WO2019007686A1 - Encapsulated surge protection apparatus in coaxial design with cup-like housing - Google Patents

Abstract

The invention relates to an encapsulated surge protection apparatus in a coaxial design with a cup-like housing, a first and a second electrode, a disc-shaped surge arrester, in particular configured as a varistor, which is electrically connected to the electrodes and is located in the cup-like housing, and having a fusible element for producing a short circuit between the electrodes in the case of overloading of the surge arrester, wherein at least parts of the cup-like housing form one of the electrodes, hold or support such an electrode and the second of the electrodes makes contact with the disc-shaped surge arrester in a stamp-like manner. According to the invention, the second electrode has at least one radial recess or a blind hole at the section thereof facing the surge arrester, wherein a conductive contact bolt pretensioned by spring force is inserted in the recess or the blind hole, the movement path of which contact bolt is blocked and, in the case of overloading of the surge arrester, released by the fusible element in such a way that the contact bolt produces a stable short circuit between the second electrode and the cup-like housing.

Description

Gekapselte Überspannungsschutzvorrichtung in koaxialer Bauform  Encapsulated overvoltage protection device in coaxial design

mit einem becherartigen Gehäuse  with a cup-like housing

Beschreibung description

Die Erfindung geht aus von einer gekapselten Überspannungsschutzvorrichtung in koaxialer Bauform mit einem becherartigen Gehäuse, einer ersten und einer zweiten Elektrode, einem scheibenförmigen Überspannungsabieiter, insbesondere ausgebildet als Varistor, welcher mit den Elektroden elektrisch verbunden ist und sich im becherartigen Gehäuse befindet, sowie mit einem schmelzbaren Element zur Herstellung eines Kurzschlusses zwischen den Elektroden im Falle einer Überlastung des Überspannungsabieiters, wobei mindestens Teile des becherartigen Gehäuses eine der Elektroden bilden, eine solche Elektrode aufnehmen oder abstützen und die zweite der Elektroden stempelartig den scheibenförmigen Überspannungsabieiter kontaktiert gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1. The invention relates to an encapsulated overvoltage protection device in coaxial design with a cup-like housing, a first and a second electrode, a disc-shaped surge arrester, in particular designed as a varistor, which is electrically connected to the electrodes and is located in the cup-like housing, as well as with a fusible An element for producing a short circuit between the electrodes in the event of overloading of the surge arrester, wherein at least parts of the cup-like housing form one of the electrodes, receive or support such an electrode and the second of the electrodes stamp-like contacts the disc-shaped surge arrester according to the preamble of claim 1.

Aus der EP 2 677 524 AI ist eine Überspannungsschutzvorrichtung auf der Basis eines scheibenförmigen Varistors vorbekannt, wobei innerhalb eines becherartigen Gehäuses, weiches eine der Elektroden bildet, der Varistor eingesetzt und von einer weiteren Elektrode kontaktiert ist. From EP 2 677 524 AI an overvoltage protection device on the basis of a disc-shaped varistor is previously known, wherein within a cup-like housing, soft forms one of the electrodes, the varistor is used and contacted by a further electrode.

In einem ringförmigen Freiraum, ausgebildet als Kammer, befindet sich ein leitfähiges, bei vorgegebener Temperatur schmelzendes Material, zum Beispiel ein Lot. In a ring-shaped free space, formed as a chamber, there is a conductive, melting at a predetermined temperature material, for example a solder.

Ein umfangsseitig um den scheibenförmigen Varistor befindlicher ringförmiger Spalt nimmt eine isolierende Membran auf. An annular gap located circumferentially around the disk-shaped varistor receives an insulating membrane.

Sowohl das Lot als auch die isolierende Membran sind in der Lage, einen Kurzschluss zu erzeugen, um bei Überlast des eingesetzten Varistors einen Fail-Safe-Zustand zu erreichen. Die Schmelztemperatur des Lotes ist geringer als die Temperatur, bei welcher das im Spalt eingesetzte dielektrische isolierende Material zerstört wird . Both the solder and the insulating membrane are able to generate a short circuit in order to achieve a fail-safe state in the event of overloading of the varistor used. The melting temperature of the solder is lower than the temperature at which the dielectric insulating material used in the gap is destroyed.

Bei der Überspannungsschutzvorrichtung nach EP 1 798 742 Bl wird ebenfal ls von einem becherartigen Gehäuse mit darin eingesetztem scheibenförmigen Varistor ausgegangen, welcher durch zwei Elektroden kontaktiert wird . Eine der Elektroden kann dabei durch den Boden des becherartigen Gehäuses gebildet werden . Die weitere der Elektroden liegt auf der Oberseite des Varistors auf und führt zu einem elektrischen Außenanschluss. In the overvoltage protection device according to EP 1 798 742 B1, it is also assumed that a cup-like housing with a disk-shaped varistor inserted therein is used, which is contacted by two electrodes. One of the electrodes can be formed by the bottom of the cup-like housing. The other of the electrodes is located on top of the varistor and leads to an external electrical connection.

Die zweite der Elektroden weist einen umlaufenden Rücksprung auf, der mit einem elektrisch leitenden schmelzbaren Material gefül lt ist. The second of the electrodes has a circumferential recess which is filled with an electrically conductive fusible material.

Dieses elektrisch leitende, schmelzbare Material reagiert auf die Wärme des Varistors. Bei Überlastung des Varistors schmilzt das Materia! und gelangt in einen kammerartigen Freiraum mit der Folge, dass sich ein Kurzschiuss zwischen der ersten und der zweiten Elektroden ausbildet. This electrically conductive, fusible material reacts to the heat of the varistor. If the varistor is overloaded, the materia melts! and enters a chamber-like clearance with the result that a short-circuit between the first and the second electrode is formed.

Je nach dem thermischen Verhalten des Varistors bei Überlastung desselben kommt es bei den Lösungen des zitierten Standes der Technik zu einem mehr oder wenigen konzentrierten Schmelzen des eingesetzten Lotes. Der sich dann ergebende Kurzschlusszustand ist nur dann definiert, wenn eine ausreichend große Lotmenge schmilzt und eine entsprechend sichere elektrische Depending on the thermal behavior of the varistor overloading the same occurs in the solutions of the cited prior art to a more or less concentrated melting of the solder used. The resulting short circuit condition is only defined if a sufficiently large amount of solder melts and a correspondingly safe electrical

Verbindung die Folge ist. Ein stabiler und reproduzierbarer Kurzschlusspfad entsteht insofern nur zufällig unter nicht vorhersehbaren Bedingungen . Connection is the result. A stable and reproducible short-circuit path thus only happens accidentally under unpredictable conditions.

Aufgrund des gewählten Konstruktionsprinzips eines schmelzenden Leiters ist darüber hinaus keine Zustandsanzeige, insbesondere keine einfache mechanische Zustandsanzeige realisierbar. In addition, due to the chosen design principle of a melting conductor, no status display, in particular no simple mechanical status display, can be realized.

Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, eine From the foregoing, it is therefore an object of the invention, a

weiterentwickelte, gekapselte Überspannungsschutzvorrichtung in koaxialer Bauform mit einem becherartigen Gehäuse und erster und zweiter Elektrode sowie einem scheibenförmigen Überspannungsabieiter, ausgebildet als further developed, encapsulated overvoltage protection device in coaxial design with a cup-like housing and first and second electrode and a disc-shaped surge arrester, designed as

Varistor, anzugeben, welche unter allen Umständen bei Überlast des Varistor, specify which under all circumstances in case of overload of the

Überspannungsabieiters zu einem stabilen Kurzschiuss führt, um beispielsweise externe Vorsicherungen zum Ansprechen zu bringen . Ein Ausgasen im Kurzschlussfall soll ebenso wie das Entstehen von Lichtbögen bei extremer Überlastung vermieden werden. Letztendlich soll die zu schaffende neuartigeSurge arrester leads to a stable short circuit, for example, to bring external Vorsicherungen to respond. A gassing in the Short-circuiting should be avoided as well as arcing under extreme overload conditions. Ultimately, the new to be created

Vorrichtung die Möglichkeit der Integration einer Zusta ndsanzeige bieten, um in einfacher Weise erkennen zu können, ob es im Betrieb der Provide the ability to integrate a Zusta ndsanzeige to easily recognize whether it is in operation of the

Überspannungsschutzvorrichtung bereits zu einem Überlastfall gekommen und womöglich ein Austausch der Vorrichtung erforderl ich ist. Overvoltage protection device has already come to an overload case and possibly a replacement of the device erforderl I is.

Die Lösung der Erfindung erfolgt mit der Merkmalskombination nach The solution of the invention is carried out with the combination of features

Patentanspruch 1, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Claim 1, wherein the dependent claims at least expedient

Ausgestaltungen und Weiterbildungen darstellen. Represent refinements and developments.

Es wird demnach von einer Überspannungsschutzvorrichtung, bevorzugt realisiert in koaxialer Bauform, ausgegangen . Die Überspannungsschutzvorrichtung geht von einem becherartigen Gehäuse aus . Dabei kann das Gehäuse, insbesondere der Gehäuseboden, eine der notwendigen Elektroden bilden . Außenseitig des becherartigen Gehäuses können bekannte Anschluss- und Befestigungsmittel, zum Beispiel in Form eines Gewindebolzens, vorhanden sein . It is therefore assumed that an overvoltage protection device, preferably realized in coaxial design. The overvoltage protection device is based on a cup-like housing. In this case, the housing, in particular the housing bottom, form one of the necessary electrodes. On the outside of the cup-like housing known connection and fastening means, for example in the form of a threaded bolt, be present.

Der bevorzugt als Überspannungsabieiter eingesetzte Varistor weist eine Scheibenform auf, welche abmessungsseitig an den vom becherartigen Gehäuse definierten Hohlraum angepasst ist. The varistor preferably used as a surge arrester has a disc shape, which is adapted on the dimension side to the cavity defined by the cup-like housing.

Der bevorzugt parallel zum Boden des becherartigen Gehäuses eingesetzte scheibenförmige Varistor wird von einer zweiten Elektrode, bevorzugt unter mechanischer Vorspannung, kontaktiert. The disc-shaped varistor, which is preferably used parallel to the bottom of the cup-like housing, is contacted by a second electrode, preferably under mechanical pretension.

Diese zweite Elektrode kann eine stempelartige Konfiguration besitzen und zu einem entsprechenden Außenanschluss führen . This second electrode may have a stamp-like configuration and lead to a corresponding external connection.

Dieser Außenanschluss kann ebenfalls als Bolzen oder aber auch als Sackloch oder dergleichen realisiert werden . This external connection can also be realized as a bolt or as a blind hole or the like.

Das becherartige Gehäuse wird in an sich bekannter Weise über einen The cup-like housing is in a conventional manner via a

Dichteinsatz und eine Kappe verschlossen. Bei Überlastung des Überspannungsabieiters kommt es zu einer Erwärmung im Inneren des becherartigen Gehäuses. Diese thermische Energie wird zumSealing insert and a cap closed. When the surge arrester is overloaded, heating occurs inside the cup-like housing. This thermal energy becomes the

Auslösen eines Kurzschlusses zwischen den beiden Elektroden genutzt, und zwar im Unterschied zum Stand der Technik nicht unmittelbar über ein schmelzbares Element, welches die Elektroden überbrückt, sondern mittelbar durch Freigabe eines leitfähigen, federkraftvorgespannten Kontaktbolzens. Triggering a short circuit between the two electrodes used, and in contrast to the prior art not directly via a fusible element which bridges the electrodes, but indirectly by releasing a conductive, spring-biased contact pin.

Diesbezüglich weist die zweite Elektrode an ihrem zum Überspannungsabieiter weisenden Abschnitt mindestens eine radiale Ausnehmung oder ein Sackloch auf. In der Ausnehm ung oder dem Sackloch ist der erwähnte leitfähige, federkraftvorgespannte Kontaktbolzen eingesetzt, dessen Bewegungsweg von einem schmelzbaren Element blockiert und bei Überlastung des In this regard, the second electrode has at least one radial recess or a blind hole on its section facing the surge arrester. In the Ausnehm ung or the blind hole of the mentioned conductive, spring-biased contact pin is used, blocked the path of movement of a fusible element and overloading the

Überspannungsabieiters freigegeben wird, derart, dass der Kontaktbolzen einen stabilen Kurzschluss zwischen der zweiten Elektrode und dem Surge arrester is released, such that the contact pin a stable short circuit between the second electrode and the

becherartigen Gehäuse herstel lt. cup-like housing manufactures lt.

In erfindungsgemäßer Weise sperrt das schmelzbare Element den In accordance with the invention, the fusible element blocks the

Kontaktbolzen und gibt diesen dann frei, wenn die Überlastung des Contact studs and then release this when the overload of the

Überspannungsabieiters so groß geworden ist, dass eine ausreichend thermische Energie zur Verfügung steht. Surge arrester has become so large that a sufficient thermal energy is available.

Der Kurzschlussstrom wird dabei unmittelbar von der zweiten Elektrode über den Kontaktbolzen zur ersten Elektrode geführt. The short-circuit current is conducted directly from the second electrode via the contact pin to the first electrode.

Der Kontaktbolzen, der den Kurzschlussstrom zu tragen hat, ist entsprechend auslegbar, ohne dass auf die Eigenschaften und die Materialzusammensetzung des schmelzbaren Elementes Rücksicht genom men werden muss, da letzterem keine Stromtragfähigkeit abzufordern ist. The contact pin, which has to carry the short-circuit current, is interpreted accordingly, without having to take into account the properties and the material composition of the fusible element consideration, since the latter no current carrying capacity is to be requested.

Durch diese funktionale Trennung ist es möglich, auch nicht leitfähige schmelzbare Elemente einzusetzen, die ein völlig anderes Ansprechverhalten als klassische Lotmaterialien aufweisen . This functional separation makes it possible to use non-conductive fusible elements, which have a completely different response than conventional solder materials.

Über die Wahl der mechanischen Vorspannung der Kontaktbolzen, About the choice of the mechanical preload of the contact pins,

insbesondere die Auslegung der Federkonstante zur Erzeugung der in particular the design of the spring constant for the generation of

mechanischen Vorspannung, ist eine schnelle Bewegung des oder der mechanical preload, is a fast movement of the or the

Kontaktbolzen in Richtung Gegenelektrode gewährleistet, so dass das Entstehen eines Lichtbogens wirksam verhindert wird u nd keine schädliche Gasentwicklung die Folge ist. Contact bolt ensures towards the counter electrode, so that the Arcing is effectively prevented and no harmful gas evolution is the result.

Das schmelzbare Element ist bevorzugt als stiftartiges Blockierteil ausgebildet, welches sich in einer oder mehreren quer zur Ausnehm ung oder dem Sackloch verlaufenden Bohrung befindet. The fusible element is preferably formed as a pin-like blocking part, which is in one or more transverse to the recess or the blind hole running hole.

Mit einem seiner Enden ist das stiftartige Blockierteil in engem, With one of its ends, the pen-like blocking part is in tight,

wärmeleitenden Kontakt zur Oberfläche des Überspannungsabieiters stehend . thermally conductive contact to the surface of the surge arrester standing.

Bevorzugt sind dabei die entsprechenden Bohrungen bis zur Oberfläche des scheibenförmigen Überspannungsabieiters geführt, so dass das Blockierteil in thermischen Kontakt ohne Zwischenschaltung störender Wärmesenken gelangt. Preferably, the corresponding holes are guided to the surface of the disk-shaped surge arrester, so that the blocking part passes into thermal contact without the intervening disturbing heat sinks.

In Weiterbildung der Erfindung besitzt die zweite Elektrode einen Fortsatz, welcher einen axial verlaufenden Hohlraum aufweist. In a further development of the invention, the second electrode has an extension, which has an axially extending cavity.

Dieser Hohlraum ist in der Lage, einen federkraftvorgespannten Signali- sierungsstab aufzunehmen, dessen unteres, zum Kontaktbolzen weisendes Ende von diesem Kontaktbolzen in seiner Blockierung blockiert und im This cavity is able to receive a spring-biased Signali- sierungsstab whose lower, the contact pin facing end of this contact pin blocks in his blockage and in the

Kurzschlussfall freigegeben wird. Short circuit case is released.

Durch diese technische Möglichkeit kann in einfacher Weise sowohl This technical possibility can be both easily

eine Signalisierung des Zustandes der Überspannungsschutzvorrichtung bewerkstelligt werden, als auch die Betätigung einer Fernmeldeeinrichtung bzw. eines Kennmelders erfolgen. a signaling of the state of the overvoltage protection device can be accomplished, as well as the operation of a telecommunication device or a Kennmelders done.

Wenn sich insofern bei thermischer Überlastung des Überspannungsabieiters der federkraftvorgespannte Kontaktbolzen in Richtung Kurzschlusszustand bewegt, erfolgt eine Freigabe der Sperrung zwischen Kontaktbolzen und If so far moves in thermal overload of Überspannungsabieiters the spring-biased contact pin in the direction of short circuit state, a release of the lock between the contact pin and

Signalisierungsstab. Infolgedessen kann sich der Signalisierungsstab axial im Hohlraum verschieben u nd beispielsweise mit seinem oberen Ende die erwähnte Fernmeldeeinrichtung kontaktieren . Ergänzend besteht die Möglichkeit, ein oder mehrere Sichtfenster auszubilden, um die Position des Signalisierungsstabes und damit den Zustand der Signaling rod. As a result, the signaling rod can move axially in the cavity u nd contact, for example, with its upper end of the aforementioned telecommunications device. In addition, it is possible to form one or more viewing windows to the position of the signaling rod and thus the state of the

Überspannungsschutzvorrichtung bewerten zu können . To evaluate overvoltage protection device.

Es können insofern Abschnitte des Signalisierungsstabes mit unterschiedlicher farblicher Kennzeichnung versehen werden, wobei ein Farbwechsel mit In this respect, sections of the signaling rod can be provided with different color coding, wherein a color change with

Verschiebung des Signalisierungsstabes im Bereich eines Sichtfensters erkennbar ist. Shift of the signaling rod in the field of a viewing window is recognizable.

Der Signalisierungsstab besteht aus einem elektrisch isolierenden Material, so dass insofern die elektrische Sicherheit beim Betrieb der Vorrichtung gewährleistet ist. The signaling rod consists of an electrically insulating material, so that insofar the electrical safety is ensured during operation of the device.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist der im becherartigen Gehäuse befindliche, mindestens eine scheibenförmige Überspannungsabieiter In a further development of the invention, the cup-like housing located, at least one disc-shaped surge arrester

umfangseitig von einem kappenförmigen Isolationsteil gehalten und zentriert, wobei im Isolationsteil an dessen Umfang Öffnungen für den ungehinderten Durchtritt des mindestens einen Kontaktbolzens vorhanden sind. held circumferentially by a cap-shaped insulating part and centered, wherein in the insulating part at the periphery openings for the unimpeded passage of the at least one contact pin are present.

In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die zweite, In a preferred embodiment of the invention, the second,

stempelartige Elektrode in ihrem zum Überspannungsabieiter weisenden Abschnitt mehrere radiale Ausnehmungen auf, welche sich im oder zum Stamp-like electrode in their pointing to the surge arrester section a plurality of radial recesses, which in or to

Mittelpunkt gerichtet oder dem Zentrum des Elektrodenabschnittes treffen, wobei jede der Ausnehm ungen einen federkraftvorgespannten, leitfähigen Kontaktbolzen aufnimmt, deren jeweiliger Bewegungsweg von einem Directed center or hit the center of the electrode portion, each of the recesses receiving a spring-biased, conductive contact pin whose respective path of movement of a

schmelzbaren Element blockiert ist und der bei Überlastung des fusible element is blocked and the overload of the

Überspannungsabieiters freigegeben wird . Surge arrester is released.

Durch diese Ausführungsform mit mehreren, im Überlastfall freigegebenen, federkraftvorgespannten Kontaktbolzen erhöht sich die Stromtragfähigkeit im Kurzschlussfall und damit die Kurzschlusssicherheit. By this embodiment with several, released in case of overload, spring-biased contact pin, the current carrying capacity increases in the event of a short circuit and thus the short-circuit safety.

Die Erfindung umfasst gemäß den vorangegangenen Ausführungen demnach einen gekapselten, koaxialen Überspannungsschutz auf Varistorbasis, insbesondere MOV-Basis, der bei Überlastung bzw. Überhitzung einen According to the preceding embodiments, the invention accordingly comprises an encapsulated, coaxial overvoltage protection based on varistor, in particular MOV base, which in the event of overloading or overheating

thermischen Kurzschließer aktiviert, welcher definierte, hochstromtragfähige Kurzschlusspfade innerhalb der Kapselung ausbildet. Aufgrund der gewählten Konstruktion der Abtrennvorrichtung innerhalb des koaxialen Aufbaus ist eine einfache mechanische Zusta ndsanzeige realisierbar, die mittig in die an sich bekannten Anschlusselemente oder Anschl ussbolzen integrierbar ist. Die Zustandsanzeige im jeweiligen Anschlussbolzen kann bei Bedarf mit einer Fernmeldeeinrichtung zur Fernsignalisierung kombiniert werden. thermal short-circuiter activated, which forms defined, high current carrying short-circuit paths within the enclosure. Due to the chosen construction of the separating device within the coaxial structure, a simple mechanical condition indication can be realized which can be integrated in the center of the known connecting elements or terminal studs. If required, the status display in the respective connection bolt can be combined with a remote signaling device.

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführu ngsbeispieles sowie unter Zuhilfenahme von Figuren näher erläutert werden . The invention will be explained in more detail below with reference to a Ausführu ngsbeispieles and with the aid of figures.

Hierbei zeigen : Hereby show:

Fig. la einen Längsschnitt sowie eine Querschnittsdarstellung einer Fig. La is a longitudinal section and a cross-sectional view of a

erfindungsgemäßen gekapselten Überspan nungsschutzvorrichtung mit einem federkraftvorgespannten leitfähigen Kontaktbolzen innerhalb der stempelartigen zweiten Elektrode im nicht ausgelösten Zustand;  according to the invention encapsulated overvoltage protection device with a spring-biased conductive contact pin within the punch-like second electrode in the untripped condition;

Fig. lb einen Längsschnitt und einen Querschnitt einer Überspannungsschutzvorrichtung gemäß Fig. la, jedoch im ausgelösten, das heißt Kurzschlusszustand; zwei unterschiedliche Längsschnitte zur Darstellung des federkraftvorgespannten Signal isierungsstabes als Kennmelder im nicht ausgelösten, das heißt Eingriffszustand sowie einem diesbezüglichen Querschnitt bezüglich der Wechselwirkung zwischen einem Rastende des federkraftvorgespannten Signalisierungsstabes einerseits und einem diesbezüglichen Fig. Lb is a longitudinal section and a cross section of an overvoltage protection device according to Fig. La, but in the tripped, that is short-circuited state; two different longitudinal sections for illustrating the spring-biased signal isierungsstabes as flag in the untriggered, that is, the engagement state and a related cross section with respect to the interaction between a detent end of the spring-biased signaling rod on the one hand and a related

Freigabeabschnitt im Kontaktbolzen, ebenfalls im nicht ausgelösten, das heißt Betriebszustand;  Release section in the contact pin, also in the untripped, that is, operating condition;

Längsschnitte analog zu Fig . 2a sowie eine Querschnittsdarstellung analog Fig . 2a, jedoch im ausgelösten, das heißt Longitudinal sections analogous to FIG. 2a and a cross-sectional view analogous to FIG. 2a, but in the triggered, that is

Kurzschlusszustand, bei dem sich der federkraftvorgespannte Signalisierungsstab in der Figurdarstellung nach oben bewegt und einen Mikroschalter als Fernmeldeeinrichtung betätigt; Fig, 3a einen Längsschnitt sowie einen Querschnitt durch eine Ausführungsform der Überspannungsschutzvorrichtung mit mehreren radialen Ausnehmungen im unteren Bereich der zweiten, stempeiförmigen Elektrode im nicht ausgelösten, das heißt Short circuit state in which the spring-biased signaling rod moves upward in the figure representation and operates a micro-switch as a telecommunications device; Fig. 3a shows a longitudinal section and a cross section through an embodiment of the overvoltage protection device with a plurality of radial recesses in the lower region of the second, stem-shaped electrode in the untriggered, that is

Betriebszustand;  Operating condition;

Fig. 3b einen Längsschnitt sowie einen Querschnitt analog der Fig. 3a, jedoch im ausgelösten, das heißt Kurzschlusszustand; und Fig. 3b shows a longitudinal section and a cross-section analogous to Fig. 3a, but in the triggered, that is short-circuited state; and

Fig. 4 eine Explosivdarstellung der Bauteile der erfindungsgemäßen Fig. 4 is an exploded view of the components of the invention

Überspannungsschutzvorrichtung analog den Darstellungen nach Fig. 2a und 2b mit einfachem leitfähigen Kontaktbolzen sowie federkraftvorgespanntem Signalisierungsstab.  Overvoltage protection device analogous to the illustrations according to FIGS. 2a and 2b with a simple conductive contact pin and a spring-biased signaling rod.

Die erfindungsgemäße nachstehend im Detail erläuterte gekapselte The invention described in detail below encapsulated

Überspannungsschutzvorrichtung geht von einer koaxialen Bauform mit einem becherartigen Gehäuse 1 aus. Overvoltage protection device is based on a coaxial design with a cup-like housing 1.

Das becherartige Gehäuse besitzt eine Seitenwandung 2 und einen Boden 3. The cup-like housing has a side wall 2 and a bottom 3.

Außenseitig des Bodens 3 ist ein Anschlussbolzen 4 als elektrisches und mechanisches Befestigungselement vorhanden. On the outside of the bottom 3, a connecting bolt 4 is present as an electrical and mechanical fastening element.

Im Inneren des becherartigen Gehäuses 1 befindet sich ein scheibenförmiger Überspannungsabieiter 5, insbesondere ausgebildet als scheibenförmiger Varistor. Inside the cup-like housing 1 there is a disk-shaped surge arrester 5, in particular designed as a disc-shaped varistor.

Eine der beiden Oberflächenseiten des Überspannungsabieiter 5 ist mit der Innenseite des Bodens 3 des becherartigen Gehäuses in Kontakt stehend. One of the two surface sides of the surge arrester 5 is in contact with the inside of the bottom 3 of the cup-like housing.

Insofern bildet das becherartige Gehäuse 1 eine erste Elektrode. In this respect, the cup-like housing 1 forms a first electrode.

Eine zweite Elektrode 6, die eine stempelartige Form aufweisen kann, weist an ihrem zum Überspannungsabieiter 5 weisenden Ende oder Abschnitt 7 mindestens eine radiale Ausnehmung oder ein Sackloch 8 auf. In diese Ausnehm ung oder i m Sackloch 8 ist ei n federkraftvorgespa nnter Kontaktbolzen 9 aus leitfähigem Material eingesetzt. A second electrode 6, which may have a stamp-like shape, has at least one radial recess or blind hole 8 at its end or section 7 facing the surge arrester 5. In this Ausnehm ung or in the blind hole 8 ei n nsprerkraftvorgespa nnter contact pin 9 is inserted from conductive material.

Der Beweg ungsweg des Kontaktbolzens 9 wird von ei n em schmelzba ren The movement path of the contact pin 9 is ren of ei n merschmelzba

Element 10 blockiert. Element 10 blocked.

Bei Überlastu ng des Überspannu ngsabieiters 5 erreicht das Element 10 seine Schmelztemperatur und wird vom federkraftvorgespan nten Kontaktbolzen 9 verdrängt. Insofern wird der Bewegungsweg des leitfähigen Kontaktbolzens 9 freigegeben, derart, dass der Kontaktbolzen 9 einen stabilen Kurzschl uss zwischen der zweiten Elektrode 6 und dem becherartigen Gehäuse 1 bzw. dem Wandabschnitt 2 herstellt. When Überlastu ng the Überspannu ngsabieiters 5 reaches the element 10 its melting temperature and is displaced by the spring force vorgespan nte contact pin 9. In this respect, the movement path of the conductive contact pin 9 is released, such that the contact pin 9 produces a stable short-circuit between the second electrode 6 and the cup-like housing 1 or the wall section 2.

Die zweite Elektrode 6 weist bei der Ausführungsform nach den Fig uren la und 1b sowie 3a und 3b ei ne Gewindebohrung 11 auf, die ein elektrisches Anschl usselement da rstel lt. The second electrode 6 has, in the embodiment according to the figures La and 1b and 3a and 3b ei ne threaded bore 11, which an electrical connector as rstel lt.

Der am becherartigen Gehäuse 1 befindliche scheibenförmige Überspa nn u ngsabieiter 5 wi rd u mfa ngseitig von einem kappenförmigen Isolationsteil 12 zentriert, wobei das Isolationsteil 12 Öffnungen 13 für den Durchtritt des mindestens einen Kontaktbolzens 9 a ufweist. The disk-shaped overspray submergable 5 located on the cup-like housing 1 is centered on the muzzle side by a cap-shaped insulating part 12, the insulating part 12 having openings 13 for the passage of the at least one contact pin 9 a.

Die offene Seite des becherartigen Gehäuses 1 ist von ei ner Kappe 14 verschließba r, wobei zusätzliche Dichtelemente 15 Verwendung finden können . The open side of the cup-like housing 1 is of ei ner cap 14 verschließba r, with additional sealing elements 15 can be used.

Der notwendige Kontaktdruck bezogen auf den scheibenförmigen Über- span nungsableiter 5 wird m it Hilfe einer Feder 16 realisiert, welche in der Lage ist, therm isch bedingte Ausdehn ungen der Gesamtanordnung bzw. der im Inneren des becherartigen Gehäuses auftretenden Bauteile zu kompensieren . The necessary contact pressure relative to the disk-shaped surge arrester 5 is realized by means of a spring 16 which is capable of compensating thermally induced expansions of the overall arrangement or of the components occurring in the interior of the cup-like housing.

Aus der vergleichenden Betrachtung der Darstel l ungen nach den Fig uren la und 1b oder aber der Figuren 3a und 3b wird deutlich, dass mit dem It is clear from the comparative consideration of the representations according to FIGS. 1a and 1b or from FIGS. 3a and 3b that the

Schmelzen des stifta rtigen Blockierteiies 10 sich der Kontaktbolzen 9 zur Innenwandung des bechera rtigen Gehäuses 1 bewegen kann_» um den Melting of the pin-shaped blocking eggs 10, the contact pin 9 can move to the inner wall of the cup-shaped housing 1 _» around the

gewü nschten Kurzschluss in reproduzierbarer und sicherer Weise zu desired short circuit in a reproducible and safe manner

bewerkstelligen . Verdrängte Teile des schmelzbaren Elementes können von den spaltartigen Freiräumen wie in den Figuren ersichtlich, aufgenomm en werden und behindern insofern den Bewegungsweg des Kontaktbo lzens 9 nicht. accomplish. Displaced parts of the fusible element can be seen from the gap-like spaces as shown in the figures, taken up and hinder insofar the path of movement of the Kontaktbo lzens 9 not.

Anhand der Figuren 2a und 2b soll nun erläutert werden, wie in vorteilhafter Weise das Prinzip der erfindungsgemäßen Lösung um eine Zustandsanzeige, gegebenenfalls kombiniert mit einer Fernmeldeeinrichtung erweitert werden kann . With reference to the figures 2a and 2b will now be explained how advantageously the principle of the inventive solution to a status display, optionally combined with a telecommunications device can be extended.

Diesbezüglich weist die zweite Elektrode 6 einen Fortsatz auf, weicher einen axial verlaufenden Hohlraum 17 aufweist, wobei im Hohlraum 17 ein federkraftvorgespannter Signalisierungsstab 18 in beweglicher Weise eingesetzt ist. In this regard, the second electrode 6 has an extension, which has an axially extending cavity 17, wherein in the cavity 17, a spring-biased signaling rod 18 is inserted in a movable manner.

Das untere Ende des Signalisierungsstabes 18, welches zum Kontaktbolzen 9 weist, wird von diesem Kontaktbolzen 9 in seiner Bewegung blockiert und im Kurzschlussfall freigegeben . Fig. 2a zeigt hier den Betriebsfaii mit blockiertem Signalisierungsstab 18 und Fig . 2b den Kurzschlussfall mit freigegebenem Signalisierungsstab 18. The lower end of the signaling rod 18, which faces the contact pin 9 is blocked by this contact pin 9 in its movement and released in the event of a short circuit. Fig. 2a shows here the Betriebsfaii with blocked signaling rod 18 and FIG. 2b shows the short circuit case with released signaling rod 18.

Das obere Ende 19 des Signalisierungsstabes 18 kann insofern einen The upper end 19 of the signaling rod 18 can so far a

elektrischen Kennmelder 20 respektive einen dort befindlichen Mikroschalter 21 unmittelbar oder mittelbar betätigen, wie dies aus der Zusammenschau der Figuren 2a und 2b deutlich wird . electrical indicator 20 respectively a microswitch 21 located there operate directly or indirectly, as is clear from the combination of Figures 2a and 2b.

Darüber hinaus kann der Zustand des Signalisierungsstabes 18 durch ein Sichtfenster 22 visualisiert werden . In addition, the state of the signaling rod 18 can be visualized by a viewing window 22.

Der Signalisierungsstab 18 ist bei den Ausführungsformen gemäß den Figuren 2a und 2b von einer hohlzylindrischen Verlängerung 23 geführt, welche einerseits mit dem Hohlraum 17 der zweiten Elektrode verbunden ist und andererseits den Kennmelder 20 fixiert. The signaling rod 18 is guided in the embodiments according to Figures 2a and 2b of a hollow cylindrical extension 23, which is on the one hand connected to the cavity 17 of the second electrode and on the other hand, the identifier 20 fixed.

Wie anhand der Figuren 3a und 3b jeweils im Längs- und Querschnitt dargestellt, besteht bei einer Weiterbildung der Erfindung die Möglichkeit, dass die zweite Elektrode in ihrem zum Überspannungsabieiter 5 weisenden Abschnitt 7 mehrere seitliche Ausnehmungen oder Sacklöcher 8 aufweist, welche sich zum Mittelpunkt M oder dem Zentrum des Elektrodenabschnittes 7 orientieren oder dort treffen, wobei jede der Ausnehmungen oder Sacklöcher 8 einen federkraftvorgespannten leitfähigen Kontaktbolzen 9 aufnimmt, deren jeweiliger Bewegungsweg von einem jeweiligen schmelzbaren Element bzw. Blockierteil 10 im Betriebsfali gesperrt und bei Überlastung des As shown with reference to FIGS. 3 a and 3 b in longitudinal and cross-section, there is the possibility in a development of the invention that the second electrode has a plurality of lateral recesses or blind holes 8 in its section 7 facing the surge arrester 5, which are oriented to the center M or the center of the electrode portion 7 or meet there, each of the recesses or blind holes 8 receives a spring-biased conductive contact pin 9 whose respective path of movement of a respective fusible element or blocking member 10 locked in Betriebsfali and overloading the

Überspannungsabieiters freigegeben wird. Surge arrester is released.

Die koaxiale Konstruktion der Überspannungsschutzvorrichtung gemäß der Erfindung wird besonders unter Hinweis auf die Explosionsdarstellung nach Fig.4 deutlich. Diese Darstellung zeigt das becherartige Gehäuse 1 mit Anschlussbolzen 4, den scheibenförmigen Varistor 5, ein beispielhaftes stiftartiges Blockierteil 10, den Kontaktbolzen 9 mit umlaufendem Rücksprung 90 zur Freigabe des Signalisierungsstabes 18, eine Feder 91 zur Erzeugung der Vorspannung zum Zweck der Bewegung des Kontaktbolzens 9, die The coaxial construction of the overvoltage protection device according to the invention will be particularly apparent with reference to the exploded view of Fig.4. This illustration shows the cup-like housing 1 with connecting bolt 4, the disk-shaped varistor 5, an exemplary pin-like blocking part 10, the contact pin 9 with circumferential recess 90 to release the signaling rod 18, a spring 91 for generating the bias for the purpose of movement of the contact pin 9, the

Vorspannfeder 16, eine Feder 180 zur Vorspannung des Signalisierungsstabes 18, das Isolierteil 12, welches in seinem Inneren unter anderem die Biasing spring 16, a spring 180 for biasing the signaling rod 18, the insulating part 12, which in its interior inter alia the

stempelartige zweite Elektrode 6 und den Überspannungsabieiter 5 aufnimmt und selbige Teile zentriert. Weiterhin sind Dichtelemente 15 und die stamp-like second electrode 6 and the surge arrester 5 receives and self-centered parts. Furthermore, sealing elements 15 and the

Verschlusskappe 14 erkennbar. Cap 14 recognizable.

Der Hohlzylinder 23 greift mit seinem unteren, in Richtung Überspannungsabieiter 5 weisenden Ende in eine zylindrische Ausnehmung der zweiten Elektrode 6 ein, wie dies im Detail anhand der Figuren 2a und 2b The hollow cylinder 23 engages with its lower end pointing in the direction of surge arrester 5 into a cylindrical recess of the second electrode 6, as described in detail with reference to FIGS. 2a and 2b

nachvollziehbar ist. is traceable.

Das obere, freie Ende des Signalisierungsstabes 18 weist eine The upper, free end of the signaling rod 18 has a

Farbkennzeichnung 182 auf, die bei Ansprechen des Kurzschluss-Mechanismus aus dem Hohlzylinder 23 heraus sichtbar wird oder in Kombination mit der Kernmeldereinheit 20 durch das Sichtfenster 22 erkennbar ist. Color coding 182, which is visible in response of the short-circuit mechanism out of the hollow cylinder 23 or can be seen in combination with the core detector unit 20 through the viewing window 22.

Das obere Ende 182 des Signalisierungsstabes 18 kann mit einem The upper end 182 of the signaling rod 18 can with a

Mikroschalter 21 in Wechselwirkung treten und den Mikroschalter 21 an einem Kontaktstößel auslösen bzw. blockieren. Die Elemente des Kennmelders werden durch die Teile 20 realisiert. Microswitch 21 interact and trigger the microswitch 21 on a contact plunger or block. The elements of the indicator are realized by the parts 20.

Claims

Patentansprüche claims

1. Gekapselte Überspannungsschutzvorrichtung in koaxialer Bauform mit einem becherartigen Gehäuse (1), einer ersten und einer zweiten Elektrode, einem scheibenförmigen Überspannungsabieiter (5), 1. Encapsulated overvoltage protection device in coaxial design with a cup-like housing (1), a first and a second electrode, a disc-shaped surge arrester (5),

insbesondere ausgebildet als Varistor, welcher mit den Elektroden elektrisch verbunden ist und sich im becherartigen Gehäuse ( 1) befindet, sowie mit einem schmelzbaren Element zur Herstellung eines Kurzschlusses zwischen den Elektroden im Falle einer Überlastung des Überspannungsabieiters (5) wobei mindestens Teile des becherartigen Gehäuses (1) eine der Elektroden bilden, eine solche Elektrode aufnehmen oder abstützen und die zweite der Elektroden stempelartig den scheibenförmigen in particular designed as a varistor, which is electrically connected to the electrodes and is located in the cup-like housing (1), and with a fusible element for establishing a short circuit between the electrodes in the event of overloading of the surge arrester (5), wherein at least parts of the cup-like housing ( 1) form one of the electrodes, receive or support such an electrode and the second of the electrodes stamp-like the disc-shaped

Überspannungsabieiter kontaktiert, Surge arrester contacted,

dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that

die zweite Elektrode (6) an ihrem zum Überspannungsabieiter (5) the second electrode (6) at its to the surge arrester (5)

weisenden Abschnitt (7) mindestens eine radiale Ausnehm ung oder ein Sackloch (8) aufweist, wobei in der Ausnehmung oder dem Sackloch (8) ein federkraftvorgespannter, leitfähiger Kontaktbolzen (9) eingesetzt ist, dessen Bewegungsweg vom schmelzbaren Element (10) blockiert und bei Überlastung des Überspannungsabieiters (5) freigegeben wird, derart, dass der Kontaktbolzen (9) einen stabilen Kurzschluss zwischen der zweiten Elektrode (6) und dem becherartigen Gehäuse (1) herstellt. pointing section (7) at least one radial Ausnehm or a blind hole (8), wherein in the recess or the blind hole (8) is a spring-biased, conductive contact pin (9) is used, blocked the movement path of the fusible element (10) and at Overload of the surge arrester (5) is released, such that the contact pin (9) establishes a stable short circuit between the second electrode (6) and the cup-like housing (1).

2. Gekapselte Überspannungsschutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass 2. Encapsulated overvoltage protection device according to claim 1, characterized in that

das schmelzbare Element (10) als stiftartiges Blockierteil ausgebildet ist, welches sich in einer quer zur Ausnehmung oder dem Sackloch (8) verlaufenden Bohrung befindet und mit einem seiner Enden in engem, wärmeleitenden Kontakt zur Oberfläche des Überspannungsabieiters (5) steht. the fusible element (10) is designed as a pin-like blocking part which is located in a bore running transversely to the recess or the blind hole (8) and has one of its ends in close, heat-conducting contact with the surface of the surge arrester (5).

3. Gekapselte Überspannungsschutzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass 3. Encapsulated overvoltage protection device according to claim 1 or 2, characterized in that

die zweite Elektrode (6) einen Fortsatz besitzt, welcher einen axial verlaufenden Hohlraum (17) aufweist, wobei im Hohlraum (17) ein federkraftvorgespannter Signalisierungsstab (18) eingesetzt ist, dessen 2 unteres, zum Kontaktbolzen (9) weisendes Ende von diesem in seiner Bewegung blockiert und im Kurzschlussfall freigegeben wird. the second electrode (6) has an extension which has an axially extending cavity (17), wherein in the cavity (17) a spring-biased signaling rod (18) is inserted, whose 2 lower, the contact pin (9) facing end of this in its movement blocked and released in the event of a short circuit.

4. Gekapselte Überspannungsschutzvorrichtung nach Anspruch 3, 4. Encapsulated overvoltage protection device according to claim 3,

dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that

das obere Ende (19) des Signalisierungsstabes (18) einen elektrischen Kennmelder (20) unmittelbar oder mittelbar betätigt. the upper end (19) of the signaling rod (18) actuates an electrical indicator (20) directly or indirectly.

5. Gekapselte Überspannungsschutzvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass 5. Encapsulated overvoltage protection device according to claim 3 or 4, characterized in that

der Zustand bzw. die Lage des Signalisierungsstabes (18) visualisierbar ist. the state or the position of the signaling rod (18) can be visualized.

6. Gekapselte Überspannungsschutzvorrichtung nach einem der 6. Encapsulated overvoltage protection device according to one of

vorangegangenen Ansprüche, previous claims,

dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that

der im becherartigen Gehäuse (1) befindliche scheibenförmige in the cup-like housing (1) located disc-shaped

Überspannungsabieiter (5) umfangseitig von einem kappenförmigen Surge arrester (5) on the circumference of a cap-shaped

Isolationsteil (12) zentriert ist, wobei im Isoiationsteil (12) Öffnungen (13) für den Durchtritt des mindestens einen Kontaktbolzens (9) vorhanden sind. Insulation member (12) is centered, wherein in the Isoiationsteil (12) openings (13) for the passage of the at least one contact pin (9) are present.

7. Gekapselte Überspannungsschutzvorrichtung nach einem der 7. Encapsulated overvoltage protection device according to one of

vorangegangenen Ansprüche, previous claims,

dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that

die zweite Elektrode (6) an ihrem zum Überspannungsabieiter (5) the second electrode (6) at its to the surge arrester (5)

weisenden Abschnitt (7) mehrere radiale Ausnehmungen (8) aufweist, welche sich im Mittelpunkt (M) oder dem Zentrum des Elektrodenabschnittes treffen, wobei jede der Ausnehmungen (8) einen federkraftvorgespannten, leitfähigen Kontaktbolzen (9) aufnimmt, deren jeweiliger Bewegungsweg von einem schmelzbaren Element (10) blockiert und bei Überlastung des Überspannungsabieiters (5) freigegeben wird. pointing portion (7) has a plurality of radial recesses (8) which meet at the center (M) or the center of the electrode portion, wherein each of the recesses (8) receives a spring-biased, conductive contact pin (9) whose respective path of movement of a fusible Element (10) is blocked and released when overloading the surge arrester (5).