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Die Erfindung betrifft eine Baugruppe für ein Überspannungsschutzgerät sowie ein Überspannungsschutzgerät.
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Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, dass ein Überspannungsschutzgerät verwendet wird, um elektrische Bauelemente vor einer Überbeanspruchung zu schützen, sofern diese außerhalb ihres Nennbetriebsbereichs arbeiten müssten.
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Hierzu ist es beispielsweise bekannt, dass eine thermische Trennstelle vorgesehen ist, die auslöst, wenn sich Kontakte der thermischen Trennstelle aufgrund einer Überbeanspruchung erwärmen, beispielsweise aufgrund eines entsprechenden Stroms. Aufgrund der dabei auftretenden thermischen Belastung weicht beispielsweise ein thermisch erweichbares Material auf, welches Teil der thermischen Trennstelle ist, wodurch eine elektrische Verbindung unterbrochen wird. Eine derartige Anordnung ist beispielsweise aus der
DE 10 2011 100 437 B4 bekannt, bei der jedoch zahlreiche Bauteile benötigt werden, die miteinander gekoppelt werden müssen, um die entsprechende Funktionalität bereitzustellen. Hierdurch sind die Herstellung und die Montage entsprechend komplizierter, was wiederum höhere Kosten verursacht.
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In jedem Fall ist aufgrund der thermischen Trennstelle sichergestellt, dass bei thermischer Überlastung eine Abtrennung eines zu schützenden Bauteils in entsprechend kurzer Zeit erfolgt.
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Zudem ist es aus dem Stand der Technik bekannt, dass eine separat ausgeführte Trennstelle eines Fernmeldekreises mittels zweier Goldkontakte ausgebildet ist, was jedoch aufgrund des verwendeten Materials zu entsprechend hohen Kosten führt.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein kostengünstig herstellbares Überspannungsschutzgerät mit einer entsprechenden Abtrennvorrichtung zu ermöglichen.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Baugruppe für ein Überspannungsschutzgerät mit einer Abtrennvorrichtung, die einen Federarm mit einer endseitigen Kontaktstelle und ein Halteelement aufweist. Das Halteelement und die Kontaktstelle liegen sich in einer Ausgangsstelle der Baugruppe gegenüber, wobei ein thermisch erweichbares Material zwischen dem Halteelement und der Kontaktstelle vorgesehen ist, das den Federarm sowohl mechanisch als auch elektrisch mit dem Halteelement verbindet. Die Baugruppe weist einen Fernmeldekontakt mit einer mechanischen Trennstelle auf. Der Federarm, das Halteelement und der Fernmeldekontakt sind aus einem gemeinsamen Stanzblech hergestellt. Das Stanzblech ist mit einem Kunststoffmaterial zumindest teilweise umspritzt, das einen Rahmen ausbildet.
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Der Grundgedanke der Erfindung ist es, eine einfach aufgebaute Abtrennvorrichtung vorzusehen, die in einem Überspannungsschutzgerät integriert werden kann. Gleichzeitig wird der Fernmeldekontakt mit der mechanischen Trennstelle ausgebildet. Dies ist möglich, da das Halteelement, der Federarm und der Fernmeldekontakt aus einem Materialteil hergestellt worden sind, nämlich dem gemeinsamen Stanzblech, sodass zumindest diese drei Komponenten aus einem Teil gebildet sind, also der Federarm, das Halteelement und der Fernmeldekontakt.
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Es ist demnach nicht mehr notwendig, mehrere, separat hergestellte Bauteile vorzusehen, die einzeln montiert werden müssen, wodurch sich entsprechend hohe Montage- bzw. Fertigungskosten ergeben. Folglich lässt sich die erfindungsgemäße Baugruppe einfacher, schneller und damit kostengünstiger herstellen.
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Zudem kann das Stanzblech, also die aus dem Stanzblech gebildeten Komponenten, direkt vom Kunststoffmaterial umspritzt worden sein, sodass der Rahmen ausgebildet wird, an dem entsprechende funktionale Komponenten vorgesehen sein können, die für die Funktionsweise der Abtrennvorrichtung notwendig sind. Auch hierdurch ergeben sich Kostenvorteile, da der aus dem Kunststoffmaterial bestehende Rahmen direkt die benötigten funktionalen Komponenten aufweisen kann, sodass diese Komponenten nicht separat hergestellt und anschließend montiert werden müssen. Die Anzahl der benötigten Bauteile kann also reduziert werden, wodurch sich die Herstellungs- und Montagekosten entsprechend reduzieren lassen.
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Das Kunststoffmaterial dient insbesondere zum Halten der verschiedenen Komponenten, die aus dem Stanzblech gefertigt sind, also dem Fernmeldekontakt mit der mechanischen Trennstelle, dem Halteelement und dem Federarm mit der Kontaktstelle. Dies wird dadurch erreicht, dass die aus dem gemeinsamen Stanzblech hergestellten Komponenten zumindest teilweise im Rahmen eingebettet sind, also vom Kunststoffmaterial umspritzt worden sind, aus dem der Rahmen gebildet ist.
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Insofern lässt sich gerade bei großen Stückzahlen eine kosteneffiziente Fertigung realisieren.
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Insbesondere ist ein Stanzgitter vorgesehen. Das Stanzgitter entspricht einem System elektrischer Leiter, die aus einem Metallstreifen hergestellt worden sind, beispielsweise dem Stanzblech. Insofern ähnelt das Stanzgitter einer Leiterplatte.
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Das Stanzblech ist also zu einem Stanzgitter vorverarbeitet worden, insbesondere bevor das Kunststoffmaterial umspritzt worden ist. Hierzu kann das Stanzblech zuvor geformt und/oder gestanzt worden sein, um so ein dreidimensionales Stanzgitter zu erhalten.
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Zusätzlich kann das Stanzblech, insbesondere die elektrischen Leiter, zumindest teilweise galvanisiert worden sein, beispielsweise entsprechende Oberflächen.
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Neben den drei oben genannten Komponenten der Baugruppe, die aus dem Stanzblech realisiert worden sind, also dem Federarm, dem Halteelement und dem Fernmeldekontakt, können auch noch zwei Kontakte zum elektrischen Anschluss der Abtrennvorrichtung sowie Elektroden für ein elektrisches Bauelement durch das Stanzblech ausgebildet sein.
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Folglich stellt das Stanzblech zahlreiche Komponenten der Baugruppe bereit, insbesondere bis zu sieben unterschiedliche Komponenten. Beispielsweise sind die zahlreichen Komponenten durch Bauteile ausgebildet, die separat ausgebildet und aus dem Stanzblech erhalten worden sind. Hierbei kann ein Bauteil auch mehr als eine Komponente umfassen.
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Ein erster Steckkontakt kann einstückig mit dem Federarm ausgebildet sein. Das Halteelement kann einstückig mit einer der Elektroden für das elektrische Bauelement ausgebildet sein. Ferner kann die zweite Elektrode für das elektrische Bauelement im montierten Zustand mit einem zweiten Steckkontakt elektrisch leitend gekoppelt sein.
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Der Fernmeldekontakt kann separat zu den anderen Komponenten ausgebildet, aber dennoch durch den aus dem Kunststoffmaterial gebildeten Rahmen gehalten sein.
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Im Ausgangszustand fließt ein über den ersten Steckkontakt und den hiermit einstückig ausgebildeten Federarm zum Halteelement, da die Verbindung zwischen der Kontaktstelle und dem Halteelement geschlossen ist, also die thermische Trennstelle. Das Halteelement ist mit der ersten Elektrode für das elektrische Bauelement einstückig ausgebildet, sodass der Strom dann ausgehend von der ersten Elektrode durch das elektrische Bauelement zur zweiten Elektrode fließt, die durch eine Kontaktplatte ausgebildet sein kann, wobei die zweite Elektrode elektrisch leitend mit dem zweiten Steckkontakt gekoppelt ist, sodass der Strom über den zweiten Steckkontakt fließen kann.
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Der Fernmeldekontakt kann in einem Fernmeldekreis vorhanden sein, über den ein Strom fließt. Sobald die Baugruppe auslöst, wird sowohl der Stromfluss über die thermische Trennstelle unterbrochen als auch die mechanische Trennstelle des Fernmeldekontakts mechanisch getrennt, wodurch der Stromfluss des Fernmeldekreises unterbrochen ist.
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Grundsätzlich kann das thermisch erweichbare Material eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Halteelement und der Kontaktstelle des Federarms in der Ausgangsstellung der Baugruppe sicherstellen.
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Bei der Montage der Baugruppe kann vorgesehen sein, dass auf das Haltelement zunächst das thermisch erweichbare Material aufgebracht worden ist, sodass der Federarm später geformt, insbesondere gebogen, worden ist, sodass die Kontaktstelle am Ende des Federarms mit dem thermisch erweichbaren Material in Kontakt kommt. Die mechanische und elektrische Verbindung kann dann mittels eines z.B. induktiven Lötvorgangs hergestellt worden sein.
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Das thermisch erweichbare Material wird insbesondere aufgebracht, nachdem die aus dem Stanzblech gebildeten Komponenten in das Kunststoffmaterial eingebettet worden sind, also im Rahmen eingebettet wurden.
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Ein Aspekt sieht vor, dass mittels des thermisch erweichbaren Materials eine thermische Trennstelle zwischen dem Halteelement und der Kontaktstelle ausgebildet ist. Die mechanische und elektrische Verbindung zwischen der Kontaktstelle des Federarms und dem Halteelement kann demnach thermisch aufgetrennt werden, sofern das thermisch erweichbare Material erwärmt wird. Folglich verändert sich der Zustand des thermisch erweichbaren Materials, wenn dieses erwärmt wird, insbesondere über eine definierte Temperatur hinaus.
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Beispielsweise handelt es sich bei dem thermisch erweichbaren Material um ein Lot. Demnach ist eine Lotverbindung zwischen dem Halteelement und der Kontaktstelle vorgesehen.
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Alternativ kann ein elektrisch leitfähiger Klebstoff vorgesehen sein, welcher temperatursensitiv ist und aufweicht, wenn der Klebstoff erwärmt wird.
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Ein weiterer Aspekt sieht vor, dass die Baugruppe einen Hebel aufweist, der zur mechanischen Trennung der mechanischen Trennstelle des Fernmeldekontakts und/oder zum definierten Öffnen der Verbindung zwischen dem Halteelement und der Kontaktstelle dient. Der Hebel ist demnach unter anderem vorgesehen, um die elektrische und mechanische Verbindung zwischen dem Halteelement und der Kontaktstelle in definierter Weise zu trennen. Der Hebelarm stellt aufgrund seiner Form sicher, dass sich der Federarm beim Öffnen der Verbindung zwischen dem Halteelement und der Kontaktstelle so weit bewegt, dass es zu keinem Lichtbogen zwischen der Kontaktstelle und dem Halteelement kommen kann. Dies ist unter dem definierten Öffnen der thermischen Trennstelle zu verstehen.
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Darüber hinaus kann der Hebel vorgesehen sein, um die mechanische Trennstelle des Fernmeldekontakts mechanisch aufzutrennen, also mechanisch zu unterbrechen.
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Insbesondere erfolgt beides (im Wesentlichen) gleichzeitig, also das mechanische Unterbrechen der mechanischen Trennstelle und das (definierte) Öffnen der thermischen Trennstelle. Der Hebel wirkt dabei sowohl auf die thermische Trennstelle (indirekt über den Federarm) als auch auf die mechanische Trennstelle (direkt) ein.
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Der Hebel kann einen ersten Hebelarm haben, der mit einem Vorspannelement zusammenwirkt. Bei dem Vorspannelement kann es sich um ein elastisch vorgespanntes Vorspannelement handeln, bspw. ein Federelement. Die vom Vorspannelement auf den ersten Hebelarm aufgebrachte Vorspannkraft wird aufgrund der Form des Hebels in eine Hebelkraft umgesetzt, die auf den Federarm wirkt, wodurch eine Trennkraft auf die Verbindung zwischen dem Halteelement und der Kontaktstelle wirkt. Wenn die Trennkraft größer ist als die Haltekraft, die durch das thermisch erweichbare Material erzeugt wird, dann wird die Verbindung entsprechend aufgetrennt. Dies ist aber nur dann möglich, wenn die Haltekraft des thermisch erweichbaren Materials, das zwischen dem Halteelement und der Kontaktstelle vorgesehen ist, aufgrund einer thermischen Einwirkung (Erwärmung) nachlässt. Das Vorspannelement und die Ausgestaltung des Hebels stellen sicher, dass eine definierte Hebelkraft vorliegt, die auf den Federarm wirkt. Der Federarm ist wiederum derart gestaltet, dass eine definierte Trennkraft auf thermisch erweichbare Material wirkt. Mit anderen Worten kann die Trennkraft über die Ausgestaltung des Vorspannelements, des Hebels und des Federarms eingestellt werden. Die Ausgestaltung erfolgt derart, dass die vom thermisch erweichbaren Material im Ausgangszustand erzeugte Haltekraft zunächst nicht durch die Trennkraft überschritten wird.
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Das elastisch vorgespannte Vorspannelement drückt demnach auf den ersten Hebelarm des Hebels, wodurch die Vorspannkraft auf den ersten Hebelarm wirkt, welche unter anderem über den Hebel auf das thermisch erweichbare Material übertragen wird.
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Der Hebel kann einen zweiten Hebelarm aufweisen, der zu dem ersten Hebelarm entgegengesetzt ist. Grundsätzlich kann ein Abstand zwischen dem Ende des zweiten Hebelarms und dem Federarm vorgesehen sein, wodurch sichergestellt ist, dass zunächst die thermische Trennstelle und der Fernmeldekontakt getrennt werden.
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Der zweite Hebelarm kann über zumindest einen Abschnitt auf den Federarm wirken, um das Öffnen zu unterstützen bzw. den Federarm in einer geöffneten Stellung zu halten. Über die Ausgestaltung des Hebels, insbesondere der beiden Hebelarme, könnte demnach die Hebelkraft eingestellt werden, die das Vorspannelement mittels des Hebels erzeugt.
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Zudem kann durch die Ausgestaltung des Federarms, auf den der zweite Hebelarm wirkt, die auf das thermisch erweichbare Material wirkende Trennkraft eingestellt werden.
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Der Hebel kann Verstärkungsrippen oder eine Fachwerkstruktur aufweisen, wodurch sichergestellt ist, dass sich der Hebel nicht verwindet. Dank der Verstärkungsrippen bzw. der Fachwerkstruktur kann der Hebel ein für die erreichte Steifigkeit geringes Gewicht aufweisen, insbesondere im Vergleich zu einem Hebel aus einem Vollmaterial mit gleicher Steifigkeit.
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Ein weiterer Aspekt sieht vor, dass am Hebel ein Zapfen vorgesehen ist, der mit der mechanischen Trennstelle des Fernmeldekontakts interagiert. Der Zapfen kann von einem Grundkörper des Hebels seitlich abstehen. Insofern erstreckt sich der Zapfen in eine Richtung die (im Wesentlichen) senkrecht zu den Erstreckungsrichtungen der beiden Hebelarme des Hebels ist. Sofern der Hebel von seiner Ausgangsstellung in die ausgelöste Stellung übergeht, die auch als Endstellung oder Endlage bezeichnet werden kann, bewegt sich der am Hebel angeordnete Zapfen mit dem Hebel mit, wodurch dieser die mechanische Trennstelle des Fernmeldekontakts durchtrennt bzw. unterbricht.
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Der Zapfen kann daher als Schwenkzapfen bezeichnet werden, da der Zapfen eine Schwenkbewegung vollzieht, wenn der Hebel von der Ausgangsstellung in die ausgelöste Stellung übergeht. Der Zapfen stellt in seiner der ausgelösten Stellung zugeordneten Endlage unter anderem sicher, dass der getrennte Abschnitt des Fernmeldekontakts nicht wieder in seine Ausgangslage zurückwandern kann. Dadurch sind die Luft und Kriechstrecken sichergestellt.
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Der Hebel selbst kann ebenfalls ein Spritzgussteil sein.
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Der aus dem Kunststoffmaterial gebildete Rahmen kann ein Lager für den Hebel aufweisen. Das Lager definiert die Drehachse des Hebels, um die sich der Hebel drehen kann, sofern die Baugruppe auslöst und in den ausgelösten Zustand übergeht. Da das Lager für den Hebel durch das Kunststoffmaterial selbst gebildet ist, ist es nicht notwendig, ein separates Lager vorzusehen, das zunächst an einem Träger befestigt werden müsste. Die Montage und die Herstellung erleichtern sich hierdurch. Insbesondere wird der Hebel bei der Montage einfach auf das durch das Kunststoffmaterial gebildete Lager aufgesetzt.
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Darüber hinaus kann der aus dem Kunststoffmaterial gebildete Rahmen einen Anschlag für den ersten Hebelarm aufweisen, an dem der erste Hebelarm in einer ausgelösten Stellung anschlägt, also der Endlage. Hierdurch ist sichergestellt, dass der Hebel eine definierte Bewegung vollführt, wenn das thermisch erweichbare Material seine mechanische Festigkeit verliert, also die Haltekraft nachlässt, wodurch der Hebel aufgrund der Vorspannkraft des Vorspannelements in Drehung versetzt wird. Der Anschlag stellt dann sicher, dass der Hebel nur eine definierte Drehung vollführt, bspw. um einen Winkel von 40°. Da der Anschlag durch das Kunststoffmaterial selbst ausgebildet ist, lässt sich die Baugruppe entsprechend einfach ausbilden, da ein separat ausgebildeter Anschlag nicht notwendig ist. Es ist somit sichergestellt, dass der Federarm eine definierte Endlage einnimmt, wenn sich die Abtrennvorrichtung in der ausgelösten Stellung bzw. der Endstellung befindet.
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Ein weiterer Aspekt sieht vor, dass der Rahmen eine Basisplatte ausbildet, die im Wesentlichen parallel zu einem Hauptabschnitt des Stanzblechs ist. Bei dem Hauptabschnitt des Stanzblechs handelt es sich insbesondere um einen Abschnitt des Stanzblechs, der mechanisch unbearbeitet ist, also nicht umgeformt wurde, insbesondere umgebogen worden ist. Beispielsweise entspricht der Hauptabschnitt des Stanzblechs der ersten Elektrode für das elektrische Bauelement.
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Die Basisplatte stellt somit die Basis des aus dem Kunststoffmaterial gebildeten Rahmens dar, von dem Strukturen abstehen, um funktionale Komponenten der Abtrennvorrichtung auszubilden, bspw. das Lager für den Hebel, den Anschlag für den ersten Hebelarm oder weitere funktionale Komponenten.
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Insbesondere hat die Basisplatte eine Aussparung, in der der Zapfen des Hebels bewegbar aufgenommen ist. Die Aussparung kann demnach den maximal möglichen Bewegungsbereich des Hebels definieren, da sich der Hebel nur in der Weise bewegen kann, wie der Zapfen innerhalb der Aussparung bewegbar ist.
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Insbesondere bildet zumindest ein Rand der Aussparung eine Anschlagsstelle für den Zapfen aus, an der der Zapfen in einer ausgelösten Stellung anschlagen kann. Insofern ergibt sich eine weitere Anschlagsstelle für den Hebel, insbesondere dessen Zapfen, wodurch die Bewegung des Hebels im ausgelösten Zustand begrenzt ist, bspw. auf einen Drehwinkel von 40°. Diese Stellung entspricht der technischen Endlage des Hebels.
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Ferner kann die Baugruppe ein elektrisches Bauelement aufweisen. Das elektrische Bauelement kann mit dem Halteelement elektrisch gekoppelt sein, sodass eine elektrische Verbindung über das Halteelement zu dem elektrischen Bauelement besteht. Hierzu kann eine Lötverbindung, beispielsweise in Form einer Lotpaste, zwischen dem Stanzblech, insbesondere der durch das Stanzblech gebildeten ersten Elektrode, und dem elektrischen Bauelement vorgesehen sein. Die Lötverbindung ist vorteilhaft hinsichtlich der thermischen Funktion der Abtrennvorrichtung.
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Grundsätzlich kann das elektrische Bauelement mit dem Stanzblech in thermischen Kontakt stehen, beispielsweise über das Haltelement oder allgemein den Hauptabschnitt des Stanzblechs, welcher die erste Elektrode für das elektrische Bauelement bildet. Eine Erwärmung des elektrischen Bauelements führt zur Erwärmung des Stanzblechs, insbesondere der ersten Elektrode, was wiederum dazu führt, dass das Halteelement, das einstückig mit der ersten Elektrode aus dem gemeinsamen Stanzblech hergestellt sein kann und das thermisch erweichbare Material kontaktiert, entsprechend erwärmt wird, wodurch das thermisch erweichbare Material aufweicht. Die Abtrennvorrichtung reagiert folglich auf eine Erwärmung des elektrischen Bauelements, wodurch diese auslöst und die thermische Trennstelle sich auftrennt. Hierbei drückt der Hebel aufgrund der Vorspannkraft des Vorspannelements den Federarm in die technische Endlage, also die ausgelöste Stellung.
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Gleichzeitig oder (direkt) aufeinanderfolgend unterbricht der am Hebel vorgesehene Zapfen die mechanische Trennstelle des Fernmeldekontakts, sodass das Auslösen der Baugruppe signalisiert wird. Vorzugsweise unterbricht der Zapfen die mechanische Trennstelle des Fernmeldekontakts kurz nachdem die thermische Trennstelle geöffnet wurde. Dies bedeutet, dass der Hebel bzw. der Zapfen eine gewisse Strecke zurückgelegt hat bzw. haben, bis der Zapfen die mechanische Trennstelle des Fernmeldekontakts unterbricht.
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Das elektrische Bauelement kann an einer Seite des Stanzblechs, insbesondere der hieraus gebildeten ersten Elektrode für das elektrische Bauelement, angeordnet sein, die vom Federarm wegweist. Hierdurch ergibt sich eine kompakte Bauweise, da die mechanisch bewegten Teile auf einer Seite des Stanzblechs, insbesondere auf einer Seite der ersten Elektrode, angeordnet sind, wohingegen das elektrische Bauelement auf einer hierzu entgegengesetzten Seite des Stanzblechs bzw. der ersten Elektrode angeordnet ist. Insbesondere sind die bewegten Komponenten vom elektrischen Bauelement durch die Basisplatte des Rahmens entsprechend voneinander getrennt.
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Ein weiterer Aspekt sieht vor, dass am elektrischen Bauelement eine Kontaktplatte angeordnet ist, von der ein Kontaktierungsabschnitt abgeht, der sich durch eine Öffnung im durch das Kunststoffmaterial gebildeten Rahmen erstreckt. Die Kontaktplatte stellt die zweite Elektrode für das elektrische Bauelement dar. Über die Kontaktplatte und den Kontaktierungsabschnitt kann das elektrische Bauelement elektrisch kontaktiert werden, sodass ein Stromfluss über das elektrische Bauelement möglich ist. Der Kontaktierungsabschnitt steht insbesondere senkrecht von der Kontaktplatte ab. Die Öffnung, die in dem durch das Kunststoffmaterial gebildeten Rahmen vorgesehen ist, stellt zudem sicher, dass eine definierte Anordnung der Kontaktplatte in Bezug auf die Baugruppe möglich ist. In der Öffnung ist der zweite Steckkontakt teilweise angeordnet, sodass dieser kontaktierbar ist. Der Kontaktierungsabschnitt stellt im Bereich der Öffnung im Rahmen einen elektrischen Kontakt mit einem zweiten Steckkontakt der Baugruppe her, der ebenfalls aus dem Stanzblech gebildet ist.
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Die Kontaktplatte kann mittels einer Lötverbindung, insbesondere einer Lotpaste, am elektrischen Bauelement elektrisch und mechanisch befestigt worden sein. Grundsätzlich kann die Lötverbindung auch durch Lotplatten realisiert sein. Alternativ zur Lötverbindung kann auch eine Schweißverbindung oder eine mechanische Verbindung vorgesehen sein, beispielsweise eine Nietverbindung.
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Bei dem elektrischen Bauelement handelt es sich beispielsweise um einen Varistor, insbesondere einen Metalloxid-Varistor.
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Es kann auch eine Gasentladungsröhre („Gas Discharge Tube“ - GDT) vorgesehen sein.
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Darüber hinaus kann der Rahmen eine Aufnahme für das elektrische Bauelement ausbilden. Die Aufnahme gewährleistet, dass das elektrische Bauelement sicher im Rahmen aufgenommen ist, wodurch dieses eine definierte Position am Rahmen aufweist. Die Aufnahme kann zudem einen mechanischen Formschluss für das elektrische Bauelement sicherstellen.
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Insbesondere kann die Aufnahme eine Schnappverbindung zur mechanischen Befestigung des elektrischen Bauelements am Rahmen aufweisen. Hierdurch ist eine mechanische Sicherung des elektrischen Bauelements gegeben, sodass auf weitere Verbindungselemente verzichtet werden kann, wodurch sich die Montage des Überspannungsschutzgeräts weiter vereinfacht.
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Die entsprechende Schnappverbindung kann beim Umspritzen des Stanzblechs mit dem Kunststoffmaterial ausgebildet worden sein.
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Gemäß einem weiteren Aspekt geht der Federarm an seinem zur Kontaktstelle entgegengesetzten Ende über eine materialverjüngte Schwenkstelle in einen Anschlussabschnitt über, der aus dem gemeinsamen Stanzblech hergestellt ist, wobei der Federarm um die materialverjüngte Schwenkstelle schwenkbar ist. Die materialverjüngte Schwenkstelle stellt sicher, dass die von dem Hebel aufgebrachte Kraft nicht zu groß sein muss, um den Federarm um die Schwenkstelle zu verschwenken. Gleichzeitig kann hierdurch das Vorspannelement hinsichtlich seiner Vorspannkraft reduziert ausgebildet sein, wodurch die elektrische und mechanische Verbindung, welche über das thermisch erweichbare Material hergestellt ist, weniger belastet wird. Beispielsweise weist die materialverjüngte Schwenkstelle eine Öffnung auf, wodurch sich die Materialverjüngung ergibt.
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Der Anschlussabschnitt kann durch ein bereichsweises Umformen des Stanzblechs erzeugt worden sein.
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Der Federarm kann einen ersten und einen zweiten Abschnitt aufweisen, die sich in einem Winkel zueinander erstrecken, der von 0° bzw. 180° verschieden ist, wobei der zweite Abschnitt die Kontaktstelle aufweist. Der entsprechend ausgebildete Federarm stellt eine kompakte Ausgestaltung sicher, bei der dennoch eine möglichst große Angriffsfläche für den Hebel vorgesehen ist, sodass der Federarm leicht verschwenkt werden kann.
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Die beiden Abschnitte des Federarms können derart zueinander ausgerichtet sein, dass ein Knick im Federarm ausgebildet ist. Der entsprechende Knick wird aufgrund der beiden Abschnitte erzeugt.
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Die Kontaktstelle des Federarms kann ein Fenster aufweisen, in das ein abgewinkelter Steg eingesteckt ist, der mit dem Rand des Fensters verlötet ist.
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Darüber hinaus kann ein Außengehäuse vorgesehen sein, das zumindest den Rahmen aufnimmt. Das Außengehäuse umgibt insbesondere sämtliche Komponenten der Abtrennvorrichtung, sodass diese nach außen hin geschützt sind. Darüber hinaus stellt das Außengehäuse sicher, dass die Luft- und Kriechstrecken eingehalten werden.
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Insbesondere ist das Außengehäuse haubenartig ausgebildet. Das Außengehäuse ist auf den Rahmen aufgesetzt, der für das Außengehäuse zwei (im Wesentlichen) parallele Anlageflächen sowie eine zu den beiden (im Wesentlichen) parallelen Anlageflächen senkrechte Auflagefläche hat. Hierdurch ist gewährleistet, dass das Außengehäuse beim Aufsetzen geführt wird, wodurch sich eine definierte Lage ergibt. Die Montage des Überspannungsschutzgeräts erleichtert sich somit.
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Insbesondere ist die Schnappverbindung an dem Randabschnitt des Rahmens ausgebildet, der gleichzeitig die Auflagefläche bereitstellt. Der entsprechende Randabschnitt kann federnd ausgebildet sein, um die Schnappverbindung zu gewährleisten.
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Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass federnd ausgebildete Randabschnitte an Seiten ausgebildet sind, die senkrecht zur Auflagefläche sind.
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Grundsätzlich kann das Stanzblech, insbesondere das Stanzgitter, Kontakte zum elektrischen Anschluss aufweisen, beispielsweise Kontaktstifte, Kontaktstecker oder dergleichen. Hierüber kann die Baugruppe mit einer weiteren Baugruppe gekoppelt werden, insbesondere verlötet oder eingesteckt werden.
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Zudem ist erfindungsgemäß ein Überspannungsschutzgerät vorgesehen, das eine Baugruppe der oben genannten Art aufweist.
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Bei dem Überspannungsschutzgerät kann es sich um einen Überspannungsableiter handeln, also ein Gerät oder Bauteil zum Begrenzen gefährlicher Überspannungen in elektrischen Leitungen und Geräten.
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Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
- - 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Überspannungsschutzgeräts mit einer erfindungsgemäßen Baugruppe in der Ausgangsstellung,
- - 2 das Überspannungsschutzgerät aus 1 in der ausgelösten Stellung,
- - 3 das Überspannungsschutzgerät aus 1 in einer anderen Perspektivansicht,
- - 4 das Überspannungsschutzgerät aus 1 in einer Frontansicht,
- - 5 das Überspannungsschutzgerät aus 1 in einer Explosionsdarstellung in einer Perspektivansicht,
- - 6 die Explosionsansicht aus 5 in einer anderen Perspektive,
- - 7 eine Frontansicht auf den Fernmeldekontakt gemäß einer ersten Ausführungsform in der Ausgangsstellung,
- - 8 eine Detailansicht der 7,
- - 9 den Fernmeldekontakt der 7 in der ausgelösten Stellung,
- - 10 eine Detailansicht der 9,
- - 11 eine Frontansicht auf den Fernmeldekontakt gemäß einer zweiten Ausführungsform in der Ausgangsstellung,
- - 12 eine Detailansicht der 11,
- - 13 den Fernmeldekontakt der 11 in der ausgelösten Stellung,
- - 14 eine Detailansicht der 13,
- - 15 eine Frontansicht auf den Fernmeldekontakt gemäß einer dritten Ausführungsform in der Ausgangsstellung,
- - 16 eine Detailansicht der 15,
- - 17 den Fernmeldekontakt der 15 in der ausgelösten Stellung,
- - 18 eine Frontansicht auf den Fernmeldekontakt gemäß einer vierten Ausführungsform in der Ausgangsstellung,
- - 19 eine Detailansicht der 18,
- - 20 den Fernmeldekontakt der 18 in der ausgelösten Stellung,
- - 21 eine Detailansicht der 20,
- - 22 eine seitliche Perspektivansicht auf den Fernmeldekontakt gemäß einer Ausführungsvariante,
- - 23 eine Teilansicht der 22,
- - 24 eine seitliche Perspektivansicht auf den Fernmeldekontakt gemäß einer weiteren Ausführungsvariante,
- - 25 eine Teilansicht der 24,
- - 26 eine teilgeschnittene Darstellung des Überspannungsschutzgeräts aus 1,
- - 27 eine Detailansicht der 26,
- - 28 eine Seitenansicht der Darstellung der 26,
- - 29 eine Detailansicht der 28, und
- - 30 eine Perspektivansicht der Darstellung der 26.
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In den 1 bis 10 ist ein Überspannungsschutzgerät 10 gezeigt, das zur Absicherung von elektronischen Bauteilen vorgesehen ist und eine Baugruppe 11 aufweist.
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Die Baugruppe 11 hat ein Außengehäuse 12, das interne Komponenten des Überspannungsschutzgeräts 10 bzw. der Baugruppe 11 (vollständig) umgibt.
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Insbesondere ist das Außengehäuse 12 haubenartig ausgebildet, wie aus den 5 und 6 hervorgeht, da das Außengehäuse 12 lediglich eine offene Seite 13 hat.
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Zudem weist die Baugruppe 11 ein Stanzblech 14 auf, aus dem mehrere Komponenten des Überspannungsschutzgeräts 10 bzw. der Baugruppe 11 gebildet sind, wie nachfolgend noch erläutert wird.
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Das Stanzblech 14 ist bzw. die daraus gebildeten Komponenten sind von einem Kunststoffmaterial zumindest teilweise umspritzt worden, das einen Rahmen 16 bildet.
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Das Stanzblech 14 ist mechanisch bearbeitet worden, indem Abschnitte und Kontakte bspw. umgeformt worden sind, insbesondere gebogen worden sind. Folglich handelt es sich um ein Stanzgitter, das eine dreidimensionale Form hat, wie aus den Figuren ersichtlich ist.
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Darüber hinaus umfasst die Baugruppe 11 eine Abtrennvorrichtung 18, die aus mehreren Komponenten zusammengesetzt ist. Die Abtrennvorrichtung 18 weist unter anderem einen Federarm 20 auf, der einen ersten Abschnitt 20a sowie einen zweiten Abschnitt 20b hat, die sich unter einem Winkel zueinander erstrecken, wodurch ein Knick 21 zwischen den beiden Abschnitten 20a, 20b gebildet ist.
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Darüber hinaus umfasst die Abtrennvorrichtung 18 ein Halteelement 22, das mit dem Federarm 20 zusammenwirkt, wie nachfolgend noch erläutert wird.
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Der Federarm 20 und das Halteelement 22 sind beide aus dem gemeinsamen Stanzblech 14 hergestellt worden, indem entsprechende Bereiche des Stanzblechs 14 ausgestanzt und/oder umgeformt worden sind, sodass die Komponenten ausgebildet wurden. Der Federarm 20 sowie das Halteelement 22 sind also durch Stanzen und/oder Umformen des Stanzblechs 14 erzeugt worden.
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Darüber hinaus sind aus dem Stanzblech 14, insbesondere dem Stanzgitter, weitere Komponenten gebildet worden, die zum elektrischen Anschluss der Abtrennvorrichtung 18 dienen, nämlich ein erster Kontakt 23a und ein zweiter Kontakt 23b, wobei die beiden Kontakte 23a, 23b beispielsweise als Kontaktstifte, Kontaktstecker oder dergleichen ausgebildet sind. Die Kontakte 23a, 23b können ebenfalls durch Ausstanzen und/oder Umformen des Stanzblechs 14 erzeugt worden sein.
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Beispielsweise ist der erste Kontakt 23a einstückig mit dem Federarm 20 ausgebildet, sodass die beiden Komponenten gemeinsam ausgestanzt und durch Umformen entsprechend ausgebildet worden sind.
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Der zweite Kontakt 23b kann dagegen als separate Komponente aus dem Stanzblech 14 ausgestanzt worden sein.
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Der Federarm 20 weist eine Kontaktstelle 24 auf, die an einem freien Ende des Federarms 20 ausgebildet ist. Die Kontaktstelle 24 liegt in der Ausgangsstellung der Baugruppe 11, welche in den 1, 3 und 4 gezeigt ist, dem Halteelement 22 gegenüber, wobei ein thermisch erweichbares Material 26, bspw. ein Lot, zwischen dem Halteelement 22 und der Kontaktstelle 24 vorgesehen ist.
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Das thermisch erweichbare Material 26 stellt dabei sowohl eine mechanische als auch eine elektrische Verbindung zwischen der Kontaktstelle 24 und dem Halteelement 22 sicher, die jedoch trennbar ist. Insofern bildet das thermisch erweichbare Material 26 eine thermische Trennstelle 27 aus.
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Der Federarm 20 geht über eine materialverjüngte Schwenkstelle 28 in den ersten Kontakt 23a über.
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Die materialverjüngte Schwenkstelle 28 ist dabei an einem zur Kontaktstelle 24 entgegengesetzten Ende des Federarms 20 vorgesehen, wobei der Federarm 20 um die entsprechende materialverjüngte Schwenkstelle 28 schwenkbar ist, sofern die Baugruppe 11 in einen ausgelösten Zustand übergeht, wie nachfolgend noch erläutert wird. Beispielsweise ist bei der materialverjüngten Schwenkstelle 28 vorgesehen, dass diese eine Öffnung 29 aufweist, wodurch sich das Schwenkverhalten des Federarms 20 um die Schwenkstelle 28 entsprechend verbessert.
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Des Weiteren weist der Federarm 20 eine Prägung 30 auf.
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Die Prägung 30 kann am ersten Abschnitt 20a vorgesehen sein, um den Federarm 20 zu versteifen. Insofern bildet die Prägung 30 eine Versteifungsrippe im ersten Abschnitt 20a aus.
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Im zweiten Abschnitt 20b kann (ebenfalls) wenigstens eine Prägung 30, insbesondere zwei Prägungen 30, im Bereich der Kontaktstelle 24 vorgesehen sein, um Distanzhalter auszubilden. Hierdurch kann ein definierter Abstand zwischen der Kontaktstelle 24 und dem Halteelement 22 sichergestellt werden, um die Dicke des thermisch erweichbaren Materials 26 einzustellen, welches zwischen der Kontaktstelle 24 und dem Halteelement 22 vorgesehen ist.
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Grundsätzlich weist die Baugruppe 11 zudem einen Hebel 32 auf, der in der gezeigten Ausführungsform einen ersten Hebelarm 34 sowie einen zweiten Hebelarm 36 umfasst, über die der Hebel 32 mit einem Vorspannelement 38, insbesondere einem elastischen Vorspannelement wie einer Feder, bzw. dem Federarm 20 zusammenwirkt.
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Das Vorspannelement 38 erzeugt eine Vorspannkraft, die auf den ersten Hebelarm 34 wirkt, wodurch sich der Hebel 32 um eine Drehachse D drehen sollte. Aufgrund der Vorspannkraft drückt der zweite Hebelarm 36 gegen den Federarm 20, welcher mittels des thermisch erweichbaren Materials 26 über die Kontaktstelle 24 am Halteelement 22 mechanisch befestigt ist.
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Der Hebel 32, insbesondere die beiden Hebelarme 34, 36, der Federarm 20, das thermisch erweichbare Material 26 sowie das Vorspannelement 38 sind dabei derart aufeinander abgestimmt, dass die mechanische Verbindung des thermisch erweichbaren Materials 26 eine ausreichend hohe Haltekraft erzeugt, sodass der Hebel 32 zunächst in der in den 1, 3 und 4 gezeigten Ausgangsstellung bleibt.
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Im Falle einer thermischen Erwärmung des thermisch erweichbaren Materials 26, was bspw. bei einem erhöhten Stromfluss über die elektrisch leitende Verbindung, die das thermisch erweichbare Material 26 herstellt, und/oder aufgrund einer thermischen Koppelung eines warmen Bauteils erfolgt, kann das thermisch erweichbare Material 26 weicher werden, wodurch die mechanische Verbindung eine geringere Haltekraft erzeugt, sodass das Vorspannelement 38 den Hebel 32 verstellt. Der Hebel 32 wird dabei um die Drehachse D gedreht, die durch ein Lager 40 für den Hebel 32 verläuft, welches durch das Kunststoffmaterial des Rahmens 16 bereitgestellt ist.
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Bei der Montage der Baugruppe 11 kann der Hebel 32 auf das Lager 40 aufgesetzt worden sein, wodurch der Hebel 32 in einfacher Weise an dem Rahmen 16 montiert werden kann.
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Bei der Drehung des Hebels 32 greift der zweite Hebelarm 36 am Federarm 20 an, wodurch dieser um die materialverjüngte Schwenkstelle 28 verschwenkt wird, sodass keine mechanische und keine elektrische Verbindung zwischen der Kontaktstelle 24 und dem Halteelement 22 mehr vorliegt, wie dies in 2 gezeigt ist.
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Der Federarm 20 wird demnach aufgrund der Vorspannkraft des Vorspannelements 38 verschwenkt, sofern das thermisch erweichbare Material 26, welches die thermische Trennstelle 27 ausbildet, eine nicht mehr ausreichend hohe Haltekraft erzeugt.
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Das Vorspannelement 38 ist dabei derart ausgebildet, dass der Federarm 20 im Auslösefall sicher seine Endlage erreicht, wodurch sichergestellt ist, dass sich kein Lichtbogen zwischen der Kontaktstelle 24 und dem Halteelement 22 bildet. Hierzu kann auch vorgesehen sein, dass der Hebel 32 das Halteelement 22 teilweise abdeckt, wenn sich in der Endlage befindet.
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Der aus dem Kunststoffmaterial gebildete Rahmen 16 bildet zudem einen Anschlag 41 für den ersten Hebelarm 34 des Hebels 32 aus, wie aus 2 hervorgeht, sodass die maximale Bewegung bzw. Drehung des Hebels 32 durch den Rahmen 16 begrenzt ist.
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Der entsprechende Anschlag 41 ist somit einstückig mit einer Basisplatte 42 des Rahmens 16 ausgebildet, die im Wesentlichen parallel zu einem Hauptabschnitt 43 des Stanzblechs 14 ist, welches mechanisch nicht verformt worden ist.
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In der Basisplatte 42 ist zudem eine Aussparung 44 vorgesehen, in die sich ein Zapfen 46 des Hebels 32 erstreckt, wobei der Zapfen 46 in der Aussparung 44 bewegbar aufgenommen ist. Ein Rand der Aussparung 44 kann eine Anschlagsstelle für den Zapfen 46 ausbilden, wodurch die Bewegungsfreiheit des Hebels 32 erneut begrenzt ist.
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Der Zapfen 46 dient grundsätzlich dazu, eine mechanische Trennstelle 48 eines Fernmeldekontakts 50 aufzutrennen, wenn die Baugruppe 11 von der Ausgangsstellung in die ausgelöste Stellung übergeht, also in die Endlage. Der Fernmeldekontakt 50 ist Teil eines Fernmeldekreises 52, über den der Zustand der Baugruppe 11 bzw. des Überspannungsschutzgeräts 10 gemeldet wird.
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Der Hebel 32 bewegt sich, wie vorstehend bereits beschrieben, aufgrund des Erweichens des thermisch erweichbaren Materials 26 und der vom Vorspannelement 38 ausgehenden Vorspannkraft, sodass der Zapfen 46 eine Schwenkbewegung durchführt und dabei die mechanische Trennstelle 48 des Fernmeldekontakts 50 unterbricht, wodurch der Fernmeldekreis 52 unterbrochen wird.
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Die mechanische Trennstelle 48 ist durch einen Steg 54 ausgebildet, der in der ersten Ausführungsform (4 und 7 bis 10) zwei Engstellen 56 aufweist. Die beiden Engstellen 56 sind jeweils dadurch ausgebildet, dass von beiden Seiten des Stegs 54 eingeschnitten ist, also die Materialstärke des Stegs 54 von beiden Seiten ausgehend verjüngt ist.
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Zudem kann vorgesehen sein, dass nur eine der beiden Engstellen 56, vorliegend die in den Figuren unten dargestellte Engstelle 56, wenigstens eine Prägung aufweist, wodurch sichergestellt ist, dass die erste Engstelle 56 als Drehachse fungiert, während die zweite Engstelle 56 getrennt wird. Die Prägung reduziert den Querschnitt und ist somit die geschwächte Stelle. Somit ist sichergestellt, dass die Luft und Kriechstrecken reichen und auch eine sichere Endlage erreicht wird.
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Die 7 bis 10 zeigen, dass der Zapfen 46 beim Verschwenken des Hebels 32 gegen den Steg 54 bewegt wird, wodurch die mechanische Trennstelle 48 im Bereich zumindest einer der beiden Engstellen 56 aufgetrennt wird. Der verbleibende Teil des Stegs 54 kann dann um die andere der beiden Engstellen 56 verschwenkt werden, wenn sich der Hebel 32 mit dem Zapfen 46 weiter in Richtung der Endlage bewegt, wie die 9 und 10 verdeutlichen. Beim Trennen der mechanischen Trennstelle 48 kann jedoch auch ein Trennen an beiden Engstellen 56 geschehen. In jedem Fall wird der Steg 54 durch den Zapfen 46 zerstört.
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Die 7 und 9 zeigen die Rückseite des Stanzblechs 14, insbesondere des Hauptabschnitts 43, der eine erste Elektrode 58 für ein elektrisches Bauelement 60 ausbildet.
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Das Stanzblech 14, insbesondere der Hauptabschnitt 43, ist in dem Rahmen 16 eingebettet, wie aus den 26 bis 30 hervorgeht, in denen der Rahmen 16 teilweise geschnitten dargestellt ist.
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Weitere Komponenten, die aus dem Stanzblech 14 hergestellt sind, können ebenfalls im Rahmen 16 zumindest teilweise eingebettet sein, insbesondere der Abschnitt, der den ersten Kontakt 23a umfasst, der zweite Kontakt 23b und/oder der Fernmeldekontakt 50.
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Die 5 und 6 zeigen das elektrische Bauelement 60, welches bspw. als ein Varistor ausgebildet ist.
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Das elektrische Bauelement 60 ist an einer Seite des Stanzblechs 14 angeordnet, die vom Hebel 32 wegweist, wie die 5 und 6 verdeutlichen.
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Hierdurch ist sichergestellt, dass die mechanisch bewegten Komponenten der Abtrennvorrichtung 18 auf einer Seite des Stanzblechs 14, insbesondere des Hauptabschnitts 43, angeordnet sind, wohingegen das elektrische Bauelement 60 auf einer entgegengesetzten Seite des Stanzblechs 14 liegt.
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Das elektrische Bauelement 60 ist über die erste Elektrode 58 mit dem Halteelement 22 elektrisch kontaktiert. Das elektrische Bauelement 60 ist zudem thermisch mit der ersten Elektrode 58 und somit dem Halteelement 22 gekoppelt.
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Die thermische und elektrische Koppelung des elektrischen Bauelements 60 an die erste Elektrode 58, die aus dem Stanzblech 14 gebildet ist, ist beispielsweise über eine Lotverbindung sichergestellt, insbesondere mittels einer Lotpaste oder einem Lotformteil wie einer Lotplatte. Alternativ kann ein elektrisch leitfähiger Klebstoff vorgesehen sein. Auch kann eine Schweißverbindung oder eine mechanische Verbindung vorgesehen sein, beispielsweise eine Nietverbindung.
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Dies stellt unter anderem sicher, dass eine Erwärmung des elektrischen Bauelements 60 dazu führt, dass sich das Haltelement 22 erwärmt, das aus dem Stanzblech 14 hergestellt worden ist. Insofern wird die Wärme in die thermische Trennstelle 27 eingebracht, wodurch sich das thermisch erweichbare Material 26 erwärmt. Eine Erwärmung des elektrischen Bauelements 60 während des Betriebs des Überspannungsschutzgeräts 10 führt somit dazu, dass sich das thermisch erweichbare Material 26 erwärmt, wodurch die thermische Trennstelle 27 auslösen kann.
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Zudem ist am elektrischen Bauelement 60 eine durch eine Kontaktplatte ausgebildete zweite Elektrode 62 vorgesehen. Von der Kontaktplatte bzw. der zweiten Elektrode 62 steht ein Kontaktierungsabschnitt 64 ab, der sich durch eine Öffnung im durch das Kunststoffmaterial gebildeten Rahmen 16 erstreckt. Die Kontaktplatte bzw. die zweite Elektrode 62 kann ebenfalls mittels einer Lötverbindung, beispielsweise einer Lotpaste oder einem Lotformteil wie einer Lotplatte, am elektrischen Bauelement 60 befestigt worden sein, um eine elektrische Anbindung sicherzustellen. Alternativ kann ein elektrisch leitfähiger Klebstoff vorgesehen sein. Auch kann eine Schweißverbindung oder eine mechanische Verbindung vorgesehen sein, beispielsweise eine Nietverbindung.
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Die zweite Elektrode 62 ist mittels des Kontaktierungsabschnitts 64 mit dem zweiten Kontakt 23b elektrisch leitend verbunden.
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Insofern ergibt sich im Ausgangszustand, der in den 1, 3 und 4 gezeigt ist, eine durchgehende elektrische Leitung vom ersten Kontakt 23a zum zweiten Kontakt 23b, wobei ein Strom von dem ersten Kontakt 23a und dem hiermit einstückig ausgebildeten Federarm 20 über die elektrisch leitende und thermische Trennstelle 27 zum Halteelement 22 fließt, welches einstückig mit der ersten Elektrode 58 verbunden ist. Über die erste Elektrode 58 fließt der Strom über das elektrische Bauelement 60 zur zweiten Elektrode 62, insbesondere zum Kontaktierungsabschnitt 64, welcher elektrisch leitend mit dem zweiten Kontakt 23b verbunden ist.
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Zusätzlich kann ein Strom über den Fernmeldekontakt 50 fließen, wodurch der Fernmeldekreis 52 geschlossen ist.
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Sofern die Baugruppe 11 bzw. das Überspannungsschutzgerät 10 von der Ausgangsstellung in die ausgelöste Stellung übergeht, also von der Startlage in die Endlage, wird die thermische Trennstelle 27 aufgrund der Erwärmung aufgetrennt, wobei der Hebel 32 den Federarm 20 in die Endlage bewegt.
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Gleichzeitig trennt der am Hebel 32 vorgesehene Zapfen 46 die mechanische Trennstelle 48 des Fernmeldekontakts 50 auf, indem der Steg 54 zerstört wird. Somit ist ein Stromfluss über die Abtrennvorrichtung 18 unterbrochen und gleichzeitig erfolgt eine Meldung über den Fernmeldekreis 52.
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Der Rahmen 16 weist grundsätzlich eine Aufnahme 66 für das elektrische Bauelement 60 auf, sodass das elektrische Bauelement 60 in dem durch das Kunststoffmaterial gebildeten Rahmen 16 eingesetzt und mit diesem gekoppelt werden kann. Der Rahmen 16 dient demnach als Einlegehilfe, um die Luft- und Kriechstrecken sicherzustellen.
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Zudem kann die Aufnahme 66 eine Schnappverbindung aufweisen, über die das elektrische Bauelement 60 mechanisch am Rahmen 16 befestigt werden kann. Hierzu wird das elektrische Bauelement 60 in die Aufnahme 66 des Rahmens 16 eingesetzt, wobei die Schnappverbindung einen entsprechenden Formschluss herstellt, um das elektrische Bauelement 60 am Rahmen 16 zu befestigen.
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Des Weiteren stellt das Kunststoffmaterial, welches den Rahmen 16 ausbildet, sicher, dass der Rahmen 16 zwei (im Wesentlichen) parallele Anlageflächen 68 sowie eine hierzu senkrechte Auflagefläche 70 aufweist, welche zur Führung und Anlage des Außengehäuses 12 dienen.
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Das haubenartige Außengehäuse 12 kann somit auf den Rahmen 16 aufgesetzt werden, wobei Innenseiten des Außengehäuses 12 entlang der Anlageflächen 68 gleiten und so geführt werden, bis eine der offenen Seite 13 des Außengehäuses 12 entgegengesetzte Innenseite des Außengehäuses 12 an der Auflagefläche 70 anliegt.
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In den 11 bis 14 ist eine zweite Ausführungsform des Fernmeldekontakts 50 gezeigt, bei dem der Steg 54 zwei Engstellen 56 aufweist, die ausgebildet sind, indem der Steg 54 im Bereich der Engstellen 56 jeweils nur einseitig eingeschnitten ist, aber ausgehend von entgegengesetzten Seiten.
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Auch in dieser Ausführungsform gibt es wieder eine definierte Engstelle 56, die als Drehachse fungiert, wohingegen die andere Engstelle 56 derart geschwächt ist, beispielsweise durch zumindest eine Prägung, dass diese aufgetrennt wird.
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In den 15 bis 17 ist eine dritte Ausführungsform des Fernmeldekontakts 50 gezeigt, bei dem der Steg 54 zwei Engstellen 56 aufweist, die ausgebildet sind, indem der Steg 54 im Bereich der Engstellen 56 jeweils nur einseitig eingeschnitten ist, aber ausgehend von der gleichen Seite, insbesondere der Seite des Stegs 54, die in der Ausgangsstellung vom Zapfen 46 wegweist.
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Auch in dieser Ausführungsform gibt es wieder eine definierte Engstelle 56, die als Drehachse fungiert, wohingegen die andere Engstelle 56 derart geschwächt ist, beispielsweise durch zumindest eine Prägung, dass diese aufgetrennt wird.
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In den 18 bis 21 ist eine dritte Ausführungsform des Fernmeldekontakts 50 gezeigt, bei dem der Steg 54 gegenüber den Anlagepunkten materialverjüngt ist, sodass der Steg 54 beim Verschwenken des Zapfens 46 durchtrennt werden kann.
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Beispielsweise kann der Steg 54 durch einen aufgebrachten Draht mit einer Engstelle ausgebildet sein, welcher aufgebondet, angelötet oder angeschweißt worden ist.
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Die 22 und 23 zeigen eine weitere Ausführungsvariante, bei der der Steg 54 zusätzlich Einkerbungen 72 aufweist.
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Insbesondere sind die Einkerbungen 72 an zwei entgegengesetzten Seiten des Stegs 54 vorgesehen, die senkrecht zu der Seite sind, von der ausgehend der zumindest eine Einschnitt pro Engstelle 56 im Steg 54 ausgebildet ist. Insofern können die Einkerbungen 72 zusätzlich zu dem wenigstens einen Einschnitt vorgesehen sein.
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In den 24 und 25 ist eine weitere Ausführungsvariante gezeigt, bei der der Steg 54 zusätzlich eine Einkerbung 72 hat, die größer als eine einzelne der zwei Einkerbungen 72 gemäß der Ausführungsvariante der 22 und 23 ist.
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Aufgrund des mit dem Kunststoffmaterial umspritzten Stanzblechs 14 ist sichergestellt, dass das Überspannungsschutzgerät 10 bzw. die Baugruppe 11, insbesondere die Abtrennvorrichtung 18, weniger Einzelteile aufweist, die aufwendig montiert werden müssen, um die Abtrennvorrichtung 18 auszubilden, da die thermische Trennstelle 27 durch das thermisch erweichbare Material 26 sowie das Halteelement 22 und die Kontaktstelle 24 des Federarms 20 ausgebildet ist.
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Da der Federarm 20, das Halteelement 22, der Fernmeldekontakt 50, die Kontakte 23a, 23b und die Elektroden 58, 62 aus dem Stanzblech 14 hergestellt worden sind, indem entsprechende Bereiche des Stanzblechs 14 ausgestanzt und/oder umgeformt wurden, ergibt sich der einfache Aufbau. Es ist nicht notwendig, dass separate Bauteile vorgesehen und miteinander gekoppelt werden müssen, um die thermische Trennstelle 27 auszubilden.
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Das Kunststoffmaterial, welches um das Stanzblech 14 gespritzt worden ist, stellt zudem weitere für die Funktionsweise der Abtrennvorrichtung 18 benötigte Komponenten bereit, bspw. das Lager 40 für den Hebel 32, die Aufnahme 66 für das elektrische Bauelement 60 sowie den Anschlag 41 für den Hebelarm 34 des Hebels 32.
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Des Weiteren ist der Fernmeldekontakt 50 mit der mechanischen Trennstelle 48 vorgesehen, die über den Hebel 32, insbesondere den am Hebel 32 vorgesehenen Zapfen 46, zerstört wird. Die mechanische Trennstelle 48 weist einen Steg 54 auf, der durch den Zapfen 46 durchtrennt wird. Hierzu kann der Steg 54 eine Verjüngung aufweisen, beispielsweise eine Engstelle 56 und/oder eine Einkerbung 72.
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Über den Hebel 32, insbesondere dessen Bewegung, ist sichergestellt, dass die thermische Trennstelle 27 und die mechanische Trennstelle 48 in definierter zeitlicher Reihenfolge geöffnet bzw. getrennt werden. Vorzugweise geschieht dies kurz nacheinander, also zeitlich aufeinanderfolgend.
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Hierdurch erleichtert sich die Montage der einzelnen Komponenten wesentlich, sodass die Herstellungs- und Montagekosten reduziert werden können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011100437 B4 [0003]
