DE3631177A1 - Vorrichtung zum schutz gegen ueberspannungen bei elektrogeraeten - Google Patents

Description

Die Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung zum Schutz gegen Überspannungen, insbesondere beim Einsatz von Netz­ schutzgeräten.

Netzschutzgeräte werden insbesondere bei empfindlichen elektrischen oder elektronischen Stromverbrauchern zwi­ schen Steckdose und Gerät zwischengeschaltet, um von den empfindlichen Geräten wie beispielsweise Computern o. dgl. Spannungsspitzen fernzuhalten. Derartige Netzschutzgeräte sind in vielfältiger Ausgestaltung bekannt. Die elektri­ schen oder elektronischen Bauteile dieser Schutzgeräte sind für sich gesehen selbst auch nur bedingt haltbar. Es ist daher von Nutzen, wenn der Benutzer derartiger Geräte in die Lage versetzt wird, das Versagen derartiger Geräte von außen zu erkennen.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung einer Lö­ sung, mit der insbesondere derartige Netzschutzgeräte - wo­ bei die Erfindung nicht auf den Einsatz bei derartigen Ge­ räten beschränkt ist - so gestaltet werden können, daß ein Benutzer von außen einen Defekt dieser Geräte erkennen kann.

Bei einer Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß sie aus wenigstens einem an einer Leiterplatte angeschlossenen Varistor in einem Gehäuse und einer dem Gehäuse zugeord­ neten auf die Erwärmung des Gehäuses ansprechenden Tempe­ ratursicherung gebildet ist, wobei die Temperatursicherung ein optisches und/oder ein akustisches Anzeigemittel beauf­ schlagt.

Derartige Varistoren in kommerziell erhältlicher Form kön­ nen bei Beschießen mit der maximalen Strombelastbarkeit defekt werden, und zwar schon relativ rasch, nämlich z. B. schon bei fünfmaligem Beschuß mit der maximalen Strombe­ lastung.

Die Erwärmung der Varistoren wird über das Gehäuse einer Temperatursicherung kenntlich gemacht, diese schmilzt bei entsprechender Erwärmung und unterbricht daher die Lei­ tung, was z. B. erfindungsgemäß zum Aufleuchten einer Leuchtdiode oder zur Abgabe eines akustischen Warnsignales führt.

Um die Leistungsfähigkeit der Vorrichtung zu erhöhen, sieht die Erfindung in Ausgestaltung vor, daß innerhalb des Gehäuses eine Mehrzahl von Varistoren angeordnet ist. Hier sei angemerkt, daß nach einer Ausgestaltung der Er­ findung neben den Varistoren ggf. auch Gasentladungsablei­ ter vorgesehen sein können mit der gleichen erfindungsge­ mäßen Ausgestaltung.

Durch die Anordnung einer Mehrzahl von Varistoren in einer entsprechenden Blockbildung wird die Leistungsfähigkeit erheblich erhöht. Die bei einem Versuch erzielten Werte sind weiter unten aufgeführt.

Die Erfindung sieht auch vor, daß wenigstens ein Varistor eine bandartige, das Gehäuse nach außen durchsetzende Kon­ taktlasche aufweist, mit der das Gehäuse an der Leiter­ platte im Abstand zur letzteren befestigbar ist.

Mit einer derartigen Kontaktlasche läßt sich ein Raum bil­ den, der zur Aufnahme der Temperatursicherung bestens ge­ eignet ist.

Um hier die Funktionsfähigkeit weiter zu erhöhen, sieht die Erfindung daher in Ausgestaltung vor, daß der Varistor­ block beidseitig äußere Metallelektroden als Kontakt­ laschen aufweist, die aus dem Gehäuse geführt sind und einen Aufnahmeraum für die Temperatursicherung bilden.

Diese Elektroden können gleichzeitig zur Erdung dienen. Sie können großflächig ausgebildet sein und damit eine Temperatursicherung besonders einfach aufnehmen.

Hierzu sieht die Erfindung auch vor, daß die Temperatur­ sicherung im Aufnahmeraum mittels einer Umhüllung aus wär­ meleitfähigem Kleber befestigt ist. Es hat sich gezeigt, daß diese Gestaltung zu einer besonders guten Absicherung durch die sehr gute Wärmeleitung führt, die im Varistor­ block entstehende Wärme wird optimal der Wärmetemperatur­ sicherung zugeführt.

Die Erfindung sieht auch vor, daß bei drei Varistoren die sich berührenden Innenflächen mit Elektrodendrähten kon­ taktiert sind, die als L- und N-Leiter aus dem Gehäuse zur Kontaktierung mit der Leiterplatte herausgeführt sind.

Eine besonders zweckmäßige Gestaltung der Erfindung be­ steht darin, daß das die Varistoren umgebende Gehäuse von einem Schutzlack gebildet ist.

Als besonders zweckmäßig hat es sich erwiesen, wenn das Anzeigemittel als eine Leuchtdiode ausgebildet ist, da die­ se einfach anzusteuern und für die Benutzer gut wahrnehm­ bar ausgebildet ist.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnungen bei­ spielsweise näher erläutert, diese zeigt in

Fig. 1 eine Leiterplatte mit der erfindungsgemäßen Vor­ richtung,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung mit dem von der Leiterplatte getrennten, ummontierten Zustand und in

Fig. 3 einen Teilschnitt etwa gemäß Linie III/III in Fig. 1.

Auf einer mit 1 bezeichneten, nur vereinfacht wiedergegebe­ nen Leiterplatte, die in einem nicht näher dargestellten Gehäuse eines Netzschutzgerätes untergebracht sein kann, ist die erfindungsgemäße, mit 2 bezeichnete Vorrichtung aufgelötet.

Die Vorrichtung 2 besteht aus einem Varistorblock aus drei aufeinander gelöteten Varistoren 3, wobei die sich berüh­ renden Innenflächen mit Elektrodendrähten 4 kontaktiert sind, die eine ösenförmige Geometrie aufweisen und ledig­ lich symbolhaft in Fig. 3 als Punkte dargestellt und mit dem Bezugszeichen 4 versehen sind. Die Elektrodendrähte 4 sind nach außen aus der Vorrichtung 2 herausgeführt und bilden die N- bzw. L-Kontakte.

Außenrandseitig auf den Außenflächen liegen auf den Va­ ristoren 3 je ein Kontaktblech 5 bzw. 6 auf, deren Strei­ fenbreite bei 1/2 bis 3/4 des Durchmessers der Varistoren liegt. In Fig. 2 ist dies andeutungsweise gestrichelt wie­ dergegeben. Außen sind die Varistoren 3 Teile der N- und L-Kontakte sowie die außenrandseitig aufliegenden Kontakt­ laschen 5 und 6 mit einer Schutzlackschicht umhüllt, die das Vorrichtungsgehäuse 7 bildet.

Diese Schutzlackumhüllung wird von den Kontaktlaschen 5 bzw. 6 durchsetzt, die im dargestellten Beispiel unterhalb des Gehäuses 7 mit den Varistoren zu einem im wesentlichen rechteckigen Aufnahmeraum für eine Temperatursicherung 8 geformt sind. Diese Temperatursicherung 8 ist in dem Aufnahmeraum mittels eines wärmeleitfähigen Klebers 9 befestigt. Ihre Anschlußkontakte sind in Fig. 2 mit 10 bezeichnet.

Eine der Kontaktlaschen 5 bzw. 6 ist so lang, daß sie um die Leiterplatte 1 herum gefalzt werden kann, sie kann auf der Unterseite z. B. mit der Leiterplattenerde im Lötver­ fahren verbunden oder über eine Kontaktfahne mit PE des zu schützenden Systems verbunden werden.

Die Wirkungsweise ergibt sich aus folgender Versuchsbe­ schreibung:

Es wurde eine Temperatursicherung für 100 bzw. 120°C eingesetzt. Der Varistorblock bestand aus Varistorscheiben von 20 mm Durchmesser vom ZnO-Typ mit Stoßstromfestigkei­ ten von nominal 6,5 kA.

Nach Beschießen mit ca. 40 Impulsen mit 6,9 kA und einer Minute Pause zeigt der Varistor Leckströme von ca. 10 mA, die bei 250 V zwischen L und N zu einem Aufheizen des Va­ ristors in der Mitte des Schutzblockes führten und die Temperatursicherung nach ca. 15 min. Pause zum Schmelzen brachten.

Aufgrund der Schaltung führte dies zu einem Leuchten in der in Fig. 1 mit 11 bezeichneten Leuchtdiode. Hier kann selbstverständlich auch ein Buzzer eingesetzt werden.

Natürlich ist das beschriebene Ausführungsbeispiel der Erfindung noch in vielfacher Hinsicht abzuändern, ohne den Grundgedanken zu verlassen. Wesentlich für die Erfindung ist insbesondere der Einsatz einer Temperatursicherung als Auslöseelement für die Anzeige eines Defektes, die Lei­ stungsvergrößerung der Varistoren durch Blockbildung und die besondere Art der Aufnahme der Temperatursicherung.

Claims (9)

1. Vorrichtung zum Schutz gegen Überspannungen, insbesondere beim Einsatz von Netzschutzgeräten, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus wenigstens einem an einer Leiterplatte (1) an­ geschlossenen Varistor (3) in einem Gehäuse (7) und einer dem Gehäuse zugeordneten auf die Erwärmung des Gehäuses ansprechenden Temperatursicherung (8) gebildet ist, wobei die Temperatursicherung ein optisches und/oder akustisches Anzeigemittel (11) beaufschlagt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Gehäuses (7) eine Mehrzahl von Varisto­ ren (3) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß neben den Varistoren (3) Gasentladungsableiter vorgesehen sind.

4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Varistor (3) eine bandartige, das Gehäuse (7) nach außen durchsetzende Kontaktlasche (5 bzw. 6) aufweist, mit der das Gehäuse (7) an der Leiterplatte (1) im Abstand zur letzteren befestigbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Varistorblock beidseitig äußere Metallelektroden (5, 6) als Kontaktlaschen aufweist, die aus dem Gehäuse (7) geführt sind und einen Aufnahmeraum für die Temperatur­ sicherung (8) bilden.

6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatursicherung (8) im Aufnahmeraum mittels einer Umhüllung (9) aus wärmeleitfähigem Kleber befestigt ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei drei Varistoren (3) die sich berührenden Innenflächen mit Elektrodendrähten (4) kontaktiert sind, die als L- und N-Leiter aus dem Gehäuse (7) zur Kontaktierung mit der Leiterplatte (1) herausgeführt sind.

8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das die Varistoren (3) umgebende Gehäuse von einem Schutzlack (7) gebildet ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Anzeigemittel eine Leuchtdiode (11) vorgesehen ist.