DE3643622A1 - Protection device on varistors - Google Patents

Protection device on varistors

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DE3643622A1 DE19863643622 DE3643622A DE3643622A1 DE 3643622 A1 DE3643622 A1 DE 3643622A1 DE 19863643622 DE19863643622 DE 19863643622 DE 3643622 A DE3643622 A DE 3643622A DE 3643622 A1 DE3643622 A1 DE 3643622A1
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Abstract

In order to simplify the production of a device for monitoring at least one varistor which is integrated in a circuit and is especially in the form of a wafer, an element whose volume increases in the event of unacceptable heating of the varistor being arranged on at least one side of the varistor wafer, to which element an interrupter which is connected in the circuit of the varistor is assigned and the volume enlargement corresponding to the switching movement for opening the interrupter, it is proposed that the element (7) whose volume enlarges has a conductor (3) of the varistor circuit passing through it and that it is soldered to the varistor (2) using soft solder, and that an opposing bearing (6), which is connected to the aforementioned conductor (3), is arranged on the side, facing away from the varistor (2), of the element (7) whose volume enlarges, a compression spring (8) being clamped in a prestressed manner between the opposing bearing (6) and the element (7), and the conductor (3) being the switching element of the interrupter which is connected to the varistor (2) by means of the solder point (5) when the interrupter is closed but is isolated from the varistor (2) when the interrupter is open. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Über­ wachung von mindestens einem in einen Stromkreis integrierten, insbesondere scheibenförmigen Varistor, als Zusatz zur Patentanmeldung P 36 32 224.5.The invention relates to a device for over monitoring of at least one in a circuit integrated, especially disc-shaped Varistor, as an addition to patent application P 36 32 224.5.

Der Gegenstand dessen Verbesserung mit der Erfindung angestrebt wird, ist eine Vorrichtung zur Über­ wachung von mindestens einem in einen Stromkreis integrierten, insbesondere scheibenförmigen Varistor, wobei in einem Gehäuse auf mindestens einer Scheiben­ seite des Varistors ein bei unzulässiger Erwärmung des Varistors sich volumenvergrößerndes Element angeordnet ist, dem Element ein in den Strom­ kreis des Varistors eingeschalteter Unterbrecher zugeordnet ist und die Volumenvergrößerung dem Schaltweg zum Öffnen des Stromkreisunterbrechers entspricht.The object of its improvement with the invention is aimed at, a device for over monitoring of at least one in a circuit integrated, in particular disc-shaped varistor, being in a housing on at least one disc side of the varistor when the heating is not permitted of the varistor volume-increasing element is arranged, the element one in the stream circuit of the varistor is assigned and the volume increase the switching path for opening the circuit breaker corresponds.

Der Erfindung liegt die besondere Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art unter Beibehaltung ihrer sicheren Funktion derart zu verbessern, daß eine wesentliche Vereinfachung der Vorrichtung erreichbar ist, die auch eine Verbilligung der Herstellung ergibt.The invention is based on the special object a device in the preamble of claim 1 specified species while maintaining their safe Improve function so that an essential Simplification of the device is achievable also results in a cheaper production.

Die Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß das sich volumenvergrößernde Element von einem Leiter des Varistors durchgriffen ist, der am Varistor mit Weichlot angelötet ist, und daß an der dem Varistor abgewandten Seite des sich volumenvergrößernden Elementes ein mit dem vorgenannten Leiter verbundenes Widerlager angeordnet ist, wobei zwischen dem Wider­ lager und dem Element unter Vorspannung eine Druck­ feder eingespannt ist, und wobei der Leiter das Schaltglied des Unterbrechers ist, welcher bei ge­ schlossenem Unterbrecher mittels der Lötstelle mit dem Varistor verbunden ist, bei geöffnetem Unter­ brecher jedoch vom Varistor getrennt ist.The solution to this problem is characterized by that the volume increasing element of one Passed through the head of the varistor, the varistor is soldered with soft solder, and that on the Varistor-facing side of the volume-increasing Element connected to the aforementioned conductor Abutment is arranged, between the counter bearing and the element under pressure a pressure spring is clamped, and the head of the Switching element of the interrupter is, which at ge closed interrupter using the solder joint connected to the varistor, with the sub open However, the crusher is separated from the varistor.

Durch diese Ausgestaltung wird bei defektem Varistor infolge eines relativ geringen Fehlerstromes und einer daraus sich allmählich aufbauenden, relativ geringen Erwärmung des Varistors, die zum Schmelzen der Lötstelle nicht ausreicht, die Lötstelle aber durch die Druckfeder und ggf. durch das dabei sich ebenfalls erwärmende und allmählich sich im Volumen vergrößernde Element unterstützt gedehnt, um bei andauerndem, relativ geringem Fehlerstrom schließlich durchzureißen und damit den Varistorstromkreis einem Schalter ähnlich zu unterbrechen.With this configuration, if the varistor is defective due to a relatively low fault current and one that gradually builds up from it, relative slight heating of the varistor, which leads to melting  the solder joint is not sufficient, but the solder joint by the compression spring and, if necessary, by this also warming up and gradually becoming element increasing in volume supported stretched to persistent, relatively low Eventually rupture fault current and so the varistor circuit similar to a switch to interrupt.

Bei hohem Fehlerstrom jedoch führt die daraus sich ergebende, relativ hohe Erwärmung mindestens annähernd zum Schmelzen der Lötstelle, wonach an sich schon die Kraft der Druckfeder ausreicht, um den elektrischen Leiter vom Varistor abzu­ reißen.If the fault current is high, however, this leads to this resulting, relatively high warming at least approximately to melt the solder joint, after which the force of the compression spring is sufficient in itself, to remove the electrical conductor from the varistor tear.

Die Druckfeder wird jedoch auch durch das im Volumen sich vergrößernde Element noch zumindest mittel­ bar unterstützt, weil durch die Volumenvergrößerung des vorgenannten Elementes die Vorspannung der Druckfeder zwangsläufig erhöht wird, so daß in diesem Falle eine äußerst flinke Öffnung des Varistor­ stromkreises erreicht wird.The compression spring is also due to the volume enlarging element still at least medium supported by the increase in volume the aforementioned element the bias of Compression spring is inevitably increased, so that in  in this case an extremely fast opening of the varistor circuit is reached.

Somit erübrigt sich ein bislang für erforderlich gehaltener elektrischer Schalter und ggf. auch eine zusätzlich in dem Varistorstromkreis einzufügende flinke Schmelzsicherung.So there is no need for it held electrical switch and possibly also an additional one to be inserted in the varistor circuit nimble fuse.

Bei alledem reicht zum Öffnen des Varistorstromkreises ein Federelement mit relativ geringer Federkraft aus.All this is enough to open the varistor circuit a spring element with a relatively low spring force out.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn der vorgenannte Leiter zu der Seite des Varistors, welche dem sich volumenvergrößernden Element gegenüberliegt, rechtwinklig gerichtet angeordnet ist, um zum Öffnen mit möglichst geringen Schaltwegen des Wider­ lagers auszukommen, woraus auch eine relativ flache Bauform der Vorrichtung resultiert.It is advantageous if the aforementioned Conductor to the side of the varistor, which the opposite volume-increasing element, is arranged at right angles to the Opening with the smallest possible switching paths of the counter camp to get by, which is also a relative flat design of the device results.

Hierzu ist es weiterhin vorteilhaft, wenn die Druckfeder als Kegelfeder ausgebildet ist, wobei insbesondere zudem deren Windungsdurchmesser der Feder jeweils die kleine Windung in die benach­ barte große Windung eintaucht.For this purpose, it is also advantageous if the Compression spring is designed as a conical spring, wherein especially their winding diameter  the spring the small turn in the neighboring beard large turn plunges.

Um mittels des sich volumenvergrößernden Elementes möglichst hohe Schaltkräfte auf das Widerlager ohne Verzögerung ausüben zu können, ist es vorteil­ haft, wenn das Widerlager eine zur gegenüberliegenden Seite des sich volumenvergrößernden Elementes etwa gleich große, ebene Stützfläche aufweist, daß letztere zum sich volumenvergrößernden Element parallel verlaufend angeordnet ist und insbesondere zudem der vorgenannte Leiter mittig des Varistors angelötet ist.To by means of the volume-increasing element switching forces as high as possible on the abutment It is advantageous to be able to exercise without delay arrested if the abutment is one to the opposite Side of the volume-increasing element has approximately the same size, flat support surface, that the latter to the volume-increasing element is arranged in parallel and in particular also the aforementioned conductor in the middle of the varistor is soldered on.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der vorbeschriebenen Vorrichtung besteht noch darin, daß das Widerlager an einer Schmalseite eine farbige Signalfahne trägt, die bei volumenvergrößertem Element einem Gehäusefenster gegenüberstehend angeordnet ist, wobei vorzugsweise zudem die Signalfahne durch eine vom Widerlager abgebogene, mit Abstand vom Varistor angeordnete und zum am Varistor angelötetem Endteil des Leiters etwa parallel gerichtete Abwinklung gebildet ist.An advantageous development of the above Device still consists in that the abutment a colored signal flag on one narrow side carries the one with an enlarged element Housing window is arranged opposite, preferably also through the signal flag  one bent from the abutment, at a distance from Varistor arranged and soldered to the varistor End part of the conductor approximately parallel bend is formed.

Hierdurch wird auf einfache Weise die Unterbrechung des Varistorstromkreises eindeutig signalisiert, ohne dazu das Gehäuse öffnen zu müssen.This makes the interruption simple of the varistor circuit clearly signaled, without having to open the housing.

Hierzu kennzeichnet sich eine unter Umständen bevorzugte Variante dadurch, daß der Varistor an einer Schmalseite eine mit Temperaturmeßfarbe beschichtete Zone aufweist, die einem Gehäuse­ fenster gegenüber angeordnet ist, vorzugsweise derart, daß zwischen dem Varistor und dem sich volumenvergrößernden Element ein Streifen aus wärmeleitendem Werkstoff, insbesondere aus Metall, eingefügt ist, der zumindest am Varistor spiellos anliegt, eine Schmalseite des Varistors überragt und eine zur vorgenannten Schmalseite des Varistors etwa parallel verlaufende Abwinklung aufweist und daß letztere an der dem Gehäusefenster zuge­ wandten Seite mit Temperaturmeßfarbe beschichtet ist. For this, one may identify itself preferred variant in that the varistor on one narrow side with a temperature measuring ink coated zone, which has a housing Window is arranged opposite, preferably such that between the varistor and the volume-increasing element a strip heat-conducting material, in particular made of metal, is inserted, which is at least without play on the varistor is applied, a narrow side of the varistor protrudes and one to the aforementioned narrow side of the varistor has approximately parallel bend and that the latter on the housing window facing side coated with temperature measuring paint is.  

Dies hat den Vorteil, daß bereits geringfügige Fehlerströme optisch angezeigt werden, bevor der Varistorstromkreis unterbrochen worden ist.This has the advantage of being minor Residual currents are displayed optically before the Varistor circuit has been interrupted.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden erläutert.Embodiments of the invention are in the Drawing shown and are in the following explained.

Es zeigt:It shows:

Fig. 1 eine Vorrichtung zur Überwachung eines Varistors im Längsschnitt; Figure 1 shows a device for monitoring a varistor in longitudinal section.

Fig. 2 eine weitere Ausführungsform ebenfalls im Längsschnitt. Fig. 2 shows another embodiment also in longitudinal section.

Beiden Ausführungsformen ist ein in einem Gehäuse 1, insbesondere aus flammenwidrigem Kunst­ stoff eingefügter, scheibenförmiger Varistor 2 gemeinsam, der mittels zweier elektrischer Leiter 3 und 4 an einen Stromkreis angeschaltet ist.Both embodiments have in common in a housing 1 , in particular made of flame-retardant plastic, disk-shaped varistor 2 , which is connected to a circuit by means of two electrical conductors 3 and 4 .

Bei beiden Ausführungsformen ist ferner der Leiter 3 mittig der einen ersten Breitseite des Varistors 2 an diesem mittels einer Lötstelle 5 aus Weichlot befestigt, während der andere Leiter 4 an der anderen zweiten Varistorbreitseite in üblicher Weise unlösbar befestigt ist.In both embodiments, the conductor 3 is also fixed in the middle of the first broad side of the varistor 2 to the latter by means of a soldering point 5 made of soft solder, while the other conductor 4 is permanently attached to the other second varistor broad side in the usual way.

Zudem ist am Leiter 3, der von der ersten Breit­ seite rechtwinklig gerichtet abstrebt, ein mit Abstand von letzterer und zu letzterer plan­ parallel angeordnetes, relativ großflächiges Wider­ lager 6 befestigt.In addition, on the head 3 , which struts from the first broad side directed at right angles, a spaced from the latter and to the latter plane parallel, relatively large counter bearing 6 is attached.

Gemäß Fig. 1 ist an beiden Varistorbreitseiten je ein bei unzulässiger Erwärmung des Varistors 2 sich volumenvergrößerndes Element 7, zum Beispiel mittels Kleber befestigt, während gemäß Fig. 2 nur an der ersten Varistorbreitseite ein Element 7 angeordnet ist.According to FIG. 1, an element 7 which increases in volume when the varistor 2 is heated inadmissibly, for example by means of an adhesive, is attached to both varistor broad sides, while according to FIG. 2 an element 7 is arranged only on the first varistor broad side.

Die Elemente 7 erstrecken sich jeweils über die gesamte Varistorbreitseite. In dem der ersten Varistorbreitseite zugeordneten Element 7 ist ein Durchbruch vorgesehen, durch welchen der Leiter 3 hindurchgeführt ist. The elements 7 each extend over the entire broad side of the varistor. A breakthrough is provided in the element 7 assigned to the first varistor broadside, through which the conductor 3 is guided.

Zwischen dem der ersten Varistorbreitseite zuge­ ordneten Element 7 und dem Widerlager 6 ist eine als Kegelfeder 8 ausgebildete Schraubendruckfeder angeordnet, die sich unter Federvorspannung einerseits am Element 7 und andererseits am Widerlager 6 abstützt, so daß unter anderem die Kegelfeder 8 durch das Element 7 gegen überhöhte Erwärmung durch den Varistor 2 geschützt ist.Between the assigned to the first varistor broad side element 7 and the abutment 6 , a helical compression spring designed as a conical spring 8 is arranged, which is supported under spring preload on the one hand on the element 7 and on the other hand on the abutment 6 , so that, among other things, the conical spring 8 is raised against by the element 7 Heating is protected by the varistor 2 .

Gemäß Fig. 1 hat das Widerlager 6 eine Abwinklung 9, welche zum am Varistor 2 angelöteten Endteil des Leiters 3 parallel verläuft und außenseitig eine Signalfahne 10 bildet, die zum Beispiel rot einge­ färbt ist.Referring to FIG. 1, the abutment 6 has a bend 9 which, which is soldered to the varistor 2 end part of the conductor 3 is parallel and on the outside forms a flag signal 10 for example is red colored.

In den Gehäusen 1 beider Ausführungsformen ist noch ein Fenster 11 vorgesehen.A window 11 is also provided in the housings 1 of both embodiments.

Das Fenster 11 gemäß Fig. 1 ist so angeordnet, daß nur bei vom Varistor 2 gelöstem Leiter 3, also bei unterbrochenem Varistorstromkreis, die Signalfahne 10 sichtbar ist. The window 11 according to FIG. 1 is arranged such that the signal flag 10 is visible only when the conductor 3 is detached from the varistor 2 , that is to say when the varistor circuit is interrupted.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist zwischen dem Varistor 2 und dem Element 7 ein Streifen 12 aus wärmeleitfähigem Material festeingefügt, der über die obere, dem Fenster 11 zugewandte Schmalseite des Varistors 2 hinausragt und in einer zur vorgenannten Schmalseite mit Abstand und zu letzterer parallel verlaufend angeordneten Abwinklung 13 endet, die bei intaktem Varistor 2 dem Fenster 11 gegenübersteht.In the embodiment shown in FIG. 2, a strip 12 made of thermally conductive material is firmly inserted between the varistor 2 and the element 7 , which protrudes beyond the upper narrow side of the varistor 2 facing the window 11 and in a distance from and to the aforementioned narrow side parallel bend 13 ends, which faces the window 11 when the varistor 2 is intact.

An der dem Fenster 11 zugewandten Seite ist die Abwinklung 13 mit Temperaturmeßfarbe 14 beschichtet. Letztere ist so gewählt, daß sie schon bei relativ geringer überhöhter Temperatur des Varistors 2 und somit auch des Streifens 12 samt Abwinklung 13 umschlägt.On the side facing the window 11 , the bend 13 is coated with temperature measuring paint 14 . The latter is chosen such that it turns over even at a relatively low excessive temperature of the varistor 2 and thus also of the strip 12 including the bend 13 .

Alle neuen, in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarten Einzel- und Kombinationsmerkmale werden als erfindungswesentlich angesehen.All new, in the description and / or drawing disclosed individual and combination features regarded as essential to the invention.

Claims (8)

1. Vorrichtung zur Überwachung von mindestens einem in einen Stromkreis integrierten, insbesondere scheibenförmigen Varistor, als Zusatz zur Patentanmeldung P 36 32 224.5, wobei in einem Gehäuse auf mindestens einer Scheibenseite des Varistors ein bei unzulässiger Erwärmung des Varistors sich volumenvergrößerndes Element angeordnet ist, dem Element ein in den Stromkreis des Varistors eingeschalteter Unterbrecher zuge­ ordnet ist und die Volumenvergrößerung dem Schaltweg zum Öffnen des Stromkreisunterbrechers entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß das sich volumenvergrößernde Element (7) von einem Leiter (3) des Varistors durchgriffen ist, der am Varistor (2) mit Weichlot angelötet ist, und daß an der dem Varistor (2) abgewandten Seite des sich volumenvergrößernden Elementes (7) ein mit dem vorgenannten Leiter (3) ver­ bundenes Widerlager (6) angeordnet ist, wobei zwischen dem Widerlager (6) und dem Element (7) unter Vorspannung eine Druckfeder (8) eingespannt ist, und wobei der Leiter (3) das Schaltglied des Unterbrechers ist, welcher bei geschlossenem Unterbrecher mittels der Lötstelle (5) mit dem Varistor (2) verbunden ist, bei geöffnetem Unter­ brecher jedoch vom Varistor (2) getrennt ist.1. Device for monitoring at least one varistor integrated in a circuit, in particular disk-shaped varistor, as an addition to patent application P 36 32 224.5, wherein an element that increases in volume when the varistor is heated inadmissibly is arranged in a housing on at least one disk side of the varistor, the element a switch connected in the circuit of the varistor is assigned and the volume increase corresponds to the switching path for opening the circuit breaker, characterized in that the volume- increasing element ( 7 ) is penetrated by a conductor ( 3 ) of the varistor which is connected to the varistor ( 2 ) is soldered with soft solder, and that on the side facing away from the varistor ( 2 ) of the volume-increasing element ( 7 ), a abutment ( 6 ) connected to the aforementioned conductor ( 3 ) is arranged, between the abutment ( 6 ) and the element ( 7 ) a compression spring ( 8 ) is clamped under pretension, un d wherein the conductor ( 3 ) is the switching element of the breaker, which is connected to the varistor ( 2 ) when the breaker is closed by means of the solder joint ( 5 ), but is separated from the varistor ( 2 ) when the breaker is open. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der vorgenannte Leiter (3) zu der Seite des Varistors (2), welche dem sich volumenvergrößernden Element (7) gegenüber­ liegt, rechtwinklig gerichtet angeordnet ist.2. Device according to claim 1, characterized in that the aforementioned conductor ( 3 ) to the side of the varistor ( 2 ), which is opposite the volume-increasing element ( 7 ), is arranged at right angles. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfeder als Kegel­ feder (8) ausgebildet ist, wobei insbesondere zudem deren Windungsdurchmesser von Windung zu Windung so zunehmen, daß beim Anspannen der Feder jeweils die kleinere Windung in die benach­ barte große Windung eintaucht.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the compression spring is designed as a conical spring ( 8 ), in particular their turn diameter increasing from turn to turn such that when the spring is tightened the smaller turn in each case into the neighboring large one Immersed. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerlager (6) eine zur gegenüberliegenden Seite des sich volumen­ vergrößernden Elementes (7) etwa gleich große, ebene Stützfläche aufweist, daß letztere zum sich volumenvergrößernden Element (7) parallel verlaufend angeordnet ist und insbesondere zudem der vorgenannte Leiter (3) mittig des Varistors (2) angelötet ist.4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the abutment ( 6 ) to the opposite side of the volume-increasing element ( 7 ) has approximately the same size, flat support surface that the latter parallel to the volume-increasing element ( 7 ) is arranged running and in particular the aforementioned conductor ( 3 ) is soldered to the center of the varistor ( 2 ). 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerlager (6) an einer Schmalseite eine farbige Signalfahne (10) trägt, die bei volumenvergrößertem Element (7) einem Gehäusefenster (11) gegenüberstehend ange­ ordnet ist.5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the abutment ( 6 ) on a narrow side carries a colored signal flag ( 10 ) which is arranged opposite to a housing window ( 11 ) in the case of volume-increasing element ( 7 ). 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalfahne (10) durch eine vom Wider­ lager (6) abgebogene, mit Abstand vom Varistor (2) angeordnete und zum am Varistor (2) ange­ lötetem Endteil des Leiters (3) etwa parallel gerichtete Abwinklung gebildet ist.6. The device according to claim 5, characterized in that the signal flag ( 10 ) by one of the abutment ( 6 ) bent, spaced from the varistor ( 2 ) and to the varistor ( 2 ) soldered end part of the conductor ( 3 ) approximately parallel bend is formed. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Varistor (2) an einer Schmalseite eine mit Temperaturmeß­ farbe (14) beschichtete Zone aufweist, die einem Gehäusefenster (11) gegenüber angeordnet ist. 7. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the varistor ( 2 ) on one narrow side with a temperature measuring color ( 14 ) coated zone, which is arranged opposite a housing window ( 11 ). 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen dem Varistor (2) und dem sich volumenvergrößernden Element (7) ein Streifen (12) aus wärmeleitendem Werkstoff, insbesondere aus Metall, eingefügt ist, der zumindest am Varistor (2) spiellos anliegt, eine Schmalseite des Varistors (2) überragt und eine zur vorgenannten Schmalseite des Varistors (2) etwa parallel verlaufende Abwinklung (13) aufweist und daß letztere an der dem Gehäuse­ fenster (11) zugewandten Seite mit Temperatur­ meßfarbe (14) beschichtet ist.8. The device according to claim 7, characterized in that between the varistor ( 2 ) and the volume-increasing element ( 7 ) a strip ( 12 ) made of heat-conducting material, in particular metal, is inserted, at least on the varistor ( 2 ) without play is present, projects beyond a narrow side of the varistor ( 2 ) and has an angled portion ( 13 ) that runs approximately parallel to the aforementioned narrow side of the varistor ( 2 ) and that the latter is coated with temperature measuring ink ( 14 ) on the side facing the housing window ( 11 ).
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