DE3146787C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Überspannungsab­ leiter nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein derartiger Überspannungsableiter ist aus der DE-OS 29 11 110 bekannt.

Die US-PS 40 34 326 zeigt einen Überspannungsableiter, bei dem ein Lotstückchen auf einer der Elektroden ange­ ordnet ist, welches einen federnden Kontaktstreifen in der Nähe von dessen Befestigungspunkt in Position hält und so den Kurzschlußkontakt geöffnet hält, bis durch eine Erwärmung das Lot schmilzt. Die FR-OS 22 71 660 zeigt einen Überspannungsableiter, welcher unmittelbar mit den Elektroden verbundene Lötstückchen aufweist, die bei einer Überhitzung der Elektroden schmelzen und den Entladungsspalt überbrücken.

Die Aufgabe, die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, besteht darin, auch bei relativ kleinen Überspannungsab­ leitern ein ausreichend verzögertes Schließen der Kurz­ schlußstrecke zu ermöglichen und gleichzeitig hohe Kurz­ schlußströme schalten zu können.

Beim Stand der Technik erfolgt die Erwärmung im Überla­ stungsfall insbesondere bei kleinen Ausführungen von Überspannungsableitern so schnell, daß die Leistungsfähig­ keit der Überspannungsableiter nicht voll ausgenutzt wer­ den kann.

Die Aufgabe wird bei einem Überspannungsableiter der eingangs beschriebenen Art durch die Merkmale des Kenn­ zeichens von Anspruch 1 gelöst.

Die in der DE-OS 29 11 110 angegebene Ausführungsform bedingt, daß das Lotstückchen einerseits am Träger und andererseits am Gehäuse des Überspannungsableiters anliegt. Das Lotstückchen wird also von zwei Seiten erwärmt. Dasselbe gilt auch für die US-PS 40 34 326. Die französische Patentschrift 22 71 660 zeigt zwar das Herstellen des Kurzschlusses durch schmelzendes Lot, ihr Vorschlag weist aber praktisch keine Verzögerungszeit zwi­ schen der Überlastung und dem Schmelzen des Lotes auf.

Gegenüber diesem Stand der Technik zeigt die vorliegende Erfin­ dung den Vorteil, daß die Wärmezufuhr zum Lotstückchen nur über den Träger erfolgt. Dieser Träger kann durch seine Abmessungen und durch das gewählte Trägermaterial dem Einsatzfall weitge­ hend angepaßt werden, auch beim Einsatz in Überspannungsablei­ tern mit sehr kleinen Abmessungen.

Im Fall von Elektroden aus gestanztem Blech ist es vorteilhaft, wenn der Metallträger mit einer Elektrode einstückig verbunden ist. Er kann gleichzeitig mit der Elektrode gestanzt und ge­ prägt werden.

Sofern der Träger aus einfachem Metall besteht, wird der Träger im Einsatz über dem Körper des Überspannungsableiters so ange­ ordnet, daß das Lot durch die Schwerkraft auf die Kontaktfläche gezogen wird. Ein Einbau des Überspannungsableiters in beliebi­ ger Lage ist jedoch möglich, wenn der Trägr aus Bimetall be­ steht. Träger aus Bimetall stellen auch bei einer Ausführungs­ form von Ableitern nach der DE-OS 29 11 110 den Kontakt her. Doch in der vorliegenden Erfindung wird die Wärmeleitung durch den Träger hindurch doppelt ausgenutzt. Der Bimetallstreifen stellt die Verbindung zur Kontaktfläche her und das Lot fi­ xiert nach seinem Erweichen den Kurzschluß beim Erkalten. Dabei reicht die Kohäsion des Lotes so weit, daß sich der Bimetall­ streifen zumindest teilweise beim Erkalten wieder vom Überspan­ nungsableiter entfernen kann, ohne daß die elektrisch leitende Verbindung unterbrochen wird.

Insbesondere bei sehr kleinen Ausführungsformen und kur­ zen gewünschten Verzögerungszeiten ist es vorteilhaft, wenn der Metallträger aus dem Lotmetall besteht und mit dem Lotstückchen einstückig verbunden ist. In diesem Fall ist das Lotstückchen zweckmäßig mit einem größeren Querschnitt versehen, als der Träger, um die beim Schlie­ ßen des Kurzschlusses entstehende Wärme aufzufangen, ohne daß das Lotstückchen vollständig schmilzt. Die Verformung, die zum Kurzschluß führt, besteht in die­ sem Fall in einer Verbiegung des Trägers.

Vorteilhaft dient der Rand der Gegenelektrode als Kon­ taktfläche. Sofern erwünscht, kann jedoch mit dem Rand der Gegenelektrode auch ein Kontaktbügel verbunden sein, wodurch der Kontaktierungsvorgang im Kurzschlußfall vom Überspannungsableiter räumlich entfernt abläuft.

Die Erfindung wird nun anhand von drei Figuren näher er­ läutert. Die Figuren zeigen verschiedene Beispiele von erfindungsgemäßen Kontaktierungen.

Ein Überspannungsableiter 1 weist einander gegenüberlie­ gende Elektroden 2 und 3 auf. Gemäß Fig. 1 ist mit der Elektrode 3 ein Metallträger 4 mechanisch fest und elek­ trisch leitend verbunden. An dem Metallträger 4 ist ein Weichlotstückchen 5 befestigt. Dem Weichlotstückchen 5 liegt eine Kontaktfläche 6 gegenüber, welche mit der Ge­ genelektrode 2 elektrisch leitend verbunden ist. Nach Überlastung des Überspannungsableiters erweicht das Lot­ stückchen 5 und wird zum deformierten Lotstückchen 7. Dieses deformierte Lotstückchen 7 stellt den Kurzschluß mit der Kontaktfläche 6 her. Der Metallträger 4 kann vor­ teilhaft aus einem Bimetallstreifen bestehen. In diesem Fall kann der Überspannungsableiter in beliebiger Lage montiert werden. Der Kontakt wird durch die Verbiegung des Bimetallstreifens hergestellt. Beim Erkalten wird der Kurzschluß durch das Lotstückchen 5 fixiert. Sofern das Bimetall beim Erkalten zurückfedert, bevor das Lotstück­ chen 5 fest wird, ergibt sich wiederum ein deformiertes Lot­ stückchen 7, der Kontakt reißt dabei infolge der Kohä­ sion des Metalls nicht mehr ab.

Gemäß Fig. 2 ist mit der Elektrode 2 ein Träger 4 ein­ stückig verbunden. Mit der Gegenelektrode 3 ist ein Kon­ taktstreifen 8 einstückig verbunden. Das Lotstückchen 5 liegt dem Kontaktstreifen 8 gegenüber und stellt im Über­ lastungsfall zu diesem Kontaktstreifen 8 den Kurzschluß her.

Gemäß Fig. 3 ist auf einer Kontaktfläche 3 ein Träger 4 aus dem Lotmetall befestigt. Der Träger 4 geht in das Kontaktstückchen 5 über. Dieses liegt unmittelbar der Gegenelektrode 2 gegenüber. Im Falle der Überlastung biegt sich der Träger 4 in seinem gekrümmten Teil, bevor ein Schmelzen eintreten kann. Das Lotstückchen 5 stellt den Kurzschluß her und erfährt dabei eine derarti­ ge Erwärmung im Kontaktbereich, daß es lokal schmilzt und eine Lötverbindung zur Elektrode 2 entsteht. Diese Ausführungsform ist insbesondere für ein relativ schnel­ les Abschalten geeignet, da ein relativ großer Wärmefluß möglich ist und die Verformung bereits in der Nähe der Elektrode stattfindet. Der Querschnitt des Kontaktstück­ chens 5 wird so gewählt, daß die einzuschaltenden Kurz­ schlußströme kein vollständiges Schmelzen des Kontakt­ stückchens bewirken können.

Als Lot ist in vielen Fällen ein Weichlot zweckmäßig, es können aber bei entsprechender Ausführung des Überspan­ nungsableiters auch höherschmelzende Lotarten zum Einsatz kommen.

Claims (6)

1. Überspannungsableiter mit äußerer Kurzschlußstrecke, bei dem bei Überlastung ein äußerer Kurzschluß durch die Verformung eines Lotstückchens ausgelöst wird, bei dem der äußere Kurzschluß gegenüber dem Beginn der Überla­ stung über eine Wärmeleitungsstrecke verzögert ausgelöst wird und bei dem das Lotstückchen von einem Metallträger gehalten wird, welcher sich entlang der Außenwand des Überspannungsableiters erstreckt und mit einer Elektrode des Überspannungsableiters elektrisch leitend verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Lotstückchen (5) benachbart zu einer mit der Gegen­ elektrode (2) verbundenen Kontaktfläche (6) angeordnet ist, daß das Lotstückchen (5) mit dem Metallträger (4) mechanisch fest verbunden ist und daß das Lotstückchen (5) im Betriebszustand kein weiteres Teil des Überspan­ nungsableiters berührt.

2. Überspannungsableiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallträger (4) mit einer Elektrode einstückig verbunden ist.

3. Überspannungsableiter nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Me­ tallträger (4) aus Bimetall besteht.

4. Überspannungsableiter nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Me­ tallträger (4) aus dem Lotmetall besteht und mit dem Lot­ stückchen (5) einstückig verbunden ist (Fig. 3).

5. Überspannungsableiter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Kontaktfläche der Rand der Gegenelektrode (2) dient.

6. Überspannungsableiter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Kontaktfläche ein Kontaktstreifen (8) dient, der mit der Gegenelektrode (2) einstückig verbunden ist (Fig. 2).