DE102023126659A1

DE102023126659A1 - Überspannungsschutz-gerät und verfahren für die herstellung eines solchen geräts

Info

Publication number: DE102023126659A1
Application number: DE102023126659.4A
Authority: DE
Inventors: Vincent Crevenat; Vincent Lapauw
Original assignee: Citel S A S; Citel Sas
Current assignee: CITEL S.A.S., FR
Priority date: 2022-09-29
Filing date: 2023-09-29
Publication date: 2024-04-04
Also published as: CN117790245A; FR3140489A1; US20240113518A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren für die Herstellung eines Überspannungs-Schutz-Gerätes (1) und auf ein Schutz-Gerät, das auf diese Weise erhalten wird. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:- elektrisches Verbinden einer ersten Elektrode (14) eines ersten Schutzelements (6) mit einer ersten Elektrode (15) eines zweiten Schutzelements (7) mit Hilfe einer wärmeempfindlichen Trenneinrichtung (5);- Bereitstellen einer vormontierten Lichtbogen-Lösch-Einrichtung (22), die eine Kassette (33), eine Isolierlamelle (34), die im Inneren der Kassette (33) bewegt werden kann, und mindestens ein elastisches Element (54, 55) aufweist;- Bewegen der Lichtbogen-Lösch-Einrichtung (22), bis sie eine endgültige Montageposition erreicht, in der die wärmeempfindliche Trenneinrichtung (5) gegen die Isolierlamelle (34) anliegt und die besagte Isolierlamelle (34) in die Richtung einer eingefahrenen Position schiebt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet von Geräten, die gegen Überspannungen schützen.
Die Erfindung bezieht sich im Besonderen auf Überspannungs-Schutz-Geräte, die folgendes aufweisen:

- auf der einen Seite eine wärmeempfindliche Trenneinrichtung, die in einem angeschlossenen Zustand wenigstens zwei Elektroden, die jeweils Teil eines entsprechenden Schutzelements sind, elektrisch miteinander verbindet und die in der Lage ist, im Falle einer Überhitzung eines der Schutzelemente in einen getrennten Zustand zu wechseln, in dem sie die elektrische Verbindung zwischen den beiden Elektroden nicht mehr zur Verfügung stellt, und
- auf der anderen Seite eine Lichtbogen-Lösch-Einrichtung, die eine Isolierlamelle aufweist, die dazu ausgelegt ist, um dann zwischen die beiden Elektroden eingesetzt zu werden, wenn sich die wärmeempfindliche Trenneinrichtung in dem getrennten Zustand befindet, was es ermöglicht, eine elektrische Lichtbogenbildung zwischen den besagten Elektroden zu verhindern.

TECHNISCHES GEBIET
Es ist bekannt, dass Überspannungs-Schutz-Geräte dazu verwendet werden, um elektrische Betriebsmittel vor transienten Überspannungen zu schützen, die unterschiedliche Ursachen haben können, wie z. B. Blitzschlag oder industrielle Störungen.
Überspannungs-Schutz-Geräte sind dazu bestimmt, um stromaufwärts von und parallel zu den zu schützenden Betriebsmitteln angeordnet zu werden. Sie arbeiten mit Schutzelementen, wie z. B. Varistoren oder mit Gas gefüllten Funkenstrecken, die das besondere Merkmal aufweisen, dass sie im Normalzustand eine hohe Impedanz aufweisen und dann leitend werden, wenn sie einer Überspannung ausgesetzt werden, die über einem bestimmten Schwellenwert liegt, der über der normalen Betriebsspannung des zu schützenden Betriebsmittels liegt. Die Schutzelemente ermöglichen es somit, dass Überspannungen abgeleitet werden können.
Das Dokument EP 3 244 504 offenbart ein Überspannungs-Schutz-Gerät der oben genannten Art, das darüber hinaus die vollständige Abschaltung der Schutzelemente am Ende ihrer Lebensdauer sicherstellt. Die zuletzt genannte Vorrichtung weist einen Varistor, eine mit Gas gefüllte Funkenstrecke, ein thermisch schmelzbares Lot, das eine Elektrode der Funkenstrecke und eine Elektrode des Varistors elektrisch verbindet, und ein Rückstellglied auf, das eine Rückstellkraft ausübt, die dazu neigt, den Varistor und die Funkenstrecke voneinander weg zu bewegen, so dass dann, wenn eine Überspannung an dem Varistor und der Funkenstrecke deren Erwärmung über einen Temperaturschwellenwert hinaus bewirkt, so dass das thermisch schmelzbare Lot schmilzt, die zuvor erwähnten Elektroden voneinander getrennt werden. Die Überspannungs-Schutz-Gerät weist darüber hinaus eine Lichtbogen-Lösch-Einrichtung auf, die eine Isolierlamelle, die sich auf dem Gehäuse des Schutz-Gerätes dreht, und eine Torsionsfeder aufweist, die die Isolierlamelle gegen das thermisch schmelzbare Lot drückt, so dass dann, wenn das zuletzt genannte schmilzt, die besagte Isolierlamelle zwischen der Funkenstrecke und dem Varistor positioniert wird, um so elektrische Lichtbögen zu verhindern.
Ein solches Überspannungs-Schutz-Gerät ist nicht vollständig zufriedenstellend. Vor allem die Montage der Lichtbogen-Lösch-Einrichtung an das Gehäuse ist schwierig. Darüber hinaus erfordert es der Aufbau dieser Schutzvorrichtung, dass die Lichtbogen-Lösch-Einrichtung eingebaut wird, bevor die Arbeiten für die Verbindung der verschiedenen Komponenten der Schutzvorrichtung miteinander ausgeführt werden. Darüber hinaus belastet die Isolierlamelle der Lichtbogen-Lösch-Einrichtung das thermisch schmelzbare Lot während der Lötvorgänge oder muss sie im Falle des Scheiterns während dieser Arbeiten in Position gehalten werden, was diese noch schwieriger macht.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist daher eine Idee, die hinter der Erfindung steht, ein Überspannungs-Schutz-Gerät vorzuschlagen, das mit einer Lichtbogen-Lösch-Einrichtung ausgestattet ist, die einfach hergestellt werden kann.
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform stellt die Erfindung ein Verfahren für die Herstellung eines Überspannungs-Schutz-Gerätes zur Verfügung, das die folgenden Schritte aufweist:

- Bereitstellen von wenigstens einem ersten Schutzelement und einem zweiten Schutzelement, die jeweils eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode aufweisen;
- elektrisches Verbinden der ersten Elektrode des ersten Schutzelements mit der ersten Elektrode des zweiten Schutzelements mit Hilfe einer wärmeempfindlichen Trenneinrichtung, wobei die wärmeempfindliche Trenneinrichtung in der Lage ist, dann, wenn die besagte wärmeempfindliche Trenneinrichtung einer Temperatur, die über einem Schwellenwert liegt, ausgesetzt wird, von einem verbundenen Zustand in einen getrennten Zustand zu wechseln, in dem die erste Elektrode des ersten Schutzelements und die erste Elektrode des zweiten Schutzelements voneinander getrennt sind;
- Bereitstellen einer vormontierten Lichtbogen-Lösch-Einrichtung, die eine Kassette, eine Isolierlamelle, die im Inneren der Kassette zwischen einer eingefahrenen und einer ausgefahrenen Position bewegt werden kann. und wenigstens ein elastisches Rückstellelement aufweist, das dazu ausgelegt ist, um die besagte Isolierlamelle in Bezug auf die Kassette in die Richtung der ausgefahrenen Position zu drängen;
- Bewegen der Lichtbogen-Lösch-Einrichtung in Bezug auf das erste und das zweite Schutzelement sowie auf die wärmeempfindliche Trenneinrichtung bis zum Erreichen einer endgültigen Montageposition, in der die wärmeempfindliche Trenneinrichtung an der Isolierlamelle anliegt und diese in Richtung der eingefahrenen Position schiebt, wobei die Isolierlamelle dann, wenn sich die Lichtbogen-Lösch-Einrichtung in der besagten endgültigen Montageposition befindet, dazu ausgelegt ist, dass sie in Bezug auf die Kassette dann zu der ausgefahrenen Position hin bewegt werden kann und sie zwischen die ersten Elektroden des ersten und zweiten Schutzelements eingeführt werden kann, wenn die wärmeempfindliche Trenneinrichtung in den getrennten Zustand geht.

Auf diese Weise erleichtert die Bereitstellung der Lichtbogen-Lösch-Einrichtung in einer vormontierten Form die Herstellung des Schutz-Geräts. Vor allem ist es dadurch möglich, dass die Lichtbogen-Lösch-Einrichtung in Bezug auf die ersten und zweiten Schutzelemente erst dann positioniert wird, wenn die Arbeiten für das Verbinden der ersten und zweiten Schutzelemente mit Hilfe der wärmeempfindlichen Trenneinrichtung abgeschlossen sind, was die Arbeiten erleichtert, die in Zusammenhang mit der Herstellung der wärmeempfindlichen Trenneinrichtung stehen.
Ausführungsformen eines Herstellungsverfahrens dieser Art können eines oder mehrere der folgenden Merkmale aufweisen.
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform ist das elastische Element ebenfalls im Innern der Kassette untergebracht.
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform sind die zweite Elektrode des ersten Schutzelements und die zweite Elektrode des zweiten Schutzelements jeweils mit einer Anschlussklemme elektrisch verbunden.
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform sind in einem Gehäuse das erste Schutzelement, das zweite Schutzelement und die Lichtbogen-Lösch-Einrichtung, die sich in der endgültigen Montageposition befindet, montiert.
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform weist das Gehäuse einen Sockel und eine Kappe auf.
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform ist das Gehäuse so konfiguriert, dass es auf einer Befestigungsschiene befestigt werden kann.
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform weist die Kassette Gleitbahnen auf, und während der Bewegung der Lichtbogen-Lösch-Einrichtung in Bezug auf das erste und zweite Schutzelement und auf die wärmeempfindliche Trenneinrichtung gleiten die vorstehenden Abschnitte der ersten Elektrode des ersten Schutzelements und der ersten Elektrode des zweiten Schutzelements in den Gleitbahnen der Kassette.
Auf diese Weise weisen die Gleitbahnen auf der einen Seite eine Führungsfunktion für die Bewegung der Lichtbogen-Lösch-Einrichtung in Bezug auf das erste und das zweite Schutzelement auf, was die Positionierung der Lichtbogen-Lösch-Einrichtung erleichtert, und auf der anderen Seite ermöglichen sie es daher auch, dass die Kassette der Lichtbogen-Lösch-Einrichtung eine Funktion der Versteifung der Verbindungen zwischen dem ersten und dem zweiten Schutzelement gewährleistet.
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform ist die Isolierlamelle so montiert, dass sie im Innern der Kassette zwischen der eingefahrenen Position und der ausgefahrenen Position in einer Richtung gleiten kann, die parallel zu den Gleitbahnen verläuft.
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform stellt die Erfindung darüber hinaus ein Überspannungs-Schutz-Gerät zur Verfügung, das durch das zuvor erwähnte Verfahren erhalten werden kann und Folgendes aufweist:

- wenigstens ein erstes Schutzelement und ein zweites Schutzelement, die jeweils eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode aufweisen, wobei die erste Elektrode des ersten Schutzelements und die erste Elektrode des zweiten Schutzelements mit Hilfe einer wärmeempfindlichen Trenneinrichtung miteinander verbunden sind, wobei die wärmeempfindliche Trenneinrichtung in der Lage ist, dann, wenn die besagte wärmeempfindliche Trenneinrichtung einer Temperatur, die über einem Schwellenwert liegt, ausgesetzt wird, von einem verbundenen Zustand in einen getrennten Zustand zu wechseln, in dem die erste Elektrode des ersten Schutzelements und die erste Elektrode des zweiten Schutzelements voneinander getrennt sind;
- eine vormontierte Lichtbogen-Lösch-Einrichtung, die eine Kassette, eine Isolierlamelle, die im Inneren der Kassette zwischen einer eingefahrenen und einer ausgefahrenen Position bewegt werden kann, und wenigstens ein elastisches Rückstellelement aufweist, das dazu ausgelegt ist, um die besagte Isolierlamelle in Bezug auf die Kassette in die Richtung der ausgefahrenen Position zu drängen, wobei die besagte Lichtbogen-Lösch-Einrichtung in Bezug auf das erste und zweite Schutzelement sowie auf die wärmeempfindliche Trenneinrichtung auf eine solche Weise positioniert ist, dass die Isolierlamelle gegen die wärmeempfindliche Trenneinrichtung anliegt und von der zuletzt genannten in der eingefahrenen Position gehalten wird;

In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform weist die Kassette Gleitbahnen auf, in denen vorspringende Abschnitte der ersten Elektrode des ersten Schutzelements und der ersten Elektrode des zweiten Schutzelements untergebracht sind.
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform weist die Lichtbogen-Lösch-Einrichtung einen Anschlag auf, der dazu bestimmt ist, um die Bewegung der Isolierlamelle in der ausgefahrenen Position zu stoppen. Der Anschlag ermöglicht es aus diesem Grund, dass verhindert werden kann, dass die Isolierlamelle aus der Kassette entweichen kann, bevor die Lichtbogen-Lösch-Einrichtung mit den anderen Komponenten der Schutzeinrichtung zusammengebaut wird.
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform ist der Anschlag durch einen Schalter gebildet, der dazu bestimmt ist, um elektrisch mit einer Fernmeldeeinrichtung verbunden zu werden. Aus diesem Grunde sind in der Lichtbogen-Lösch-Einrichtung darüber hinaus einige der Elemente enthalten, die die Fernmeldefunktionalität zur Verfügung stellen.
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform sind das erste Schutzelement und das zweite Schutzelement jeweils ein erster bzw. ein zweiter Varistor, die sich parallel zueinander erstrecken.
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform weisen der erste Varistor und der zweite Varistor einen Körper auf, wobei die vorstehenden Abschnitte auf jeder Seite des besagten ersten und zweiten Varistors entlang zweier einander gegenüberliegender Kanten des besagten ersten und zweiten Varistors über den Körper hinaus vorstehen.
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform weist die Schutzvorrichtung des Weiteren ein drittes Schutzelement auf, das eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode aufweist, wobei die erste Elektrode des dritten Schutzelements mit der ersten Elektrode des ersten Schutzelements und mit der ersten Elektrode des zweiten Schutzelements durch die wärmeempfindliche Trenneinrichtung verbunden ist.
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform ist die zweite Elektrode des dritten Schutzelements elektrisch mit einer Anschlussklemme verbunden.
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform weist die Kassette Gleitbahnen auf, in denen vorstehende Abschnitte der ersten Elektrode des dritten Schutzelementes untergebracht sind. Aus diesem Grund gewährleistet die Kassette der Lichtbogen-Lösch-Einrichtung darüber hinaus eine Funktion der Versteifung der Verbindung des dritten Schutzelements mit dem ersten und zweiten Schutzelement.
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform ist das dritte Schutzelement ein dritter Varistor, der sich unterhalb des ersten und zweiten Varistors und rechtwinklig zu diesen erstreckt. Auf diese Weise wird vor allem die Kompaktheit der Schutzvorrichtung gewährleistet.
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform weist der dritte Varistor einen Körper auf, wobei die vorstehenden Abschnitte entlang zweier einander gegenüberliegender Kanten des dritten Varistors über den Körper des besagten dritten Varistors hinaus vorstehen.
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform ist das dritte Schutzelement eine mit Gas gefüllte Funkenstrecke.
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform sind das erste Schutzelement und das zweite Schutzelement jeweils ein erster Varistor und ein zweiter Varistor, die sich parallel zueinander erstrecken, wobei das dritte Schutzelement ein dritter Varistor, der sich rechtwinklig zu den ersten und zweiten Varistoren erstreckt, oder eine mit Gas gefüllte Funkenstrecke ist.
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform weist die wärmeempfindliche Trenneinrichtung Folgendes auf:

- eine Lasche, die im verbundenen Zustand zwischen einer ersten Fahne, die Teil der ersten Elektrode des ersten Schutzelements ist, und einer zweiten Fahne, die Teil der ersten Elektrode des zweiten Schutzelements ist, positioniert ist, wobei die besagte Lasche mit der ersten Fahne und mit der zweiten Fahne durch eine thermisch schmelzbare Verbindung verbunden ist, und
- ein geflochtenes Kabel, das ein erstes Ende, das mit der Lasche verbunden ist, und ein zweites Ende aufweist, das elektrisch mit der ersten Elektrode des dritten Schutzelementes verbunden ist.

In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform wird die thermisch schmelzbare Verbindung durch thermisch schmelzbares Lot hergestellt.
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform wird das thermisch schmelzbare Lot unter Verwendung einer Zinnlegierung hergestellt.
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform weist die Kassette eine erste Seitenwand und eine zweite Seitenwand auf, die aneinander befestigt sind, auf der jeweils gegenüberliegenden Seite der Isolierlamelle angeordnet sind und in einem Spalt positioniert sind, der zwischen dem ersten Schutzelement und dem zweiten Schutzelement gebildet wird,
wobei die Kassette des Weiteren einen ersten seitlichen Flansch und einen zweiten seitlichen Flansch aufweist, die sich jeweils von einem ersten Ende der ersten seitlichen Wand und der zweiten seitlichen Wand rechtwinklig zu der besagten ersten und zweiten seitlichen Wand erstrecken,
wobei der erste seitliche Flansch zwischen dem ersten Schutzelement und dem dritten Schutzelement positioniert ist, und
wobei der zweite seitliche Flansch zwischen dem zweiten Schutzelement und dem dritten Schutzelement positioniert ist.
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform weisen die erste seitliche Wand und
die zweite seitliche Wand jeweils einen Schlitz auf, durch den jeweils die erste Fahne und die zweite Fahne hindurch verlaufen,
wobei die Kassette des Weiteren einen freien Raum zwischen der ersten seitlichen Wand und der zweiten seitlichen Wand aufweist, durch den das geflochtene Kabel hindurch verläuft.
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform weist die Schutzvorrichtung des Weiteren ein viertes Schutzelement auf, das eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode aufweist,
wobei die erste Elektrode des vierten Schutzelements elektrisch mit der ersten Elektrode des dritten Schutzelements verbunden ist.
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform ist das vierte Schutzelement ein vierter Varistor, der parallel zu dem dritten Varistor angeordnet ist.
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform sind die zweite Elektrode des dritten Schutzelements und die zweite Elektrode des vierten Schutzelements aus einem Stück gefertigt.
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform weisen die erste Elektrode des dritten Varistors und die erste Elektrode des vierten Varistors gebogene Abschnitte auf, die sich rechtwinklig zu den Ebenen des dritten und vierten Varistors erstrecken, zueinander hin vorstehen und in einer Überlappungszone miteinander verschweißt sind.
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform weist die Lichtbogen-Lösch-Einrichtung zwei elastische Elemente auf, von denen jedes durch eine Schraubenfeder gebildet wird, die auf Druck belastet ist und ein Ende, das gegen eine Anlagefläche der Kassette anliegt, und ein Ende aufweist, das gegen eine Anlagefläche der Isolierlamelle anliegt.
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform weist die Isolierlamelle Zentrierstifte auf, über die die Spiralfedern gefädelt sind. Auf diese Weise kann es ermöglicht werden, dass verhindert wird, dass sich die Spiralfedern abseits der Achse bewegen.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Im Verlauf der folgenden Beschreibung von besonderen Ausführungsformen der Erfindung, die anhand von nicht einschränkenden illustrativen Beispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen gegeben wird, wird die Erfindung besser verstanden werden und werden andere Ziele, Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung deutlicher sichtbar werden.

[1] ist eine schematische Darstellung einer elektrischen Schaltung eines Überspannungs-Schutz-Gerätes.
[2] 2 ist eine explodierte Ansicht eines Überspannungs-Schutz-Gerätes, das eine elektrische Schaltung aufweist, die mit der in der 1 dargestellten übereinstimmt.
[3] 3 ist eine teilweise perspektivische Ansicht des Überspannungs-Schutz-Gerätes aus der 2.
[4] 4 ist eine teilweise Seitenansicht des Überspannungs-Schutz-Gerätes aus der 2.
[5] ist eine perspektivische Ansicht der Elektroden und der wärmeempfindlichen Trenneinrichtung, die sich in einem verbundenen Zustand befindet und die drei der Varistoren des Überspannungs-Schutz-Geräts aus der 2 elektrisch miteinander verbindet.
[6] 6 ist eine perspektivische Ansicht der Lichtbogen-Lösch-Einrichtung der Überspannungs-Schutz-Gerätes aus der 2, wobei sich die Isolierlamelle des besagten Lichtbogen-Lösch-Gerätes in einer ausgefahrenen Position befindet.
[7] 7 ist eine teilweise perspektivische Ansicht der Lichtbogen-Lösch-Einrichtung aus der 6, wobei sich die Isolierlamelle der besagten Lichtbogen-Lösch-Einrichtung in einer eingefahrenen Position befindet.
[8] 8 ist eine teilweise Seitenansicht der Lichtbogen-Lösch-Einrichtung und der wärmeempfindlichen Trenneinrichtung, wobei sich die wärmeempfindliche Trenneinrichtung in dem verbundenen Zustand und sich die Isolierlamelle der besagten Lichtbogen-Lösch-Einrichtung in der eingefahrenen Position befindet.
[9] 9 ist eine teilweise Seitenansicht der Lichtbogen-Lösch-Einrichtung und der wärmeempfindlichen Trenneinrichtung, wobei sich die wärmeempfindliche Trenneinrichtung in dem getrennten Zustand befindet und sich die Isolierlamelle der besagten Lichtbogen-Lösch-Einrichtung in der ausgefahrenen Position befindet.
[10] 10 ist eine schematische Ansicht einer elektrischen Schaltung eines Überspannungs-Schutz-Gerätes in Übereinstimmung mit einer zweiten Ausführungsform.
[11] 11 ist eine teilweise perspektivische Ansicht eines Überspannungs-Schutz-Gerätes, das eine elektrische Schaltung aufweist, die mit der in der 10 dargestellten übereinstimmt.
[12] 12 ist eine schematische Ansicht einer elektrischen Schaltung eines Überspannungs-Schutz-Gerätes in Übereinstimmung mit einer dritten Ausführungsform.
[13] 13 ist eine teilweise perspektivische Ansicht eines Überspannungs-Schutz-Gerätes, das eine elektrische Schaltung aufweist, die mit der in der 12 dargestellten übereinstimmt.
[14] 14 ist eine schematische Ansicht einer elektrischen Schaltung eines Überspannungs-Schutz-Gerätes in Übereinstimmung mit einer vierten Ausführungsform.
[15] 15 ist eine teilweise perspektivische Ansicht eines Überspannungs-Schutz-Gerätes, das eine elektrische Schaltung aufweist, die mit der in der 14 dargestellten übereinstimmt.
[16] 16 ist eine schematische Ansicht einer elektrischen Schaltung eines Überspannungs-Schutz-Gerätes in Übereinstimmung mit einer fünften Ausführungsform.
[17] 17 ist eine teilweise perspektivische Ansicht eines Überspannungs-Schutz-Gerätes, das eine elektrische Schaltung aufweist, die mit der in der 16 dargestellten übereinstimmt.
[18] 18 ist eine schematische Ansicht einer elektrischen Schaltung eines Überspannungs-Schutz-Gerätes in Übereinstimmung mit einer sechsten Ausführungsform
[19] 19 ist eine teilweise perspektivische Ansicht eines Überspannungs-Schutz-Gerätes, das eine elektrische Schaltung aufweist, die mit der in der 18 dargestellten übereinstimmt.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
1 ist eine schematische Darstellung einer elektrischen Schaltung eines Überspannungs-Schutz-Gerätes 1. Das Schutz-Gerät 1 ist dazu bestimmt, um in einer elektrischen Installationsanlage parallel zu und stromaufwärts von dem oder den zu schützenden Betriebsmitteln installiert zu werden. In der 1 ist die elektrische Installationsanlage eine Gleichstrom-Anlage und weist aus diesem Grund eine positive Leitung +, eine negative Leitung - und eine Erdungsleitung T auf.
Das Überspannungs-Schutz-Gerät 1 weist drei Zweige auf, und zwar einen positiven Zweig 2, einen negativen Zweig 3 und einen Erdungszweig 4, von denen jeder dazu bestimmt ist, mit einer der zuvor erwähnten drei Leitungen verbunden zu werden. Die drei Zweige 2, 3, 4 sind an einem zentralen Anschlusspunkt miteinander verbunden, der mit einer wärmeempfindlichen Trenneinrichtung 5 ausgestattet ist. Eine elektrische Schaltung dieser Art weist aus diesem Grund eine sogenannte Y-Konfiguration auf. Der positive Zweig 2 und der negative Zweig 3 sind jeweils mit einem Schutzelement ausgestattet, und zwar in der dargestellten Ausführungsform mit einem Varistor 6, 7. Der Erdungszweig 4, der mit der Erdungsleitung verbunden ist, ist darüber hinaus mit wenigstens einem Schutzelement ausgestattet. In der Ausführungsform, die in der 1 dargestellt ist, weist der Erdungszweig 4 zwei Varistoren 8, 9 auf, die elektrisch parallel zueinander geschaltet sind.
Wenn ein Varistor 6, 7, 8, 9 mit einer Spannung, die unterhalb einer Aktivierungsspannung liegt, beaufschlagt wird, dann wirkt er wie ein hochohmiges Element, so dass kein Strom durch ihn hindurch fließt. Wird er im Gegenteil mit einer Spannung beaufschlagt, die über der Aktivierungsspannung liegt, dann wirken die Varistoren 6, 7, 8, 9 wie ein Element, das so gut wie keine Impedanz aufweist, um die Überspannung zu shunten. Ein Schutz-Gerät 1 dieser Art ermöglicht es aus diesem Grund, dass Überspannungen zwischen den positiven und negativen Leitungen sowie zwischen einer der positiven und negativen Leitungen und der Erdungsleitung eliminiert werden.
Die elektrische Schaltung und die Schutzelemente 6, 7, 8, 9 sind hier nur in beispielhafter Weise beschrieben, und es ist offensichtlich, dass sie in Abhängigkeit von der beabsichtigten Anwendung variieren können. Vor allem können in anderen Ausführungsformen eines oder mehrere der zuvor erwähnten Schutzelemente ein anderer Typ von Schutzelementen sein, der sich von Varistoren unterscheidet, zum Beispiel mit Gas gefüllte Funkenstrecken.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 2 bis 9 ein Schutz-Gerät 1 in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform beschrieben, die der elektrischen Schaltung entspricht, die in der 1 schematisch dargestellt ist.
Unter Bezugnahme auf die 2 ist zu erkennen, dass das Schutz-Gerät 1 ein Gehäuse 10 aufweist, das einen Sockel 11 und eine Kappe 12 umfasst, die zwischen sich einen Innenraum definieren, in dem die Komponenten des Schutz-Geräts 1 untergebracht sind. Das Gehäuse 10 ist zum Beispiel aus Kunststoff gefertigt. Der Sockel 11 ist so konfiguriert, dass er an einer Befestigungsschiene, die nicht dargestellt ist, befestigt werden kann.
In der dargestellten Ausführungsform weisen die Varistoren 6, 7, 8, 9 eine im Wesentlichen abgeflachte rechteckige, parallelepipedische Form auf. Jeder Varistor 6, 7, 8, 9 weist daher zwei große rechteckige Stirnflächen auf, die parallel zueinander sind. Die Varistoren 6, 7 des positiven Zweigs 2 und des negativen Zweigs 3 sind geometrisch parallel zueinander angeordnet. Wie in der 3 dargestellt, sind die Varistoren 6, 7 jeweils mit zwei Elektroden 13, 14, 15, 16 ausgestattet, die jeweils an der einen und der anderen der großen Stirnflächen der besagten Varistoren 6, 7 anliegen. Die Elektrode 13 des Varistors 6, d. h. diejenige, die sich auf der großen Stirnfläche gegenüber dem Varistor 7 befindet, ist elektrisch mit einer positiven Anschlussklemme 20 verbunden, d. h. mit einer Klemme, die dazu bestimmt ist, um mit der positiven Leitung + der elektrischen Installationsanlage elektrisch verbunden zu werden. In gleicher Weise ist die Elektrode 16 des Varistors 7, d. h. diejenige, die sich auf der großen Stirnfläche gegenüber dem Varistor 6 befindet, elektrisch mit einer negativen Anschlussklemme 21 verbunden, d. h. mit der Klemme, die dazu bestimmt ist, um mit der negativen Leitung - der elektrischen Installationsanlage elektrisch verbunden zu werden. Die Varistoren 6, 7 sind durch einen ersten Spalt getrennt mit Abstand zueinander angeordnet, in dem die wärmeempfindliche Trenneinrichtung 5 und eine Lichtbogen-Lösch-Einrichtung 22 untergebracht sind, die im Folgenden beschrieben werden.
Die beiden Varistoren 8, 9 des Erdungszweigs liegen parallel zueinander und aneinander an. Darüber hinaus befinden sich diese beiden Varistoren 8, 9 unterhalb von und rechtwinklig zu den Ebenen der Varistoren 6, 7 des positiven Zweigs 2 und des negativen Zweigs 3. Die beiden Varistoren 8, 9 sind durch einen zweiten Spalt getrennt mit Abstand zu den Varistoren 6, 7 angeordnet. Da die Varistoren 8, 9 aneinander positioniert sind, ist eine Elektrode 17, die vor allem in der 4 zu erkennen ist, in vorteilhafter Weise den beiden Varistoren 8, 9 gemein und zwischen diesen positioniert. Diese Elektrode 17 ist elektrisch mit einer Erdungsanschlussklemme 23 verbunden, d. h. mit einer Klemme, die dazu bestimmt ist, um mit der Erdungsleitung der elektrischen Installationsanlage elektrisch verbunden zu werden.
In der 4 ist insbesondere dargestellt, dass die Elektroden 18, 19, d. h. diejenigen, die die großen Stirnflächen der Varistoren 8, 9 bedecken, die einander gegenüberliegen, miteinander verbunden sind. Zu diesem Zweck weisen die besagten Elektroden 18, 19 gebogene Abschnitte 24, 25 auf. Die gebogenen Abschnitte erstrecken sich rechtwinklig zu den großen Stirnflächen der Varistoren 18, 19 und stehen zueinander vor. Einer der gebogenen Abschnitte 24, 25 überdeckt den anderen, und die gebogenen Abschnitte 24, 25 sind in der Überlappungszone miteinander verschweißt.
Unter erneuter Bezugnahme auf die 2 ist zu erkennen, dass in der dargestellten Ausführungsform die positive Anschlussklemme 20, die negative Anschlussklemme 21 und die Erdungsanschlussklemme 23 jeweils einen Metallrahmen 26 aufweisen, der dazu bestimmt ist, ein abisoliertes Ende eines Kabels der entsprechenden Leitung aufzunehmen. Die Anschlussklemmen 20, 21, 23 weisen jeweils eine Schraube 27 auf, die in einer Innengewinde-Bohrung 28 in dem entsprechenden Metallrahmen 26 montiert ist und die es ermöglicht, dass das abisolierte Ende des entsprechenden Kabels gegen den Metallrahmen 26 geklemmt werden kann, um eine elektrische Verbindung herzustellen.
Die wärmeempfindliche Trenneinrichtung 5, die den positiven Zweig 2, den negativen Zweig 3 und den Erdungszweig 4 verbindet, ist vor allem in den 3 und 5 zu erkennen. In diesen Figuren ist die wärmeempfindliche Trenneinrichtung 5 in dem verbundenen Zustand dargestellt. Die Elektroden 14, 15 der Varistoren 6, 7 weisen jeweils eine Fahne 29, 30 auf, die in Richtung des Spalts zwischen den besagten Varistoren 6, 7 vorsteht. Das freie Ende der Fahnen 29, 30 ist gebogen und parallel zu den Ebenen der Varistoren 6, 7 ausgerichtet. Zwischen den besagten Fahnen 29, 30 ist eine Lasche 31 eingesetzt, die mit den besagten Fahnen 29, 30 durch eine thermisch schmelzbare Verbindung verbunden ist. Die Lasche 31 ist fest und elektrisch mit dem Ende eines geflochtenen Kabels 32 verbunden, z. B. durch Crimpen. Das geflochtene Kabel 32 ist an seinem anderen Ende mit der Elektrode 19 des Varistors 8 verschweißt. Bei der thermisch schmelzbaren Verbindung handelt es sich um eine Verbindung, die so ausgelegt ist, dass sie zerstört wird, sobald sie einer Temperatur ausgesetzt wird, die größer oder gleich einer Temperaturschwelle ist. Diese thermisch schmelzbare Verbindung wird auf jede beliebige Weise hergestellt, zum Beispiel durch thermisch schmelzbares Lot. Das thermisch schmelzbare Lot weist z. B. eine Zinnlegierung auf.
Aus diesem Grund wird im Falle einer Überspannung zwischen der positiven und negativen Leitung oder zwischen einer positiven oder negativen Leitung und der Erdungsleitung einer der Varistoren 6, 7 erwärmt. Die Erwärmung der Varistoren 6, 7 führt zu einer Erhöhung der Temperatur der thermisch schmelzbaren Verbindung. Wenn die thermisch schmelzbare Verbindung auf eine Temperatur erwärmt wird, die über ihrem Schmelzpunkt liegt, dann schmilzt sie und fixiert die Lasche 31 nicht mehr an den Fahnen 29, 30. Die Lasche 31 löst sich dann aus der Verbindungsposition, in der sie eine elektrische Verbindung zwischen dem positiven Zweig 2, dem negativen Zweig 3 und dem Erdungszweig 4 herstellt, so dass die zuletzt genannten nicht mehr elektrisch miteinander verbunden sind. Die wärmeempfindliche Trenneinrichtung 5 befindet sich dann in dem getrennten Zustand.
Die Lichtbogen-Lösch-Einrichtung 22 weist eine Kassette 33 auf, in der eine Isolierlamelle 34 zwischen einer eingefahrenen Position, die in der 8 dargestellt ist, und einer ausgefahrenen Position, die in der 9 positioniert ist, bewegt werden kann. Wie aus der nachfolgenden Beschreibung ersichtlich werden wird, ist die Lichtbogen-Lösch-Einrichtung 22 vor allem dadurch von Vorteil, dass sie als vormontierte Unter-Baugruppe ausgeführt ist, wodurch es möglich gemacht wird, dass die Herstellung des Schutz-Gerätes 1 erleichtert wird.
Wie in den 3 und 6 dargestellt, weist die Kassette 33 beispielsweise zwei seitliche Wände 35, 36 auf, die aneinander befestigt sind und sich jeweils auf den gegenüberliegenden Seiten der Isolierlamelle 34 befinden. Die seitlichen Wände 35, 36 erstrecken sich parallel zu den Ebenen der Varistoren 6, 7 und sind in den Spalt eingesetzt, der zwischen den Varistoren 6, 7 gebildet ist. Die Kassette 33 weist darüber hinaus zwei seitliche Flansche 37, 38 auf, die sich jeweils ausgehend von einem unteren Ende der seitlichen Wände 35, 36 und rechtwinklig zu diesen erstrecken. Ein seitlicher Flansch 37 befindet sich also zwischen dem Varistor 6 und dem Varistor 8, während sich der andere seitliche Flansch 38 zwischen dem Varistor 7 und dem Varistor 8 befindet.
Die Kassette 33 ist so konfiguriert, dass sie an den Varistoren 6, 7 und 8 befestigt werden kann und somit die Funktion der Versteifung der Verbindungen zwischen den Varistoren 6, 7 und 8 zur Verfügung stellt. Zu diesem Zweck sind die seitlichen Wände 35, 36 und die seitlichen Flansche 37, 38 mit Gleitbahnen 39, 40, 41, 42, 43, 44 versehen, in denen die Elektroden 14, 15 und 19 untergebracht sind. Genauer gesagt, wie beispielsweise in 3 dargestellt, weisen die Elektroden 14 und 15 der Varistoren 6 und 7 vorstehende Abschnitte 45, 46, 47, 48 auf, die über den Körper der besagten Varistoren 6, 7 hinaus und entlang zweier gegenüberliegender Kanten der besagten Varistoren 6, 7 vorstehen und die in den Gleitbahnen 39, 40, 41, 42 untergebracht sind, die in den seitlichen Wänden 35, 36 ausgebildet sind. In gleicher Weise weist die Elektrode 19 des Varistors 8 vorspringende Abschnitte 49, 50 auf, die über den Körper des Varistors 8 hinaus und entlang zweier gegenüberliegender Kanten des besagten Varistors 8 vorstehen und die jeweils in den Gleitbahnen 43, 44 untergebracht sind, die in den beiden seitlichen Flanschen 37, 38 ausgebildet sind.
Die Gleitbahnen 39, 40, 41, 42, 43, 44 erstrecken sich parallel zueinander und in Richtungen, die sowohl zu den Ebenen der Varistoren 6, 7 als auch zu den Ebenen der Varistoren 8, 9 parallel sind, was es ermöglicht, dass die Kassette 33 der Lichtbogen-Lösch-Einrichtung 22 an den Varistoren 6, 7, 8 befestigt werden kann, nachdem die zuletzt genannten aneinander befestigt worden sind.
Darüber hinaus kann die Isolierlamelle 34 im Inneren der Kassette 33 zwischen ihrer eingefahrenen und ihrer ausgefahrenen Position durch Translation bewegt werden. Zu diesem Zweck weist die Isolierlamelle 34, wie in 5 dargestellt, gebogene Flansche 51, 52 auf, die in Gleitbahnen 52, 53 gleiten, die im Inneren der Kassette 33 auf der inneren Stirnfläche einer der seitlichen Wände 36 ausgebildet sind. Die Isolierlamelle 34 gleitet in einer Richtung, die parallel zu den Richtungen der Gleitbahnen 39, 40, 41, 42, 43, 44 ist, in denen die Elektroden 14, 15, 19 untergebracht sind. Auf diese Weise wird es ermöglicht, dass die Isolierlamelle 34 dann, wenn die Lichtbogen-Lösch-Einrichtung 22 mit den Varistoren 6, 7, 8 zusammengebaut wird, in ihre eingefahrene Position bewegt werden kann.
Darüber hinaus weist die Lichtbogen-Lösch-Einrichtung 22 wenigstens ein elastisches Rückstellglied auf, das ebenfalls im Inneren der Kassette 33 untergebracht ist und dazu ausgelegt ist, die besagte Isolierlamelle 34 in die Richtung der ausgefahrenen Position zu drängen. In der dargestellten Ausführungsform weist die Lichtbogen-Lösch-Einrichtung 22 zwei Schraubenfedern 54, 55 auf, die auf Druck belastet sind und die jeweils ein Ende, das gegen eine Anlagefläche der Kassette 33 anliegt, und ein Ende aufweisen, das gegen eine Anlagefläche der Isolierlamelle 34 anliegt. Wie in den 7 bis 9 dargestellt, weist die Isolierlamelle 34 in vorteilhafter Weise Zentrierstifte 56, 57 auf, über die die Schraubenfedern 54, 55 gefädelt sind und die verhindern, dass sich die zuletzt genannten abseits der Achse bewegen. Die Zentrierstifte 56, 57 sind hier in Nuten ausgeformt, die in der Isolierlamelle 34 ausgebildet sind.
Die Lichtbogen-Lösch-Einrichtung 22 weist darüber hinaus einen Anschlag 58 auf, der vor allem in der 9 zu erkennen ist und gegen den die Isolierlamelle 34 in der ausgefahrenen Position zur Anlage kommt. Ein Anschlag 58 dieser Art ist in vorteilhafter Weise vor allem dazu geeignet, dass er es ermöglicht, dass verhindert werden kann, dass die Isolierlamelle 34 aus der Kassette 33 entweichen kann, bevor die Lichtbogen-Lösch-Einrichtung 22 mit den anderen Komponenten des Schutz-Gerätes 1 zusammengebaut wird. Der zuvor erwähnte Anschlag 58 ist in vorteilhafter Weise durch einen Zwei-Zustands-Schalter 59 gebildet. Der Schalter 59 weist eine bewegliche Klinge 60 auf, die so konfiguriert ist, dass sie dann bewegt wird, wenn die Isolierlamelle 34 von ihrer eingefahrenen Position in ihre ausgefahrene Position wechselt, und dass sie den Zustand des Schalters 59 verändert. Der Schalter 59 ist dazu bestimmt, um elektrisch mit einer Fernanzeigeeinrichtung verbunden zu werden, die dazu ausgelegt ist, um zum Beispiel einer Fernüberwachungsstation anzuzeigen, dass sich die wärmeempfindliche Trenneinrichtung 5 in dem getrennten Zustand befindet und dass das Schutz-Gerät 1 daher ausgetauscht werden muss.
Wie vor allem in den 3, 8 und 9 dargestellt, weisen die seitlichen Wände 35, 36 jeweils einen Schlitz 60, 61 auf, durch den die Fahne 29, 30 einer der Elektroden 14, 15 hindurch verläuft, während in dem unteren Teil zwischen den beiden seitlichen Wänden 35, 36 ein freier Raum 62 ausgebildet ist, durch den das geflochtene Kabel 32 hindurch verläuft. Die oben erwähnten Schlitze 60, 61 und der oben erwähnte Freiraum 62 ermöglichen es auf diese Weise, dass die wärmeempfindliche Trenneinrichtung 5 und vor allem die Lasche 31 dann gegen die Isolierlamelle 34 zur Anlage kommt und sie in die Richtung ihrer eingefahrenen Position schiebt, wenn die Lichtbogen-Lösch-Einrichtung 22 mit den Varistoren 6, 7, 8, 9 zusammengebaut wird.
Wenn sich das Schutz-Gerät 1 in dem montierten Zustand befindet und sich die wärmeempfindliche Trenneinrichtung in dem verbundenen Zustand befindet, dann befindet sich die Isolierlamelle 34 der Lichtbogen-Lösch-Einrichtung 22 in Kontakt gegen die Lasche 31 und wird von der zuletzt genannten in der zurückgezogenen Position gehalten. Im Falle einer Erwärmung eines der Varistoren 6, 7, die zum Schmelzen des wärmeempfindlichen Elements führt, löst sich die Lasche 31 aus ihrer Verbindungsposition, in der sie eine Verbindung zwischen den Fahnen 29, 30 der Varistoren 6, 7 herstellt, was dazu führt, dass die wärmeempfindliche Trenneinrichtung 5 in den getrennten Zustand wechselt. Die Isolierlamelle 34 kann sich dann frei in die Richtung zu ihrer ausgefahrenen Position hin bewegen, da dies durch die Rückstellkraft bewirkt wird, die von den Schraubenfedern 54, 55 ausgeübt wird. Wenn sich die Isolierlamelle 34 in die Richtung zu ihrer ausgefahrenen Position hin bewegt, wird sie dann zwischen die Fahnen 29, 30 eingeführt und verhindert auf diese Weise elektrische Lichtbögen zwischen den zuletzt genannten.
Im Folgenden werden die wichtigsten Schritte des Verfahrens für den Zusammenbau des oben beschriebenen Schutz-Gerätes 1 im Detail beschrieben.
In einem ersten Schritt werden zwei Unter-Baugruppen hergestellt. Zum einen werden die Varistoren 6, 7, 8, 9 elektrisch miteinander verbunden, zum anderen wird die Lichtbogen-Lösch-Einrichtung 22 dadurch zusammengebaut, dass die Isolierlamelle 34 und die Schraubenfedern 54, 55 im Inneren der Kassette 33 montiert werden.
Dabei werden während der Herstellung der Unter-Baugruppe, die die Varistoren 6, 7, 8 und 9 und die wärmeempfindliche Trennvorrichtung 5 aufweist, insbesondere die Fahnen 29, 30 der Varistoren 6, 7 mit der Lasche 31 durch eine thermisch schmelzbare Verbindung verbunden, zum Beispiel mit Hilfe von thermisch schmelzbarem Lot.
In einem zweiten Schritt wird die Lichtbogen-Lösch-Einrichtung 22 mit den Varistoren zusammengebaut. Zu diesem Zweck wird die Lichtbogen-Lösch-Einrichtung 22 in Bezug auf die Varistoren 6, 7, 8, 9 in der Weise positioniert, dass die seitlichen Wände 35, 36 der Kassette 33 auf den Spalt zwischen den Varistoren 6, 7 ausgerichtet sind und dass jeder der seitlichen Flansche 37, 38 auf den Spalt zwischen einem der Varistoren 6, 7 und dem Varistor 8 ausgerichtet ist. Dann wird die Lichtbogen-Lösch-Einrichtung 22 in Bezug auf die Varistoren 6, 7, 8, 9 dadurch bewegt, dass sie in einer Richtung parallel zu den Ebenen der Varistoren 6, 7 und zu den Ebenen der Varistoren 8, 9 gleitet, bis eine endgültige Montageposition erreicht ist. Die vorstehenden Abschnitte 45, 46, 47, 48, 49, 50 gleiten dann in den Gleitbahnen 39, 40, 41, 42, 43, 44. Während dieser Gleitbewegung kommt die wärmeempfindliche Trenneinrichtung 5 und vor allem die Lasche 31 gegen die Isolierlamelle 34 zur Anlage und drückt diese in Richtung ihrer eingefahrenen Position, wodurch die Schraubenfedern 54, 55 mit elastischer potentieller Energie beschickt werden. Wenn die Lichtbogen-Lösch-Einrichtung 22 ihre endgültige Montageposition erreicht hat, dann befindet sich die Isolierlamelle 34 also in ihrer eingefahrenen Position und haben die Schraubenfedern 54, 55 potentielle Energie gespeichert, die die Rückkehr der Isolierlamelle 34 in ihre ausgefahrene Position ermöglicht, in der sie sich zwischen den Fahnen der Varistoren 29, 30 befindet, sobald die wärmeempfindliche Trenneinrichtung 5 in den getrennten Zustand geht.
Die Lichtbogen-Lösch-Einrichtung 22 und die Varistoren 6, 7, 8, 9, die auf diese Weise zusammengebaut worden sind, können dann im Innern des Gehäuses 10 montiert werden.
In den 10 und 11 ist ein Überspannungs-Schutz-Gerät in Übereinstimmung mit einer zweiten Ausführungsform dargestellt. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von derjenigen, die oben unter Bezugnahme auf die 1 bis 9 beschrieben worden ist, dadurch, dass der positive Zweig 2 und der negative Zweig 3 jeweils mit zwei Schutzelementen ausgestattet sind, die in Reihe geschaltet sind, nämlich einem Varistor 6, 7 und einer mit Gas gefüllten Funkenstrecke 63, 64. Eine Ausführungsform dieser Art ist insofern von Vorteil, als sie es ermöglicht, dass Leckströme zwischen der positiven oder negativen Leitung und der Erde sowie zwischen der positiven Leitung und der negativen Leitung verhindert werden können.
In den 12 und 13 ist ein Überspannungs-Schutz-Gerät in Übereinstimmung mit einer dritten Ausführungsform dargestellt. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von derjenigen, die oben unter Bezugnahme auf die 1 bis 9 beschrieben worden ist, dadurch, dass der Erdungszweig 4 an Stelle der beiden Varistoren 8, 9, die elektrisch parallel zueinander geschaltet sind, eine mit Gas gefüllte Funkenstrecke 65 aufweist. Auf diese Weise wird es ermöglicht, dass die Gesamtgröße des Schutz-Gerätes reduziert und Leckströme zwischen der positiven oder negativen Leitung und der Erde verhindert werden können.
In den 14 und 15 ist ein Überspannungs-Schutz-Gerät in Übereinstimmung mit einer vierten Ausführungsform dargestellt. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von derjenigen, die oben unter Bezugnahme auf die 1 bis 9 beschrieben worden ist, dadurch, dass zum einen der positive Zweig 2 und der negative Zweig 3 jeweils mit zwei Varistoren 6, 7, 66, 67, die in Reihe geschaltet sind, ausgestattet sind, und dass zum anderen der Erdungszweig 4 an Stelle der beiden Varistoren 8, 9, die elektrisch parallel miteinander geschaltet sind, eine mit Gas gefüllte Funkenstrecke 65 aufweist. Die beiden Varistoren 6, 7, 66, 67, die sowohl in dem positiven Zweig 2 als auch in dem negativen Zweig 3 in Reihe geschaltet sind, ermöglichen es, dass der maximale Entladungsstrom, der abgeleitet werden kann, erhöht werden kann, während es die mit Gas gefüllte Funkenstrecke 65 an Stelle der beiden Varistoren 8, 9, die parallel geschaltet sind, ermöglicht, dass die Gesamtgröße verringert werden kann und dass Leckströme zwischen der positiven oder negativen Leitung und der Erde verhindert werden können.
In den 16 und 17 ist ein Überspannungs-Schutz-Gerät in Übereinstimmung mit einer fünften Ausführungsform dargestellt. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von derjenigen, die oben unter Bezugnahme auf die 1 bis 9 beschrieben worden ist, dadurch, dass zum einen der positive Zweig 2 und der negative Zweig 3 jeweils mit einem Varistor 6, 7 und einer mit Gas gefüllten Funkenstrecke 63, 64, die miteinander in Reihe geschaltet sind, ausgestattet sind, und dass zum anderen der Erdungszweig 4 an Stelle der beiden Varistoren 8, 9, die elektrisch parallel miteinander geschaltet sind, eine mit Gas gefüllte Funkenstrecke 65 aufweist. Die Varistoren 6, 7 und die mit Gas gefüllten Funkenstrecken 63, 64, die sowohl in dem positiven Zweig 2 als auch in dem negativen Zweig 3 in Reihe geschaltet sind, ermöglichen es, dass Leckströme zwischen der positiven oder negativen Leitung und der Erdungsleitung sowie zwischen der positiven Leitung und der negativen Leitung vermieden werden können, während es die mit Gas gefüllte Funkenstrecke 65 anstelle der beiden Varistoren 8, 9, die parallel geschaltet sind, ermöglicht, dass die Gesamtgröße verringert werden kann.
Die 18 und 19 stellen ein Überspannungs-Schutz-Gerät in Übereinstimmung mit einer sechsten Ausführungsform dar. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von derjenigen, die oben unter Bezugnahme auf die 1 bis 9 beschrieben worden ist, dadurch, dass zum einen der positive Zweig 2 und der negative Zweig 3 jeweils mit zwei Varistoren 6, 7, 66, 67 und einer mit Gas gefüllten Funkenstrecke 63, 64, die in Serie geschaltet sind, ausgestattet sind, und dass zum anderen der Erdungszweig 4 an Stelle der beiden Varistoren 8, 9, die elektrisch parallel miteinander geschaltet sind, eine mit Gas gefüllte Funkenstrecke 65 aufweist. Die beiden Varistoren 6, 7, 66, 67, die in Reihe geschaltet sind, ermöglichen es, dass der maximale Entladungsstrom, der abgeleitet werden kann, erhöht werden kann, wobei es die mit Gas gefüllten Funkenstrecken 63, 64 in dem positiven Zweig 2 und dem negativen Zweig 3 ermöglichen, dass Leckströme zwischen der positiven oder negativen Leitung und der Erdungsleitung sowie zwischen der positiven Leitung und der negativen Leitung verhindert werden können, während es die mit Gas gefüllte Funkenstrecke 65 anstelle der beiden Varistoren 8, 9, die parallel geschaltet sind, ermöglicht, dass die Gesamtgröße verringert werden kann.
Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen beschrieben worden ist, ist es offensichtlich, dass sie in keiner Weise auf diese beschränkt ist und dass sie alle technischen Äquivalente der Mittel, die beschrieben worden sind, sowie deren Kombinationen umfasst, falls sie in den Umfang der Erfindung fallen.
Die Verwendung des Verbs „aufweisen“, „umfassen“ oder „einschließen“ und seiner konjugierten Formen schließt nicht aus, dass es andere Elemente oder andere Schritte gibt als diejenigen, die in einem Anspruch angegeben sind.
In den Ansprüchen sollte jedes Bezugszeichen zwischen Klammern nicht als Einschränkung des Anspruchs interpretiert werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 3244504 [0005]

Claims

Verfahren für die Herstellung eines Überspannungs-Schutz-Gerätes (1), das die folgenden Schritte aufweist: - Bereitstellen von wenigstens einem ersten Schutzelement (6) und einem zweiten Schutzelement (7), die jeweils eine erste Elektrode (14, 15) und eine zweite Elektrode (13, 16) aufweisen; - elektrisches Verbinden der ersten Elektrode (14) des ersten Schutzelements (6) mit der ersten Elektrode (15) des zweiten Schutzelements (7) mit Hilfe einer wärmeempfindlichen Trenneinrichtung (5), wobei die wärmeempfindliche Trenneinrichtung (5) in der Lage ist, dann, wenn die besagte wärmeempfindliche Trenneinrichtung (5) einer Temperatur, die über einem Schwellenwert liegt, ausgesetzt wird, von einem verbundenen Zustand in einen getrennten Zustand zu wechseln, in dem die erste Elektrode (14) des ersten Schutzelements (6) und die erste Elektrode (15) des zweiten Schutzelements (7) voneinander getrennt sind; wobei das besagte Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass es außerdem die folgenden Schritte umfasst: - Bereitstellen einer vormontierten Lichtbogen-Lösch-Einrichtung (22), die eine Kassette (33), eine Isolierlamelle (34), die im Inneren der Kassette (33) zwischen einer eingefahrenen Position und einer ausgefahrenen Position bewegt werden kann, und wenigstens ein elastisches Rückstellelement (54, 55) aufweist, das dazu ausgelegt ist, um die besagte Isolierlamelle (34) in Bezug auf die Kassette (33) in die Richtung der ausgefahrenen Position zu drängen, wobei die Kassette (33) Gleitbahnen (39, 40, 41, 42) aufweist, - Bewegen der Lichtbogen-Lösch-Einrichtung (22) in Bezug auf das erste und zweite Schutzelement (6, 7) und auf die wärmeempfindliche Trenneinrichtung (5), bis eine endgültige Montageposition erreicht ist, in der die wärmeempfindliche Trenneinrichtung (5) gegen die Isolierlamelle (34) anliegt und die besagte Isolierlamelle (34) in die Richtung der eingefahrenen Position schiebt, wobei die besagte Isolierlamelle (34) dann, wenn sich die Lichtbogen-Lösch-Einrichtung in ihrer besagten endgültigen Montageposition befindet, dazu ausgelegt ist, dass sie in Bezug auf die Kassette (33) dann in die Richtung zu der ausgefahrenen Position hin bewegt werden kann und sie zwischen die ersten Elektroden (14, 15) des ersten und zweiten Schutzelements (6, 7) eingeführt werden kann, wenn die wärmeempfindliche Trenneinrichtung (5) in den getrennten Zustand geht, wobei während der besagten Bewegung der Lichtbogen-Lösch-Einrichtung (22) in Bezug auf das erste und zweite Schutzelement (6, 7) und auf die wärmeempfindliche Trenneinrichtung (5) vorstehende Abschnitte (45, 46, 47, 48) der ersten Elektrode (14) des ersten Schutzelements (6) und der ersten Elektrode (15) des zweiten Schutzelements (7) in den Gleitbahnen (39, 40, 41, 42) der Kassette (33) gleiten; - Montage des ersten Schutzelements (6), des zweiten Schutzelements (7) und der Lichtbogen-Lösch-Einrichtung (22), die sich in der endgültigen Montageposition befinden, in einem Gehäuse (10).
Herstellungsverfahren gemäß dem Anspruch 1, bei dem die Isolierlamelle (34) im Inneren der Kassette (33) zwischen der eingefahrenen und der ausgefahrenen Position in einer Richtung gleitet, die parallel zu den Gleitbahnen (39, 40, 41, 42) verläuft.
Überspannungs-Schutz-Gerät (1), das durch das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2 erhalten werden kann und Folgendes aufweist: - ein Gehäuse (10); - wenigstens ein erstes Schutzelement (6) und ein zweites Schutzelement (7), die in dem Gehäuse (10) untergebracht sind und die jeweils eine erste Elektrode (14, 15) und eine zweite Elektrode (13, 16) aufweisen, wobei die erste Elektrode (14) des ersten Schutzelements (6) und die erste Elektrode (15) des zweiten Schutzelements (7) mit Hilfe einer wärmeempfindlichen Trenneinrichtung (5) miteinander verbunden sind, wobei die wärmeempfindliche Trenneinrichtung (5) dazu ausgelegt ist, um dann, wenn die besagte wärmeempfindliche Trenneinrichtung (5) einer Temperatur, die über einem Schwellenwert liegt, ausgesetzt wird, von einem verbundenen Zustand in einen getrennten Zustand zu gehen, in dem die erste Elektrode (14) des ersten Schutzelements (6) und die erste Elektrode (15) des zweiten Schutzelements (7) voneinander getrennt sind; dadurch gekennzeichnet, dass es Folgendes aufweist: - eine vormontierte Lichtbogen-Lösch-Einrichtung (22), die in dem Gehäuse (10) untergebracht ist und die eine Kassette (33), eine Isolierlamelle (34), die im Inneren der Kassette (33) zwischen einer eingefahrenen Position und einer ausgefahrenen Position bewegt werden kann, und wenigstens ein elastisches Rückstellelement (54, 55) aufweist, das dazu ausgelegt ist, um die besagte Isolierlamelle (34) in Bezug auf die Kassette (33) in die Richtung der ausgefahrenen Position zu drängen, wobei die besagte Lichtbogen-Lösch-Einrichtung in Bezug auf das erste und zweite Schutzelement (6, 7) und auf die wärmeempfindliche Trenneinrichtung (5) auf eine solche Weise positioniert ist, dass die Isolierlamelle gegen die wärmeempfindliche Trenneinrichtung (5) anliegt und von der zuletzt genannten in der eingefahrenen Position gehalten wird; wobei die besagte Isolierlamelle so konfiguriert ist, dass sie in Bezug auf die Kassette (33) in die Richtung zu der ausgefahrenen Position hin bewegt werden kann und sie zwischen die ersten Elektroden (14, 15) des ersten und zweiten Schutzelements (6, 7) eingeführt werden kann, wenn die wärmeempfindliche Trenneinrichtung (5) in den getrennten Zustand geht; wobei die Kassette (33) Gleitbahnen (39, 40, 41, 42) aufweist, in denen vorstehende Abschnitte (45, 46, 47, 48) der ersten Elektrode (14) des ersten Schutzelements (6) und der ersten Elektrode (15) des zweiten Schutzelements (7) untergebracht sind.
Schutz-Gerät (1) gemäß dem Anspruch 3, bei dem die Lichtbogen-Lösch-Einrichtung (22) einen Anschlag (58) aufweist, der dazu bestimmt ist, um die Bewegung der Isolierlamelle (34) in der ausgefahrenen Position zu stoppen.
Schutz-Gerät (1) gemäß dem Anspruch 4, bei dem der Anschlag (58) durch einen Schalter (59) gebildet ist, der dazu bestimmt ist, um elektrisch mit einer Fernanzeigeeinrichtung verbunden zu werden.
Schutz-Gerät (1) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5, das des Weiteren ein drittes Schutzelement (8) aufweist, das eine erste Elektrode (19) und eine zweite Elektrode (17) aufweist, wobei die erste Elektrode (19) des dritten Schutzelements (8) mit der ersten Elektrode (14) des ersten Schutzelements (6) und mit der ersten Elektrode (15) des zweiten Schutzelements (7) durch die wärmeempfindliche Trenneinrichtung (5) verbunden ist.
Schutz-Gerät (1) gemäß dem Anspruch 6, - bei dem das erste Schutzelement und das zweite Schutzelement ein erster Varistor (6) bzw. ein zweiter Varistor (7) sind, die sich parallel zueinander erstrecken, und - bei dem das dritte Schutzelement ausgewählt ist aus einem dritten Varistor (8), der sich senkrecht zu dem ersten und zweiten Varistor (6, 7) erstreckt, und aus einer mit Gas gefüllten Funkenstrecke (65).
Schutz-Gerät (1) gemäß dem Anspruch 6 oder 7, bei dem die wärmeempfindliche Trenneinrichtung (5) Folgendes aufweist: - eine Lasche (31), die in dem verbundenen Zustand zwischen einer ersten Fahne (29), die Teil der ersten Elektrode (14) des ersten Schutzelements (6) ist, und einer zweiten Fahne (30), die Teil der ersten Elektrode (15) des zweiten Schutzelements (16) ist, positioniert ist, wobei die besagte Lasche (31) mit der ersten Fahne (29) und mit der zweiten Fahne (30) durch eine thermisch schmelzbare Verbindung verbunden ist, und - ein geflochtenes Kabel (32), das ein erstes Ende, das mit der Lasche (31) verbunden ist, und ein zweites Ende aufweist, das elektrisch mit der ersten Elektrode (19) des dritten Schutzelements (8) verbunden ist.
Schutz-Gerät (1) gemäß dem Anspruch 8, - bei dem die Kassette (33) eine erste seitliche Wand (35) und eine zweite seitliche Wand (36) aufweist, die aneinander befestigt sind, und zwar jeweils auf einander gegenüberliegenden Seiten der Isolierlamelle (34) und die in einem Spalt positioniert sind, der zwischen dem ersten Schutzelement (6) und dem zweiten Schutzelement (7) gebildet ist; - bei dem die Kassette (33) des Weiteren einen ersten seitlichen Flansch (37) und einen zweiten seitlichen Flansch (38) aufweist, die sich jeweils ausgehend von einem Ende der ersten seitlichen Wand (35) und der zweiten seitlichen Wand (36) rechtwinklig zu der besagten ersten und zweiten seitlichen Wand (35, 36) erstrecken; - bei dem der erste seitliche Flansch (37) zwischen dem ersten Schutzelement (6) und dem dritten Schutzelement (8) positioniert ist; und - bei dem der zweite seitliche Flansch (38) zwischen dem zweiten Schutzelement (7) und dem dritten Schutzelement (8) positioniert ist.
Schutz-Gerät (1) gemäß dem Anspruch 9, - bei dem die erste seitliche Wand (35) und die zweite seitliche Wand (36) jeweils einen Schlitz (60, 61) aufweisen, durch den jeweils die erste Fahne (29) und die zweite Fahne (30) hindurch verlaufen, - bei dem die Kassette des Weiteren einen freien Raum (62) zwischen der ersten seitlichen Wand (35) und der zweiten seitlichen Wand (36) aufweist, durch den das geflochtene Kabel (32) hindurch verläuft.
Schutz-Gerät (1) gemäß einem der Ansprüche 6 bis 10, das des Weiteren ein viertes Schutzelement (9) aufweist, das eine erste Elektrode (18) und eine zweite Elektrode (17) aufweist; wobei die erste Elektrode (18) des vierten Schutzelements (9) elektrisch mit der ersten Elektrode des dritten Schutzelements verbunden ist.