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Die Erfindung betrifft ein Überspannungsschutzelement mit einem Gehäuse, mit einem Überspannungsbauelement, insbesondere einem Varistor, mit einem elektrisch leitfähigen Verbindungselement, mit einem isolierenden Trennelement und mit zwei Anschlusskontakten zum Anschluss des Überspannungsschutzelements. Daneben betrifft die Erfindung auch ein Überspannungsschutzgerät, das aus einem Geräteunterteil und mindestens einem auf das Geräteunterteil aufsteckbaren Überspannungsschutzelement besteht.
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Als Überspannungsbauelemente können sowohl überspannungsbegrenzende Bauelemente wie Varistoren als auch überspannungsschaltende Bauelemente wie Funkenstrecken, gasgefüllte Überspannungsableiter oder auch Dioden sowie Kombinationen dieser Bauelemente eingesetzt werden.
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Überspannungsableiter weisen häufig Varistoren als überspannungsbegrenzende Bauelemente auf, die ein hohes Ableitvermögen bei geringer Restspannung ermöglichen. Im Normalzustand weisen Varistoren einen relativ geringen Leckstrom auf, der sich jedoch im Laufe der Zeit durch Alterung oder kurzzeitige Überlastung erhöhen kann. Die in solchen Fällen damit verbundene Erwärmung kann zu einer thermischen Zerstörung des Varistors führen, was wiederum Schäden an benachbarten Bauteilen oder Geräten hervorrufen kann. Daher muss eine thermische Zerstörung des Varistors verhindert werden, wozu im Stand der Technik thermische Abtrennvorrichtungen verwendet werden, die beim Überschreiten einer Grenztemperatur den Varistor vom zu schützenden Netz abtrennen. Entsprechendes gilt auch für andere überspannungsbegrenzende Bauelemente, die sich ebenfalls auf Grund von Überlastungen oder Alterung erwärmen können und vor ihrer thermischen Zerstörung elektrisch abgetrennt werden müssen. Auch wenn nachfolgend in erster Linie Überspannungsschutzelemente mit Varistoren als Überspannungsbauelemente beschrieben werden, so ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Vielmehr können auch andere Bauelemente als Überspannungsschutzelemente vorgesehen sein.
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Aus der
DE 42 41 311 C2 ist ein Überspannungsschutzelement bekannt, das zur Überwachung des Zustands eines Varistors eine thermische Abtrennvorrichtung aufweist. Das Überspannungsschutzelement weist zwei Anschlusskontakte zum Anschluss an den zu schützenden Strompfad auf. Der erste Anschlusskontakt ist über einen flexiblen Leiter fest mit einer ersten Anschlussfahne am Varistor verbunden. Der andere Anschlusskontakt ist über einen flexiblen Leiter mit einem leitfähigen Verbindungselement verbunden, dessen dem flexiblen Leiter abgewandtes Ende über eine Lötstelle mit einer am Varistor vorgesehenen zweiten Anschlussfahne verbunden ist. Das leitfähige Verbindungselement wird von einem Federsystem mit einer Kraft beaufschlagt, die dazu führt, dass das Verbindungselement beim Auftrennen der Lötverbindung von der Anschlussfahne linear wegbewegt wird, so dass der Varistor bei thermischer Überlastung elektrisch abgetrennt wird.
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Damit ein beim Öffnen der Trennstelle entstehender Lichtbogen gelöscht wird, ist es erforderlich, dass das Verbindungselement nach dem Auftrennen der Lötverbindung einen möglichst großen Abstand zur Anschlussfahne aufweist, was ein relativ großes Bauvolumen des Überspannungsschutzelements erforderlich macht. Ein derart großes Bauvolumen ist jedoch bei heutigen Überspannungsschutzelementen häufig nicht vorhanden. Daher wird seit einiger Zeit bei Überspannungsschutzelementen mit einer thermischen Abtrennvorrichtung zusätzlich ein isolierendes Trennelement verwendet, das bei aufgetrennter thermischer Verbindung zwischen das leitfähige Verbindungselement und einen Pol des Varistors bewegt wird.
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Bei derartigen Überspannungsschutzelementen ist der eine Anschlusskontakt dauerhaft mit dem ersten Pol des Varistors elektrisch leitend verbunden, während der andere Anschlusskontakt nur im Normalzustand des Überspannungsschutzelements über das leitfähigen Verbindungselement mit dem zweiten Pol in elektrisch leitendem Kontakt steht. Hierzu ist das Verbindungselement auf der einen Seite mit dem Anschlusskontakt und auf der anderen Seite mit seinem freien Ende über eine thermisch auftrennende Verbindung mit dem zweiten Pol in elektrisch leitendem Kontakt. Die thermisch auftrennende Verbindung ist so ausgebildet, dass sie dann auftrennt, wenn die Temperatur des Varistors eine vorgegebene Grenztemperatur überschreitet. In diesem Fall wird das isolierende Trennelement durch eine Kraft aus einer ersten Position in eine zweite Position verbracht, in der das isolierende Trennelement zwischen dem freien Ende des Verbindungselements und dem zweiten Pol des Varistors angeordnet ist, so dass das Verbindungselement keinen elektrisch leitenden Kontakt mit dem Varistor hat.
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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 Verbindungselement 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 Verbindungselement 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 gleichzeitig auch als optische Zustandsanzeige, so dass der Zustand des Überspannungsschutzelements direkt vor Ort abgelesen werden kann.
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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 Anschlusskontakte als Steckerstifte ausgebildet, zu denen im Geräteunterteil korrespondierende, mit den Anschlussklemmen verbundene Steckerbuchsen als Gegenkontakte angeordnet sind, so dass das Überspannungsschutzelement einfach auf das Geräteunterteil aufsteckbar ist.
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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 Schalter 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 Überspannungsbauelement noch funktionstüchtig ist oder nicht. Als Überspannungsbauelement werden dabei insbesondere Varistoren verwendet, wobei jedoch je nach Einsatzzweck des Überspannungsschutzelements auch gasgefüllte Überspannungsableiter, Funkenstrecken oder Dioden eingesetzt werden können.
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Die
DE 20 2004 006 227 U1 offenbart neben einem Überspannungsschutzelement auch ein Überspannungsschutzgerät, bei dem mehrere Überspannungsschutzelemente auf ein Geräteunterteil aufgesteckt werden. Das Überspannungsschutzgerät weist dabei in den einzelnen Überspannungsschutzelementen ausgebildete optische Zustandsanzeigen und im Geräteunterteil angeordnete Schalter für eine Fernmeldung auf. Die einzelnen optischen Zustandsanzeigen und die einzelnen Schalter des Fernmeldekontakts werden dabei über ein gemeinsames mechanisches Betätigungssystem betätigt, das eine erste federbelastete Betätigungseinrichtung zur Betätigung des Schalters und eine zweite federbelastete Betätigungseinrichtung zur Betätigung der optischen Zustandsanzeige aufweist. Die in dem Geräteunterteil angeordnete erste Betätigungseinrichtung ist durch ein mechanisches Hebelsystem realisiert, das von einer Schaltwippe, einen Betätigungsstößel und zwei Federn gebildet wird, wobei die Schaltwippe aus einer ersten Position in eine zweite Position verbringbar ist, wodurch der Schalter der Fernmeldekontakts betätigt wird.
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Insgesamt werden dadurch für das bei dem bekannten Überspannungsschutzgerät eingesetzten mechanischen Betätigungssystem relativ viele Bauteile benötigt, was sowohl entsprechende Kosten verursacht, als auch entsprechenden Bauraum im Gehäuse des Geräteunterteils beansprucht. Außerdem wird dadurch der Zusammenbau des Geräteunterteils aufwändig.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein zuvor beschriebenes Überspannungsschutzelement und ein Überspannungsschutzgerät derart weiter zu verbessern, dass es möglichst einfach hergestellt werden kann. Dabei sollen die zuvor genannten Nachteile vermieden werden.
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Diese Aufgabe ist bei dem Überspannungsschutzelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass das isolierende Trennelement eine Anzeigefläche aufweist, wobei die Anzeigefläche oder ein bestimmter Bereich der Anzeigefläche in der zweiten Position des Trennelements unterhalb eines im Gehäuse ausgebildeten Sichtfensters angeordnet ist, und dass das isolierende Trennelement einen Betätigungsabschnitt für einen Schalter eines Fernmeldekontakts aufweist, wobei der Betätigungsabschnitt in der ersten Position des Trennelements durch eine Öffnung, die in der Unterseite des Gehäuses ausgebildet ist, aus dem Gehäuse herausragt. Bei dem erfindungsgemäßen Überspannungsschutzelement ist das isolierende Trennelement somit so ausgebildet, dass es sowohl eine Anzeigefläche für eine optische Zustandsanzeige als auch einen Betätigungsabschnitt für eine Fernmeldung des Zustands des Überspannungsbauelements aufweist. Wenn sich das isolierende Trennelement bei aufgetrennter thermischer Verbindung aus seiner ersten Position in seine zweite Position bewegt, so werden auch die Anzeigefläche und der Betätigungsabschnitt jeweils aus der ersten Position in die zweite Position verbracht.
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In der ersten Position des isolierenden Trennelements ragt der Betätigungsabschnitt durch eine Öffnung in der Unterseite des Gehäuses heraus, so dass der Betätigungsabschnitt einen entsprechend angeordneten Schalter eines Fernmeldekontakts kontaktieren kann. Die Anzeigefläche des Trennelements ist dabei so angeordnet, dass sie nicht durch ein im Gehäuse ausgebildetes Sichtfenster von außen erkennbar ist. Befindet sich das isolierende Trennelement dagegen in seiner zweiten Position, so ist die Anzeigefläche oder ein bestimmter Bereich der Anzeigefläche unterhalb des Sichtfensters angeordnet, so dass die Anzeigefläche bzw. ein Bereich der Anzeigefläche durch das Sichtfenster von außen erkennbar ist. Der Betätigungsabschnitt des Trennelements ist dann so positioniert, dass er nicht durch die Öffnung in der Unterseite des Gehäuses herausragt, sondern innerhalb des Gehäuses angeordnet ist. Dadurch wird ein unterhalb der Öffnung angeordneter Schalter eines Fernmeldekontakts nicht mehr betätigt, was zur Signalisierung der Veränderung des Zustands des Überspannungsbauelements genutzt werden kann.
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Grundsätzlich gibt es unterschiedliche Möglichkeiten, wo die Anzeigefläche und der Betätigungsabschnitt am isolierenden Trennelement angeordnet sind. Beispielsweise können die Anzeigefläche und der Betätigungsabschnitt näherungsweise senkrecht zueinander angeordnet sein. Vorzugsweise ist jedoch vorgesehen, dass die Anzeigefläche und der Betätigungsabschnitt an einander gegenüberliegenden Seiten des Trennelements angeordnet sind. Da der Betätigungsabschnitt in der ersten Position des Trennelements durch die Öffnung in der Unterseite des Gehäuses herausragen soll, ist dann das Sichtfenster an der Oberseite des Gehäuses ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass die von der Anzeigefläche und dem Sichtfenster gebildete optische Zustandsanzeige dann besonders einfach ablesbar ist, wenn das Überspannungsschutzelement zusammen mit einem entsprechenden Geräteunterteil auf einer Tragschiene montiert ist.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Überspannungsschutzelements ist zumindest der Bereich des Trennelements, der die Anzeigefläche aufweist, flexibel ausgebildet. Hierdurch besteht die Möglichkeit einer besonders platzsparenden Anordnung des isolierenden Trennelements im Gehäuse. Dazu wird der Bereich des Trennelements, der die Anzeigefläche aufweist, bei der Bewegung des isolierenden Trennelements aus seiner ersten Position in seine zweite Position derart umgebogen bzw. umgelenkt, dass die Anzeigefläche in der zweiten Position des Trennelements unter einem Winkel α größer 45° zum Rest des Trennelements angeordnet ist. Vorzugsweise ist die Anzeigefläche dabei unter einem Winkel von näherungsweise 90° zum Rest des Trennelements angeordnet. Eine Bewegung des isolierenden Trennelements im Wesentlichen senkrecht zur Oberseite des Gehäuses kann so in eine Bewegung der Anzeigefläche im Wesentlichen parallel zur Oberseite des Gehäuses umgelenkt werden.
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Vorzugsweise ist das Überspannungsbauelement, bei dem es sich insbesondere um einen Varistor handeln kann, von einem isolierenden Innengehäuse umgeben, das das Überspannungsbauelement nahezu vollständig umschließt. Das Innengehäuse weist lediglich zur elektrischen Kontaktierung des Überspannungsbauelements Öffnungen auf, die im Bereich der beiden Pole angeordnet sind. Das Innengehäuse weist dabei vorzugsweise in dem Bereich, der unterhalb des Sichtfensters im Gehäuse angeordnet ist, eine Markierung auf. In der ersten Position des isolierenden Trennelements ist dann diese Markierung durch das Sichtfenster von außen erkennbar, während in der zweiten Position des Trennelements die Anzeigefläche des Trennelements die Markierung des Innengehäuses überdeckt. Die optische Zustandsanzeige des Überspannungsschutzelements kann dabei besonders einfach durch eine farbige Anzeigefläche und eine farbige Markierung des Innengehäuses realisiert sein. So kann die Markierung des Innengehäuses beispielsweise eine grüne Farbe aufweisen, während die Anzeigefläche eine rote Farbe hat. Somit ist für einen Benutzer durch einen kurzen Blick auf das Sichtfenster unmittelbar erkennbar, ob das Überspannungsschutzelement funktionsfähig ist (grüne Anzeige) oder defekt und daher elektrisch abgetrennt worden ist (rote Anzeige).
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Damit das isolierende Trennelement bei aufgetrennter thermischer Verbindung aus seiner ersten Position in seine zweite Position verbracht werden kann, ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ein Federelement im Gehäuse angeordnet, dass an dem Trennelement angreift, so dass dieses durch die Federkraft aus seiner ersten Position in seine zweite Position verbracht wird, wenn die thermische Verbindung aufgetrennt hat. Das Federelement ist dabei vorzugsweise seitlich neben der thermisch auftrennenden Verbindung und dem freien Ende des Verbindungselements angeordnet, so dass es bei der Bewegung des isolierenden Trennelements nicht in den Bereich der Trennstelle gelangt, in der möglicherweise ein Lichtbogen anstehen kann. Das Federelement ist dann relativ zum isolierenden Trennelement außermittig angeordnet, was zu einem unsymmetrischen Angreifen des Federelements am Trennelement führt. Damit es dabei nicht zu einer zu starken Reibung der Führung des Trennelements am Innengehäuse kommt, sind zwischen den Führungsflächen des Trennelements und den korrespondierenden Führungsflächen am Innengehäuse nur wenige Kontaktpunkte, vorzugsweise nur zwei Kontaktpunkte ausgebildet, die vorzugsweise abgerundet sind.
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Das erfindungsgemäße Überspannungsschutzelement ist vorteilhafterweise als „Schutzstecker“ ausgebildet, so dass es zusammen mit einem korrespondierenden Geräteunterteil ein Überspannungsschutzgerät bildet. Die Erfindung betrifft daher auch ein solches Überspannungsschutzgerät, dass aus einem Geräteunterteil und mindestens einem erfindungsgemäßen Überspannungsschutzelement besteht.
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Das Geräteunterteil weist ein Gehäuses und mindestens zwei Anschlussklemmen auf, wobei die Anschlussklemmen mit Gegenkontakten elektrisch leitend verbunden sind, die zu den Anschlusskontakten des Überspannungsschutzelements korrespondieren. Dadurch kann das Überspannungsschutzelement einfach auf das Geräteunterteil aufgesteckt werden. Darüber hinaus weist das Geräteunterteil noch einen Fernmeldekontakt auf, zu dem mindestens ein Schalter gehört, der so im Gehäuse angeordnet ist, dass er vom Betätigungsabschnitt des isolierenden Trennelements des Überspannungsschutzelements betätigbar ist. Hierzu ist in der dem Überspannungsschutzelement zugewandten Oberseite des Gehäuses des Geräteunterteils eine Öffnung ausgebildet, die fluchtend zur Öffnung in der Unterseite des Gehäuses des Überspannungsschutzelements angeordnet ist. Der Schalter des Fernmeldekontakts ist dann derart unterhalb der Öffnung im Gehäuse des Geräteunterteils angeordnet, dass in der ersten Position des Trennelements der Betätigungsabschnitt des Trennelements durch die Öffnung in das Gehäuses des Geräteunterteils hineinragt und den Schalter betätigt. Bewegt sich das isolierende Trennelement aus seiner ersten Position in seine zweite Position, so wird auch der Betätigungsabschnitt aus seiner Position in seine zweite Position bewegt, in der er nicht mehr durch die Öffnung in der Unterseite des Gehäuses des Überspannungsschutzelements hindurchragt und somit auch nicht mehr den im Gehäuse des Geräteunterteils angeordneten Schalter betätigt.
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Bei dem erfindungsgemäßen Überspannungsschutzgerät sind somit durch die Ausgestaltung des isolierenden Trennelements sowohl mit einer Anzeigefläche als auch mit einem Betätigungsabschnitt eine optische Zustandsanzeige sowie eine Fernmeldung des Zustands des Überspannungsbauelements auf einfache Art und Weise möglich. Durch eine entsprechende Dimensionierung des Betätigungsabschnitts kann dabei auch ein Schalter betätigt werden, der nicht unmittelbar unterhalb der Oberseite des Gehäuses des Geräteunterteils angeordnet ist.
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Im Einzelnen gibt es eine Vielzahl von Möglichkeiten, das erfindungsgemäße Überspannungsschutzelement und das Überspannungsschutzgerät auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird verwiesen sowohl auf die Schutzansprüche als auch auf die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen
- 1 eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Überspannungsschutzelements, ohne Gehäuse, im Normalzustand und im abgetrennten Zustand,
- 2 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Überspannungsschutzgeräts, mit einem Überspannungsschutzelement gemäß 1 im Normalzustand, im Längsschnitt und im Querschnitt,
- 3 das Überspannungsschutzgeräts gemäß 2 im abgetrennten Zustand, im Längsschnitt und im Querschnitt,
- 4 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Überspannungsschutzgeräts, mit einem Überspannungsschutzelement gemäß 1 im Normalzustand, im Längsschnitt und im Querschnitt, und
- 5 das Überspannungsschutzgeräts gemäß 4 im abgetrennten Zustand, im Längsschnitt und im Querschnitt.
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1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Überspannungsschutzelements 1, wobei das Überspannungsschutzelement 1 in 1a im Normalzustand und in 1b im abgetrennten Zustand dargestellt ist. Das Überspannungsschutzelement 1 weist ein Gehäuse 2 auf, in dem ein Varistor 3 als Überspannungsbauelement, ein elektrisch leitfähiges Verbindungselement 4, ein isolierendes Trennelement 5 und zwei Anschlusskontakte 6, 7 zum elektrischen Anschluss des Überspannungsschutzelements 1 angeordnet sind. Damit diese im Gehäuse 2 angeordneten Bauteile besser erkennbar sind, ist in 1 das Gehäuse 2 weggelassen; es ist jedoch in den 2 bis 5 dargestellt.
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Der erste Pol 8 des Varistors 3 ist dauerhaft mit dem ersten Anschlusskontakt 6 elektrisch leitend verbunden, während der zweite Pol 9 des Varistors 3 nur im Normalzustand des Überspannungsschutzelements 1 über das leitfähige Verbindungselement 4 mit dem zweiten Anschlusskontakt 7 verbunden ist. Dabei ist das Verbindungselement 4 auf der einen Seite dauerhaft mit dem zweiten Anschlusskontakt 7 verbunden, während das freie Ende 11 des Verbindungselements 4 über eine thermisch auftrennende Verbindung 10, die in der Regel als Lötstelle ausgebildet, mit dem zweiten Pol 9 des Varistors 3 in elektrisch leitenden Kontakt steht. Kommt es zu einer unzulässigen Erwärmung des Varistors 3, so führt dies zu einem Aufschmelzen der thermisch auftrennenden Verbindung 10, wodurch das freie Ende 11 des aus seiner Ruhelage ausgelenkten leitfähigen Verbindungselements 4 vom zweiten Pol 9 des Varistors 3 wegfedert. Gleichzeitig wird das isolierende Trennelement 5 aus seiner ersten Position (1a) in seine zweite Position (1b) verschoben, in der das Trennelement 5 zwischen dem zweiten Pol 9 des Varistors 3 und dem freien Ende 11 des Verbindungselements 4 angeordnet ist. Dadurch wird ein beim Öffnen der Trennstelle entstehender Lichtbogen durch das einfahrende isolierende Trennelement 5 unterbrochen.
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Zur Anzeige des Zustands des Varistors 3 bzw. des Überspannungsschutzelements 1 weist das isolierende Trennelement 5 eine Anzeigefläche 12 als Teil einer optischen Zustandsanzeige und einem Betätigungsabschnitt 14 als Teil einer Fernmeldung auf. In der zweiten Position des isolierenden Trennelements 5 ist die Anzeigefläche 12 unterhalb eines Sichtfensters 13 angeordnet, das in der Oberseite 15 des Gehäuses 2 ausgebildet ist, wie insbesondere aus den 3b und 5b ersichtlich ist. Der Betätigungsabschnitt 14 ist so ausgebildet, dass er in der ersten Position des isolierenden Trennelements 5 durch eine Öffnung 16 in der Unterseite 17 des Gehäuses 2 herausragt (2b und 4b). Dagegen befindet sich der Betätigungsabschnitt 14 in der zweiten Position des Trennelements 5 innerhalb des Gehäuses 2 (3b und 5b).
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Wie insbesondere aus den beiden Darstellungen gemäß 1 ersichtlich ist, sind die Anzeigefläche 12 und der Betätigungsabschnitt 14 des Trennelements 5 an einander gegenüberliegenden Seiten des Trennelements 5 angeordnet; die Anzeigefläche 12 erstreckt sich in Richtung der Oberseite 15 des Gehäuses, während sich der Betätigungsabschnitt 14 entgegengesetzt in Richtung der Unterseite 17 des Gehäuses 2 erstreckt bzw. durch die Öffnung 16 aus der Unterseite 17 des Gehäuses 2 herausragt. Die Anzeigefläche 12 bildet dabei den oberen Abschnitt des Trennelements 5 während der Betätigungsabschnitt 14 den unteren Abschnitt des Trennelements 5 bildet, wobei jedoch weder die Anzeigefläche 12 noch der Betätigunhgsabschnitt 14 in den Bereich der Trennstelle zwischen dem zweiten Pol 9 des Varistors 3 und dem freien Ende 11 des Verbindungselements 4 gelangen.
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Wie insbesondere aus 1 ersichtlich ist, ist der Varistor 3 nahezu vollständig von einem Innengehäuse 18 umgeben, das eine Art Ummantelung für den Varistor 3 bildet. Das Innengehäuse 18 weist jedoch zumindest zwei Öffnungen auf, durch die die beiden Pole 8, 9 des Varistors 3 mit dem ersten Anschlusskontakt 6 bzw. mit dem freien Ende 11 des Verbindungselements 4 kontaktiert werden können.
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Das Innengehäuse 18 weist zumindest in dem Bereich, der unterhalb des Sichtfensters 13 im Gehäuse 2 angeordnet ist, eine farbige Markierung 19 auf, die von außen durch das Sichtfenster 13 sichtbar ist, wenn sich das isolierende Trennelement 5 in seiner ersten Position befindet. In der zweiten Position des isolierenden Trennelements 5 wird die farbige Markierung 19 dagegen von der Anzeigefläche 12 des Trennelements 5 überdeckt, wozu diese flexibel ausgebildet ist, so dass die Anzeigefläche 12 in der zweiten Position des Trennelements 5 unter einem Winkel von vorzugsweise 90° zum Rest des Trennelements 5 angeordnet ist, wie insbesondere aus den 3b und 5b ersichtlich ist. Vorzugsweise ist dabei die Markierung 19 des Innengehäuses 18 grün eingefärbt, während die Anzeigefläche 12 des Trennelements 5 rot eingefärbt ist. Im Fehlerfall des Varistors 3, in dem die thermisch auftrennende Verbindung 10 aufgetrennt hat und das Trennelement 5 in seine zweite, obere Position verfahren ist, überdeckt dann die rote Anzeigefläche 12 des Trennelements 5 die grüne Markierung 19 des Innengehäuses 18, so dass durch das Sichtfenster 13 im Gehäuse 2 die Anzeigefläche 12 des Trennelements 5 anstelle der Markierung 19 des Innengehäuses 18 sichtbar ist. Dadurch ist von einem Benutzer durch einen kurzen Blick auf das Sichtfenster 13 schnell und einfach erkennbar, ob der Varistor 3 noch funktionstüchtig ist (grüne Anzeige) oder defekt und daher elektrisch abgetrennt worden ist (rote Anzeige).
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Als Alternative zu der zuvor beschriebenen und in den Figuren dargestellten Ausgestaltung der optischen Zustandsanzeige kann die Anzeigefläche 12 am Trennelement 5 auch zweifarbig ausgebildet sein, beispielsweise einen grünen Bereich und einen roten Bereich aufweisen, wobei dann in der ersten Position des Trennelements 5 der grüne Bereich und in der zweiten Position des Trennelements 5 der rote Bereich der Anzeigefläche 12 durch das Sichtfenster 13 von außen sichtbar ist.
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Aus den beiden Darstellungen gemäß 1 ist darüber hinaus ersichtlich, dass das Überspannungsschutzelement 1 noch ein Federelement 20 aufweist, das derart am Innengehäuse 18 gelagert ist, dass es das isolierende Trennelement 5 mit einer Kraft beaufschlagt, durch die das Trennelement 5 bei aufgetrennter thermischer Verbindung 10 aus seiner ersten Position (1a) in seine zweite Position (1b) verbracht wird. Das Federelement 20 ist dabei seitlich neben der thermisch auftrennenden Verbindung 10 und dem freien Ende 11 des Verbindungselements 4 angeordnet, so dass das Federelement 20 bei der Bewegung des Trennelements 5 nicht in den Bereich der Trennstelle gelangt, in der möglicherweise ein Lichtbogen anstehen kann. Außerdem ist das Federelement 20 relativ zum isolierenden Trennelement 5 außermittig angeordnet, so dass es zu einem unsymmetrischen Angreifen des Federelements 20 am Trennelement 5 kommt.
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Während in der 1 nur das Überspannungsschutzelement 1, jeweils ohne Gehäuse 2, dargestellt ist, zeigen die 2 bis 5 jeweils ein Überspannungsschutzgerät 21, das aus einem Geräteunterteil 22 und einem Überspannungsschutzelement 1 besteht. Das Geräteunterteil 22 weist ein Gehäuse 23 auf, in dem vorliegend zwei Anschlussklemmen 24, 25 zum Anschließen von elektrischen Leitern angeordnet sind. Die beiden Anschlussklemmen 24, 25 sind jeweils mit einem zu den Anschlusskontakten 6, 7 des Überspannungsschutzelements 1 korrespondierenden Gegenkontakt 26, 27 elektrisch verbunden, so dass das Überspannungsschutzelement 1 einfach durch Aufstecken auf das Geräteunterteil 22 mit diesem elektrisch und mechanisch verbunden werden kann. Vorzugsweise sind dazu die Anschlusskontakte 6, 7 des Überspannungsschutzelements 1 als Kontaktschwerter und die Gegenkontakte 26, 27 des Geräteunterteils 22 als Kontaktbuchsen ausgebildet. Das Geräteunterteil 22 kann grundsätzlich auch zur Aufnahme mehrerer Überspannungsschutzelemente 1 vorgesehen sein, wobei dann im Gehäuse 23 eine entsprechend größere Anzahl an Anschlussklemmen 24, 25 und an Gegenkontakten 26, 27 angeordnet sind.
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Wie aus den Schnittstellungen gemäß den 2 bis 5 ersichtlich ist, ist im Gehäuse 23 des Geräteunterteils 22 darüber hinaus noch ein Schalter 28 angeordnet, der Teil eines Fernmeldekontakts ist. Die Betätigung des Schalters 28 erfolgt direkt durch den Betätigungsabschnitt 14 des Trennelements 5. Hierzu ist in der dem Überspannungsschutzelement 1 zugewandten Oberseite 29 des Gehäuses 23 eine Öffnung 30 ausgebildet, die fluchtend zur Öffnung 16 in der Unterseite 17 des Gehäuses 2 des Überspannungsschutzelements 1 angeordnet ist. Außerdem ist der Schalter 28 des Fernmeldekontakts derart unterhalb der Öffnung 30 im Gehäuse 23 des Geräteunterteils 22 angeordnet, dass der Betätigungsabschnitt 14 des Trennelements 5 in dessen erster Position durch die Öffnung 30 in das Gehäuse 23 des Geräteunterteils 22 hineinragt und den Schalter 28 betätigt.
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Die 2 und 4 zeigen jeweils ein Überspannungsschutzgerät 1 mit einem auf das Geräteunterteil 22 aufgesetzten Überspannungsschutzelement 1 im Normalzustand, bei dem also der Varistor 3 nicht beschädigt und dadurch die thermische Trennstelle 10 auch nicht ausgelöst hat, so dass sich das isolierende Trennelement 5 in seiner ersten, unteren Position befindet. Je nach Anordnung des Schalters 28 im Gehäuse 23 drückt das freie Ende des Betätigungsabschnitts 14 dann auf die Oberseite (2a und 2b) oder gegen eine Stirnseite (4a und 4b) des Schalters 28, wodurch dieser betätigt ist und den Zustand „Varistor in Ordnung“ ausgibt. Wie aus den 2b und 4b ersichtlich ist, wird in dieser Position des isolierenden Trennelements 5 die farbige Markierung 19 des Innengehäuses 18, die sich unterhalb des Sichtfensters 13 im Gehäuse 2 befindet, nicht durch die Anzeigefläche 12 des Trennelements 5 verdeckt. Durch das Sichtfenster 13 ist somit die grüne Markierung 19 erkennbar, was einem Benutzer ebenfalls signalisiert, dass der Varistor 3 „in Ordnung“ ist.
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Ist es dagegen zu einer unzulässigen Erwärmung des Varistors 3 gekommen, so dass die thermische Trennstelle 10 ausgelöst hat, so wird das isolierende Trennelement 5 aufgrund der Federkraft des Federelements 20 in seine zweite Position verschoben, die in den 3 und 5 dargestellt ist. In der zweiten Position des Trennelements 5 befindet sich die Anzeigefläche 12 unterhalb des Sichtfensters 13, wobei die Anzeigefläche 12 des Trennelements 5 die farbige Markierung 19 des Innengehäuses 18 überdeckt, so dass von einem Benutzer durch das Sichtfenster 13 im Gehäuse 2 die rote Anzeigefläche 12 erkennbar ist. Außerdem ragt in der zweiten Position des Trennelements 5 der Betätigungsabschnitt 14 nicht mehr durch die Öffnung 30 in das Gehäuse 23 des Geräteunterteils 22 hinein, so dass der Schalter 28 nicht mehr betätigt ist. Hierdurch wird über die Fernmeldung der Zustand „Varistor defekt“ ausgegeben, was auch direkt vor Ort durch die Anzeigefläche 12 optisch angezeigt wird.
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Das in den 2 und 3 dargestellte Überspannungsschutzgerät 21 unterscheidet sich von dem in den 4 und 5 dargestellten Überspannungsschutzgerät 21 durch die unterschiedliche Anordnung des Schalters 22 im Gehäuse 23. Korrespondierend dazu ist die Länge des Betätigungsabschnitts 14 des isolierenden Trennelements 5 bei den beiden Ausführungsbeispielen etwas unterschiedlich gewählt. Die Länge des Betätigungsabschnitts 14 ist dabei stets so festgelegt, dass eine sichere Betätigung des Schalters 28 im Geräteunterteil 22 gewährleistet ist.
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Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen ist das Geräteunterteil 22 bzw. dessen Gehäuse 23 so ausgebildet, dass das Geräteunterteil 22 und damit das Überspannungsschutzgerät 21 insgesamt auf einer Tragschiene aufgerastet werden kann. Dies führt dazu, dass ein Benutzer direkt auf die Oberseite 15 des Gehäuses 2 des Überspannungsschutzelements 1 sieht, wenn er vor dem auf einer Tragschiene aufgerasteten und beispielsweise in einem Schaltschrank angeordneten Überspannungsschutzgerät 21 steht, so dass das Sichtfenster 13 direkt in seinem Blickfeld liegt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 4241311 C2 [0004]
- DE 202004006227 U1 [0007, 0010]
