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Die Erfindung betrifft eine Trennfunkenstrecke mit einem gasgefüllten Gehäuse, welches zwei im Abstand befindliche Elektroden aufweist, zwischen denen beim Auftreten von Überspannungsbedingungen eine zeitweise elektrische Verbindung entsteht, und mit am Gehäuse befindlichen elektrischen Anschlussmitteln gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Aus der
DE 87 01 290 U1 ist eine Trennfunkenstrecke vorbekannt. Trennfunkenstrecken kommen dort zum Einsatz, wo Überspannungen und damit unerwünschte Überschläge auftreten können. Die Trennfunkenstrecke hat im Normalbetrieb die Funktion einer galvanischen Trennung und besitzt im Überspannungsfall die Eigenschaft einer galvanischen Koppelung, die anschließend wieder aufgehoben wird, so dass im Normalbetrieb die gewünschte galvanische Trennung der Anlagenteile, welche mit der Trennstecke in Verbindung stehen, vorliegt.
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Die vorbekannte Trennfunkenstrecke besteht aus zwei Elektroden mit nach außen ragenden Anschlussteilen. Zwischen den sich gegenüberstehenden Elektrodenköpfen ist ein Luftspalt entsprechender Größe vorgesehen, der bei Überspannung einen Überschlag ermöglicht. Der Spalt und der Innenraum der Trennfunkenstrecke, die von einem Gehäuse umschlossen ist, sind luft- bzw. gasgefüllt. Die Elektroden sind mit Hilfe des Gehäuses wasser- und feuchtigkeitsdicht umgeben. Als Gehäusematerial kann Glas, aber auch ein Kunststoff Anwendung finden.
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Beim Auftreten einer anhaltenden Überlast kann der Durchgang hoher Ströme durch die Trennstrecke bewirken, dass eine Zerstörung auftritt, wodurch auch eine Brandgefahr nicht auszuschließen ist.
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Es ist bekannt, zur Vermeidung dieser Gefahr Elemente zu verwenden, die beim Auftreten von Überlasten schmelzen und einen dauerhaften Kurzschluss hervorrufen. Alternativ können die schmelzbaren Elemente dazu dienen, eine federbelastete Kurzschlussschiene auszulösen.
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Eine solche beispielhafte Fail-Safe-Einrichtung ist in der
DE 28 28 591 A1 offenbart.
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Die
DE 11 922 823 A1 offenbart eine Fail-Safe-Einrichtung mit einem äußeren Kurzschlussmechanismus. Bei der dortigen Lösung ist neben einer der Elektroden eine Weichlotpille angeordnet, die einen Bügel, der in elektrisch leitender Verbindung mit der anderen Elektrode steht, im Betriebszustand im Abstand von der ersten Elektrode hält. Bei Erwärmung der Trennfunkenstrecke durch Überlastung schmilzt die Weichlotpille und der Bügel kann durch Berührung mit der ersten Elektrode einen Kurzschluss herbeiführen.
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Den vorerwähnt geschilderten Trennfunkenstrecken ist gemein, dass zwar über schmelzfähige Elemente ein zeitweiser oder dauerhafter Kurzschlusszustand herbeiführbar ist. Jedoch ist einer in einer entsprechenden Anlage verbauten Trennfunkenstrecke von außen nicht ansehbar, ob sich diese in einem Normalzustand oder einem Fehlerzustand bzw. im Kurzschlusszustand befindet. Zur entsprechenden Kontrolle müsste die Trennfunkenstrecke ausgebaut und vermessen werden.
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Eine weitere Problematik der vorbekannten Lösungen besteht darin, dass mit Hilfe der eingesetzten schmelzfähigen Körper im Überlastfall die Trennfunkenstrecke kurzgeschlossen werden kann, Belastungen der Trennstrecke, die ihre Eigenschaften oder Alterungsverhalten bereits beeinträchtigen oder beeinträchtigt haben können, sind mit einer dann üblicherweise noch nicht ausgelösten Kurzschlussvorrichtung nicht erkennbar.
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Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, eine weiterentwickelte Trennfunkenstrecke mit einem gasgefüllten Gehäuse anzugeben, welches zwei im Abstand befindliche Elektroden aufweist, wobei Überlastzustände der Trennfunkenstrecke optisch, d. h. visuell erkennbar dargestellt werden, und zwar ohne dass eine Beeinflussung der funktionsrelevanten Eigenschaften der Trennstrecke selbst erfolgt.
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Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt durch die Merkmalskombination gemäß der Lehre nach Anspruch 1, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen darstellen.
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Es wird demnach von einer Trennfunkenstrecke mit einem gasgefüllten Gehäuse ausgegangen, welches zwei im Abstand befindliche Elektroden aufweist. Zwischen den Elektroden entsteht beim Auftreten von Überspannungsbedingungen eine zeitweise elektrische Verbindung. Weiterhin umfasst die Trennfunkenstrecke eine Ausbildung von Anschlussmitteln, die am Gehäuse angeordnet sind.
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Erfindungsgemäß wird am oder in unmittelbarer Nähe des Gehäuses ein niedrigschmelzender Körper vorgesehen, welcher unmittelbar oder mittelbar den Bewegungsweg einer mechanisch vorgespannten Sichtanzeige blockiert.
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Im Fall einer Überlastbedingten unzulässigen Erwärmung des Gehäuses und damit der Trennfunkenstrecke wird die Sichtanzeige freigegeben und in einen solchen Zustand überführt, der eine dauerhafte Fehlererkennung ermöglicht. Diesbezüglich kann die Trennfunkenstrecke mit einem Außengehäuse versehen sein, das sowohl die Trennfunkenstrecke selbst als auch die vorgespannte Sichtanzeige nebst niedrigschmelzendem Körper aufnimmt. Weiterhin besteht die Möglichkeit, am Außengehäuse ein Sichtfenster auszubilden, über das die Sichtanzeige und deren Zustand optisch erkennbar ist. Das Sichtfenster kann bündig mit dem Außengehäuse abschließen oder aber in Form einer Ausstülpung ausgeführt werden, wobei ein Stößel als Sichtanzeige fungiert, der sich im Überlastfall in die Ausstülpung hineinbewegt derart, dass nicht nur von vorn, sondern auch seitlich der Zustand der Trennfunkenstrecke darstell- und erkennbar ist.
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Bei einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist der Schmelzkörper am Umfang des Gehäusemantels fixiert und blockiert einen vorgespannten Stößel, welcher sich bei Freigabe in den Bereich des vorerwähnten Sichtfensters bewegt und dort eine optisch erkennbare Veränderung, insbesondere Farbveränderung bewirkt. So kann z. B. mindestens das vordere, in den Bereich des Sichtfensters hinein gelangende Ende des Stößels über eine Signalfarbe verfügen.
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In einer Weiterbildung der ersten Ausführungsform der Erfindung ist der Stößel auf einem Bolzen verschiebebeweglich geführt, wobei der Bolzen eine Vorspannfeder aufnimmt. Am Stößel ist ein Halteelement angebracht, welches mit dem Schmelzkörper in Verbindung steht.
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Das Halteelement wird beim Schmelzen des niedrigschmelzenden Körpers freigegeben und/oder zerstört.
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Das Halteelement kann z. B. ein Band oder ein Draht sein.
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Bei einer Alternative kann das Halteelement als Vorsprung oder Höcker realisiert werden, der den Verschiebeweg des Stößels im Normalfall blockiert, jedoch beim Schmelzen des Körpers diesen Verschiebeweg freigibt.
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Bei einer zweiten Ausführungsform der Erfindung kann der niedrigschmelzende Körper zwischen dem Gehäuse der Trennfunkenstrecke und einem in unmittelbarer Nähe des Gehäuses befindlichen vorgespannten Stößel angeordnet werden, wobei mittels des niedrigschmelzenden Körpers der Stößel in seiner Blockadelage gehalten ist und beim Schmelzen freigegeben wird. Im einfachsten Fall wird also der Stößel mit Hilfe des niedrigschmelzenden Körpers am Gehäuse befestigt.
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Bei einer dem Überlastfall folgenden Erwärmung des Gehäuses schmilzt der Körper und gibt den Stößel frei, um die gewünschte optische Visualisierung des Fehlerzustands zu bewirken.
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Mit Freigabe des Stößels bewegt sich dieser wie bei der ersten Ausführungsform der Erfindung in das bevorzugt am Außengehäuse befindliche Sichtfenster hinein mit der Folge einer dort erkennbaren optischen Veränderung, insbesondere einer Farbveränderung.
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Das Gehäuse der Trennfunkenstrecke kann bevorzugt eine Zylinderform aufweisen. Das Außengehäuse kann eine beliebige Form einnehmen, wobei hier allerdings auch eine Zylinderform oder eine Quaderform bevorzugt ist. Am Außengehäuse können die Trennfunkenstrecken-Anschlussmittel analog einer NH-Sicherung ausgeführt sein.
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Die mechanisch vorgespannte Sichtanzeige kann mit dem Zylindermantel des Gehäuses unter Nutzung des niedrigschmelzenden Körpers unmittelbar verbunden sein, wobei hier der niedrigschmelzende Körper quasi als ein bei Normaltemperaturen wirksamer Klebstoff ausgeführt ist, der seine Fixierfunktion dann verliert, wenn eine entsprechende Temperaturerhöhung der Trennfunkenstrecke eintritt.
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Bei einer Alternative ist denkbar, dass der niedrigschmelzende Körper als ein umschlingendes Klebeband oder ein umschlingender Klebestreifen ausgeführt ist, welcher die vorgespannte Sichtanzeige am Zylindermantel des Gehäuses hält und beim Erreichen der Schmelztemperatur freigibt.
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Der niedrigschmelzende Körper besteht bevorzugt aus einem Weichlot oder einem Wachsmaterial oder ist mit einem solchen Material am Trennfunkenstreckengehäuse bzw. am Stößel fixierbar.
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Ausführungsbeispiel
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Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispiels sowie unter Zuhilfenahme von Figuren näher erläutert werden.
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Hierbei zeigen:
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1 eine prinzipielle Darstellung einer Trennfunkenstrecke mit Funktions- und Überlastanzeige im Normalzustand und
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2 eine Darstellung ähnlich derjenigen nach 1, jedoch mit aktivierter Überlastanzeige.
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Wie aus den Abbildungen ersichtlich, wird von einer an sich bekannten Trennfunkenstrecke 1 ausgegangen, die in ihrem Inneren (nicht gezeigt) zwei im Abstand befindliche Elektroden aufweist.
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Vom Trennfunkenstreckengehäuse 2 ausgehend sind zwei Anschlussmittel 3; 4 vorhanden.
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Das Außengehäuse 5 der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist ein Sichtfenster 6 auf.
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Im Inneren des Außengehäuses 5 ist ein Führungsbolzen 7 vorhanden.
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Auf dem Führungsbolzen 7 läuft ein hülsenartiger Stößel 8, welcher mit Hilfe einer Feder 9 unter einer Vorspannung steht.
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Weiterhin ist ein niedrigschmelzender Körper 10 vorgesehen, welcher im gezeigten Beispiel den Bewegungsweg des Stößels 8, der quasi als Sichtanzeige dient, blockiert. Diese Blockade mit Hilfe des niedrigschmelzenden Körpers erfolgt über z. B. drahtförmige Haltemittel 11, deren Enden vom niedrigschmelzenden Körper 10 aufgenommen werden.
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Der niedrigschmelzende Körper 10 steht in enger Verbindung mit der Oberfläche der Trennfunkenstrecke bzw. deren Gehäuse 2.
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Bei Überbeanspruchung löst der niedrigschmelzende Körper 10 aus und gibt die Enden der Haltemittel 11 und damit den Stößel 8 frei, der sich dann, wie in 2 gezeigt, mit seinem vorderen Ende in das als Ausstülpung ausgebildete Sichtfenster 6 hinein bewegt und hierdurch den Fehlerzustand visuell erkennbar macht.
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Im ausgelösten Zustand nach 2, symbolisiert mit der Pfeildarstellung X, hat also der niedrigschmelzende Körper 10 seine Kontur aufgegeben mit der Folge der ebenfalls mit einer Pfeildarstellung Y gekennzeichneten Bewegung des federkraftbeaufschlagten Stößels 8 in das Sichtfenster 6 hinein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 8701290 U1 [0002]
- DE 2828591 A1 [0006]
- DE 11922823 A1 [0007]
