BE1026863B1 - Halteelement zum Halten einer Elektrode einer Funkenstrecke sowie Funkenstrecke mit wenigstens einem Halteelement - Google Patents

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Halteelement (10;10') zum Halten einer Elektrode (80) einer Funkenstrecke, wobei das Halteelement (10;10') eine Ausnehmung (70) zur Einbringung der Elektrode (80) aufweist. Das Halteelement (10;10') ist an wenigstens einer Stelle in Umfangsrichtung der Ausnehmung (70) federnd ausgebildet, wodurch die Elektrode (80) in der Ausnehmung (70) einklemmbar ist. Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Funkenstrecke mit wenigstens einem solchen Halteelement (10;10'), das eine Elektrode (80) hält.

Description

: BE2018/5886 Halteelement zum Halten einer Elektrode einer Funkenstrecke sowie Funkenstrecke mit wenigstens einem Halteelement Die Erfindung betrifft ein Halteelement zum Halten einer Elektrode einer Funkenstrecke gemäß dem Oberbegriff des An- spruchs 1. Die Erfindung betrifft ferner eine Funkenstrecke mit wenigstens einem solchen Halteelement zum Halten einer Elektrode der Funkenstrecke.

Im Bereich des Überspannungsschutzes von elektrischen Gerä- ten bzw. Anlagen werden Überspannungsschutzelemente einge- setzt, die bei einer bestimmten Überspannung ansprechen, welche bei einem Überspannungsereignis ansonsten zu Störun- gen und/oder Schäden in einem Stromkreis führen würde. Als solche Überspannungsschutzelemente können beispielsweise Überspannungsableiter eingesetzt werden, die auf Funken- strecken basieren. Insbesondere zur Ableitung von sogenann- ten transienten Überspannungen mit sehr hohen Amplituden haben sich Funkenstrecken bewährt. Sobald eine Funkenstre- cke gezündet hat, wird eine leitfähige Verbindung über die Lichtbogenstrecke der Funkenstrecke hergestellt, über wel- che das Überspannungsereignis dann abgeleitet wird.

Dabei haben sich insbesondere Mehrfach-Funkenstrecken als vorteilhaft erwiesen, bei denen mehrere Einzelfunkenstre- cken in Reihe geschaltet sind. Zur Bildung einer Mehrfach- Funkenstrecke aus mehreren Einzelfunkenstrecken werden in bestimmten Ausführungsformen mehrere scheiben- bzw. ring- förmige Elektroden zu einem Stapel zusammengefügt, wobei diese Elektroden beispielsweise aus Graphit bestehen. Zwi-

° BE2018/5886 schen den einzelnen Elektroden wird jeweils eine dünne Fo- lie oder Scheibe aus einem Isolierstoff angeordnet. So er- geben sich mehrere Einzelfunkenstrecken zwischen den Elekt- roden, die über eine entsprechend ausgebildete Spannungs- steuerung gezündet werden können. Die EP 2 630 707 Bl offenbart ferner eine Mehrfach- Funkenstrecke bestehend aus einer Stapelanordnung mit einer Abfolge von scheibenförmigen Elektroden und Isolationsrin- gen, wobei die Elektroden jeweils in einem rahmenförmigen Isolationskörper gehalten sind. Zur Aufnahme und Zentrie- rung der Elektroden ist im Isolationskörper eine Ausnehmung vorgesehen, deren innere Kontur der äußeren Kontur der je- weiligen Elektroden komplementär ist. Die Ausnehmung weist innenumfangsseitig mindestens einen nachgiebigen, federnden Zentriervorsprung auf, durch welchen die Elektrode durch eine radiale Federkraft in der Ausnehmung gehalten ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein weiterentwi- Ckeltes Halteelement zum Halten einer Elektrode einer Fun- kenstrecke bereitzustellen, das es ermöglicht, mehrere Ein- zelkomponenten der Funkenstrecke einfach, sicher und feh- lerresistent zueinander auszurichten, um eine fehlerfreie Funktion der Funkenstrecke zu gewährleisten.

Diese Aufgabe wird durch ein Halteelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des Halteelementes ergeben sich aus den Unteransprüchen 2-12. Ferner wird die Aufgabe durch eine Funkenstrecke gemäß An- spruch 13 gelöst, wobei sich vorteilhafte Weiterbildungen dieser Funkenstrecke aus den Ansprüchen 14-18 ergeben.

> BE2018/5886 Das erfindungsgemäße Halteelement ist zum Halten einer Elektrode einer Funkenstrecke ausgebildet, indem es eine Ausnehmung zur Einbringung der Elektrode aufweist.

Erfin- dungsgemäß ist das Halteelement an wenigstens einer Stelle in Umfangsrichtung dieser Ausnehmung federnd ausgebildet, wodurch die Elektrode in der Ausnehmung einklemmbar ist.

Es handelt sich somit um ein selbstfederndes Halteelement, bei dem sich der Umfang einer Ausnehmung für eine Elektrode an wenigstens einer Stelle federnd aufweiten lässt.

Form und Kontur der Ausnehmung sind vorzugsweise komplementär zu der AuBenkontur der Elektrode, wobei sie jedoch auch leicht abweichen kônnen.

Beispielsweise werden flache, scheiben- fôrmige Elektroden mit kreisrunder oder polygonaler, insbe- sondere mit viereckiger (z.B. quadratischer) AuBenkontur eingesetzt.

Dies bezieht sich auf die Form der scheibenför- migen Elektrode in ihrer Erstreckungsebene.

Auch bei dem Halteelement handelt es sich vorzugsweise um ein flaches, scheiben- oder plattenförmiges Element, in dem eine flache Elektrode in einer jeweiligen Ausnehmung aufge- nommen werden kann.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist das Halteelement daher plattenfôrmig ausgebildet und die Ausnehmung zur Aufnahme einer scheibenförmigen Elektro- de erstreckt sich in der Plattenebene des Halteelementes.

Das Halteelement ist vorzugsweise rahmenförmig ausgebildet, wobei es eine Elektrode vollständig oder auch nur teilweise umschlieBen kann.

Ein Rahmen kann daher beispielsweise auch an einer Seite offen ausgebildet sein.

Ferner besteht das Halteelement aus einem isolierenden Material, beispielswei- se aus PTFE (Polytetrafluorethylen) oder einem anderen ge- eigneten Material.

° BE2018/5886

Fin solches Halteelement ermôglicht eine einfache Aufnahme einer Elektrode in einer definierten zentrierten Position innerhalb des Halteelementes.

In dieser Position ist die

Elektrode sicher, aber nicht starr gehalten.

Dabei wird bei der Montage eine Elektrode mit leichtem Druck in eine Aus- nehmung eines Halteelementes gedrückt, wobei sich die Aus- nehmung durch die federnde Ausführung des Halteelementes leicht aufweitet.

Die Elektrode wird dann durch die rück-

stellende Federkraft des Halteelementes gehalten.

Soll eine hôhere Klemmkraft erreicht werden, kann auch vorgesehen sein, dass das Halteelement zunächst an wenigstens einer Federstelle auseinandergezogen wird, um anschließend eine Elektrode in die Ausnehmung einzubringen.

Auf diese Weisekönnen insbesondere mehrere Halteelemente mit Elektroden bestückt und anschließend zu einer Funkenstrecke zusammen- gefügt werden.

Dabei verrutschen die Elektroden nicht, son- dern verbleiben in der gewünschten Position, wodurch eine fehlerresistente Herstellung der Funkenstrecke gewährleis-

tet wird.

Dabei erfolgt die federnde Aufweitung der Ausnehmung in Um- fangsrichtung der Ausnehmung an dieser Stelle.

Dies unter- scheidet die Erfindung beispielsweise von der aus der EP 2

630 707 Bl bekannten Ausführungsform eines Rahmens, bei dem sich eine Ausnehmung radial aufweitet, indem eine oder meh- rere Zentriervorsprünge oder Zentriernasen bei Einbringung einer Elektrode radial nach auBen gedrückt werden.

Die rückstellende Federkraft der Zentriervorsprünge oder

Zentriernasen wirkt dann im Wesentlichen radial nach innen.

> BE2018/5886 Erfindungsgemäß wirkt die rückstellende Federkraft des selbstfedernd ausgeführten Halteelementes nicht in radialer Richtung, sondern im Wesentlichen in Richtung des Umfangs der Ausnehmung an der federnd ausgeführten Stelle, d.h.

quer zur Radialrichtung. Wird beispielsweise eine kreisrun- de Elektrode gewählt, die in eine kreisrunde Ausnehmung in einem Rahmen eingebracht wird, verläuft die Umfangsrichtung in einem Bogen rechts und links neben der federnd ausge- führten Stelle. Wird eine polygonale Elektrode gewählt, die in eine entsprechend polygonale Ausnehmung in einem Rahmen eingebracht wird, ergeben sich am Innenumfang der Ausneh- mung mehrere gerade Seiten. Wird an einer dieser geraden Seiten eine federnde Stelle vorgesehen, verläuft die Um- fangsrichtung entlang dieser geraden Seite.

In einer Ausführungsform der Erfindung weist ein Halteele- ment jeweils mehrere Halteelementseiten auf, und wenigstens eine Halteelementseite ist in ihrer Längsrichtung federnd ausgebildet. Beispielsweise bilden diese Halteelementseiten eine polygonale Ausnehmung zur Aufnahme einer polygonalen Elektrode, und wenigstens eine dieser Halteelementseiten ist in ihrer Längsrichtung federnd ausgebildet. Die Längs- richtung einer Halteelementseite verläuft entlang der gr6ß- ten Erstreckung der Halteelementseite. Insbesondere wird eine viereckige (z.B. quadratische) Ausnehmung für eine viereckige (z.B. quadratische) Elektrode verwendet und die Außenkontur des Halteelementes ist ebenfalls im Wesentli- chen viereckig (z.B. quadratisch). Die Längsrichtung einer Halteelementseite verläuft dann jeweils zwischen den beiden angrenzenden Halteelementseiten.

° BE2018/5886 In einer Ausführungsform der Erfindung ist ein Halteelement an zwei gegenüberliegenden Stellen in Umfangsrichtung der jeweiligen Ausnehmung federnd ausgebildet.

Auch mehr als zwei federnd ausgebildete Stellen können vorgesehen werden, wobei diese vorzugsweise gleichmäßig über den Umfang der Ausnehmung für die Elektrode angeordnet sind.

So ergeben sich Halteelementseiten mit und ohne Federung, wobei fe- dernd ausgeführte Halteelementseiten im Folgenden auch als Federseiten und starre Halteelementseiten ohne Federwirkung als Starrseiten bezeichnet werden.

Die selbstfedernde Wirkung eines Halteelementes kann auf unterschiedliche Arten realisiert werden.

Beispielsweise kann eine Federung durch eine bestimmte Ausformung des Ma- terials des Halteelementes erzeugt werden.

In alternativen Ausführungsformen werden zusätzliche Federelemente in das Material des Halteelementes eingefügt.

Auch Kombinationen beider Varianten sind möglich.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist beispielsweise vorgesehen, dass aus dem Mate- rial des Halteelementes jeweils an wenigstens einer Stelle eine in Umfangsrichtung der jeweiligen Ausnehmung elastisch verformbare Struktur ausgeformt ist, die wenigstens einen Federabschnitt ausbildet.

Beispielsweise wird ein Federab- schnitt wenigstens durch mehrere elastisch aufeinander zu faltbare Federschenkel gebildet.

Neben einer Federwirkung kann eine elastisch verformbare Struktur im Material des Halteelementes weitere Funktionen erfüllen.

Beispielsweise kann sie optional wenigstens einen Anlageabschnitt ausformen, an welchem die Elektrode an- liegt.

Dies trägt zu einer möglichst genauen Positionierung der Elektrode innerhalb der Ausnehmung bei und verhindert

! BE2018/5886 ein Verrutschen der Elektrode in eine Richtung quer zur Um- fangsrichtung der Ausnehmung.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist ein Halteelement jeweils an wenigstens einer Stelle eine radial verlaufende Auftrennung auf, die von einem Federelement überbrückt ist. So ist das Halteelement im Bereich der Auf- trennung federnd. Fin Federelement kann beispielsweise durch ein Gummielement oder verschiedene Arten von Federn aus Metall oder Kunststoff gebildet sein. Ergänzend zum Halten einer Elektrode ist ein Halteelement vorzugsweise auch vorteilhaft für eine Kontaktierung mit einem Steuerelement und/oder einer Steuereinrichtung zur Spannungsverteilung über eine Funkenstrecke ausgebildet. Als Steuerelement wird beispielsweise eine Kapazität ver- wendet. So kann ein Halteelement vorteilhaft für mehrere Zwecke genutzt werden. Beispielsweise weist ein Halteele- ment eine Aufnahme auf, in die ein Steuerelement zur An- steuerung einer Elektrode einbringbar ist. Diese Aufnahme für ein Steuerelement ist über wenigstens einen Durchlass im Material des Halteelementes mit der Ausnehmung für die Elektrode verbunden. Insbesondere ist in einer Ausführungs- form der Erfindung vorgesehen, dass von der Aufnahme für das Steuerelement im Material des Halteelementes ein erster Schlitz und ein zweiter Schlitz abgehen, von denen sich der erste Schlitz zur Ausnehmung für die Elektrode hin ôffnet. Der erste Schlitz kann dazu genutzt werden, eine Kontaktie- rung des Steuerelementes bis zu der Elektrode zu führen.

Der zweite Schlitz kann dazu genutzt werden, das Steuerele- ment von außen mit einer Steuereinrichtung zu kontaktieren,

° BE2018/5886 die dazu ausgebildet ist, die Spannungsverteilung über eine Funkenstrecke anzusteuern.

Durch die Aufnahme im Halteelement ist die Lage des Steue- relementes genau definiert und das Steuerelement kann zu- sammen mit einer Elektrode in einem Halteelement vormon- tiert werden. Auch die Kontaktierung zwischen Steuerelement und Elektrode kann optional hergestellt werden, bevor meh- rere Halteelemente mit Elektroden zu einer Funkenstrecke zusammengefügt werden. Eine Aufnahme für ein Steuerelement ist vorzugsweise in ei- ne Halteelementseite eingebracht, die starr ohne Federwir- kung ausgebildet ist. An einer solchen Starrseite liegt ei- ne Elektrode sicher an, so dass eine stabile Kontaktierung zwischen Elektrode und Steuerelement herstellbar ist. Bei einem Halteelement mit zwei gegenüberliegenden Federseiten wird eine Aufnahme für ein Steuerelement daher vorzugsweise in einer Starrseite zwischen diesen beiden Federseiten vor- gesehen. Bei der Aufnahme kann es sich um eine durchgehende Öffnung im Material des Rahmens oder um eine Vertiefung handeln, in welche das Steuerelement eingelegt ist. Ein Halteelement kann weitere Merkmale aufweisen, die ins- besondere der Ausrichtung von Halteelementen zueinander oder gegenüber anderen Bauteilen einer Funkenstrecke die- nen. Insbesondere können Nuten oder Nasen zur Ausrichtung der Halteelemente gegenüber anderen Bauteilen vorgesehen sein. Für eine Ausrichtung der Halteelemente zueinander können korrespondierende Elemente vorgesehen sein, die formschlüssig ineinandergreifen. Diese sind beispielsweise an den äußeren Rändern oder Ecken eines Halteelementes an-

° BE2018/5886 geordnet. Ferner können Mittel zur Fixierung von Halteele- menten in einer Stapelanordnung vorgesehen sein. Hierbei handelt es sich insbesondere um Durchgangsöffnungen, die in einem Stapel aus Halteelementen miteinander fluchten, so dass Fixierstangen oder Fixierschrauben durch diese Durch- gangsöffnungen geführt werden können. Von der Erfindung umfasst ist auch eine Anordnung aus einem Halteelement gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, ei- ner Elektrode und einem Steuerelement zur Ansteuerung der Elektrode, wobei die Elektrode in eine Ausnehmung und das Steuerelement in eine Aufnahme des Halteelementes einge- bracht sind. Bei dem Steuerelement handelt es sich bei- spielsweise um eine Kapazität, die mit der Elektrode kon- taktiert ist. Dies erfolgt, indem eine Kontaktierung des Steuerelementes durch einen ersten Schlitz bis zur Elektro- de in der Ausnehmung geführt ist. Vorzugsweise liegt diese Kontaktierung unter Federkraft an der Elektrode an.

Eine zweite Kontaktierung des Steuerelementes kann in einem zweiten Schlitz im Material des Halteelementes liegen und dort mit einer Steuerungseinrichtung kontaktiert sein. Eine solche Steuereinrichtung wird zur Beeinflussung der Span- nungsverteilung über einer Funkenstrecke vorgesehen, um die Funkenstrecke geeignet zu zünden. Diese Steuereinrichtung kann auf bekannte oder auch neue Arten ausgebildet sein, um die an den Überspannungsschutz gestellten Anforderungen zu erfüllen. Bei den beiden Kontaktierungen des Steuerelemen- tes handelt es sich vorzugsweise um die Kontaktbeinchen ei- nes elektrischen Bauelementes, die in einem beliebigen Win- kel zueinander verlaufen. Beispielsweise verlaufen sie in einem Winkel verschieden von 180° zueinander. So können die

Bauteilbeinchen so in die beiden Schlitze im Halteelement eingespannt werden, dass ein Beinchen unter Federkraft an der Elektrode anliegen kann.

Von der Erfindung umfasst ist ferner eine Funkenstrecke, aufweisend wenigstens zwei Elektroden, wobei die Elektroden Jeweils in einer Ausnehmung eines Halteelementes gehalten sind. Wenigstens ein Halteelement ist nach einer Ausfüh- rungsform der Erfindung ausgebildet und ist somit selbstfe- dernd. Dabei wird insbesondere eine Anordnung verwendet, bei welcher darüber hinaus ein Steuerelement zur Ansteue- rung einer Elektrode in eine Aufnahme des Halteelementes eingebracht ist. In einer Ausführungsform der Erfindung ist eine Kontaktierung des Steuerelementes von der Aufnahme durch einen ersten Schlitz geführt und kontaktiert die Elektrode unter Federkraft. Ferner ist beispielsweise eine Steuereinrichtung zur Beeinflussung der Spannungsverteilung über der Funkenstrecke vorgesehen. Insbesondere ist eine elektrische Verbindung zwischen dem Steuerelement und die- ser Steuereinrichtung hergestellt. In einer Ausführungsform der Erfindung liegen die Elektro- den jeweils bündig in der Ausnehmung eines Jeweiligen Hal- teelementes, so dass Halteelement und Elektrode in einer gemeinsamen Erstreckungsebene liegen. So werden mehrere flache Bauelemente gebildet, die in einer Funkenstrecke verbaut werden können. Die Außenkontur der Halteelemente ist insbesondere daran angepasst, wie diese in der Kon- struktion der Funkenstrecke angeordnet werden sollen. Bei- spielsweise haben sich im Wesentlichen rechteckige Außen- konturen der Halteelemente als vorteilhaft erwiesen, doch auch andere Außenkonturen können zweckmäßig sein.

Nach der Montage eines mit einer Elektrode bestückten Hal- teelementes in einer Funkenstrecke kann die Elektrode wei- terhin ausschließlich durch eine rückstellende Federkraft des Halteelementes in einer Ausnehmung eingeklemmt sein. In einer Ausführungsform der Erfindung ist daher vorgesehen, dass die Elektrode in einer Funkenstrecke durch Federkraft des Halteelementes in Umfangsrichtung der jeweiligen Aus- nehmung in der Ausnehmung des Halteelementes eingeklemmt ist. Die selbstfedernde Wirkung eines Halteelementes kann so vorteilhaft nicht nur bei der Montage einer Funkenstre- cke genutzt werden. Vielmehr dient sie auch beim Betrieb der Funkenstrecke zur sicheren Positionierung der Elektro- den.

In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Elektrode in einer Funkenstrecke durch eine Kraft in der Ausnehmung des Halteelementes eingeklemmt ist, die zusätzlich auf das selbstfedernde Halteelement aufgebracht wird. Beispielsweise kann die Montage der meh- reren Halteelemente mit Elektroden zu einem Stapel bewir- ken, dass eine federnde Stelle eines Halteelementes weiter zusammengedrückt wird, was die Klemmkraft auf die Elektrode erhöht. Dies ist ein Vorteil gegenüber der Ausführungsform der EP 2 630 707 Bl, bei welcher die Aufbringung einer sol- chen zusätzlichen Klemmkraft nicht möglich ist. Die auf- bringbare Klemmkraft wird hier ausschließlich durch die rückstellende Federkraft der Zentriervorsprünge oder Zentriernasen bestimmt, wobei diese rückstellende Feder- kraft im Laufe der Zeit durch Alterung des Materials der Zentriervorsprünge oder -nasen nachlassen kann. Das erfin- dungsgemäBe Halteelement ermöglicht hingegen die langfris-

tige Aufbringung einer genau definierten Klemmkraft auf die Elektroden, was vorteilhaft zu einer fehlerfreien Funktion einer Funkenstrecke beiträgt.

In einer Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei der Funkenstrecke um eine Mehrfach-Funkenstrecke mit mehre- ren in Reihe geschalteten Einzelfunkenstrecken, die sich in einer Stapelanordnung befinden, wobei die Einzelfunkenstre- Cken jeweils zwei Elektroden aufweisen, die durch wenigs- tens ein Isolierstoffelement voneinander getrennt sind. Beispielsweise handelt es sich um ring- oder scheibenförmi- ge Elektroden. Die Elektroden sind Jeweils in einer Ausneh- mung eines Halteelementes gehalten, wobei die Isolierstof- felemente zwischen den Halteelementen angeordnet und von diesen fixiert sind. Die Elektroden bestehen vorzugsweise aus Graphit.

Als Isolierstoffelemente können dünne Scheiben oder Folien aus einem geeigneten Isolierstoff eingesetzt werden. Die Isolierstoffelemente sind ringförmig ausgebildet, so dass sich zwischen zwei Elektroden die erforderliche Distanz für eine Einzelfunkenstrecke bildet, die durch eine Öffnung in einem Isolierstoffelement führt.

Weitere Vorteile, Besonderheiten und zweckmäßige Weiterbil- dungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Darstellung bevorzugter Ausführungs- beispiele anhand der Abbildungen.

Es zeigen

Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines Halteelementes in einer Vorderansicht; Fig. 2 eine erste Seitenansicht des Halteelementes gemäß Fig. 1 von rechts; Fig. 3 einen Längsschnitt A-A durch ein Halteelement ge- mäß Fig. 1; Fig. 4 das Halteelement gemäß Fig. 1 in einer Draufsicht mit dem Schnittverlauf A-A; Fig. 5 ein Halteelement gemäß Fig. 3 mit eingefügtem Steuerelement (Kapazität) und Kontaktierung;

Fig. 6 ein Halteelement gemäß Fig. 1 mit eingefügter Elektrode und Steuerelement (Kapazität); Fig. 7 eine zweite Ausführungsform eines Halteelementes in einer Vorderansicht; Fig. 8 eine erste Seitenansicht des Halteelementes gemäß Fig. 7 von rechts; Fig. 9 einen Längsschnitt B-B durch ein Halteelement ge- mäß Fig. 7; Fig. 10 das Halteelement gemäß Fig. 7 in einer Draufsicht mit dem Schnittverlauf B-B;

Fig. 11 ein Halteelement gemäß Fig. 7 mit eingefügter Elektrode und Steuerelement (Kapazität); und

Fig. 12 eine schematische Darstellung einer Funkenstre- cke.

Figur 1 zeigt eine erste Ausführungsform eines Halteelemen- tes 10 in einer Vorderansicht auf die Oberseite des Hal- teelementes. Das Halteelement 10 ist rahmenfôrmig ausgebil- det, so dass es im Folgenden auch als Rahmen bezeichnet wird. In der Ausführungsform der Figur 1 wird eine Federung des Rahmens 10 durch eine elastisch federnde Struktur im Material des Rahmens realisiert. Der Rahmen 10 hat eine im Wesentlichen viereckige AuBenkontur mit leicht abgeschräg- ten oder abgerundeten Ecken. Der Rahmen 10 wird durch vier Halteelementseiten bzw. Rahmenseiten 20, 21, 30 und 40 ge- bildet, die eine viereckige Ausnehmung 70 umschliefen. Da- bei sind zwei gegenüberliegende Rahmenseiten 20 und 21 als Starrseiten ohne federnde Wirkung ausgebildet, während zwei weitere gegenüberliegende Rahmenseiten 30 und 40 im Um- fangsrichtung der Ausnehmung 70 federnd ausgebildet sind.

Der Figur 2 ist eine Seitenansicht des Rahmens gemäß Figur 1 zu entnehmen, wobei es sich um eine Ansicht auf die rech- te Seite des Rahmens 10 handelt. Dieser Seitenansicht ist zu entnehmen, dass es sich bei dem Rahmen 10 um eine rela- tiv flache Platte mit einer Dicke in der Größenordnung von beispielsweise 3mm bis 10mm handelt. In den Ecken des Rah- mens 10 befinden sich auf der Oberseite optional Eckerhe- bungen, von denen eine Eckerhebung beispielhaft mit der Be- zugsziffer 51 gekennzeichnet ist. Auf der gegenüberliegen- den Unterseite des Rahmens 10 (in Figur 2 links) befinden sich dann korrespondierende Eckvertiefungen 52. Bei einem Zusammenfügen von mehreren Rahmen zu einer Stapelanordnunggreifen die Eckerhebungen 51 eines Rahmens in die Eckver- tiefungen 52 eines angrenzenden Rahmens ein, um so die Rah- men aneinander ausrichten zu können.

Der Rahmen 10 weist ferner in den Ecken Jeweils eine Durch- gangsöffnung auf, von denen ebenfalls beispielhaft eine Durchgangsöffnung mit der Bezugsziffer 50 gekennzeichnet ist. Durch diese Durchgangsöffnungen 50 können in einer Stapelanordnung aus mehreren Rahmen Fixierstangen oder Fi- xierschrauben geführt werden. Darüber hinaus ist an der Au- Benkante der Starrseite 21 eine Nut 61 vorgesehen, die dazu genutzt werden kann, um den Rahmen an anderen Bauteilen ei- ner Funkenstrecke auszurichten. Diese Nut 61 ist nur bei- spielhaft zu verstehen und es können weitere und/oder ande- re Mittel für eine solche Ausrichtung vorgesehen werden. Die Federseiten 30 und 40 des Rahmens 10 weisen federnde Strukturen auf, die durch eine entsprechende Ausformung dieser Rahmenseiten 30, 40 an wenigstens einer Stelle rea- lisiert sind. Bei der Ausführungsform der Figur 1 wurde ei- ne elastisch federnde Struktur gewählt, die aus mehreren elastisch aufeinander zu faltbaren Schenkeln besteht. Hier- durch werden mehrere Federabschnitte gebildet. Durch diese beiden Federseiten 30, 40 kann die Ausnehmung 70 in Rich- tung des Doppelpfeils aufgeweitet werden.

Die federnde Struktur einer Federseite 30, 40 wird bei- spielhaft anhand der Rahmenseite 30 beschrieben, wobei die gegenüberliegende Rahmenseite 40 analog ausgebildet ist. Es ist lediglich ergänzend eine weitere Nut 35 an der Außen- seite der Federseite 40 vorgesehen. Die Rahmenseite 30 be- steht aus einem Mittelteil 31, an das seitlich zwei Feder-

abschnitte 32 und 33 angrenzen, wobei diese Federabschnitte 32, 33 an die Enden der Rahmenseiten 20, 21 angrenzen. Das Mittelteil 34 kann innenseitig einen Anlageabschnitt 34 aufweisen, der optional an einer in die Ausnehmung 70 ange- brachten Elektrode anliegen kann. In der Ausführungsform der Figur 1 ist dieser Abschnitt 34 jedoch soweit nach au- Ben versetzt, dass er nicht an einer in die Ausnehmung 70 angebrachten Elektrode zur Anlage kommt.

Ein Federabschnitt 32, 33 wird durch mehrere Schenkel ge- bildet, die anhand des Federabschnitts 32 erläutert werden. Der Federabschnitt 32 wird durch zwei Schenkel 32a und 32b gebildet, die aufgrund elastischer Verbindungsstellen auf- einander zu faltbar sind. So lässt sich ein solcher Feder- abschnitt 32 wie eine Ziehharmonika zusammendrücken und auseinanderziehen. Im Bereich der Starrseiten 20, 21 ver- bleiben jeweils Nasen, von denen eine Nase mit der Bezugs- ziffer 22 gekennzeichnet ist.

Auf einer Starrseite 21 sind eine Aufnahme 60 für ein Steu- erelement und eine Kontaktieröffnung 64 für eine Kontaktie- rung des Steuerelementes vorgesehen. Als Steuerelement wird insbesondere eine Kapazität verwendet. Figur 3 zeigt einen Längsschnitt A-A durch einen Rahmen gemäß Figur 1, wobei der Schnittverlauf der Figur 4 zu entnehmen ist. Figur 4 zeigt dabei eine Draufsicht des Rahmens 10 gemäß Figur 1. Dem Längsschnitt der Figur 3 ist zu entnehmen, dass von der Aufnahme 60 für ein Steuerelement zwei Schlitze 62 und 63 abgehen. Ein erster Schlitz 63 verläuft von der Aufnahme 60 zur Ausnehmung 70 und öffnet sich zu dieser hin. Ein zwei- ter Schlitz 62 verläuft entlang der Rahmenseite 21. An die- sen zweiten Schlitz 62 grenzt die Kontaktieröffnung 64 an.

In Figur 5 ist gezeigt, wie ein Steuerelement 81 in die Aufnahme 60 eingebracht ist. Das Steuerelement 81 weist zwei Kontaktierungen 82, 83 auf, die in den beiden Schlit- zen 62, 63 liegen. Bei den Kontaktierungen 82, 83 handelt es sich um die Bauteilbeine des Steuerelementes 81, die von diesem abstehen. Die beiden Kontaktierungen 82, 83 sind so in die beiden Schlitze 62, 63 eingespannt, dass die Kontak- tierung 82 im ersten Schlitz 63 unter Federkraft an einer Elektrode anliegt, wenn diese in die Ausnehmung 70 einge- bracht ist. Dies ist in der Figur 5 nicht der Fall, aber die Figur 6 zeigt eine Vorderansicht des Rahmens 10 gemäß Figur 1, wobei eine Elektrode 80 in die Ausnehmung 70 ein- gebracht ist. Die Elektrode 80 liegt dabei an den Innensei- ten der Starrseiten 20, 21 an und wird durch die rückstel- lende Federkraft der beiden Federseiten 30, 40 in dem Rah- men 10 eingeklemmt. Ferner liegt sie von innen an den Nasen 22 und optional an den Federabschnitten der Federseiten 30, 40 an. Ist ein Anlageabschnitt 34 entsprechend ausgeführt, könnte die Elektrode 80 auch an diesem Abschnitt anliegen. Durch die Kontaktieröffnung 64 kann die Kontaktierung 83 des Steuerelementes 81 mit einer Steuerungseinrichtung ver- bunden werden (nicht dargestellt). Das Steuerelement 81 wurde dabei von der Rückseite des Rahmens in die Aufnahme 60 und die beiden Schlitze 62, 63 eingebracht, so dass die- se in der Vorderansicht der Figur 6 des Rahmens 10 nicht sichtbar sind.

Figur 7 zeigt eine zweite Ausführungsform eines Rahmens 10%, wobei der Aufbau des Rahmens 10‘ im Wesentlichen dem Rahmen 10 der ersten Ausführungsform entspricht. Die Be-

schreibung gleicher Merkmale gilt daher analog auch für diese Ausführungsform des Rahmens.

Allerdings sind die bei- den gegenüber liegenden Federseiten 30, 40 nicht durch eine federnde Struktur des Rahmenmaterials gebildet, sondern in diesen Rahmenseiten 30, 40 ist jeweils eine radiale Auf- trennung vorgesehen, die durch ein zusätzlich eingesetztes Federelement 36, 41 überbrückt ist.

Hierbei werden bei- spielhaft Federn eingesetzt, es kann sich jedoch auch um elastische Gummielemente oder sonstige geeignete Federele- mente handeln.

Der Aufbau einer solchen Federseite wird beispielhaft an- hand der Rahmenseite 30 erläutert und gilt analog für die gegenüberliegenden Rahmenseite 40. Die radiale Auftrennung verläuft dabei nicht über die gesamte Breite der Rahmensei- te 30, sondern es verbleiben jeweils Vorsprünge 37 und 38, zwischen denen ein Federelement 36 gespannt ist.

Die Figur 8 zeigt analog zur ersten Ausführungsform des Rahmens 10 eine Seitenansicht des Rahmens gemäß Figur 7 von der rechten Seite.

Figur 9 zeigt einen Längsschnitt B-B durch einen Rahmen gemäß Figur 7, wobei der Schnittverlauf der Draufsicht der Figur 10 zu entnehmen ist.

Ein Steue- relement 81 wie eine Kapazität werden analog zur ersten Ausführungsform eingebracht und Figur 11 zeigt einen Rahmen 10‘ gemäß der zweiten Ausführungsform mit eingefügter Elektrode 80. Möglich sind ferner weitere Ausführungsformen von Rahmen, die an wenigstens einer Stelle in Umfangsrichtung einer Ausnehmung für eine Elektrode federnd ausgeführt sind.

Meh- rere Rahmen werden mit zwischenliegenden Isolierstoffele-

menten werden beispielsweise zu einer Mehrfach- Funkenstrecke in Stapelanordnung zusammengefügt. Figur 12 zeigt schematisch den Aufbau einer solchen Mehrfach- Funkenstrecke 11. Mehrere Rahmen 10 nehmen jeweils eine Elektrode 80 auf. Zwischen den Rahmen 10 sind dünne Iso- lierstoffelemente 90 in Form von Scheiben oder Folien mit einer mittigen Öffnung fixiert, so dass sich jeweils zwi- schen zwei Elektroden eine Einzelfunkenstrecke bildet.

Somit bestehen die Einzelfunkenstrecken jeweils aus zwei scheibenförmigen Elektroden, welche durch ein Isolierstof- felement voneinander beabstandet sind. Die Elektroden sind in einem Rahmen aus Isolierstoff gehalten und jeweils in- nerhalb dieses Rahmens über eine Kontaktierung mit einem integrierten Steuerelement wie einer Kapazität verbunden. Die Isolierstoffelemente bilden durch eine mittige Ausneh- mung die benötigte Distanz zwischen zwei Elektroden für ei- ne entsprechende Teilfunkenstrecke.

Jede Elektrode 80 kann über eine beschriebene Steuerkontak- tierung 110 kontaktiert und von einer Steuereinrichtung 100 angesteuert werden, um die gewünschte Spannungsverteilung zu erreichen. Die Ansteuerung der Mehrfach-Funkenstrecke ist hierbei Jedoch nur beispielhaft zu verstehen und es können auch andere Formen der Kontaktierung und/oder An- steuerung vorgesehen sein.

Bezugszeichenliste Halteelement, Rahmen 10,10\ Funkenstrecke, Mehrfach-Funkenstrecke 11 Halteelementseite, Rahmenseite, Starrseite 20,21 Nase 22 Halteelementseite, Rahmenseite, Federseite 30 Mittelteil 31 Federabschnitt 32, 33 Federschenkel 32a, 32b Anlageabschnitt 34 Nut 35 Federelement 36 Vorsprung 37, 38 Halteelementseite, Rahmenseite, Federseite 40 Federelement 41 Durchgangsöffnung 50 Eckerhebung 51 Eckvertiefung 52 Aufnahme für Steuerelement 60 Nut 61 Schlitz 62,63 Kontaktieröffnung 64 Ausnehmung für Elektrode 70 Elektrode 80 Steuerelement, Kapazität 81 Kontaktierung, Bauteilbein 82,83 Isolierstoffelement 90 Steuereinrichtung 100 Steuerkontaktierung 110

Claims (18)

Patentansprüche

1. Halteelement (10;10‘) zum Halten einer Elektrode (80) einer Funkenstrecke, wobei das Halteelement (10;10*) eine Ausnehmung (70) zur Einbringung der Elektrode (80) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (10;10‘) an wenigstens einer Stelle in Umfangsrichtung der Ausnehmung (70) federnd ausgebildet ist, wodurch die Elektrode (80) in der Aus- nehmung (70) einklemmbar ist.

2. Halteelement nach Anspruch 1, wobei das Halteelement (10;10*‘) plattenförmig ausgebildet ist und sich die Ausnehmung (70) zur Aufnahme einer scheibenförmigen Elektrode (80) in der Plattenebene des Halteelementes (10;10*‘) erstreckt.

3. Halteelement nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Hal- teelement (10;10‘) rahmenförmig ausgebildet ist.

4. Halteelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Halteelement (10;10*‘) jeweils mehrere Halteelement- seiten aufweist, und wenigstens eine Halteelementseite (30) in ihrer Längsrichtung federnd ausgebildet ist.

5. Halteelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Halteelement (10;10*‘) an zwei gegenüberliegenden Stellen in Umfangsrichtung der Ausnehmung (70) federnd ausgebildet ist.

6. Halteelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei aus dem Material des Halteelementes (10;10‘) Jeweils an wenigstens einer Stelle eine in Umfangsrichtung der Ausnehmung (70) elastisch verformbare Struktur ausge- formt ist, die wenigstens einen Federabschnitt (32;33) ausbildet.

7. Halteelement nach Anspruch 6, wobei ein Federabschnitt (32;33) wenigstens durch mehrere elastisch aufeinander zu faltbare Federschenkel (32a;32b) gebildet ist.

8. Halteelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Halteelement (10;10‘) an wenigstens einer Stelle eine radial verlaufende Auftrennung aufweist, die von einem Federelement (36;41) überbrückt ist.

9. Halteelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Halteelement (10;10‘) eine Aufnahme (60) aufweist, in die ein Steuerelement (81) zur Ansteuerung einer Elektrode (80) einbringbar ist.

10. Halteelement nach Anspruch 9, wobei die Aufnahme (60) für ein Steuerelement (81) über wenigstens einen Durch- lass im Material des Halteelementes (10;10‘) mit der Ausnehmung (70) für die Elektrode (80) verbunden ist.

11. Halteelement nach Anspruch 10, wobei von der Aufnahme (60) für das Steuerelement (81) im Material des Hal- teelementes (10;10*) ein erster Schlitz (63) und ein zweiter Schlitz (62) abgehen, von denen sich der erste Schlitz (63) zur Ausnehmung (70) für die Elektrode (80) hin öffnet.

12. Halteelement nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Halteelement (10;10‘) aus einem isolierenden Mate- rial gebildet ist, insbesondere aus PTFE (Polytetraflu- orethylen).

13. Funkenstrecke (11), aufweisend wenigstens zwei Elektro- den (80), wobei die Elektroden (80) jeweils in einer Ausnehmung (70) eines Halteelementes (10;10‘) gehalten sind, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Halteelement (10;10*‘) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 ausgebildet ist.

14. Funkenstrecke nach Anspruch 13, wobei ein Halteelement (10;10\) nach einem der Ansprüche 9 bis 12 ausgebildet ist, und ein Steuerelement (81) zur Ansteuerung einer Elektrode (80) in eine Aufnahme (60) des Halteelementes (10;10\) eingebracht ist.

15. Funkenstrecke nach einem der Ansprüche 13 und 14, wobei eine Steuereinrichtung (100) zur Beeinflussung der Spannungsverteilung über der Funkenstrecke (11) vorge- sehen ist.

16. Funkenstrecke nach den Ansprüchen 14 und 15, wobei eine elektrische Verbindung zwischen dem Steuerelement (80) und der Steuereinrichtung (100) hergestellt ist.

17. Funkenstrecke nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei ein Halteelement (10;10*‘) nach einem der Ansprüche 11 bis 12 ausgebildet ist und eine Kontaktierung (82) des Steuerelementes (80) von der Aufnahme (60) durch denersten Schlitz (63) geführt ist und die Elektrode (80) unter Federkraft kontaktiert.

18. Funkenstrecke nach einem der Ansprüche 13 bis 17, wobei es sich bei der Funkenstrecke um eine Mehrfach- Funkenstrecke (11) mit mehreren in Reihe geschalteten Einzelfunkenstrecken handelt, die sich in einer Sta- pelanordnung befinden, wobei die Einzelfunkenstrecken Jeweils zwei Elektroden (80) aufweisen, die durch we- nigstens ein Isolierstoffelement (90) voneinander ge- trennt sind, und die Elektroden (80) jeweils in einer Ausnehmung (70) eines Halteelementes (10;10‘) gehalten sind, wobei die Isolierstoffelemente (90) zwischen den Halteelementen (10;10*‘) angeordnet und von diesen fi- xiert sind.