EP2443710A1 - Hörnerfunkenstrecke mit deionkammer - Google Patents

Hörnerfunkenstrecke mit deionkammer

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Publication number
EP2443710A1
EP2443710A1 EP11732395A EP11732395A EP2443710A1 EP 2443710 A1 EP2443710 A1 EP 2443710A1 EP 11732395 A EP11732395 A EP 11732395A EP 11732395 A EP11732395 A EP 11732395A EP 2443710 A1 EP2443710 A1 EP 2443710A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
electrodes
spark gap
horn
arc
insulating material
Prior art date
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Granted
Application number
EP11732395A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2443710B1 (de
Inventor
Stephan Hierl
Uwe Strangfeld
Arnd Erhardt
Stefanie Schreiter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dehn SE and Co KG
Original Assignee
Dehn and Soehne GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dehn and Soehne GmbH and Co KG filed Critical Dehn and Soehne GmbH and Co KG
Priority to PL11732395T priority Critical patent/PL2443710T3/pl
Publication of EP2443710A1 publication Critical patent/EP2443710A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2443710B1 publication Critical patent/EP2443710B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T4/00—Overvoltage arresters using spark gaps
    • H01T4/10—Overvoltage arresters using spark gaps having a single gap or a plurality of gaps in parallel
    • H01T4/14—Arcing horns

Definitions

  • the invention relates to a horn spark gap with Deionhunt in
  • Horned spark gaps are previously known from EP 1 914 850 B1 and EP 1 829 176 B1, whereby the effect of the blowing out of ionized gases is reduced.
  • the Homer electrodes are to be manufactured from a low-cost material in order to reduce the costs in the production of such spark gaps.
  • EP 1 829 176 B1 discloses a device for lengthening the separating section in the event of overloading
  • the spark gap shown in DE 10 2005 015 401.8 has the disadvantage that the geometry and thus the quenching behavior of the deion chamber essentially by the type of realization of the internal circulation
  • the arc running region between the electrodes in the direction of the deion chamber is delimited by a plate-shaped insulating material, the plate-shaped insulating material in each case being inserted in a form-fitting manner in a first configuration of the respective half-shell.
  • the first formations adopt a ferromagnetic deposit, preferably shaped in plate shape similar to the arc running area, wherein the plate-shaped insulating material electrically separates the respective deposit for the electrodes.
  • the half-shells have further, second formations which fix a Deionhuntteil usable there in a form-fitting manner. Openings or openings in the respective half-shell are located between the respective first and second formations. The shorter of the electrodes ends in front of the deionizer merteil, so that the gas flow only partially enters the deion chamber.
  • the horn spark gap has a sandwich construction and it si nd the Haibschaien connected by screws or rivets non-positively.
  • the outer sides of the half-shells facing away from the electrodes have, at least in the region of the openings or openings, in each case a third shape, which receives a form-fitting outer insulating material plate.
  • the third recess additionally has a web or splitter for dividing the gas flow, wherein the section formed by the third formation and the outer insulating plate creates a gas expansion space.
  • the gas expansion space in turn has a preferably slot-shaped passageway for the return of the gases to the arc combustion chamber, wherein for assisting driving of the arc by the gas flow the electrodes have openings or recesses above the firing range.
  • the power supply to the longer of the electrodes is guided antiparallel over as large a section as possible.
  • the shorter of the electrodes has a high impedance.
  • the ignition or triggering of the horn spark gap is effected by a flexible printed circuit board with a conductor section, which is introduced into the ignition region between the electrodes.
  • the horn spark gap has an error status indicator with a molded part which melts at excess temperature or becomes unstable in shape, which part of the display is under a
  • the outer Isolierstoffpiatte deforming under pressure loading can ausgestaltend with a sensor for detecting abnormal operating conditions in operative connection.
  • the spark gap according to the invention forms a universal module with outer contact terminals for the electrodes, which can be integrated into a plug-in part or outer housing according to customer requirements.
  • All essential components such as the electrodes, the trigger electrode and / or the Deionhunt are interchangeable and can be easily adapted to the respective Netzver marintsse without the basic construction of the horn section according to the invention is left.
  • the spark gap consists of very simple individual parts, which can be interconnected by standard technologies such as rivets.
  • the funcionality of the spark gap is already achieved by mounting the inner module without outer housing. The assembly can be carried out by a riveting operation.
  • the gas supply with several circulation circuits almost all components are used to cool the hot, ionized gases. If required, the horn electrodes produced as stamped and bent parts can be replaced by electrodes made of a stronger material
  • One or more of the fully functional modules can be freely interconnected in a quasi-freely selectable outer housing for flexible applications, network types or even for customized design variants.
  • the invention will be explained in more detail below with reference to an embodiment and with the aid of figures.
  • Figure 1 is a half-shell of the sandwich housing with insulating plates and ferromagnetic Schuleg ung.
  • Fig. 2 shows the basic structure of the spark gap with asymmetric
  • Electrodes behind the housing indicated by dashed lines and
  • Fig. 1 shows one of the half shells, designed as a plastic injection molded part 22 with outer insulating plate 23, e.g. formed as Vulkanfiberplatte. Likewise, the ferromagnetic plate-shaped part 21 can be seen, which is covered by an inner Vulkanfiberplatte 20.
  • FIG. 2 reveals the basic structure of the horn spark gap module whose arc combustion chamber is characterized by two
  • the electrode 1 is realized as a long electrode and the electrode 2 as a short electrode.
  • the arc running range of the electrodes 1 and 2 to the arc chamber or deion chamber 8 is bounded laterally by erosion-resistant and only slightly gas-emitting insulating material (see FIG. 1), for example consisting of vulcanized fiber.
  • Vulkanfiberplatte can be made as a simple inexpensive Sta nzplatte Hergestel. By fixing on the riveting a further connection of the items is not required.
  • Vulkanfiberplatte 20 also isolated in isolation also the ferromagnetic iron deposit 21 in each Hal bschale 22, which is located in the arc running range.
  • the iron deposits 21 are inserted and guided in the half-shell 22, but can also be directly overmolded.
  • the respective half-shells 22 are simultaneously realizing the fixing of the
  • Electrodes 1 and 2 of the ignition aid which is located between the electrodes, the error condition indicator and the Deionkam mer 8th
  • plastic injection-molded part 22 respectively the respective plastic injection-molded part
  • Half shell, recesses and deflection devices which serve for the steering, distribution and recirculation of the gases which are emitted when igniting the
  • baffles are realized which the
  • the insectsrä trees for the teilioninstrumente gas are each gebi between the Haibschalenteil 22 and the outer insulating plate 23. These two plates also simultaneously form the outer walls of the then already functional module and are riveted in connection with the remaining parts.
  • Arc quenching chambers e.g. turn to integrate insulating bar or meander chambers in the spark gap. But it is also possible, directly at
  • Plastic syringes form an arc extinguishing chamber as an integral component.
  • the ignition range between the electrodes is chosen so that the arc's own magnetic field already causes quite high forces on the arc, so that a rapid release of the arc from the place of ignition and thus rapid ignition of the spark gap is ensured.
  • the ignition point is a few millimeters after a parallel or only minima! divergent guidance of the two electrodes, which have a small spacing. The small distance between the electrodes results in a strong force effect as a result of the current conduction.
  • the starting aid or the trigger electrode can be chosen so that the initial movement of the arc, e.g. is supported by a gas delivery.
  • the initial motion can also be achieved by advancing the pilot arc already in the running direction, e.g. be supported as a result of the design of supernatants.
  • the Anschjuss the long electrode 1 is guided over a wide range anti-parallel to this electrode 1.
  • the ferromagnetic deposits 21 inserted on both sides in the side walls support the desired rapid movement of the arc to the arc chamber 8, an additionally insulated ferromagnetic iron deposit of an electrode can be dispensed with in favor of the desired small size. It can however if necessary the material of the
  • Electrodes themselves have ferromagnetic properties or a
  • Ferromagnetic core are integrated into the electrode or the electrode itself have a sandwich structure.
  • the distance between the two electrodes 1 and 2 at the ignition point or ignition region 4 has only a seh r small over a distance of several millimeters Divergence or runs almost parallel.
  • This design of the main electrodes has the advantage that in case of overloading a defined short-circuit behavior of the spark gap can be realized without additional measures.
  • the formation of a metal path can occur which bridges the small distance between the two electrodes over a large area and current carrying capacity and then leads to the safe triggering of an existing overcurrent protection device.
  • Fig. 2 shorter horn electrode 2 must be performed so far that not too many more deion plates remain unused by the direct route to individual deion plates of the electrode in order to use, if possible, the entire performance of the Deionhunt.
  • a voltage drop which, in addition to the arc extension, promotes a rapid change of the arc root from the tip of the short electrode 2 (A) to the electrode lead (B), is produced.
  • Steel is suitable as the electrode or electrode feed material. To further improve the aforementioned effect, it is advantageous if the material of the feed or of the electrode additionally heats up when there is a flow of current, as a result of which
  • the achievable arc voltage within the arc quenching chamber can easily by several by these measures 10 V to 100 V are increased with otherwise the same dimensions, whereby the use at higher operating voltages or m it with an improved current limit is possible.
  • the long electrode 1 can be realized in the arc quenching chamber as a thin baffle.
  • the gas flow from the running region is not completely driven into the arc quenching chamber (Deionkam mer) 8 meh r. Gases from the arc run area can thus escape already below the arc extinguishing chamber.
  • This gas is also used by discharge openings 14 in the respective half-shell 22 for gas circulation. Since the break-in time of the follow-on current arc in the arc quenching chamber corresponds to a fraction of the total arc firing time and the arc voltage outside the deionization chamber is still low, ie. no division into partial arcs, this gas has only minimal energy. Also, is not too strong
  • the gas reaches a sufficient cooling in contact with the electrode supply and the short electrode 2, so that it can be returned in a relatively short way.
  • the reduction of the flow resistance can also be used to change the distance of the Deionbleche within the Deionhunt 8, i. E. use more sheets or reduce the Deionhuntab horren on, so as to achieve a higher arc clamping voltage with the same outer dimensions.
  • a circuit board 3 is used for the ignition of the spark gap with the horn electrodes 1 and 2.
  • the Plati ne 3 is used to attach the for Ignition process required components and at the same time specifies the ignition 4 between the electrodes 1 and 2.
  • the necessary impedance for ignition can on the one hand by discrete
  • the area 5 between the main electrodes 1 and 2 serves thegnacsauftei development between lightning currents and subsequent currents.
  • the recesses 6 in the electrodes 1 and 2 are used to return the gases in the arc run area and are located above the
  • the connecting lead 7 of the long electrode 1 is guided over a wide range of anti-para IIel to the corresponding electrode.
  • the long electrode 1 is laterally to the arc extinguishing chamber or
  • the short electrode 2 already ends in the arc running region 11 with the tip A.
  • the base point of the arc after reaching the position A, changes to the position B of the electrode 2.
  • the Deionhunt has on the front side a midtlere transverse web and a continuous longitudinal web, through which the gases are gespiittet and steered, so that a one - sided load on the overall construction of the
  • Horn spark gap module is avoided.
  • the cooled and relaxed gases are via openings 10 and
  • Deionhunt discharged into the relaxation rooms with the openings 14.
  • the gases a us the side recesses 13 and from the frontal opening 12 of the Deionhunt 8 are supplied due to their increased heating after the Lichtbogenholzteil the inlet openings 9 and the deflection between the Vuikanfiberplatte and the Hal bschalen plastic injection part 22.
  • the gases are already experiencing a cooling down of the metallic electrodes 1 and 2 or the electrode feeds due to these longer paths.
  • Fig. 4 shows the expansion zone 26 for the discharged gases.
  • the relaxation region 26 is located between the plastic injection part 22 and the outer vulcanized fiber plate 23.
  • the gases are deflected by means of a splitter 16 (see FIG. 3).
  • the splitter 16 simultaneously prevents the recirculation of contaminants via the outlet opening 10.
  • the splitter 16 is with its explained effect with regard to the diversion and distribution of hot gases and the avoidance of the supply of
  • the splitter makes it possible, despite the small distances between the Ausiassö Maschinenen the Deionhunt and the recesses in the electrodes 6 to realize a gas recirculation without complex measures.
  • the splitter ensures sufficient cooling and Endionisation, so that no flashbacks occur and the follow-current arc is supported in its movement.
  • the position of the deion chamber 8 and the horn electrodes 1 and 2 in the active region of the spark gap are indicated.
  • the bushings 15 are provided for riveting the Einzeikom components.
  • Fig. 4 shows a cross section through an inventive embodiment of the horn spark gap.
  • the Deionhunt 8 has in the outflow next to the cross bar 25 has a continuous longitudinal ridge 24. This serves to ensure bilateral flow dynamics, so that the back flow is not nu r on one side. As a result, a uniform cooling of the gases and better utilization of the heat capacity of the encapsulated spark gap is achieved. In principle, however, a unilateral flow guidance is also conceivable.
  • Deionhunt 8 divided over the recesses 6 of the electrode 1.
  • the lateral Abström channels 14 of the Deionhunt 8 are vented in the inlet region where the gas is still relatively cold, directly downwards splitter into the flow circuit.
  • Hierdu rch results in a short flow path with low flow resistance.
  • the lateral outlet channels 13 of the deion chamber 8 are vented via separate channels 27 upwards in the direction of the outflow region of the deion chamber. Thus, these hot gases are cooled more strongly over a longer flow path.
  • the vents of Deionkam mer, ie. the openings 12, 13 and 14 can be present between each individual Deionblech having a V-shaped portion, or be realized but offset between each second sheet on one side.
  • the vents of the deion chamber are customizable according to the given space conditions and the desired performance parameters. In the case that the spark gap ages after numerous loads, a change in the behavior can be realized by a visual display or an error message.
  • a characteristic quantity for a threatening overload of the spark gap is usually the temperature in the area of the ignition of the arc at the electrodes 1 or 2, at the return point B of the arc
  • a temperature sensitive material e.g. a Lotformteil or a wax part are placed form-fitting, which is loaded by means of a spring bias on pressure or shearing.
  • the temperature-sensitive Materia! Alternatively, it can also be positioned on thermally well-coupled connecting parts of the electrodes 1 and 2. Thus, it is possible to arrange the solder preform directly in contact with the feed line 7, which in turn is directly connected to the electrode 1.
  • the melting or shearing a mechanical display element is actuated or released.
  • the heating of individual parts takes ei ne certain time, due to the given heat conduction or existing heat capacity.
  • the monitoring of the pressure or the force can be used for a display.
  • the outer insulating plate of the corresponding chamber can be used practically as a membrane for pressure measurement.
  • mechanical predetermined breaking points can be installed in these areas, which actuate a display from a certain pressure level or at the same time contribute to the pressure load at high overloads, so that a burst protection is given.

Landscapes

  • Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Thermistors And Varistors (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hörnerfunkenstrecke mit Deionkammer (8) in nichtausblasender Bauform mit einem mehrteiligen Isolierstoffgehäuse als Stütz - und Aufnahmekörper für die Hörnerelektroden (1, 2) und die Deionkammer (8) sowie Mitteln zum Leiten der lichtbogenbedingten Gasströmung, wobei das Isolierstoffgehäuse in der von den Hörnerelektroden aufgespannten Ebene geteilt ist und eine erste sowie eine zweite Halbschale bildet. Erfindungs- gemäß sind die Hörnerelektroden (1, 2) in einer unsymmetrischen Form ausgeführt. Der Lichtbogenlaufbereich (11) zwischen den Elektroden ist in Richtung Deionkammer durch ein plattenförmiges Isolierstoffmaterial (20) begrenzt, wobei das plattenförmige Isoliermaterial (20) in jeweils einer ersten Ausformung der jeweiligen Halbschale formschlüssig eingesetzt ist. Weiterhin nehmen die ersten Ausformungen eine ferromagnetische Hinterlegung (21) des Lichtbogenlaufbereichs (11) auf, wobei das plattenförmige Isolierstoffmaterial (20) die jeweilige Hinterlegung von den Elektroden (1, 2) elektrisch trennt. Auch weisen die Halbschalen weitere, zweite Ausformungen auf, welche ein einsetzbares Deionkammerteil (8) formschlüssig umgreifen, wobei zwischen der jeweils ersten und zweiten Ausformung Durchbrüche oder Öffnungen in der jeweiligen Halbschale befindlich sind und die kürzere (2) der Elektroden vor dem Deionkammerteil (8) endet, so dass die Gasströmung nur teilweise in die Deionkammer gelangt.

Description

Hörnerfunkenstrecke mit Deionkammer
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Hörnerfunkenstrecke mit Deionkammer in
nichtausblasender Bauform mit einem mehrteiligen Isolierstoffgehäuse als Stütz- und Aufnahmekörper für die Hörnerelektroden und die Deionkammer sowie Mitteln zum Leiten der lichtbogenbedingten Gasströmung, wobei das Isolierstoffgehäuse in der von den .Hörnerelektroden aufgespannten Ebene geteilt ist und eine erste sowie eine zweite Halbschale bildet, gemäß
Patentanspruch 1.
Aus der EP 1 914 850 B1 und der EP 1 829 176 B1 sind Hörnerfunkenstrecken vorbekannt, wobei der Effekt des Ausblasens ionisierter Gase reduziert ist.
Gernäß der EP 1 914 850 B1 sollen die Homerelektroden aus einem preiswerten Material hergestellt werden, um die Kosten bei der Produktion derartiger Funkenstrecken zu reduzieren.
Die EP 1 829 176 B1 offenbart darüber hinaus eine Einrichtung zur Verlängerung der Trennstrecke bei Überlastung,
Vorbekannt sind darüber hinaus Lösungen mit Hörnerfunkenstrecken und nicht hermetischer Kapselung, wobei das Eigenmagnetfeld unterstützt wird, um die Bewegung des Lichtbogens gezielt zu beschleunigen . Ebenfalls bekannt ist die Ausbildung von Kanälen zur internen zielgerichteten Gaszirkulation zum Zweck der Abkühlung ionisierter Gase.
Es hat sich gezeigt, dass die Druckbelastung bei Hörnerfunkenstrecken, insbesondere bei Belastung durch Blitzimpulsströme erheblich ist, so dass hohe Anforderungen an die Kapselung und an die hier verwendeten Materialien zu stellen sind.
Die in der DE 10 2005 015 401.8 gezeigte Funkenstrecke besitzt durch die Art der Realisierung der internen Zirkulation den Nachteil, dass die Geometrie und damit das Löschverhalten der Deionkammer im Wesentlichen durch den
Abstand und die Geometrie der Hörnereiektroden bestimmt ist. Eine relativ freie Wahl der Anzahl oder auch der Breite der Deionkammer ist nicht ohne weiteres realisierbar, da die Funktionsweise bei Kapselung die dort gezeigte zielgerichtete Gaszirkulation erfordert. Diese zielgerichtete Zirkulation wird jedoch gestört, wenn der Lichtbogenlaufbereich bis in die Deionkam mer seitlich nicht mehr durch die Hörnerelektroden gegen über der Rückströmung abgeschottet ist. Bei einer benötigten Änderung der Deionkammer, z.B. zur Erhöhung der Anzahl der Deionbleche für eine höhere Betriebsspannu ng müssten daher zahl reiche Tei le verändert und die kostenintensiven Elektroden angepasst werden .
Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, eine weiterentwickelte Hörnerfunkenstrecke mit Deionkammer in nichtausblasender Bauform mit ei nem mehrteiligen Isolierstoffgehäuse anzugeben, welche preiswert, platzsparend sowie modular und flexibel hinsichtlich der Konstruktion auslegbar ist. Die zu schaffende Lösung soll es gestatten, die Funkenstrecke durch minimale Modifikation von Einzelteilen an unterschiedliche Leistungsparameter sowie untersch iedliche Netzverhältnisse und Netzspannungen anzupassen .
Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt durch die Merkmalskombination gemäß der Lehre nach Patentanspruch 1, wobei die Unteransprüche
mindestens zweckmäßige Ausgestaltu nen und Weiterbildungen darstellen .
Es wird dem nach von ei ner Hörnerfunkenstrecke mit Deionkammer in
nichtausblasender Bauform mit einem mehrteiligen Isolierstoffgehäuse als Stütz- und Aufnahmekörper für die Hörnerelektroden und die Deionkammer sowie Mitteln zum Leiten der lichtbogenbedingten Gasströmung ausgegangen, wobei das Isolierstoffgehäuse in der von den Hörnerelektroden aufgespannten Ebene geteilt ist und eine erste sowie eine zweite Halbschafe bildet. Erfindungsgemäß besitzen die Hörnerelektroden eine unsym metrische Form, umfassend eine längere und eine kürzere Elektrode. Im Zündbereich, d.h. bis zur Zündstelle und in einem Abschnitt danach, verlaufen beide Elektroden nahezu parallel oder mit einer nur sehr geringen Divergenz bzw. Aufweitung .
Der Lichtbogenlaufbereich zwischen den Elektroden in Richtung Deionkammer ist durch ein plattenförmiges Isoiierstoffmaterial begrenzt, wobei das platten- förmige Isoiierstoffmaterial jeweils in eine erste Ausformung der jeweiligen Halbschale formschlüssig eingesetzt ist.
Weiterhin nehmen die ersten Ausformungen eine ferromagnetische Hinterlegung, bevorzugt in Plattengestalt ähnlich geformt wie der Lichtbogenlaufbereich a uf, wobei das plattenförmäge Isoiierstoffmaterial die jeweilige Hinterlegung für die Elektroden elektrisch trennt.
Die Halbschalen weisen weitere, zweite Ausformungen auf, welche ein dort einsetzbares Deionkammerteil formschlüssig fixieren. Zwischen der jeweils ersten und zweiten Ausformung sind Durchbrüche oder Öffnu ngen in der jeweiligen Halbschale befindlich . Die kürzere der Elektroden endet vor dem Deionka m merteil, so dass die Gasström ung nur teilweise in d ie Deionkammer gelangt.
Erfindungsgemäß besitzt die Hörnerfunkenstrecke einen Sandwichaufbau und es si nd die Haibschaien durch Schrauben oder Nieten kraftschlüssig verbunden.
Die den Elektroden abgewandten Außenseiten der Halbschalen besitzen mindestens im Bereich der Durchbrüche oder Öffnungen jeweils eine dritte Ausformung, welche formschlüssig eine äußere Isolierstoffplatte aufnehmen.
Die dritte Ausnehmung weist ergänzend einen Steg oder Splitter zur Teilung der Gasströmung auf, wobei der durch die dritte Ausformung und die äußere Isol ierstoffplatte gebildete Abschnitt einen Gasentspannungsraum schafft.
Der Gasentspannungsraum weist wiederum einen bevorzugt schlitzförmigen Durchtrittsspait zum Rückführen der Gase zum Lichtbogenbrennraum auf, wobei zum unterstützenden Treiben des Lichtbogens durch die Gasströmung die Elektroden oberhalb des Zündbereichs Öffnungen oder Rücksprünge besitzen.
Die Stromzuführung zur längeren der Elektroden ist über einen möglichst großen Abschnitt antiparallel geführt.
Die kürzere der Elektroden weist eine hohe Impedanz auf.
Die Zündung oder Triggerung der Hörnerfunkenstrecke erfolgt durch eine flexible Leiterplatte mit einem Leiterabschnitt, welche in den Zündbereich zwischen den Elektroden eingebracht ist.
Darüber hinaus besitzt die Hörnerfunkenstrecke in einer Ausgestaltung eine Fehlerzustandsanzeige mit einem bei Übertemperatur schmelzenden oder forminstabil werdenden Formteil, welches von der Anzeige unter einer
Federvorspannung steht.
Die bei Druckbelastung sich verformende äußere Isolierstoffpiatte kann ausgestaltend mit einer Sensorik zur Erfassung außergewöhnlicher Betriebs- zustände in Wirkverbindung stehen.
Die erfindungsgemäße Funkenstrecke bildet ei n universelles Modul mit äußeren Anschf ussklemmen für die Elektroden, welches in ein Steckteil oder Außengehäuse je nach Kundenwunsch integrierbar ist.
Alle wesentlichen Baugruppen wie die Elektroden, die Triggerelektrode und/oder die Deionkammer sind austauschbar und können an die jeweiligen Netzverhältntsse leicht angepasst werden, ohne dass die Grundkonstruktion der erfindungsgemäßen Hörnerstrecke verlassen wird.
Die Integration aller Funktionsbaugruppen in eine an sich bereits gekapselte kompakte Einheit ohne Außengehäuse erlaubt in einfachster Art und Weise die Gestaltung von unterschiedlichsten Geräteausführungen für verschiedene Netzkonfigurationen . Innerhalb des eigentlichen Gerätegehäuses müssen keine zusätzlichen für die Funktion der Funkenstrecke notwendigen Komponenten realisiert werden. Es sind ausschließlich Verdrahtungskomponenten bzw.
Kommunikationsanschlüsse im Außengehä use vorzusehen . Wie da rgelegt, besteht die Funkenstrecke aus sehr einfachen Einzelteilen, die durch Standardtechnologien wie z.B. Nieten miteinander verbunden werden können. Die Fu nktionalität der Funkenstrecke wird bereits durch die Montage des Innenmoduls ohne Außengehäuse erreicht. Die Montage kann durch einen Nietvorgang vorgenommen werden.
Durch den erfindungsgemäßen sandwichartigen Aufbau aus großflächigen Einzelteilen ergibt sich bei den anstehenden dynamischen Druckbelastungen infolge von Impulsströmen ein semielastisches Verhalten der Gesamtkonstruktion. Dies ermöglicht den Einsatz von einfachen und preiswerten Materialien bei insgesamt geringen Abmessungen des Hörnerfunkenstrecken- Moduls.
Durch die Gasführung mit mehreren Zirkulationskreisläufen werden nahezu alle Bauteile zur Abkühlung der heißen, ionisierten Gase genutzt. Die als Stanz- Biegeteil hergestellten Hörnerelektroden können bei Bedarf durch Elektroden aus einem belastbareren Material ausgetauscht werden, wenn es die
Abbrandfestigkeit der Funkenstrecke bei höheren Belastungen erfordert.
Durch den Austausch der Deionkammer können auch höhere Betriebsspannungen bzw. Kurzschiussströme beherrscht werden. Der Austausch der Deionkammer gegen eine Isolierstoffkammer oder eine Deionkammer mit einer erhöhten Anzahl von Kammerblechen wird durch die Gestaltung der
asymmetrischen Hörnerelektroden sehr einfach umsetzbar.
Die Fehlerzustandsanzeige mit Hilfe einer rein mechanischen Umsetzung einer physikalischen Grenzgröße, insbesondere der Temperatur, ist sehr
platzsparend realisiert und erfordert keinen zusätzlichen Energiebedarf.
Alle funktionstragenden Bauteile können durch einen gemeinsamen
Fügeschritt, insbesondere Vernieten des Moduls, verbunden werden,
Einer oder mehrere der voll funktionsfähigen Module können in einem quasi frei wählbaren Außengehäuse für bel iebige Anwendungen, Netzarten oder aber auch für kundenspezifische Gestaltungsvarianten frei verschaltet werden. Die Erfindung solf nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels sowie unter Zuhilfenahme von Figuren näher erläutert werden.
Hierbei zeigen :
Fig. 1 eine Halbschale des Sandwichgehäuses mit Isolierstoffplatten und ferromagnetischer Hinterleg ung;
Fig. 2 den prinzipiellen Aufbau der Funkenstrecke m it asymmetrischen
Hörnerelektroden und Deionkammer;
Fig. 3 die Außenseite einer der Hal bschalen i n Draufsicht mit Lage der
Elektroden hinter dem Gehäuse gestrichelt angedeutet und
Fig. 4 einen Querschnitt durch die Funkenstrecke mit Deionkammer und
Elektroden,
Die Fig. 1 zeigt eine der Halbschalen, ausgeführt als Kunststoffspritzteil 22 mit äußerer Isolierstoffplatte 23, z.B. ausgebildet als Vulkanfiberplatte. Ebenso ist das ferromagnetische plattenförmige Teil 21 erkennbar, welches durch eine innere Vulkanfiberplatte 20 abgedeckt wird .
In der Darstellu ng der Halbschale 22 sind auch Ausform ungen ersichtlich, die der Kontur des ferromagnetischen Materials 21 a ngepasst sind, was ebenso für die innere Vulkanfiberplatte 20 gilt.
Die in der ä ußeren Vulkanfiberplatte 23 erkennbaren Ausnehmungen nehmen Nieten auf, die beide Halbschalen des Gehäuse mit den darin befindlichen Elementen verbi nden .
Die Darstellung nach Fig. 2 lässt den Grundaufbau des Hörnerfunkenstrecken- Moduls erkennen, dessen Lichtbogenbrennraum geprägt ist von zwei
Elektroden 1 und 2.
Die Elektrode 1 ist als lange Elektrode und die Elektrode 2 als kurze Elektrode realisiert. Der Lichtbogenlaufbereich der Elektroden 1 und 2 bis zur Lichtbogen- iöschkam mer bzw. Deionkam mer 8 wird seitlich durch abbrandfestes und nur gering gasabgebendes Isolierstoffmaterial (siehe Fig . 1), z.B. bestehend aus Vulkanfiber begrenzt.
Eine solche Vulkanfiberplatte kann als einfache kostengünstige Sta nzplatte hergestel lt werden . Durch das Fixieren über die Nietung ist eine weitere Verbindung der Einzelteile nicht erforderlich .
Die Vulkanfiberplatte 20 fixiert isoliert zudem auch die ferromagnetische Eisenhinterlegung 21 in jeder Hal bschale 22, die sich im Lichtbogenlaufbereich befindet.
Die Eisenhinterlegungen 21 sind in die Halbschale 22 eingelegt und geführt, können jedoch auch direkt umgespritzt werden .
Die jeweiligen Halbschalen 22 real isieren gleichzeitig das Fixieren der
Elektroden 1 und 2 der Zündhilfe, die sich zwischen den Elektroden befindet, der Fehlerzustandsanzeige und der Deionkam mer 8.
Ergänzend weist das Kunststoffspritzteil 22, respektive die jeweilige
Halbschale, Ausnehmungen und Umlenkeinrichtungen auf, die zur Lenkung, Verteil ung u nd Rückführung der Gase dienen, die beim Zünden des
Lichtbogens entstehen. Auch werden Prallwä nde realisiert, welche der
Vermeidung der Rückführung von Metall- oder Russpartikeln in den
Lichtbogen laufbereich dienen, um Rückzündungen oder eine Verschlechterung der Isolationswerte zu verhindern.
Vorstehendes ist insbesondere bei den reduzierten Platzverhältnissen und hohen Belastungen von Vorteil .
Die Entspannungsrä ume für das teilionisierte Gas werden jeweils zwischen dem Haibschalenteil 22 und der äußeren Isolierstoffplatte 23 gebi ldet. Diese beiden Platten bilden auch gleichzeitig die Außenwände des sodann bereits funktionsfäh igen Moduls und werden im Verbu nd mit den übrigen Teilen vernietet. Durch eine einfache Technologie des Ei nlegens von Teilen in die Kunststoffspritzform bzw. Haibschaie 22 ist es möglich, verschiedene Deion- bzw.
Lichtbogenlöschkammern, z.B. wiederum Isoliersteg oder Mäanderkammern in die Funkenstrecke zu integrieren. Es ist aber auch denkbar, direkt beim
Kunststoffspritzen eine Lichtbogenlöschkammer als integrales Bauteil auszubilden .
Der Zündbereich zwischen den Elektroden ist so gewählt, dass durch das Eigenmagnetfeld des Lichtbogens bereits recht hohe Kräfte a uf den Lichtbogen wirken, so dass ein rasches Lösen des Lichtbogens vom Zü ndort und somit ein schnelles Zünden der Funkenstrecke gewährleistet wird. Der Zündort liegt einige Millimeter nach einer parallelen oder nur minima! divergenten Führung der beiden Elektroden, die einen geringen Absta nd aufweisen . Durch den geringen Abstand der Elektroden ergibt sich eine starke Kraftwirkung i nfolge der Stromführung.
Das Materia! der Zündhilfe oder der Triggerelektrode kann so gewählt werden, dass die Anfangsbewegung des Lichtbogens z.B. durch eine Gasabgabe unterstützt wird. Die Anfangsbewegung kann auch durch eine Vorbieg ung des Zündlichtbogens bereits in Laufrichtu ng, z.B. infolge der Gestaltung von Überständen unterstützt werden .
Um die Kräfte auf den Lichtbogen weiter zu erhöhen, wird der Anschjuss der langen Elektrode 1 über einen weiten Bereich antiparallel zu dieser Elektrode 1 geführt.
Die beidseitig eingesetzten ferromagnetischen Hinterlegungen 21 in den Seitenwänden unterstützen die gewünschte rasche Bewegung des Lichtbogens zur Lichtbogenföschkammer 8, Auf eine zusätzlich isolierte ferromagnetische Eisenhinterlegung einer Elektrode kann zugunsten der gewünschten geringen Baugröße verzichtet werden. Es kann aber bei Bedarf das Material der
Elektroden selbst ferromagnetische Eigenschaften aufweisen oder ein
ferromagnetischer Kern in die Elektrode integriert werden bzw. die Elektrode selbst einen Sandwichaufbau besitzen.
Der Abstand der beiden Elektroden 1 und 2 am Zündort bzw. Zündbereich 4 besitzt über eine Strecke von mehreren Millimetern nur eine seh r geringe Divergenz bzw. verlä uft nahezu parallel. Diese Gestaltung der Hauptelektroden bietet den Vorteil, dass bei einer Überlastung ein definiertes Kurzschlussverhalten der Funkenstrecke ohne zusätzliche Maßnahmen realisierbar ist. Bei einer dauerhaften Überlastung der Elektroden kann es zur Bildung einer Metallstrecke kom men, welche die geringe Distanz zwischen den beiden Elektroden großflächig und stromtragfähig überbrückt und dann zur sicheren Auslösung einer vorhandenen Überstromschutzeinrichtung führt.
Um eine große Gestaltungsfreiheit hinsichtlich der Ausführung der Deion- kammer zu schaffen, ist es von Vorteil, die kurze Elektrode 2 bereits im
Bereich des Lichtbogeneinlaufs enden zu lassen. Der Lichtbogen ist stets bemüht, seine Brennspannung zu reduzieren, d .h. er muss zum Wechsel des Fußpunkts von Punkt A (Spitze) mit einer eigentlich geringeren
Bogenbrennspannung am Punkt B (Zuführung) mit höherer Brennspannung gezwu ngen werden.
Die in der Fig . 2 gezeigte kürzere Hörnerelektrode 2 muss so weit geführt werden, dass durch den direkten Weg zu einzelnen Deionplatten der Elektrode nicht zu viele weitere Deionplatten ungenutzt bleiben, um nach Möglichkeit die gesamte Leistungsfähigkeit der Deionkammer zu nutzen.
Ein dauerhafter Lichtbogenansatz nur an der kurzen Elektrode 2 wäre zu nahe am Zündbereich und führt zu einer Hä ufung von Wiederzündungen bzw. zum Überbrücken von weiteren Platten unterhalb der Deionkammer 8 im
Einlaufbereich . Um eine schnelle und sichere Lichtbogenaufteilung in der gesamten Deionkammer 8 zu erreichen, ist die Geometrie und das Material der kurzen Elektrode sowie deren Zuführung auf ei ne hohe Impedanz ausgelegt.
Nach dem Zünden des Lichtbogens entsteht als Stromfl uss ein nen nenswerter Spannungsabfall, welcher neben der Lichtbogenverlängerung zu einem zügigen Wechsel des Lichtbogenfußpunkts von der Spitze der kurzen Elektrode 2 (A) zur Elektrodenzuführung (B) begünstigt. Als Elektroden- bzw. Elektroden- zuführungsmaterial ist Stahl geeig net, Zur weiteren Verbesserung des vorgenannten Effekts ist es von Vorteil, wenn das Material der Zuführung oder der Elektrode sich bei Stromfluss zusätzlich erwärmt, wodurch sich der
Spannungsabfa ll weiter erhöht. Die erreichbare Lichtbogenspannung innerhalb der Lichtbogenlöschkammer kann durch diese Maßnahmen leicht um mehrere 10 V bis 100 V bei ansonsten gleichen Abmessungen erhöht werden, wodurch der Einsatz bei höheren Betriebsspann ungen oder m it einer verbesserten Strombegrenzung mögiich wird . Zur weiteren Gewinnung von Bauraum kann die lange Elektrode 1 im Bereich der Lichtbogenlöschkammer als dünnes Leitblech realisiert werden.
Durch den Einsatz der kürzeren Elektrode 2 auf einer Seite und die sich hierdurch ergebende asymmetrische Konfiguration der Elektroden wird die Gasströmung aus dem Laufbereich nicht meh r komplett in die Lichtbogen- iöschkammer (Deionkam mer) 8 getrieben . Gase aus dem Lichtbogenlaufbereich können somit bereits unterhalb der Lichtbogenlöschkammer entweichen . Auch dieses Gas wird durch Ausströmöffnungen 14 in der jeweiligen Halbschale 22 zur Gaszirkulation genutzt. Da die Einlaufzeit des Folgestromlichtbogens in die Lichtbogen löschkam mer nu r ei nem Bruchteil der Gesamtlichtbogenbrennzeit entspricht und die Lichtbogenspannung außerhalb der Deionkammer noch gering ist, d .h. noch keine Aufteilung in Teillichtbögen erfolgte, weist dieses Gas nur geringfügige Energie auf. Auch liegt noch keine allzu starke
Ionisierung des Gases vor. Das Gas erreicht also eine ausreichende Abkühlung im Kontakt mit der Elektrodenzuführung sowie der kurzen Elektrode 2, so dass es auf einem relativ kurzen Weg zurückgeführt werden kann .
Durch die quasi Entnahme von Gas unterhalb der Deionkammer 8 über die erwähnten Öffnungen verringert sich gleichzeitig der Strömungswiderstand des übrigen Gases in der Deionka mmer, Die Reduzierung des Ström ungswiderstands der Deionkammer führt zu einem schnel leren Einlauf des Lichtbogens in die Kammer sel bst, da Reflexionen reduziert sind. Auch ergibt sich eine schnellere Lichtbogenaufteilung und somit eine effizientere Strombegrenzung.
Die Reduzierung des Strömungswiderstands kann auch genutzt werden, um den Abstand der Deionbleche innerhalb der Deionkammer 8 zu verändern, d .h . mehr Bleche einzusetzen oder die Deionkammerabmessungen weiter zu reduzieren, um somit eine höhere Lichtbogenspan nung bei gleichen Außenabmessungen zu erzielen .
Für die Zündung der Funkenstrecke mit den Hörnerelektroden 1 und 2 wird eine Platine 3 genutzt. Die Plati ne 3 dient zur Befestigung der für den Zündvorgang erforderlichen Bauteile und legt gleichzeitig den Zündort 4 zwischen den Elektroden 1 und 2 fest.
Die notwendige Impedanz zur Zündung kann einerseits durch diskrete
Bauelemente oder aber auch durch das Platinenmaterial selbst gebildet werden . Mit einer solchen Leiterplatten-Zündhilfe können Schutzpegel kleiner 1 kV realisiert werden.
Der Bereich 5 zwischen den Hauptelektroden 1 und 2 dient der Funktionsauftei lung zwischen Blitzstoßströmen und Folgeströmen .
Die Ausnehmungen 6 in den Elektroden 1 und 2 dienen der Rückführung der Gase in den Lichtbogenlaufbereich und befinden sich oberhalb des
Zündbereichs 5.
Die Anschlusszuleitung 7 der langen Elektrode 1 ist über ei nen weiten Bereich anti para llel zur entsprechenden Elektrode geführt.
Die lange Elektrode 1 wird seitlich bis zur Lichtbogenlöschkammer bzw.
Deionkammer 8 geführt.
Die kurze Elektrode 2 endet bereits i m Lichtbogenlaufbereich 11 m it der Spitze A. Bei einer bevorzugten Funktionsweise wechselt der Fußpunkt des Lichtbogens nach Erreichen der Position A zur Position B auf den Anschlussbereich der Elektrode 2.
Die Gase, weiche d urch die Deionkam mer 8 geführt werden bzw. die seitlich nach der Lichtbogenaufteil ung der Deionkammer 8 entnommen werden, sind über Öffnungen 9 in einen Entspannungsbereich 26 zur Abkühlung geführt.
Die Deionkammer besitzt auf der Stirnseite ei nen m ittlere Quersteg und einen durchgängigen Längssteg, durch welchen die Gase gespiittet und gelenkt werden, so dass eine einseitige Belastung der Gesamtkonstruktion des
Hörnerfunkenstrecken-Moduls vermieden wird . Die abgekühiten und entspannten Gase werden über Öffnungen 10 und
Ausnehm ungen 6 in den Elektroden 1 und 2 dem Laufbereich 11 erneut zugeführt.
Zusätzlich zu den stirnseitigen Öffnungen 12 und den seitlichen Öffnungen 13 der Deionkammer 8 wird ein Teil der Gase bereits vom Ei nla ufen in die
Deionkammer in die Entspannungsräume mit den Öffnungen 14 abgeführt. Die Gase a us den seitlichen Ausnehmungen 13 sowie aus der stirnseitigen Öffnung 12 der Deionkammer 8 werden aufgrund ihrer stärkeren Erwärmung nach der Lichtbogenaufteil ung den Einströmöffnungen 9 und der Umlenkung zwischen der Vuikanfiberplatte und dem Hal bschalen-Kunststoffspritzteil 22 zugeführt.
Die Gase erfahren durch diese längeren Wege bereits eine Abkühl ung an den metallischen Elektroden 1 und 2 bzw. den Elektrodenzuführungen .
Fig . 4 zeigt den Entspannungsbereich 26 für die abgeführten Gase. Der Entspannungsbereich 26 befindet sich zwischen dem Kunststoffspritzteil 22 und der äußeren Vulkanfiberplatte 23.
In diesen Raum münden auch die Öffnungen 9 und 14 für die Gaszufüh rung.
Die Gase werden mit einem Splitter 16 (siehe Fig . 3) umgelenkt, Der Splitter 16 verhindert gleichzeitig die Rückführung von Verschmutzungen über d ie Austrittsöffnung 10.
Der Splitter 16 ist mit seiner erläuterten Wirkung hinsichtlich der Umlenkung und Verteilung heißer Gase sowie der Vermeidung der Zuführung von
Abbrandprodukten für die Realisierung der gewünschten kompakten Bauform vorteil haft. Der Splitter ermöglicht es, trotz der geringen Wege zwischen den Ausiassöffnungen der Deionkammer und den Ausnehmungen in den Elektroden 6 eine Gasrückführung ohne aufwendige Maßnahmen zu realisieren . Darüber hinaus gewährleistet der Splitter eine ausreichende Abkühlung und Endionisation, so dass keine Rückzündungen auftreten und der Folgestromlichtbogen in seiner Bewegung unterstützt wird .
In der jeweiligen Darstellung sind die Lage der Deionkammer 8 und der Hörnerelektroden 1 und 2 im aktiven Bereich der Funkenstrecke angedeutet. Die Durchführungen 15 sind für die Vernietung der Einzeikom ponenten vorgesehen.
Fig. 4 zeigt einen Querschnitt durch eine erfind ungsgemäße Ausführungsform der Hörnerfunkenstrecke.
Die Deionkammer 8 besitzt im Ausströmbereich neben dem Quersteg 25 einen durchgängigen Längssteg 24. Dieser dient zur beidseitigen Gewährleistung einer Strömungsdynamik, damit die ückströmung nicht nu r auf einer Seite erfolgt. Hierdurch wird eine gleich mäßige Abkühlung der Gase und eine bessere Ausnutzung der Wärmekapazität der gekapselten Funkenstrecke erreicht. Prinzipiell ist aber auch eine einseitige Ström ungsführung denkbar.
Die Gase, welche d urch die Deionkammer 8 geführt und stark erwärmt werden, werden auf jeder Seite durch ei nen Splitter 16 (siehe Fig. 3), welcher sich im Entspannungsraum 26 befindet, vor einer direkten Zuführung in die
Deionkammer 8 über die Ausnehmungen 6 der Elektrode 1 aufgeteilt.
Gleichzeitig verhindern die Splitter 16 wie erwähnt eine direkte Zuführung von Abbrandprodukten. Hierdurch wird eine Rückzündung verhindert.
Die seitlichen Abström kanäle 14 der Deionkammer 8 werden im Einlaufbereich, wo das Gas noch relativ kalt ist, direkt nach unten in Richtung Splitter in den Strömungskreislauf entlüftet. Hierdu rch ergibt sich ei n kurzer Strömungsweg mit geringem Strömungswiderstand .
Die seitlichen Abströmkanäle 13 der Deionkammer 8 werden ü ber separate Kanäle 27 nach oben in Richtung Ausströmbereich der Deionkammer entlüftet. Damit werden diese heißen Gase über einen längeren Strömungsweg stärker abgekühlt. Die Entlüftungsöffnungen der Deionkam mer, d.h . die Öffnungen 12, 13 und 14 können zwischen jedem einzelnen Deionblech, das einen V-förmigen Abschnitt aufweist, vorhanden sein oder aber auch versetzt zwischen jedem zweiten Blech auf einer Seite realisiert werden. Die Entlüftungsöffnungen der Deionkammer sind entsprechend den gegebenen Platzbedingungen und den gewünschten Leistungsparametern individuel l anpassbar. In dem Fal!, dass die Funkenstrecke nach zahlreichen Belastungen altert, kann eine Änderung des Verhaltens durch ei ne optische Anzeige bzw. eine Fehlermeldung realisiert werden.
Bei der vorstehenden Funkenstrecke ist aufg rund der kleinen Baugröße eine möglichst ei nfache und kostengünstige Überwachung des Zustands der Strecke sinnvoll . Eine charakteristische Größe für eine drohende Überlastung der Funkenstrecke ist üblicherweise die Temperatur im Bereich der Zündung des Lichtbogens an den Elektroden 1 oder 2, an der Rücksprungstelle B des
Lichtbogens an der Elektrode 2 bzw. auch die Tem peratur an der Deion- kammer. Zu r Temperaturüberwachung kann in den entsprechenden Bereichen ein temperatursensibles Material, z.B. ein Lotformteil oder ein Wachsteil formschlüssig aufgesetzt werden, welches mittels einer Federvorspannung auf Druck oder Scherwirkung belastet wird . Das temperatursensible Materia! kann alternativ auch an thermisch gut gekoppelten Anschlussteilen der Elektroden 1 bzw. 2 positioniert werden. So besteht die Möglichkeit, das Lotformteil unm ittelbar in Kontakt zur Zuleitung 7 anzuordnen, welche wiederum direkt mit der Elektrode 1 verbunden ist.
Ist die entsprechende Grenztemperatur des Formteils erreicht, wird nach der Verformung wie z. B. Stauchung oder Dehnung, dem Schmelzen oder der Abscherung, ein mechanisches Anzeigeelement betätigt oder freigegeben. Die Erwärmung einzelner Teile benötigt ei ne gewisse Zeit, und zwar aufgrund der gegebenen Wärmeleitung bzw. vorhandener Wärmekapazitäten. Um schnel le dynam ische Vorgänge, i nsbesondere durch Impulsströme, zu erfassen, kann die Überwachung des Drucks bzw. der Kraft für ei ne Anzeige genutzt werden.
Hierfür ist der Lichtbogendruck im Laufbereich, der Staudruck im Bereich der Lichtbogenlöschkammer, insbesondere oberhalb im Bereich der Gasumlenkung und auch der Gasdruck innerhal b der Entspannungskammer der Gase geeignet. Die äußere Isolierstoffplatte der entsprechenden Kammer kann praktisch a ls Membran für eine Druckmessung genutzt werden. Ebenso können in diesen Bereichen mechanische Sollbruchstellen installiert werden, die ab einer bestimmten Druckhöhe eine Anzeige betätigen oder aber auch gleichzeitig zur Drucklastung bei hohen Überlasten beitragen, so dass ein Berstschutz gegeben ist. Bezugszeichenliste
1 lange Elektrode
2 kurze Elektrode
3 Platine
4 Zündort
5 Zündbereich
6 Ausnehmungen in den Elektroden 1 und 2
7 Anschlussleitung zur langen Elektrode 1
8 Deionkam mer
9 Ausströmöffnungen im Elektrodenbereich
10 Ausströmöffnung innerhalb der kurzen Elektrode
1 1 Lichtbogenlauf bereich
12 hintere Ausströmöffn ungen der Deionkammer
13 seitl iche Ausströmöffnungen der Deionkammer 14 Ausströmöffnung im Bereich des Einlaufbereichs 15 Durchführungen
16 Splitter
20 innere Vulkanfiberplatte
21 ferromagnetisches Material
22 Kunststoffspritzteil
23 äußere Vulkanfiberpiatte
24 Quersteg
25 Längssteg
26 Entspannungsbereich
27 Ausnehmung im Isolierbereich der Deionkammer

Claims

Ansprüche
1. Hörnerfunkenstrecke mit Deionkammer in nichtausblasender Bauform mit einem mehrteiligen Isolierstoffgehäuse als Stütz- und Aufnahmekörper für die Hörnerelektroden und die Deionkammer sowie Mitteln zum Leiten der lichtbogenbedingten Gasströmung, wobei das Isolierstoffgehäuse in der von den Hörnerelektroden aufgespan nten Ebene geteilt ist und eine erste sowie eine zweite Haibschaie bildet,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Hörnerelektroden eine unsym metrische Form, umfassend eine längere und eine kürzere Elektrode, aufweisen, wobei i m Zündbereich beide
Elektroden nahezu parallel oder mit geringer Divergenz verlaufen, der Lichtbogenlaufbereich zwischen den Elektroden in Richtung
Deionkammer durch ein plattenförmiges Isolierstoffmaterial begrenzt ist, wobei das plattenförm ige Isolierstoffmaterial jeweils in eine erste
Ausform ung der jeweiligen Halbschale formschlüssig eingesetzt ist, weiterhin die ersten Ausformungen eine ferromagnetische Hinterlegung des Lichtbogenlaufbereichs aufnehmen, wobei das plattenförmige
Isolierstoffmaterial die jeweilige Hinterlegung von den Elektroden elektrisch trennt,
die Halbschalen weitere, zweite Ausformungen besitzen, welche ein einsetzbares Deionkam merteil formschlüssig aufnehmen, wobei zwischen der jeweils ersten und zweiten Ausformung Durchbrüche oder Öffnungen in der jeweiligen Halbschale befindlich sind und die kürzere der Elektroden vor dem Deionka m merteil endet, so dass die Gasström ung nur teilweise in die Deionkammer gelangt.
2. Hörnerfunkenstrecke nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
diese einen Sandwichaufbau besitzt und die Halbschalen durch Schrauben oder Nieten kraftschlüssig verbunden sind .
3. Hörnerfunkenstrecke nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die den Elektroden abgewandten Außenseiten der Halbschalen mindestens im Bereich der Durchbrüche oder Öffnungen jeweils eine dritte Ausformung besitzen, welche formschlüssig eine äußere Isolierstoffpfatte aufnehmen.
4. Hörnerfunkenstrecke nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die dritte Ausformung einen Steg oder Splitter zur Teil ung der
Gasström ung aufweist, wobei der durch die dritte Ausformung und die äu ßere Isolierstoffpiatte gebildete Abschnitt einen Gasentspannungsrau m bildet.
5. Hörnerfunkenstrecke nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Gasentspannungsraum einen schlitzförmigen Durchtrittsspalt zum Rückführen der Gase zum Lichtbogenbrennraum aufweist, wobei zum unterstützenden Treiben des Lichtbogens durch die Gasström ung die Elektroden oberhalb des Zündbereichs Öffnungen oder Rücksprünge besitzen .
6. Hörnerfunkenstrecke nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Stromzuführung zur längeren der Elektroden über einen möglichst großen Abschnitt antiparallel geführt ist.
7. Hörnerfunkenstrecke nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die kürzere der Elektroden eine hohe Impedanz besitzt.
8. Hörnerfunkenstrecke nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Zündung oder Triggeru ng durch eine flexible Leiterplatte mit einem Leiterabschnitt erfolgt, welche i n den Zündbereich zwischen den
Elektroden eingebracht ist.
9. Hörnerfunkenstrecke nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
diese eine Fehierzustandsanzeige mit einem bei Übertemperatur
schmelzenden oder forminstabil werdenden Formteil besitzt, welches unter einer Federkraftvorspannung steht.
10. Hörnerfunkenstrecke nach einem der Ansprüche 3 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
die bei Druckbelastung sich verformende äußere Isoiierstoffplatte m it einer Sensorik zur Erfassung außergewöhnlicher Betriebszustände in
Wirkverbindung steht.
11. Hörnerfunkenstrecke nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
diese ein universelles Modul mit äußeren Anschl ussklem men für die
Elektroden bildet, welches in ein Steckteil oder Außengehäuse je nach Kundenwunsch integrierbar ist.
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