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Die
Erfindung betrifft ein Überspannungsschutzelement mit einem
Gehäuse, mit mindestens einem in dem Gehäuse angeordneten überspannungsbegrenzenden
Bauelement, insbesondere einem Varistor, und mit zwei Anschlusselementen
zum elektrischen Anschluss des Überspannungsschutzelements
an den zu schützenden Strom- oder Signalpfad, wobei im
Normalzustand des Überspannungsschutzelements die Anschlusselemente
jeweils mit einem Pol des überspannungsbegrenzenden Bauelements
in elektrisch leitendem Kontakt stehen.
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Aus
der
DE 42 41 311 C2 ist
ein Überspannungsschutzelement bekannt, das zur Überwachung des
Zustands eines Varistors eine thermische Abtrennvorrichtung aufweist.
Bei diesem Überspannungsschutzelement ist das erste Anschlusselement über
einen flexiblen Leiter mit einem starren Trennelement verbunden,
dessen dem flexiblen Leiter abgewandtes Ende über eine
Lötstelle mit einer am Varistor vorgesehenen Anschlussfahne
verbunden ist. Das andere Anschlusselement ist über einen
flexiblen Leiter fest mit dem Varistor bzw. einer Anschlussfahne
am Varistor verbunden. Das Trennelement wird von einem Federsystem
mit einer Kraft beaufschlagt, die dazu führt, dass das
Trennelement beim Auftrennen der Lötverbindung von der
Anschlussfahne linear wegbewegt wird, so dass der Varistor bei thermischer Überlastung
elektrisch abgetrennt wird. Über das Federsystem wird beim
Auftrennen der Lötverbindung gleichzeitig ein Fernmeldekontakt
betätigt, so dass eine Fernüberwachung des Zustandes des Überspannungsschutzelements
möglich ist.
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Auch
aus der
DE 20
2004 006 227 U1 ist ein Überspannungsschutzelement
bekannt, bei dem die Überwachung des Zustands eines Varistors
nach dem Prinzip eines Temperaturschalters erfolgt, so dass bei Überhitzung
des Varistors eine zwischen dem Varistor und einem Trennelement
vorgesehene Lötverbindung aufgetrennt wird, was zu einem
elektrischen Abtrennen des Varistors führt. Außerdem wird
beim Auftrennen der Lötverbindung ein Kunststoffelement
durch die Rückstellkraft einer Feder aus einer ersten Position
in eine zweite Position geschoben, in der das als federnde Metallzunge
ausgebildete Trennelement durch das Kunststoffelement thermisch
und elekt risch vom Varistor getrennt ist, so dass ein eventuell
zwischen der Metallzunge und der Kontaktstelle des Varistors anstehender
Lichtbogen gelöscht wird. Da das Kunststoffelement zwei
nebeneinander angeordnete farbige Markierungen aufweist, fungiert
es gleichzeitig auch als optische Zustandsanzeige, so dass der Zustand
des Überspannungsschutzelements direkt vor Ort abgelesen
werden kann.
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Die
DE 695 03 743 T2 offenbart
ein Überspannungsschutzelement mit zwei Varistoren, das zwei
Trennmittel aufweist, die die Varistoren jeweils an ihrem Lebensende
einzeln abtrennen können. Die Trennmittel weisen jeweils
eine federnde Trennzunge auf, wobei das erste Ende der Trennzunge
mit dem ersten Anschluss fest verbunden und das zweite Ende der
Trennzunge im Normalzustand des Überspannungsschutzelements über
eine Lötstelle an einer Verbindungszunge am Varistor befestigt
ist. Kommt es zu einer unzulässigen Erwärmung
des Varistors, so führt dies zu einem Aufschmelzen der
Lötverbindung. Da die Trennzunge im angelöteten
Zustand (Normalzustand des Überspannungsschutzelements)
aus ihrer Ruhelage ausgelenkt und somit vorgespannt ist, federt
das freie Ende der Trennzunge beim Erweichen der Lötverbindung
von der Verbindungszunge des Varistors weg, wodurch der Varistor
elektrisch abgetrennt wird. Um die geforderte Isolations- und Kriechstromfestigkeit
zu gewährleisten und einen beim Öffnen der Trennstelle
entstehenden Lichtbogen zu löschen, ist es erforderlich,
dass beim Verschwenken der Trennzunge ein möglichst großer
Abstand zwischen dem zweiten Ende der Trennzunge und der Verbindungszunge
des überspannungsbegrenzenden Bauelement erzielt wird.
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Die
bekannten Überspannungsschutzelemente sind in der Regel
als ”Schutzstecker” ausgebildet, die zusammen
mit einem Geräteunterteil ein Überspannungsschutzgerät
bilden. Zur Installation eines derartigen Überspannungsschutzgeräts,
welches beispielsweise die phasenführenden Leiter L1, L2,
L3 sowie den Neutralleiter N und gegebenenfalls auch den Erdleiter
PE schützen soll, sind bei den bekannten Überspannungsschutzgeräten
am Geräteunterteil entsprechende Anschlussklemmen für
die einzelnen Leiter vorgesehen. Zur einfachen mechanischen und
elektrischen Kontaktierung des Geräteunterteils mit dem
jeweiligen Überspannungsschutzelement sind bei dem Überspannungsschutzelement
die Anschlusselemente als Steckerstifte ausgebildet, zu denen im
Geräteunterteil korrespondierende, mit den Anschlussklemmen
verbundene Steckerbuchsen angeordnet sind, so dass das Überspannungsschutzelement
einfach auf das Geräteunterteil aufsteckbar ist.
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Bei
derartigen Überspannungsschutzgeräten ist die
Installation und Montage durch die Steckbarkeit der Überspannungsschutzelemente
sehr einfach und zeitsparend durchführbar. Zusätzlich
weisen derartige Überspannungsschutzgeräte teilweise noch
einen Wechselkontakt als Signalgeber zur Fernmeldung des Zustands
mindestens eines Überspannungsschutzelements sowie eine
optische Zustandsanzeige in den einzelnen Überspannungsschutzelementen
auf. Über die Zustandsanzeige wird angezeigt, ob das in
dem Überspannungsschutzelement angeordnete überspannungsbegrenzende Bauelement
noch funktionstüchtig ist oder nicht. Als überspannungsbegrenzendes
Bauelement werden dabei insbesondere Varistoren verwendet, wobei
jedoch je nach Einsatzzweck des Überspannungsschutzelements
auch gasgefüllte Überspannungsableiter, Funkenstrecken
oder Dioden eingesetzt werden können.
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Die
zuvor beschriebenen, bei den bekannten Überspannungsschutzelementen
verwendeten, thermischen Abtrennvorrichtungen, die auf dem Aufschmelzen
einer Lötverbindung beruhen, haben mehrere Aufgaben zu
erfüllen. Im Normalzustand des Überspannungsschutzelements,
d. h. im nicht getrennten Zustand, muss eine sichere und gute elektrische
Verbindung zwischen dem ersten Anschlusselement und dem überspannungsbegrenzenden
Bauelement gewährleistet sein. Beim Überschreiten
einer bestimmten Grenztemperatur muss die Trennstelle eine sichere
Abtrennung des überspannungsbegrenzenden Bauelements sowie
eine dauerhafte Isolationsfestigkeit und Kriechstromfestigkeit gewährleisten.
Problematisch ist dabei jedoch, dass die Lötverbindung
aufgrund der Federkraft des Federelements oder der aus ihrer Ruhelage
ausgelenkten Trennzunge im Normalzustand des Überspannungsschutzelements
dauerhaft mit einer Scherspannung belastet wird.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein eingangs
beschriebenes Überspannungsschutzelement zur Verfügung
zu stellen, bei welchem die zuvor genannten Nachteile vermieden
werden. Dabei soll sowohl eine sichere und gute elektrische Verbindung
im Normalzustand als auch eine sichere Abtrennung eines defekten überspannungsbegrenzenden
Bauelements gewährleistet sein. Darüber hinaus
soll eine möglichst hohe Isolations- und Kriechstromfestigkeit
auch bei möglichst kleiner Baugröße des Überspannungsschutzelements
erzielt werden.
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Diese
Aufgabe ist bei dem eingangs beschriebenen Überspannungsschutzelement
gemäß dem Patentanspruch 1 dadurch gelöst,
dass das überspannungsbegrenzende Bauelement drehbar im Gehäuse
gelagert ist, wobei im Normalzustand des Überspannungsschutzelements
mindestens ein Pol des überspannungsbegrenzenden Bauelements über
eine Steckverbindung mit einem Anschlusselement verbunden ist. Darüber
hinaus ist mindestens ein Federelement derart zwischen dem Gehäuse
und dem überspannungsbegrenzenden Bauelement angeordnet,
dass das überspannungsbegrenzende Bauelement bei thermischer Überlastung
durch das Federelement so gedreht wird, dass mindestens ein Pol
nicht mehr mit dem zugeordneten Anschlusselement in elektrisch leitendem
Kontakt steht. Damit bei dem erfindungsgemäßen Überspannungsschutzelement
die beiden Pole des überspannungsbegrenzenden Bauelements
im Normalzustand des Überspannungsschutzelements entgegen
der Federkraft des Federelements in elektrisch leitendem Kontakt
mit den Anschlusselementen stehen, ist zwischen dem überspannungsbegrenzenden
Bauelement und dem Gehäuse eine thermisch auftrennende
Verbindung angeordnet, die dann auftrennt, wenn die Temperatur des überspannungsbegrenzenden
Bauelements eine vorgegebene Grenztemperatur überschreitet.
Im Normalzustand des Überspannungsschutzelements verhindert
diese Verbindung zwischen dem überspannungsbegrenzenden
Bauelement und dem Gehäuse eine Drehung des überspannungsbegrenzenden
Bauelements, so dass die Anschlusselemente jeweils mit einem Pol
des überspannungsbegrenzenden Bauelements in elektrisch
leitendem Kontakt stehen.
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Während
bei den aus dem Stand der Technik bekannten Überspannungsschutzelementen
die Lötstelle, die im Normalzustand des Überspannungsschutzelements
der elektrischen Verbindung zwischen dem ersten Anschlusselement
und einem Pol des überspannungsbegrenzenden Bauelements dient,
durch die Federkraft eines Federelements stets mit einer Scherspannung
belastet ist, was zu einer Verschlechterung der elektrischen Verbindung führen
kann, ist bei dem erfindungsgemäßen Überspannungsschutzelement
die Ver bindung zwischen den Anschlusselementen und den Polen des überspannungsbegrenzenden
Bauelements nicht durch eine Federkraft belastet.
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Die
Fixierung des überspannungsbegrenzenden Bauelements in
der Kontaktstellung erfolgt bei dem erfindungsgemäßen Überspannungsschutzelement
durch die thermisch auftrennende Verbindung, die zwischen dem überspannungsbegrenzenden Bauelement
und dem Gehäuse ausgebildet ist. Die Federkraft des Federelements
greift somit im Normalzustand des Überspannungsschutzelements nicht
an den elektrischen Verbindungsstellen des überspannungsbegrenzenden
Bauelements sondern an der davon separat ausgebildeten Verbindung
zwischen dem Bauelement und dem Gehäuse an. Als Federelement
kann dabei sowohl eine Druckfeder als auch eine Zugfeder verwendet
werden. Selbstverständlich können auch eine Druckfeder
und eine Zugfeder eingesetzt werden.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird die thermisch auftrennende
Verbindung zwischen dem überspannungsbegrenzenden Bauelement
und dem Gehäuse durch ein im Gehäuse angeordnetes
Rückhalteelement realisiert, das im Normalzustand des Überspannungsschutzelements
eine Drehung des überspannungsbegrenzenden Bauelements
verhindert. Das Rückhalteelement besteht aus einem Material,
das dann schmilzt, wenn die Temperatur des überspannungsbegrenzenden
Bauelements eine vorgegebene Grenztemperatur überschreitet.
Durch die Anordnung des Rückhalteelements im direkten Kontakt
mit oder in unmittelbarer Nähe zu dem überspannungsbegrenzenden Bauelement
wird dabei sichergestellt, dass eine Erwärmung des überspannungsbegrenzenden
Bauelements auch zu einer Erwärmung des Rückhalteelements
führt, so dass das Rückhalteelement bei Erreichen
der vorgegebenen Grenztemperatur schmilzt. Dies führt dann
dazu, dass das drehbar gelagerte überspannungsbegrenzende
Bauelement durch das Federelement gedreht wird, wodurch die zwischen mindestens
einem Pol und einem Anschlusselement realisierte Steckverbindung
getrennt wird, was eine elektrische Abtrennung des überspannungsbegrenzenden
Bauelements bewirkt.
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Für
das Rückhalteelement wird vorzugsweise ein entsprechend
geeigneter Kunststoff verwendet, der ab einer Temperatur von ca.
110°C bis 130°C schmilzt. Hierfür eignet
sich insbesondere Polyethylen, vorzugsweise Low Density Polyethylen
(LDPE) oder High Density Polyethylen (HDPE) sowie Polycarbonat (PC).
Darüber hinaus sind jedoch auch andere Materialien, insbesondere
andere Kunststoffe, zur Realisierung des Rückhalteelements
denkbar. Außerdem können anstelle von einem Rückhalteelement
auch mehrere Rückhalteelemente, insbesondere zwei Rückhalteelemente
zwischen dem Gehäuse und dem überspannungsbegrenzenden
Bauelement angeordnet sein.
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Zuvor
ist ausgeführt worden, dass im Normalzustand des Überspannungsschutzelements mindestens
ein Pol des überspannungsbegrenzenden Bauelements über
eine Steckverbindung mit einem Anschlusselement verbunden ist. Gemäß einer ersten
Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Überspannungsschutzelements
ist auch der zweite Pol über eine Steckverbindung mit dem
zweiten Anschlusselement verbunden, wobei beide Pole jeweils mit
einer Anschlusslasche elektrisch leitend verbunden sind. Die Anschlusslaschen
sind dabei vorzugsweise als Steckerstifte ausgebildet, die im Normalzustand
des Überspannungsschutzelements in den als Steckerbuchsen,
insbesondere als tulpenförmige Kontaktgabeln, ausgebildeten
Anschlusselementen eingesteckt sind. Hierbei ist es besonders einfach möglich,
eine stoßstromtragfähige elektrische Verbindung
zwischen den Anschlusslaschen und den Anschlusselementen herzustellen.
Kommt es zu einer unzulässigen Erwärmung des überspannungsbegrenzenden
Bauelements, so führt dies zu einer Erwärmung
des mindestens einen Rückhaltelements, so dass dieses schmilzt
und dadurch das überspannungsbegrenzende Bauelement durch
das Federelement gedreht wird, wodurch die beiden Anschlusslaschen
aus den Steckerbuchsen gezogen werden.
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Die
Ausbildung von zwei Steckverbindungen führt dazu, dass
auch zwei Trennstellen vorgesehen sind. Hierdurch wird das Verlöschen
eines eventuell auftretenden Lichtbogens an den Trennstellen begünstigt,
da die beiden Trennstellen eine Reihenschaltung bilden, so dass
sich durch die Reihenschaltung der beiden Trennstellen die Gesamtlichtbogenlänge
und damit auch die Lichtbogenspannung vergrößert.
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Bei
einer alternativen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Überspannungsschutzelements ist
nur zwischen einem Pol des überspannungsbegrenzenden Bauelements
und einem Anschlusselement eine Steckverbindung ausgebildet, wobei
dieser Pol ebenfalls mit einer Anschlusslasche elektrisch leitend
verbunden ist. Auch hierbei ist die Anschlusslasche vorzugsweise
als Steckerstift ausgebildet, wobei dann das Anschlusselement auf
der der Anschlusslasche zugewandten Seite als Steckerbuchse ausgebildet
ist. Der zweite Pol des überspannungsbegrenzenden Bauelements
ist bei dieser Ausgestaltung nicht über eine Steckverbindung
sondern über eine Drehverbindung mit dem zweiten Anschlusselement
elektrisch verbunden.
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Vorzugsweise
ist dabei der zweite Pol des überspannungsbegrenzenden
Bauelements mit einem Drehzapfen und das zugehörige zweite
Anschlusselement auf der dem Drehzapfen zugewandten Seite mit einer
korrespondierenden Drehlagerung verbunden. Die Ausbildung einer
Drehverbindung zwischen dem zweiten Pol des überspannungsbegrenzenden
Bauelements und dem zweiten Anschlusselement ermöglicht
es, dass bei thermischer Überlastung des überspannungsbegrenzenden
Bauelements dieses durch das Federelement gedreht wird. Bei dieser
Ausgestaltung ist im Schadensfall des überspannungsbegrenzenden
Bauelements nur ein Pol von dem Anschlusselement getrennt, während
der andere Pol über die Drehverbindung noch mit dem Anschlusselement
verbunden ist.
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Um
eine hohe Isolations- und Kriechstromfestigkeit zu gewährleisten
und einen beim Öffnen der Trennstelle, d. h. beim Trennen
der Steckverbindung zwischen dem mindestens einen Pol und dem mindestens
einen Anschlusselement, entstehenden Lichtbogen zu löschen,
muss ein möglichst großer Abstand zwischen dem
Pol bzw. den Polen und dem zugehörigen Anschlusselement
erzielt werden. Hierzu ist es bei dem erfindungsgemäßen Überspannungsschutzelement
jedoch nicht erforderlich, dass dessen Abmessungen erhöht
werden, da der gewünschte Abstand durch eine entsprechend
weite Drehung des überspannungsbegrenzenden Bauelements
erreicht werden kann.
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Das
erfindungsgemäße Überspannungsschutzelement
ist vorteilhafterweise als ”Schutzstecker” ausgebildet,
so dass es zusammen mit einem korrespondierenden Geräteunterteil
ein Überspannungsschutzgerät bildet. Vorteilhafterweise
weist dabei das Geräteunterteil einen Fernmeldekontakt
zur Fernmeldung des Zustands des Überspannungsschutzelements
auf. Zur Betätigung eines zu dem Fernmeldekontakt gehörenden
Schalters ist im Überspannungsschutz element ein Auslösestift
vorgesehen, der durch eine Öffnung in der Unterseite des Gehäuses
herausragt. Der Auslösestift kann derart mit dem überspannungsbegrenzenden
Bauelement verbunden sein, dass er beim Auftrennen des elektrischen
Kontakts zwischen mindestens einem Pol des überspannungsbegrenzenden
Bauelements und einem Anschlusselement mit dem überspannungsbegrenzenden
Bauelement verschoben wird, wodurch der im Geräteunterteil
angeordnete Fernmeldekontakt betätigt wird.
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Im
Einzelnen gibt es nun eine Vielzahl von Möglichkeiten,
das erfindungsgemäße Überspannungsschutzelement
auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird verwiesen sowohl auf
die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche
als auf die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen
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1 eine
perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels
eine Überspannungsschutzelements, schräg von oben,
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2 ein
Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Überspannungsschutzelements,
im Normalzustand, mit abgenommenem Gehäusedeckel,
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3 das Überspannungsschutzelement gemäß 2,
mit elektrisch abgetrenntem Varistor,
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4 ein
zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Überspannungsschutzelements,
im Normalzustand, mit abgenommenem Gehäusedeckel, und
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5 das Überspannungsschutzelement gemäß 4 mit
elektrisch abgetrenntem Varistor.
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Die
Figuren zeigen ein Überspannungsschutzelement 1 mit
einem Gehäuse 2, wobei in dem Gehäuse 2 ein überspannungsbegrenzendes
Bauelement 3 angeordnet ist. Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen
ist das überspannungsbegrenzende Bauelement ein Varistor 3;
alternativ dazu kann beispielsweise auch ein gasgefüllter Überspannungsableiter
als überspannungsbegren zende Bauelement 3 verwendet
werden. Das als Schutzstecker ausgebildete Überspannungsschutzelement 1 weist zwei
als Steckerbuchsen ausgebildete Anschlusselemente 4, 5 auf,
die auf korrespondierende Steckerstifte eines hier nicht dargestellten
Geräteunterteils aufsteckbar sind.
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Bei
dem Ausführungsbeispiel gemäß den 2 und 3 sind
die beiden Pole des Varistors 3 jeweils mit einer Anschlusslasche 6, 7 verbunden, wobei
im Normalzustand des Überspannungsschutzelements 1 der
Varistor 3 über die beiden Anschlusslaschen 6, 7 mit
den beiden Anschlusselementen 4, 5 verbunden ist.
Die Verbindung zwischen den beiden Anschlusslaschen 6, 7 und
den beiden Anschlusselementen 4,5 folgt dabei
jeweils über eine stoßstromtragfähige
Steckverbindung 8, 9, wozu die den als Steckerstifte
ausgebildeten Anschlusslaschen 6, 7 zugewandten
Enden der Anschlusselemente 4, 5 als tulpenförmige
Kontaktbuchsen 10, 11 ausgebildet sind.
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Neben
dem drehbar im Gehäuse 2 angeordneten Varistor 3 und
den beiden Anschlusselementen 4, 5 sind noch ein
Federelement 12 und ein Rückhalteelement 13 im
Gehäuse 2 angeordnet. Das Federelement 12 ist
dabei derart zwischen dem Gehäuse 2 und dem Varistor 3 bzw.
der Anschlusslasche 6 des Varistors 3 angeordnet,
dass der Varistor 3 bei thermischer Überlastung
durch das Federelement 12 so gedreht wird, dass die beiden
Anschlusslaschen 6, 7 aus den Kontaktbuchsen 10, 11 gezogen
werden, so dass die beiden Pole des Varistors 3 nicht mehr
mit den zugeordneten Anschlusselementen 4, 5 in
elektrisch leitendem Kontakt stehen; der Varistor 3 ist elektrisch
abgetrennt.
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Das
Rückhalteelement 13 verhindert dabei, dass der
Varistor 3 aufgrund der Federkraft des Federelements 12 bereits
im Normalzustand des Überspannungsschutzelements 1 verdreht
wird. Durch das Rückhalteelement 13 wird somit
eine Drehung des Varistors 3 verhindert, solange der Varistor 3 nicht
eine bestimmte Grenztemperatur überschritten hat. Aufgrund
der Anordnung des Rückhalteelements 13 mit direktem
Kontakt zum Varistor 3, führt eine Erwärmung
des Varistors 3 auch zu einer Erwärmung des vorzugsweise
aus Kunststoff bestehenden Rückhalteelements 13.
Das Rückhalteelement 13 ist dabei so ausgebildet,
dass es bei Erreichen der Grenztemperatur, die in der Regel zwischen
ca. 110°C und 130°C liegt, schmilzt, so dass der Varistor 3 nicht mehr
durch das Rückhalteelement 13 in seiner Position
gehalten sondern aufgrund der Federkraft des Federelements 12 verdreht
wird.
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Wie
aus einem Vergleich der 2 und 3 ersichtlich
ist, die das Überspannungsschutzelement 1 einmal
im Normalzustand (2) und einmal mit elektrisch
abgetrenntem Varistor 3 (3) zeigen,
wird der Varistor 3 durch das Federelement 12 derart – in
den dargestellten Ausführungsbeispielen im Uhrzeigersinn – verdreht,
dass die beiden Anschlusslaschen 6, 7 aus den
Kontaktbuchsen 10, 11 herausgezogen werden. Im
abgetrennten Zustand des Varistors 3 (3),
in dem die Zugfeder 12 entspannt ist, ist der Abstand zwischen
den Anschlusslaschen 6, 7 und den zugehörigen
Kontaktbuchsen 10, 11 dabei so groß,
dass ein beim Trennen der Steckverbindung 8, 9 evtl.
entstehender Lichtbogen unterbrochen wird.
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Bei
dem in den 2 und 3 dargestellten
ersten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Überspannungsschutzelements 1,
bei dem beide Pole des Varistors 3 jeweils mit einer Anschlusslasche 6, 7 elektrisch
leitend verbunden sind, sind die beiden Anschlusslaschen 6, 7 beide
am Außenumfang 14 des Varistors 3 angeordnet,
wodurch sich dessen Herstellung, insbesondere der Umhüllungsprozess
des Varistors 3 mit einer isolierenden Ummantelung vereinfacht.
Darüber hinaus ist eine sehr flache Bauweise des Varistors 3 und
damit des Überspannungsschutzelements 1 insgesamt
erreichbar.
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Bei
dem Ausführungsbeispiel des Überspannungsschutzelements 1 gemäß den 4 und 5 ist
nur ein Pol des Varistors 3 mit einer Anschlusslasche 6 elektrisch
leitend verbunden, die im Normalzustand des Überspannungsschutzelements 1 (4) über
eine Steckverbindung 8 mit dem einen Anschlusselement 4 elektrisch
leitend verbunden ist. Zwischen dem zweiten Pol des Varistors 3 und
dem zweiten Anschlusselement 5 ist dagegen eine Drehverbindung 15 realisiert,
wozu der zweite Pol des Varistors 3 mit einem Drehzapfen 16 und
das zugehörige zweite Anschlusselement 5 mit einer
korrespondierenden Drehlagerung 17 verbunden ist. Auch
bei diesem Ausführungsbeispiel wird im Normalzustand des Überspannungsschutzelements 1 eine
ungewollte Drehung des Varistors 3 aufgrund der Federkraft des
Federelements 12 durch ein Rückhalteelement 13 verhindert,
das derart ausgebildet und im Gehäuse 2 befestigt
ist, dass es eine Drehung des Varistors 3 solange verhindert,
solange das Rückhalteelement 13 aufgrund einer
Erwärmung des Varistors 3 noch nicht soweit erwärmt
ist, dass es schmilzt.
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Bei
dem Ausführungsbeispiel gemäß den 4 und 5 erfolgt
die drehbare Lagerung des Varistors 3 im Gehäuse 2 zunächst
durch die Lagerung des Drehzapfens 16 in der Drehlagerung 17. Darüber
hinaus sind bei beiden Ausführungsbeispielen mehrere Lagerrollen 18 derart
im Gehäuse 2 angeordnet, dass der Varistor 3 mit
geringem Reibwiderstand durch das Federelement 12 gedreht
werden kann, wenn das Rückhalteelement 13 geschmolzen ist
und somit nicht mehr der Federkraft des Federelements 12 entgegenwirkt.
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Zur
Anzeige des Zustandes des Varistors 3 bzw. des Überspannungsschutzelements 1 ist
eine optische Zustandsanzeige 19 vorgesehen, die als Farbauftrag
oder farbige Folie direkt auf dem Außenumfang 14 des
Varistors 3 aufgebracht ist. In der Oberseite 20 des
Gehäuses 2 ist dazu ein Sichtfenster 21 ausgebildet,
durch das je nach Drehposition des Varistors 3 ein unterschiedlich
farbiger Abschnitt der Zustandsanzeige 19 sichtbar ist.
Vorzugsweise ist dabei der Abschnitt der Zustandsanzeige 19,
der im Normalzustand des Überspannungsschutzelements 1 durch
das Sichtfenster 21 sichtbar ist, grün, während
der Abschnitt der Zustandsanzeige 19, der im abgetrennten
Zustand des Varistors 3 durch das Sichtfenster 21 sichtbar
ist, rot eingefärbt ist.
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Insbesondere
aus der 1 ist darüber hinaus
noch erkennbar, dass das Gehäuse 2 zweiteilig ausgebildet
ist, nämlich einen schalen- bzw. topfförmigen
ersten Gehäuseteil 22 und einen als Deckel ausgebildeten
zweiten Gehäuseteil 23 aufweist. In dem ersten
Gehäuseteil 22 sind dabei der Varistor 3, die
Anschlusselemente 4, 5, das Federelement 12, das
Rückhalteelement 13 sowie die Lagerrollen 18 angeordnet,
während das zweite Gehäuseteil 23 lediglich
zum verschließen des Gehäuses 2 dient.
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Die
Montage des erfindungsgemäßen Überspannungsschutzelements
kann einfach dadurch erfolgen, dass zunächst die Lagerrollen 18 und
der Varistor 3 sowie die Anschlusselemente 4, 5 in
das erste Gehäuseteil 22 eingelegt werden. Dabei
ist das Federelement 12 zunächst nur mit seinem
einen Ende an der Anschlusslasche 6 des Varistors 3 befestigt. Danach
wird der Varistor 3 derart in dem Gehäuse 2 gedreht,
dass die Anschlusslasche 6 – bei dem Ausfüh rungsbeispiel
gemäß 4 und 5 – bzw.
die beiden Anschlusslaschen 6, 7 – bei
dem Ausführungsbeispiel gemäß den 2 und 3 – zwischen
die Kontaktbuchse 10 bzw. die Kontaktbuchsen 10 und 11 eingesteckt
sind. Anschließend wird das Rückhalteelements 13 in
eine dafür im Gehäuseteil 22 vorgesehene
Aufnahme 24 eingesteckt, wodurch der Varistor 3 in
seiner Position arretiert wird. Danach wird das Federelement 12 gespannt
und an einem ebenfalls im Gehäuseteil 22 ausgebildeten Befestigungsstift 25 mit
seinem zweiten Ende eingehängt. Als letztes wird der Deckel 23 mit
dem Gehäuseteil 22 verbunden, wodurch das Gehäuse 2 verschlossen
wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 4241311
C2 [0002]
- - DE 202004006227 U1 [0003]
- - DE 69503743 T2 [0004]