DE3226569C2

DE3226569C2 - Anordnung von Funkenstrecken

Info

Publication number: DE3226569C2
Application number: DE19823226569
Authority: DE
Inventors: Peter Dr.-Ing. Hasse; Raimund 8430 Neumarkt König; Johannes Prof. Dr.-Ing. 8031 Puchheim Wiesinger
Original assignee: Dehn and Soehne GmbH and Co KG
Current assignee: Dehn SE and Co KG
Priority date: 1981-01-17
Filing date: 1982-07-16
Publication date: 1986-06-26
Also published as: DE3226569A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung von Funkenstrecken gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Eine derartige Anordnung ist Gegenstand des zugehörigen Hauptpatentes 31 01 354.

Ausgehend von dieser Anordnung besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eins solci.c Anordnung konstruktiv und funktionell zu verbessern, sowie ihr weitere Anwendungsmöglichkeiten zu erschließen.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen zunächst die Merkmale des Kennzeichens des Anspruches 1. Hierdurch kann man eine relativ große Anzahl von Funkenstrecken auf einer Platte und damit auf einer verhältnismäßig kleinen Fläche zusammenfassen. Dies ermöglicht zum Beispiel den nachstehend noch näher zu erläuternden Zusammenbau mit einer Leiterplatte, oder die ebenfalls noch zu beschreibende Kombination mit »Steckerkabel« und »Buchsenkabel«.

Die Merkmale des Anspruches 2 dienen der konstrukiiven Vereinfachung der Isolierschicht.

Die Merkmale der Ansprüche 3 und 4 beinhalten die beiden prinzipiellen Möglichkeiten der Durchführung und der Überführung von Leitern.

Bei einer möglichst raumsparenden Zusammenfassung mehrerer Funkenstrecken auf einer Platte besteht die Gefahr, daß beim GleitüborSchlag sich loslösende Partikel der Elektroden, der Erdplatte und des Isolierstoffes einen Niederschlag (Bedampfung) bilden, der bis in den Bereich der benachbarten Funkenstrecke sich erstreckt. Hierdurch könnte sich u. U. eine durchgehende leitfähige Bedampfung zwischen den einzelnen Funkenstrecken ergeben. Um dagegen eine Bedampfungssperre zu bilden, sind die Merkmale des Anspruches 5 vorgesehen. Stattdessen, oder bevorzugt in Kombination damit dienen diesem Ziel ferner die Merkmale des Anspruches 6. Mit den Merkmalen des Anspruches 7

wird ein unkontrolliertes Ausblasen der Gleitüberschläge nach oben verhindert. Stattdessen sind definierte Ausblasöffnungen geschaffen.

Die Merkmale des Anspruches 8 betreffen die Kombination einer Anordnung nach der Erfindung mit einer Leiterplatte. Dies ist ferner ein prägnantes Ausführungsbeispiel für eine Oberführung gemäß Anspruch 4, indem die Anschlußleitungen immer nur auf einer Seite der Anordnung, nämlich an den Kontaktstiften angebracht sind.

Dagegen beinhaltet der Anspruch 11 eine Durchführung, wobei die Merkmale des Anspruches 14 ein signifikantes Beispiel hierfür, nämlich in Form daran anschließbare Kabelsteckerund Kabelbuchsen, beinhaltet sen diese als Ableitung 9. Dies ist hier nur schematised, dargestellt, während die nachfolgenden Ausführui;gsbeispiele darauf detaillierter eingehen. Im Ausführungsbeispiel der F i g. 3 sind mit den Teilen der Fig. 1, 2 identische Teile gleich beziffert. Nur sind die Anschlüsse hier nicht durch die Plattenanordnung hindurchgeführt, sondern bilden eine sogenannte Überführung mit dem Eingang 10 und dem Ausgang 11. Auch hier besteht eine konzentrische Anordnung der Außenelektrode 4 der kreisringförmigen Isolierschichten 3 und der Innenelektrode 1 zueinander, wobei aber die Außenkonturen der Platten 2,4 ebenfalls nicht an die konzentrische Form gebunden sind. Der Vorteil einer Ausführungsform nach F i g. 3 liegt darin, daß sie sehr

Dagegen betreffen die Merkmale des Anspruches 15 15 flach gebaut werden kann und damit in der Vertikalen

wieder eine Ausführungsmöglichkeit einer Überführung der Anschlußleitungen.

Die Merkmale des Anspruches 17 sind besonders bei einer Funkenstreckenanordnung gemäß den vorhergegen Durchbrüchen 14 sich die Innenelektroden 15 befinden. Die Isolierplatte 2' ist zu kreisringförmigen Isolierschichten in Form von Buchsen 16 ausgeformt, in die Innenelektroden 15 eingepreßt sind. Um die Buchsen 16 ist die Erdplatte 13 gepreßt. Der den Durchbrach 14 aufweisende Teil der Erdplatte 13 ist soweit versenkt ausgebildet, daß sich die Luftgleitüberschlhgstellc 17 innerhalb dieser Versenkung 14' bildet. Mit dieser Be-

sehr wenig Platz einnimmt. Sie kann z. B. zum Überspannungsschutz elektronischer Bauteile auf eine entsprechende Karte aufgesteckt und als sogenannter Einschub, bzw. in einen Schlitz oder dergleichen einzuschie-

henden Ansprüchen in einer konstruktiv sehr einfachen 20 bender Teil verwendet werden. Ausführung zu verwirklichen. Es ist aber auch denkbar In beiden vorgenannten Beispielen si^.d die Platten 4

und von Vorteil, wenn nur eine einzige Gleitüüerschlag- zugleich die gemeinsame Erdsammelschiene, wobei die Funkenstrecke entsprechend eingehaust und das Ge- Isolierschichten (Bunde) 3 mit Innenelektrode 1 sich in häuse mit einer solchen Gasfüllung oder Luftunter- entsprechenden kreisförmigen Durchbrüchen 12 der jedruckfüllung versehen wird. Auch hierbei sind die später 25 weiligen Platte 4 befinden.

noch zu erläuternden Vorteile dieses Erfindungsgedan- Das Ausführungsbeispiel der F i g. 4 zeigt im Prinzip

kens gegeben. das System der Überführung gemäß F i g. 3, wobei aber

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sind zwei sich ergänzende Bedampfungssperren vorgesehen den übrigen Unteransprüchen zu entnehmen. Nachfol- sind. Zugleich ist die Kombination mit einer Leiterplatte gend beschriebene und in der Zeichnung dargestellte 30 dargestellt Eine aus Isolierstoff bestehende Platte 2' Ausführungsbeispiele zeigen näher Aufbau und Funk- trägt die Erdplatte 13, in deren jeweils kreisringförmition derartiger Anordnungen. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem Schnitt gemäß der Linie H-II in F i g. 2, F i g. 2 die zu F i g. 1 gehörende Draufsicht, F i g. 3 ein weiteres A.üsführungsbeäsjjie! der Erfändung,

F i g. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung im Schnitt und in Teildarstellung,

F i g. 5 unvi 6 ebenfalls im Schnitt und Teildarstellung 40 dampfungssperre kann eine weitere Bedampfungssperein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung, re i.i Form einer gitterförmigen Lochplatte, bzw. Lösch

gitter 18 aus isolierendem Werkstoff kombiniert sein. Sie besitzt Löcher 19 mit einem solchen Durchmesser, daß jeweils der Raum oberhalb der konzentrischen Gleitüberschlagstelle 17 abgedeckt wird. Sie umgeben also die Innenelektroden mit den Luftgleitüberschlagstellen und den darüber befindlichen Raum als Bedampfungssperren.

Beide Bedampfungssperren verhindern einen Übertritt von Partikelchen zu den benachbarten Funkenstrecken hin. Es könnte aber jede dieser Bedampfungssperren auch für sich eingesetzt werden und zwar nicht n'ir b'ji iüesem Ausführungsbeispiel einer Überführung, sondern auch bei den anderen Ausführungsbeispielen.

4 bildet zugleich die gemeinsame Außenelektrode für 55 Grundsätzlich gilt überhaupt, daß bei einem dar Ausfühdie Innenelektrode 1 und ist davon durch die Isolier- rungsbeispiele vorgesehene Merkmale auch bei einem schichten 3 isoliert. Damit ist der zur Gleitüberschlag- der anderen Ausführungsbeispiele vorgesehen sein könstelle 6 gehörende Teil der Außenelektrode zur entspre- nen und umgekehrt. Oberhalb der Gleitüberschlagstelchenden Isolierschicht 3 und zur zugehörigen Innen- len bzw. der Lochplatte 18 kann ein Prallblech 20 mit elektrode 1 konzentrisch, so daß auch die Gleitüber- 60 Ausblasöffnungen 21 für die beim Gleitüberschlag entschlagstelle 6 konzentrisch verläuft. Der Umriß der stehenden Gase vorgesehen sein. Die Lochplatte 18 Platten 2, 4 kann z. B. gemäß den Ziffern 7 rechteckig kann von einem Gehäuserand 18' getragen sein, der sein. Die Außenform der Platte muß also nicht auch ' ' ·■ - - ■

konzentrisch sein, sondern kann eine demgegenüber an-

F i g. 7 eine zum Beispiel der F i g. 5 und 6 gehörende Ausführungsmöglichkeit als Durchführung,

F i g. 8 eine zum Beispiel der F i g. 5 und 6 gehörende Ausführungsmöglichkeit als Überführung,

F i g. 9 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 zeigt eine Funkenstreckenanordnung bestehend aus einer Anzahl Innenelektroden I₁ einer gemeinsamen Isolierplatte 2 mit kreisförmigen Isolierschichten (Bunden) 3 und einer Erdplatte 4, die an Erde 5 angeschlossen ist. Die kreisförmigen Isolierschichten (Bunde) 3 durchsetzen kreisförmige Durchbrüche 12 der Erdplatte 4. Die Erdplatte

dere Formgebung aufweisen.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1, 2 werden die die Netzspannung führenden Zuleitungen 8 durch die Funkenstrecke hindurchgeführt (Durchführung) und verlasunterseitig die Erdplatte 13 und oberseitig das Prallblech 20 hält.

Die Innenelektroden 15 sind entweder zu Kontaktstiften verlängert, oder aber mit gesondert hergestellten und zu ihnen gleichachsigen Kontaktstiften 22 elektrisch verbunden, die sich im wesentlichen in AussDa-

rungen 23 der gemeinsamen Isolierplatte 2' befinden und dort mit einem Bund 24 abstützen. Die über die Isolierplatte 2' nach außen vorragenden Kontaktstifte sind durch öffnungen einer Leiterplatte 25 hindurchgeführt, sowie mit diesen elektrisch verbunden, z. B. verlötet. Die Zuleitungen 26 bzw. Ableitungen 27 bilden Überführungen. Es ist eine sehr kompakte Platinenanordnung mit einem blitzstromtragfähigen Funkenstrekkenschutz geschaffen.

F i g. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einer Durchführung. Die Erdplatte 28 ist über Schrauben 30 mit einem ebenfalls aus leitendem Material bestehenden Gehäuse 31 verbunden. Dieses trägt eine erste Isolierplatte 32 und eine zweite ebenfalls aus Isolierstoff bestehende Platte 33. Die Isolierplatte 32 besitzt kreisringförmige Isolierschichten (Isolierbüchsen) 34, welche den Isolierschichten (Bunden) 3 des Ausführungsbeispieles der Fig. 1, 2 entsprechen. Die Innenelektroden OC ,;_WJ .,,, ,Ja.* lr/vl!A-Ui"i«t.i-An OA fr* Λ Ann A'tnr^n ιιηιπ» JJ JII IU £.U (Jt I I IJUIItI L/UtI IJtII J-T UIIU \Jtll VJItJt Ulllghr benden kreisförmigen Durchbrüchen 36 der Erdplatte 28 jeweils konzentrisch, wodurch auch hier sich konzentrische Gleitüberschlagstellen bilden. Es versteht sich, daß auf der Erdplatte 28 eine Vielzahl solcher Durchbrüche 36 vorgesehen sind. Dies gilt, wie bereits erwähnt, auch für die übrigen Ausführungsbeispiele.

Auch hier kann eine Lochplatte 18 in Form eines Löschgitters vorgesehen sein. Ein Prallblech ist hier nicht notwendig, da die Gase durch die ringzylindrischen öffnungen 37 der Platte 18 in den Raum 38 entweichen.

Die Innenelektrode 35 umgibt einen Stecker 39, der aus der ersten Platte 32 nach außen vorragt und sich mit Hilfe einer Feder 40 in einer Aussparung 41 dieser Platte halten kann. Das Ende 42 dieses Stiftes ist elektrisch mit einem Teil 43 einer Buchse 44 verbunden, wobei die Teile 39,42, 43 und 44 gleichachsig sind. Jede der Buchsen 44 befinde· sich in einer der Aussparungen 45 der zweiten Isolierstoffplatte 33. In die Buchse 44 sind entsprechende Anschlüsse steckbar. Auch die Buchsen 44 sind durch Federn 46 oder entsprechende Bunde in den Aussparungen 45 haltbar. Der Stecker 39 mit Feder 40 wird von oben nach unten durch die Platte 32 hindurchgesteckt, bis sich die Feder in der Aussparung 41 befindet, von selbst auseinander spreizt und den Stecker dort festhält. Analog ist der Halt der Buchsen 44 durch Einstecken von unten nach oben mit Hilfe der sich dann auseinander spreizenden Federn 46 gegeben. Die Aussparung 45 kann gegebenenfalls auch ausgegossen werden.

Fig.6 zeigt schematisch eine Ausführung 59 der F i g. 5. unter We-_fciassung einiger Teile bzw. Details. Diese Ausführung kann unverändert beim Beispiel der F i g. 7 und dem der F i g. 8 eingesetzt werden.

Das Ausführungsbeispiel der F i g. 7 zeigt die Durchführung gemäß Fig. 6 im Wirkzusammenhang mit einem Steckerkabel 47 und einem Buchsenkabel 48. Eine !solierstoffplatte 49 trägt jeweils die Stecker 50 bzw. Buchsen 51, die mit den Zuleitungen 52 bzw. 53 der Kabel 54 bzw. 55 verbunden sind. Außenseitig ist je eine aus Isolierstoff bestehende Abschirmung 56 bzw. 57 vorgesehen. Die Funkenstreckenanordnung 59 selber ist an einer Montageplatte 58 angeschraubt und gemäß Ziffer 5 geerdet. Hiermit ist eine typische Durchführung vorgesehen, welche innerhalb des Leitungszuges 54, 55 einen blitzstromtragfähigen Überspannungsschutz bildet.

Das Ausführungsbeispiel der F i g. 8 zeigt gemäß Ziffer 59 die gleiche Funkenstreckenanordnung wie in den F i g. 6 und 7. Nur ist sie hier auf einer Seite durch eine bevorzugt metallene Abschirmung 60 eingefaßt. Ihre Steckerstifte 39 passen zu einer Kabelbuchsenanordnung 61 mit Buchsen 62, Zuleitungen 63 und Kabel 64. Dabei ist der Anschluß des Kabels 64 an einen Leitungszug 65 mit dargestellt. Die elektrische Verbindung der Buchsen 62 mit den Kontaktstiften 39 entspricht einer Überführung. Hier befindet sich der Blitzschutz im Nebenschluß zum Leitungszug 65. Eine solche Anordnung empfiehlt sich insbesondere zum Nachrüsten bereits bestehender Anlagen, um das Durchtrennen vorhandener Kabel zu vermeiden.

Fig. 9 zeigt innerhalb eines Gehäuses 66 eine Erdplatte 67 mit Erdung 5, wobei die Erdplatte Träger einer entsprechenden Anzahl von Gleitentladungsfunkenstrecken 68 ist. Innerhalb des Gehäuses befindet sich ein isolierendes Gas oder mit Unterdruck Luft. Hierdurch kann die Ansprechspannung der Funkenstrecken hal-

beim Stand der Technik die Elektroden auf Abstand halten muß. Vielmehr werden die Funkenstrecken von der Platte 67 gehalten. Es kann also die Platte 67 mit den Funkenstrecken für sich hergestellt und auch das Gehäuse 66 für sich vorfabriziert werden. Danach muß nur noch die Platte 67 mit den Funkenstrecken in das Gehäuse eingesetzt, in beliebiger Weise am Gehäuse gehalten werden (z. B. über die Leitungen 69) und dieses evakuier . werden, wobei für eine gas- oder luftdichte Durchführung der Leitungen 69 zu sorgen ist. Dies ist in der Fertigung und Montage eine wesentliche Vereinfachung und Verbilligung. Da eine solche Gleitentladungsfunkenstrecke für sich mechanisch stabil ist und sich selber trägt, ist der hiermit mögliche Verzicht auf eine Haltefunktion des Gehäuses und Beschränkung der Gehäusefunktion auf das dichte Umschließen der Gasoder Luftunterdruckfüllung auch bei einer einzelnen Gleitentladungsfunkenstrecke möglich, die sich auf einer entsprechenden Erdplatte befindet.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung von Funkenstrecken für die Begrenzung von Überspannungen, wobei jeweils zwei Elektroden durch eine Isolierung aus festem Material voneinander galvanisch distanziert sind und zwischen ihren Außenseiten oder -flächen außerhalb der Isolierung eine Luft-Gleitüberschlagstelle bilden, wobei ferner jeweils eine Elektrode als Innenelektrode und die andere Elektrode als diese umgebende Außenelektrode ausgebildet ist und die Innenelektrode, die Isolierschicht und zumindest der zur Gleitüberschlagstelle gehörende Teil der Außenelektrode zueinander konzentrisch sind, so daß die Luftgleitüberschlagstelle ebenfalls entsprechend konzentrisch verläuft, sowie die Erdanschlüsse solcher Funkenstrecken an einer gemeinsamen Erdplatte oder -schiene zusammengefaßt sind, nach Patent 31 Oi 354, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Erdplatte (4, 13, 28, 67) oder -schiene eine Mehrzahl von kreisförmigen Durchbrüchen (12, 14, 36) aufweist und daß in diesen Durchbrüchen je eine Isolierschicht (3, 16, 34) und innerhalb dieser Isolierschicht je eine Innenelektrode (1,15,35) vorgesehen ist

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschichten Teile einer gemeinsamen Isolierplatte (2,2', 32) sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweiligen Innenelektroden als Durchführungen (£, 9; 39, Λ2, 43, 44) ausgebildet sind.

4. Anordnung nach Ansprurή 1 oder 2, gekennzeichnet durch auf einer Seite befindliche Überführungen (10,11; 26,27) zur jeweiligen Irinenelektrode oder deren Kontaktstift hin bzw. weg.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Erdplatte (13) im Bereich ihrer Durchbrüche (14) soweit versenkt ausgebildet ist, daß sich die Luftgleitüberschlagstellen (17) innerhalb der Versenkungen (14') befinden.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine gitterförmige Lochplatte (18) aus isolierendem Werkstoff vorgesehen ist, deren Löcher (19) die Innenelektroden (15) mit den Luftgleitüberschlagsstellen sowie den darüber befindlichen Raum als Bedampfungssperre umgeben.

7. Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Erdplatte (13) oder -schiene, bzw. oberhalb der als Verdampfungssperre dienenden Lochplatte (18) ein Prallblech (20) mit bevorzugt seitlichen Ausblasöffnungen (21) vorgesehen ist.

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1,2,4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mit den Innenelektroden (15) gleichachsige und damit elektrisch verbundene Kontaktstifte (22) vorgesehen sind, die durch öffnungen einer Leiterplatte (25) hindurchgeführt, sowie mit dieser elektrisch verbunden sind.

9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktstifte (22) mit einem Widerlager, z. B. einem Bund (24) in Aussparungen (23) der gemeinsamen Isolierplatte (2') aufliegen.

10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch Isolierbüchsen (34) als Bestandteil der Isolierplatte (32) zwischen Innenelektrode (35) und Erdplatte (28).

11. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 5 bis 7, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenelektrode (1,35) mit Verlängerungsstiften oder -büchsen eine in sich gerade Durchführung bildet.

12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Ende der Durchführung als Buchse (44) und das andere Ende als Steckstift (39) ausgebildet ist

13. Anordnung nach Anspruch 11 oder 12, gekennzeichnet durch zwei Isolierplatten (32, 33), die von einem Gehäuse (31) im Abstand gehalten werden und ihrerseits dem Halt der Durchführung dienen.

14. Anordnung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß zu den Buchsen (44) und Steckstiften (39) der Durchführung passende Steckerkabel (47) und Buchsenkabel (48) vorgesehen sind (F ig-7).

15. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, gekennzeichnet durch eine Abschirmung (60) an einer Seite und Buchsen bzw. Steckerstifte (33) für ein Steckerkabel bzw. ein Buchsenkabel (57) an der anderen Seite.

16. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß sie von einem gasdichten Gehäuse (66) umgeben ist, wobei das Gehäuseinnere mit einer die Ansprechspannung absenkenden Gasfüllung (entsprechendes Gas oder Luftunterdruck) gefüllt ist.