DE202023107612U1

DE202023107612U1 - Entladungsstrecken-Trägermodul für ein Überspannungsschutzgerät

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Publication number: DE202023107612U1
Application number: DE202023107612.2U
Authority: DE
Original assignee: Phoenix Contact Asia Pacific Nanjing Co Ltd
Current assignee: Phoenix Contact Asia Pacific Nanjing Co Ltd
Priority date: 2022-12-22
Filing date: 2023-12-21
Publication date: 2024-01-26
Anticipated expiration: 2033-12-22
Also published as: CN116231612A

Abstract

Entladungsstrecken-Trägermodul für ein Überspannungsschutzgerät, umfassend:
einen Rahmenkörper (210), wobei der Rahmenkörper (210) einen Hohlraum umfasst, der von isolierenden Wänden umschlossen ist und eine obere Öffnung und eine untere Öffnung aufweist; und
eine isolierende Trennplatte (220), wobei in einem Mittelteil der isolierenden Trennplatte (220) eine Trennplattenöffnung (225) vorgesehen ist, wobei die isolierende Trennplatte (220) an einer Unterseite des Rahmenkörpers (210) angeordnet ist, wobei die Trennplattenöffnung (225) kleiner als die Öffnungen des Hohlraums ist, und wobei die isolierende Trennplatte (220) eine Dicke von 0,1 mm bis 0,3 mm aufweist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Patentanmeldung betrifft eine elektrische Sicherheitsschutzvorrichtung, insbesondere ein Entladungsstrecken-Trägermodul für ein Überspannungsschutzgerät.
Stand der Technik
Ein Überspannungsschutzgerät (Surge Protection Device, SPD) ist eine weit verbreitete elektrische Sicherheitsschutzvorrichtung. Seine Funktion besteht darin, Überspannungen zu begrenzen und Stoßströme abzuleiten und so einen Sicherheitsschutz für verschiedene elektronische Geräte, Instrumente und Kommunikationsleitungen bereitzustellen. Das Überspannungsschutzgerät ist in der Regel parallel zu einer zu schützenden Einrichtung geschaltet und wird beim Auftreten einer Überspannung zum Abgreifen des Stroms und zum Begrenzen der Spannung eingesetzt.
Das Überspannungsschutzgerät wird manchmal einfach als SPD-Vorrichtung bezeichnet. Und in einigen Anwendungsszenarien, beispielsweise bei mobilen Basisstationen, wird das Überspannungsschutzgerät auch als Blitzschutzvorrichtung bezeichnet.
1 zeigt eine Schnittansicht eines Funktionsprinzips einer Graphitspalt-SPD-Vorrichtung 100, die zum Stand der Technik gehört. Wie in 1 gezeigt, umfasst die SPD-Vorrichtung 100 (N+1) Graphitplättchen 110, N Isolierringe 120 und (N-1) Hochspannungskondensatoren 130. Die Graphitplättchen 110 sind nebeneinander angeordnet und zwischen Metallelektroden 150A und 150B gestapelt, wobei benachbarte Graphitplättchen 110 durch einen Isolierring 120 um einen gewissen Abstand voneinander getrennt sind, um eine Entladungsstrecke 140 zu bilden. Eine solche Graphitspalt-SPD-Vorrichtung 100 nutzt das Prinzip, dass Kondensatoren unter Impulsstrom unverzögert kurzgeschlossen werden. Insbesondere wenn ein Blitzstrom vom unteren Ende der SPD-Vorrichtung 100 eindringt, wie in 1 gezeigt, wird der Hochspannungskondensator 130 kurzgeschlossen, wobei das hohe Potenzial des Blitzes unverzögert zu einer damit verbundenen Graphitelektrode 110 geleitet wird. Zu diesem Zeitpunkt wird eine Potentialdifferenz zwischen einer Kathode und einer Anode der Entladungsstrecke 140 erzeugt, um die Entladungsstrecke 140 zu durchschlagen, während ein Teil der Energie an die Erde abgegeben wird. Die Strecken werden nacheinander von oben nach unten gestartet, bis alle Entladungsstrecken 140 eingeschaltet sind, der Blitzstrom entladen ist, und die SPD-Vorrichtung 100 in einen Zustand hoher Impedanz zurückkehrt.
Bei einigen gängigen SPD-Vorrichtungen, die auf den Markt gekommen sind, besteht der Grundaufbau darin, zwischen Metallelektroden an beiden Enden ein isolierendes PTFE-Teil (Polytetrafluorethylen) einzufügen und anschließend eine Werkzeugvorrichtung zur Positionierung bzw. Vorfixierung zu verwenden. Für diese Art von Spalt-SPD muss bei der Montage von den Graphitplättchen eine Werkzeugvorrichtung verwendet werden. Andernfalls wird es schwierig, die Graphitplättchen an der Montagestruktur auszurichten, was zu einer Erhöhung der Produktionskosten führt. Daher weist diese Art von Spalt-SPD-Vorrichtung eine niedrige Produktionseffizienz und schlechte Fertigungseigenschaften auf und kann nicht für eine großtechnische mechanisierte Produktion eingesetzt werden.
Das Patentdokument CN 114301026 A offenbart auch eine Blitzschutzvorrichtung, die ein isolierendes Montageelement zum Anbringen von Graphitplättchen zur Bildung einer Entladungsstrecke umfasst. Das isolierende Montageelement umfasst einen Boden und eine Seitenwand, wobei durch die Seitenwand ein Hohlraum zur Aufnahme des Graphitplättchens umschlossen wird. Mehrere Graphitplättchen können jeweils in einem entsprechenden isolierenden Montageelement angeordnet werden, um ein elektrisch leitfähiges Teilmodul zu bilden. Anschließend werden mehrere elektrisch leitfähige Teilmodule nebeneinander auf einer Übergabeplatte angeordnet. Schließlich werden die mehreren nebeneinander angeordneten, elektrisch leitfähigen Teilmodule in einer Montagekammer der Blitzschutzvorrichtung eingesetzt. Mit dieser Technologie kann die Montage der Struktur der Entladungsstrecke ohne Verwendung von Werkzeugvorrichtungen abgeschlossen werden. In praktischen Anwendungen, die auf dieser Technologie basieren, werden jedoch im Allgemeinen Gummimaterialien zum einstückigen Formen verwendet. Die Dicke eines durch dieses Verfahren erhaltene Gummiteils beträgt mehr als 0,35 mm, was zu einer vergleichsweise geringen Anzahl von Schichten, einer vergleichsweise schlechten Freilauffähigkeit bei der Netzfrequenz und einer vergleichsweise hohen Auslösespannung führt. Gleichzeitig ist eine großtechnische mechanisierte Produktion aufgrund des vergleichsweise weichen Materials des Gummiteils nicht möglich.
Offenbarung der Erfindung
Gegenüber den oben genannten Problemen schlägt die vorliegende Patentanmeldung ein Überspannungsschutzgerät mit einer neuen Entladungsstrecken-Trägerstruktur vor. Diese Entladungsstrecken-Trägerstruktur ist dünner und kann ermöglichen, dass mehr Schichten gestapelt werden, die Freilauffähigkeit bei der Netzfrequenz verbessert wird, die Auslösespannung reduziert wird, der Herstellungsprozess und der Montageprozess vereinfacht werden, die Produktionseffizienz verbessert wird und die Produktionskosten gesenkt werden.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Anmeldung wird ein Entladungsstrecken-Trägermodul für ein Überspannungsschutzgerät vorgeschlagen, das umfasst: einen Rahmenkörper, wobei der Rahmenkörper einen Hohlraum umfasst, der von isolierenden Wänden umschlossen ist und eine obere Öffnung und eine untere Öffnung aufweist; und eine isolierende Trennplatte, wobei in einem Mittelteil der isolierenden Trennplatte eine Trennplattenöffnung vorgesehen ist, wobei die isolierende Trennplatte an einer Unterseite des Rahmenkörpers angeordnet ist, wobei die Trennplattenöffnung kleiner als die Öffnungen des Hohlraums ist, und wobei die isolierende Trennplatte eine Dicke von 0,1 mm bis 0,3 mm aufweist.
Bei der vorstehend beschriebenen Lösung bezüglich des Entladungsstrecken-Trägermoduls ist als eine optionale Implementierung vorgesehen, dass die Dicke der isolierenden Trennplatte 0,1 mm bis 0,15 mm beträgt.
Bei der vorstehend beschriebenen Lösung bezüglich des Entladungsstrecken-Trägermoduls ist als eine optionale Implementierung vorgesehen, dass der Rahmenkörper und die isolierende Trennplatte eine integrale Struktur darstellen, die einstückig geformt ist.
Bei der vorstehend beschriebenen Lösung bezüglich des Entladungsstrecken-Trägermoduls ist als eine optionale Implementierung vorgesehen, dass der Rahmenkörper und die isolierende Trennplatte geteilte Strukturen darstellen, die separat geformt sind.
Bei der vorstehend beschriebenen Lösung bezüglich des Entladungsstrecken-Trägermoduls ist als eine optionale Implementierung vorgesehen, dass der Rahmenkörper rechteckig, kreisförmig, elliptisch oder vieleckig ist, und dass die isolierenden Wände miteinander verbunden sind.
Bei der vorstehend beschriebenen Lösung bezüglich des Entladungsstrecken-Trägermoduls ist als eine optionale Implementierung vorgesehen, dass am Rahmenkörper eine ineinandergreifende Struktur gebildet ist, die dazu verwendet wird, beim Ausrichten und Stapeln des Entladungsstrecken-Trägermoduls und eines weiteren identischen Entladungsstrecken-Trägermoduls ein Ineinandergreifen zu bilden.
Bei der vorstehend beschriebenen Lösung bezüglich des Entladungsstrecken-Trägermoduls ist als eine optionale Implementierung vorgesehen, dass die ineinandergreifende Struktur eine Lasche, die an einer Außenkante einer Oberseite der isolierenden Wände des Rahmenkörpers gebildet ist, und eine Vertiefung, die an einer Außenseite der isolierenden Wände gebildet ist, umfasst, wobei sich die Position der Vertiefung unterhalb der Lasche befindet, und wobei die Form der Vertiefung zur Aufnahme der Lasche ausgebildet wird.
Bei der vorstehend beschriebenen Lösung bezüglich des Entladungsstrecken-Trägermoduls ist als eine optionale Implementierung vorgesehen, dass die ineinandergreifende Struktur einen ineinandergreifenden elastischen Arm und ein ineinandergreifendes Bajonett umfasst, wobei sich die Position des ineinandergreifenden Bajonetts unterhalb des ineinandergreifenden elastischen Arms befindet, und wobei die Form des ineinandergreifenden Bajonetts zur Aufnahme und Verriegelung des ineinandergreifenden elastischen Arms ausgebildet wird.
Bei der vorstehend beschriebenen Lösung bezüglich des Entladungsstrecken-Trägermoduls ist als eine optionale Implementierung vorgesehen, dass die ineinandergreifende Struktur umfasst: eine Positionierungssäule auf einer Oberseite der isolierenden Wände des Rahmenkörpers und ein passendes Positionierungsloch auf einer Unterseite der isolierenden Wände des Rahmenkörpers; oder ein Positionierungsloch auf der Oberseite der isolierenden Wände des Rahmenkörpers und eine passende Positionierungssäule auf der Unterseite der isolierenden Wände des Rahmenkörpers.
Bei der vorstehend beschriebenen Lösung bezüglich des Entladungsstrecken-Trägermoduls ist als eine optionale Implementierung vorgesehen, dass eine Außenumfangskontur der isolierenden Trennplatte an eine Außenumfangskontur der Unterseite der isolierenden Wände des Rahmenkörpers angepasst ist.
Bei der vorstehend beschriebenen Lösung bezüglich des Entladungsstrecken-Trägermoduls ist als eine optionale Implementierung vorgesehen, dass die Außenumfangskontur der isolierenden Trennplatte an die Außenumfangskontur der Unterseite der isolierenden Wände des Rahmenkörpers angepasst ist, und dass die Vertiefung eine in der isolierenden Trennplatte gebildete Kerbe und eine in einem Außenumfang der Unterseite der isolierenden Wände des Rahmenkörpers gebildete Kerbe umfasst.
Bei der vorstehend beschriebenen Lösung bezüglich des Entladungsstrecken-Trägermoduls ist als eine optionale Implementierung vorgesehen, dass die isolierende Trennplatte aus PTFE oder Keramik besteht, und dass der Rahmenkörper aus einem technischen Kunststoff besteht.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Anmeldung wird ein Überspannungsschutzgerät vorgeschlagen, das umfasst: ein in einem der vorhergehenden Absätze beschriebenes Entladungsstrecken-Trägermodul; und mehrere Elektrodenblätter, die jeweils in einem Hohlraum angeordnet sind, der durch einen Rahmenkörper der einzelnen Entladungsstrecken-Trägermodule begrenzt wird, wobei die mehreren Entladungsstrecken-Trägermodule aufeinander gestapelt sind, wodurch eine Entladungsstrecke zwischen benachbarten der Elektrodenblätter gebildet wird.
Bei der vorstehend beschriebenen Lösung bezüglich des Überspannungsschutzgeräts ist als eine optionale Implementierung vorgesehen, dass das Elektrodenblatt ein Graphitplättchen ist.
Kurzbeschreibung der Figuren
Zum besseren Verständnis des vorliegenden Gebrauchsmusters werden die Zeichnungen aufgezeichnet, die in hierin aufgenommen werden und einen Teil des vorliegenden Gebrauchsmusters darstellen. Die Zeichnungen zeigen die Ausführungsbeispiele des vorliegenden Gebrauchsmusters und erläutern zusammen mit der Beschreibung das Prinzip des vorliegenden Gebrauchsmusters. Es zeigen:

1 zeigt eine Schnittansicht eines Funktionsprinzips einer Graphitspalt-SPD-Vorrichtung, die zum Stand der Technik gehört.
2 zeigt eine schematische Ansicht von mehreren neuen Entladungsstrecken-Trägermodulen gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Anmeldung.
3 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Entladungsstrecken-Trägermoduls aus 2.
4A zeigt eine Unteransicht eines Rahmenkörpers des Entladungsstrecken-Trägermoduls aus 3.
4B zeigt eine Draufsicht auf den Rahmenkörper des Entladungsstrecken-Trägermoduls aus 3.
5 zeigt eine Schnittansicht von zwei Entladungsstrecken-Trägermodulen aus 2 in einem gestapelt montierten Zustand.
6 zeigt eine Darstellung einer sekundären Spritzgussstufe in einem Herstellungsvorgang des Entladungsstrecken-Trägermoduls gemäß einem Ausführungsbeispiel.
7 zeigt ein Flussdiagramm eines Herstellungsvorgangs des Entladungsstrecken-Trägermoduls gemäß einem Ausführungsbeispiel.

Bezugszeichenliste:

100: SPD-Vorrichtung
110: Graphitplättchen
120: Isolierring
130: Hochspannungskondensator
140: Entladungsstrecke
150A, 150B: Metallelektrode
200: Entladungsstrecken-Trägermodul
210: Rahmenkörper
213: Lasche
214: Vertiefung
220: isolierende Trennplatte
225: Trennplattenöffnung
300: Elektrodenblatt
300A, 300B: Graphitplättchen
2201: isolierende Trennplatte-Zone

Ausführliche Ausführungsformen
In der folgenden Beschreibung wird die vorliegende Patentanmeldung anhand verschiedener Ausführungsbeispiele beschrieben. Dem Fachmann sollte es jedoch klar sein, dass die Ausführungsbeispiele ohne eine oder mehrere spezifische Einzelheiten bzw. zusammen mit anderen Substitutionen und/oder zusätzlichen Verfahren, Materialien, oder Komponenten ausgeführt werden können. In anderen Fällen werden die bekannten Strukturen, Materialien, oder Bedienungen nicht gezeigt oder näher beschrieben, um die Verwirrung über die Aspekte der Ausführungsbeispiele der Patentanmeldung zu vermeiden. Aus erläuternden Gründen werden ebenfalls bestimmte Zahlen, Materialien und Konfiguration genannt, um ein umfängliches Verständnis der Ausführungsbeispiele der Patentanmeldung anzubieten. Jedoch kann die Patentanmeldung auch ohne diese ausführlichen Einzelheiten realisiert werden. Es ist zudem zu verstehen, dass die in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele illustrativ sind und nicht maßstäblich dargestellt werden müssen.
Nachstehend werden verschiedene Ausführungsbeispiele und Varianten der vorliegenden Patentanmeldung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.
2 zeigt eine schematische Ansicht von mehreren neuen Entladungsstrecken-Trägermodulen 200 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Anmeldung. 3 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Entladungsstrecken-Trägermoduls 200 aus 2. Sofern hierin nicht anders angegeben, können Begriffe „Entladungsstrecken-Trägermodul“ und „Trägermodul“ im Kontext austauschbar verwendet werden.
Wie in 2 gezeigt, sind insgesamt vier Entladungsstrecken-Trägermodule 200 dargestellt. Dabei ist auf der linken Seite der Figur ein einzelnes Entladungsstrecken-Trägermodul 200 gezeigt, während auf der rechten Seite der Figur drei Entladungsstrecken-Trägermodule 200 mit der gleichen Struktur wie das linke Modul gezeigt sind, die sich in einem gestapelten bzw. montierten Zustand befinden, wobei in jedem der gestapelten Entladungsstrecken-Trägermodule 200 ein Elektrodenblatt 300 montiert ist. Das Elektrodenblatt 300 kann aus einem metallischen Material oder einem nichtmetallischen leitfähigen Material bestehen. Vorzugsweise kann das Elektrodenblatt 300 aus Graphit bestehen. Es versteht sich, dass die auf der rechten Seite von 2 gezeigte gestapelte Struktur, die auf Entladungsstrecken-Trägermodulen 200 basiert, dazu verwendet werden kann, mehrere Elektrodenblätter in einer SPD-Vorrichtung so zu positionieren, dass sie miteinander ausgerichtet und voneinander beabstandet sind, wodurch eine Entladungsstrecke bereitgestellt wird.
In einer möglichen Implementierung der vorliegenden Erfindung können der Rahmenkörper 210 und die isolierende Trennplatte 220 des Trägermoduls 200 eine integrale Struktur darstellen, die einstückig geformt ist; alternativ können sie auch geteilte Strukturen darstellen, die separat geformt sind. Das einstückige Formen hierbei bezieht sich darauf, dass das Trägermodul 200 nicht demontierbar ist. In der in 3 gezeigten Implementierung ist der Rahmenkörper 210 des Trägermoduls 200 als integrales Bauteil dargestellt. Das heißt, in einer bevorzugten Lösung stellen der Rahmenkörper 210 und die isolierende Trennplatte 220 ein integrales Bauteil dar, das einstückig geformt ist. Somit weist das Trägermodul 200 eine integrale Struktur auf.
3 zeigt weitere Details eines einzelnen Entladungsstrecken-Trägermoduls 200. Das Entladungsstrecken-Trägermodul 200 umfasst einen Rahmenkörper 210, wobei der Rahmenkörper 210 einen durch seine isolierenden Wände umschlossenen Hohlraum umfasst, dessen beiden Enden offen sind, und der auch als ein Hohlraum mit einer oberen Öffnung und einer unteren Öffnung verstanden werden kann, wobei an einem Ende des Rahmenkörpers 210 eine isolierende Trennplatte 220 vorgesehen ist. Die isolierende Trennplatte 220 ist an einer Unterseite des Rahmenkörpers 210 angeordnet, wobei der Umfang der isolierenden Trennplatte 220 in Kontakt mit einer unteren Endfläche des Rahmenkörpers 210 steht. Und in einem Mittelteil der isolierenden Trennplatte 220 ist eine Trennplattenöffnung 225 vorgesehen, wobei die Trennplattenöffnung 225 kleiner als die durch den Rahmenkörper 210 gebildete Hohlraumöffnung ist.
Wie in 2 gezeigt, liegt das Elektrodenblatt 300, wenn es im Rahmen 210 angebracht wird, an einer Innenwand des Hohlraums des Rahmenkörpers 210 an, wobei die Dicke des Elektrodenblatts 300 im Wesentlichen identisch mit der Höhe des Hohlraums des Rahmenkörpers 210 ist, so dass eine Oberseite des Elektrodenblatts 300 im Wesentlichen bündig mit einer oberen Endfläche des Rahmenkörpers 210 ist.
Der Rahmenkörper 210 in 3 ist annähernd rechteckig, so dass die isolierenden Wände des Rahmenkörpers 210 vier miteinander verbundene Abschnitte umfassen. Es versteht sich jedoch, dass abhängig von Designanforderungen an das Erscheinungsbild des Überspannungsschutzgeräts die Form des Rahmenkörpers 210 kreisförmig, elliptisch oder vieleckig sein kann, oder dass geeignete Bogenkanten an einer Außenseite des rechteckigen Rahmenkörpers vorgesehen sind.
4A zeigt eine Unteransicht des Rahmenkörpers des Entladungsstrecken-Trägermoduls 200 aus 3; 4B zeigt eine Draufsicht auf den Rahmenkörper des Entladungsstrecken-Trägermoduls 200 aus 3. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann am Rahmenkörper 210 eine ineinandergreifende Struktur gebildet sein, die dazu verwendet wird, beim Ausrichten und Stapeln eines Trägermoduls und eines weiteren identischen Trägermoduls ein Ineinandergreifen zu bilden. Ein Beispiel für diese ineinandergreifende Struktur ist in 4A bis 4B gezeigt, wobei an einer Außenkante einer Oberseite der isolierenden Wände des Rahmenkörpers 210 des Entladungsstrecken-Trägermoduls 200 eine Lasche 213 vorgesehen ist, und wobei an einer Außenseite der isolierenden Wände des Rahmenkörpers 210 eine Vertiefung 214 vorgesehen ist. Die Position der Vertiefung 214 befindet sich unterhalb der Lasche 213, und die Form der Vertiefung 214 wird so ausgebildet, dass sie die Lasche 213 aufnehmen kann. Dadurch wirken im Fall, in dem zwei Entladungsstrecken-Trägermodule 200 zusammengestapelt sind, die Vertiefung eines oberen Trägermoduls und die Lasche eines unteren Trägermoduls zusammen, um eine ineinandergreifende Rolle zu spielen, so dass im Fall, in dem die Trägermodule 200 und das Elektrodenblatt 300 gestapelt sind, die Trägermodule 200 in dieser gestapelten Struktur miteinander verriegelt werden können, wodurch die Funktion einer Vormontage und Vorfixierung erfüllt wird.
Es versteht sich, dass eine Außenumfangskontur der isolierenden Trennplatte 220 so ausgebildet werden kann, dass sie an eine Außenumfangskontur der Unterseite der isolierenden Wände des Rahmenkörpers 210 angepasst ist. Weiter versteht es sich, dass im Fall, in dem die Vertiefung 214 in der ineinandergreifenden Struktur enthalten ist, diese Vertiefung eine in der isolierenden Trennplatte 220 gebildete Kerbe und eine in einem Außenumfang der Unterseite der isolierenden Wände des Rahmenkörpers 210 gebildete Kerbe umfasst.
Es versteht sich, dass die Lasche 213 und die Vertiefung 214 nur ein Beispiel für die ineinandergreifende Struktur des Trägermoduls 200 darstellen. Weitere verschiedene ineinandergreifende Strukturen bzw. Positionierungsstrukturen, die auf dem vorliegenden Gebiet bekannt sind, können verwendet werden. Beispielsweise kann eine schnelle Montagestruktur verwendet werden, die durch einen ineinandergreifenden elastischen Arm und ein passendes ineinandergreifendes Bajonett realisiert wird, wobei sich die Position des ineinandergreifenden Bajonetts unterhalb des ineinandergreifenden elastischen Arms befindet, und wobei die Form des ineinandergreifenden Bajonetts zur Aufnahme und Verriegelung des ineinandergreifenden elastischen Arms ausgebildet wird.
Die oben genannten ineinandergreifenden Strukturen sind sowohl auf das Trägermodul 200 mit integraler Struktur als auch auf das Trägermodul 200 mit geteilter Struktur anwendbar.
Wenn noch beispielsweise das Trägermodul 200 eine geteilte Struktur darstellt, kann auch eine Positionierungsstruktur mit Positionierungssäulen und Positionierungslöchern verwendet werden, bei der sich eine Positionierungssäule auf einer Oberseite der isolierenden Wände des Rahmenkörpers befindet und sich ein passendes Positionierungsloch auf einer Unterseite der isolierenden Wände des Rahmenkörpers befindet, oder bei der sich ein Positionierungsloch auf der Oberseite der isolierenden Wände des Rahmenkörpers befindet und sich eine passende Positionierungssäule auf der Unterseite der isolierenden Wände des Rahmenkörpers befindet.
5 zeigt eine Schnittansicht von zwei Entladungsstrecken-Trägermodulen 200A und 200B aus 2 in einem gestapelt montierten Zustand. Dabei umfasst ein oberes Trägermodul 200A einen Rahmenkörper 210A und eine isolierende Trennplatte 220A und nimmt ein Graphitplättchen 300A auf, während ein unteres Trägermodul 200B einen Rahmenkörper 210B und eine isolierende Trennplatte 220B umfasst und ein Graphitplättchen 300B aufnimmt. Wenn die beiden Trägermodule zusammengestapelt werden, bilden eine Lasche des Trägermoduls 200B und eine Vertiefung des Trägermoduls 200A ein Ineinandergreifen, was das Ausrichten und das Positionieren des Graphitplättchens erleichtert. In Ausführungsbeispielen der vorliegenden Anmeldung kann die isolierende Trennplatte 220 mit einer Dicke von 0,1 mm bis 0,3 mm, bevorzugter von 0,1 mm bis 0,15 mm, hergestellt werden. Eine solche Entladungsstrecken-Trägerstruktur, wie vorstehend beschrieben, ist dünner und kann ermöglichen, dass mehr Schichten gestapelt werden, die Freilauffähigkeit bei der Netzfrequenz verbessert wird und die Auslösespannung reduziert wird.
Dies unterscheidet das Trägermodul 200 von dem isolierenden Montageelement, das in dem im Stand der Technik erwähnten Patent CN 114301026 A erwähnt wird. Durch das Verwenden eines sekundären Batch-Formprozesses kann die Dicke der isolierenden Trennplatte verringert werden und die Anzahl der gestapelten Schichten erhöht werden, wobei die Formzeit eines einzelnen Stücks verkürzt und die Ausbeute verbessert werden kann, wodurch die Kosten erheblich gesenkt sind und gleichzeitig eine großtechnische mechanisierte Produktion erreicht werden kann.
Im Kontext der vorliegenden Anmeldung soll mit einer „integralen Struktur“ gemeint sein, dass der Rahmenkörper 210 und die isolierende Trennplatte 220 durch zwei Formprozesse erhalten sind. Das Material des Rahmenkörpers 210 und das der isolierenden Trennplatte 220 können gleich oder unterschiedlich sein. Wenn die beiden Materialien unterschiedlich sind, besteht beispielsweise die isolierende Trennplatte 220 aus PTFE, Keramik oder einem anderen technischen Kunststoff mit hoher Temperaturbeständigkeit und der Rahmenkörper 210 aus einem technischen Kunststoff, wie PA, PBT, LCP und weiteren Materialien mit hoher Temperaturbeständigkeit und ausgezeichneten elektrischen Eigenschaften.
Im Kontext der vorliegenden Anmeldung soll mit einer „geteilten Struktur“ gemeint sein, dass der Rahmenkörper 210 und die isolierende Trennplatte 220 durch separates Formen gewonnen sind.
Ein Herstellungsprozess des Trägermoduls, der zwei Formprozesse umfasst, wird in Verbindung mit der Struktur von 6 und dem Flussdiagramm von 7 weiter beschrieben.
Wie in 6 gezeigt, kann ein erster Formprozess zum Bilden eines Arrays von isolierenden Trennplatten verwendet werden (Schritt 710 von 7), wobei das Array von isolierenden Trennplatten mehrere isolierende Trennplatte-Zonen 2201 umfasst, wobei in dem Mittelteil jeder isolierenden Trennplatte-Zone eine Öffnungsstruktur (wie die in 3 gezeigte Öffnung 225) ausgebildet ist. Das Material für das Array von isolierenden Trennplatten kann ein technischer Kunststoff, wie PTFE, sein. Beispielsweise und nicht einschränkend kann der erste Formprozess ein Spritzgussprozess sein.
Dann kann durch einen zweiten Formprozess die Struktur des Rahmenkörpers 210 auf jeder isolierenden Trennplatte-Zone 2201 gebildet werden (Schritt 720 von 7). Der zweite Formprozess kann ein Overmolding-Spritzgussprozess sein. Bei einem sekundären Spritzgießen kann eine Isolationsstruktur zur Korrektur der Position verwendet werden, um sicherzustellen, dass jeder Rahmenkörper in der richtigen Position spritzgegossen wird.
Nachdem die Rahmenkörper 210 als Massengut gebildet wurden, kann das gesamte Array von isolierenden Trennplatten individuell vereinzelt werden, so dass die einzelnen Trägermodule 200 gewonnen sind (Schritt 730 in 7).
Da das Trägermodul eine integrale Struktur annimmt und die Formprozesse für verschiedene Bauteile separat durchgeführt sind, werden die für den Spritzgussschritt erforderlichen Formmaterialien, die Anordnung der Angüsse, die Auswahl des fließfähigen Materials sowie die Druck- und Geschwindigkeitssteuerung vereinfacht, wodurch ein Serienspritzgießen zu angemessenen Herstellungskosten erfolgt und die Formzeit sowie der Schwierigkeitsgrad eines einzelnen Stücks erheblich reduziert werden.
Die vorliegende Anmeldung verwendet auch spezifische Wörter, um die Ausführungsbeispiele der Anmeldung zu beschreiben. Die Ausdrücke „eine Ausführungsform“, „ein Ausführungsbeispiel“ und/oder „einige Ausführungsbeispiele“ stehen für ein Merkmal, eine Struktur oder eine Besonderheit, das/die mindestens einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Anmeldung zugeordnet ist. Deswegen sollte es betont und angemerkt werden, dass „eine Ausführungsform“, „ein Ausführungsbeispiel“ und/oder „ein alternatives Ausführungsbeispiele“, das bzw. die in unterschiedlichen Absätzen der Beschreibung erwähnt ist bzw. sind, nicht zwangsläufig dieselbe Ausführungsform bzw. dasselbe Ausführungsbeispiel betrifft. Darüber hinaus können einige der Merkmale, Strukturen oder Besonderheiten eines oder mehrerer Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung auf geeignete Weise miteinander kombiniert werden.
Wie im Kontext der vorliegenden Anmeldung gezeigt, müssen sich die Begriffe „ein/eine/eines/einer“ und/oder „der/das/die“ nicht unbedingt auf die singuläre Form beziehen, sondern können sie auch die plurale Form enthalten, wenn im Kontext nicht deutlich anders angegeben. Allgemein umfassen die Begriffe „umfassen“ und „enthalten“ lediglich die deutlich angegebenen Schritte und Elemente, welche keine exklusive Auflistung darstellen, so dass das Verfahren oder die Einrichtung auch einen weiteren Schritt oder ein weiteres Element aufweisen kann.
Analogisch sei darauf hingewiesen, dass in der vorstehenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung verschiedene Merkmale manchmal in einem Ausführungsbeispiel, einer Figur oder Beschreibungen dazu eingeordnet werden, um die Beschreibung der Offenbarung der vorliegenden Anmeldung zu vereinfachen und das Verständnis einer oder mehrerer Ausführungsbeispiele des Gebrauchsmusters zu erleichtern. Diese Offenbarung bedeutet jedoch nicht, dass die Merkmale des Gegenstands der vorliegenden Anmeldung mehr sind als die in den Ansprüchen genannten. Eigentlich sind die Merkmale der Ausführungsbeispiele weniger als alle Merkmale eines der oben offenbarten einzelnen Ausführungsbeispiele.
Oben wurden die grundlegenden Konzepte beschrieben. Selbstverständlich dient die obige Offenbarung dem Fachmann nur als Beispiel, ohne die Anmeldung zu beschränken. Obwohl es nicht deutlich angegeben wurde, kann ein Fachmann verschiedene Modifikationen, Verbesserungen und Änderungen an der Anmeldung vornehmen. Diese Modifikationen, Verbesserungen und Änderungen sind in der Anmeldung hingewiesen, so dass sie noch im Geist und Umfang der Ausführungsbeispiele der Anmeldung enthalten sein sollen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

CN 114301026 A [0006, 0037]

Claims

Entladungsstrecken-Trägermodul für ein Überspannungsschutzgerät, umfassend: einen Rahmenkörper (210), wobei der Rahmenkörper (210) einen Hohlraum umfasst, der von isolierenden Wänden umschlossen ist und eine obere Öffnung und eine untere Öffnung aufweist; und eine isolierende Trennplatte (220), wobei in einem Mittelteil der isolierenden Trennplatte (220) eine Trennplattenöffnung (225) vorgesehen ist, wobei die isolierende Trennplatte (220) an einer Unterseite des Rahmenkörpers (210) angeordnet ist, wobei die Trennplattenöffnung (225) kleiner als die Öffnungen des Hohlraums ist, und wobei die isolierende Trennplatte (220) eine Dicke von 0,1 mm bis 0,3 mm aufweist.
Entladungsstrecken-Trägermodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der isolierenden Trennplatte (220) 0,1 mm bis 0,15 mm beträgt.
Entladungsstrecken-Trägermodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmenkörper (210) und die isolierende Trennplatte (220) eine integrale Struktur darstellen, die einstückig geformt ist.
Entladungsstrecken-Trägermodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmenkörper (210) und die isolierende Trennplatte (220) geteilte Strukturen darstellen, die separat geformt sind.
Entladungsstrecken-Trägermodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmenkörper (210) rechteckig, kreisförmig, elliptisch oder vieleckig ist, und dass dieisolierenden Wände miteinander verbunden sind.
Entladungsstrecken-Trägermodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Rahmenkörper (210) eine ineinandergreifende Struktur gebildet ist, die dazu verwendet wird, beim Ausrichten und Stapeln des Entladungsstrecken-Trägermoduls und eines weiteren identischen Entladungsstrecken-Trägermoduls ein Ineinandergreifen zu bilden.
Entladungsstrecken-Trägermodul nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die ineinandergreifende Struktur eine Lasche (213), die an einer Außenkante einer Oberseite der isolierenden Wände des Rahmenkörpers (210) gebildet ist, und eine Vertiefung (214), die an einer Außenseite der isolierenden Wände gebildet ist, umfasst, wobei sich die Position der Vertiefung (214) unterhalb der Lasche (213) befindet, und wobei die Form der Vertiefung (214) zur Aufnahme der Lasche (213) ausgebildet wird.
Entladungsstrecken-Trägermodul nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die ineinandergreifende Struktur einen ineinandergreifenden elastischen Arm und ein ineinandergreifendes Bajonett umfasst, wobei sich die Position des ineinandergreifenden Bajonetts unterhalb des ineinandergreifenden elastischen Arms befindet, und wobei die Form des ineinandergreifenden Bajonetts zur Aufnahme und Verriegelung des ineinandergreifenden elastischen Arms ausgebildet wird.
Entladungsstrecken-Trägermodul nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die ineinandergreifende Struktur umfasst: eine Positionierungssäule auf einer Oberseite der isolierenden Wände des Rahmenkörpers und ein passendes Positionierungsloch auf einer Unterseite der isolierenden Wände des Rahmenkörpers; oder ein Positionierungsloch auf der Oberseite der isolierenden Wände des Rahmenkörpers und eine passende Positionierungssäule auf der Unterseite der isolierenden Wände des Rahmenkörpers.
Entladungsstrecken-Trägermodul nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Außenumfangskontur der isolierenden Trennplatte (220) an eine Außenumfangskontur der Unterseite der isolierenden Wände des Rahmenkörpers (210) angepasst ist.
Entladungsstrecken-Trägermodul nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenumfangskontur der isolierenden Trennplatte (220) an die Außenumfangskontur der Unterseite der isolierenden Wände des Rahmenkörpers (210) angepasst ist, und dass die Vertiefung (214) eine in der isolierenden Trennplatte (220) gebildete Kerbe und eine in einem Außenumfang der Unterseite der isolierenden Wände des Rahmenkörpers (210) gebildete Kerbe umfasst.
Entladungsstrecken-Trägermodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die isolierende Trennplatte (220) aus PTFE oder Keramik besteht, und dass der Rahmenkörper aus einem technischen Kunststoff besteht.
Überspannungsschutzgerät, umfassend: mehrere Entladungsstrecken-Trägermodule nach einem der Ansprüche 1 bis 12; und mehrere Elektrodenblätter, die jeweils in einem Hohlraum angeordnet sind, der durch einen Rahmenkörper der einzelnen Entladungsstrecken-Trägermodule begrenzt wird, wobei die mehreren Entladungsstrecken-Trägermodule aufeinander gestapelt sind, wodurch eine Entladungsstrecke zwischen benachbarten der Elektrodenblätter gebildet wird.
Überspannungsschutzgerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektrodenblatt ein Graphitplättchen ist.