EP3676859B1 - Überspannungsschutzgerät mit mehreren überspannungsableitern und diesen jeweils zugeordneter, insbesondere thermischer, abtrennvorrichtung - Google Patents

Überspannungsschutzgerät mit mehreren überspannungsableitern und diesen jeweils zugeordneter, insbesondere thermischer, abtrennvorrichtung Download PDF

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EP3676859B1
EP3676859B1 EP19789656.6A EP19789656A EP3676859B1 EP 3676859 B1 EP3676859 B1 EP 3676859B1 EP 19789656 A EP19789656 A EP 19789656A EP 3676859 B1 EP3676859 B1 EP 3676859B1
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EP
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wedge
protection device
surge
surge protection
lever
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Stefan Hierl
Michael Waffler
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Dehn and Soehne GmbH and Co KG
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Publication date
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Definitions

  • the invention is based on an overvoltage protection device with a plurality of overvoltage arresters and, in particular, thermal, disconnection device associated with them, along with an error and status display, which is designed as a movable, spring-force-pretensioned displacement element and has a display surface and an actuation surface for a telecommunication device, the triggering of the error and the status is indicated indirectly via a blocking element, the physical status of which can be changed according to the preamble of claim 1.
  • An overvoltage protection device comprising at least one overvoltage arrester and a thermally triggered switching device connected in series with the overvoltage arrester, is previously known.
  • the thermal triggering means is arranged in the area where the surge arrester is expected to heat up when it is overloaded.
  • the thermal triggering means is designed as a stop part through which the operating or surge current does not flow and which releases the switching device in the event of a thermal overload.
  • stop part is thermally and mechanically coupled to a surface side of the surge arrester and blocks the movement path of a mechanically preloaded unlocking slide.
  • a contact plate is used in the unlocking slide, which establishes an electrical connection between elements of a switching device, with the contact plate being subject to a sliding movement upon unlocking, with the result that a series connection of the switching device is interrupted.
  • a section of the unlocking slide is designed to be insulating in order to immerse itself in the separating area of the switching device and to ensure a secure separation there.
  • the DE 20 2013 012 174 U1 a rocker with rigid or elastic properties, for example designed as a plastic molded part.
  • the rocker is mounted with a first rocker end at a fixed point. This fixed point can be realized by elements of the housing of the overvoltage protection device. A second end of the rocker engages a movable stop.
  • the decisive factor here is that the rocker is able to act as an energy store without parts of the rocker breaking off or breaking away.
  • the previously known unlocking slide has a status display area. This points, for example, to the top of the housing of the plug-in part and there releases a display area, for example green or red, for the status "OK" or "Defect".
  • the display area is located in the area of a housing window.
  • Plug-in connections extend through the housing base in order to establish an electrical connection to a base part, spring-preloaded brackets being formed which are each electrically and mechanically connected to the respective varistor with a low-melting solder.
  • the spring-preloaded brackets are formed by a single stamped and bent part which, starting from a common connecting leg, has finger-like extensions corresponding to the number of separation points and wherein at least one plug connection is formed on the connecting leg.
  • the pivotably mounted lever provided for the error display has a lever arm which engages in a space below the finger-like extensions in order to be carried along, that is to say actuated, by the respectively moving extension during the separation process.
  • the pivotably mounted lever is held in a desired position by a spring element, the spring preloading force of the thermal separation points in question being greater than the holding force of the spring element of the lever.
  • This holding force only serves to hold the display surface in its starting position as long as it is in an error-free state.
  • the pivotable lever further comprises a pin which engages in a recess in the housing bottom in order to activate a micro-button located in the base part for remote reporting in the event of a fault or disconnection.
  • an overvoltage protection device with an overvoltage protection unit and with at least one contact tab and a mechanical disconnection device that can be activated in the event of a thermal overload comprising a connection element.
  • the connection element can be moved from a closed position to a current-interrupting or potential-separating position by means of a slide which is prestressed by spring force.
  • the connection element consists of a pair of current-dividing metallic brackets, the ends of which run parallel to the contact lug of the overvoltage protection unit and which receive the respective contact lug of the overvoltage protection unit in their center.
  • a blocking element is used there, on which a first force acts and which changes its physical state and / or its external shape when a limit temperature is exceeded.
  • a slide is blocked in its first state by the blocking element, a second force acting on the slide in order to transfer it to a second state when the blocking element has changed its physical state and / or its external shape.
  • the separating device is designed as a movable, spring-loaded sliding element and has a display area and an actuation area for a telecommunication device.
  • the error and status display is triggered indirectly via a blocking element, the physical status of which can be changed.
  • a blocking element which is arranged to block the movement path of a mechanically pre-tensioned wedge slide with a wedge slope.
  • surge protection device with several surge arresters. This can be a large number of varistors, spark gaps and / or gas discharge tubes and any combination thereof.
  • a disconnection device is assigned to each of the corresponding surge arresters in order to disconnect the arresters from the network in the event of a fault, that is, in the event of an overload.
  • the separation device is implemented in particular as a thermal separation device.
  • a thermal disconnection device can be designed as a switching element which has contacts which are fixed by a low-melting solder and kept in electrical connection.
  • the melting temperature When the melting temperature is reached or exceeded, the physical state of the solder changes, so that the corresponding switching device opens.
  • at least one of the contact elements of the switching device can be under mechanical prestress.
  • the overvoltage device also includes an error and status display.
  • This error and status display is designed as a movable, spring-loaded displacement element.
  • the displacement element has a display area.
  • the display surface can be related to a viewing window of the housing of the surge device, so that when the position of the display surface changes, a color change and thus an optical visualization of the respective state is possible.
  • the spring force-pretensioned displacement element can have an actuation surface for a telecommunication device, for example a telecommunication switching device in the sense of a micro switch.
  • the error and status display is triggered indirectly via a blocking element, the physical status of which can be changed.
  • This blocking element can be a wax-like structure, a solder, a thermoplastic synthetic material or a similar material.
  • Such a blocking element is also present for each of the surge arresters.
  • the locking element is arranged in such a way that it blocks the movement path of a mechanically preloaded wedge slide with a wedge slope.
  • This blocking state remains until a change in the physical properties of the blocking element occurs, for example the blocking element melts.
  • the rocker arm arrangement has first lever arms corresponding to the number of wedge sliders and at least one second lever arm for locking or releasing the sliding element.
  • the ends of the first lever arms remote from the axis of rotation of the rocker arm arrangement each have a surface for scanning the respective wedge slope of the wedge slider, in such a way that when the movement path is released by changing the physical state of the respective locking element, at least one of the wedge sliders with its wedge slope the movable one first lever arm lifts.
  • there is a pivoting movement of the second lever arm which in this regard releases the displacement element, so that the changed state can be visualized or reported in a telecommunication-capable manner.
  • the movement paths of the wedge sliders run either in the same direction or partially in opposite directions, with the first lever arms being angled in the form of a scanning finger for scanning the respective wedge slope, regardless of the direction of the respective movement path.
  • the end of the scanning finger pointing towards the bevel has a preferably convex curvature.
  • the wedge slides are each slidably mounted in a groove-like recess, the displacement path being blockable by means of the aforementioned blocking element and being able to be released when the physical state of the blocking element changes.
  • the respective blocking element is arranged in a section of the groove-like recess and is in thermal contact with the respective surge arrester.
  • the displacement element has a recess in which a latching hook engages, which in turn is formed at the second end of the lever arm and, if necessary, is made in one piece with the lever arm.
  • the rocker arm arrangement has a central axle body from which the lever arms extend essentially perpendicular to the axis.
  • the central axle body and the lever arms can be designed as a one-piece part.
  • the central axle body is either designed in such a way that it itself has axle stubs at its ends which engage in a corresponding recess in a device housing.
  • the axle body can have a blind hole on both sides or a through hole and receive an axle pin or an axle bolt.
  • the wedge slides can be designed as monolithic blocks.
  • the wedge slide with its relevant wedge slope as part of an assembly of the respective surge arrester.
  • the quasi group display illustrated in the exemplary embodiment for analyzing the state of, for example, three surge arresters of one Overvoltage protection device (not shown) is based on three blocking elements 1, 2 and 3.
  • Each locking element is positioned so that the same is able to move paths 4, 5 and 6 of a mechanically pretensioned wedge slide 7; 8th; 9 to block.
  • the locking elements 1; 2; 3 is a pill made of a low-melting solder material
  • a physical change of state is associated with reaching or exceeding the melting temperature.
  • the corresponding pill changes its shape and can be wholly or partially supported by the spring-loaded wedge slides 7; 8th; 9 are displaced.
  • the mechanical bias for the wedge slide is generated by the symbolically illustrated spring elements 10 and 11, respectively.
  • the corresponding wedge discs each have a wedge bevel 12.
  • rocker arm arrangement which has first lever arms 13, 14, 15 corresponding to the number of wedge slides 7, 8, 9.
  • At least one second lever arm 16 which is used to block or release a displacement element 17.
  • the rocker arm arrangement comprises a central axle body 18 with an axis of rotation 19.
  • the ends of the first lever arms 13, 14, 15 remote from the axis of rotation 19 of the rocker arm arrangement each have a surface 20 for scanning the respective wedge slope 12 of the relevant wedge slides 7, 8, 9.
  • a latching hook 160 leaves a recess 170 in the displacement element 17.
  • this can now perform a movement, as shown in FIG Figures 3 and 3a is symbolized by the arrow representation.
  • the first lever arms 13, 14, 15 are angled for scanning in opposite directions of movement of the corresponding wedge slides and the resulting different positions of the wedge slopes 12, i.e. the lever arms have a scanning finger, the end of the scanning finger facing the wedge slope having a convex curvature as can be seen from the figures.
  • the wedge slides 7, 8, 9 are mounted so as to be movable in relation to the formation of the movement paths in a groove-like recess in this regard, which is also evident from the figures.
  • the blocking elements 1, 2 and 3 are in thermal contact with the respective surge arrester, not shown, in order to change their physical state and the corresponding trajectory and thus the possibility of movement in the event of a corresponding overload of the respective arrester and corresponding heating for the relevant wedge slide.
  • the relevant elements such as wedge slide, sliding element but also the rocker arm arrangement can be manufactured inexpensively from plastic material using conventional injection or pressing processes.
  • the spring-force-preloaded displacement element can not only visually signal an error state, but also directly or indirectly serve to actuate a microswitch in order to implement remote reporting of the error state.

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Description

  • Die Erfindung geht aus von einem Überspannungsschutzgerät mit mehreren Überspannungsableitern und diesen jeweils zugeordneter, insbesondere thermischer, Abtrennvorrichtung nebst Fehler- und Zustandsanzeige, welche als bewegliches, federkraftvorgespanntes Verschiebeelement ausgebildet ist und eine Anzeigefläche sowie eine Betätigungsfläche für eine Fernmeldeeinrichtung aufweist, wobei das Auslösen der Fehler- und Zustandsanzeige mittelbar über ein Sperrelement erfolgt, dessen physikalischer Zustand änderbar ist gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.
  • Aus der DE 20 2013 012 174 U1 ist eine Überspannungsschutzeinrichtung, umfassend mindestens einen Überspannungsableiter und eine, mit dem Überspannungsableiter in Reihe geschaltete, thermisch auslösbare Schalteinrichtung vorbekannt.
  • Das thermische Auslösemittel ist im Bereich der zu erwartenden Erwärmung des Überspannungsableiters bei dessen Überlastung angeordnet. Das thermische Auslösemittel ist als nicht vom Betriebs- oder Stoßstrom durchflossenes Anschlagteil ausgebildet, welches bei thermischer Überlast eine Entriegelung der Schalteinrichtung freigibt.
  • Weiterhin ist das Anschlagteil thermisch und mechanisch mit einer Oberflächenseite des Überspannungsableiters gekoppelt und blockiert den Bewegungsweg eines mechanisch vorgespannten Entriegelungsschiebers.
  • Im Entriegelungsschieber ist ein Kontaktplättchen eingesetzt, welches eine elektrische Verbindung zwischen Elementen einer Schalteinrichtung herstellt, wobei mit Entriegelung das Kontaktplättchen einer Verschiebebewegung unterliegt mit der Folge der Unterbrechung einer Reihenschaltung der Schalteinrichtung. Ein Abschnitt des Entriegelungsschiebers ist isolierend ausgebildet, um in den trennenden Bereich der Schalteinrichtung einzutauchen und dort einen sicheren Trennungszustand zu gewährleisten.
  • Weiterhin offenbart die DE 20 2013 012 174 U1 eine starre oder elastische Eigenschaften aufweisende Wippe, zum Beispiel ausgebildet als Kunststoffformteil. Die Wippe ist mit einem ersten Wippenende an einem Fixpunkt gelagert. Dieser Fixpunkt kann durch Elemente des Gehäuses der Überspannungsschutzeinrichtung realisiert werden. Ein zweites Wippenende greift an einem beweglichen Anschlag an. Maßgeblich ist hierbei, dass die Wippe in der Lage ist, als Kraftspeicher zu wirken, ohne dass ein Ab- oder Wegbrechen von Teilen der Wippe der Fall ist.
  • Der vorbekannte Entriegelungsschieber besitzt eine Zustandsanzeigefläche. Diese weist zum Beispiel zur Oberseite des Gehäuses des Steckteiles hin und gibt dort eine Anzeigefläche, zum Beispiel Grün oder Rot, für den Zustand "In Ordnung" oder "Defekt" frei.
  • Bei dem Überspannungsschutzgerät mit thermischer Abtrennvorrichtung und Fehleranzeige nach DE 10 2008 026 555 B4 ist jedem dortigen Ableitpfad mindestens ein Varistor zugeordnet. Die thermischen Trennstellen liegen in Reihe zum jeweiligen Varistor. In einem Gerätegehäuse sind Kammern zur Aufnahme der Varistoren und eines schwenkbeweglich gelagerten Hebels mit einer Anzeigefläche vorhanden.
  • Die Anzeigefläche ist im Bereich eines Gehäusefensters befindlich.
  • Durch den Gehäuseboden reichen Steckanschlüsse, um eine elektrische Verbindung zu einem Basisteil herzustellen, wobei federvorgespannte Bügel ausgebildet sind, welche jeweils mit einem niedrigschmelzenden Lot elektrisch und mechanisch mit dem jeweiligen Varistor verbunden sind.
  • Die federvorgespannten Bügel werden durch ein einziges Stanz-Biegeteil gebildet, welches ausgehend von einem gemeinsamen Verbindungsschenkel fingerartige Fortsätze entsprechend der Anzahl der Trennstellen aufweist und wobei am Verbindungsschenkel mindestens ein Steckanschluss ausgebildet ist. Die vorbekannte Lösung ermöglicht eine Abtrennung und Fehleranzeige für jeden Varistor und eine entsprechende Visualisierung des betreffenden Zustandes.
  • Der vorgesehene schwenkbeweglich gelagerte Hebel für die Fehleranzeige weist einen Hebelarm auf, welcher in einen Raum unterhalb der fingerartigen Fortsätze eingreift, um beim Abtrennvorgang durch den sich jeweils bewegenden Fortsatz mitgenommen, das heißt betätigt zu werden. Der schwenkbeweglich gelagerte Hebel ist durch ein Federelement in einer Sollposition gehalten, wobei die Federvorspannkraft der betreffenden thermischen Trennstellen größer ist als die Haltekraft des Federelementes des Hebels.
  • Diese Haltekraft dient lediglich dazu, die Anzeigefläche in ihrer Ausgangsposition zu halten, solange ein fehlerfreier Zustand vorliegt.
  • Der schwenkbewegliche Hebel umfasst weiterhin einen Stift, welcher in eine Ausnehmung des Gehäusebodens eingreift, um im Fehler- bzw. Abtrennfall einen im Basisteil befindlichen Mikrotaster zur Fernmeldung zu aktivieren.
  • Aus der DE 10 2013 006 052 A1 ist ein Überspannungsschutzgerät mit Überspannungsschutzeinheit und mit mindestens einer Kontaktfahne sowie einer im thermischen Überlastfall aktivierbaren mechanischen Abtrennvorrichtung bekannt, wobei die mechanische Abtrennvorrichtung ein Anschlusselement umfasst. Das Anschlusselement ist mittels einem durch Federkraft vorgespannten Schieber von einer geschlossenen in eine stromunterbrechende oder potentialtrennende Lage bewegbar. Das Anschlusselement besteht aus einem Paar stromteilender metallischer Bügel, deren zur Kontaktfahne der Überspannungsschutzeinheit gerichteten Enden parallel verlaufen und die in ihrer Mitte die jeweilige Kontaktfahne der Überspannungsschutzeinheit aufnehmen.
  • Eine weitere Vorrichtung zum thermischen Auslösen, Abtrennen und/oder Signalisieren des Zustandes eines Überspannungsschutzgerätes ist aus der DE 10 2015 014 163 A1 vorbekannt. Dort kommt ein Sperrelement zum Einsatz, auf welches eine erste Kraft wirkt und das bei Überschreiten einer Grenztemperatur seinen Aggregatzustand und/oder seine äußere Gestalt ändert. Ein Schieber wird in seinem ersten Zustand durch das Sperrelement blockiert, wobei auf den Schieber eine zweite Kraft wirkt, um diesen in einen zweiten Zustand zu überführen, wenn das Sperrelement seinen Aggregatzustand und/oder seine äußere Gestalt geändert hat.
  • Bei der gattungsbildenden DE 10 2007 042 991 A1 wird von einem Überspannungsschutzgerät mit im thermischen Überlastfall aktivierter mechanischer Abtrennvorrichtung ausgegangen. Die Abtrennvorrichtung ist als bewegliches, federkraftvorgespanntes Verschiebeelement ausgebildet und weist eine Anzeigefläche sowie eine Betätigungsfläche für eine Fernmeldeeinrichtung auf. Das Auslösen der Fehler- und Zustandsanzeige erfolgt mittelbar über ein Sperrelement, dessen physikalischer Zustand änderbar ist. Für jeden Überspannungsableiter ist ein Sperrelement vorhanden, welches jeweils die Bewegungsbahn eines mechanisch vorgespannten Keilschiebers mit Keilschräge blockierend angeordnet ist.
  • Die vorstehend geschilderten Lösungen des Standes der Technik sind zwar geeignet, die Abtrennung defekter Bauteile, insbesondere defekter Überspannungsableiter, zu signalisieren, jedoch ist die jeweilige konstruktive Umsetzung abhängig von der Bauform und der Lage der Überspannungsableiter mit ihren thermischen Trennstellen innerhalb eines entsprechenden Gerätegehäuses.
  • Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, ein weiterentwickeltes Überspannungsschutzgerät mit mehreren Überspannungsableitern und diesen jeweils zugeordneter, thermischer Abtrennvorrichtung nebst Fehler- und Zustandsanzeige anzugeben, welches über eine universelle und einfache Möglichkeit der Anzeige- und Fernmeldung eines Fehlerzustandes im Sinne einer "oder"-Verknüpfung verfügt. Dabei kommt es nicht darauf an, zu erkennen, welches der eingesetzten Überspannungsableiter im Einzelfall zu einer Auslösung führte. Vielmehr ist die zu schaffende Lösung im Sinne einer Sammelanzeige für den Gesamtzustand des Ableiters auszubilden.
  • Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt mit der Lehre gemäß der Merkmalskombination nach Anspruch 1, wobei die Unteransprüche zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen darstellen.
  • Es wird demnach von einem Überspannungsschutzgerät mit mehreren Überspannungsableitern ausgegangen. Hierbei kann es sich um eine Vielzahl von Varistoren, Funkenstrecken und/oder Gasableitern und beliebigen Kombinationen hieraus handeln.
  • Den entsprechenden Überspannungsableitern ist jeweils eine Abtrennvorrichtung zugeordnet, um im Störungsfall, das heißt im Falle einer Überlastung, die Ableiter vom Netz zu trennen.
  • Die Abtrennvorrichtung ist insbesondere als thermische Abtrennvorrichtung realisiert. Eine thermische Abtrennvorrichtung kann als Schaltelement ausgebildet werden, welches Kontakte aufweist, die von einem niedrigschmelzenden Lot fixiert und in elektrischer Verbindung gehalten werden.
  • Mit dem Erreichen bzw. dem Überschreiten der Schmelztemperatur verändert sich der physikalische Zustand des Lotes, so dass die entsprechende Schalteinrichtung öffnet. Diesbezüglich kann mindestens eines der Kontaktelemente der Schalteinrichtung unter mechanischer Vorspannung stehen.
  • Dem Fachmann sind vielfältige Ausführungsformen zur konkreten Ausbildung thermischer Abtrenneinrichtungen vorbekannt, so dass auf eine ausführliche Erläuterung derartiger Vorrichtungen an dieser Stelle verzichtet werden kann.
  • Das Überspannungsgerät umfasst weiterhin eine Fehler- und Zustandsanzeige.
  • Diese Fehler- und Zustandsanzeige ist als bewegliches, federkraftvorgespanntes Verschiebeelement ausgebildet.
  • Das Verschiebeelement weist eine Anzeigefläche auf.
  • Die Anzeigefläche kann in Beziehung zu einem Sichtfenster des Gehäuses des Überspannungsgerätes stehen, so dass bei einer Lageveränderung der Anzeigefläche ein Farbwechsel und damit eine optische Visualisierung des jeweiligen Zustandes möglich wird.
  • Darüber hinaus kann das federkraftvorgespannte Verschiebeelement eine Betätigungsfläche für eine Fernmeldeeinrichtung, zum Beispiel eine Fernmeldeschalteinrichtung im Sinne eines Mikrotasters, aufweisen.
  • Das Auslösen der Fehler- und Zustandsanzeige erfolgt mittelbar über ein Sperrelement, dessen physikalischer Zustand änderbar ist.
  • Bei diesem Sperrelement kann es sich um ein wachsartiges Gebilde, ein Lot, einen thermoplastischen Kunststoff oder dergleichen Material handeln.
  • Weiterhin ist für jeden der Überspannungsableiter ein solches Sperrelement vorhanden.
  • Das Sperrelement ist so angeordnet, dass selbiges die Bewegungsbahn eines mechanisch vorgespannten Keilschiebers mit Keilschräge blockiert.
  • Dieser Blockierungszustand bleibt solange erhalten, bis eine Änderung der physikalischen Eigenschaften des Sperrelementes eintritt, beispielsweise das Sperrelement schmilzt.
  • Weiterhin ist erfindungsgemäß eine Wipphebelanordnung vorhanden.
  • Die Wipphebelanordnung weist erste Hebelarme entsprechend der Anzahl der Keilschieber und mindestens einen zweiten Hebelarm zur Sperrung bzw. Freigabe des Verschiebeelementes auf.
  • Die von der Drehachse der Wipphebelanordnung entfernten Enden der ersten Hebelarme weisen jeweils eine Fläche zum Abtasten der jeweiligen Keilschräge der Keilschieber auf, und zwar derart, dass bei Freigabe der Bewegungsbahn durch Änderung des physikalischen Zustandes des jeweiligen Sperrelementes mindestens einer der Keilschieber mit seiner Keilschräge den beweglichen ersten Hebelarm anhebt. Infolgedessen kommt es zu einer Verschwenkbewegung des zweiten Hebelarmes, der diesbezüglich das Verschiebeelement freigibt, so dass der geänderte Zustand visualisierbar bzw. fernmeldefähig meldbar ist.
  • In einer Ausgestaltung der Erfindung verlaufen die Bewegungsbahnen der Keilschieber entweder gleichsinnig oder teilweise gegensinnig, wobei zum Abtasten der jeweiligen Keilschräge unabhängig von der Richtung der jeweiligen Bewegungsbahn die ersten Hebelarme eine Abwinkelung in Form eines Abtastfingers aufweisen.
  • Das zur Keilschräge weisende Ende des Abtastfingers weist eine bevorzugt konvexe Rundung auf.
  • In einer Ausgestaltung der Erfindung sind die Keilschieber jeweils in einer nutähnlichen Ausnehmung verschiebebeweglich gelagert, wobei der Verschiebeweg mittels des erwähnten Sperrelementes blockierbar und bei Änderung des physikalischen Zustandes des Sperrelementes freigebbar ist.
  • Insofern ist das jeweilige Sperrelement in einem Abschnitt der nutähnlichen Ausnehmung angeordnet und steht in thermischem Kontakt mit dem jeweiligen Überspannungsabieiter.
  • Das Verschiebeelement weist bei einer Ausführungsform der Erfindung eine Ausnehmung auf, in welche ein Rasthaken angreift, der wiederum am zweiten Ende des Hebelarmes ausgebildet und gegebenenfalls einstückig mit dem Hebelarm ausgeführt ist.
  • Die Wipphebelanordnung besitzt einen zentralen Achskörper, von welchem sich die Hebelarme im Wesentlichen senkrecht zur Achse erstrecken.
  • Der zentrale Achskörper und die Hebelarme sind als einstückiges Teil ausführbar.
  • Der zentrale Achskörper ist entweder so ausgebildet, dass er selbst an seinen Enden Achsstummel aufweist, die in eine entsprechende Ausnehmung eines Gerätegehäuses eingreifen. Alternativ kann der Achskörper eine beidseitige Sacklochbohrung oder eine Durchgangsbohrung aufweisen und einen Achsstift oder einen Achsbolzen aufnehmen.
  • In Weiterbildung der Erfindung sind die Keilschieber als monolithische Blöcke ausbildbar. Alternativ besteht die Möglichkeit, den Keilschieber mit seiner relevanten Keilschräge als Teil einer Baugruppe des jeweiligen Überspannungsableiters auszubilden.
  • Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles sowie unter Zuhilfenahme von Figuren näher erläutert werden.
  • Hierbei zeigen:
    • Fig. 1
    eine prinzipielle Darstellung der Fehler- und Zustandsanzeige mit Keilschieber, Wipphebelanordnung und einem federkraftvorgespannten Verschiebeelement im Ausgangszustand;
    Fig. 2
    eine Darstellung ähnlich derjenigen nach Fig. 1, jedoch mit einem beispielhaft ausgelösten Verschiebeelement aufgrund Veränderung des physikalischen Zustandes des in der Figur rechtsseitigen Sperrelementes;
    Fig. 2a
    eine Darstellung ähnlich derjenigen nach Fig. 2, jedoch mit einer beispielhaften Auslösung des Verschiebeelementes durch Zustandsänderung des in der Fig. 2a linksseitigen Sperrelementes;
    Fig. 3
    die zweite Auslösestufe, bei der nach dem Freigeben des Verschiebeelementes selbiges über eine nicht dargestellte Federanordnung verschoben werden kann, um beispielsweise eine optische Zustandsanzeige zu aktivieren oder unmittelbar selbst eine Veränderung einer solchen optischen Zustandsanzeige herbeizuführen oder aber um mittelbar oder unmittelbar eine Fernmeldeeinrichtung zu betätigen oder auszulösen, und
    Fig. 3a
    die zweite Auslösestufe wie sie sich im Nachgang zur physikalischen Zustandsänderung des in der Fig. 2a und 3a gezeigten linken Sperrelementes ergibt.
  • Es sei einleitend darauf aufmerksam gemacht, dass bei den für das Ausführungsbeispiel genutzten figürlichen Darstellungen auf die eigentlichen Überspannungsableiter, die als Gesamtheit ein Überspannungsschutzgerät bilden, ebenso verzichtet wurde, wie auf die Darstellung von Gehäuseteilen oder einem Gesamtgehäuse bzw. auf Führungselemente für das Verschiebeelement und Mitteln zur Erzeugung der Federkraftvorspannung für das Verschiebeelement bzw. des Mittels zur Erzeugung der mechanischen Vorspannung für das in den Figuren gezeigte mittlere Sperrelement.
  • Die in dem Ausführungsbeispiel illustrierte quasi Sammelanzeige zur Analyse des Zustandes von beispielsweise drei Überspannungsableitern eines Überspannungsschutzgerätes (nicht dargestellt) geht aus von drei Sperrelementen 1, 2 und 3.
  • Jedes Sperrelement ist so positioniert, dass selbiges in der Lage ist, Bewegungsbahnen 4, 5 und 6 eines mechanisch vorgespannten Keilschiebers 7; 8; 9 zu blockieren.
  • Wenn es sich beispielsweise bei den Sperrelementen 1; 2; 3 um eine Pille aus einem niedrigschmelzenden Lotmaterial handelt, ist mit Erreichen oder Überschreiten der Schmelztemperatur eine physikalische Zustandsänderung einhergehend. Die entsprechende Pille verändert ihre Form und kann ganz oder teilweise von den unter Federvorspannung stehenden Keilschiebern 7; 8; 9 verdrängt werden.
  • Die mechanische Vorspannung für die Keilschieber wird durch die symbolhaft dargestellten Federelemente 10 bzw. 11 erzeugt.
  • Die entsprechenden Keilscheiber verfügen über jeweils eine Keilschräge 12.
  • Weiterhin ist eine Wipphebelanordnung vorhanden, welche erste Hebelarme 13, 14, 15 entsprechend der Anzahl der Keilschieber 7, 8, 9 aufweist.
  • Den ersten Hebelarmen 13, 14, 15 gegenüberliegend ist mindestens ein zweiter Hebelarm 16 befindlich, der der Sperrung bzw. der Freigabe eines Verschiebeelementes 17 dient.
  • Die Wipphebelanordnung umfasst einen zentralen Achskörper 18 mit einer Drehachse 19.
  • Die von der Drehachse 19 der Wipphebelanordnung entfernten Enden der ersten Hebelarme 13, 14, 15 weisen jeweils eine Fläche 20 zum Abtasten der jeweiligen Keilschräge 12 der betreffenden Keilschieber 7, 8, 9 auf.
  • Dieses Abtasten erfolgt derart, dass bei Freigabe der Bewegungsbahn 4 gemäß Fig. 2 der Keilschieber 7 unter Nutzung der Kraft der Feder 11 und der Keilschräge 12 den ersten Hebelarm 15 anhebt.
  • Infolgedessen senkt sich der zweite Hebelarm 16.
  • Ein Rasthaken 160 verlässt eine Ausnehmung 170 im Verschiebeelement 17. Je nach Kraft einer Federvorspannung, die auf das Verschiebeelement 17 wirkt, kann nun dieses eine Bewegung vollführen, wie es in den Figuren 3 und 3a durch die Pfeildarstellung symbolisiert ist.
  • Aus dem Vergleich der Figuren 2 und 2a wird deutlich, dass die Bewegungsbahnen 4 und 6 bezüglich der betreffenden Keilschieber 7 und 9 gegensinnig verlaufen.
  • Zum Abtasten auch diesbezüglich gegensinniger Bewegungsrichtungen der entsprechenden Keilschieber und sich hieraus ergebender unterschiedlicher Lagen der Keilschrägen 12 sind die ersten Hebelarme 13, 14, 15 abgewinkelt, das heißt die Hebelarme weisen einen Abtastfinger auf, wobei das zur Keilschräge weisende Ende des Abtastfingers eine konvexe Rundung besitzt, wie es aus den Figuren ersichtlich ist.
  • Die Keilschieber 7, 8, 9 sind bezogen auf die Ausbildung der Bewegungsbahnen in einer diesbezüglich nutähnlichen Ausnehmung verschiebebeweglich gelagert, was sich ebenso aus den Figuren erschließt.
  • Es versteht sich, dass die Sperrelemente 1, 2 und 3 in thermischem Kontakt zu dem jeweiligen, nicht dargestellten Überspannungsableiter stehen, um bei einer entsprechenden Überlastung des jeweiligen Ableiters und entsprechender Erwärmung ihren physikalischen Zustand zu ändern und die entsprechende Bewegungsbahn und damit die Möglichkeit der Bewegung für den betreffenden Keilschieber freizugeben.
  • Die maßgeblichen Elemente wie Keilschieber, Verschiebeelement aber auch die Wipphebelanordnung können kostengünstig aus Kunststoffmaterial mit üblichen Spritz- oder Pressverfahren gefertigt werden.
  • Das federkraftvorgespannte Verschiebeelement kann nach dessen Freigabe nicht nur optisch einen Fehlerzustand signalisieren, sondern unmittelbar oder mittelbar der Betätigung eines Mikroschalters dienen, um insofern eine Fernmeldung des Fehlerzustandes zu realisieren.

Claims (8)

  1. Überspannungsgerät mit mehreren Überspannungsableitern und diesen jeweils zugeordneter, insbesondere thermischer Abtrennvorrichtung, nebst Fehler- und Zustandsanzeige, welche als bewegliches, federkraftvorgespanntes Verschiebeelement (17) ausgebildet ist und eine Anzeigefläche sowie eine Betätigungsfläche für eine Fernmeldeeinrichtung aufweist, wobei das Auslösen der Fehler- und Zustandsanzeige mittelbar über ein Sperrelement (1; 2; 3) erfolgt, dessen physikalischer Zustand änderbar ist, wobei
    für jeden der Überspannungsableiter ein Sperrelement (1; 2; 3) vorhanden ist, welches jeweils die Bewegungsbahn (4; 5; 6) eines mechanisch vorgespannten Keilschiebers (7; 8; 9) mit Keilschräge (12) blockierend angeordnet ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    eine Wipphebelanordnung erste Hebelarme (13; 14; 15) entsprechend der Anzahl der Keilschieber (7; 8; 9) und mindestens einen zweiten Hebelarm (16) zur Sperrung bzw. Freigabe des Verschiebeelementes (17) aufweist, wobei die von der Drehachse (19) der Wipphebelanordnung entfernten Enden der ersten Hebelarme (13; 14; 15) jeweils eine Fläche (20) zum Abtasten der jeweiligen Keilschräge (12) der Keilschieber (7; 8; 9) besitzen, derart, dass bei Freigabe der jeweiligen Bewegungsbahn (4; 5; 6) mindestens einer der Keilschieber (7; 8; 9) mit dessen Keilschräge (12) den betreffenden ersten Hebelarm (13; 14; 15) anhebt, infolgedessen der zweite Hebelarm (16) das Verschiebeelement (17) freigibt.
  2. Überspannungsschutzgerät nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Bewegungsbahnen (4; 5; 6) der Keilschieber (7; 8; 9) gleichsinnig oder gegensinnig verlaufen, wobei zum Abtasten der jeweiligen Keilschräge (12) unabhängig von der Richtung der jeweiligen Bewegungsbahn die ersten Hebelarme (13; 14; 15) eine Abwinkelung in Form eines Abtastfingers aufweisen, wobei das zur Keilschräge (12) weisende Ende des Abtastfingers eine konvexe Rundung (20) besitzt.
  3. Überspannungsgerät nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Keilschieber (7; 8; 9) jeweils in einer nutähnlichen Ausnehmung verschiebebeweglich gelagert sind.
  4. Überspannungsschutzgerät nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das jeweilige Sperrelement (1; 2; 3) in einem Abschnitt der nutähnlichen Ausnehmung angeordnet ist und in thermischem Kontakt mit dem jeweiligen Überspannungsableiter oder einem sonstigen zu überwachenden Element steht.
  5. Überspannungsschutzgerät nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Verschiebeelement (17) eine Ausnehmung (170) aufweist, in welche ein Rasthaken (160) eingreift, welcher am zweiten Hebelarm (16) ausgebildet ist.
  6. Überspannungsschutzgerät nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Wipphebelanordnung einen zentralen Achskörper (18) aufweist, von welchem sich die Hebelarme (13; 14; 15; 16) erstrecken.
  7. Überspannungsschutzgerät nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der zentrale Achskörper (18) und die Hebelarme (13; 14; 15; 16) als ein einstückiges Teil ausgeführt sind.
  8. Überspannungsschutzgerät nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Keilschieber (7; 8; 9) als monolithischer Block oder als Teil einer Baugruppe des jeweiligen Überspannungsableiters ausgebildet sind.
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