DE202012011312U1

DE202012011312U1 - Überspannungsschutzeinrichtung, bestehend aus mindestens einer Varistorscheibe mit Durchgangsloch

Info

Publication number: DE202012011312U1
Application number: DE201220011312
Authority: DE
Original assignee: Dehn and Soehne GmbH and Co KG
Current assignee: Dehn SE and Co KG
Priority date: 2012-11-23
Filing date: 2012-11-23
Publication date: 2012-12-12
Anticipated expiration: 2022-11-24

Abstract

Überspannungsschutzeinrichtung, bestehend aus mindestens einer Varistorscheibe mit Durchgangsloch sowie beidseitig der Varistorscheibe vorgesehenen Kontaktplatten, welche ebenfalls jeweils ein Durchgangsloch besitzen, um eine durch einen Bolzen oder eine Schraube fixierte Sandwichanordnung zu bilden, wobei der Bolzen oder die Schraube gegenüber der Varistorscheibe und mindestens einer der Kontaktplatten isoliert ist, sowie mit einem mit der Sandwichanordnung baulich verbundenen Bimetall zum thermisch bedingten Auslösen einer Schalt-, insbesondere Kurzschlussfunktion, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Kontaktplatten topf- oder becherförmig ausgebildet ist und die weitere Kontaktplatte mindestens abschnittsweise unter Einhalten eines Isolationsabstands umgreift, wobei das Bimetall als Scheibe ausgeführt ist, welche die topf- oder becherförmig ausgebildete Kontaktplatte deckelartig abdeckt und im Schaltfunktionszustand eine elektrische Verbindung zwischen der weiteren Kontaktplatte und der topf- oder becherförmig ausgebildeten Kontaktplatte herstellt.

Description

Die Erfindung betrifft eine überspannungsschutzeinrichtung, bestehend aus mindestens einer Varistorscheibe mit Durchgangsloch sowie beidseitig der Varistorscheibe vorgesehenen Kontaktplatten, welche ebenfalls jeweils ein Durchgangsloch besitzen, um eine durch einen Bolzen fixierte Sandwichanordnung zu bilden, wobei der Bolzen gegenüber der Varistorscheibe und einer der Kontaktplatten isoliert ist, sowie mit einem mit der Sandwichanordnung baulich verbundenen Bimetall zum thermisch bedingten Auslösen einer Schalt-, insbesondere Kurzschlussfunktion gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 739 764 ist eine Schutzeinrichtung zur Vermeidung von Überspannungen vorbekannt. Diese Schutzeinrichtung besteht aus einem Widerstand mit nichtlinearer Stromspannungscharakteristik. Der Widerstand selbst setzt sich aus zwei in beiden Seiten eines metallischen Drahtkörpers angeordneten Scheiben zusammen und besitzt eine Schaltvorrichtung, die den Widerstand bei Erreichen einer vorbestimmten Temperatur kurzschließt. Um eine Beschädigung oder Zerstörung des Widerstands durch zu starke Erwärmung zu vermeiden, ist gemäß DE 739 764 ein temperaturempfindlicher Schalter in Form eines Bimetalls vorhanden. Die Widerstandsscheiben werden mit metallischen Kontaktplatten durch einen Bolzen verbunden, der auch dazu dienen kann, den Widerstand an einer Isolierplatte zu befestigen. Bei entsprechender Erwärmung des Widerstands durch den fließenden elektrischen Strom wird der temperaturempfindliche Schalter aktiviert, um eine unzulässige weitere Erwärmung zu verhindern.
Bekannt ist darüber hinaus eine Anordnung zum Schutz von über Anschlussleitungen angeschalteten elektronischen Einrichtungen gegen Überlastung durch Netzbeeinflussung mit Überspannungsableitern. Bei dieser Lösung nach DE 35 15 204 A1 ist eine in gutem thermischen Kontakt mit den Überspannungsableitern angeordnete Schalteinrichtung vorhanden, die aus einem durch eine Temperaturveränderung seine Form verändernden Material besteht. Dieser Kontakt kann aus einem sogenannten Memory-Metall oder aus Bimetall bestehen und unmittelbarer Bestandteil des Überspannungsableiters sein.
Aus dem Vorgenannten ist es Aufgabe der Erfindung, eine weiterentwickelte Überspannungsschutzeinrichtung, bestehend aus mindestens einer Varistorscheibe mit Durchgangsloch und beidseitig der Varistorscheibe vorgesehenen Kontaktplatten anzugeben, die über eine in einfacher Weise integrierte Schaltfunktion verfügt, wobei die Schaltfunktion insbesondere ein Kurzschließen des Varistors ermöglicht.
Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt durch eine Überspannungsschutzeinrichtung gemäß der Merkmalskombination nach Anspruch 1, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen beinhalten.
Es wird demnach von einer Überspannungsschutzeinrichtung, bestehend aus mindestens einer Varistorscheibe mit Durchgangsloch sowie beidseitig der Varistorscheibe vorgesehenen Kontaktplatten ausgegangen, wobei die Kontaktplatten ebenfalls ein Durchgangsloch besitzen, um eine durch einen Bolzen oder eine Schraube fixierte Sandwichanordnung zu bilden.
Der Bolzen oder die Schraube ist gegenüber der Varistorscheibe und mindestens einer der Kontaktplatten isoliert. Darüber hinaus ist ein mit der Sandwichanordnung baulich verbundene Bimetallanordnung vorhanden, die thermisch bedingt das Auslösen einer Schalteinrichtung, insbesondere einer Kurzschlusseinrichtung, gestattet.
Erfindungsgemäß ist eine der Kontaktplatten topf- oder becherförmig ausgebildet und umgreift die weitere Kontaktplatte mindestens abschnittsweise unter Einhalten eines Isolationsabstands. Dieses Umgreifen geschieht durch die Zylinderwandung der Topf- oder Becherform.
Das Bimetall ist als Scheibe ausgeführt, welche die topf- oder becherförmig ausgebildete Kontaktplatte wiederum deckelartig abdeckt und im Schaltfunktionszustand eine elektrische Verbindung zwischen der weiteren Kontaktplatte und der topf- oder becherförmig ausgebildeten Kontaktplatte herstellt.
Die elektrische Verbindung wird über einen Zylinderwandabschnitt der topf- oder becherförmigen Kontaktplatte realisiert, um hierdurch die gewünschte, bevorzugte Kurzschlussfunktion bei thermischer Überlast zu gewährleisten.
Die topf- oder becherförmige Kontaktplatte besitzt bei einer Ausführungsform einen Boden mit einer sehr hohen Wärmekapazität bzw. einem sehr hohen Wärmeabsorptionsvermögen.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung fließt im Fall einer ausgelösten Kurzschlussfunktion der Kurzschlussstrom über den Bimetalldeckel und führt zu einer andauernden Eigenerwärmung des Bimetalls, so dass die Schaltfunktion „Kurzschluss” beibehalten bleibt.
Bei einer weiteren Ausbildung der Erfindung kann zur Verkürzung der Reaktions- und Schaltzeiten die Bimetallanordnung als Sprungschalter ausgebildet sein.
Die Erfindung ist zusammenfassend von der Idee getragen, einen Varistor mit Kurzschlussvorrichtung auf der Basis eines thermisch aktivierbaren Bimetalls auszuführen, wobei eine bevorzugte ZnO-Varistorscheibe ein zentrales Durchgangsloch besitzt. Über die Schaltfunktion des Bimetalls kann eine Temperaturüberwachung realisiert werden. Die Kontaktierung der Varistorscheibe erfolgt durch Form- bzw. Kraftschluss, insbesondere durch Klemmung. Der deckelartig ausgebildete Bimetallschalter ist in der Lage, den Kurzschlussstrom zu führen, wobei die Reaktionszeiten durch die Auswahl geeigneter Bimetallmaterialien, deren Anordnung und Formgebung steuerbar bzw. vorgebbar sind.
Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels sowie unter Zuhilfenahme einer Figur näher erläutert werden.
Die Figur zeigt hierbei eine Prinzip-Schnittdarstellung durch eine erfindungsgemäße Anordnung, bestehend aus einer Varistorscheibe mit Durchgangsloch sowie beidseitig der Varistorscheibe vorgesehenen Kontaktplatten.
Gemäß der figürlichen Darstellung wird also von einer ZnO-Varistorscheibe 1 ausgegangen, die, wie aus der Figur ersichtlich, ein zentrales Durchgangsloch aufweist.
Beidseitig der Varistorscheibe sind Kontaktplatten 2 vorhanden, welche ebenfalls ein Durchgangsloch besitzen, um eine durch einen Schraubbolzen 3 fixierte Sandwichanordnung zu bilden.
Der Bolzen 3 ist über eine Isolation 4 gegenüber der Varistorscheibe 1 und mindestens der unteren Kontaktplatte 2 isoliert.
Die untere Kontaktplatte 2 steht mit einem elektrischen Anschlussteil 5 in mechanischer und elektrischer Verbindung.
Ein Gegenkontakt kann über den Anschluss 6 realisiert werden, der am Bolzen 3 befestigbar ist.
Darüber hinaus hegt ein Isolationsabschnitt 4 zwischen der ZnO-Varistorscheibe 1, der oberen Kontaktplatte 2 und einem zylinderförmigen Wandabschnitt 7 der unteren Kontaktplatte 2 vor.
Die untere Kontaktplatte 2 ist unter Hinweis auf ihren Zylinderwandabschnitt 7 topf- oder becherförmig ausgebildet und umgreift die obere Kontaktplatte 2 mindestens abschnittsweise unter Einhalten eines Isolationsabstands zu einer Bimetallscheibe 8, die die untere topf- oder becherförmig ausgebildete Kontaktplatte 2 deckelartig abdeckt.
Im Schaltfunktionszustand wird unter Wirkung der Bimetall-Kontaktscheibe 8 eine elektrische Verbindung über den Kurzschlusspunkt 9 hergestellt.
Es wird also die gewünschte elektrische Verbindung über die Zylinderwandung 7 der topf- oder becherförmigen Kontaktplatte 2 realisiert, zumindest so lange wie die Erwärmung des Varistors 1 und damit die Verformung der Bimetall-Kontaktscheibe 8 anhält.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 739764 [0002, 0002]
DE 3515204 A1 [0003]

Claims

Überspannungsschutzeinrichtung, bestehend aus mindestens einer Varistorscheibe mit Durchgangsloch sowie beidseitig der Varistorscheibe vorgesehenen Kontaktplatten, welche ebenfalls jeweils ein Durchgangsloch besitzen, um eine durch einen Bolzen oder eine Schraube fixierte Sandwichanordnung zu bilden, wobei der Bolzen oder die Schraube gegenüber der Varistorscheibe und mindestens einer der Kontaktplatten isoliert ist, sowie mit einem mit der Sandwichanordnung baulich verbundenen Bimetall zum thermisch bedingten Auslösen einer Schalt-, insbesondere Kurzschlussfunktion, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Kontaktplatten topf- oder becherförmig ausgebildet ist und die weitere Kontaktplatte mindestens abschnittsweise unter Einhalten eines Isolationsabstands umgreift, wobei das Bimetall als Scheibe ausgeführt ist, welche die topf- oder becherförmig ausgebildete Kontaktplatte deckelartig abdeckt und im Schaltfunktionszustand eine elektrische Verbindung zwischen der weiteren Kontaktplatte und der topf- oder becherförmig ausgebildeten Kontaktplatte herstellt.
Überspannungsschutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Verbindung über einen Zylinderwandabschnitt der topf- oder becherförmigen Kontaktplatte unter Überwindung des Isolationsabstands realisiert ist.
Überspannungsschutzeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die topf- oder becherförmige Kontaktplatte einen Boden mit hoher Wärmekapazität bzw. hohem Wärmeabsorptionsvermögen besitzt.
Überspannungsschutzeinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Fall einer ausgelösten Kurzschlussfunktion der Kurzschlussstrom über den Bimetalldeckel fließt und zu einer andauernden Eigenerwärmung unter Beibehaltung der Schaltfunktion führt.
Überspannungsschutzeinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bimetall als Sprungschalter ausgebildet ist.