einer zweiten Position, und 16 a third embodiment of an electrical device, with a connecting member in a first position and in a second position, and

17 ein Beispiel einer aktiven Beheizung gemäß einem Ausführungsbeispiel eines elektrischen Gerätes, und 17 an example of an active heating according to an embodiment of an electrical device, and

18 ein zweites Beispiel einer aktiven Beheizung gemäß einem Ausführungsbeispiel eines elektrischen Gerätes, und 18 A second example of active heating according to an embodiment of an electrical device, and

19 ein drittes Beispiel einer aktiven Beheizung gemäß einem Ausführungsbeispiel eines elektrischen Gerätes, und 19 a third example of an active heating according to an embodiment of an electrical device, and

20 ein viertes Beispiel einer aktiven Beheizung gemäß einem Ausführungsbeispiel eines elektrischen Gerätes. 20 A fourth example of an active heating according to an embodiment of an electrical device.

Die Figuren zeigen ein Überspannungsschutzelement 1 mit einem Gehäuse 2, wobei in dem Gehäuse 2 ein überspannungsbegrenzendes Bauelement angeordnet ist. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den 1 bis 3 handelt sich es bei dem überspannungsbegrenzenden Bauelement um einen Varistor 3, während es sich bei dem Überspannungsschutzelement 1 gemäß den 4 bis 9 um einen gasgefüllten Überspannungsableiter 3' handelt.The figures show an overvoltage protection element 1 with a housing 2 , wherein in the housing 2 a surge limiting device is arranged. In the embodiment according to the 1 to 3 the overvoltage limiting component is a varistor 3 while it is the over-voltage protection element 1 according to the 4 to 9 around a gas-filled surge arrester 3 ' is.

Das Überspannungsschutzelement 1 gemäß den 1 bis 3, das als Schutzstecker ausgebildet sein kann, weist zwei Anschlusselemente 4, 5 auf, die in korrespondierende Anschlussbuchsen eines hier nicht dargestellten Geräteunterteils einsteckbar sind. Die Anschlusselemente 4, 5 sind im Normalzustand des Überspannungsschutzelements 1 jeweils mit einem Pol des Varistors 3 verbunden, so dass der Varistor 3 über die beiden Anschlusselemente 4, 5 mit dem zu schützenden Strom- oder Signalpfad verbunden werden kann.The overvoltage protection element 1 according to the 1 to 3 , which may be formed as a protective plug, has two connection elements 4 . 5 on, which can be inserted into corresponding connection sockets of a device lower part, not shown here. The connection elements 4 . 5 are in the normal state of the overvoltage protection element 1 each with a pole of the varistor 3 connected so that the varistor 3 over the two connection elements 4 . 5 can be connected to the protected power or signal path.

Wie aus den 1, 4 und 7 ersichtlich ist, ist im Normalzustand des Überspannungsschutzelements 1 ein wärmeausdehnbares Material 6 im Gehäuse 2 angeordnet, das zunächst fest ist, bei ansteigender Temperatur jedoch seinen Aggregatzustand ändert und flüssig wird. Bei Überschreiten einer Aktivierungstemperatur reagiert das wärmeausdehnbare Material 6 mit einer starken Volumenzunahme, d. h. das Material 6 schäumt auf und dehnt sich aus. Dies führt dann dazu, dass sich die Position des Varistors 3 bzw. des Überspannungsableiters 3' relativ zur Position der Anschlusselemente 4, 5 verändert, da das wärmeausdehnbare Material 6 den Varistor 3 bzw. den Überspannungsableiter 3' aus seiner ersten Position wegdrückt. Bei den Ausführungsbeispielen gemäß den 2 und 6 ist der Varistor 3 bzw. der Überspannungsableiter 3' dabei nach oben und bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 9 zur Seite weggedrückt worden.Like from the 1 . 4 and 7 is apparent, is in the normal state of the overvoltage protection element 1 a heat-expandable material 6 in the case 2 arranged, which is first fixed, but changes its state of aggregation and becomes liquid with increasing temperature. When an activation temperature is exceeded, the heat-expandable material reacts 6 with a strong volume increase, ie the material 6 foams up and expands. This then causes the position of the varistor 3 or the surge arrester 3 ' relative to the position of the connection elements 4 . 5 changed because the heat-expandable material 6 the varistor 3 or the surge arrester 3 ' pushes away from his first position. In the embodiments according to the 2 and 6 is the varistor 3 or the surge arrester 3 ' while up and in the embodiment according to 9 pushed away to the side.

Das Überspannungsschutzelement 1 gemäß den 1 bis 3 einerseits und die Überspannungsschutzelemente 1 gemäß den 4 bis 9 andererseits unterscheiden sich zunächst dadurch voneinander, dass bei dem ersten Ausführungsbeispiel als überspannungsbegrenzendes Bauelement ein Varistor 3 verwendet wird, während bei den anderen Ausführungsbeispielen ein gasgefüllter Überspannungsableiter 3' eingesetzt ist. Darüber hinaus unterscheiden sich die Überspannungsschutzelemente 1 noch durch die Art der elektrischen Kontaktierung zwischen dem Varistor 3 und den Anschlusselementen 4, 5 einerseits und dem Überspannungsableiter 3' und den Anschlusselementen 4, 5 andererseits.The overvoltage protection element 1 according to the 1 to 3 on the one hand and the overvoltage protection elements 1 according to the 4 to 9 On the other hand, initially different from each other in that in the first embodiment as overvoltage limiting component, a varistor 3 is used, while in the other embodiments, a gas-filled surge arrester 3 ' is used. In addition, the surge protection elements differ 1 nor by the type of electrical contact between the varistor 3 and the connection elements 4 . 5 on the one hand and the surge arrester on the other 3 ' and the connection elements 4 . 5 on the other hand.

Während bei den beiden Ausführungsbeispielen gemäß den 4 und 7 im Normalzustand des Überspannungsschutzelements 1 die beiden Pole des Überspannungsableiters 3' über jeweils eine Lötstelle 7, 8 mit den beiden Anschlusselementen 4, 5 verbunden sind, stehen die beiden Pole des Varistors 3 über eine Steckverbindung 9, 10 mit den beiden Anschlusselementen 4, 5 in elektrisch leitendem Kontakt. Dabei sind die beiden Pole des Varistors 3 über zwei Anschlusslaschen 11, 12 mit den Anschlusselementen 4, 5 verbunden, wobei die Anschlusselemente 4, 5 auf der den Anschlusslaschen 11, 12 zugewandten Seiten jeweils eine Steckerbuchse 13, 14 aufweist. Bei dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel des Überspannungsschutzelements 1 sind die beiden Pole des Überspannungsableiters 3' jeweils mit einem Anschlussstift 15, 16 verbunden, so dass die Lötstellen 7, 8 zwischen den Anschlussstiften 15, 16 und den Anschlusselementen 4, 5 ausgebildet sind.While in the two embodiments according to the 4 and 7 in the normal state of the overvoltage protection element 1 the two poles of the surge arrester 3 ' each with a solder joint 7 . 8th with the two connection elements 4 . 5 are connected, are the two poles of the varistor 3 via a plug connection 9 . 10 with the two connection elements 4 . 5 in electrically conductive contact. Here are the two poles of the varistor 3 over two connection lugs 11 . 12 with the connection elements 4 . 5 connected, wherein the connection elements 4 . 5 on the connecting lugs 11 . 12 facing sides in each case a socket 13 . 14 having. At the in 4 illustrated embodiment of the overvoltage protection element 1 are the two poles of the surge arrester 3 ' each with a pin 15 . 16 connected so that the solder joints 7 . 8th between the pins 15 . 16 and the connection elements 4 . 5 are formed.

Bei dem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Überspannungsschutzelements 1 gemäß den 1 bis 3 weist das Gehäuse 2 ein Außengehäuse 17 und ein im Außengehäuse 17 verschiebbar angeordnetes Innengehäuse 18 auf. Wie aus den Figuren ersichtlich ist, ist die Unterseite des Innengehäuses 18 offen, so dass das Innengehäuse 18 den Varistor 3 und das wärmeausdehnbare Material 6 haubenförmig umschließt. Kommt es aufgrund einer Überlastung oder aufgrund von Alterung des Varistors 3 zu einer Verringerung der Impedanz des Varistors 3, so fließt ein unzulässiger Leckstrom durch den Varistor 3, was zu einer Erwärmung des Varistors 3 führt. Da der Varistor 3 zumindest teilweise von dem wärmeausdehnbaren Material 6 umgeben ist, führt eine Eigenerwärmung des Varistors 3 auch zu einer Erwärmung des wärmeausdehnbaren Materials 6, so dass sich dieses bei Überschreiten einer bestimmten Aktivierungstemperatur stark ausdehnt. Dies führt zu einer Druckerhöhung innerhalb des von dem Außengehäuse 17 und dem Innengehäuse 18 umschlossenen Raumes, so dass das Innengehäuse 18 durch das sich ausdehnende wärmeausdehnbare Material 6 nach oben gedrückt wird, wenn die Haltekraft des Innengehäuses 18 innerhalb des Außengehäuses 17 und die Kontaktkraft zwischen den Anschlusslaschen 11, 12 und den Steckerbuchsen 13, 14 durch die Kraft des sich ausdehnenden wärmeausdehnbaren Materials 6 überschritten wird.In the embodiment of the overvoltage protection element according to the invention 1 according to the 1 to 3 shows the case 2 an outer casing 17 and one in the outer casing 17 displaceable inner housing 18 on. As can be seen from the figures, the underside of the inner housing 18 open, leaving the inner case 18 the varistor 3 and the heat-expandable material 6 encloses hood-shaped. It comes due to an overload or due to aging of the varistor 3 to a reduction in the impedance of the varistor 3 , an impermissible leakage current flows through the varistor 3 , causing a heating of the varistor 3 leads. Because the varistor 3 at least partially of the heat-expandable material 6 surrounded, leads a self-heating of the varistor 3 also to a heating of the heat-expandable material 6 , so that this greatly expands when a certain activation temperature is exceeded. This leads to an increase in pressure within that of the outer housing 17 and the inner housing 18 enclosed space, leaving the inner casing 18 by the expanding heat-expandable material 6 is pushed upward when the holding force of the inner housing 18 inside the outer casing 17 and the contact force between the terminal lugs 11 . 12 and the sockets 13 . 14 by the force of the expanding heat-expandable material 6 is exceeded.

Damit sich mit dem Innengehäuse 18 auch der Varistor 3 nach oben bewegt, ist der Varistor 3 über ein Halteelement 19 mit dem Innengehäuse 18 verbunden, wobei das Haltelement 19 unterhalb des Varistors 3 angeordnet ist und sich bei der Darstellung gemäß den 1 bis 3 senkrecht zur Zeichenebene, d. h. in Querrichtung des Varistors 3 erstreckt. Das Innengehäuse 18 ist somit ähnlich wie ein Kolben im Außengehäuse 17 geführt, wobei ein in den Figuren nicht dargestellter Anschlag dafür sorgt, dass die Hubbewegung des Innengehäuses 18 nach oben begrenzt ist.So that with the inner housing 18 also the varistor 3 moved up, is the varistor 3 via a holding element 19 with the inner housing 18 connected, wherein the holding element 19 below the varistor 3 is arranged and in the representation according to the 1 to 3 perpendicular to the plane of the drawing, ie in the transverse direction of the varistor 3 extends. The inner case 18 is thus similar to a piston in the outer housing 17 guided, wherein a not shown in the figures stop ensures that the lifting movement of the inner housing 18 is limited to the top.

Wie aus 1 ersichtlich ist, befindet sich das Innengehäuse 18 im Normalzustand des Überspannungsschutzelements 1 in einer ersten Position innerhalb des Außengehäuses 17, in der die Oberseite 20 des Innengehäuses 18 im wesentlichen bündig mit der Oberseite 21 des Außengehäuses 17 abschließt, so dass die Oberseite 20 des Innengehäuses 18 nicht über das Außengehäuse 17 hinausragt. Im Unterschied dazu befindet sich das Innengehäuse 18 bei thermischer Überlastung des Überspannungsschutzelements 1 nach der elektrischen Abtrennung des Varistors 3 in einer – in 2 dargestellten – zweiten Position, in der die Oberseite 20 des Innengehäuses 18 über die Oberseite 21 des Außengehäuses 17 hinausragt. Die Position des Innengehäuses 18 dient somit als optische Statusanzeige zur Anzeige des Zustands des Überspannungsschutzelements 1.How out 1 can be seen, there is the inner housing 18 in the normal state of the overvoltage protection element 1 in a first position within the outer housing 17 in which the top 20 of the inner casing 18 essentially flush with the top 21 of the outer casing 17 completes, leaving the top 20 of the inner casing 18 not over the outer casing 17 protrudes. In contrast to this is the inner housing 18 at thermal overload of the overvoltage protection element 1 after the electrical separation of the varistor 3 in one - in 2 illustrated - second position in which the top 20 of the inner casing 18 over the top 21 of the outer casing 17 protrudes. The position of the inner housing 18 thus serves as an optical status indicator for indicating the state of the overvoltage protection element 1 ,

Zuvor ist ausgeführt worden, dass das wärmeausdehnbare Material 6 im Normalzustand des Überspannungsschutzelements 1 fest ist und bei einem Temperaturanstieg zunächst flüssig wird. Um ein Austreten des flüssigen wärmeausdehnbaren Materials 6 sicher zu verhindern, ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel oberhalb der Anschlusselemente 4, 5, d. h. gegenüber der offenen Unterseite des Innengehäuses 18, eine Dichtfolie 22 im Außengehäuse 17 angeordnet. Dabei erstrecken sich die Anschlusslaschen 11, 12 im Normalzustand des Überspannungsschutzelements 1 durch in der Dichtfolie 22 vorgesehene Schlitze, so dass die Anschlusslaschen 11, 12 von den Steckerbuchsen 13, 14 kontaktiert und somit mit den Anschlusselementen 4, 5 in elektrisch leitendem Kontakt stehen.It has previously been stated that the heat-expandable material 6 in the normal state of the overvoltage protection element 1 is firm and at a temperature rise initially liquid. To escape the liquid heat-expandable material 6 to safely prevent is in the illustrated embodiment above the connection elements 4 . 5 , ie. With respect to the open bottom of the inner housing 18 , a sealing foil 22 in the outer housing 17 arranged. The connecting straps extend here 11 . 12 in the normal state of the overvoltage protection element 1 through in the sealing foil 22 provided slots, so that the connecting lugs 11 . 12 from the sockets 13 . 14 contacted and thus with the connection elements 4 . 5 be in electrically conductive contact.

3 zeigt das Überspannungsschutzelement 1 gemäß 1, bei dem das Innengehäuse 18 sich in der zweiten Position befindet, so dass der Varistor 3 abgetrennt ist. Im Unterschied zu der Darstellung gemäß 2 ist bei der Darstellung gemäß 3 der Varistor 3 bzw. das Innengehäuse 18 jedoch nicht durch eine Ausdehnung des wärmeausdehnbares Materials 6 nach oben geschoben worden, sondern aufgrund eines Überdrucks, der durch ein Bersten des Varistors 3 aufgrund einer extremen Überlastung hervorgerufen worden ist. Eine extreme Überlastung kann einen Varistor 3 schlagartig in einen niederimpedanten Zustand versetzen, so dass in diesem Extremfall ein netzgetriebener Strom in der Größe des Kurzschlussstromes durch den Varistor 3 fließen kann. Ein in diesem Fall durch den Varistor 3 fließender Strom kann zu einer Zerstörung und damit zu einem Bersten des Varistors 3 führen. Der dabei entstehende Druck wird über eine in dem unter dem Varistor 3 angeordneten Haltelement 19 ausgebildete Öffnung 23 in den durch das Außengehäuse 17, das Innengehäuse 18 und die Dichtfolie 22 gebildeten Raum 24 geleitet. Der in diesem Raum 24 entstehende Druck führt dann dazu, dass das Innengehäuse 18 aus seiner ersten Position in seine zweite Position nach oben gedrückt wird, wodurch auch der Varistor 3 von den Anschlusselementen 4, 5 wegbewegt wird, so dass die Anschlusslaschen 11, 12 nicht mehr mit den Steckerbuchsen 13, 14 in elektrisch leitendem Kontakt sind. Der überlastete Varistor 3 wird somit zuverlässig und schnell abgetrennt. 3 shows the overvoltage protection element 1 according to 1 in which the inner casing 18 is in the second position so that the varistor 3 is separated. In contrast to the representation according to 2 is in the illustration according to 3 the varistor 3 or the inner housing 18 but not by an expansion of the heat-expandable material 6 has been pushed upwards, but due to an overpressure caused by a bursting of the varistor 3 caused by extreme congestion. An extreme overload can be a varistor 3 abruptly put into a low-impedance state, so that in this extreme case, a mains-driven current in the size of the short-circuit current through the varistor 3 can flow. A in this case through the varistor 3 flowing current can lead to destruction and thus bursting of the varistor 3 to lead. The resulting pressure is over in the under the varistor 3 arranged holding element 19 trained opening 23 in through the outer housing 17 , the inner casing 18 and the sealing foil 22 formed space 24 directed. The one in this room 24 resulting pressure then causes the inner casing 18 from its first position to its second position is pushed up, which also causes the varistor 3 from the connection elements 4 . 5 is moved away, leaving the connecting lugs 11 . 12 no longer with the sockets 13 . 14 are in electrically conductive contact. The overloaded varistor 3 is thus separated reliably and quickly.

Inder in 3 dargestellten Position des Innengehäuses 18 kann der in dem Raum 24 bestehende erhöhte Druck durch die im Außengehäuse 17 ausgebildeten Öffnungen 25 entweichen. Die Öffnungen 25 sind derart im Außengehäuse 17 angeordnet, dass sie durch das Innengehäuse 18 verschlossen sind, solange sich das Innengehäuse 18 noch nicht in seiner zweiten Position befindet.Indian in 3 shown position of the inner housing 18 can that in the room 24 existing increased pressure by the in the outer case 17 trained openings 25 escape. The openings 25 are so in the outer housing 17 arranged that they pass through the inner casing 18 are closed, as long as the inner housing 18 not yet in its second position.

Bei dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel des Überspannungsschutzelements 1 besteht das Gehäuse 2 nicht aus einem Außengehäuse und einem Innengehäuse, sondern aus zwei im Querschnitt U-förmigen Halteelementen 26, 27 die neben der Aufnahme des wärmeausdehnbaren Materials 6 auch zur Halterung und Kontaktierung der Anschlussstifte 15, 16 des Überspannungsableiters 3' im Normalzustand des Überspannungsschutzelements 1 dienen. Bei den in den 4 bis 9 dargestellten Ausführungsbeispielen des Überspannungsschutzelement 1 dienen die beiden voneinander isolierten, elektrisch leitenden Halteelemente 26, 27 somit gleichzeitig als Anschlusselemente 4, 5 für den gasgefüllten Überspannungsableiter 3'. Aus 4 ist dabei ersichtlich, dass im Normalzustand des Überspannungsschutzelements 1 jeweils eine Lötstelle 7, 8 zwischen den beiden Anschlussstiften 15, 16 und den Halteelementen 26, 27 ausgebildet ist.At the in 4 illustrated embodiment of the overvoltage protection element 1 is the housing 2 not from an outer housing and an inner housing, but from two in cross section U-shaped holding elements 26 . 27 the next to the inclusion of the heat-expandable material 6 also for holding and contacting the pins 15 . 16 the surge arrester 3 ' in the normal state of the overvoltage protection element 1 serve. In the in the 4 to 9 illustrated embodiments of the overvoltage protection element 1 serve the two mutually insulated, electrically conductive holding elements 26 . 27 thus simultaneously as connection elements 4 . 5 for the gas-filled surge arrester 3 ' , Out 4 is it can be seen that in the normal state of the overvoltage protection element 1 one solder joint each 7 . 8th between the two pins 15 . 16 and the holding elements 26 . 27 is trained.

Kommt es bei diesem Übergangsschutzelement 1 zu einer Erwärmung des Überspannungsableiters 3', so führt dies auch zu einer Erwärmung des unterhalb des Überspannungsableiters 3' angeordneten wärmeausdehnbaren Materials 6, so dass sich dieses bei Erreichen seiner Aktivierungstemperatur ausdehnt. Der Überspannungsableiter 3' wird dann nach oben gedrückt, wenn die von dem wärmeausdehnbare Material 6 ausgeübte Kraft größer als die Haltekraft der sich erweichenden Lötstellen 7, 8 ist. In dieser in 6 dargestellten zweiten Position des Überspannungsableiters 3' sind die beiden Anschlussstifte 15, 16 nicht mehr in elektrisch leitendem Kontakt mit den Halteelementen 26, 27, so dass der Überspannungsableiter 3' über die Halteelemente 26, 27 auch nicht mehr an den zu schützenden Signalpfad angeschlossen ist. Die elektrische Verbindung der Halteelemente 26, 27 mit dem zu schützenden Signalpfad erfolgt bei den Ausführungsbeispielen gemäß den 4 bis 9 dadurch, dass die Halteelemente 26, 27 mit einer Leiterplatte 28 verbunden sind.Does it come with this transitional protection element 1 to a heating of the surge arrester 3 ' , this also leads to a heating of the below the surge arrester 3 ' arranged heat-expandable material 6 so that it expands upon reaching its activation temperature. The surge arrester 3 ' is then pushed up when the of the heat-expandable material 6 applied force greater than the holding force of the softening solder joints 7 . 8th is. In this in 6 shown second position of the surge arrester 3 ' are the two pins 15 . 16 no longer in electrically conductive contact with the holding elements 26 . 27 so that the surge arrester 3 ' over the holding elements 26 . 27 no longer connected to the signal path to be protected. The electrical connection of the holding elements 26 . 27 with the signal path to be protected takes place in the embodiments according to the 4 to 9 in that the retaining elements 26 . 27 with a circuit board 28 are connected.

Anstelle der in den Figuren dargestellten Lötverbindung zwischen den Anschlussstiften 15, 16 und den Halteelementen 26, 27 kann grundsätzlich auch eine Steckverbindung entsprechend den 1 bis 3 vorgesehen sein. In diesem Fall würden die Halteelemente 26, 27 auf der den Anschlussstiften 15, 16 zugewandten Seiten entsprechende Steckerbuchsen aufweisen.Instead of the solder joint between the pins shown in the figures 15 . 16 and the holding elements 26 . 27 Basically, a connector according to the 1 to 3 be provided. In this case, the retaining elements would 26 . 27 on the pins 15 . 16 facing sides have corresponding sockets.

Während bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den 4 bis 6 die Halteelemente 26, 27 so ausgebildet und das wärmeausdehnbare Material 6 derart zwischen den Halteelementen 26, 27 angeordnet ist, dass bei thermischer Überlastung des Überspannungsableiters 3' dieser durch das sich ausdehnende wärmeausdehnbare Material 6 nach oben gedrückt wird, wird der Überspannungsableiter 3' bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den 7 bis 9 durch das sich ausdehnende wärmeausdehnbare Material 6 horizontal zur Seite weggedrückt.While in the embodiment according to the 4 to 6 the holding elements 26 . 27 so formed and the heat-expandable material 6 such between the holding elements 26 . 27 is arranged, that under thermal overload of the surge arrester 3 ' this is due to the expanding heat-expandable material 6 is pushed up, the surge arrester 3 ' in the embodiment according to the 7 to 9 by the expanding heat-expandable material 6 pushed horizontally to the side.

Grundsätzlich kann es beim Öffnen eines elektrischen Kontakts, über den ein Strom fließt, zu einem Lichtbogen kommen, was bei einem Überspannungsschutzelement 1 dazu führen kann, dass auch im eigentlich abgetrennten Zustand des überspannungsbegrenzenden Bauelements über den Lichtbogen noch ein unzulässiger Strom fließt. Ein derartiger Lichtbogen wird bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel des Überspannungsschutzelements 1 dadurch verhindert, dass das sich ausdehnende wärmeausdehnbare Material 6 bei thermischer Überlastung des Varistors 3 in den sich bildenden Zwischenraum zwischen den Anschlusslaschen 11, 12 und den Steckerbuchsen 13, 14 eindringt. Mögliche Schaltlichtbögen werden durch das Umschäumen der Anschlusslaschen 11, 12 gelöscht. Dies gilt entsprechend auch für den in 9 dargestellten linken Anschlussstift 15 des Überspannungsableiters 3'.In principle, when opening an electrical contact, over which a current flows, an arc can occur, which is the case with an overvoltage protection element 1 can lead to the fact that even in the actually separated state of the overvoltage limiting device on the arc still an impermissible current flows. Such an arc is at the in 2 illustrated embodiment of the overvoltage protection element 1 thereby preventing the expanding thermally expandable material 6 at thermal overload of the varistor 3 in the forming space between the terminal lugs 11 . 12 and the sockets 13 . 14 penetrates. Possible switching arcs are caused by the foaming of the connection lugs 11 . 12 deleted. This also applies to the in 9 illustrated left pin 15 the surge arrester 3 ' ,

Um darüber hinaus auch bei der in 3 dargestellten Situation des Überspannungsschutzelements 1 einen beim Auftrennen der elektrischen Verbindung zwischen den Anschlusslaschen 11, 12 und den Steckerbuchsen 13, 14 anstehenden Lichtbogen zu löschen, sind die beiden Anschlusselemente 4, 5 von einem Kunststoffteil 29 umgeben, dass bei einem anstehenden Lichtbogen gasend ist. Bei einem anstehenden Lichtbogen wird durch die Dissoziation der Kunststoffteile 29 somit eine Beblasung des Lichtbogens erzeugt, wodurch der Lichtbogen gelöscht wird.In addition, also at the in 3 illustrated situation of the overvoltage protection element 1 one when disconnecting the electrical connection between the terminal lugs 11 . 12 and the sockets 13 . 14 extinguishing the pending arc are the two connection elements 4 . 5 from a plastic part 29 surrounded that is gassing at a pending arc. A pending arc is caused by the dissociation of plastic parts 29 thus generating a blowing of the arc, whereby the arc is extinguished.

In einer Ausführungsform liegt die bestimmte Aktivierungstemperatur des wärmeausdehnbaren Materials 6 über 80°C, insbesondere über 120°C.In one embodiment, the particular activation temperature of the heat-expandable material is 6 above 80 ° C, especially above 120 ° C.

In einer weiteren Ausführungsform weist das wärmeausdehnbare Material 6 eine Volumenzunahme von mindestens dem zweifachen Ausgangsvolumen vor der Aktivierung auf.In another embodiment, the heat-expandable material 6 an increase in volume of at least twice the initial volume before activation.

In noch einer weiteren Ausführungsform weist das wärmeausdehnbare Material 6 eine Reaktionszeit von weniger als 1 Sekunde für die Aktivierung auf.In yet another embodiment, the heat-expandable material 6 a response time of less than 1 second for activation.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das wärmeausdehnbare Material 6 ein thermoplastisches Trägermittel auf.According to another embodiment of the invention, the heat-expandable material 6 a thermoplastic carrier.

Das wärmeausdehnbare Material 6 kann beispielsweise ein thermoplastisches polymer basiertes Trägermittel aufweisen, welches ausgewählt ist aus der Gruppe aufweisend: Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Polyamide (PA), Polylacetat (PLA), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polycarbonat (PC), Polyethylenterephthalat (PET), Polyolefine, wie z. B. Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polyisobutylen (PIB), Polybutylen (PB), Polystyrol (PS), Polyetheretherketon (PEEK), Polyvinylchlorid (PVC), Polybutylenterephtalat (PBT) und Celluloid, oder aber das irreversible wärmeausdehnbare Material 6 ein Elastomer mit einer Shore-A Härte von weniger als 20 als Trägermittel aufweist.The heat-expandable material 6 may comprise, for example, a thermoplastic polymer-based carrier selected from the group consisting of: acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS), polyamides (PA), polylacetate (PLA), polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), polyethylene terephthalate (PET) , Polyolefins, such as. Polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyisobutylene (PIB), polybutylene (PB), polystyrene (PS), polyetheretherketone (PEEK), polyvinyl chloride (PVC), polybutylene terephthalate (PBT) and celluloid, or the irreversible thermally expandable material 6 an elastomer having a Shore A hardness of less than 20 as a carrier.

Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform wird die Aktivierung durch äußeren Energieeintrag, z. B. im Fehlerfall, bewirkt.According to yet another embodiment, the activation by external energy input, z. B. in case of error, causes.

Diese Aktivierung kann unterschiedlicher Natur sein. Beispielsweise kann die Aktivierungsenergie dadurch eingebracht werden, dass das wärmeausdehnende Material 6 selbst elektrisch leitfähig ist. Hierzu kann das wärmeausdehnbare Material 6 Anteile leitfähiger Materialien wie z. B. Kupfer oder Graphit oder aber ein elektrisch leitendes Polymer aufweisen. Ein solcher materialunterstützter Energieeintrag ist in 10 dargestellt. This activation can be different. For example, the activation energy can be introduced by the heat-expanding material 6 itself is electrically conductive. For this purpose, the heat-expandable material 6 Shares of conductive materials such. As copper or graphite or an electrically conductive polymer. Such a material-supported energy input is in 10 shown.

Weiterhin kann der Energieeintrag mittels eines Energie-Eintrag-Elements 30 alternativ oder zusätzlich auch mittels einer Heatpipe realisiert sein, wie in 11 dargestellt.Furthermore, the energy input by means of an energy-entry element 30 Alternatively or additionally be implemented by means of a heat pipe, as in 11 shown.

Weiterhin kann der Energieeintrag mittels eines Energie-Eintrag-Elements 30 alternativ oder zusätzlich auch mittels eines Widerstandheizelements bewirkt werden, wobei das Widerstandheizelement an den Stromkreis angeschlossen ist. Eine solche Maßnahme ist in 12 und 13 gezeigt.Furthermore, the energy input by means of an energy-entry element 30 alternatively or additionally be effected by means of a Widerstandheizelements, wherein the Widerstandheizelement is connected to the circuit. Such a measure is in 12 and 13 shown.

In 12 und 13 wird der Energieeintrag mittels eines Widerstandsdrahtes als Energie-Eintrag-Element 30 realisiert. Hierbei wird in der Ausführungsform in 12, der Strom über den Schalter auch zur Ansteuerung verwendet. Im Gegensatz dazu wird in 13 der Strom durch eine weitere Einrichtung im Aktivierungsfall zur Verfügung gestellt.In 12 and 13 The energy input by means of a resistance wire as an energy-entry element 30 realized. Here, in the embodiment in FIG 12 , which also uses power through the switch for driving. In contrast, in 13 the current provided by another device in the activation case.

In noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das wärmeausdehnbare Material 6 Microsphären auf.In yet another embodiment of the invention, the heat-expandable material 6 Microspheres on.

Weiterhin ist in einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass das wärmeausdehnbare Material 6 ein Treibmittel und Trägermittel aufweist, wobei die Aktivierungstemperatur des Treibmittels geringer ist als die Erweichungstemperatur des Trägermaterials.Furthermore, it is provided in a further embodiment that the heat-expandable material 6 a propellant and carrier, wherein the activation temperature of the propellant is less than the softening temperature of the carrier material.

Weiterhin ist in noch einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass das wärmeausdehnbare Material 6 ein Treibmittel und Trägermittel aufweist, wobei die Aktivierungstemperatur des Treibmittels höher ist als die Erweichungstemperatur des Trägermaterials.Furthermore, in still another embodiment, it is contemplated that the heat-expandable material 6 a propellant and carrier, wherein the activation temperature of the propellant is higher than the softening temperature of the carrier material.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das wärmeausdehnbare Material 6 ein irreversibel ausdehnbares Material auf.According to another embodiment, the heat-expandable material 6 an irreversibly expandable material.

Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform ist das Gerät 1 eine Baueinheit.According to yet another embodiment, the device is 1 a structural unit.

In noch einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass das wärmeausdehnbare Material 6 zwei Komponenten aufweist, die im nicht aktivierten Zustand getrennt voneinander sind und im aktivierten Zustand die Trennung aufgehoben ist. Z. B. kann das wärmeausdehnbare Material 6 Natriumhydrogencarbonat und eine Säure aufweisen, die zunächst getrennt sind. Wird die Trennung aufgehoben, sei es durch mechanische Einwirkung oder thermische Einwirkung, reagieren die Komponenten. Bei der Reaktion wird Gas frei, das zu einer Volumenzunahme führt. Ähnliche Reaktionen sind auch mit mehr-Komponenten Polyurethanen oder aber mittels schnell ablaufender Oxidationen, z. B. bei Zündung eines Verbrennungsprozesses, zu erzielen.In yet another embodiment, it is contemplated that the heat-expandable material 6 has two components that are separated from each other in the non-activated state and in the activated state, the separation is canceled. For example, the heat-expandable material 6 Sodium bicarbonate and an acid, which are initially separated. If the separation is canceled, either by mechanical action or thermal action, the components react. The reaction releases gas, which leads to an increase in volume. Similar reactions are also with more-component polyurethanes or by means of fast-running oxidations, eg. B. at ignition of a combustion process to achieve.

Die Wärmeausdehnung des Treibmaterials ist im Allgemeinen irreversibel.The thermal expansion of the propellant is generally irreversible.

Durch geeignete Auswahl und Anordnung von Treibmaterial und Trägermaterial kann jedoch erreicht werden, dass das Trägermaterial bei einer Abkühlung das Treibmittel wieder in seinen Ausgangszustand, d. h. in den Normalzustand, überführt.By suitable selection and arrangement of propellant material and carrier material, however, it can be achieved that the carrier material, upon cooling, returns the propellant to its initial state, ie. H. into the normal state, transferred.

Dies ist beispielsweise dadurch zu erreichen, dass z. B. Microsphären in eine geeignete Kunststoffmatrix eingebettet werden.This is achieved for example by the fact that z. B. microspheres embedded in a suitable plastic matrix.

Diese wärmeausdehnbaren Materialien 6 werden im Allgemeinen als intumeszente Materialien bezeichnet.These heat-expandable materials 6 are generally referred to as intumescent materials.

Die in den 10 bis 13 dargestellten Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Überspannungsschutzelements 1 weisen auf einer Oberseite 31 des Gehäuses 2 ein Sichtfenster 32 auf.The in the 10 to 13 illustrated embodiments of the overvoltage protection element according to the invention 1 point on a top 31 of the housing 2 a viewing window 32 on.

Die 14 und 15 zeigen zwei verschiedene Ausführungsbeispiele einer Vorrichtung 1, insbesondere eines elektrischen Geräts 1, mit einem Gehäuse 2 und mit zwei einander zugeordneten Leiterabschnitten 33a, 33b, die die Kontakte eines Schalters bilden. Im Unterschied dazu zeigt die 16 ein Ausführungsbeispiel eines elektrischen Geräts 1 mit einem Gehäuse 2, welches neben einem ersten Paar einander zugeordneter Leiterabschnitte 33a, 33b zusätzlich noch ein zweites Paar einander zugeordneter Leiterabschnitte 34a, 34b aufweist. Bei den in den Figuren dargestellten elektrischen Geräten 1 ist innerhalb des Gehäuses 2 darüber hinaus ein Verbindungsbauteil 3'' derart verschiebbar angeordnet, dass es aus einer ersten Position in eine zweite Position verbracht werden kann, wobei die 14a, 15a und 16a jeweils ein elektrisches Gerät 1 mit einem Verbindungsbauteil 3'' in der ersten Position und die 14b, 15b und 16b ein elektrisches Gerät 1 mit einem Verbindungsbauteil 3'' in der zweiten Position zeigen. Die ersten Enden 36a, 36b der einzelnen Leiterabschnitte 33a, 33b, 34a, 34b ragen jeweils auf einer Seite 37 – in den dargestellten Ausführungsbeispielen der Unterseite – aus dem Gehäuse 2 heraus, so dass sie als Anschlusselemente für das elektrische Gerät 1 dienen.The 14 and 15 show two different embodiments of a device 1 , in particular an electrical device 1 , with a housing 2 and with two associated conductor sections 33a . 33b which form the contacts of a switch. In contrast, the shows 16 an embodiment of an electrical device 1 with a housing 2 , which next to a first pair of mutually associated conductor sections 33a . 33b in addition, a second pair of mutually associated conductor sections 34a . 34b having. In the electrical devices shown in the figures 1 is inside the case 2 In addition, a connection component 3 '' slidably disposed so that it can be moved from a first position to a second position, wherein the 14a . 15a and 16a one electrical device each 1 with a connection component 3 '' in the first position and the 14b . 15b and 16b an electrical device 1 with a connection component 3 '' show in the second position. The first ends 36a . 36b the individual conductor sections 33a . 33b . 34a . 34b each protrude on one side 37 - In the illustrated embodiments of the bottom - from the housing 2 out, making them as connection elements for the electrical device 1 serve.

Im Normalzustand (14a, 15a, 16a) des elektrischen Geräts 1 ist unterhalb des Verbindungsbauteils 3'' ein wärmeausdehnbares Material 6 im Gehäuse 2 angeordnet, das im normalen Betriebszustand zunächst fest ist, bei ansteigender Temperatur jedoch seinen Aggregatzustand ändert und flüssig wird. Bei Überschreiten einer Aktivierungstemperatur reagiert das wärmeausdehnbare Material 6 mit einer starken Volumenzunahme, d. h. das Material 6 schäumt auf und dehnt sich aus. Dies führt dann dazu, dass das verschiebbar in dem Gehäuse 2 angeordnete Verbindungsbauteil 3'' von dem sich ausdehnenden wärmeausdehnbaren Material 6 aus seiner ersten Position (14a, 15a und 16a) in seine zweite Position (14b, 15b und 16b) verschoben wird. In the normal state ( 14a . 15a . 16a ) of the electrical device 1 is below the connection component 3 '' a heat-expandable material 6 in the case 2 arranged, which is first fixed in the normal operating state, but changes its state of aggregation and becomes liquid with increasing temperature. When an activation temperature is exceeded, the heat-expandable material reacts 6 with a strong volume increase, ie the material 6 foams up and expands. This then causes that to be slidable in the housing 2 arranged connection component 3 '' of the expanding thermally expandable material 6 from his first position ( 14a . 15a and 16a ) into its second position ( 14b . 15b and 16b ) is moved.

Bei dem in 14 dargestellten elektrischen Gerät 1 kontaktieren die zweiten Enden 39a, 39b der Leiterabschnitte 33a, 33b das Verbindungsbauteil 3'' in der ersten Position, so dass die beiden Leiterabschnitte 33a, 33b über das Verbindungsbauteil 3'' elektrisch miteinander verbunden sind. Die Kontaktstellen können dabei als Druckkontaktierungen ausgebildet sein, so dass auf Lötverbindungen verzichtet werden kann. Wird die Aktivierungstemperatur des wärmeausdehnbaren Materials 6 überschritten, so beginnt der nicht reversible Prozess der Volumenzunahme, was dazu führt, dass sich in dem von dem Gehäuse 2 und dem Verbindungsbauteil 3'' umschlossenen Raum, in dem das wärmeausdehnbare Material 6 angeordnet ist, ein Überdruck aufbaut. Übersteigt die aus dem Überdruck resultierende Kraft auf das Verbindungsbauteil 3'' die Kontaktkraft zwischen dem Verbindungsbauteil 3'' und den zweiten Enden 39a, 39b der beiden Leiterabschnitte 33a, 33b, so öffnen die Kontaktstellen und das Verbindungsbauteil 3'' wird aus seiner ersten Position in seine zweite Position verschoben. Das elektrische Gerät 1 gemäß 14 entspricht von seiner Funktion somit einem als Öffner ausgebildeten Schalter.At the in 14 illustrated electrical device 1 contact the second ends 39a . 39b the conductor sections 33a . 33b the connection component 3 '' in the first position, leaving the two conductor sections 33a . 33b over the connecting component 3 '' electrically connected to each other. The contact points can be designed as pressure contacts, so that can be dispensed with solder joints. Will the activation temperature of the heat-expandable material 6 exceeded, then begins the non-reversible process of volume increase, resulting in that of the housing 2 and the connection component 3 '' enclosed space in which the heat-expandable material 6 is arranged, an overpressure builds up. Exceeds the force resulting from the overpressure on the connecting component 3 '' the contact force between the connecting member 3 '' and the second ends 39a . 39b the two conductor sections 33a . 33b , so open the contact points and the connecting member 3 '' is moved from its first position to its second position. The electrical device 1 according to 14 corresponds to its function thus designed as an opener switch.

Da das verwendete wärmeausdehnbare Material 6 isolierend gewählt ist, wird die elektrische Verbindung zwischen den beiden Leiterabschnitten 33a, 33b zunächst dadurch unterbrochen, dass das sich ausdehnende wärmeausdehnbare Material 6 das Verbindungsbauteil 3'' nach oben drückt, d. h. die Kontaktstellen geöffnet werden, und dann das wärmeausdehnbare Material 6 die beiden Leiterabschnitte 33a, 33b gegeneinander isoliert. Das Auftreten eines Schaltlichtbogens beim Öffnen der Kontakte zwischen dem Verbindungsbauteil 3'' und den zweiten Enden 39a, 39b der Leiterabschnitte 33a, 33b wird dabei durch das sich ausdehnende, aufschäumende wärmeausdehnbare Material 6 unterbunden.Since the used heat-expandable material 6 Insulating is chosen, the electrical connection between the two conductor sections 33a . 33b initially interrupted by the fact that the expanding heat-expandable material 6 the connection component 3 '' pushes up, ie the contact points are opened, and then the heat-expandable material 6 the two conductor sections 33a . 33b isolated against each other. The occurrence of a switching arc when opening the contacts between the connecting component 3 '' and the second ends 39a . 39b the conductor sections 33a . 33b is characterized by the expanding, intumescent heat-expandable material 6 prevented.

Im Unterschied zu dem in 14 dargestellten elektrischen Gerät 1 sind bei dem in 15 dargestellten elektrischen Gerät 1 die beiden Leiterabschnitte 33a, 33b in der ersten Position des Verbindungsbauteils 3'' elektrisch nicht miteinander verbunden. Eine elektrisch leitende Verbindung der beiden Leiterabschnitte 33a, 33b über das Verbindungsbauteil 3'' erfolgt bei diesem Ausführungsbeispiel erst dann, wenn das Verbindungsbauteil 3'' durch das sich ausdehnende wärmeausdehnbare Material 6 in seine zweite – in 15b dargestellte – Position verschoben worden ist. In der zweiten Position wird das Verbindungsbauteil 3'' von den beiden zweiten Enden 39a, 39b der beiden Leiterabschnitte 33a, 33b kontaktiert. Das elektrische Gerät 1 gemäß 15 entspricht von seiner Funktion somit einem als Schließer ausgebildeten Schalter. Bei dieser Ausführungsform des elektrischen Geräts 1 ist es nicht erforderlich, dass das wärmeausdehnbare Material 6 elektrisch isolierend ist, da die Leiterabschnitte 33a, 33b derart in einer Ausnehmung in der Gehäusewandung 40 angeordnet sind, dass nur die zweiten Enden 39a, 39b aus der Gehäusewandung 40 heraus ins Innere des Gehäuses 2 ragen.Unlike the in 14 illustrated electrical device 1 are at the in 15 illustrated electrical device 1 the two conductor sections 33a . 33b in the first position of the connection component 3 '' electrically not connected to each other. An electrically conductive connection of the two conductor sections 33a . 33b over the connecting component 3 '' takes place in this embodiment only when the connecting member 3 '' by the expanding heat-expandable material 6 in his second - in 15b shown - position has been moved. In the second position becomes the connecting member 3 '' from the two second ends 39a . 39b the two conductor sections 33a . 33b contacted. The electrical device 1 according to 15 corresponds to its function thus designed as a closer switch. In this embodiment of the electrical device 1 it is not necessary that the heat-expandable material 6 is electrically insulating, since the conductor sections 33a . 33b such in a recess in the housing wall 40 are arranged that only the second ends 39a . 39b from the housing wall 40 out into the interior of the case 2 protrude.

16 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines elektrischen Geräts 1, wobei bei diesem elektrischen Gerät 1 – im Unterschied zu den beiden elektrischen Geräten 1 gemäß den 14 und 15 – neben einem ersten Paar von einander zugeordneten Leiterabschnitten 33a, 33b noch ein zweites Paar von einander zugeordneten Leiterabschnitten 34a, 34b vorgesehen ist. Die beiden Leiterabschnitte 33a, 34a sind dabei einstückig miteinander verbunden. Das elektrische Gerät 1 gemäß 16 entspricht von seiner Funktion somit einem als Umschalter ausgebildeten Schalter. 16 shows a further embodiment of an electrical device 1 , wherein in this electrical device 1 - unlike the two electrical devices 1 according to the 14 and 15 - In addition to a first pair of mutually associated conductor sections 33a . 33b a second pair of associated conductor sections 34a . 34b is provided. The two conductor sections 33a . 34a are integrally connected. The electrical device 1 according to 16 corresponds to its function thus designed as a switch switch.

In der ersten Position des Verbindungsbauteils 3'' (16a) sind die beiden Leiterabschnitte 33a, 33b des ersten Paares über das Verbindungsbauteil 3'' elektrisch miteinander verbunden, während die beiden Leiterabschnitte 34a, 34b des zweiten Paares elektrisch nicht miteinander verbunden sind. Im Unterschied dazu sind in der zweiten Position des Verbindungsbauteils 3'' (16b) die beiden Leiterabschnitte 34a, 34b des zweiten Paares über das Verbindungsbauteil 3'' elektrisch miteinander verbunden, während die beiden Leiterabschnitte 33a, 33b des ersten Paares elektrisch nicht miteinander verbunden sind. In der ersten Position des Verbindungsbauteils 3'' ist somit der durch die beiden Leiterabschnitte 33a, 33b gebildete erste Schalter geschlossen und der durch die beiden Leiterabschnitte 34a, 34b gebildete zweite Schalter geöffnet, während in der zweiten Position des Verbindungsbauteils 3'' der durch die beiden Leiterabschnitte 33a, 33b gebildete erste Schalter geöffnet und der durch die beiden Leiterabschnitte 34a, 34b gebildete zweite Schalter geschlossen ist. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel besteht das wärmeausdehnbare Material 6 aus einem elektrisch isolierenden Material.In the first position of the connection component 3 '' ( 16a ) are the two conductor sections 33a . 33b of the first pair via the connecting member 3 '' electrically connected together while the two conductor sections 34a . 34b of the second pair are not electrically connected to each other. In contrast, in the second position of the connecting member 3 '' ( 16b ) the two conductor sections 34a . 34b of the second pair via the connecting member 3 '' electrically connected together while the two conductor sections 33a . 33b of the first pair are not electrically connected to each other. In the first position of the connection component 3 '' is thus the through the two conductor sections 33a . 33b formed first switch closed and passing through the two conductor sections 34a . 34b formed second switch, while in the second position of the connecting member 3 '' the through the two conductor sections 33a . 33b formed first switch and opened by the two conductor sections 34a . 34b formed second switch is closed. Also in this embodiment, the heat-expandable material 6 made of an electrically insulating material.

Die in den 14 bis 16 dargestellten Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen elektrischen Geräts 1 weisen auf einer Oberseite 31 des Gehäuses 2 ein Sichtfenster 32 auf. The in the 14 to 16 illustrated embodiments of the electrical device according to the invention 1 point on a top 31 of the housing 2 a viewing window 32 on.

Durch die Verschiebung des Verbindungsbauteils 3'' durch das sich ausdehnende wärmeausdehnbare Material 6 wird dabei nicht nur ein Kontakt geöffnet oder geschlossen, sondern zugleich auch der Zustand des elektrischen Geräts 1 angezeigt. Durch eine entsprechende farbige Markierung auf der Oberseite des Verbindungsbauteils 3'' ist somit auf einfache Art und Weise eine optische Zustandserkennung möglich, da das Verbindungsbauteil 3'' in seiner zweiten Position unmittelbar unterhalb des Sichtfensters 32 in der Oberseite 31 des Gehäuses 2 angeordnet ist. Befindet sich das Verbindungsbauteil 3'' in seiner zweiten Position, so ist dies von einem Benutzer einfach durch einen Blick auf das Sichtfenster 32 erkennbar.By the displacement of the connecting component 3 '' by the expanding heat-expandable material 6 not only a contact is opened or closed, but also the state of the electrical device 1 displayed. By a corresponding colored marking on the top of the connecting component 3 '' Thus, optical state detection is possible in a simple manner, since the connection component 3 '' in its second position immediately below the viewing window 32 in the top 31 of the housing 2 is arranged. Is the connection component 3 '' in its second position, this is by a user simply by looking at the viewing window 32 recognizable.

Zusätzlich oder alternativ zu einer optischen Zustandsanzeige kann bei dem elektrischen Gerät 1 auch eine fernübertragbare Zustandsüberwachung vorgesehen sein. Hierzu kann innerhalb des Gehäuses 2, vorzugsweise unterhalb der Oberseite 31, ein Fernmeldekontakt angeordnet sein, der durch das Verbindungsbauteil 3'' betätigt wird, wenn sich das Verbindungsbauteil 3'' in seiner zweiten Position befindet.In addition or as an alternative to an optical status indication, the electrical device can 1 also be provided a fernübertragbare condition monitoring. This can be done inside the case 2 , preferably below the top 31 , a telecommunications contact to be arranged by the connecting member 3 '' is actuated when the connecting member 3 '' located in its second position.

In einer Ausführungsform liegt die bestimmte Aktivierungstemperatur des wärmeausdehnbaren Materials 6 über 80°C, insbesondere über 120°C.In one embodiment, the particular activation temperature of the heat-expandable material is 6 above 80 ° C, especially above 120 ° C.

In einer weiteren Ausführungsform weist das wärmeausdehnbare Material 6 eine Volumenzunahme von mindestens dem zweifachen Ausgangsvolumen vor der Aktivierung auf.In another embodiment, the heat-expandable material 6 an increase in volume of at least twice the initial volume before activation.

In noch einer weiteren Ausführungsform weist das wärmeausdehnbare Material 6 eine Reaktionszeit von weniger als 1 Sekunde für die Aktivierung auf.In yet another embodiment, the heat-expandable material 6 a response time of less than 1 second for activation.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das wärmeausdehnbare Material 6 ein thermoplastisches Trägermittel auf.According to another embodiment of the invention, the heat-expandable material 6 a thermoplastic carrier.

Das wärmeausdehnbare Material 6 kann beispielsweise ein thermoplastisches polymer basiertes Trägermittel aufweisen, welches ausgewählt ist aus der Gruppe aufweisend: Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Polyamide (PA), Polylacetat (PLA), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polycarbonat (PC), Polyethylenterephthalat (PET), Polyolefine, wie z. B. Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polyisobutylen (PIB), Polybutylen (PB), Polystyrol (PS), Polyetheretherketon (PEEK), Polyvinylchlorid (PVC), Polybutylenterephtalat (PBT) und Celluloid, oder aber das irreversible wärmeausdehnbare Material 6 ein Elastomer mit einer Shore-A Härte von weniger als 20 als Trägermittel aufweist.The heat-expandable material 6 may comprise, for example, a thermoplastic polymer-based carrier selected from the group consisting of: acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS), polyamides (PA), polylacetate (PLA), polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), polyethylene terephthalate (PET) , Polyolefins, such as. Polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyisobutylene (PIB), polybutylene (PB), polystyrene (PS), polyetheretherketone (PEEK), polyvinyl chloride (PVC), polybutylene terephthalate (PBT) and celluloid, or the irreversible thermally expandable material 6 an elastomer having a Shore A hardness of less than 20 as a carrier.

Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform wird die Aktivierung durch äußeren Energieeintrag, z. B. im Fehlerfall, bewirkt.According to yet another embodiment, the activation by external energy input, z. B. in case of error, causes.

Diese Aktivierung kann unterschiedlicher Natur sein. Beispielsweise kann die Aktivierungsenergie dadurch eingebracht werden, dass das wärmeausdehnbare Material 6 selbst elektrisch leitfähig ist. Hierzu kann das wärmeausdehnbare Material 6 Anteile leitfähiger Materialien wie z. B. Kupfer oder Graphit oder aber ein elektrisch leitendes Polymer aufweisen. Ein solcher materialunterstützter Energieeintrag ist in 17 dargestellt.This activation can be different. For example, the activation energy may be introduced by the heat-expandable material 6 itself is electrically conductive. For this purpose, the heat-expandable material 6 Shares of conductive materials such. As copper or graphite or an electrically conductive polymer. Such a material-supported energy input is in 17 shown.

Weiterhin kann der Energieeintrag mittels eines Energie-Eintrag-Elements 30 alternativ oder zusätzlich auch mittels einer Heatpipe realisiert sein, wie in 18 dargestellt.Furthermore, the energy input by means of an energy-entry element 30 Alternatively or additionally be implemented by means of a heat pipe, as in 18 shown.

Weiterhin kann der Energieeintrag mittels eines Energie-Eintrag-Elements 30 alternativ oder zusätzlich auch mittels eines Widerstandsheizelements bewirkt werden, wobei das Widerstandsheizelement an den Stromkreis angeschlossen ist. Eine solche Maßnahme ist in 19 und 20 gezeigt.Furthermore, the energy input by means of an energy-entry element 30 alternatively or additionally be effected by means of a resistance heating element, wherein the resistance heating element is connected to the circuit. Such a measure is in 19 and 20 shown.

In 19 und 20 wird der Energieeintrag mittels eines Widerstandsdrahtes als Energie-Eintrag-Element 30 realisiert. Hierbei wird in der Ausführungsform in 19, der Strom über den Schalter auch zur Ansteuerung verwendet. Im Gegensatz dazu wird in 20 der Strom durch eine weitere Einrichtung im Aktivierungsfall zur Verfügung gestellt.In 19 and 20 The energy input by means of a resistance wire as an energy-entry element 30 realized. Here, in the embodiment in FIG 19 , which also uses power through the switch for driving. In contrast, in 20 the current provided by another device in the activation case.

In noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das wärmeausdehnbare Material 6 Microsphären auf.In yet another embodiment of the invention, the heat-expandable material 6 Microspheres on.

Weiterhin ist in einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass das wärmeausdehnbare Material 6 ein Treibmittel und Trägermittel aufweist, wobei die Aktivierungstemperatur des Treibmittels geringer ist als die Erweichungstemperatur des Trägermaterials.Furthermore, it is provided in a further embodiment that the heat-expandable material 6 a propellant and carrier, wherein the activation temperature of the propellant is less than the softening temperature of the carrier material.

Weiterhin ist in noch einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass das wärmeausdehnbare Material 6 ein Treibmittel und Trägermittel aufweist, wobei die Aktivierungstemperatur des Treibmittels höher ist als die Erweichungstemperatur des Trägermaterials.Furthermore, in still another embodiment, it is contemplated that the heat-expandable material 6 a propellant and carrier, wherein the activation temperature of the propellant is higher than the softening temperature of the carrier material.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das wärmeausdehnbare Material 6 ein irreversibel wärmeausdehnbares Material auf.According to another embodiment, the heat-expandable material 6 an irreversibly heat-expandable material.

Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform ist das Gerät 1 eine Baueinheit. According to yet another embodiment, the device is 1 a structural unit.

In noch einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass das wärmeausdehnbare Material 6 zwei Komponenten aufweist, die im nicht aktivierten Zustand getrennt voneinander sind und im aktivierten Zustand die Trennung aufgehoben ist. Z. B. kann das wärmeausdehnbare Material 6 Natriumhydrogencarbonat und eine Säure aufweisen, die zunächst getrennt sind. Wird die Trennung aufgehoben, sei es durch mechanische Einwirkung oder thermischer Einwirkung, reagieren die Komponenten. Bei der Reaktion wird Gas frei, das zu einer Volumenzunahme führt. Ähnliche Reaktionen sind auch mit mehr-Komponenten Polyurethanen oder aber mittels schnell ablaufender Oxidationen, z. B. bei Zündung eines Verbrennungsprozesses, zu erzielen.In yet another embodiment, it is contemplated that the heat-expandable material 6 has two components that are separated from each other in the non-activated state and in the activated state, the separation is canceled. For example, the heat-expandable material 6 Sodium bicarbonate and an acid, which are initially separated. If the separation is abolished, either by mechanical action or thermal action, the components react. The reaction releases gas, which leads to an increase in volume. Similar reactions are also with more-component polyurethanes or by means of fast-running oxidations, eg. B. at ignition of a combustion process to achieve.

Die Wärmeausdehnung des Treibmaterials ist im Allgemeinen irreversibel.The thermal expansion of the propellant is generally irreversible.

Durch geeignete Auswahl und Anordnung von Treibmaterial und Trägermaterial kann jedoch erreicht werden, dass das Trägermaterial bei einer Abkühlung das Treibmittel wieder in seinen Ausgangszustand, d. h. in den Normalzustand, überführt.By suitable selection and arrangement of propellant material and carrier material, however, it can be achieved that the carrier material, upon cooling, returns the propellant to its initial state, ie. H. into the normal state, transferred.

Dies ist beispielsweise dadurch zu erreichen, dass z. B. Microsphären in eine geeignete Kunststoffmatrix eingebettet werden.This is achieved for example by the fact that z. B. microspheres embedded in a suitable plastic matrix.

Diese wärmeausdehnbaren Materialien werden im Allgemeinen als intumeszente Materialien bezeichnet.These heat-expandable materials are generally referred to as intumescent materials.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Überspannungsschutzelement, elektrisches Gerät, VorrichtungOvervoltage protection element, electrical device, device
22
Gehäusecasing
33
überspannungsbegrenzendes Bauelement, VaristorOvervoltage limiting component, varistor
3'3 '
Überspannungsableiter, gasgefülltSurge arrester, gas filled
3''3 ''
Verbindungsbauteilconnecting member
4, 54, 5
Anschlusselementeconnection elements
66
wärmeausdehnbares Materialheat-expandable material
7, 87, 8
Lötstellesoldered point
9, 109, 10
Steckverbindungconnector
11, 1211, 12
Anschlusslaschenconnection lugs
13, 1413, 14
Steckerbuchsesocket
15, 1615, 16
Anschlussstiftpin
1717
Außengehäuseouter casing
1818
Innengehäuseinner housing
1919
Halteelementretaining element
2020
Oberseite des InnengehäusesTop of the inner housing
2121
Oberseite des AußengehäusesTop of the outer housing
2222
Dichtfoliesealing film
2323
Öffnungopening
2424
Raumroom
2525
Öffnungopening
26, 2726, 27
Halteelementeretaining elements
2828
Leiterplattecircuit board
2929
KunststoffteilPlastic part
3030
Energie-Eintrag-ElementEnergy input element
3131
Oberseite des GehäusesTop of the housing
3232
Sichtfensterwindow
33a, 33b33a, 33b
Leiterabschnittconductor section
34a, 34b34a, 34b
Leiterabschnittconductor section
36a, 36b36a, 36b
erste Enden eines Leiterabschnittsfirst ends of a conductor section
3737
Gehäuseseitecase side
39a, 39b39a, 39b
zweite Enden eines Leiterabschnittssecond ends of a conductor section
4040
Gehäusewandunghousing

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 4241311 A1 [0002] DE 4241311 A1 [0002]
  • DE 202004006227 U1 [0003] DE 202004006227 U1 [0003]
  • DE 69904274 T2 [0004] DE 69904274 T2 [0004]
  • DE 69503743 T2 [0005] DE 69503743 T2 [0005]
  • DE 102005045778 A1 [0030, 0032] DE 102005045778 A1 [0030, 0032]
  • DE 29617849 U1 [0063] DE 29617849 U1 [0063]

Claims (30)

Vorrichtung zum Überspannungsschutz mit einem Gehäuse (2), mit mindestens einem in dem Gehäuse (2) angeordneten überspannungsbegrenzenden Bauelement (3), insbesondere einem Varistor oder einem gasgefüllten Überspannungsableiter, und mit zwei Anschlusselementen (4, 5) zum elektrischen Anschluss des Überspannungsschutzelements (1) an den zu schützenden Strom- oder Signalpfad, wobei im Normalzustand des Überspannungsschutzelements (1) die Anschlusselemente (4, 5) jeweils mit einem Pol des überspannungsbegrenzenden Bauelements (3) in elektrisch leitendem Kontakt stehen, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Gehäuses (2) ein wärmeausdehnbares Material (6) derart angeordnet ist, dass bei thermischer Überlastung des überspannungsbegrenzenden Bauelements (3, 3') die Position des überspannungsbegrenzenden Bauelements (3, 3') aufgrund einer Ausdehnung des wärmeausdehnbaren Materials (6) relativ zur Position der Anschlusselemente (4, 5) so veränderbar ist, dass mindestens ein Pol des überspannungsbegrenzenden Bauelements (3, 3') nicht mehr mit dem korrespondierenden Anschlusselement (4, 5) in elektrisch leitendem Kontakt steht.Device for overvoltage protection with a housing ( 2 ), with at least one in the housing ( 2 ) arranged overvoltage limiting component ( 3 ), in particular a varistor or a gas-filled surge arrester, and with two connection elements ( 4 . 5 ) for the electrical connection of the overvoltage protection element ( 1 ) to the protected current or signal path, wherein in the normal state of the overvoltage protection element ( 1 ) the connection elements ( 4 . 5 ) each with one pole of the overvoltage limiting component ( 3 ) are in electrically conductive contact, characterized in that inside the housing ( 2 ) a heat-expandable material ( 6 ) is arranged such that in case of thermal overload of the overvoltage limiting component ( 3 . 3 ' ) the position of the overvoltage limiting component ( 3 . 3 ' ) due to expansion of the heat-expandable material ( 6 ) relative to the position of the connecting elements ( 4 . 5 ) is variable such that at least one pole of the overvoltage limiting component ( 3 . 3 ' ) no longer with the corresponding connection element ( 4 . 5 ) is in electrically conductive contact. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Normalzustand der Vorrichtung (1) mindestens ein Pol des überspannungsbegrenzenden Bauelements (3, 3') über eine Lötstelle (7, 8) mit mindestens einem Anschlusselement (4, 5) verbunden ist, wobei die an der Lötstelle (7, 8) realisierte Lötverbindung zwischen einem Pol des überspannungsbegrenzenden Bauelements (3, 3') und einem Anschlusselement (4, 5) dann auftrennt, wenn die Temperatur des überspannungsbegrenzenden Bauelements (3, 3') eine vorgegebene Aktivierungstemperatur überschreitet.Apparatus according to claim 1, characterized in that in the normal state of the device ( 1 ) at least one pole of the overvoltage limiting component ( 3 . 3 ' ) via a solder joint ( 7 . 8th ) with at least one connecting element ( 4 . 5 ), wherein the at the solder joint ( 7 . 8th ) realized solder connection between a pole of the overvoltage limiting component ( 3 . 3 ' ) and a connecting element ( 4 . 5 ) when the temperature of the overvoltage limiting device ( 3 . 3 ' ) exceeds a predetermined activation temperature. Vorrichtung, mit einem Gehäuse (2), mit mindestens zwei Leiterabschnitten (33a, 33b, 34a, 34b) und mit einem innerhalb des Gehäuses (2) angeordneten Verbindungsbauteil (3''), dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Gehäuses (2) ein wärmeausdehnbares Material (6) derart angeordnet ist, dass das Verbindungsbauteil (3'') durch das wärmeausdehnbare Material (6) aus einer ersten Position in eine zweite Position verbringbar ist, wenn sich das wärmeausdehnbare Material (6) aufgrund einer Aktivierung oberhalb einer bestimmten Aktivierungstemperatur ausdehnt, wobei entweder in der ersten Position oder in der zweiten Position des Verbindungsbauteils (3'') die zweiten Enden (39a, 39b) zweier Leiterabschnitte (33a, 33b, 34a, 34b) mit dem Verbindungsbauteil (3'') in elektrischem Kontakt stehen, so dass die beiden Leiterabschnitte (33a, 33b, 34a, 34b) über das Verbindungsbauteil (3'') elektrisch miteinander verbunden sind.Device with a housing ( 2 ), with at least two conductor sections ( 33a . 33b . 34a . 34b ) and with one inside the housing ( 2 ) arranged connecting member ( 3 '' ), characterized in that inside the housing ( 2 ) a heat-expandable material ( 6 ) is arranged such that the connecting component ( 3 '' ) by the heat-expandable material ( 6 ) can be brought from a first position to a second position when the heat-expandable material ( 6 ) due to an activation above a certain activation temperature, wherein either in the first position or in the second position of the connection component ( 3 '' ) the second ends ( 39a . 39b ) of two conductor sections ( 33a . 33b . 34a . 34b ) with the connecting component ( 3 '' ) are in electrical contact, so that the two conductor sections ( 33a . 33b . 34a . 34b ) via the connecting component ( 3 '' ) are electrically connected together. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die bestimmte Aktivierungstemperatur des wärmeausdehnbaren Materials (6) über 80°C, insbesondere über 120°C, liegt.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the determined activation temperature of the heat-expandable material ( 6 ) above 80 ° C, in particular above 120 ° C, is located. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wärmeausdehnbare Material (6) eine Volumenzunahme von mindestens dem zweifachen Ausgangsvolumen vor der Aktivierung aufweist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the heat-expandable material ( 6 ) has a volume increase of at least twice the initial volume before activation. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wärmeausdehnbare Material (6) eine Reaktionszeit von weniger als 1 Sekunde für die Aktivierung aufweist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the heat-expandable material ( 6 ) has a response time of less than 1 second for activation. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wärmeausdehnbare Material (6) ein thermoplastisches Trägermittel aufweist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the heat-expandable material ( 6 ) comprises a thermoplastic carrier. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wärmeausdehnbare Material (6) ein thermoplastisches polymer basiertes Trägermittel aufweist, welches ausgewählt ist aus der Gruppe aufweisend: Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Polyamide (PA), Polylacetat (PLA), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polycarbonat (PC), Polyethylenterephthalat (PET), Polyolefine, wie z. B. Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polyisobutylen (PIB), Polybutylen (PB), Polystyrol (PS), Polyetheretherketon (PEEK), Polyvinylchlorid (PVC), Polybutylenterephtalat (PBT) und Celluloid, oder aber das irreversible wärmeausdehnbare Material (6) ein Elastomer mit einer Shore-A Härte von weniger als 20 als Trägermittel aufweist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the heat-expandable material ( 6 ) comprises a thermoplastic polymer-based carrier selected from the group consisting of: acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS), polyamides (PA), polylacetate (PLA), polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), polyethylene terephthalate (PET), Polyolefins, such as. Polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyisobutylene (PIB), polybutylene (PB), polystyrene (PS), polyetheretherketone (PEEK), polyvinyl chloride (PVC), polybutylene terephthalate (PBT) and celluloid, or the irreversible thermally expandable material ( 6 ) comprises an elastomer having a Shore A hardness of less than 20 as the carrier. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivierung des wärmeausdehnbaren Materials (6) durch äußeren Energieeintrag bewirkt wird.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the activation of the heat-expandable material ( 6 ) is effected by external energy input. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivierung durch ein Widerstandsheizelement bewirkt wird, wobei das Widerstandsheizelement an den Stromkreis angeschlossen ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the activation is effected by a resistance heating element, wherein the resistance heating element is connected to the circuit. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wärmeausdehnbare Material (6) Microsphären aufweist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the heat-expandable material ( 6 ) Has microspheres. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wärmeausdehnbare Material (6) ein Treibmittel und Trägermittel aufweist, wobei die Aktivierungstemperatur des Treibmittels geringer ist als die Erweichungstemperatur des Trägermaterials. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the heat-expandable material ( 6 ) comprises a propellant and carrier, wherein the activation temperature of the propellant is less than the softening temperature of the carrier material. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das wärmeausdehnbare Material (6) ein Treibmittel und Trägermittel aufweist, wobei die Aktivierungstemperatur des Treibmittels höher ist als die Erweichungstemperatur des Trägermaterials.Device according to one of the preceding claims 1 to 11, characterized in that the heat-expandable material ( 6 ) comprises a propellant and carrier, wherein the activation temperature of the propellant is higher than the softening temperature of the carrier material. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wärmeausdehnbare Material (6) ein irreversibel ausdehnbares Material aufweist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the heat-expandable material ( 6 ) has an irreversibly expandable material. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät (1) eine Baueinheit ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device ( 1 ) is a structural unit. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wärmeausdehnbare Material (6) zwei Komponenten aufweist, die im nicht aktivierten Zustand getrennt voneinander sind und im aktivierten Zustand die Trennung aufgehoben ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the heat-expandable material ( 6 ) has two components which are separated from each other in the non-activated state and in the activated state, the separation is canceled. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufhebung der Trennung mechanisch oder thermisch herbeigeführt wird.Apparatus according to claim 16, characterized in that the cancellation of the separation is brought about mechanically or thermally. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wärmeausdehnbare Material (6) elektrisch leitfähig ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the heat-expandable material ( 6 ) is electrically conductive. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wärmeausdehnbare Material (6) ein intumeszentes Material ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the heat-expandable material ( 6 ) is an intumescent material. Verwendung von wärmeausdehnbarem Material (6) in einem elektrischen Gerät (1), wobei das Gerät ein Verbindungsbauteil (3'') und mindestens zwei Leiterabschnitte (33a, 33b, 34a, 34b) aufweist, wobei das wärmeausdehnbare Material (6) derart angeordnet ist, dass das Verbindungsbauteil (3'') durch das wärmeausdehnbare Material (6) aus einer ersten Position in eine zweite Position verbringbar ist, wenn sich das wärmeausdehnbare Material (6) aufgrund einer Aktivierung oberhalb einer bestimmten Aktivierungstemperatur ausdehnt, wobei entweder in der ersten Position oder in der zweiten Position des Verbindungsbauteils (3'') die zweiten Enden (39a, 39b) zweier Leiterabschnitte (33a, 33b, 34a, 34b) mit dem Verbindungsbauteil (3'') in elektrischem Kontakt stehen, so dass die beiden Leiterabschnitte (33a, 33b, 34a, 34b) über das Verbindungsbauteil (3'') elektrisch miteinander verbunden sind.Use of heat-expandable material ( 6 ) in an electrical device ( 1 ), the device being a connection component ( 3 '' ) and at least two conductor sections ( 33a . 33b . 34a . 34b ), wherein the heat-expandable material ( 6 ) is arranged such that the connecting component ( 3 '' ) by the heat-expandable material ( 6 ) can be brought from a first position to a second position when the heat-expandable material ( 6 ) due to an activation above a certain activation temperature, wherein either in the first position or in the second position of the connection component ( 3 '' ) the second ends ( 39a . 39b ) of two conductor sections ( 33a . 33b . 34a . 34b ) with the connecting component ( 3 '' ) are in electrical contact, so that the two conductor sections ( 33a . 33b . 34a . 34b ) via the connecting component ( 3 '' ) are electrically connected together. Verwendung von wärmeausdehnbarem Material (6) in einem elektrischen Gerät (1) zur Herbeiführung einer Trennung von elektrischen Leitern im elektrischen Gerät.Use of heat-expandable material ( 6 ) in an electrical device ( 1 ) for causing a separation of electrical conductors in the electrical device. Verwendung eines wärmeausdehnbaren Materials (6) als Funktionswerkstoff zur Detektion einer unzulässigen Erwärmung eines elektrischen oder elektronischen Bauelements (3, 3') aufgrund einer Überlastung oder einer Alterung des Bauelements (3, 3'), wobei sich das wärmeausdehnbare Material bei einer Erwärmung oberhalb einer bestimmten Aktivierungstemperatur ausdehnt und durch die Ausdehnung des wärmeausdehnbaren Materials die elektrische Energiezufuhr des Bauelements unterbrochen wird.Use of a heat-expandable material ( 6 ) as a functional material for detecting an impermissible heating of an electrical or electronic component ( 3 . 3 ' ) due to overloading or aging of the device ( 3 . 3 ' ), wherein the heat-expandable material expands when heated above a certain activation temperature and the expansion of the heat-expandable material, the electrical energy supply of the device is interrupted. Verwendung eines wärmeausdehnbaren Materials (6) als Funktionswerkstoff nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Bauelement um ein in einem Gehäuse eines Überspannungsschutzelements angeordnetes überspannungsbegrenzendes Bauelement, insbesondere einen Varistor (3) oder einen gasgefüllten Überspannungsableiter (3') handelt, wobei das Überspannungsschutzelement zwei Anschlusselemente zum elektrischen Anschluss des Überspannungsschutzelements an den zu schützenden Strom- oder Signalpfad aufweist.Use of a heat-expandable material ( 6 ) as a functional material according to claim 21 or 22, characterized in that it is in the device to a arranged in a housing of an overvoltage protection element overvoltage limiting component, in particular a varistor ( 3 ) or a gas-filled surge arrester ( 3 ' ), wherein the overvoltage protection element has two connection elements for electrical connection of the overvoltage protection element to the current or signal path to be protected. Verwendung eines wärmeausdehnbaren Materials (6) als Funktionswerkstoff nach Anspruch 21, 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass sich das überspannungsbegrenzende Bauelement (3, 3') im Normalzustand des Überspannungsschutzelements in einer ersten Position befindet, in der jeweils ein Pol des überspannungsbegrenzenden Bauelements in elektrisch leitendem Kontakt mit einem Anschlusselement steht, und dass das überspannungsbegrenzende Bauelement bei thermischer Überlastung durch das sich aufgrund der Erwärmung ausdehnende wärmeausdehnbares Material (6) in eine zweite Position verbracht wird, in der die beiden Pole des überspannungsbegrenzenden Bauelements nicht mehr mit den Anschlusselementen in elektrisch leitendem Kontakt stehen.Use of a heat-expandable material ( 6 ) as a functional material according to claim 21, 22 or 23, characterized in that the overvoltage limiting component ( 3 . 3 ' ) is in a first position in the normal state of the overvoltage protection element, in each of which one pole of the overvoltage limiting component is in electrically conductive contact with a connection element, and in that the overvoltage limiting component is thermally overloaded by the heat-expansible heat-expandable material ( 6 ) is moved to a second position, in which the two poles of the overvoltage limiting component are no longer in electrically conductive contact with the connection elements. Verwendung eines wärmeausdehnbaren Materials (6) als Funktionswerkstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass im Normalzustand des Überspannungsschutzelements jeweils ein Pol des überspannungsbegrenzenden Bauelements in elektrisch leitendem Kontakt mit einem Anschlusselement steht, dass dabei mindestens ein Pol des überspannungsbegrenzenden Bauelements über eine bewegliches Verbindungselement mit einem Anschlusselement in elektrisch leitendem Kontakt steht, und dass zumindest das dem einen Pol des überspannungsbegrenzenden Bauelements zugewandte Ende des Verbindungselements bei thermischer Überlastung ausgelenkt wird, vorzugsweise durch das sich aufgrund der Erwärmung ausdehnende wärmeausdehnbare Material, so dass zumindest der eine Pol des überspannungsbegrenzenden Bauelements nicht mehr mit dem korrespondierenden Anschlusselement in elektrisch leitendem Kontakt steht.Use of a heat-expandable material ( 6 ) as a functional material according to any one of the preceding claims 21 to 24, characterized in that in the normal state of the overvoltage protection element in each case one pole of the overvoltage limiting component is in electrically conductive contact with a connection element, that at least one pole of the overvoltage limiting component via a movable connecting element with a connection element is in electrically conductive contact, and that at least one of the pole of the overvoltage limiting device facing the end of the connecting element is deflected by thermal overload, preferably by the expands due to the heating heat-expandable material, so that at least one pole of the overvoltage limiting component no longer is in electrically conductive contact with the corresponding connection element. Verwendung eines wärmeausdehnbaren Materials (6) als Funktionswerkstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das wärmeausdehnbare Material bei thermischer Überlastung des überspannungsbegrenzenden Bauelements zwischen mindestens einen Pol des überspannungsbegrenzenden Bauelements und mindestens ein Anschlusselement bzw. das Ende des Verbindungselements eindringt, so dass falls beim Auftrennen des elektrischen Kontakts zwischen mindestens einem Pol und einem Anschlusselement bzw. dem Ende des Verbindungselements ein Lichtbogen entsteht, dieser durch das isolierende intumeszente Material (6) unterbunden bzw. gelöscht wird.Use of a heat-expandable material ( 6 ) as a functional material according to one of the preceding claims 21 to 24, characterized in that the heat-expandable material penetrates upon thermal overload of the overvoltage limiting component between at least one pole of the overvoltage limiting component and at least one connection element or the end of the connecting element, so that if the separation of electrical contact between at least one pole and a connection element or the end of the connecting element an arc is formed, this by the insulating intumescent material ( 6 ) is suppressed or deleted. Verwendung eines wärmeausdehnbaren Materials (6) als Funktionswerkstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche 21 bis 26, mit einer im Gehäuse des Überspannungsschutzelements verschiebbar angeordneten lichtbogenlöschenden Barriere, dadurch gekennzeichnet, dass die Barriere bei thermischer Überlastung durch das sich aufgrund der Erwärmung ausdehnende wärmeausdehnbare Material zwischen mindestens einen Pol des überspannungsbegrenzenden Bauelements und mindestens ein Anschlusselement bzw. das Ende des Verbindungselements verschoben oder verschwenkt wird, so dass falls beim Auftrennen des elektrischen Kontakts zwischen mindestens einem Pol und einem Anschlusselement bzw. dem Ende des Verbindungselements ein Lichtbogen entsteht, dieser durch die Barriere gelöscht wird.Use of a heat-expandable material ( 6 ) as a functional material according to any one of the preceding claims 21 to 26, with a displaceably arranged in the housing of the overvoltage protection element arc-extinguishing barrier, characterized in that the barrier in thermal overload by the heat-expands due to the heat-expandable material between at least one pole of the overvoltage limiting component and at least a connecting element or the end of the connecting element is displaced or pivoted, so that if an electric arc occurs during separation of the electrical contact between at least one pole and a connecting element or the end of the connecting element, it is deleted by the barrier. Verwendung eines intumeszenten Materials (6) als Funktionswerkstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche 21 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass bei thermischer Überlastung durch die Ausdehnung des wärmeausdehnbaren Materials eine Änderung einer optischen Zustandsanzeige bewirkt wird.Use of an intumescent material ( 6 ) as a functional material according to one of the preceding claims 21 to 27, characterized in that a thermal state overload is caused by the expansion of the heat-expandable material, a change in an optical state display. Verwendung eines wärmeausdehnbaren Materials (6) als Funktionswerkstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche 21 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass bei thermischer Überlastung durch die Ausdehnung des wärmeausdehnbaren Materials ein Fernmeldekontakt einer fernübertragbaren Zustandsanzeige betätigt wird.Use of a heat-expandable material ( 6 ) as a functional material according to any one of the preceding claims 21 to 28, characterized in that when thermal overload by the expansion of the heat-expandable material, a telecommunications contact of a remotely transferable status display is actuated. Verwendung eines wärmeausdehnbaren Materials als Funktionswerkstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche 21 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass das wärmeausdehnbare Material ein intumeszentes Material aufweist.Use of a heat-expandable material as a functional material according to any one of the preceding claims 21 to 29, characterized in that the heat-expandable material comprises an intumescent material.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013034769A1 (en) * 2011-09-08 2013-03-14 Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg Thermal separating device for surge protection devices
CN103947057A (en) * 2011-11-18 2014-07-23 德恩及索恩两合股份有限公司 Adapter for mounting an overvoltage protection device designed as a plug-in module on a line carrier
DE102016209365A1 (en) * 2016-05-31 2017-11-30 Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg Space-optimized separating device
DE112014006583B4 (en) * 2014-05-23 2021-05-27 Mitsubishi Electric Corporation Overvoltage protection element
DE102020105025A1 (en) 2020-02-26 2021-08-26 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Connecting element for connecting at least two flat conductors

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4241311A1 (en) 1992-12-08 1994-06-09 Phoenix Contact Gmbh & Co Monitoring and safety system for electrical overload - uses varistor that has soldered control terminal that is released when predetermined temp. is reached to operate alarm
DE29617849U1 (en) 1996-10-14 1996-11-28 Zimmermann Karl Cabel Canal
DE69503743T2 (en) 1994-12-05 1999-03-25 Soule Materiel Electr Protection device against transient overvoltages with varistors and thermal triggers
DE69904274T2 (en) 1998-09-15 2003-08-28 Soule Materiel Electr Bagneres Protection device for electrical systems against power failures
DE202004006227U1 (en) 2004-04-16 2004-09-16 Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg Surge protection device
DE102005045778A1 (en) 2005-09-23 2007-03-29 Robert Bosch Gmbh Thermal fuse and method for interrupting a voltage and / or current-carrying conductor in the event of thermal failure

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4241311A1 (en) 1992-12-08 1994-06-09 Phoenix Contact Gmbh & Co Monitoring and safety system for electrical overload - uses varistor that has soldered control terminal that is released when predetermined temp. is reached to operate alarm
DE69503743T2 (en) 1994-12-05 1999-03-25 Soule Materiel Electr Protection device against transient overvoltages with varistors and thermal triggers
DE29617849U1 (en) 1996-10-14 1996-11-28 Zimmermann Karl Cabel Canal
DE69904274T2 (en) 1998-09-15 2003-08-28 Soule Materiel Electr Bagneres Protection device for electrical systems against power failures
DE202004006227U1 (en) 2004-04-16 2004-09-16 Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg Surge protection device
DE102005045778A1 (en) 2005-09-23 2007-03-29 Robert Bosch Gmbh Thermal fuse and method for interrupting a voltage and / or current-carrying conductor in the event of thermal failure

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013034769A1 (en) * 2011-09-08 2013-03-14 Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg Thermal separating device for surge protection devices
CN103947057A (en) * 2011-11-18 2014-07-23 德恩及索恩两合股份有限公司 Adapter for mounting an overvoltage protection device designed as a plug-in module on a line carrier
CN103947057B (en) * 2011-11-18 2016-12-28 德恩及索恩两合股份有限公司 Adapter for mounting an overvoltage protection device designed as a plug-in module on a line carrier
DE112014006583B4 (en) * 2014-05-23 2021-05-27 Mitsubishi Electric Corporation Overvoltage protection element
DE102016209365A1 (en) * 2016-05-31 2017-11-30 Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg Space-optimized separating device
DE102016209365B4 (en) 2016-05-31 2018-04-19 Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg Space-optimized separation device and device ensemble with several space-optimized separation devices
US10090086B2 (en) 2016-05-31 2018-10-02 Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg Space-saving isolating arrester
DE102020105025A1 (en) 2020-02-26 2021-08-26 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Connecting element for connecting at least two flat conductors

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