DE102017124224A1

DE102017124224A1 - Überspannungsschutzgerät

Info

Publication number: DE102017124224A1
Application number: DE102017124224.4A
Authority: DE
Inventors: Maik Dittert; Jan Hegerfeld; Christian Ramsel
Original assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Current assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Priority date: 2017-10-18
Filing date: 2017-10-18
Publication date: 2019-04-18
Anticipated expiration: 2037-10-19
Also published as: CN109687393B; CN109687393A; DE102017124224B4

Abstract

Dargestellt und beschrieben ist ein Überspannungsschutzgerät (1) mit einem Gehäuse (4, 5), mit mindestens einem überspannungsbegrenzenden Bauelement (6), mit mindestens einer Abtrennvorrichtung und mit einem Signalgeber zur Fernmeldung des Zustandes des Überspannungsschutzgeräts (1), wobei die mindestens eine Abtrennvorrichtung beweglich im Gehäuse (4) angeordnet ist und bei Überlastung des zugeordneten überspannungsbegrenzenden Bauelements (6) dieses elektrisch abtrennt, indem die Abtrennvorrichtung aus einer ersten Position in eine zweite Position verbracht wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Überspannungsschutzgerät (1) ist dadurch eine Fernmeldung des Zustands des Überspannungsschutzgeräts (1) einfach und mit wenig Bauteilen möglich, dass die Abtrennvorrichtung einen elektrisch leitfähigen Bereich (11) aufweist, dass der Signalgeber mindestens zwei elektrische Kontakte (12, 13) aufweist, und dass der elektrisch leitfähige Bereich (11) der Abtrennvorrichtung zusammen mit den mindestens zwei Kontakten (12, 13) funktional einen Schalter bildet, wobei die beiden Kontakte (12, 13) in der einen Position der Abtrennvorrichtung über den elektrisch leitfähigen Bereich (11) miteinander verbunden sind, während die beiden Kontakte (12, 13) in der anderen Position der Abtrennvorrichtung nicht miteinander verbunden sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Überspannungsschutzgerät mit einem Gehäuse, mit mindestens einem überspannungsbegrenzenden Bauelement, mit mindestens einer Abtrennvorrichtung und mit einem Signalgeber zur Fernmeldung des Zustands des Überspannungsschutzgeräts, wobei die mindestens eine Abtrennvorrichtung beweglich im Gehäuse angeordnet ist und bei Überlastung des zugeordneten überspannungsbegrenzenden Bauelements dieses elektrisch abtrennt, indem die Abtrennvorrichtung aus einer ersten Position in eine zweite Position verbracht wird.
Überspannungsschutzgeräte werden in unterschiedlichen Ausführungsvarianten umfangreich zum Schutz von elektrischen Stromkreisen, Anlagen, Maschinen und Geräten eingesetzt. Je nach Anwendungsfall und Schutzstufe weisen die Überspannungsschutzgeräte dabei unterschiedliche überspannungsbegrenzende Bauelemente und unterschiedliche Bauformen auf. Als überspannungsbegrenzende Bauelemente werden dabei insbesondere Funkenstrecken, gasgefüllte Überspannungsableiter und Varistoren sowie Kombinationen dieser Bauelemente eingesetzt.
Auf Grund von Alterung und zeitweise auftretenden Überspannungen (TOV) im Sekundenbereich kommt es insbesondere bei Überspannungsschutzgeräten mit einem Varistor als Ableiter zu einer unerwünschten Erhöhung des Leckstroms des Varistors bei Betriebsspannung. Überspannungsschutzgeräte mit einem Varistor als Ableiter weisen daher in der Regel eine thermische Abtrennvorrichtung auf, durch die ein nicht mehr einwandfrei funktionsfähiger Varistor von dem zu überwachenden Strompfad abgetrennt wird. Bei bekannten Überspannungsschutzgeräten erfolgt die Überwachung des Zustandes des Varistors nach dem Prinzip eines Temperaturschalters, wobei bei Überhitzung des Varistors - beispielsweise auf Grund aufgetretener Leckströme - eine zwischen dem Varistor und einem leitfähigen Verbindungselement vorgesehene Lötverbindung aufgetrennt wird, was zu einem elektrischen Abtrennen des Varistors führt.
Die DE 695 03 743 T offenbart ein derartiges Überspannungsschutzgerät mit zwei parallel geschalteten Varistoren, die jeweils an ihrem Lebensende einzeln abgetrennt werden können. Dazu sind zwei als federnde Trennzungen ausgebildete leitfähige Verbindungselemente vorgesehen, deren erstes Ende im Normalzustand des Varistors jeweils über eine Lötstelle an einer Anschlusszunge des Varistors befestigt ist, während deren zweites Ende jeweils mit einem Anschlusskontakt fest verbunden ist. Kommt es zu einer unzulässigen Erwärmung eines Varistors, so führt dies zu einem Aufschmelzen der Lötverbindung. Da die federnde Trennzunge im angelöteten Zustand (Normalzustand des Varistors) aus ihrer Ruhelage ausgelenkt und somit vorgespannt ist, federt das freie Ende der Trennzunge beim Erweichen der Lötverbindung von der Anschlusszunge des Varistors weg, wodurch der Varistor elektrisch abgetrennt wird.
Ein Überspannungsschutzgerät mit einer thermischen Abtrennvorrichtung ist auch aus der DE 20 2004 006 227 U1 bekannt, wobei auch hier gemäß einem Ausführungsbeispiel (5) ein Varistor als Ableiter eingesetzt ist. Das aus der DE 20 2004 006 227 U1 bekannte Überspannungsschutzelement weist neben einem leitfähigen Verbindungselement und einer thermisch auftrennenden Verbindung noch ein isolierendes Trennelement auf, das verschiebbar im Gehäuse angeordnet ist und durch die Kraft eines Federelements aus einer ersten Position in eine zweite Position verbracht werden kann. Der erste Anschlusskontakt ist dauerhaft mit dem ersten Anschluss des Varistors elektrisch leitend verbunden. Der zweite Anschlusskontakt ist mit dem ersten Ende des leitfähigen Verbindungselements leitend verbunden. Im Normalzustand des Überspannungsschutzelements, d. h. wenn der Varistor nicht unzulässig erwärmt ist, ist das zweite Ende des leitfähigen Verbindungselements über die thermisch auftrennende Verbindung mit dem zweiten Anschluss des Varistors verbunden. Darüber hinaus ist das isolierende Trennelement durch die zwischen dem zweiten Ende des leitfähigen Verbindungselements und dem zweiten Anschluss des Varistors realisierte Lötverbindung entgegen der Federkraft des Federelements in seiner ersten Position gehalten.
Hat sich der Überspannungsableiter auf Grund einer dauerhaften Überlastung des Varistors so stark erwärmt, dass eine vorgegebene Grenztemperatur überschritten wird, so kommt es zu einem Auftrennen der Lötverbindung. Dabei wird das isolierende Trennelement durch die Kraft des Federelements in seine zweite Position bewegt, in der ein Abschnitt des Trennelements zwischen dem zweiten Ende des leitfähigen Verbindungselements und dem zweiten Anschluss des Varistors angeordnet ist, so dass der Varistor elektrisch abgetrennt ist. Durch die Bewegung des Trennelements in seine zweite Position wird außerdem ein beim Öffnen der Trennstelle evtl. entstehender Lichtbogen durch das in die Trennstelle einführende isolierende Trennelement gelöscht.
Das bekannte Überspannungsschutzgerät besteht aus einem mit Anschlussklemmen versehenen Geräteunterteil und einem als „Steckerteil“ ausgebildeten Überspannungsschutzelement, das einfach auf das Geräteunterteil aufgesteckt werden kann. Hierzu sind bei dem Überspannungsschutzelement die Anschlusskontakte als Steckerstifte bzw. Steckerschwerter ausgebildet, zu denen im Geräteunterteil korrespondierende Steckerbuchsen angeordnet sind, die mit Anschlussklemmen zum elektrischen Anschluss des Überspannungsschutzgeräts verbunden sind. Zusätzlich weist das bekannte Überspannungsschutzgerät eine optische Zustandsanzeige und einen Wechslerkontakt als Signalgeber zur Fernmeldung des Zustandes des Überspannungsschutzelements auf, wobei sowohl der Wechslerkontakt im Geräteunterteil als auch die optische Zustandsanzeige am Steckerteil über ein gemeinsames mechanisches Betätigungssystem betätigbar sind.
Auch die DE 10 2009 036 125 A offenbart ein Überspannungsschutzelement mit einem Varistor, der bei einer unzulässigen Erwärmung durch eine thermisch auftrennende Verbindung abgetrennt wird. Bei diesem Überspannungsschutzelement ist das leitfähige Verbindungselement derart mit einem isolierenden Trennelement verbunden, dass bei aufgetrennter thermischer Verbindung das isolierende Trennelement zwischen einem Anschluss des Varistors und dem zugehörigen Anschlusskontakt bewegt wird. Das Verbindungselement ist dabei vorzugsweise als Metallstück ausgebildet und im von einer starren Isolierstoffplatte gebildeten Trennelement angeordnet.
Zum Verschieben des Trennelements ist ein federbelasteter Auslöseschlitten innerhalb des Gehäuses angeordnet, durch den das isolierende Trennelement bei aufgetrennter thermischer Verbindung in die zweite Position verbracht wird. In dem Auslöseschlitten ist außerdem eine Bohrung ausgebildet, in der ein Auslösestift zur Betätigung eines Fernmeldekontakts angeordnet ist. Das untere Ende des Auslösestifts ragt im Normalzustand des Überspannungsschutzelements aus einer in der Unterseite des Gehäuses angeordneten Öffnung heraus, so dass durch den Auslösestift ein im Geräteunterteil angeordneter Mikroschalter als Signalgeber zur Fernmeldung des Zustands des Überspannungsschutzgeräts betätigt wird.
Die bekannten Überspannungsschutzgeräte ermöglichen eine sichere Abtrennung eines beschädigten überspannungsbegrenzenden Bauelements, insbesondere eines Varistors. Darüber hinaus weisen die Überspannungsschutzelemente teilweise eine optische Zustandsanzeige auf und ermöglichen zusätzlich auch eine Fernmeldung des Zustands des Überspannungsschutzgeräts. Nachteilig ist dabei jedoch, dass die Überspannungsschutzgeräte dazu relativ viele Bauteile benötigen, wodurch die Montage aufwändig und damit teuer wird. Dies gilt insbesondere dann, wenn das Überspannungsschutzgerät nicht nur ein überspannungsbegrenzendes Bauelement, sondern mindestens zwei überspannungsbegrenzende Bauelemente aufweist, die unabhängig voneinander überwacht und bei Beschädigung abgetrennt werden sollen. Hierzu sind dann im Geräteunterteil mehrere Mikroschalter angeordnet, wodurch sich die Anzahl der Bauteile und auch die Kosten erhöhen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein eingangs beschriebenes Überspannungsschutzgerät zur Verfügung zu stellen, das möglichst einfach aufgebaut ist und kostengünstig hergestellt werden kann. Dabei soll insbesondere die Fernmeldung des Zustands des Überspannungsschutzgeräts einfach und zuverlässig erfolgen.
Diese Aufgabe ist bei dem eingangs beschriebenen Überspannungsschutzgerät mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Bei dem erfindungsgemäßen Überspannungsschutzgerät weist die Abtrennvorrichtung einen elektrisch leitfähigen Bereich und der Signalgeber mindestens zwei elektrische Kontakte auf, wobei der elektrisch leitfähige Bereich der Abtrennvorrichtung zusammen mit den mindestens zwei Kontakten funktional einen Schalter bildet. In der einen Position der Abtrennvorrichtung sind die beiden Kontakte über den elektrisch leitfähigen Bereich miteinander verbunden, während in der anderen Position der Abtrennvorrichtung die beiden Kontakte nicht miteinander verbunden sind.
Bei dem erfindungsgemäßen Überspannungsschutzgerät kann durch die Ausbildung der mindestens zwei elektrischen Kontakte und des elektrisch leitfähigen Bereichs der Abtrennvorrichtung auf die Verwendung eines herkömmlichen Schalters, insbesondere eines Mikroschalters, verzichtet werden, was mit einem nicht unerheblichen Einsparungspotential verbunden ist. Die Funktion eines Schalters wird vielmehr unmittelbar durch die Kontakte und den leitfähigen Bereich der Abtrennvorrichtung übernommen, so dass auch auf mechanischen Betätigungselemente zwischen der Abtrennvorrichtung und einem üblicherweise verwendeten Schalter verzichtet werden kann. Als elektrische Kontakte können dabei einfach die Enden zweier Leitungen oder Leiterbahnen verwendet werden, die über den elektrisch leitfähigen Bereich der Abtrennvorrichtung miteinander verbunden werden können. Denkbar ist aber auch, dass die elektrischen Kontakte von zwei Kontaktbuchsen gebildet werden, wozu dann der elektrisch leitfähige Bereich zwei elektrisch miteinander verbundene korrespondierende Kontaktstifte aufweist, die in die Kontaktbuchsen einsteckbar sind. Natürlich kann die Anordnung der Kontaktbuchsen und der Kontaktstifte auch vertauscht sein, so dass die elektrischen Kontakte von entsprechenden Kontaktstiften gebildet werden und als elektrisch leitfähiger Bereich zwei elektrisch miteinander verbundene Kontaktbuchsen vorgesehen sind.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Überspannungsschutzgeräts sind die beiden Kontakte über den elektrisch leitfähigen Bereich der Abtrennvorrichtung miteinander verbunden, wenn sich die Abtrennvorrichtung in ihrer ersten Position befindet, in der das überspannungsbegrenzende Bauelement nicht abgetrennt ist. Die beiden Kontakte sind dann in der zweiten Position der Abtrennvorrichtung nicht elektrisch miteinander verbunden, in der das überspannungsbegrenzende Bauelement durch die Abtrennvorrichtung elektrisch abgetrennt ist. Die beiden elektrischen Kontakte und der elektrisch leitfähige Bereich der Abtrennvorrichtung bilden somit funktional einen Öffner, d. h. die elektrische Verbindung zwischen den beiden Kontakten wird unterbrochen, wenn die Abtrennvorrichtung aus ihrer ersten Position in ihre zweite Position verbracht wird, in der auch das überspannungsbegrenzende Bauelement elektrisch abgetrennt ist.
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung ist die Abtrennvorrichtung derart ausgebildet, dass die beiden Kontakte nicht elektrisch miteinander verbunden sind, wenn sich die Abtrennvorrichtung in ihrer ersten Position befindet, in der das überspannungsbegrenzende Bauelement nicht abgetrennt ist. Kommt es zu einer Überlastung des überspannungsbegrenzenden Bauelements, so dass die Abtrennvorrichtung aus ihrer ersten Position in ihre zweite Position verbracht wird, so führt dies dann dazu, dass die beiden elektrischen Kontakte über den elektrisch leitfähigen Bereich der Abtrennvorrichtung miteinander verbunden werden. Die beiden elektrischen Kontakte und der elektrisch leitfähige Bereich der Abtrennvorrichtung bilden somit funktional einen Schließer, d. h. es wird eine elektrische Verbindung zwischen den beiden Kontakten hergestellt, wenn die Abtrennvorrichtung in ihre zweite Position verbracht wird, in der das überspannungsbegrenzende Bauelement abgetrennt ist.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der Signalgeber nicht nur zwei elektrische Kontakte, sondern drei elektrische Kontakte auf, wobei in der einen Position der Abtrennvorrichtung der erste Kontakt und der zweite Kontakt miteinander verbunden sind, während in der anderen Position der Abtrennvorrichtung der erste Kontakt und der dritte Kontakt über den elektrisch leitfähigen Bereich miteinander verbunden sind. In dieser Position sind dann der erste Kontakt und der zweite Kontakt nicht mehr miteinander verbunden. Bei dieser Ausführung bilden die drei elektrischen Kontakte zusammen mit dem elektrisch leitfähigen Bereich der Abtrennvorrichtung funktional somit eine Art Wechsler.
Gemäß einer ersten Ausführung dieser Ausgestaltung sind der erste Kontakt und der zweite Kontakt in der ersten Position der Abtrennvorrichtung über den elektrisch leitfähigen Bereich miteinander verbunden. Wird die Abtrennvorrichtung aus ihrer ersten Position in ihre zweite Position verbracht, so führt dies dazu, dass dann nicht mehr der erste Kontakt und der zweite Kontakt, sondern der erste Kontakt und der dritte Kontakt elektrisch über den leitfähigen Bereich miteinander verbunden sind. Die drei Kontakte sind somit in Bewegungsrichtung der Abtrennvorrichtung hintereinander angeordnet, wobei sich der erste Kontakt zwischen dem zweiten Kontakt und dem dritten Kontakt befindet.
Bei einer anderen Ausführungsvariante eines Signalgebers mit drei elektrischen Kontakten sind der erste Kontakt und der zweite Kontakt in der ersten Position der Abtrennvorrichtung über ein bewegliches Kontaktstück miteinander verbunden. In der zweiten Position der Abtrennvorrichtung sind dann der erste Kontakt und der dritte Kontakt über den elektrisch leitfähigen Bereich der Abtrennvorrichtung miteinander verbunden, während die Verbindung zwischen dem ersten Kontakt und dem zweiten Kontakt über das bewegliche Kontaktstück getrennt ist. Hierzu ist an der Abtrennvorrichtung vorzugsweise ein nicht leitfähiger Bereich ausgebildet, der angrenzend an den elektrisch leitfähigen Bereich angeordnet ist. Der nicht leitfähige Bereich der Abtrennvorrichtung sorgt dabei dafür, dass das bewegliche Kontaktstück in eine Position verbracht wird, in der der erste Kontakt und der zweite Kontakt nicht miteinander verbunden sind, wenn die Abtrennvorrichtung aus ihrer ersten Position in ihre zweite Position verbracht wird.
Dadurch, dass bei dem erfindungsgemäßen Überspannungsschutzgerät ein herkömmlicher Schalter durch die mindestens zwei elektrische Kontakte und den elektrisch leitfähigen Bereich der Abtrennvorrichtung ersetzt wird, können auf einfache Art und Weise auch mehrere überspannungsbegrenzende Bauelemente einzeln überwacht werden, wobei dann jedem überspannungsbegrenzenden Bauelement eine Abtrennvorrichtung mit einem elektrisch leitfähigen Bereich und zwei elektrische Kontakte zugeordnet sind. Wie zuvor ausgeführt worden ist, können die elektrischen Kontakte dabei einfach von zwei Enden zweier Leitungen oder zweier Leiterbahnen gebildet werden, über die eine Fernmeldung des Zustands des Überspannungsschutzgeräts erfolgen kann. Dabei kann der elektrisch leitfähige Bereich der Abtrennvorrichtung beispielsweise durch einen eingesetzten Draht oder einen entsprechend metallisierten Bereich der Abtrennvorrichtung gebildet werden. Ebenso ist es auch möglich, dass die Abtrennvorrichtung in dem entsprechenden Bereich aus einem leitfähigen Kunststoff besteht.
Gemäß einer grundsätzlich zweiten Ausführung eines Überspannungsschutzgeräts, bei dem mindestens zwei überspannungsbegrenzende Bauelemente und entsprechend auch mindestens zwei Abtrennvorrichtungen vorgesehen sind, wobei jeweils eine Abtrennvorrichtung einem überspannungsbegrenzenden Bauelement zugeordnet ist, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Signalgeber zwei elektrische Kontakte und ein bewegliches, leitfähiges Verbindungsstück aufweist, die funktional einen Schalter bilden, wobei das Kontaktstück in seinem mittleren Bereich durch ein an ihm angreifendes Federelement mit einer Federkraft beaufschlagt ist, die senkrecht zu seiner Längserstreckung gerichtet ist. Die beiden Abtrennvorrichtungen beaufschlagen dabei in ihrer ersten Position jeweils ein Ende des Kontaktstücks, so dass das Kontaktstück entgegen der an ihm angreifenden Federkraft in einer ersten Position gehalten ist. Befindet sich dagegen zumindest eine der beiden Abtrennvorrichtungen in ihrer zweiten Position, so wird das leitfähige Verbindungsstück durch die an ihm angreifende Federkraft in eine andere Position verbracht. In der einen Position des Verbindungsstücks sind dabei die beiden Kontakte über das Verbindungsstück elektrisch miteinander verbunden, während in der anderen Position des Verbindungsstücks die beiden Kontakte nicht elektrisch miteinander verbunden sind.
Bei dieser Ausgestaltung des Überspannungsschutzgeräts bildet das bewegliche, leitfähige Verbindungsstück eine Art Wippe, die nur dann entgegen der Federkraft des Federelements in einer ersten Position gehalten wird, wenn sich beide Abtrennvorrichtungen in ihrer ersten Position befinden. Befindet sich dagegen einer der beiden Abtrennvorrichtungen oder beide Abtrennvorrichtungen in ihrer zweiten Position, so bewegt sich das Verbindungsstück auf Grund der Federkraft des Federelements aus seiner ersten Position in eine zweite oder dritte Position.
Gemäß einer ersten Ausgestaltung dieses Überspannungsschutzgeräts bilden die beiden elektrischen Kontakte und das bewegliche Verbindungsstück zusammen einen Öffner, bei dem die beiden elektrischen Kontakte über das leitfähige Verbindungsstück miteinander verbunden sind, wenn sich die beiden Abtrennvorrichtungen in ihrer ersten Position befinden. Befindet sich zumindest eine der beiden Abtrennvorrichtungen dagegen in ihrer ersten Position, so führt dies dazu, dass das leitfähige Verbindungsstück auf Grund der Federkraft des Federelements in eine andere Position verbracht wird, in der die beiden Kontakte nicht mehr über das Verbindungsstück elektrisch miteinander verbunden sind.
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung können die beiden elektrischen Kontakte und das leitfähige Verbindungsstück auch als eine Art Schließer ausgebildet sein. In diesem Fall ist das leitfähige Verbindungsstück elektrisch mit einem der beiden Kontakte verbunden. Befinden sich beide Abtrennvorrichtungen in ihrer ersten Position, so wird das leitfähige Verbindungsstück durch die beiden Abtrennvorrichtungen entgegen der an ihm angreifenden Federkraft in einer Position gehalten, in der das Verbindungsstück nicht elektrisch leitend mit dem zweiten Kontakt verbunden ist. Befindet sich dagegen zumindest eine der beiden Abtrennvorrichtungen in ihrer zweiten Position, so wird das leitfähige Verbindungsstück auf Grund der Federkraft des Federelements in eine Position verbracht, in der es zumindest mit einem seiner beiden Enden elektrisch mit dem zweiten Kontakt verbunden ist.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung, die bei beiden zuvor beschriebenen Ausführungsvarianten Anwendung finden kann, weisen die Abtrennvorrichtung bzw. die Abtrennvorrichtungen jeweils ein leitfähiges Verbindungselement und ein isolierendes Trennelement auf. Im Normalzustand eines überspannungsbegrenzenden Bauelements ist dabei ein Anschluss des überspannungsbegrenzenden Bauelements über eine thermisch auftrennende Verbindung mit einem ersten Ende des zugeordneten leitfähigen Verbindungselements elektrisch leitend verbunden, wobei das zugeordnete isolierende Trennelement durch das leitfähige Verbindungselement entgegen einer an ihm angreifenden Kraft in einer ersten Position gehalten ist. Bei Überschreiten einer vorgegebenen Grenztemperatur des überspannungsbegrenzenden Bauelements kommt es zu einem Auftrennen der thermischen Verbindung, so dass das Trennelement durch die an ihm angreifende Kraft in eine zweite Position verbracht wird, in der ein Abtrennabschnitt des Trennelements zwischen dem ersten Anschluss des überspannungsbegrenzenden Bauelements und dem ersten Ende des leitfähigen Verbindungselements angeordnet ist, wodurch das überspannungsbegrenzende Bauelement elektrisch abgetrennt wird.
Bei der Abtrennvorrichtung kann es sich somit um eine von ihrem grundsätzlichen Aufbau und ihrer Funktionsweise her bekannte, thermische Abtrennvorrichtung handeln, bei der der Anschluss des überspannungsbegrenzenden Bauelements im Normalfall über das elektrische leitfähige Verbindungselement erfolgt, während diese Verbindung bei einer unzulässigen Erwärmung des überspannungsbegrenzenden Bauelements durch das Trennelement unterbrochen wird, indem sich das isolierende Trennelement zwischen den entsprechenden Anschluss des überspannungsbegrenzenden Bauelements und das Ende des leitfähigen Verbindungselements bewegt.
Als überspannungsbegrenzends Bauelement, das bei einer unzulässigen Erwärmung durch die thermisch auftrennende Verbindung elektrisch abgetrennt wird, kann beispielsweise ein gasgefüllter Überspannungsableiter eingesetzt sein. Vorzugsweise weist das erfindungsgemäße Überspannungsschutzgerät jedoch mindestens einen Varistor als überspannungsbegrenzendes Bauelement auf, so dass nachfolgend meist von Varistoren die Rede ist, ohne dass die Erfindung darauf beschränkt sein soll. Die thermisch auftrennende Verbindung zwischen dem ersten Ende des leitfähigen Verbindungselements und dem einen Anschluss des zugeordneten Varistors ist vorzugsweise als Lötverbindung ausgebildet, so dass über eine entsprechende Auswahl des Lots die Grenztemperatur eingestellt werden kann, ab der die thermische Verbindung auftrennt.
Bei der ersten Ausgestaltung der Erfindung, bei der die Abtrennvorrichtung einen elektrisch leitfähigen Bereich aufweist, ist der leitfähige Bereich dann an dem Trennelement ausgebildet. Das ansonsten isolierende Trennelement weist somit einen Bereich auf, der leitfähig ist. Dieser leitfähige Bereich kann beispielsweise durch eine Metallisierung an einer Stirnseite des Trennelements oder einen an der Stirnseite eingebrachten Draht oder eine Leiterbahn gebildet sein.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das mindestens ein Trennelement drehbar im Gehäuse angeordnet, so dass das Trennelement aus seiner ersten Position in seine zweite Position durch eine Schwenkbewegung verbracht wird. Die Drehachse des Trennelements wird dabei vorzugsweise von einem im Gehäuse ausgebildeten Drehzapfen gebildet, zu dem im Trennelement eine entsprechende Öffnung ausgebildet ist. Ebenso gut kann auch an dem Trennelement ein entsprechender Drehzapfen ausgebildet sein, der in eine korrespondierende Öffnung im Gehäuse eingreift. Alternativ zur drehbaren Anordnung kann das mindestens eine Trennelement auch linear verschiebbar im Gehäuse angeordnet sein, wobei die Verschiebungsrichtung sowohl parallel zur Längsachse als auch senkrecht zur Längsachse des Überspannungsschutzgeräts verlaufen kann.
Damit das mindestens eine Trennelement bei aufgetrennter thermischer Verbindung aus seiner ersten Position in seine zweite Position verbracht werden kann, greift an dem Trennelement eine Kraft an. Vorzugsweise wird diese Kraft von mindestens einem Federelement aufgebracht, das im Gehäuse angeordnet ist. Das Federelement ist dazu mit seinem einen Ende an einem Zapfen im Gehäuse und mit seinem anderen Ende an einem entsprechenden Zapfen am Trennelement befestigt.
Damit das leitfähige Verbindungselement beim Auftrennen der thermischen Verbindungen aus seiner ersten Position in seine zweite Position gelangt, ist das Verbindungselement vorzugsweise federnd ausgebildet und in seiner ersten Position aus seiner Ruhelage ausgelenkt. Bei aufgetrennter thermischer Verbindung federt das Verbindungselement dann auf Grund seiner Federkraft aus seiner ersten Position in seine zweite Position. Diese Bewegung wird zusätzlich durch das Einfahren des Abtrennabschnitts des Trennelements in die Trennstelle zwischen dem Anschluss des Varistors und dem ersten Ende des Verbindungselements unterstützt.
Vorzugsweise weist das erfindungsgemäße Überspannungsschutzgerät nicht nur einen Signalgeber zur Fernmeldung des Zustands des Überspannungsschutzgeräts auf, sondern darüber hinaus auch eine optische Zustandsanzeige. Hierzu weist das Trennelemente einen Markierungsabschnitt auf, so dass die optische Zustandsanzeige direkt von dem Trennelement gebildet wird. Ein im Gehäuse ausgebildetes Sichtfenster ist dabei derart bemessen, dass je nach Position des Trennelements der Markierungsabschnitt durch das Sichtfenster von außen sichtbar ist oder nicht. Die optische Anzeige des Zustands des Varistors erfolgt dabei vorzugsweise durch eine entsprechende Farbanzeige, wozu der Markierungsabschnitt oder auch das ganze Trennelement eine entsprechende Farbe, beispielsweise eine rote Farbe, aufweist.
Das erfindungsgemäße Überspannungsschutzgerät besteht vorteilhafterweise aus einem Steckerteil und einem Geräteunterteil, wobei in dem Steckerteil das mindestens ein überspannungsbegrenzendes Bauelement und die mindestens eine Abtrennvorrichtung und in dem Geräteunterteil der Signalgeber mit den mindestens zwei elektrischen Kontakten und Anschlussklemmen zum elektrischen Anschluss des Überspannungsschutzgeräts angeordnet sind. Zur Betätigung der Kontakte durch den leitfähigen Abschnitt des Trennelements oder zur Betätigung des beweglichen Kontaktstücks ist in der dem Geräteunterteil zugewandten Unterseite des Steckergehäuses eine Öffnung ausgebildet, durch die das mindestens eine Trennelement bzw. die Abtrennvorrichtung mit ihrem leitfähigen Bereich in das Steckergehäuse hineinragt, wenn das Steckerteil auf das Geräteunterteil aufgesteckt ist.
Im Einzelnen gibt es eine Vielzahl von Möglichkeiten, das erfindungsgemäße Überspannungsschutzelement auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird verwiesen sowohl auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche als auch auf die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen:

1 eine vereinfachte Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Überspannungsschutzgeräts, im Normalzustand und mit elektrisch abgetrenntem Varistor,
2 eine Prinzipdarstellung einer ersten Variante eines Signalgebers eines Überspannungsschutzgeräts mit einem Varistor, in zwei verschiedenen Zuständen,
3 eine Prinzipdarstellung einer Variante der Ausführung eines Signalgebers gemäß 2, in zwei verschiedenen Zuständen,
4 eine Prinzipdarstellung einer weiteren Variante der Ausführung eines Signalgebers gemäß 2, in zwei verschiedenen Zuständen,
5 eine Prinzipdarstellung einer weiteren Variante eines Signalgebers für ein Überspannungsschutzgerät mit einem Varistor, in zwei verschiedenen Zuständen,
6 eine Prinzipdarstellung einer Variante der Ausführung eines Signalgebers gemäß 5, in zwei verschiedenen Zuständen,
7 eine Prinzipdarstellung einer weiteren Variante der Ausführung eines Signalgebers gemäß 5, in zwei verschiedenen Zuständen,
8 eine vereinfachte Darstellung zweier Ausführungsbeispiele eines Trennelements eines Überspannungsschutzgeräts,
9 eine Prinzipdarstellung einer Ausführung eines Signalgebers für ein Überspannungsschutzgerät mit zwei Varistoren, in drei verschiedenen Zuständen,
10 eine Prinzipdarstellung einer Variante der Ausführung des Signalgebers gemäß 9, in drei verschiedenen Zuständen, und
11 eine Prinzipdarstellung einer Ausführung eines Signalgebers für ein Überspannungsschutzgerät mit vier Varistoren, in drei verschiedenen Zuständen.

1 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Überspannungsschutzgeräts 1 in vereinfachter Darstellung. Das Überspannungsschutzgerät 1 kann zweiteilig ausgebildet sein, nämlich aus einem Steckerteil 2 und einem Geräteunterteil 3 bestehen, wie dies in 1 dargestellt ist. Das Steckerteil 2 kann dann einfach auf das U-förmige Geräteunterteil 3 aufgesteckt und beispielsweise zum Austausch eines defekten Steckerteils 2 auch wieder einfach vom Geräteunterteil 3 abgezogen werden, ohne dass dazu die an dem Geräteunterteil 3 angeschlossenen Leitungen abgetrennt werden müssen. Das Steckerteil 2 weist ein Steckergehäuse 4 und das Geräteunterteil 3 ein Sockelgehäuse 5 auf, die miteinander verrasten können, wenn das Steckerteil 2 auf das Geräteunterteil 3 aufgesteckt ist. Bei der bevorzugten zweiteiligen Ausführung des Überspannungsschutzgeräts 1 besteht das Gehäuse somit aus dem Steckergehäuse 4 und dem Sockelgehäuse 5.
Das Überspannungsschutzgerät 1 weist mindestens einen Varistor 6 als überspannungsbegrenzendes Bauelement auf, der in 1 durch gestrichelte Linien angedeutet ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Varistor 6 zusammen mit einer Abtrennvorrichtung im Steckergehäuse 4 angeordnet, wobei die Abtrennvorrichtung aus einem leitfähigen Verbindungselement 7 und einem isolierenden Trennelement 8 besteht. Der Aufbau der Abtrennvorrichtung mit dem elektrischen Verbindungselement 7 und dem isolierenden Trennelement 8 ist aus den 2 bis 7 ersichtlich. In dem beispielsweise in 2a dargestellten Normalzustand des Varistors 6 ist der erste Anschluss 9 des Varistors 6 über eine Lötverbindung als thermisch auftretende Verbindung mit dem ersten Ende des leitfähigen Verbindungselements 7 elektrisch leitend verbunden. Hierzu ist in dem Trennelement 8 eine Öffnung 10 ausgebildet, durch die das erste Ende des leitfähigen Verbindungselements 7 über die Lötverbindung mit dem ersten Anschluss 9 des Varistors 6 verbunden ist. Außerdem ist das Trennelement 8 durch die Lötverbindung zwischen dem Varistor 6 und dem Verbindungselement 7 in seiner ersten Position gehalten.
Kommt es zu einer Erwärmung des Varistors 6, so kommt es bei Überschreiten einer vorgegebenen Grenztemperatur zu einem Auftrennen der thermischen Verbindung, d. h. zu einem Schmelzen der Lötverbindung, so dass das federnde Verbindungselement 7 aus seiner ausgelenkten, ersten Position in seine entspannte, zweite Position zurückfedert. Dabei wird das Trennelement 8 in seine zweite Position verbracht, in der ein Abtrennabschnitt des Trennelements 8 zwischen dem ersten Anschluss 9 des Varistors 6 und dem ersten Ende des Verbindungselements 7 angeordnet ist, d. h. die Öffnung 10 im Trennelement 8 befindet sich dann nicht mehr über dem ersten Anschluss 9 des Varistors 6, so dass der Varistor 6 elektrisch abgetrennt ist. Dieser Zustand ist beispielsweise in 2b dargestellt.
Bei der grundsätzlich ersten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Überspannungsschutzgeräts, die in den 1 bis 8 dargestellt ist, weist das ansonsten isolierende Trennelement 8 einen elektrisch leitfähigen Bereich 11 auf, der auf der dem Geräteunterteil 3 zugewandten Seite des Trennelements 8 ausgebildet ist. Wie insbesondere aus 8 ersichtlich ist, kann der elektrisch leitfähige Bereich 11 beispielsweise durch einen an einer Seite des Trennelements 8 befestigten Draht oder eine Leiterbahn gebildet werden. Ebenso gut ist es jedoch auch möglich, dass das Trennelement 8 an dieser Seite eine Metallisierung aufweist oder in diesem Bereich aus einem leitfähigen Kunststoff besteht.
Mit Hilfe des Trennelements 8 wird bei dem erfindungsgemäßen Überspannungsschutzgerät 1 nicht nur ein geschädigter und überhitzter Varistor 6 elektrisch abgetrennt, sondern es wird auch ein Signalgeber zur Fernmeldung des Zustands des Überspannungsschutzgeräts 1 betätigt. Bei den Ausführungsbeispielen gemäß den 1 bis 4 weist der Signalgeber dazu zwei Kontakte 12, 13 auf, die zusammen mit dem leitfähigen Bereich 11 des Trennelements 8 funktional einen Schalter bilden. Befindet sich bei den Ausführungsbeispielen gemäß den 1a und 2a das Trennelement 8 in seiner ersten Position, so sind die beiden Kontakte 12, 13 über den leitfähigen Bereich 11 elektrisch miteinander verbunden, so dass ein mit den Kontakten 12, 13 verbundener Signalkreis zur Fernmeldung des Zustands des Überspannungsschutzgeräts 1 geschlossen ist. Befindet sich das Trennelement 8 dagegen gemäß den 1b und 2b in seiner zweiten Position, in der der Varistor 6 elektrisch abgetrennt ist, so ist der leitfähige Bereich 11 des Trennelements 8 beabstandet von den beiden Kontakten 12, 13, so dass diese nicht elektrisch miteinander verbunden sind. Ein entsprechender Signalkreis ist dann unterbrochen. Die beiden Kontakte 12, 13 und der leitfähige Bereich 11 des Trennelements 8 verhalten sich somit funktional wie ein Öffner.
Im Unterschied dazu verhalten sich die beiden Kontakte 12, 13 und der leitfähige Bereich 11 bei den Varianten gemäß den 3 und 4 wie ein Schließer. Befindet sich bei diesen beiden Varianten das Trennelement 8 gemäß den 3a und 4a in seiner ersten Position, so sind die beiden Kontakte 12, 13 nicht über den elektrisch leitfähigen Bereich 11 miteinander verbunden. Wenn sich das Trennelement 8 jedoch gemäß den 3b und 4b in seiner zweiten Position befindet, in der ein überhitzter Varistor 6 elektrisch abgetrennt ist, so kontaktiert der elektrisch leitfähige Bereich 11 die beiden Kontakte 12, 13, so dass diese über den leitfähigen Bereich 11 miteinander verbunden sind. Die beiden Ausführungsvarianten gemäß den 3 und 4 unterscheiden sich dabei durch die Bewegungsrichtung des Trennelements 8 relativ zu den beiden Kontakten 12, 13. Während bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 das Trennelement 8 senkrecht zur gedachten Verbindungslinie zwischen den beiden Kontakten 12, 13 bewegt wird, ist die Bewegungsrichtung des Trennelements 8 bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 4 parallel zur gedachten Verbindungslinie zwischen den beiden Kontakten 12, 13.
Beiden Ausführungsbeispielen ist dabei gemeinsam, dass das Trennelement 8 durch die Federkraft mindestens eines Federelements 15 linear aus seiner ersten Position in seine zweite Position verschoben wird. Dies gilt auch für die beiden Ausführungsvarianten gemäß den 1 und 2. Im Unterschied dazu wird das Trennelement 8 bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 5 durch die Federkraft eines Federelements 15 nicht linear verschoben, sondern gedreht.
Bei dieser Ausführungsvariante ist darüber hinaus zusätzlich zu den beiden ersten Kontakten 12, 13 noch ein dritter Kontakt 14 vorgesehen. In der ersten Position des Trennelements 8 gemäß 5a, in der der Varistor 6 nicht elektrisch abgetrennt ist, sind dabei die beiden ersten Kontakte 12, 13 über den elektrisch leitfähigen Bereich 11 des Trennelements 8 miteinander verbunden. In der zweiten Position des Trennelements 8 gemäß 5b ist das Trennelement 8 dagegen so weit im Uhrzeigersinn gedreht, dass über den elektrisch leitfähigen Bereich 11 nun der erste Kontakt 12 und der dritte Kontakt 14 miteinander verbunden sind, während der erste Kontakt 12 nicht mehr mit dem zweiten Kontakt 13 verbunden ist.
Auch bei den beiden Ausführungsbeispielen gemäß den 6 und 7 weist der Signalgeber drei elektrische Kontakte 12, 13 und 14 auf, wobei je nach Position des Trennelements 8 entweder der erste Kontakt 12 und der zweite Kontakt 13 oder der erste Kontakt 12 und der dritte Kontakt 14 elektrisch miteinander verbunden sind. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 6 erfolgt dabei in beiden Fällen die elektrische Verbindung zwischen den beiden Kontakten 12 und 13 bzw. 12 und 14 über den elektrisch leitfähigen Bereich 11 des Trennelements 8. Im Unterschied dazu ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 7 zusätzlich noch ein bewegliches Kontaktstück 16 vorgesehen, über das in der ersten Position des Trennelements 8 der erste Kontakt 12 und der zweite Kontakt 13 elektrisch miteinander verbunden sind (7a). In der zweiten Position des Trennelements 8 sind der erste Kontakt 12 und der zweite Kontakt 13 dagegen nicht mehr über das Kontaktstück 16 miteinander verbunden (7b). Stattdessen sind in dieser Position der erste Kontakt 12 und der dritte Kontakt 14 über den elektrisch leitfähigen Bereich 11 des Trennelements 8 miteinander verbunden. Das Trennelement 8 weist dabei angrenzend an den leitfähigen Bereich 11 einen nicht leitfähigen Bereich 17 auf, durch den das bewegliche Kontaktstück 16 so ausgelenkt wird, dass die elektrische Verbindung zwischen dem ersten Kontakt 12 und dem zweiten Kontakt 13 getrennt ist, wenn sich das Trennelement 8 in seiner zweiten Position befindet.
8 zeigt zwei verschiedene Ausführungsbeispiele eines Trennelements 8 in vereinfachter Darstellung. Dabei ist bei beiden Ausführungsbeispielen der elektrisch leitfähige Bereich 11 durch einen an einer Seite des Trennelements 8 befestigten Draht gebildet. Während sich bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 8a der Draht über die gesamte Länge der Seite des Trennelements 8 erstreckt, ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 8b angrenzend an den elektrisch leitfähigen Bereich 11 ein nicht leitfähiger Bereich 17 ausgebildet. Dabei weist der nicht leitfähige Bereich 17 eine Schräge auf, wie insbesondere auch aus 7 erkennbar ist, was zu dem zuvor bereits beschriebenen Auslenken des beweglichen Kontaktstücks 16 führt, wenn sich das Trennelement 8 aus seiner ersten Position in seine zweite Position bewegt.
Die 9 und 10 zeigen Prinzipdarstellungen zweier Ausführungen eines Signalgebers für ein Überspannungsschutzgerät 1 mit zwei Varistoren. Korrespondierend zu den zwei Varistoren weist ein derartiges Überspannungsschutzgerät 1 dann auch zwei Abtrennvorrichtungen auf, wobei jeweils eine Abtrennvorrichtung einem Varistor zugeordnet ist. In den 9 und 10 sind dabei von den Abtrennvorrichtungen jeweils nur die beiden Trennelemente 8 dargestellt. Dabei sind jeweils drei verschiedene Zustände der beiden Trennelemente 8 gezeigt. Im ersten Zustand gemäß den 9a und 10a befinden sich beide Trennelemente 8 in ihrer ersten Position. Beim zweiten Zustand gemäß den 9b und 10b befindet sich ein Trennelement 8 in seiner ersten Position, während sich das andere Trennelement 8 in seiner zweiten Position befindet. Beim dritten Zustand gemäß den 9c und 10c befinden sich schließlich beide Trennelemente 8 in ihrer zweiten Position.
Bei der Ausführungsvariante gemäß 9 weist der Signalgeber neben den beiden Kontakten 12, 13 zusätzlich noch ein bewegliches Verbindungsstück 18 auf, das in seinem mittleren Bereich durch ein an ihm angreifendes Federelement 19 mit einer senkrecht zu seiner Längserstreckung gerichteten Federkraft F beaufschlagt ist. In ihrer ersten Position beaufschlagen die beiden Trennelemente 8 jeweils ein Ende 20, 21 des Verbindungsstücks 18 derart mit einer Kraft, dass das Verbindungsstück 18 entgegen der Federkraft F des Federelements 19 in seiner ersten Position gehalten wird. In dieser ersten Position des Verbindungsstücks 18 sind die beiden Kontakte 12, 13 über das Verbindungsstück 18 elektrisch miteinander verbunden, so dass ein entsprechender Signalkreis zur Fernmeldung des Zustands des Überspannungsschutzgeräts 1 geschlossen ist.
Befindet sich ein Trennelement 8 in seiner zweiten Position, so führt dies gemäß 9b dazu, dass das Verbindungsstück 8 auf Grund der Federkraft F in eine zweite Position verbracht wird, in der nur noch das erste Ende 20 des Verbindungsstücks 18 mit dem ersten Kontakt 12 verbunden ist, während das zweite Ende 21 beabstandet vom zweiten Kontakt 13 angeordnet ist. Dadurch ist die elektrische Verbindung zwischen den beiden Kontakten 12, 13 unterbrochen. Wenn sich beide Trennelemente 8 gemäß 9c in ihrer zweiten Position befinden, ist das Verbindungsstück 18 auf Grund der Federkraft F in einer dritten Position, in der beide Enden 20, 21 beanstandet von den beiden Kontakten 12, 13 sind. Auch in diesem Fall ist die elektrische Verbindung zwischen den beiden Kontakten 12, 13 unterbrochen.
Das Verbindungsstück 18 verhält sich somit auf Grund der in seinem mittleren Bereich angreifenden Federkraft F ähnlich wie eine Wippe, wobei die beiden Kontakte 12, 13 nur dann über das leitfähige Verbindungsstück 18 elektrisch miteinander verbunden sind, wenn sich beide Trennelemente 8 in ihrer ersten Position befinden. Die beiden Kontakte 12, 13 und das leitfähige Verbindungsstück 18 verhalten sich bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 9 somit wie ein Öffner.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 10 sind die beiden Kontakte 12, 13 dagegen nur dann nicht elektrisch miteinander verbunden, wenn sich beide Trennelemente 8 gemäß 10a in ihrer ersten Position befinden. Befindet sich dagegen zumindest einer der beiden Trennelemente 8 in seiner zweiten Position, so erfolgt eine elektrische Verbindung zwischen den beiden Kontakten 12, 13 über das leitfähige Verbindungsstück 18. Dabei ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 10 das Federelement 19 elektrisch mit dem ersten Kontakt 12 verbunden, so dass der Stromkreis zwischen den beiden Kontakten 12, 13 geschlossen ist, wenn sich zumindest ein Trennelement 8 in seiner zweiten Position befindet. Dann wird das Verbindungsstück 18 durch die Federkraft F in seine zweite oder dritte Position gemäß den 10b und 10c verbracht, in der die beiden Enden 20, 21 des Verbindungsstücks 18 mit dem zweiten Kontakt 13 elektrisch verbunden sind.
11 zeigt schließlich die Anwendung zweier Signalgeber gemäß 9 bei einem Überspannungsschutzgerät 1, das insgesamt vier Varistoren und damit auch vier Abtrennvorrichtungen bzw. vier Trennelemente 8 aufweist. Der Signalgeber weist dabei neben den beiden Kontakten 12 und 13 zwei Verbindungsstücke 18 auf, die jeweils in ihrem mittleren Bereich von einem Federelement 19 mit einer Federkraft F beaufschlagt sind. Die beiden Kontakte 12, 13 und die Verbindungsstücke 18 sind dabei derart in Reihe geschaltet, dass die elektrische Verbindung zwischen den beiden Kontakten 12 und 13 unterbrochen ist, sobald sich zumindest ein Trennelement 8 in seiner zweiten Position befindet, d. h. ein Varistor elektrisch abgetrennt ist.
Es versteht sich dabei für den Fachmann von selbst, dass analog zu dem Ausführungsbeispiel gemäß 11 auch mehr als vier Varistoren überwacht und eine Fernmeldung ausgegeben werden kann, sobald einer der Varistoren elektrisch abgetrennt ist. Hierzu ist eine der Anzahl der zu überwachenden Varistoren entsprechende Anzahl an Abtrennvorrichtungen bzw. Trennelementen erforderlich, wobei jeweils zwei benachbart zueinander angeordnete Trennelemente 8 mit einem Verbindungsstück 18 zusammenwirken können. Weist ein Überspannungsschutzgerät beispielsweise sechs Varistoren auf, so wären zur Abtrennung und Fernmeldung des Zustands sechs Trennelemente sowie drei Verbindungsstücke und drei Federelemente erforderlich, wobei die einzelnen Verbindungsstücke in Reihe zwischen den beiden Kontakten 12, 13 angeordnet sind.
Das zuvor beschriebene Prinzip der Realisierung eines Signalgebers zur Fernmeldung des Zustands eines Überspannungsschutzgeräts ist dabei nicht darauf beschränkt, dass in dem Überspannungsschutzgerät eine gerade Anzahl an Varistoren angeordnet sind, so dass jeweils zwei Trennelemente mit einem Verbindungsstück zusammenwirken. Grundsätzlich ist es auch möglich, dass ein Verbindungsstück nur mit einem Trennelement zusammenwirkt. Bei einem Überspannungsschutzgerät mit beispielsweise fünf Varistoren wären dann entsprechend fünf Trennelemente sowie drei Verbindungsstücke und drei Federelemente erforderlich, wobei zwei der Verbindungsstücke jeweils mit zwei Trennelementen zusammenwirken, während das dritte Verbindungsstück nur von einem Trennelement betätigt wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 69503743 T [0004]
DE 202004006227 U1 [0005]
DE 102009036125 A [0008]

Claims

Überspannungsschutzgerät (1) mit einem Gehäuse (4, 5), mit mindestens einem überspannungsbegrenzenden Bauelement (6), mit mindestens einer Abtrennvorrichtung und mit einem Signalgeber zur Fernmeldung des Zustandes des Überspannungsschutzgeräts (1), wobei die mindestens eine Abtrennvorrichtung beweglich im Gehäuse (4) angeordnet ist und bei Überlastung des zugeordneten überspannungsbegrenzenden Bauelements (6) dieses elektrisch abtrennt, indem die Abtrennvorrichtung aus einer ersten Position in eine zweite Position verbracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtrennvorrichtung einen elektrisch leitfähigen Bereich (11) aufweist, dass der Signalgeber mindestens zwei elektrische Kontakte (12, 13) aufweist, und dass der elektrisch leitfähige Bereich (11) der Abtrennvorrichtung zusammen mit den mindestens zwei Kontakten (12, 13) funktional einen Schalter bildet, wobei die beiden Kontakte (12, 13) in der einen Position der Abtrennvorrichtung über den elektrisch leitfähigen Bereich (11) miteinander verbunden sind, während die beiden Kontakte (12, 13) in der anderen Position der Abtrennvorrichtung nicht miteinander verbunden sind.
Überspannungsschutzgerät (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalgeber drei elektrische Kontakte (12, 13, 14) aufweist, wobei in der einen Position der Abtrennvorrichtung ein erster Kontakt (12) und ein zweiter Kontakte (13) miteinander verbunden sind, und in der anderen Position der Abtrennvorrichtung der erste Kontakt (12) und der dritte Kontakt (14) über den elektrisch leitfähigen Bereich (11) miteinander verbunden sind, während der erste Kontakt (12) und der zweite Kontakt (13) nicht miteinander verbunden sind.
Überspannungsschutzgerät (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der einen Position der Abtrennvorrichtung der erste Kontakt (12) und der zweite Kontakte (13) über ein bewegliches Kontaktstück (16) miteinander verbunden sind.
Überspannungsschutzgerät (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass angrenzend an den elektrisch leitfähigen Bereich (11) ein nicht leitfähiger Bereich (17) an der Abtrennvorrichtung ausgebildet ist, durch den das bewegliche Kontaktstück (16) in eine Position verbringbar ist, in der der erste Kontakt (12) und der zweite Kontakt (13) nicht miteinander verbunden sind.
Überspannungsschutzgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Abtrennvorrichtung ein leitfähiges Verbindungselement (7) und ein isolierendes Trennelement (8) aufweisen, dass im Normalzustand des überspannungsbegrenzenden Bauelements (6) ein Anschluss (9) des ersten überspannungsbegrenzenden Bauelements (6) über eine thermisch auftrennende Verbindung mit einem ersten Ende des leitfähigen Verbindungselements (7) elektrisch leitend verbunden ist und wobei das Trennelement (8) durch das erste leitfähige Verbindungselement (7) entgegen einer an ihm angreifenden Kraft (F) in einer ersten Position gehalten ist, dass bei Überschreiten einer vorgegebenen Grenztemperatur des überspannungsbegrenzenden Bauelements (6) die thermische Verbindung auftrennt und das Trennelement (8) durch die an ihm angreifende Kraft in eine zweite Position verbracht wird, in der ein Abtrennabschnitt des Trennelements (8) zwischen dem ersten Anschluss (9) des überspannungsbegrenzenden Bauelements (6) und dem ersten Ende des leitfähigen Verbindungselements (7) angeordnet ist, und dass der elektrisch leitfähige Bereich (11) an dem Trennelement (8) ausgebildet ist.
Überspannungsschutzgerät (1) mit einem Gehäuse (4, 5), mit mindestens zwei überspannungsbegrenzenden Bauelementen (6), mit mindestens zwei Abtrennvorrichtungen und mit einem Signalgeber zur Fernmeldung des Zustandes des Überspannungsschutzgeräts (1), wobei die Abtrennvorrichtungen beweglich im Gehäuse (4) angeordnet sind und jeweils eine Abtrennvorrichtung einem überspannungsbegrenzenden Bauelementen (6) zugeordnet ist und bei Überlastung des zugeordneten überspannungsbegrenzenden Bauelements (6) dieses elektrisch abtrennt, indem die Abtrennvorrichtung aus einer ersten Position in eine zweite Position verbracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalgeber zwei elektrische Kontakte (12, 13) und ein bewegliches, leitfähiges Verbindungsstück (18) aufweist, die funktional einen Schalter bilden, dass das Verbindungsstück (18) in seinem mittleren Bereich durch ein an ihm angreifendes Federelement (19) mit einer senkrecht zu seiner Längserstreckung gerichteten Federkraft beaufschlagt ist, und dass die beiden Abtrennvorrichtungen in ihrer ersten Position jeweils ein Ende (20, 21) des Verbindungsstücks (18) derart mit einer Kraft beaufschlagen, dass das Verbindungsstück (18) entgegen der an ihm angreifenden Federkraft in einer ersten Position gehalten ist, während das Verbindungsstück (18) durch die an ihm angreifende Federkraft in eine andere Position verbringbar ist, wenn zumindest einer der beiden Abtrennvorrichtungen sich in seiner zweiten Position befindet, und dass in einer Position des Verbindungsstücks (18) die beiden Kontakte (12, 13) über das Verbindungsstück (18) elektrisch miteinander verbunden sind, während in der anderen Position des Verbindungsstücks (18) die beiden Kontakte (12, 13) nicht elektrisch miteinander verbunden sind.
Überspannungsschutzgerät (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtrennvorrichtungen jeweils ein leitfähiges Verbindungselement (7) und ein isolierendes Trennelement (8) aufweisen, dass im Normalzustand des ersten überspannungsbegrenzenden Bauelements (6) ein Anschluss (9) des ersten überspannungsbegrenzenden Bauelements (6) über eine erste thermisch auftrennende Verbindung mit einem ersten Ende des ersten leitfähigen Verbindungselements (7) elektrisch leitend verbunden ist und wobei das erste Trennelement (8) durch das erste leitfähige Verbindungselement (7) entgegen einer an ihm angreifenden Kraft (F) in einer ersten Position gehalten ist, dass im Normalzustand des zweiten überspannungsbegrenzenden Bauelements (6) ein Anschluss des zweiten überspannungsbegrenzenden Bauelements (6) über eine zweite thermisch auftrennende Verbindung mit einem ersten Ende des zweiten leitfähigen Verbindungselements (7) elektrisch leitend verbunden ist und wobei das zweite Trennelement (8) durch das zweite leitfähige Verbindungselement (7) entgegen einer an ihm angreifenden Kraft in einer ersten Position gehalten ist, dass bei Überschreiten einer vorgegebenen Grenztemperatur des ersten überspannungsbegrenzenden Bauelements (6) die erste thermische Verbindung auftrennt und das erste Trennelement (8) durch die an ihm angreifende Kraft in eine zweite Position verbracht wird, in der ein Abtrennabschnitt des ersten Trennelements (8) zwischen dem ersten Anschluss (9) des ersten überspannungsbegrenzenden Bauelements (6) und dem ersten Ende des ersten leitfähigen Verbindungselements (7) angeordnet ist, dass bei Überschreiten einer vorgegebenen Grenztemperatur des zweiten überspannungsbegrenzenden Bauelements (6) die zweite thermische Verbindung auftrennt und das zweite Trennelement (8) durch die an ihm angreifende Kraft in eine zweite Position verbracht wird, in der ein Abtrennabschnitt des zweiten Trennelements (8) zwischen dem ersten Anschluss des zweiten überspannungsbegrenzenden Bauelements (6) und dem ersten Ende des zweiten leitfähigen Verbindungselements (7) angeordnet ist.
Überspannungsschutzgerät (1) nach Anspruch 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Trennelement (8) linear verschiebbar oder drehbar im Gehäuse (4) angeordnet ist.
Überspannungsschutzgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Überspannungsschutzgerät (1) aus einem Steckerteil (2) und einem Geräteunterteil (3) besteht, und dass in dem Steckerteil (2) das mindestens eine überspannungsbegrenzende Bauelemente (6) und die mindestens eine Abtrennvorrichtung und in dem Geräteunterteil (3) der Signalgeber mit den mindestens zwei elektrischen Kontakte (12, 13) sowie Anschlussklemmen angeordnet sind.
Überspannungsschutzgerät (1) nach Anspruch 5 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennelement (8) derart im Steckergehäuse (4) des Steckerteils (2) angeordnet ist, dass der elektrisch leitfähige Bereich (11) aus einer Öffnung im Steckergehäuse (4) hinausragt, wenn sich das Trennelement (8) in seiner ersten Position befindet, während der elektrisch leitfähige Bereich (11) des Trennelements (8) vollständig innerhalb des Steckergehäuses (4) angeordnet ist, wenn sich das Trennelement (8) in seiner zweiten Position befindet.
Überspannungsschutzgerät (1) nach Anspruch 7 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Geräteunterteil (3) auch das bewegliche, federbelastete Verbindungsstück (18) und das Federelement (19) angeordnet sind.
Überspannungsschutzgerät (1) nach Anspruch 7 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennelemente (8) derart im Steckergehäuse (4) des Steckerteils (2) angeordnet sind, dass ihr eines Ende jeweils aus einer Öffnung im Steckergehäuse (4) hinausragt, wenn sich das entsprechende Trennelement (8) in seiner ersten Position befindet, während ihr eines Ende jeweils vollständig innerhalb des Steckergehäuses (4) angeordnet ist, wenn sich das entsprechende Trennelement (8) in seiner zweiten Position befindet.