DE69904274T2 - Schutzvorrichtung für elektrischen Anlagen gegen Speisungsstörungen - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zum Schutz elektrischer Anlagen gegen Störungen ihrer Versorgung.
• Diese Vorrichtungen werden häufig verwendet, um die elektrischen und elektronischen Anlagen gegen Überspannungen zu schützen, die über das elektrische Versorgungsnetz übertragen werden können. Derartigen Überspannungen können insbesondere durch Blitzentladungen entstehen, die sich bis auf die Infrastruktur der Versorgungsnetze durchschlagen.
• Die Schutzvorrichtungen (die in diesem Text mit DAF für "dispositif anti-foudre" oder "Sicherungsvorrichtung" bezeichnet werden) können in einer Tafel integriert sein, mit der die Versorgung mehrerer elektrischer Anschlüsse gesteuert wird, oder können direkt vor der zu schützenden Anlage eingebaut werden.
• Die in einer elektrischen Schalttafel integrierten DAFs (Schalttafel-DAFs) ermöglichen es, mehrere Geräte zu sichern, indem Überspannungen auf Masse geleitet werden. Unter den Schalttafel-DAFs unterscheidet man:
• einerseits einstückige DAFs, die in einem einzigen Gehäuse umfassen:
• - ein aktives Teil der DAF (wobei beispielsweise ein oder mehrere Varistor- oder Gasentladungs- Elemente verwendet werden),
• - Verbindungselemente, die es ermöglichen, das aktive Teil mit dem zu schützenden Schaltkreis und dem Versorgungskreis (üblicherweise parallel dazu) zu verbinden,
• - und eventuell ein System für die Fehleranzeige, durch die der Zustand der DAF angezeigt wird, und/oder eine Übertragungsverbindung für die Fernanzeige des Zustandes der DAF;
• andererseits modular aufgebaute DAFs aus:
• - einem festen Sockel auf der Tafel mit integrierten Verbindungen und eventuell einer Übertragungsverbindung für die Fernanzeige des Zustandes der DAF,
• - und einem aufsteckbaren Gehäuse, das von dem Sockel abnehmbar ist, in welchem der aktive Teil und eventuell das System für die Fehleranzeige integriert ist.
• Die kommerziell erhältlichen DAFs, ob einstückig oder modular, beruhen auf Mitteln zum Verbinden der Kontakte der Elemente (die ihrerseits in Kontakt mit dem Versorgungskreis und dem zu schützenden Schaltkreis sind) für die Verbindung mit dem aktiven Teil der DAF.
• Diese Mittel umfassen allgemein einen Verbindungsleiterabschnitt, der an einem ersten Kontakt der Elemente für die Verbindung angeschlossen ist und mit einem ersten Anschluss des aktiven Teils verlötet ist, dessen anderer Anschluss direkt an dem zweiten Anschluss des Verbindungselements angeschlossen ist.
• Bei einem derartigen Aufbau stellt die Lötstelle zwischen dem Verbindungsabschnitt und dem ersten Anschluss des aktiven Teils so den mechanischen Kontakt zwischen diesen zwei Elementen und als Folge davon das Schließen des elektrischen Schutzschaltkreises sicher, der durch die Verbindungselemente und das aktive Teil der DAF gebildet wird.
• Außerdem wird die Lötstelle derart hergestellt, dass wenn der Strom durch die DAF fließt und vorgegebene und charakteristische Werte der DAF überschreitet oder das aktive Teil, das sich in der Nähe der Lötstelle befindet, ein übergroßes Aufheizen gegen Ende seiner Lebensdauer bewirkt, sich die Verbindung, die durch diese Lötstelle hergestellt wird, auflöst (durch Bruch oder Schmelzen der Lötstelle), um es den beiden Elementen, die sie zusammenhält, zu ermöglichen sich zu lösen.
• Bei den erhältlichen Vorrichtungen wird der Verbindungsabschnitt allgemein einer permanenten mechanischen Belastung unterworfen, durch die sie von dem Anschluss des aktiven Teils, mit der sie verlötet ist, weggezogen wird.
• Wenn somit ein übergroßer Strom oder eine überlange Nutzung den Bruch oder das Schmelzen der Lötstelle zur Folge hat, löst sich der Verbindungsabschnitt von dem Anschluss des aktiven Teils, und der Schutzschaltkreis in der DAF wird geöffnet.
• Die permanente mechanische Belastung, die oben beschrieben wurde, kann zu einer elastischen Deformation des Leiterabschnittes vor der Lötstelle führen, wie es beispielsweise in der Veröffentlichung EP 0 716 493 der Anmelderin beschrieben ist.
• Bei einer anderen bekannten Ausführungsart wird eine Feder verwendet, um die mechanische Belastung zu erzeugen. Diese Ausführungsart ist in Fig. 1 dargestellt, in der schematisch die Haupt-Untergliederungen einer DAF nach dem Stand der Technik gezeigt sind.
• Die DAF dieser schematischen Darstellung ist modular aufgebaut, aber die in Bezug auf die Erfindung, die später beschrieben wird, wesentlichen Untergliederungen können auch in einer bekannten einstückigen DAF integriert sein.
• In Fig. 1 ist die modulare DAF 10 gezeigt, die aus einem Gehäuse 100 besteht, das auf einen Sockel 150 aufsteckbar ist. Das Gehäuse 100 umfasst einen Schaltkreis 40 für den Schutz gegen Überspannungen, die ihrer Art nach allgemein bekannt sein kann und bei der beispielsweise Varistoren eingesetzt werden können. Der Schaltkreis 40 ist über zwei Anschlüsse 101 und 102 angeschlossen, die jeweils auf einer Seitenfläche des Gehäuses angeordnet sind.
• Das Gehäuse dieser modularen DAF umfasst außerdem zwei Stifte 103 und 104 für das Aufstecken auf zwei weibliche Verbinder 151 bzw. 152 des Sockels 150. Der Anschluss 102 wird über eine Verbindung 1020 direkt mit dem Stift 104 verbunden, während der Anschluss 101 auf der gegenüber liegenden Seite des Gehäuses mit einem ersten Teil 110 verbunden wird, das stabil und elektrisch leitend ist.
• Der Stift 103 wird mit einem ersten Ende eines flexiblen Bandes 105 verbunden, das ebenfalls elektrisch leitend ist und dessen anderes Ende mit einem zweiten stabilen Teil oder Schieber 120 verbunden ist. Der Schieber 120 ist mit den stabilen Teil 110 über eine leitfähige Lötstelle 130 verbunden.
• Die Lötstelle 130 ist eine Niedertemperaturlötstelle, die durch eine längere Aufheizung auf eine Temperatur über etwa 100ºC hergestellt wird. Dieses Löten hat als doppelte Funktion das mechanische Halten des Schiebers 120 in Kontakt mit dem stabilen Teil 110 und das Leiten des Stroms zwischen dem Band 105 und dem Anschluss 101.
• Es ist beim Stand der Technik auch möglich, die Lötstelle 130 durch ein thermisch schmelzbares Element, das nicht leitet und eine Klebefunktion hat (und beispielsweise mit Wachs hergestellt ist), das mechanisch hält und unter den gleichen thermischen Bedingungen schmilzt, zusammen mit einem elektrisch leitfähigen Element, das zur Sicherstellung einer Verbindung zwischen dem Teil 110 und dem Schieber 120 geeignet ist, solange das bei Wärme schmelzende Element vorhanden ist, zu ersetzen, wobei dieses elektrisch leitende Element für die Verbindung jedoch automatisch unterbrochen wird, wenn sich das wärmeschmelzbare Element auflöst. Dieses elektrisch leitfähige Verbindungselement kann aus einem oder mehreren dünnen und elektrisch leitfähigen Drähten bestehen, die in dem wärmeschmelzbaren Element eingebettet sind. Die mechanische Wirkung dieser Drähte ist vernachlässigbar, aber die Drähte sichern die elektrische Verbindung zwischen dem Band und dem Anschluss 101. Das elektrisch leitfähige Verbindungselement kann auch aus leitfähigen Mitteln bestehen, die sich außerhalb des wärmeschmelzbaren Elements befinden.
• Eine Feder 140 drückt den Schieber 120 permanent von dem Teil 110 fort. Bei der dargestellten Ausführungsart wird die Feder zwischen einer festen Stütze (die hier mit dem Sockel zusammenhängt, aber auf einem Teil abgestützt werden kann, das mit dem Gehäuse zusammenhängt) und dem Schieber zusammengepresst. Die Feder kann außerdem auf jede andere übliche Art und Weise angeordnet werden, und insbesondere kann sie einen Zug auf das Ende des Schiebers gegenüber dem Sockel 150 ausüben.
• Der Sockel 150 umfasst zwei Kontakte 153 und 154, die mit den Verbindern 151 bzw. 152 verbunden sind. Diese zwei Kontakte ermöglichen es, dass der Versorgungsschaltkreis über den Sockel mit dem zu schützenden Schaltkreis, der dazu gedacht ist, dauerhaft an einer elektrischen Schalttafel angebracht zu werden, verbunden wird.
• Es versteht sich, dass sobald das Gehäuse 100 auf den Sockel 150 gesteckt wird, ein Schutzschaltkreis hergestellt ist, bei dem der Kontakt 153, der Stift 103, das Band 105, der Schieber 120, der mit dem Teil 110 über die Lötstelle 130 verbunden ist, der Anschluss 101, der Schaltkreis 40, der Anschluss 102 und schließlich der Stift 104 und der Kontakt 154 in Reihe geschaltet sind.
• Eine Vorrichtung dieser Art hat eine begrenzte Lebensdauer. Gegen Ende dieser Lebensdauer heizen sich ihre Komponenten auf, was zum Schmelzen der Lötstelle 130 führt. Der Schieber ist dann nicht mehr mit dem Gehäuse 100 verbunden und wird durch die Feder nach oben gestoßen, so dass er sich verschiebt und die Unterbrechung der Versorgung der zu schützenden Leitung, indem der Schutzkreis geöffnet wird, wie auch die Anzeige und eventuell die Steuerung der Fernanzeige des Zustandes des Varistors sichergestellt wird.
• Die Lötstelle kann außerdem durch einen Schlag unterbrochen werden, der durch das Fließen eines übergroßen Stromes bewirkt wird, was die gleiche Verschiebung des Schiebers zur Folge hat.
• Die modularen Blitzschutzsicherungen, wie sie mit Bezug auf Fig. 1 beschrieben wurden, bieten nur eine binäre Anzeige des Zustandes ihres aktiven Teils, nämlich entweder dass sich das Teil in funktionsfähigem Zustand befindet oder dass es das Ende seiner Lebensdauer erreicht hat.
• Die Anmelderin hat die modularen DAFs verbessert, indem das Gehäuse mit einem zweiten Varistor als "Reserve" ausgestattet wird, dank dessen ein Anwender drei Zustände des aktiven Teils der Vorrichtung unterscheiden kann:
• - normaler Zustand
• - einer der beiden Varistoren ist abgekoppelt - das Gehäuse arbeitet noch, muss aber ausgetauscht werden,
• - die beiden Varistoren sind abgekoppelt, das Gehäuse arbeitet nicht mehr.
• Die Anzeige der Abkopplung eines der beiden Varistoren (und daher das Ende der Lebensdauer des Gehäuses) ermöglicht es, einen zeitlichen Ablauf einzuplanen, um die Auswechslung des Gehäuses durchzuführen, wobei die aktive Blitzschutzsicherung der elektrischen Anlage dank des weiter in Betrieb bleibenden Varistors gewährleistet bleibt. Ein Gehäuse der DAF mit Reserve wird in EP 0 716 493 der Anmelderin beschrieben.
• Im übrigen haben in der Folge der Angleichung der Formate von Niederspannungselementen die vorhandenen DAFs allgemein standardisierte Dimensionen erhalten, um ihre Integration in die verschiedenen elektrischen Schalttafeln (insbesondere der Höhe 58 mm) zu vereinfachen.
• Ein Nachteil der DAFs von dem mit Bezug auf Fig. 1 beschriebenen Typ, seien es modulare oder einstückige, besteht darin, dass die Verwendung des Bandes die Montage der Vorrichtung erschwert, wobei zusätzliche Lot- oder Falzpunkte notwendig werden, die den Gesamtaufbau empfindlicher machen und die Fehlerhäufigkeit erhöhen.
• Ein weiterer Nachteil von DAFs von dem mit Bezug auf Fig. 1 beschriebenen Typ, der mit dem oben erwähnten Standardformat zusammenhängt, besteht darin, dass die Verwendung des Bandes, das einen nicht vernachlässigbaren Umfang hat, dazu führt, dass die modularen DAF-Gehäuse vom Standardformat nur einen einzigen Varistor enthalten können.
• Diese Einschränkung verbietet die Integration der oben erwähnten Reservevorrichtungen, für die die Verwendung von zwei Varistoren notwendig ist, die parallel in dem Gehäuse der DAF eingebaut sind. Folglich ist die Stärke des Stroms, der von der DAF auf Masse geleitet werden kann, auf einen Wert in der Ordnung von 40 kA 8/20 begrenzt, was für bestimmte Anwendungen nicht ausreicht.
• Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, DAFs mit einfachem und zuverlässigem Aufbau zu schaffen, die ohne Band auskommen, das ein empfindliches Element mit großem Umfang darstellt.
• Ein zweites Ziel der Erfindung ist es, eine DAF zu schaffen, die gemäß der in dem vorangehenden Absatz genannten Eigenschaft zusammensteckbar ist, bei der das Gehäuse einen Strom der Stärke in der Ordnung von 65 kA 8/20 auf Masse leiten kann, wobei die Geometrie des Gehäuses den Standarddimensionen entspricht, die insbesondere eine Höhe von 58 mm vorgeben.
• Um diese Ziele zu erreichen, wird erfindungsgemäß eine Vorrichtung zum Schutz gegen Überspannungen von elektrischen Anlagen, mit denen die Vorrichtung über Verbindungsmittel verbunden ist, die wenigstens zwei Verbinder umfassen, wobei die Vorrichtung außerdem eine Blitzschutzsicherungszelle aufweist, deren erster Pol direkt mit einem ersten der Verbinder verbunden ist, vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, dass ein zweiter Pol der Zelle mit einem ersten Leiterabschnitt verbunden ist, die Vorrichtung außerdem einen zweiten Leiterabschnitt aufweist, der direkt mit einem zweiten der Verbinder verbunden ist, und die Vorrichtung außerdem Schmelzsicherungen aufweist, um einen stabilen Schieber in einer Arbeitsstellung der Vorrichtung in elektrischem Kontakt mit den Leiterabschnitten zu halten, wobei die Mittel dazu dienen, den Schieber permanent in eine offene Position der Vorrichtung zu drücken, in welcher der Schieber keinen Kontakt mit den zwei Leiterabschnitten mehr hat.
• Bevorzugt, aber nicht ausschließlich hat die erfindungsgemäße Vorrichtung die folgenden Eigenschaften:
• die Leiterabschnitte sind stabil;
• bei der Schmelzsicherung wird ein Niedertemperaturlot verwendet, dessen Schmelzpunkt bei etwa 100ºC liegt;
• die Vorrichtung ist zerlegbar und weist einerseits einen Sockel, der dazu dient, an einer Schalttafel befestigt zu werden, und andererseits ein Gehäuse, das auf den Sockel aufsteckbar ist und die Blitzschutzsicherungszelle, die zwei Leiterabschnitte sowie den Schieber umfasst, auf, wobei elektrische Kontaktmittel zwischen dem Sockel und dem Gehäuse vorgesehen sind;
• das Gehäuse weist eine zweite Blitzschutzsicherungszelle auf, deren erster Pol direkt mit einem dritten der Leiter verbunden ist, der zweite Pol der zweiten Zelle mit einem dritten Leiterabschnitt verbunden ist, die Vorrichtung außerdem einen vierten Leiterabschnitt umfasst, der direkt mit einem vierten der Leiter verbunden ist, und die Vorrichtung außerdem einen zweiten stabilen Schieber umfasst, der in einer Arbeitsposition der Vorrichtung eine elektrische Schmelzsicherung zwischen dem dritten und dem vierten Leiterabschnitt darstellt, wobei Mittel vorgesehen sind, um den zweiten Schieber permanent in eine Position zu drücken, in der der zweite Schieber keinen Kontakt mehr mit dem dritten und vierten Leiterabschnitt hat;
• der dritte und vierte Leiter sind mit dem ersten bzw. zweiten Leiter vertauscht;
• die Vorrichtung umfasst mechanische Mittel für die Anzeige der Zustandes jeder der Blitzschutzsicherungszellen;
• die Anzeigemittel weisen Zeiger auf, die mit einem beweglichen Teil der Vorrichtung zusammenwirken können;
• die Anzeigemittel sind so ausgelegt, dass die Fälle unterschieden werden:
• (a) die beiden Varistoren sind in Betrieb,
• (b) einer der beiden Varistoren ist nicht verbunden,
• (c) beide Varistoren sind nicht verbunden;
• die Höhe zwischen einerseits einem Kontaktpunkt des Sockels mit der Schalttafel und andererseits dem Ende des Gehäuses, das sich senkrecht über dem Kontaktpunkt befindet, wenn das Gehäuse auf den Sockel gesteckt wird, beträgt nicht mehr als 58 mm;
• sie ist mit Mitteln zur Fernanzeige des Zustandes des Gehäuses ausgestattet;
• die Mittel für den elektrischen Kontakt zwischen dem Sockel und dem Gehäuse umfassen Elemente, von denen jedes wenigstens zwei Zweige aufweist, wobei die Zweige jedes Elements so geformt sind, dass der Stromfluss in den Zweigen eine elektrodynamische Kraft erzeugt, durch die die Zweige voneinander abgestoßen werden;
• die Elemente sind biegsame oder stabile Elemente, die allgemein eine "U"-Form aufweisen;
• jedes der Elemente weist zwei Zweige auf, die einander gegenüber zwischen einem Mittel für die Verbindung des Sockels und einem Mittel für die Verbindung des Gehäuses angeordnet sind;
• das Gehäuse umfasst zwei Schaltkreise zum Schutz gegen Überspannungen, und der Sockel umfasst einen einzigen Unterbrecher mit zwei Positionen, der durch Elemente für die Anzeige des jeweiligen Zustandes der zwei Schutzschaltkreise betätigt wird, wobei eine erste Position des Unterbrechers einem Zustand der Vorrichtung entspricht, in welchem die beiden Schutzschaltkreise aktiv sind, und die zweite Position des Unterbrechers einem der folgenden Zustände der Vorrichtung entspricht:
• - einer der beiden Schutzschaltkreise ist außer Betrieb,
• - beide Schutzschaltkreise sind außer Betrieb,
• - bei der Vorrichtung fehlt das Gehäuse;
• die Anzeigeelemente auf einer Fläche des Gehäuses sind vorspringende Zähne, die in Kontakt mit dem Sockel kommen, wenn das Gehäuse auf den Sockel gesteckt wird;
• jeder Zahn wird durch eine jeweilige Schmelzsicherung in der über den Kasten hervorspringenden Position gehalten, wobei die Schmelzsicherung den ihr entsprechenden Zahn freigibt, wenn der Schutzschaltkreis zerstört wird, der von ihr gehalten wird, wobei eine dem Zahn zugeordnete Feder den Zahn in das Gehäuse drückt;
• der Sockel umfasst ein Teil, dessen eine erste Fläche auf den Unterbrecher drückt, wobei die Anzeigeelemente auf eine zweite Fläche drücken können, die sich gegenüber dem Teil befindet;
• das Teil des Sockels kann selektiv um jede der zwei Achsen der ersten Fläche kippen, die senkrecht zu einer Linie stehen, die die beiden jeweiligen longitudinalen Achsen der zwei Anzeigeelemente verbindet und durch die beiden jeweiligen Kontaktpunkte der Fläche mit den Anzeigeelementen läuft;
• die Projektionen der Stützpunkte der Anzeigeelemente auf dem Teil und des Unterbrechers sind in der Ebene der ersten Fläche des Teils zueinander ausgerichtet;
• in der Ebene sind die Projektionen der Stützpunkte der Anzeigeelemente symmetrisch in Bezug auf die Projektion des Stützpunktes des Unterbrechers angeordnet;
• der Unterbrecher ist mechanisch vorgespannt, so dass er die zweite Fläche des Teils in die entgegengesetzte Richtung zu dem Druck durch die Anzeigeelemente drückt.
• Weitere Aspekte, Ziele und Vorteile der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform erläutert, die als Beispiel dient, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird.
• Fig. 1 zeigt schematisch das Prinzip einer DAF nach dem Stand der Technik, wobei die DAF zusammensteckbar ist.
• Fig. 2a und 2b zeigen schematisch als Blockdiagramm zwei Arten einer erfindungsgemäßen DAF.
• Fig. 3 zeigt perspektivisch ein Gehäuse der erfindungsgemäßen zusammensteckbaren DAF.
• Fig. 4 zeigt perspektivisch eine Art einer erfindungsgemäßen zusammensteckbaren DAF.
• Fig. 5a bis 5d zeigen schematisch mögliche Zustände des Schaltkreises des aktiven Teils einer erfindungsgemäßen DAF.
• Fig. 6 ist eine Aufrisszeichnung mit Einzelheiten des internen Aufbaus eines Gehäuses der erfindungsgemäßen DAF.
• Fig. 7a bis 7f zeigen schematisch die unterschiedlichen Zustände des Systems für die Anzeige eines Fehlers bei einer erfindungsgemäßen DAF.
• Fig. 8 zeigt schematisch einen vertikalen Schnitt durch Elemente, die es ermöglichen, eine Übertragungsverbindung für die Fernanzeige des Zustandes des Gehäuses einer modularen erfindungsgemäßen DAF anzusteuern.
• Fig. 9a bis 9c zeigen perspektivisch einen Teil dieser Steuerelemente jeweils in drei ihrer Betriebsstufen.
• In Fig. 2a ist das Prinzip des inneren Aufbaus einer erfindungsgemäße DAF gezeigt. Die in dieser Figur dargestellte Vorrichtung ist vom modularen Typ, aber das Prinzip der Erfindung ist genauso anwendbar bei einstückigen DAFs.
• Das steckbare Gehäuse 20 der DAF umfasst einen aktiven Teil 40, der über zwei Anschlüsse mit den Stiften 22 und 23 für das Zusammenstecken mit einem Sockel verbunden ist, so wie es in Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben wurde.
• Das Prinzip der Erfindung ist wie gesagt anwendbar auf einstückige DAFs; in diesem Fall bleibt das Schema von Fig. 2a anwendbar, die Elemente 22 und 23 entsprechen also den Kontakten für die Verbindung mit dem zu schützenden Schaltkreis.
• Der Anschluss 22 ist direkt mit einem ersten stabilen Leiterabschnitt 24 verbunden, der sich gegenüber einem zweiten stabilen Leiterabschnitt 26 befindet, der auf einem ersten Anschluss 260 des aktiven Teils befestigt ist. Die zwei Teile 24 und 26 sind befestigt und haben einen Abstand voneinander, der ausreicht, um das Fließen eines Stroms zwischen ihnen zu verhindern, wenn sich dieser Abstand verändert. Bei einer Ausführungsform der Erfindung können der Stift 22 und der Leiterabschnitt 24 auch ein zusammenhängendes Element bilden.
• Ein drittes stabiles Teil 27 oder Schieber ist beweglich derart angebracht, dass es in den Zwischenraum, der die Teile 24 und 26 voneinander trennt, in eine erste Position gebracht werden kann, in der der Schieber einen elektrischen Kontakt zwischen den beiden Teilen herstellt, wenn der Zwischenraum frei ist.
• Eine Lötstelle 25, wie sie in Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben wurde, ermöglicht es, den Schieber in der ersten Position zu halten und so die Stifte 22 und 23 elektrisch zu verbinden, wobei der zweite Anschluss des aktiven Teils, der in der Figur nicht dargestellt ist, direkt mit dem Stift 23 verbunden wird.
• Wie bei der bekannten Vorrichtung, die mit Bezug auf Fig. 1 beschrieben wurde, kann die Lötstelle 25 durch eine wärmeschmelzbare Verbindung mit den gleichen mechanischen Eigenschaften ersetzt werden. In diesem Fall ist es nicht notwendig, zusätzliche Mittel vorzusehen, um den elektrischen Kontakt zwischen den Teilen 24 und 26 herzustellen, wobei der Kontakt durch den Schieber 27 in seiner ersten Position sichergestellt wird.
• Eine Feder 28, deren eine Seite am Ende des Schiebers gegenüber der Lötstelle 25 befestigt ist und deren andere Seite an einem festen Element des in der Figur nicht dargestellten Gehäuses befestigt ist, wird gedehnt gehalten, so dass der Schieber permanent aus seiner weiter oben beschriebenen Position gedrückt wird und in eine zweite Position gelangt, in der der Schieber keinen Kontakt mehr mit den Teilen 24 und 26 hat.
• Erfindungsgemäß und wie in Fig. 2b gezeigt kann die Feder 28 auch zwischen einem festen Punkt 280 des Gehäuses und einem Teil 281 zusammengedrückt werden, das mit dem Schieber verbunden ist. Bei dieser Form ist die Wirkung der Feder auf den Schieber die gleiche.
• Es versteht sich, dass das Ergebnis, das mit dieser Vorrichtung erzielt wird, das gleiche ist wie das bei der bekannten Vorrichtung nach Fig. 1. Der wesentliche Unterschied zwischen den zwei Vorrichtungen besteht in dem Hinzufügen des Schiebers 27 bei der Erfindung, der es erlaubt, ein Leiterband wegzulassen.
• Diese Konstruktion ist von Vorteil, da sie es ermöglicht, eine DAF oder ein Gehäuse einer DAF zu schaffen, das einen geringeren Umfang hat oder bei dem, bei gleichem Umfang, zusätzliche Komponenten integriert werden können, wie dies im folgenden verdeutlich werden wird.
• In Fig. 3 hat ein Gehäuse 30 der modularen DAF mit Standard-Format, in dem nach dem Stand der Technik ein einziger Varistor untergebracht werden kann, auf seiner Unterseite 301 vier Stifte 22a, 22b, 23a und 23b, um es auf einen festen Sockel aufzustecken.
• Aufgrund der Tatsache, dass für die Verbindung zwischen dem Gehäuse und dem Sockel vier Stifte anstelle von zwei vorgesehen werden, kann bei gleichem Querschnitt der Stifte ein Strom größerer Stärke zwischen dem Gehäuse und dem Sockel fließen.
• Das erfindungsgemäße Gehäuse 30 umfasst kein Band, wie es in Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben wurde. Dies hat zur Folge, dass man Platz gewinnt, wodurch es möglich wird, in dem Kasten 300 des Gehäuses zwei Varistoren unterzubringen, die dazu dienen, parallel zwischen einerseits den Phasenleiter und andererseits den Nullleiter oder Masse einer elektrischen Anlage oder zwischen Nullleiter und Masse geschaltet zu werden.
• Die zwei Varistoren sind einerseits mit den Stiften 22a und 23a und andererseits mit den Stiften 22b und 23b verbunden. Das Gehäuse 30 umfasst außerdem zwei Zähne 36a und 36b, deren Rolle weiter unten im Text erläutert wird, die über die Fläche 301 hervorspringen, welche dazu dient, mit dem Sockel in Kontakt zu treten, wobei die beiden Zähne in die Öffnungen 360a und 360b der Fläche 301 des Kastens 300 gleiten können, um in dem Kasten zu verschwinden.
• Um die richtige Polung des Gehäuses auf seinem Sockel bei der Verbindung durch einen Anwender sicherzustellen, umfasst die Unterseite 301 außerdem eine Erkennungsmarke 35, die dazu dient mit einem entsprechenden Element des Sockels zusammenzuwirken. Fig. 4 zeigt perspektivisch das Gehäuse 30 und den ent sprechenden Sockel 400, der das Element 350 für die. Erkennungsmarke umfasst.
• Fig. 4 zeigt außerdem eine Ausführungsform der Erfindung, bei der der Sockel ausgestattet ist mit einer Buchse für die Verbindung eines Moduls 410 für die Fernanzeige des Zustandes des Gehäuses. Die Mittel für die Steuerung dieser Fernanzeige werden später erläutert.
• Die Fig. 5a bis 5d zeigen die vier möglichen Zustände der beiden Varistoren, die hier mit 40a und 40b bezeichnet sind. Von diesen zwei Varistoren, die wie gesagt parallel geschaltet sind, ist jeder individuell mit dem Schalter 25a bzw. 25b verbunden. In der Praxis werden die Schalter 25a und 25b gebildet durch die Kombination aus Schieber 27 und einer Schmelzsicherung wie der Lötstelle in Fig. 2.
• Bezüglich der genauen Beschreibung des Schaltkreises aus Varistoren und Schaltern, die hier jeweils den aktiven Teilen und den Schmelzsicherungen und dem Schieber der erfindungsgemäßen Vorrichtung entsprechen, wird auf die Beschreibung der EP 0 716 493 der Anmelderin verwiesen.
• In Fig. 6 enthält der allgemein quaderförmige Kasten 300 des Gehäuses 30 zwei identische Unterteilungen, von denen nun eine beschrieben wird.
• Der Varistor 40a, der sich in dem zentralen Abschnitt des Kastens befindet, ist über einen ersten Anschluss mit dem Stift 23a für die Verbindung an einem Sockel angeschlossen und über einen zweiten Anschluss 400a an einer Schmelzsicherung 25a, die wie oben beschrieben aus einer Lötstelle besteht.
• Die Lötstelle für die Verbindung 25a hält einen Schieber 27a, der elektrisch leitfähig ist, in Kontakt mit dem Anschluss 400a und den Stift 22a für die Verbindung mit einem Sockel, wobei der Schieber auf diese Art mit der Lötstelle den elektrischen Kontakt zwischen dem Anschluss und dem Stift sicherstellt.
• Eine Feder 28a wird komprimierend vorgespannt, ihr unteres Ende ist mit dem Schieber 27a verbunden, oberhalb dessen sich die Feder befindet, und das andere Ende der Feder stützt sich gegen einen Zeiger 60a, der mit dem Schieber verbunden ist, wobei die Feder versucht, den Zeiger von der Fläche 301 des Gehäuses zu entfernen.
• In dem Kasten 300 sind der Zahn 36a, die Verbindung 25a, der Anschluss 400a und die Feder 28a entlang einer Seitenfläche des Kastens neben der Fläche 301 angeordnet. In dieser Figur ist eine Richtung senkrecht zu dieser Seitenfläche mit I bezeichnet.
• Unter der Wirkung der Kompression übt die Feder einen konstanten Druck in paralleler Richtung zu der Seitenfläche des Kastens und zu der Fläche des Kastens gegenüber dem Sockel auf den Zeiger 60a aus, der seinerseits den Schieber 27a in eine ausgerichtete Stellung mit dem Zahn 36a und der Feder 28a drückt.
• Der konstante Druck, der oben erwähnt wurde, führt dazu, dass der Schieber von der Lötstelle 25a, dem Anschluss 400a und dem Stift 23a getrennt wird, was zur Folge hat, dass der Schaltkreis geöffnet wird, der den Varistor 40a zwischen den Stiften 22a und 23a umfasst.
• Wenn nun die Lötstelle 25a bricht, weil ein übergroßer Strom fließt oder sie sich aufgrund der Zerstörung des Varistors aufheizt, trennt die Feder 28a den Schieber 27a von der Lötstelle 25a und bringt den Zeiger 60a, der stabil mit dem Schieber verbunden ist und oberhalb von ihm ausgerichtet ist, zu der Oberseite des Kastens, die sich gegenüber dem Sockel befindet.
• Im folgenden wird die zweite Aufgabe des Zeigers 60a beschrieben, die ebenfalls mit der Anzeige des Zustandes des Varistors 26a zusammenhängt.
• Die Lötstelle, die zusammengebrochen ist, und der Zeiger 60a, der von dem Sockel weg verschoben worden ist, führen dazu, dass der Zeiger eine Erkennungsmarke 600 betätigt, dei aus einer Platte in dem Kasten 300 besteht, so dass diese gegen eine Fläche gegenüber dem Sockel drückt, wie es nun mit Bezug auf die Fig. 7a bis 7c beschrieben wird.
• Die Fig. 7a bis 7c sind schematische Ansichten in der Richtung I in Fig. 6 von Elementen des Gehäuses 30 in den drei möglichen Zuständen der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
• Die Fläche, die von dem Kasten 300 in den Ansichten erkennbar ist, ist diejenige an der Seite, an der die Teile aus einem Zahn, einer Schmelzsicherung, einem Schieber, einer Feder und einem Zeiger, der mit dem Schieber verbunden ist, angebracht sind.
• Die Fig. 7d bis 7f sind drei schematische Ansichten der Erkennungsmarke 600, gesehen von dem Inneren des Kastens 300 aus, die den Zuständen entsprechen, die in 7a bis 7c jeweils dargestellt sind.
• In Fig. 7a sind die zwei identischen und parallelen Zeiger 60a und 60b, die jeweils mit den Schiebern verbunden sind, die mit den zwei Varistoren der DAF zusammenhängen, von der Erkennungsmarke 600 beabstandet angeordnet, wobei die zwei Verbindungen 25a und 25b durch die Lötstellen der jeweiligen Schieber sichergestellt werden.
• Fig. 7a zeigt den U- förmigen Querschnitt der Erkennungsmarke 600, der eine Fläche parallel zu der Wand des Kastens in der Nähe der beiden seitlichen Abschnitte 600a und 600b aufweist, welche an den Seiten dieser ersten Fläche angeordnet sind und in den Kasten 300 hinein vorspringen.
• Die Enden der beiden Zeiger 60a und 60b, die zu der Erkennungsmarke 600 gewendet sind, haben ein abgeschrägtes Profil mit zwei schrägen und in Bezug auf die Achse des Zeigers gegenüberliegenden Rampen. Die Enden der Zeiger 60a und 60b definieren somit jeweils ein Profil in Form eines vorspringenden V, wobei die beiden Schrägen jedes V mit den vorspringenden Ab schnitten der Erkennungsmarke 600 zusammenwirken können, wie im folgenden beschrieben wird.
• In der in Fig. 7a gezeigten Position werden die beiden Varistoren der Vorrichtung verbunden, und daher befinden sich die beiden Zeiger 60a und 60b, die jeweils mit Schiebern verbunden sind, die mit den beiden Varistoren verbunden sind, in einer Position abseits von der Erkennungsmarke 600. Die Erkennungsmarke 600 erstreckt sich daher entlang der Längsachse der Fläche 302 gegenüber dem Sockel, in dessen Nähe sie sich befindet.
• Die Breite der Erkennungsmarke, definiert durch den Abstand zwischen seinen beiden seitlichen Abschnitten 600a und 600b wird so gewählt, dass sie kleiner als der Wert des Mittenabstandes zwischen den beiden Zeigern 60a und 60b ist.
• Folglich befinden sich in der in Fig. 7a gezeigten Position, in der sich die Erkennungsmarke 600 in der Mitte der Fläche befindet, die vorspringenden Abschnitte der Erkennungsmarke gegenüber der Rampe am Ende des Zeigers 60a, die zu dem Zeiger 60b zeigt, bzw. der Rampe am Ende des Zeigers 60b, die zu dem Zeiger 60a zeigt.
• Die entsprechende Ansicht 7d zeigt die Erkennungsmarke 600, die drehbar um eine Achse 620 montiert ist, welche sich im wesentlichen parallel zu den Zeigern 60a und 60b erstreckt, und folglich in der Mitte der Fläche 302 des Kastens, in deren Nähe sie angeordnet ist. Ein Beobachter, der die Fläche 302 des Kastens 300 von außen beobachtet, kann also durch ein Fenster 610 in dieser Fläche die Position der Erkennungsmarke feststellen, die die Öffnung 610 vollständig abdeckt.
• Die Erkennungsmarke 600 umfasst einen länglichen zentralen Abschnitt 6000, der durch einen zweiten Abschnitt 6001 verlängert wird, der einstückig mit dem Abschnitt 6000 verbunden ist, der in seiner Länge und Breite wesentlich kleiner ist. Die Erkennungsmarke 600 umfasst außerdem zwei elastische seitliche Zungen 602a und 602b, die dazu dienen, sich selektiv auf den Seitenwänden des Kastens abzustützen, um die Position der Er kennungsmarke zu stabilisieren, was im folgenden erläutert wird.
• In der Ansicht 7b ist der Zeiger 60b durch die Feder, die mit ihm verbunden ist, aufgrund eines Bruchs oder des Schmelzens der entsprechenden Lötstelle verschoben. Die Rampe dieses Zeigers, die zum Zeiger 60a zeigt, wirkt daher mit dem vorspringenden Abschnitt 600b der Erkennungsmarke 600 zusammen, um ein Ende der Erkennungsmarke zu verschieben, das sich daher wie in Fig. 7e dargestellt um die Achse 620 dreht.
• In der Position in Fig. 7e wird die Erkennungsmarke in einer winkelmäßig von der Mittelachse der Fläche 302 des Gehäuses beabstandeten Position gehalten, da einerseits der Zeiger 60b mit dem Abschnitt 600b zusammenwirkt und andererseits sich der seitliche Ausläufer 602b der Erkennungsmarke, der elastisch deformierbar ist, auf eine innere Seitenfläche des Kastens 300 stützt.
• Dank der speziellen Geometrie der Erkennungsmarke 600, deren Breite nicht konstant ist, sondern zwei Einschnürungen aufweist, die seitlich symmetrisch sind und eine geringere Breite in der Nähe ihres Endes definieren, das sich in dem Bereich des Fensters 610 befindet, kann ein Beobachter von außen den Zustand der Vorrichtung erkennen. Tatsächlich wird in dieser Position der Erkennungsmarke 600 das Fenster 610 nur teilweise durch die Erkennungsmarke 600 abgedeckt, da ihre winkelmäßige Position einen Abstand von der Mittelachse der Fläche 302 aufweist.
• Wenn der zweite Varistor zerstört wird, so dass der Zeiger 60a seinerseits durch seine jeweilige Feder gegen die Erkennungsmarke 600 gedrückt wird, so wirkt die Rampe des Zeigers 60a, die von dem Zeiger 60b entfernt ist, mit einem zweiten vorspringenden Abschnitt 600a der Erkennungsmarke zusammen, so dass die Erkennungsmarke in derselben Richtung wie vorher weiter gedreht wird. Ein Beobachter erkennt von außen durch das Fenster 610 den Zustand der Gehäuses, wobei die Erkennungsmarke 600 das Fenster vollständig offen lässt.
• Ein Anwender kann so zu jedem Zeitpunkt den Zustand des Gehäuses der erfindungsgemäßen DAF erkennen. Es versteht sich, dass bei den zwei vorspringenden Abschnitten 600a und 600b der Erkennungsmarke, die sich jeweils gegenüber den symmetrisch geneigten Rampen der beiden Zeiger 60a und 60b erstrecken, und der Symmetrie der Erkennungsmarke 600 selbst die Funktion der Vorrichtung die gleiche ist, welcher Varistor auch als erster zerstört wird.
• Tatsächlich ändert sich nur die Richtung der Drehung der Erkennungsmarke 600 um die Achse 620 in Abhängigkeit davon, welcher Varistor als erster ausfällt. Da die Einschürungen und Verschiebungen der Erkennungsmarke symmetrisch sind, ist die Anzeige des Zustandes des Gehäuses unabhängig von der Identität des ersten Varistors, der ausfällt.
• Bei Bedarf findet sich in EP 0 716 493 eine genauere Beschreibung des Funktionsprinzips einer DAF mit zwei Reserve- Varistoren.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat insbesondere dadurch Vorteile, dass sie zuverlässig und robust ist, da das Band fortgelassen werden konnte, dessen Verbindungen einen Schwachpunkt darstellten.
• Außerdem ist es mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wie gezeigt möglich, in ein Gehäuse der zusammensteckbaren DAF mit verkleinertem Format zwei Varistoren unterzubringen, die ein Reserve-System bilden.
• Gemäß einer in den Figuren nicht dargestellten Eigenschaft der Erfindung können die Mittel zum Kontaktieren des Sockels mit dem Gehäuse halbstabile Mittel aufweisen, die elektrisch leitfähig sind, deren Querschnitt die Form eines "U" hat, so dass zwei Zweige definiert werden, die einander gegenüber zwischen einem Verbinder des Sockels und einem Verbinder des Gehäuses angeordnet sind, wobei jeder Zweig mit einem jeweiligen Verbinder in Kontakt steht.
• Diese Eigenschaft erzeugt in den Mitteln für den Kontakt eine elektrodynamische Kraft, die die Zweige auseinander drückt, wenn durch die Mittel für den Kontakt ein Strom fließt. Die Zweige pressen sich unter dieser auseinanderdrückenden Kraft gegen die jeweiligen Verbinder des Sockels und des Gehäuses, so dass die Güte des elektrischen Kontakts zwischen den Verbindern gewährleistet bleibt.
• So wird das Risiko eines mangelhaften elektrischen Kontakts zwischen den Verbindern des Sockels und des Gehäuses, das ein Aufheizen zur Folge haben kann oder sogar das Entstehen von Lichtbögen in der Verbindungszone zwischen dem Sockel und dem Gehäuse, wesentlich verringert.
• Wiederum anhand von Fig. 6 wird im folgenden eine zweite Eigenschaft der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben, die selbst unabhängig von bereits beschriebenen Eigenschaften ist.
• Wie gesagt umfassen die Unterteilungen des Gehäuses eine Lötstelle 25a, durch die der Anschluss 400a mit einem Stift 22a verbunden wird.
• Diese Lötstelle macht es außerdem möglich, dass der Schieber 27a in einem Zwischenraum zwischen dem Anschluss 400a und dem Stift 22a gehalten wird, so dass der elektrische Kontakt zwischen diesen zwei Elementen sichergestellt ist.
• Andererseits ist dem Varistor 40a außerdem der Zahn 36a zugeordnet, der über die genannte untere Fläche 301 durch eine Öffnung hervorspringt, in die er longitudinal in einer Richtung senkrecht zu der Ebene der Fläche 301 gleiten kann.
• Die Unterteilung umfasst außerdem die Feder 28a, die innerhalb des Kastens angeordnet ist und im wesentlichen mit dem Zahn 36a und de Schieber 27a ausgerichtet ist. Es sei hier bemerkt, dass die Feder 28a außerdem vorgedehnt sein kann zwischen einem festen Punkt des Kastens, weg von dem Sockel, und dem Schieber, und letzteren in der gleichen Weise betätigen kann, die oben beschrieben wurde.
• Der Zahn 36a ist ebenfalls verbunden mit dem Schieber 27a, obgleich der Zahn 36a über die Fläche 301 des Kastens hinausspringt, so dass er die Fläche um eine Höhe H1 überragt, wenn der. Schieber zwischen dem Anschluss 400a und dem Stift 22a durch die Lötstelle 25a gehalten wird.
• Der Zahn 36a, der Schieber 27a und die Lötstelle 25a sowie die Feder 28a sind so ausgelegt, dass sie im wesentlichen entlang der gleichen Fläche des Kastens des Gehäuses 30 ausgerichtet sind.
• In dem Fall, dass die Lötstelle den Schieber nicht mehr halten kann (aufgrund eines Spitzenstroms, der das Zusammenbrechen der Lötstelle bewirkt, oder aufgrund des Schmelzens der Lötstelle infolge eines längeren Aufheizvorgangs des Varistors gegen Ende seiner Lebensdauer), holt die Feder 28a den Schieber zurück und den Zahn gegen die Seite des Gehäuses auf der gegenüberliegenden Seite zu dem Sockel, wobei der Zahn also (ganz oder teilweise) in das Gehäuse versenkt wird.
• Das Gehäuse 30 weist außerdem eine zweite Unterteilung auf, die identisch zu der ist, die gerade beschrieben wurde, welche eine zweite Feder, einen zweiten Schieber und einen zweiten Zahn 36b aufweist.
• Wenn einer der Varistoren das Ende seiner Lebensdauer erreicht hat, so wird der Zahn, der ihm zugeordnet ist, also in dem Gehäuse 30 versenkt. Im folgenden wird die spezielle Funktion dieser Zähne erläutert.
• Wenn die zwei Varistoren des Gehäuses der DAF in Betrieb sind, halten die Lötstellen, die jeweils mit den beiden Varistoren zusammenhängen, die zwei Zähne 36a und 36b, die um eine Höhe H1 über den Kasten des Gehäuses vorspringen.
• Wenn man das Gehäuse auf seinen Sockel steckt, dringen die Zähne 36a und 36b in die jeweiligen Öffnungen 46a und 46b des Sockels ein, die in Fig. 4 gezeigt sind.
• In Fig. 8 ist im transversalen Schnitt das Gehäuse 30, das auf dem Sockel 400 aufgesteckt ist, gezeigt, wobei die Stifte 22, 23 für die Verbindung nicht in dieser Schnittebene dargestellt sind, die die Achsen der beiden Zähne 36a und 36b enthält.
• Der Sockel umfasst ein Teil 29 mit einer rechteckigen Platte 290, die sich im wesentlichen parallel zu der Platte erstreckt, deren eine Seite einen Anschlag 292 mit dem Durchmesser der Halbscheibe bildet.
• Die Halbscheibe 291, die sich in einer komplementären Aufnahme des Sockels befindet, kann sich drehen, wobei sie in derselben Ebene bleibt, sowie zu der oberen Seite des Sockels verschoben werden.
• Die Zähne 36a und 36b sind über das Gehäuse hinaus vorspringend dargestellt. In dieser Position dringen die beiden Zähne in den Sockel durch die jeweiligen Öffnungen 46a und 46b ein und stützen sich auf der oberen Fläche der Platte 290 ab, auf beiden Seiten der Symmetrieachse der Teils 29, das senkrecht zu dem Anschlag der Teils steht.
• Die Mitte der unteren Fläche der Platte stützt sich im übrigen auf den Stößel eines Mikroschalters 295, der entweder die Umschaltung von elektrischen Signalen eines Schaltkreises für die Fernanzeige des Zustandes der Vorrichtung steuert oder nicht. Die drei Stützpunkte auf den beiden Flächen der Platte sind parallel zum Anschlag des Teils ausgerichtet, so dass auf diese Art kein Moment senkrecht zu diesem Anschlag auf das Teil 29 ausgeübt wird.
• Eine in der Figur nicht dargestellte Feder drückt permanent den Stößel 295 nach oben.
• In dieser Position wird die Platte daher durch den gleichen Druck der beiden Zähne, die sich auf den beiden Seiten der oberen Fläche der Platte abstützen, welche sich im übrigen auf dem Stößel 295 abstützt, parallel zu der Fläche des Sockels gehalten.
• Darüber hinaus ist es die Aufgabe der Platte, den Druck der Zähne auf den Stößel zu übertragen und sich selbst auf dem höchsten Punkt des Stößels abzustützen, wobei dieser in einer unten genannten Position gehalten wird, die bei der Fernanzeige einem Zustand der Vorrichtung entspricht, in dem die beiden Varistoren in Betrieb sind.
• Wenn einer der Zähne (beispielsweise der Zahn 36b) in dem Gehäuse aufgrund des Versagens des Varistors versenkt wird, dem er zugeordnet ist, wird auf die Platte nur mehr der Druck von dem Zahn 36a auf einer Seite ihrer oberen Fläche sowie der Druck in der Gegenrichtung des Minischalters 295 in der Mitte ihrer unteren Fläche ausgeübt.
• Diese beiden Kräfte bewirken eine Drehung der Platte um die Achse parallel zu der Symmetrieachse der Platte, auf der der Kontaktpunkt der Platte mit dem Zahn 36a liegt.
• Der Stößel 295 kann sich damit durch die Kraftausübung der Feder heben, die ihn permanent drückt, bis zu einer zweiten, oberen genannten Position, wo der Stößel die Umschaltung elektrischer Signale steuert, um den Ausfall des Varistors anzuzeigen.
• In Fig. 8 sind die eingezogene Position des Zahns 36b und die Positionen, die sich für die gekippte Platte daraus ergeben, sowie der Stößel punktiert dargestellt.
• Die Fig. 9a bis 9c zeigen schematisch die möglichen Positionen des Paares von Zähnen 36a und 36b des Teils 29 und des Stößels 295, wodurch die Signale zur Fernanzeige des Zustandes der Vorrichtung gesteuert werden.
• In Fig. 9a springen die beiden Zähne 36a und 36b in Richtung nach unten über das Gehäuse vor, wobei die beiden jeweils zu den Zähnen gehörigen Varistoren in Betrieb sind.
• Bei diesem Aufbau wird die Platte 290 wie gezeigt senkrecht zu den Achsen der Zähne und des Stößels 295 durch den gleichen und diametral entgegengesetzten Druck gegenüber der beiden Zähne gehalten, und der Stößel wird durch die Platte in die untere Position hineingedrückt gehalten.
• Diese untere Position des Stößels entspricht der Steuerung der elektrischen Signale, die über die Entfernung anzeigen, dass die beiden Varistoren der Vorrichtung in Betrieb sind.
• In Fig. 9b ist einer der beiden Zähne in das Innere des Kastens des Gehäuses versenkt. In dem Fall in Fig. 9b ist es der Zahn 36b, der versenkt ist. Jedoch ist die hier beschriebene Konfiguration symmetrisch und trifft auch auf eine Situation zu, in der der Zahn 36a versenkt ist und der Zahn 36b nach unten vorspringt.
• In dieser Konfiguration hat sich die Platte 290 wie ersichtlich um ihren Kontaktpunkt mit dem Zahn 36a gedreht, und der Stößel 295 befindet sich in der oberen Position aufgrund des Druckes der Feder, die ihm zugeordnet ist.
• In dieser oberen Position zeigt der Stößel über die Entfernung an, dass wenigstens einer der beiden Varistoren der Vorrichtung ausgefallen ist.
• In Fig. 9c sind die beiden Zähne 36a und 36b versenkt. Die Platte 290 befindet sich so in einer Position parallel zu ihrer Position in Fig. 9a. Der Stößel 295 bleibt in dieser Konfiguration in der oberen Position und zeigt so immer über die Entfernung den Ausfall der Vorrichtung an.
• Die spezielle oben beschriebene Konfiguration des Systems für die Fernanzeige des Zustandes einer Blitzschutzsicherungsvorrichtung mit zwei Varistoren ist vorteilhaft, da sie es ermöglicht, mit einem einzigen Minischalter den Zustand der Vorrichtung auf binäre Art und Weise anzuzeigen (was einer logischen "ODER"-Funktion entspricht):
• - für den Fall, dass die beiden Varistoren der Vorrichtung betriebsbereit sind, zeigt der Minischalter über die Entfernung den Zustand der Vorrichtung an,
• - und der Minischalter zeigt außerdem über die Entfernung einen Fehlerzustand an, sei es ein Fehler beider Varistoren oder auch das Fehlen eines Gehäuses auf dem Sockel. Tatsächlich ist für den Fall, dass kein Gehäuse auf den Sockel gesteckt wurde, die Platte 290 nur dem Druck ausgesetzt, der durch den Stößel 295 ausgeübt wird, und der Stößel befindet sich in der oberen Position.
• Insbesondere beim Aufstecken eines Gehäuses, bei dem die beiden Varistoren in dem Sockel in Betrieb sind, ändert der Minischalter den Zustand beim Übergang von seiner oberen Position in seine untere Position (tatsächlich wird das Teil 290 von seiner in Fig. 9c gezeigten Position in seine in Fig. 9a gezeigte Position verschoben, wenn ein Gehäuse angebracht wird).
• Eine derartige Verwendung eines einzigen Minischalters, um den Zustand einer Vorrichtung mit zwei Varistoren anzuzeigen, macht es möglich, die Komplexität und die Kosten durch die Verdrahtung zwischen den Minischaltern und einem Kasten für die Fernanzeige in Bezug auf die bestehenden Lösungen zu senken, bei denen ein Minischalter mit jedem Varistor zusammenhängt.

Claims (22)

1. Vorrichtung (20) zum Schutz gegen Überspannungen von elektrischen Anlagen, mit denen die Vorrichtung über Verbindungsmittel verbunden ist, die wenigstens zwei Verbinder (22, 23, 22a, 23a, 22b, 23b) umfassen, wobei die Vorrichtung außerdem eine Blitzschutzsicherungszelle (40, 40a, 40b) aufweist, deren erster Pol direkt mit einem ersten der Verbinder (23, 23a, 23b) verbunden ist,

dadurch gekennzeichnet, dass

ein zweiter Pol (260) der Zelle mit einem ersten Leiterabschnitt (26, 400a) verbunden ist,

die Vorrichtung außerdem einen zweiten Leiterabschnitt (24) aufweist, der direkt mit einem zweiten der Verbinder (22, 22a, 22b) verbunden ist, und die Vorrichtung außerdem Schmelzsicherungen (25, 25a, 25b) aufweist, um einen stabilen Schieber (27, 27a) in einer Arbeitsstellung der Vorrichtung in elektrischem Kontakt mit den Leiterabschnitten zu halten, wobei die Mittel (28, 28a) dazu dienen, den Schieber permanent in eine offene Position der Vorrichtung zu drücken, in welcher der Schieber keinen Kontakt mit den zwei Leiterabschnitten mehr hat.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterabschnitte (26, 400a, 24) stabil sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Schmelzsicherung (25, 25a, 25b) ein Niedertemperaturlot verwendet wird, dessen Schmelzpunkt bei etwa 100ºC liegt.

4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie zerlegbar ist und einerseits einen Sockel (400), der dazu dient, an einer Schalttafel befestigt zu werden, und andererseits ein Gehäuse (30), das auf den Sockel aufsteckbar ist und die Blitzschutzsicherungszelle, die zwei Leiterabschnitte sowie den Schieber umfasst, aufweist, wobei elektrische Kontaktmittel zwischen dem Sockel und dem Gehäuse vorgesehen sind.

5. Vorrichtung nach dem vorangehenden Anspruch,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Gehäuse eine zweite Blitzschutzsicherungszelle (25b) aufweist, deren erster Pol direkt mit einem dritten (23b) der Leiter verbunden ist,

der zweite Pol der zweiten Zelle mit einem dritten Leiterabschnitt verbunden ist,

die Vorrichtung außerdem einen vierten Leiterabschnitt umfasst, der direkt mit einem vierten (22b) der Leiter verbunden ist, und

die Vorrichtung außerdem einen zweiten stabilen Schieber umfasst, der in einer Arbeitsposition der Vorrichtung eine elektrische Schmelzsicherung (25b) zwischen dem dritten und dem vierten Leiterabschnitt darstellt, wobei Mittel vorgesehen sind, um den zweiten Schieber permanent in eine Position zu drücken, in der der zweite Schieber keinen Kontakt mehr mit dem dritten und vierten Leiterabschnitt hat.

6. Vorrichtung nach dem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte und vierte Leiter mit dem ersten bzw. zweiten Leiter vertauscht sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie mechanische Mittel (600, 610) für die Anzeige der Zustandes jeder der Blitzschutzsicherungszellen umfasst.

8. Vorrichtung nach dem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigemittel Zeiger (60a, 600) aufweisen, die mit einem beweglichen Teil (600) der Vorrichtung zusammenwirken können.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Anzeigemittel so ausgelegt sind, dass die Fälle unterschieden werden:

- die beiden Varistoren sind in Betrieb,

- einer der beiden Varistoren ist nicht verbunden,

- beide Varistoren sind nicht verbunden.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe zwischen einerseits einem Kontaktpunkt des Sockels mit der Schalttafel und andererseits dem Ende des Gehäuses, das sich senkrecht über dem Kontaktpunkt befindet, wenn das Gehäuse auf den Sockel gesteckt wird, nicht mehr als 58 mm beträgt.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass sie ausgestattet ist mit Mitteln zur Fernanzeige (410) des Zustandes des Gehäuses.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel für den elektrischen Kontakt zwischen dem Sockel und dem Gehäuse Elemente umfassen, von denen jedes wenigstens zwei Zweige aufweist, wobei die Zweige jedes Elements so geformt sind, dass der Stromfluss in den Zweigen eine elektrodynamische Kraft erzeugt, durch die die Zweige voneinander abgestoßen werden.

13. Vorrichtung nach dem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente biegsame oder stabile Elemente sind, die allgemein eine "U"-Form aufweisen.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Elemente zwei Zweige aufweist, die einander gegenüber zwischen einem Mittel für die Verbindung des Sockels und einem Mittel für die Verbindung des Gehäuses angeordnet sind.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 14,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Gehäuse (30) zwei Schaltkreise zum Schutz gegen Überspannungen umfasst und

der Sockel (400) einen einzigen Unterbrecher (295) mit zwei Positionen umfasst, der durch Elemente (36a, 36b) für die Anzeige des jeweiligen Zustandes der zwei Schutzschaltkreise betätigt wird, wobei eine erste Position des Unterbrechers (295) einem Zustand der Vorrichtung entspricht, in welchem die beiden Schutzschaltkreise aktiv sind, und die zweite Position des Unterbrechers einem der folgenden Zustände der Vorrichtung entspricht:

- einer der beiden Schutzschaltkreise ist außer Betrieb,

- beide Schutzschaltkreise sind außer Betrieb,

- bei der Vorrichtung fehlt das Gehäuse.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeelemente (36a, 36b) auf einer Fläche (301) des Gehäuses (30) vorspringende Zähne sind, die in Kontakt mit dem Sockel (400) kommen, wenn das Gehäuse auf den Sockel gesteckt wird.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16,

dadurch gekennzeichnet, dass

jeder Zahn durch eine jeweilige Schmelzsicherung (25a) in der über den Kasten hervorspringenden Position gehalten wird, wobei die Schmelzsicherung den ihr entsprechenden Zahn freigibt, wenn der Schutzschaltkreis zerstört wird, der von ihr gehalten wird,

wobei eine dem Zahn zugeordnete Feder den Zahn in das Gehäuse (30) drückt.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Sockel (400) ein Teil (29) umfasst, dessen eine erste Fläche auf den Unterbrecher (295) drückt, wobei die Anzeigeelemente (36a, 36b) auf eine zweite Fläche drücken können, die sich gegenüber dem Teil (29) befindet.

19. Vorrichtung nach dem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Teil (29) des Sockels selektiv um jede der zwei Achsen der ersten Fläche kippen kann, die senkrecht zu einer Linie stehen, die die beiden jeweiligen longitudinalen Achsen der zwei Anzeigeelemente verbindet und durch die beiden jeweiligen Kontaktpunkte der Fläche mit den Anzeigeelementen läuft.

20. Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionen der Stützpunkte der Anzeigeelemente (36a, 36b) auf dem Teil (29) und des Unterbrechers (295) in der Ebene der ersten Fläche des Teils zueinander ausgerichtet sind.

21. Vorrichtung nach dem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass in der Ebene die Projektionen der Stützpunkte der Anzeigeelemente symmetrisch in Bezug auf die Projektion des Stützpunktes des Unterbrechers angeordnet sind.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterbrecher mechanisch vorgespannt ist, so dass er die zweite Fläche des Teils (29) in die entgegengesetzte Richtung zu dem Druck durch die Anzeigeelemente (36a, 36b) drückt.