WO2018234517A1 - Überspannungsschutzgerät mit anschlusselementen und verfahren zur herstellung desselben - Google Patents

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WO2018234517A1
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electrically non
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Peter Berg
Maik Dittert
Ralf Lange
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Phoenix Contact Gmbh & Co.Kg
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    • H01H71/06—Distinguishing marks, e.g. colour coding

Definitions

  • Overvoltage protection devices are known in the prior art.
  • the overvoltage protection devices have a conventional varistor.
  • the varistor consists of a flat varistor ceramic, e.g. made of ZnO, which is equipped with an electrode on both sides of the surface.
  • the varistor ceramic and the electrodes are surrounded by an epoxy resin to protect against environmental influences as well as to protect against contact.
  • varistors with terminals e.g. as connecting straps or connecting wires, which are not surrounded by epoxy resin.
  • the varistor In a thermal overload of a varistor, which e.g. can be induced by a strong and / or long-lasting surge event / Netz Steinstrom or as a long-term effect of aging by a leakage current, the varistor "alloyed", the varistor can be strongly heated as well as explosively destroyed.
  • the overvoltage protection devices are equipped with disconnecting devices which interrupt a supply line to the varistor in the event of thermal overload.
  • an overvoltage protection device with connection elements wherein the overvoltage protection device has an overvoltage protection device, wherein the overvoltage protection device further comprises two contact elements, wherein the contact elements contact the overvoltage protection device electrically, wherein the first contact element is formed such that it also forms a connection element, wherein the two contact elements and the overvoltage protection device are surrounded by an electrically nonconductive material on the surface, wherein the electrically nonconductive material forms a connection region formed on the second contact element, wherein the overvoltage protection device further comprises a connection plate, wherein the connection plate is formed so that it at the same time forms a second connection element, wherein the connection plate in a first non-tripped state with the connection area with an electrically conductive em thermally softenable contact means is connected, wherein the overvoltage protection device further comprises a slide and a force accumulator, wherein the slider is arranged so that the slider can slide on a surface of the electrically non-conductive material under the action of force from
  • an overvoltage protection device comprising the steps: obtaining an overvoltage protection device, obtaining a first contact element and a second contact element, arranging the resulting overvoltage protection device and the first contact element and the second contact element, encapsulating the previously arranged contact elements and the overvoltage protection device, wherein on the second contact element, a connection region is recessed, and wherein on the non-conductive material, a further function is formed, selected from a group comprising, that the electrically non-conductive material has a color that depends on the color of the slider is different, so that a shift of the slider leads to a color change in a local optical display, and / or that the slide and the electrically nonconducting material each have molded guide elements, and / or that the energy accumulator is supported on a holding element which is formed in the electrically non-conductive material.
  • FIG. 1 is a schematic exploded view of an embodiment of an overvoltage protection device according to the invention
  • FIG. 2a is a schematic side view of a first side of the embodiment of FIG. 1 in a first, non-triggered state
  • FIG. 2b is a schematic side view of a first side of the embodiment of FIG. 1 in a second, triggered state
  • FIG. 2c is a schematic side view of a second side of the embodiment of FIG. 1,
  • FIG. 1 is a sectional view of the embodiment of FIG. 1,
  • FIG. 3 shows a schematic exploded view of a further embodiment of an overvoltage protection device according to the invention
  • FIG. 4 a shows a schematic side view of a first side of the embodiment according to FIG.
  • FIG. 4b shows a schematic side view of a first side of the embodiment according to FIG.
  • FIG. 4c is a schematic side view of a second side of the embodiment of FIG. 3,
  • FIG. 5 is a schematic exploded view of yet another embodiment of an overvoltage protection device according to the invention.
  • 6a is a schematic side view of a first side of the embodiment of FIG. 5 in a first, un-triggered state
  • 6b is a schematic side view of a first side of the embodiment of FIG. 5 in a second, triggered state
  • 6c is a schematic side view of a second side of the embodiment of FIG. 5,
  • FIG. 6d is a sectional view of the embodiment of FIG. 5
  • FIG. 7 is a flowchart of an exemplary manufacturing method according to embodiments of the invention
  • FIGS. 1, 3 and 5 show different embodiments in an exploded view.
  • the embodiments of the invention show an overvoltage protection device with (plug-in or solderable) connection elements.
  • the overvoltage protection device has (at least) an overvoltage protection device USE1. Furthermore, the overvoltage protection device (at least) two contact elements Kl, K2. The contact elements K1, K2 contact the overvoltage protection device USE1 electrically.
  • contact is to be understood broadly. Thus, the contact element can rest directly on the varistor ceramic or rest on a possibly existing metallization on the varistor ceramic or be soldered to it.
  • the first contact element Kl is formed so that it also forms a first (pluggable or solderable) connection element Sl of the surge protective device at the same time.
  • the contact element is designed as a plug-in blade (for example, Figures 1 and 5) or as a soldering element (for example, Figure 3) or as a screw element, etc.
  • the two contact elements K1, K2 and the overvoltage protection device USE1 are surrounded with an electrically non-conductive material ISO on the surface (at least in sections), the electrically non-conductive material ISO leaving a connection region A formed on the second contact element K2.
  • connection region A the contact elements K2 located under the electrically non-conductive material ISO are electrically contactable. It should be noted that the region of the connecting elements Sl, S2 is also free of electrically non-conductive material ISO
  • the overvoltage protection device further comprises a connection plate B, wherein the connection plate B is formed so that it also forms a second (plug-in or solderable) connection element S2 at the same time.
  • the connection plate B is in a first un-released state, which is shown in Figure 2a, 4a and 6a, with the connection region A electrically conductive with a thermally softenable contact means, e.g. a solder or an adhesive.
  • the overvoltage protection device has a slide AS and a force accumulator F, wherein the slider AS is arranged so that the slider can slide on a surface of electrically non-conductive material under the action of the force from the force accumulator F, when in a second triggered state, the in FIGS. 2b, 4b and 6b, which softens the thermally softenable contact means, the slider AS being displaced between the connection plate B and the connection region A.
  • a displacement is shown in the figures. Equally effective but also a twist or a combination of twisting and moving can be used.
  • the electrically non-conductive material ISO still has at least one additional function.
  • the function is, for example, that the electrically non-conductive material ISO has a color that differs from the Color of the slider AS is different, so that a shift of the slider AS leads to a color change in a local optical display. This means that a color change can be used to signal a triggered condition.
  • the electrically non-conductive material ISO has an additional task in the form of signaling.
  • the slider AS and the electrically non-conductive material each have molded guide elements. This means that the electrically non-conductive material ISO has an additional task in the form of mechanical support guidance.
  • the force accumulator F is supported on a holding element which is formed in the electrically non-conductive material ISO. That the electrically non-conductive material ISO is a (further) additional task in the form of a mechanical support leadership.
  • the contact elements Kl, K2 and the connecting plate B can be designed as cost-effective stamped or stamped bent parts.
  • the overvoltage protection device UE1 has a varistor and / or a spark gap and / or a gas absorber. That The invention can be used with a variety of different surge protection devices and leads to a partial reduction.
  • the two contact elements K1, K2 are soldered to the overvoltage protection device USE1. With a suitable choice of the process parameters during production, soldering can be provided, for example, in an extrusion coating step S400.
  • the electrically non-conductive material ISO comprises a thermoplastic or a thermoset or an epoxy resin.
  • connection region A as shown in Figures 2D and 6D, on the second contact plate K2 on a protuberance.
  • the protuberance ensures a targeted power distribution and leads in the event of a fault to a thermally preferred course, so that a rapid shutdown of the separation point formed from connecting plate B and contact element K2 is ensured.
  • the protuberance allows a particularly secure soldering of the separation point.
  • at least one mechanical coding C which serves to specify a power class, is furthermore formed on the electrically non-conductive material ISO.
  • That with the coding C can e.g. To prevent overvoltage arresters that belong to the wrong power class from being plugged into a socket with an inappropriate coding receptacle. Damage to the system to be protected can be avoided.
  • the electrically non-conductive material can easily have a holding device for the second (plug-in or solderable) connecting element S2 and / or for the connecting plate B. That the connecting plate B is held and can thus be soldered to the connection area A without further measures.
  • the overvoltage protection device may further comprise a housing G.
  • the housing may be formed (at least in part) by the electrically non-conductive material ISO.
  • a hood H can be provided.
  • the electrically non-conductive material ISO may then be e.g. also have molded holding elements (for example latching elements) for the hood H.
  • the surge protective device may have a telecommunications interface.
  • the telecommunications interface may e.g. the springing of the contact plate B or by moving the slider AS are actuated directly or indirectly.
  • the contact elements K1, K2 rest directly on a varistor ceramic or metallizations of the overvoltage protection device USE1 without soldering / bonding to the surface.
  • the electrical contact by holding forces are provided solely by the holder with electrically non-conductive material ISO. This leads to a further cost reduction, since now a process step of the soldering can be omitted.
  • the above-described embodiments of the overvoltage protection device can be made particularly simple. In a step S100, an overvoltage protection device UE1 is obtained.
  • step S200 which may be executed parallel to step S100 or temporally also before step S100 or also overlapping in time with step S100, a first contact element K1 and a second contact element K2 are obtained.
  • step S300 which may coincide with step S100 and / or step S200, the resulting overvoltage protection device USE1 and the obtained first contact element K1 and the second contact element K2 are arranged.
  • the overvoltage protection device USE1 is obtained and arranged on the first contact element K1.
  • the second contact element K2 is obtained and arranged on the arrangement of the overvoltage protection device ÜSE1 and first contact element Kl.
  • a soldering process can also be initiated with the encapsulation.
  • a corresponding solder must be introduced in advance between the corresponding elements.
  • At least one of the aforementioned further functions is formed on the non-conductive material ISO. It goes without saying that semi-finished products, which provide the results of individual production steps, can also be integrated into a suitably adapted manufacturing process.
  • one of the (plug-in or solderable) device connections Kl / Sl already directly forms a direct connection of the overvoltage protection device USE1.
  • the overvoltage protection device ÜSE1 is (at least in parts) surrounded by electrically non-conductive material ISO, which, in addition to protection against environmental influences / contact protection, also provides additional functions.
  • the electrically non-conductive material ISO provides at least a portion of a housing and / or a color coding for a status display and / or a coding and / or holding elements and / or guide elements.
  • the surge protection device can be soldered to the contact elements Kl, K2 with the omitted overvoltage protection ÜSE1, since the contact force between the overvoltage protection device ÜSE1 and the contact elements Kl, K2 is sufficiently applied by the overmolded electrically non-conductive material ISO.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Überspannungsschutzgerät mit Anschlusselementen, einer Überspannungsschutzeinrichtung (ÜSE1), zwei Kontaktelemente (K1, K2), einen Schieber (AS), ein Anschlussblech (B) und einen Kraftspeicher (F). Die zwei Kontaktelemente (K1, K2) und die Überspannungsschutzeinrichtung (ÜSE1) sind mit einem elektrisch nichtleitenden Material auf der Oberfläche umgeben. Das elektrisch nichtleitende Material spart einen Anschlussbereich (A) gebildet auf dem zweiten Kontaktelement (K2) aus. In einem ersten Zustand ist das Anschlussblech (B) mit dem Anschlussbereich (A) verbunden. Der Schieber (AS) ist so angeordnet, dass er auf einer Fläche des elektrisch nichtleitenden Materials unter Einwirkung der Kraft leiten kann, wenn in einem zweiten Zustand das thermisch erweichbare Kontaktmittel erweicht, wobei der Schieber (AS) zwischen das Anschlussblech (B) und den Anschlussbereich (A) verschoben wird. Dem elektrisch nichtleitenden Material kommt eine weitere Funktion zu.

Description

Überspannungsschutzgerät mit Anschlusselementen und Verfahren zur Herstellung desselben
Hintergrund der Erfindung
Im Stand der Technik sind Überspannungsschutzgeräte bekannt. Die Überspannungsschutzgeräte weisen einen herkömmlichen Varistor auf. Der Varistor besteht aus einer flächigen Varistorkeramik, z.B. aus ZnO, die auf beiden Seiten der Fläche mit einer Elektrode ausgestattet ist. Die Varistorkeramik und die Elektroden sind zum Schutz vor Umwelteinflüssen als auch zum Schutz vor Berührung mit einem Epoxidharz umgeben. Zum Anschluss an andere Bauteile sind Varistoren mit Anschlüssen, z.B. als Anschlusslaschen oder Anschlussdrähte, ausgeführt, die nicht mit Epoxidharz umgeben sind.
Bei einer thermischen Überlastung eines Varistors, welche z.B. durch ein starkes und/oder langhaltendes Überspannungsereignis / Netzfolgestrom oder aber als Langzeiteffekt einer Alterung durch einen Leckstrom induziert sein kann, kann der Varistor„durchlegieren", wobei der Varistor zum einen stark erhitzt als auch explosionsartig zerstört werden kann.
Um solche Effekte zu vermeiden, sind die Überspannungsschutzgeräte mit Abtrenneinrichtungen ausgestattet, die im Falle einer thermischen Überlastung eine Zuleitung zum Varistor unterbrechen.
Während auf der einen Seite eine zunehmende Nachfrage nach Überspannungsschutzgeräten zu registrieren ist, ist auf der anderen Seite festzustellen, dass die Herstellungskosten solcher Geräte relativ hoch sind.
Dies ist unter anderem darin begründet, dass die bisherigen Überspannungsschutzgeräte aus einer Vielzahl von Teilen aufgebaut werden.
Diese Vielzahl von Bauteilen ist aber nicht nur in der Herstellung aufwändig und kostenträchtig, sie stellen auch eine Feherlquelle dar. Ausgehend hiervon ist es eine Aufgabe der Erfindung ein verbessertes Überspannungsschutzgerät zur Verfügung zu stellen, das zum einen kostengünstig und zuverlässig ist.
Kurzdarstellung der Erfindung Die Aufgabe wird gelöst durch ein Überspannungsschutzgerät mit Anschlusselementen, wobei das Überspannungsschutzgerät eine Überspannungsschutzeinrichtung aufweist, wobei das Überspannungsschutzgerät weiterhin zwei Kontaktelemente aufweist, wobei die Kontaktelemente die Überspannungsschutzeinrichtung elektrisch kontaktieren, wobei das erste Kontaktelement so ausgeformt ist, dass es zugleich auch ein Anschlusselement bildet, wobei die zwei Kontaktelemente und die Überspannungsschutzeinrichtung mit einem elektrisch nichtleitenden Material auf der Oberfläche umgeben sind, wobei das elektrisch nichtleitende Material einen Anschlussbereich gebildet auf dem zweiten Kontaktelement ausspart, wobei das Überspannungsschutzgerät weiterhin ein Anschlussblech aufweist, wobei das Anschlussblech so ausgeformt ist, dass es zugleich auch ein zweites Anschlusselement bildet, wobei das Anschlussblech in einem ersten nichtausgelösten Zustand mit dem Anschlussbereich elektrisch leitend mit einem thermisch erweichbaren Kontaktmittel verbunden ist, wobei das Überspannungsschutzgerät weiterhin einen Schieber und einen Kraftspeicher aufweist, wobei der Schieber so angeordnet ist, dass der Schieber auf einer Fläche des elektrisch nichtleitenden Materials unter Einwirkung der Kraft aus dem Kraftspeicher gleiten kann, wenn in einem zweiten Zustand das thermisch erweichbare Kontaktmittel erweicht, wobei der Schieber zwischen das Anschlussblech und den Anschlussbereich verschoben wird, wobei dem elektrisch nichtleitenden Material weiterhin mindestens eine weitere Funktion zukommt, ausgewählt aus einer Gruppe aufweisend, dass das elektrisch nichtleitende Material eine Farbe aufweist, die von der Farbe des Schiebers verschieden ist, sodass eine Verschiebung des Schiebers zu einem Farbwechsel in einer lokalen optischen Anzeige führt, und/oder dass der Schieber und das elektrisch nichtleitenden Material jeweils angeformt Führungselemente aufweisen, und/oder dass der Kraftspeicher sich an einem Haltelement abstützt, das in dem elektrisch nichtleitenden Material geformt ist.
Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Überspannungsschutzgerätes nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend die Schritte: Erhalten einer Überspannungsschutzeinrichtung, Erhalten eines ersten Kontaktelements und eines zweiten Kontaktelements, Anordnen der erhaltenen Überspannungsschutzeinrichtung und des ersten Kontaktelements und des zweiten Kontaktelements, Umspritzen der zuvor angeordneten Kontaktelemente und der Überspannungsschutzeinrichtung, wobei auf dem zweiten Kontaktelement ein Anschlussbereich ausgespart wird, und wobei auf dem nichtleitenden Material eine weitere Funktion angeformt wird, ausgewählt aus einer Gruppe aufweisend, dass das elektrisch nichtleitende Material eine Farbe aufweist, die von der Farbe des Schiebers verschieden ist, sodass eine Verschiebung des Schiebers zu einem Farbwechsel in einer lokalen optischen Anzeige führt, und/oder dass der Schieber und das elektrisch nichtleitenden Material jeweils angeformt Führungselemente aufweisen, und/oder dass der Kraftspeicher sich an einem Haltelement abstützt, das in dem elektrisch nichtleitenden Material geformt ist.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind insbesondere Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Kurzdarstellung der Figuren
Nachfolgend wird die Erfindung näher unter Bezug auf die Figuren erläutert. In diesen zeigt:
Fig. 1 eine schematische Explosionsdarstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Überspannungsschutzgerätes,
Fig. 2a eine schematische Seitenansicht einer ersten Seite der Ausführungsform gemäß Fig. 1 in einem ersten, nicht-ausgelösten Zustand,
Fig. 2b eine schematische Seitenansicht einer ersten Seite der Ausführungsform gemäß Fig. 1 in einem zweiten, ausgelösten Zustand,
Fig. 2c eine schematische Seitenansicht einer zweiten Seite der Ausführungsform gemäß Fig. 1,
Fig. 2d eine Schnittansicht der Ausführungsform gemäß Fig. 1,
Fig. 3 eine schematische Explosionsdarstellung einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Überspannungsschutzgerätes, Fig. 4a eine schematische Seitenansicht einer ersten Seite der Ausführungsform gemäß Fig.
3 in einem ersten, nicht-ausgelösten Zustand,
Fig. 4b eine schematische Seitenansicht einer ersten Seite der Ausführungsform gemäß Fig.
3 in einem zweiten, ausgelösten Zustand,
Fig. 4c eine schematische Seitenansicht einer zweiten Seite der Ausführungsform gemäß Fig. 3,
Fig. 5 eine schematische Explosionsdarstellung noch einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Überspannungsschutzgerätes,
Fig. 6a eine schematische Seitenansicht einer ersten Seite der Ausführungsform gemäß Fig. 5 in einem ersten, nicht-ausgelösten Zustand, Fig. 6b eine schematische Seitenansicht einer ersten Seite der Ausführungsform gemäß Fig. 5 in einem zweiten, ausgelösten Zustand,
Fig. 6c eine schematische Seitenansicht einer zweiten Seite der Ausführungsform gemäß Fig. 5,
Fig. 6d eine Schnittansicht der Ausführungsform gemäß Fig. 5, und Fig. 7 ein Flussdiagramm eines beispielhaften Herstellungsverfahrens gemäß Ausführungsformen der Erfindung
Ausführliche Beschreibung
Nachfolgend wird die Erfindung eingehender unter Bezugnahme auf die Figur dargestellt werden. Dabei ist anzumerken, dass unterschiedliche Aspekte beschreiben werden, die jeweils einzeln oder in Kombination zum Einsatz kommen können. D.h. jeglicher Aspekt kann mit unterschiedlichen Ausführungsformen der Erfindung verwendet werden soweit nicht explizit als reine Alternative dargestellt.
Weiterhin wird nachfolgend der Einfachheit halber in aller Regel immer nur auf eine Entität Bezug genommen werden. Soweit nicht explizit vermerkt, kann die Erfindung aber auch jeweils mehrere der betroffenen Entitäten aufweisen. Insofern ist die Verwendung der Wörter„ein", „eine" und „eines" nur als Hinweis darauf zu verstehen, dass in einer einfachen Ausführungsform zumindest eine Entität verwendet wird.
Darüber hinaus sei angemerkt, dass in den Verfahren die Reihenfolge der Schritte unterschiedlich gewählt sein kann oder aber einzelne Schritte in einem gemeinsamen Schritt verkörpert sein können. Insofern sind die Schritte lediglich als Darstellung bestimmter Aspekte zu verstehen.
In den Figuren 1, 3 und 5 sind unterschiedliche Ausführungsformend in einer Explosionsdarstellung gezeigt. Die Ausführungsformen der Erfindung zeigen ein Überspannungsschutzgerät mit (steck- oder lötbaren) Anschlusselementen.
Das Überspannungsschutzgerät weist (zumindest) eine Überspannungsschutzeinrichtung ÜSE1 auf. Weiterhin weist das Überspannungsschutzgerät (zumindest) zwei Kontaktelemente Kl, K2 auf. Die Kontaktelemente Kl, K2 kontaktieren die Überspannungsschutzeinrichtung ÜSE1 elektrisch. Dabei ist Kontakt weit aufzufassen. So kann das Kontaktelement direkt auf der Varistorkeramik aufliegen oder aber auf einer unter Umständen vorhanden Metallisierung auf der Varistorkeramik aufliegen oder aber mit dieser verlötet sein.
Das erste Kontaktelement Kl ist so ausgeformt, dass es zugleich auch ein erstes (steck- oder lötbares) Anschlusselement Sl des Überspannungsschutzgerätes bildet. Beispielsweise an einem Ende ist das Kontaktelement als Steckschwert (z.B. Fig. 1 und 5) oder als Lötelement (z.B. Fig. 3) oder als Schraubelement, etc. ausgebildet. Die zwei Kontaktelemente Kl, K2 und die Überspannungsschutzeinrichtung ÜSE1 sind mit einem elektrisch nichtleitenden Material ISO auf der Oberfläche (zumindest abschnittsweise)umgeben, wobei das elektrisch nichtleitende Material ISO einen Anschlussbereich A gebildet auf dem zweiten Kontaktelement K2 ausspart.
D.h. im Anschlussbereich A ist das unter der elektrisch nichtleitenden Material ISO befindliche Kontaktelemente K2 elektrisch kontaktierbar. Es sei angemerkt, dass der Bereich der Anschlusselemente Sl, S2 ebenfalls frei von elektrisch nichtleitendem Material ISO ist
Das Überspannungsschutzgerät weist weiterhin ein Anschlussblech B auf, wobei das Anschlussblech B so ausgeformt ist, dass es zugleich auch ein zweites (steck- oder lötbares) Anschlusselement S2 bildet. Das Anschlussblech B ist in einem ersten nichtausgelösten Zustand, welcher in Figur 2a, 4a und 6a gezeigt ist, mit dem Anschlussbereich A elektrisch leitend mit einem thermisch erweichbaren Kontaktmittel, z.B. einem Lot oder einem Kleber, verbunden.
Weiterhin weist das Überspannungsschutzgerät einen Schieber AS und einen Kraftspeicher F auf, wobei der Schieber AS so angeordnet ist, dass der Schieber auf einer Fläche des elektrisch nichtleitenden Materials unter Einwirkung der Kraft aus dem Kraftspeicher F gleiten kann, wenn in einem zweiten ausgelösten Zustand, der in den Figuren 2b, 4b, und 6b gezeigt ist, das thermisch erweichbare Kontaktmittel erweicht, wobei der Schieber AS zwischen das Anschlussblech B und den Anschlussbereich A verschoben wird. Dabei ist in den Figuren lediglich ein Verschieben gezeigt. Gleichwirkend kann aber auch ein Verdrehen bzw. eine Kombination aus Verdrehen und verschieben verwendet werden.
Dem elektrisch nichtleitenden Material ISO kommt weiterhin mindestens eine weitere Funktion zu. Die Funktion ist z.B. dass das elektrisch nichtleitende Material ISO eine Farbe aufweist, die von der Farbe des Schiebers AS verschieden ist, sodass eine Verschiebung des Schiebers AS zu einem Farbwechsel in einer lokalen optischen Anzeige führt. D.h. ein Farbwechsel kann zur Signalsierung eines ausgelösten Zustandes verwendet werden. D.h. dem elektrisch nichtleitenden Material ISO kommt eine zusätzliche Aufgabe in Form der Signalsierung zu. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der Schieber AS und das elektrisch nichtleitenden Material jeweils angeformte Führungselemente aufweisen. D.h. dem elektrisch nichtleitenden Material ISO kommt eine zusätzliche Aufgabe in Form einer mechanischen Stützung Führung zu.
Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der Kraftspeicher F sich an einem Haltelement abstützt, das in dem elektrisch nichtleitenden Material ISO geformt ist. D.h. dem elektrisch nichtleitenden Material ISO kommt eine (weitere) zusätzliche Aufgabe in Form einer mechanischen Stützung Führung zu.
Im Ergebnis führt dies zu einer Teilereduktion. Die Teilereduktion wiederum führt zu niedrigeren Herstellungskosten und zu eine erhöhten Sicherheit. Insbesondere können die Kontaktelemente Kl, K2 als auch das Anschlussblech B als kostengünstige Stanz- bzw. Stanzbiegeteile ausgeführt sein.
In Ausführungsformen der Erfindung weist die Überspannungsschutzeinrichtung ÜSE1 einen Varistor und/oder eine Funkenstrecke und/oder einen Gasabieiter auf. D.h. die Erfindung kann mit einer Vielzahl unterschiedlicher Überspannungsschutzeinrichtungen verwendet werden und führt jeweils zu einer Teilereduktion. In weiteren alternativen oder zusätzlichen Ausführungsformen sind die zwei Kontaktelemente Kl, K2 mit der Überspannungsschutzeinrichtung ÜSE1 verlötet. Bei geeigneter Wahl der Prozessparameter bei der Herstellung kann eine Verlötung beispielsweise in einem Umspritzschritt S400 zur Verfügung gestellt werden.
In weiteren alternativen oder zusätzlichen Ausführungsformen weist das elektrisch nichtleitende Material ISO einen Thermoplast oder einen Duroplast oder ein Epoxidharz auf.
In weiteren alternativen oder zusätzlichen Ausführungsformen weist der Anschlussbereich A, wie in Figuren2d und 6d gezeigt, auf dem zweiten Kontaktblech K2 eine Ausstülpung auf. Die Ausstülpung sorgt für eine gezielte Stromverteilung und führt im Fehlerfall zu einem thermisch bevorzugten Verlauf, sodass eine schnelle Abschaltung der Trennstelle gebildet aus Anschlussblech B und Kontaktelement K2 gewährleistet ist. Zudem erlaubt die Ausstülpung eine besonders sichere Verlötung der Trennstelle. In weiteren alternativen oder zusätzlichen Ausführungsformen, welche z.B. in Figuren 2a, 2b und 6a und 6b gezeigt sind, ist an dem elektrisch nichtleitenden Material ISO weiterhin mindestens eine mechanische Kodierung C angeformt, die zur Angabe einer Leistungsklasse dient.
D.h. mit der Kodierung C kann z.B. verhindert werden, dass Überspannungsschutzgeräte, die einer falschen Leistungsklasse angehören, in einen Sockel mit einer unpassenden Kodierungsaufnahme eingesteckt werden können. So können Schäden an der zu schützenden Anlage vermieden werden.
Ohne weiteres kann das elektrisch nichtleitende Material eine Halteeinrichtung für das zweite (steck- oder lötbare) Anschlusselement S2 und/oder für das Anschlussblech B aufweisen. D.h. das Anschlussblech B ist gehalten und kann somit ohne weitere Maßnahmen mit dem Anschlussbereich A verlötet werden.
Zudem kann das Überspannungsschutzgerät weiterhin ein Gehäuse G aufweisen. Das Gehäuse kann (zumindest zu einem Teil) durch das das elektrisch nichtleitende Material ISO gebildet sein. Weiterhin kann eine Haube H vorgesehen sein. Das elektrisch nichtleitende Material ISO kann dann z.B. auch angeformte Halteelemente (z.B. Rastelemente) für die Haube H aufweisen. Ohne Beschränkung der Allgemeinheit kann das Überspannungsschutzgerät eine Fernmeldeschnittstelle aufweisen. Die Fernmeldeschnittstelle kann dabei z.B. das Auffedern des Kontaktbleches B oder durch Verschieben des Schiebers AS mittelbar oder unmittelbar betätigt werden.
In Ausführungsformen der Erfindung sind die zwei Kontaktelemente Kl, K2 und die Überspannungsschutzeinrichtung ÜSE1 - abgesehen vom Anschlussbereich A - mit dem elektrisch nichtleitenden Material ISO auf der Oberfläche umspritzt. D.h. es kann ein zuverlässiger Anschluss bei gleichzeitig hohem Berührschutz und Schutz vor Umwelteinflüssen zur Verfügung gestellt werden.,
Wie bereits zuvor ausgeführt kann auch vorgesehen sein, dass die Kontaktelemente Kl, K2 direkt auf einer Varistorkeramik bzw. Metallisierungen der Überspannungsschutzeinrichtung ÜSE1 ohne Verlötung / Verklebung mit der Oberfläche aufliegen. In diesem Fall werden alleine durch die Halterung mit elektrisch nichtleitendem Material ISO die elektrische Kontaktierung durch Haltekräfte zur Verfügung gestellt. Dies führt zu einer weiteren Kostenreduktion, da nunmehr ein Prozessschritt des Verlötens entfallen kann. Die vorstehend dargestellten Ausführungsformen des Überspannungsschutzgerätes können besonders einfach hergestellt werden wird. In einem Schritt S100 wird eine Überspannungsschutzeinrichtung ÜSE1 erhalten. In einem weiteren Schritt S200, der parallel zu Schritt S100 oderzeitlich auch vor Schritt S100 oder auch zeitlich überlappend mit Schritt S100 ausgeführt sein kann, werden ein erstes Kontaktelement Kl und ein zweites Kontaktelement K2 erhalten. In einem weiteren Schritt S300, der mit den Schritt S100 und/oder Schritt S200 zusammenfallen kann, werden die erhaltene Überspannungsschutzeinrichtung ÜSE1 und das erhaltene erste Kontaktelement Kl und das zweite Kontaktelement K2 angeordnet.
Beispielsweise wird zunächst das erste Kontaktelement Kl erhalten, anschließend die Überspannungsschutzeinrichtung ÜSE1 erhalten und auf dem ersten Kontaktelement Kl angeordnet. Dann wird das zweite Kontaktelement K2 erhalten und auf die Anordnung der Überspannungsschutzeinrichtung ÜSE1 und erstem Kontaktelement Kl angeordnet.
Nachdem die Elemente entsprechend positioniert sind, werden diese in einem weiteren Schritt S400 umspritzt. Bei geeigneter Prozessparameterwahl kann mit dem Umspritzen auch ein Lötprozess initiiert werden. In einem solchen Fall muss natürlich zuvor ein entsprechendes Lötmittel zwischen die entsprechenden Elemente eingebracht werden. Ohne weiteres wäre es aber auch möglich einen Lötschritt separiert vor dem Umspritzen vorzusehen, oder aber, wenn das zu umspritzende Material beim oder nach dem Umspritzen seine Temperatureigenschaften ändert, auch nach dem Umspritzen.
Beim Umspritzen wird auf dem nichtleitenden Material ISO zumindest eine der zuvor erwähnten weiteren Funktionen angeformt. Es versteht sich von selbst, dass Halbzeuge, die die Ergebnisse einzelner Fertigungsschritte bereitstellen, ebenso in einen entsprechend angepassten Herstellungsprozess eingebunden werden können.
D.h. mittels der Erfindung werden keine zusätzlichen Bauteile mehr benötigt. Insbesondere bildet bereits einer der (steck- oder lötbaren) Geräteanschlüsse Kl/Sl bereits unmittelbar einen direkten Anschluss der Überspannungsschutzeinrichtung ÜSE1.
Die Überspannungsschutzeinrichtung ÜSE1 ist (zumindest in Teilen) mit elektrisch nichtleitendem Material ISO umgeben, dass neben dem Schutz vor Umwelteinflüssen/Berührschutz auch weitere Funktionen zur Verfügung stellt. Insbesondere stellt das elektrisch nichtleitende Material ISO mindestens einen Teil eines Gehäuses bereit und/oder ein Farbcodierung für eine Statusanzeige und/oder eine Kodierung und/oder Halteelemente und/oder Führungselemente. Insbesondere bei geringeren Anforderungen an das Überspannungsschutzgerät kann auf ein Verlöten der Kontaktelemente Kl, K2 mit der verzichtet Überspannungsschutzeinrichtung ÜSE1 werden, da die Kontaktkraft zwischen der Überspannungsschutzeinrichtung ÜSE1 und den der Kontaktelemente Kl, K2 ausreichend durch das umspritzte elektrisch nichtleitende Material ISO aufgebracht wird.
Es sei zum Abschluss nochmals angemerkt, dass der Begriff „umspritzen" weit zu verstehen ist und auch als ein umhüllen, z.B. in einem formgebenden Verfahren, verstanden werden kann.
Bezeichnungsliste
ÜSE1 Überspannungsschutzeinrichtung
Kl, K2 Kontaktelement Sl, S2 Anschlusselement
A Anschlussbereich
B Anschlussblech
AS Schieber
F Kraftspeicher C Kodierung
H Haube
Verfahrensschritte
S100 Erhalten einer Überspannungsschutzeinrichtung
S200 Erhalten von einem ersten Kontaktelement und einem zweiten Kontaktelement
S300 Anordnen der erhaltenen Überspannungsschutzeinrichtung und des ersten Kontaktelements und des zweiten Kontaktelements
S400 Umspritzen der zuvor angeordneten Kontaktelemente und der Überspannungsschutzeinrichtung

Claims

Ansprüche
Überspannungsschutzgerät mit Anschlusselementen, wobei das Überspannungsschutzgerät eine Überspannungsschutzeinrichtung (ÜSE1) aufweist, wobei das Überspannungsschutzgerät weiterhin zwei Kontaktelemente (Kl, K2) aufweist, wobei die Kontaktelemente (Kl, K2) die Überspannungsschutzeinrichtung ( ÜSE1) elektrisch kontaktieren, wobei das erste Kontaktelement (Kl) so ausgeformt ist, dass es zugleich auch ein erstes s Anschlusselement (Sl) bildet, wobei die zwei Kontaktelemente (Kl, K2) und die Überspannungsschutzeinrichtung (ÜSE1) mit einem elektrisch nichtleitenden Material auf der Oberfläche umgeben sind, wobei das elektrisch nichtleitende Material einen Anschlussbereich (A) gebildet auf dem zweiten Kontaktelement (K2) ausspart, wobei das Überspannungsschutzgerät weiterhin ein Anschlussblech (B) aufweist, wobei das Anschlussblech (B) so ausgeformt ist, dass es zugleich auch ein zweites Anschlusselement
(S2) bildet, wobei das Anschlussblech (B) in einem ersten nichtausgelösten Zustand mit dem Anschlussbereich (A) elektrisch leitend mit einem thermisch erweichbaren Kontaktmittel verbunden ist, wobei das Überspannungsschutzgerät weiterhin einen Schieber (AS) und einen Kraftspeicher (F) aufweist, wobei der Schieber (AS) so angeordnet ist, dass der Schieber auf einer Fläche des elektrisch nichtleitenden Materials unter Einwirkung der Kraft aus dem Kraftspeicher (F) gleiten kann, wenn in einem zweiten Zustand das thermisch erweichbare Kontaktmittel erweicht, wobei der Schieber (AS) zwischen das Anschlussblech (B) und den Anschlussbereich (A) verschoben wird, wobei dem elektrisch nichtleitenden Material weiterhin mindestens eine weitere Funktion zukommt, ausgewählt aus einer Gruppe aufweisend, dass das elektrisch nichtleitende Material eine Farbe aufweist, die von der Farbe des Schiebers (AS) verschieden ist, sodass eine Verschiebung des Schiebers (AS) zu einem Farbwechsel in einer lokalen optischen Anzeige führt, und/oder dass der Schieber (AS) und das elektrisch nichtleitenden Material jeweils angeformt Führungselemente aufweisen, und/oder dass der Kraftspeicher (F) sich an einem Haltelement abstützt, das in dem elektrisch nichtleitenden Material geformt ist.
Überspannungsschutzgerät nach Anspruch 1, wobei die Überspannungsschutzeinrichtung (ÜSE1) ein Varistor und/oder eine Funkenstrecke und/oder einen Gasabieiter aufweist.
3. Uberspannungsschutzgerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei die zwei Kontaktelemente (Kl, K2) mit der Überspannungsschutzeinrichtung (ÜSE1) verlötet sind.
4. Uberspannungsschutzgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das elektrisch nichtleitende Material einen Thermoplast oder einen Duroplast oder ein Epoxidharz aufweist.
5. Uberspannungsschutzgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Anschlussbereich (A) auf dem zweiten Kontaktblech (K2) eine Ausstülpung ist.
6. Uberspannungsschutzgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an dem elektrisch nichtleitenden Material weiterhin mindestens eine mechanische Kodierung angeformt ist, die zur Angabe einer Leistungsklasse dient.
7. Uberspannungsschutzgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das elektrisch nichtleitende Material eine Halteeinrichtung für den zweiten Anschlusselement (S2) aufweist.
8. Uberspannungsschutzgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Uberspannungsschutzgerät weiterhin ein Gehäuse (G) aufweist.
9. Uberspannungsschutzgerät nach Anspruch 8, wobei das elektrisch nichtleitende Material zumindest ein Teil des Gehäuses bildet.
10. Uberspannungsschutzgerät nach Anspruch 8 oder 9, wobei das elektrisch nichtleitende Material angeformte Halteelemente für eine Haube (H) aufweist.
11. Uberspannungsschutzgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin aufweisend eine Fernmeldeschnittstelle.
12. Überspannungsschutzgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zwei Kontaktelemente (Kl, K2) und die Überspannungsschutzeinrichtung (ÜSE1) mit dem elektrisch nichtleitenden Material auf der Oberfläche umspritzt sind.
13. Überspannungsschutzgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das elektrisch nichtleitende Material die die zwei Kontaktelemente (Kl, K2) auf der Überspannungsschutzeinrichtung (ÜSE1) in elektrischem Kontakt hält.
14. Überspannungsschutzgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Anschlusselement und / oder das zweite Anschlusselement als ein Steckblech oder als ein Lötstift ausgeformt ist.
15. Verfahren zur Herstellung eines Überspannungsschutzgerätes nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend die Schritte:
• Erhalten (S100) einer Überspannungsschutzeinrichtung (ÜSE1)
• Erhalten (S200) von einem ersten Kontaktelement (Kl) und einem zweiten Kontaktelement (K2)
• Anordnen (S300) der erhaltenen Überspannungsschutzeinrichtung (ÜSE1) und des ersten Kontaktelements (Kl) und des zweiten Kontaktelements (K2)
• Umspritzen (S400) der zuvor angeordneten Kontaktelemente (Kl, K2) und der Überspannungsschutzeinrichtung (ÜSE1), wobei auf dem zweiten Kontaktelement (K2) ein Anschlussbereich (A) ausgespart wird, und wobei auf dem nichtleitenden Material eine weitere Funktion angeformt wird, ausgewählt aus einer Gruppe aufweisend, dass das elektrisch nichtleitende Material eine Farbe aufweist, die von der Farbe des Schiebers (AS) verschieden ist, sodass eine Verschiebung des Schiebers (AS) zu einem Farbwechsel in einer lokalen optischen Anzeige führt, und/oder dass der Schieber (AS) und das elektrisch nichtleitenden Material jeweils angeformt Führungselemente aufweisen, und/oder dass der Kraftspeicher (F) sich an einem Haltelement abstützt, das in dem elektrisch nichtleitenden Material geformt ist.
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