EP3673548A1 - Miniaturisierte hörnerfunkenstrecke mit integrierter deionkammer - Google Patents

Miniaturisierte hörnerfunkenstrecke mit integrierter deionkammer

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EP3673548A1
EP3673548A1 EP19725721.5A EP19725721A EP3673548A1 EP 3673548 A1 EP3673548 A1 EP 3673548A1 EP 19725721 A EP19725721 A EP 19725721A EP 3673548 A1 EP3673548 A1 EP 3673548A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
horn
spark gap
miniaturized
electrodes
deion chamber
Prior art date
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Granted
Application number
EP19725721.5A
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP3673548B1 (de
Inventor
Bernhard Krauss
Stephan Hierl
Roland Eichenseer
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
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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 SI201930119T priority Critical patent/SI3673548T1/sl
Publication of EP3673548A1 publication Critical patent/EP3673548A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3673548B1 publication Critical patent/EP3673548B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/30—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H9/34—Stationary parts for restricting or subdividing the arc, e.g. barrier plate
    • H01H9/342—Venting arrangements for arc chutes
    • 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
    • H01T1/00—Details of spark gaps
    • H01T1/02—Means for extinguishing arc

Definitions

  • the invention is based on a miniaturized horn spark gap with an integrated deion chamber, consisting of a multi-part insulating material housing as a support and receiving body for the horn electrodes and the deion chamber, the horn electrodes having an asymmetrical shape with a longer and a shorter electrode, the horn electrodes in Ignition area run almost parallel and then diverge, furthermore a deion chamber part which can be inserted into the support and receiving body and which accommodates a large number of extinguishing plates and has through-channels is formed as a deion chamber according to the preamble of claim 1.
  • the quenching plates are spaced apart in such a way that a multiplicity of channels for receiving gases caused by arcing is formed.
  • the quenching plates have a slot-shaped inlet area. Furthermore, a gas outflow area is formed through lateral and / or end openings between the extinguishing plates. Starting from the axis of symmetry of the arc quenching chamber, the gas outflow areas are between
  • separators are provided, with the partial gas streams in particular being mixed only in a common relaxation space and subjecting them to a union there.
  • Such a deion chamber has a small size and can be used for increased operating voltages.
  • the horn spark gap with deion chamber according to DE 10 2011 102 257 B4 is of a non-blowing design with a multi-part Insulated housing as a support and receptacle for the horn electrodes and the deion chamber. Means for guiding the gas flow caused by the arc are also present.
  • the insulating material housing is divided in the plane spanned by the horn electrodes and forms a first and second half-shell.
  • a plate-shaped insulating material disc In the arc running area between the electrodes in the direction of the deion chamber, there is a plate-shaped insulating material disc and delimits this area.
  • the insulating material is used in a corresponding shape in the respective half-shell.
  • a multi-part insulating material housing is also provided as a support and receiving body for horn electrodes and the deion chamber. There are also means for guiding the arcing
  • the insulating material housing is divided in the plane spanned by the horn electrodes and forms a first and a second half-shell.
  • the horn electrodes have an asymmetrical shape with a longer and a shorter electrode. In the ignition area, both electrodes run almost parallel or with little divergence.
  • the arc running area between the electrodes in the direction of the deion chamber is delimited by a plate-shaped insulating material which is inserted in a form-fitting manner in a first shape of the respective half-shell.
  • the first forms take a ferromagnetic
  • the plate-shaped insulating material electrically separating the respective deposit from the electrodes.
  • the half-shells have further, second formations, which one
  • Such a horn spark gap can form a universal module with external connection terminals for the electrodes, which can be integrated into a plug-in part or an outer housing, depending on the customer's requirements.
  • the object of the invention is achieved by a miniaturized horn spark gap with an integrated deion chamber according to the combination of features according to claim 1, the subclaims at least
  • the horn spark gap consists of a multi-part, in particular two-part, insulating material housing.
  • the insulating housing provides a support and receiving body for the horn electrodes and the
  • the horn electrodes preferably have an asymmetrical shape with a longer and a shorter electrode.
  • the horn electrodes run almost parallel in the ignition area or diverge minimally. Then the distance increases
  • the deion chamber is designed as a deion chamber part which can be inserted into the support and receiving body and is held by the latter and which accommodates a large number of extinguishing plates and has through-channels for an arc-induced gas flow.
  • the horn electrodes are equipped with a metallic deposit at least in the running area of an arc that arises.
  • the reinforcement is fixed on the back of the horn electrode in question, so that the actual arc running area is not disturbed and the arc does not "hang".
  • the metallic deposit and reinforcement of the horn electrodes also leads to better cooling of arcs due to the greater heat capacity.
  • the shorter electrode is designed as a hook horn electrode extending to the deion chamber part.
  • the gas flow which arises as a result of the ignition and burning of an arc is thus conducted into the deion chamber and the extinguishing plates and passageways present there.
  • a metallic baffle Spaced and on the output side of the through channels, this is at least partially covered by a metallic baffle, the baffle simultaneously with the insulating material housing, which mechanically reinforces it. is connectable.
  • An example of a connection is a force-locking riveting or screwing.
  • the baffle serves on the one hand for the mechanical reinforcement of the
  • the baffle serves to reflect pressure or gas flow. The aim is to stop the arc at the resulting narrow point
  • the baffle also serves to cool the resulting gases.
  • the baffle wall can have a closed, a slotted or a gas flow reflection surface provided with flow-guiding slot embossing.
  • Direction of gas flow can be influenced in a targeted manner.
  • the horn electrodes are both led up to the deion chamber part and the metallic deposit is designed as a reinforcement on the back by means of an insert part.
  • Both the material of the electrodes and that of the metallic backing can consist of galvanically tinned copper.
  • Foil circuit board arranged to trigger the spark gap.
  • the flexible or foil circuit board can accommodate an electrical or electronic component that is immersed in the free space. In this way, the volume available in the free space is optimally used for the purpose of miniaturizing the spark gap as required.
  • the electrical component mentioned can be a gas arrester which is in electrical connection with a corresponding conductor section of the circuit board.
  • an ignition aid which consists of a conductive plastic, preferably black POM, extends into the ignition area of the horn electrodes.
  • the baffle is preferably designed as a stamped and bent part and has two bends, which openings for receiving non-positive
  • the horn electrodes are each guided through one of their ends through an opening in the insulating material housing in order to enable direct electrical contact. There is no need for separate connection means which are to be contacted with the electrodes first.
  • the insulating material housing has at least one elevation or one projection on one of its inner sides. This elevation or the lead serve to form a
  • the miniaturized horn spark gap created has essentially outer dimensions of
  • FIG. 1 shows an exploded view of the miniaturized horn spark gap with an integrated deion chamber
  • Fig. 2 is a detailed representation of the deion chamber, designed as
  • Fig. 3 shows a detailed view of the film circuit board, designed as
  • Trigger circuit board with integrated gas arrester on the circuit board
  • Fig. 4 shows a first embodiment of the baffle with the closed
  • Fig. 5 shows another embodiment of the baffle in slotted
  • FIG. 6 shows a further embodiment of a baffle with slot embossing for deflecting the gas flow with the side edges being bent;
  • the insulating material housing comprises an upper part 1 and a lower part 2.
  • the corresponding housing parts are equipped on the inside with structures for receiving, ie for mechanically fixing, the other functionally relevant components.
  • a metallic concentrator 3; 4 used for electrical insulation between the respective concentrator 3; 4 an insulating plate 5; 6, in particular consisting of volcanic fiber, arranged.
  • the corresponding insulating plate 5; 6 ensures the necessary electrical separation from the respective concentrator 3; 4th
  • the housing parts 1; 2 continue to take a Deionhuntteil 7.
  • This deion chamber part 7 consists of a plastic carrier with through channels and slots, the latter corresponding extinguishing plates 8
  • the horn electrodes can also be used in the housing parts. On the one hand, there is a hook horn electrode 9 as the shorter electrode and a long horn electrode 10 as the longer of the electrodes.
  • Both the hook horn electrode 9 and the long horn electrode 10 are interposed by metal 11; 12 reinforced.
  • a trigger circuit board 13 is used (see also the detailed illustration according to FIG. 3).
  • This trigger circuit board 13 which is designed in particular as a film circuit board, is in electrical connection with an S-POM board 14, which projects into the ignition area between the horn electrodes.
  • the trigger circuit board 13 has a contact surface 15 and, in a special embodiment, a gas arrester 16.
  • an impact plate 17 (see also FIGS. 4 to 6) is present.
  • the baffle plate is spaced and arranged on the output side of the through channels of the deion chamber part 7, at least partially covering them, the baffle wall 17 being connectable to the insulating material housing at the same time in a mechanically reinforcing manner, as can be seen in FIG. 7 by a person skilled in the art.
  • baffle plate 17 happens for example with tubular rivets 18 through corresponding recesses in the housing parts 1; 2 and breakthroughs in the baffle 17 are performed.
  • the baffle 17 forms a closed, depending on the embodiment,
  • baffle wall 171 with an essentially closed gas flow reflection surface is assumed.
  • the baffle 172 according to FIG. 5 has slot-shaped openings.
  • baffles 17, 171, 172 and 173 in question are preferred as
  • Stamped-bent parts are formed and have two lateral bends or bends, which openings 20 complementary to recesses in the housing parts 1; 2 have. These openings 20 serve to accommodate example rivets 18 (see Figure 1); the baffles now not only lead to the cooling and conduction of gas flow, but also stabilize the design of the insulating material housing, allow the gas flow to be cooled by heat dissipation and prevent damage to adjacent components or to an outer housing (not shown in the figures).
  • the carrier part 2 has an elevation X, which serves to establish a secure electrical connection between the trigger printed circuit board 13 and the contact area 15 there to the hook horn electrode 9.
  • FIG. 7 also shows how the trigger circuit board 13

Landscapes

  • Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)
  • Constitution Of High-Frequency Heating (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine miniaturisierte Hörnerfunkenstrecke mit integrierter Deionkammer, bestehend aus einem mehrteiligen Isolierstoffgehäuse als Stütz- und Aufnahmekörper für die Hörnerelektroden und die Deionkammer, wobei die Hörnerelektroden eine unsymmetrische Form mit einer langen oder einer kürzeren Elektrode aufweisen. Die Deionkammer ist als ein in den Stütz- und Aufnahmekörper einsetzbares Deionkammerteil ausgebildet, welches eine Vielzahl von Löschblechen aufnimmt und Durchgangskanäle besitzt. Erfindungsgemäß sind die Hörnerelektroden mindestens im Laufbereich eines entstehenden Lichtbogens mit einer metallischen Hinterlegung ausgerüstet, wobei die kürzere Elektrode als bis zum Deionkammerteil reichende Hakenhornelektrode ausgebildet ist und beabstandet und ausgangs seitig der Durchgangskanäle diese von einer metallischen Prallwand mindestens teilweise überdeckt sind, wobei die Prallwand gleichzeitig mit dem Isolierstoffgehäuse, dieses mechanisch verstärkend, verbindbar ist.

Description

Miniaturisierte Hörnerfunkenstrecke mit integrierter Deionkammer
Beschreibung
Die Erfindung geht aus von einer miniaturisierten Hörnerfunkenstrecke mit integrierter Deionkammer, bestehend aus einem mehrteiligen Isol ierstoff - gehäuse als Stütz- und Aufnahmekörper für die Hörnerelektroden und die Deionkammer, wobei die Hörnerelektroden eine unsymmetrische Form mit einer längeren und einer kürzeren Elektrode aufweisen, die Hörnerelektroden im Zündbereich nahezu parallel verlaufen und anschließend divergieren, weiterhin als Deionkammer ein in den Stütz- und Aufnahmekörper einsetzbares Deionkammerteil ausgebildet ist, welches eine Vielzahl von Löschblechen aufnimmt und Durchgangskanäle besitzt gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.
Aus der DE 10 2013 112 400 Al ist eine Lichtbogenlöschkammer für
Überspannungsableiter mit einer Vielzahl von deionisierenden Löschblechen oder Löschplatten vorbekannt. Die Löschbleche sind derart beabstandet, dass eine Vielzahl von Kanälen zur Aufnahme lichtbogenbedingter Gase gebildet ist.
Die Löschbleche weisen einen schlitzförmigen Einlaufbereich auf. Weiterhin ist ein Gasausströmbereich durch seitliche und/oder stirnseitige Öffnunge n zwischen den Löschblechen ausgebildet. Ausgehend von der Symmetrieachse der Lichtbogenlöschkammer sind die Gasausströmbereiche zwischen
benachbarten Löschblechpaaren jeweils wechselseitig zur einen oder anderen Kammerseite oder Kammerhälfte geführt. Diesbezüglich sind Trennstege vorhanden, wobei insbesondere die Gasteilströme erst in einem gemeinsamen Entspannungsraum vermischt werden und dort einer Vereinigung unterliegen.
Eine solche Deionkammer verfügt über eine kleine Baugröße und ist für erhöhte Betriebsspannungen einsetzbar.
Bei der Hörnerfunkenstrecke mit Deionkammer nach DE 10 2011 102 257 B4 wird von einer nicht ausblasenden Bauform mit einem mehrteiligen Isolierstoffgehäuse als Stütz- und Aufnahmekörper für die Hörnerelektroden und die Deionkammer ausgegangen. Weiterhin sind Mittel zum Leiten der lichtbogenbedingten Gasströmung vorhanden. Das Isolierstoffgehäuse ist in der von den Hörnerelektroden aufgespannten Ebene geteilt und bildet eine erste und zweite Halbschale.
Im Lichtbogenlaufbereich zwischen den Elektroden in Richtung Deionkammer liegt eine plattenförmige Isolierstoffmaterialscheibe vor und begrenzt diesen Bereich. Das Isolierstoffmaterial ist in einer entsprechenden Ausformung der jeweiligen Halbschale formschlüssig eingesetzt. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, die Isolierstoffplatte noch mit einer ferromagnetischen Hinterlegung zur Steuerung des Lichtbogenlaufes auszugestalten.
Bei der gattungsbildenden Hörnerfunkenstrecke mit Deionkammer nach DE 10 2011 123 020 B3 ist ebenfalls ein mehrteiliges Isolierstoffgehäuse als Stütz- und Aufnahmekörper für Hörnerelektroden und die Deionkammer vorgesehen. Weiterhin sind Mittel zum Leiten der lichtbogenbedingten
Gasströmung vorhanden. Auch ist dort das Isolierstoffgehäuse in der von den Hörnerelektroden aufgespannten Ebene geteilt und bildet eine erste und eine zweite Halbschale.
Die Hörnerelektroden weisen eine unsymmetrische Form mit einer längeren und einer kürzeren Elektrode auf. Im Zündbereich verlaufen beide Elektroden nahezu parallel oder mit geringer Divergenz.
Der Lichtbogenlaufbereich zwischen den Elektroden in Richtung Deionkammer ist durch ein plattenförmiges Isolierstoffmaterial begrenzt, das in einer ersten Ausformung der jeweiligen Halbschale formschlüssig eingesetzt ist.
Weiterhin nehmen die ersten Ausformungen eine ferromagnetische
Hinterlegung des Lichtbogenlaufbereiches auf, wobei das plattenförmige Isolierstoffmaterial die jeweilige H interlegung von den Elektroden elektrisch trennt.
Die Halbschalen besitzen weitere, zweite Ausformungen, welche ein
einsetzbares Deionkammerteil formschlüssig aufnehmen. Zwischen der ersten und zweiten Ausformung sind jeweils Durchbrüche oder Öffnungen in der jeweiligen Halbschale befindlich. Die Kürzere der Elektroden endet vor dem Deionkammerteil, so dass die Gasströmung nur teilweise in die Deionkammer gelangt.
Eine derartige Hörnerfunkenstrecke kann ein universelles Modul mit äußeren Anschlussklemmen für die Elektroden bilden, welches in ein Steckteil oder Außengehäuse, je nach Kundenwunsch i ntegrierbar ist.
Obwohl die Hörnerfunkenstrecken gemäß dem oben geschilderten Stand der Technik hervorragende elektrische Eigenschaften besitzen und eine hohe Zuverlässigkeit aufweisen, besteht das Bedürfnis, den Bauraum
für entsprechende Funkenstrecken zu minimieren, um insbesondere in
Niederspannungsversorgungssystemen oder entsprechenden Geräten deren Miniaturisierung zu erlauben. Aufgrund der zu beherrschenden Ströme und Spannungen ist es grundsätzlich sehr problematisch, bekannte Funkenstrecken zu skalieren.
Aus dem Vorgenannten ist es Aufgabe der Erfindung, eine weiterentwickelte, miniaturisierte Hörnerfunkenstrecke mit integrierter Deionkammer anzugeben, die besonders kleinbauend ist und dennoch die geforderten elektrischen Eigenschaften sowie die notwendige mechanische Stabilität besitzt, um den diesbezüglichen Anforderungen der Anwender, auch im Sinne einer Langzeitstabilität der Produkte zu gewährleisten.
Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt durch eine miniaturisierte Hörnerfunkenstrecke mit integrierter Deionkammer gemäß der Merkmals- kombination nach Anspruch 1, wobei die Unteransprüche mindestens
zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen umfassen.
Es wird demnach von einer Hörnerfunkenstrecke mit integrierter Deionkammer ausgegangen.
Die Hörnerfunkenstrecke besteht aus einem mehrteiligen, insbesondere zweiteiligen Isolierstoffgehäuse. Das Isolierstoffgehäuse stellt einen Stütz- und Aufnahmekörper unter anderem für die Hörnerelektroden und die
Deionkammer dar. Die Hörnerelektroden weisen bevorzugt eine unsymmetrische Form mit einer längeren und einer kürzeren Elektrode auf.
Die Hörnerelektroden verlaufen im Zündbereich nahezu parallel oder divergieren minimal . Anschließend vergrößert sich der Abstand der
Hörnerelektroden im Sinne einer zunehmenden Divergenz.
Weiterhin ist die Deionkammer als ein in den Stütz- und Aufnahmekörper, von diesem gehaltenes, einsetzbares Deionkammerteil ausgebildet, welches eine Vielzahl von Löschblechen aufnimmt und Durchgangskanäle für eine licht- bogenbedingte Gasströmung besitzt.
Erfindungsgemäß sind die Hörnerelektroden mindestens im Laufbereich eines entstehenden Lichtbogens mit einer metallischen Hinterlegung ausgerüstet.
Diese metallische Hinterlegung führt zunächst zu einer mechanischen
Verstärkung der ansonsten dünnwandiger ausführbaren jeweiligen
Hörnerelektrode.
Die Verstärkung wird rückseitig der betreffenden Hörnerelektrode fixiert, so dass der eigentliche Lichtbogenlaufbereich nicht gestört ist und der Lichtbogen nicht zum sogenannten„Hängen" kommt.
Die metallische Hinterlegung und Verstärkung der Hörnerelektroden führt zusätzlich zu einer besseren Kühlung auftretender Lichtbögen aufgrund der größeren Wärmekapazität.
Weiterhin ist die kürzere Elektrode als bis zum Deion kammerteil reichende Hakenhornelektrode ausgebildet. Es wird also die Gasströmung, welche beim Zünden und Brennen eines Lichtbogens als dessen Folge entsteht, bis in die Deionkammer und die dort vorhandenen Löschbleche und Durchgangskanäle geleitet.
Beabstandet und ausgangsseitig der Durchgangskanäle ist diese von einer metallischen Prallwand mindestens teilweise überdeckt, wobei die Prallwand gleichzeitig mit dem Isolierstoffgehäuse, dieses mechanisch verstärkend , verbindbar ist. Eine beispielhafte Verbindung besteht in einer kraftschlüssigen Vernietung oder Verschraubung.
Die Pral lwand dient einerseits der mechanischen Verstärkung der
beschriebenen Gesamtanordnung.
Andererseits dient die Prallwand einer Druck- bzw. Gasströmungsreflexion. Dabei ist es das Ziel, den Lichtbogen an der entstehenden Engstelle zum
Verbleiben zu zwingen.
Die Prallwand dient darüber hinaus der Kühlung der entstehenden Gase.
Insgesamt wird durch die vorbeschriebene Merkmalskombination die Belastung auf das Isolierstoffgehäuse bzw. ein umgebendes Außengehäuse reduziert.
Die Prallwand kann ausgestaltend eine geschlossene, eine geschlitzte oder eine mit strömungsleitender Schlitzprägung versehene Gasströmungs- reflexionsfläche aufweisen.
Durch diese Maßnahme kann die Druckreflexion beeinflusst und die
Gasströmungsrichtung gezielt beeinflusst werden.
Wie bereits erwähnt, sind die Hörnerelektroden beide bis zum Deionkammerteil geführt und es ist die metallische Hinterlegung als rückseitige Verstärkung mittels eines Einlegeteiles ausgebildet.
Sowohl das Material der Elektroden als auch das der metallischen H interlegung kann aus galvanisch verzinntem Kupfer bestehen.
Im vom Lichtbogenbrennraum abgewandten Bereich der Hakenhornelektrode, im vom Hakenhorn teilweise umschlossenen Freirau m ist in einer
Ausgestaltung der Erfindung eine flexible Leiterplatte, insbesondere
Folienleiterplatte, zur Triggerung der Funkenstrecke angeordnet.
Die flexible oder Folienleiterplatte kann ein elektrisches oder elektronisches Bauteil aufnehmen, welches in den Freiraum eintaucht. Auf diese Weise wird das im Freiraum vorhandene Volumen optimal zum Zweck der aufgaben- gemäßen angestrebten Miniaturisierung der Funkenstrecke genutzt. Das erwähnte elektrische Bauteil kann ein Gasableiter sein, der mit einem entsprechenden Leiterabschnitt der Leiterplatte in elektrischer Verbindung steht.
In dem Zündbereich der Hörnerelektroden reicht bei einer Ausgestaltung der Erfindung eine Zündhilfe hinein, welche aus einem leitfähigen Kunststoff, bevorzugt Schwarz-POM, besteht.
Die Prallwand ist bevorzugt als Stanz-Biegeteil ausgebildet und weist zwei Abwinkelungen auf, welche Durchbrüche zur Aufnahme kraftschlüssiger
Verbindungsmittel besitzt. Die Durchbrüche sind komplementär zu
Aussparungen im mehrteiligen Isolierstoffgehäuse ausgeführt. Wird die kraftschlüssige Verbindung mittels metallischen Nieten realisiert, verbessert sich die Wärmeableitung und Kühlwirkung aufgrund der gebildeten
Wärmesenke.
Die Hörnerelektroden sind jeweils mit einem ihrer Enden durch eine Öffnung im Isolierstoffgehäuse geführt, um eine unmittelbare elektrische Kontaktierung zu ermöglichen. Auf separate Anschlussmittel, die mit den Elektroden zunächst zu kontaktieren sind, kann verzichtet werden.
Das Isolierstoffgehäuse weist bei einer bevorzugten Ausführungsform an einer seiner Innenseiten mindestens eine Überhöhung oder einen Vorsprung auf. Diese Überhöhung oder der Vorsprung dienen zur Ausbildung einer
elektrischen Druckkontaktierung zwischen der flexiblen Leiterplatte und der ihr benachbarten Hakenhornelektrode.
Bei einer Ausbildung der Erfindung weist die geschaffene miniaturisierte Hörnerfunkenstrecke im Wesentlichen Außenabmessungen von
25 x 10 x 17 mm (L x B x H) auf.
Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles sowie unter Zuhilfenahme von Figuren näher erläutert werden.
Fig. 1 eine Explosivdarstellung der miniaturisierten Hörnerfunkenstrecke mit integrierter Deionkammer; Fig. 2 eine Detaildarstel lung der Deionkammer, ausgebildet als
Deionkammerteil mit aufgenommenen Löschblechen;
Fig. 3 eine Detaildarstellung der Folienleiterplatte, ausgebildet als
Triggerleiterplatte mit integriertem, auf der Leiterplatte befindlichem Gasableiter;
Fig. 4 eine erste Ausführungsform der Prallwand mit geschlossener
Prallfläche einmal als Zuschnitt (unterer Figurenteil) und zum anderen bereits mit abgewinkelten Seiten (oberer Figurenteil);
Fig. 5 eine weitere Ausführungsform der Prallwand in geschlitzter
Gestalt, sowohl als Zuschnitt (unterer Figurenteil) und im Ergebnis der erfolgten Abwinkelung der Seitenkanten (oberer Figurenteil);
Fig. 6 eine weitere Ausführungsform einer Prallwand mit Schlitzprägung zur Gasströmungsumlenkung mit erfolgter Abwinkelung der seitlichen Kanten; und
Fig. 7 eine Darstellung der miniaturisierten Hörnerfunkenstrecke mit aus
Gründen der Übersichtlichkeit weggelassenen vorderen Teil des Isolierstoffgehäuses und zur Verdeutlichung herausgezogenen Hinterlegungen sowie Prallwand.
Die erfindungsgemäße miniaturisierte Hörnerfunkenstrecke gemäß
den Figuren, insbesondere nach Figur 1, geht von einem mehrteiligen
Isolierstoffgehäuse aus. Das Isolierstoffgehäuse umfasst ein oberes Teil 1 sowie ein unteres Teil 2.
Die entsprechenden Gehäuseteile sind innenseitig mit Strukturierungen zur Aufnahme, das heißt zum mechanischen Fixieren, der weiteren funktions- relevanten Bauteile ausgerüstet.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kommt neben dem jeweiligen Isolier- stoffgehäuseteil 1; 2 ein metallischer Konzentrator 3; 4 zum Einsatz. Zur elektrischen Isolierung ist zwischen dem jeweiligen Konzentrator 3; 4 eine Isolierplatte 5; 6, insbesondere aus Vulkanfiber bestehend, angeordnet. Die entsprechende Isolierplatte 5; 6 sorgt für die notwendige elektrische Trennung zum jeweiligen Konzentrator 3; 4.
Die Gehäuseteile 1; 2 nehmen weiterhin ein Deionkammerteil 7 auf.
Dieses Deionkammerteil 7 besteht aus einem Kunststoffträger mit Durchgangs- kanälen und Schlitzen, wobei letztere entsprechende Löschbleche 8
aufnehmen.
Weiterhin sind in den Gehäuseteilen die Hörnerelektroden einsetzbar. Zum einen handelt es sich hier um eine Hakenhornelektrode 9 als kürzere Elektrode sowie um eine Langhornelektrode 10 als die längere der Elektroden.
Sowohl die Hakenhornelektrode 9 als auch die Langhornelektrode 10 sind durch metallische H interlegungen 11; 12 verstärkt.
Zum Zweck der Triggerung der Hörnerfunkenstrecke kommt eine Trigger- leiterplatte 13 zum Einsatz (siehe auch Detaildarstellung nach Figur 3).
Diese Triggerleiterplatte 13, die insbesondere als Folienleiterplatte ausgebildet ist, steht mit einer S-POM-Platte 14, die in den Zündbereich zwischen den Hörnerelektroden hineinragt, in elektrischer Verbindung.
Weiterhin weist die Triggerleiterplatte 13 eine Kontaktfläche 15 sowie in einer speziellen Ausgestaltung einen Gasableiter 16 auf.
Letztendlich ist eine Prallplatte 17 (siehe auch die Figuren 4 bis 6) vorhanden.
Die Prallplatte ist beabstandet und ausgangsseitig der Durchgangskanäle des Deionkammerteiles 7, diese mindestens teilweise überdeckend angeordnet, wobei die Prallwand 17 gleichzeitig mit dem Isolierstoffgehäuse, dieses mechanisch verstärkend verbindbar ist, wie dies aus der Figur 7 für den Fachmann ersichtlich ist.
Die Verbindung der Gehäuseteile 1; 2 und das Fixieren der Prallwand
oder Prallplatte 17 geschieht beispielsweise mit Rohrnieten 18, die durch entsprechende Ausnehmungen in den Gehäuseteilen 1; 2 und Durchbrüchen in der Prallwand 17 geführt werden.
Die Pral lwand 17 bildet eine je nach Ausführungsform geschlossene,
geschlitzte oder mit strömungsleitender Prägung versehene Gasströmungs- reflexionsfläche.
Diesbezüglich sei auf die Darstellungen nach den Figuren 4 bis 6 aufmerksam gemacht.
Bei der Ausführungsform nach Figur 4 wird von einer Prallwand 171 mit im Wesentlichen geschlossener Gasströmungsreflexionsfläche ausgegangen.
Die Prallwand 172 nach Figur 5 weist schlitzförmige Durchbrechungen auf.
Bei der Prallwand 173 nach Figur 6 sind strömungsleitende, geprägte
Öffnungen vorhanden, die zu einer Umlenkung auftreffender Gasströmung führen.
Die betreffenden Prallwände 17, 171, 172 u nd 173 sind bevorzugt als
Stanz-Biegeteile ausgebildet und weisen zwei seitliche Abkantungen oder Abwinkelungen auf, welche Durchbrüche 20 komplementär zu Aussparungen in den Gehäuseteilen 1 ; 2 aufweisen. Diese Durchbrüche 20 dienen der Aufnahme beispielhafter Nieten 18 (siehe Figur 1); die Prallwände führen nun nicht nur zur Kühlung und Leitung auftretender Gasströmung, sondern stabilisieren die Ausbildung des Isolierstoffgehäuses, gestatten eine Kühlung der Gasströmung durch Wärmeableitung und verhindern eine Beschädigung benachbarter Bauteile bzw. eines in den Figuren nicht gezeigten Außengehäuses.
Unter Hinweis auf die Figur 7 weist das Trägerteil 2 eine Überhöhung X auf, welche dazu dient, eine sichere elektrische Verbindung zwischen der Trigger- leiterplatte 13 und dem dortigen Kontaktbereich 15 zur Hakenhornelektrode 9 herzustellen.
Die Figur 7 lässt auch deutlich werden, wie die Triggerleiterplatte 13
positioniert ist und in welcher Weise das Bauteil 16 im Freiraum unterhalb der Hakenhornelektrode 9 eintaucht. Die Hörnerelektroden 9; 10 sind, wie in der Figur 7 ersichtlich, jeweils mit einem Ende durch eine Öffnung im entsprechenden Teil des Isol ierstoff - gehäuses 1; 2 geführt, um eine unmittelbare elektrische Verbindung zu ermöglichen. Auf separate Anschlusselemente kann verzichtet werden.

Claims

Patentansprüche
1. Miniaturisierte Hörnerfunkenstrecke mit integrierter Deionkammer, bestehend aus einem mehrteiligen Isolierstoffgehäuse (1; 2) als Stütz- und Aufnahmekörper für die Hörnerelektroden (9; 10) und die Deionkammer, wobei die Hörnerelektroden (9; 10) eine unsymmetrische Form mit einer längeren und einer kürzeren Elektrode aufweisen, die Hörnerelektroden im Zündbereich nahezu parallel verlaufen und anschließend divergieren, weiterhin als
Deionkammer ein in den Stütz- und Aufnahmekörper einsetzbares
Deionkammerteil (7) ausgebildet ist, welches eine Vielzahl von Löschblechen (8) aufnimmt und Durchgangskanäle besitzt,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Hörnerelektroden (9; 10) mindestens im Laufbereich eines entstehenden Lichtbogens mit einer metallischen Hinterleg ung (12) ausgerüstet sind, wobei die kürzere Elektrode (9) als bis zum Deionkammerbereich reichende
Hakenhornelektrode ausgebildet ist und beabstandet und ausgangsseitig der Durchgangskanäle der Deionkammer (7) diese von einer metallischen
Prallwand (17) mindestens teilweise überdeckt ist, wobei die Prallwand (17) gleichzeitig mit dem Isolierstoffgehäuse, dieses mechanisch verstärkend, verbindbar ist.
2. Miniaturisierte Hörnerfunkenstrecke nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Prallwand (17) eine geschlossene (171), eine geschlitzte (172) oder eine mit strömungsleitender Schlitzprägung (173) versehene
Gasströmungsreflexionsfläche aufweist.
3. Miniaturisierte Hörnerfunkenstrecke nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Hörnerelektroden (9; 10) bis zum Deionkammerteil (7) geführt sind und die metallische Hinterlegung (11; 12) als rückseitige Verstärkung mittels
Einlegeteil ausgebildet ist.
4. Miniaturisierte Hörnerfunkenstrecke nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass im vom Lichtbogenbrennraum abgewandten Bereich der Hakenhornelektrode (9), im vom Hakenhorn teilweise umschlossenen Freiraum eine flexible
Leiterplatte (13) zur Triggerung der Funkenstrecke angeordnet ist, wobei die flexible Leiterplatte (13) ein elektrisches oder elektronisches Bauteil (16) aufnimmt, welches in den Freiraum eintaucht.
5. Miniaturisierte Hörnerfunkenstrecke nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Bauteil (16) ein Gasableiter ist.
6. Miniaturisierte Hörnerfunkenstrecke nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
in den Zündbereich der Hörnerelektroden (9; 10) eine Zündhilfe (14) aus leitfähigem Kunststoff eintaucht.
7. Miniaturisierte Hörnerfunkenstrecke nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Prallwand (17) als Stanz-Biegeteil ausgebildet ist und zwei Abwinkelungen aufweist, welche Durchbrüche (20) zur Aufnahme kraftschlüssiger
Verbindungsmittel (18) besitzt, wobei die Durchbrüche (20) komplementär zu Aussparungen im mehrteiligen Isolierstoffgehäuse (1; 2) ausgeführt sind .
8. Miniaturisierte Hörnerfunkenstrecke nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Prallwand (17) als Wärmesenke ausgebildet ist.
9. Miniaturisierte Hörnerfunkenstrecke nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Hörnerelektroden (9; 10) jeweils mit einem Ende durch eine Öffnung im Isolierstoffgehä use (1; 2) geführt sind, um eine unmittelbare elektrische Kontaktierung zu ermöglichen.
10. Miniaturisierte Hörnerfunkenstrecke nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass
das Isolierstoffgehäuse (1; 2) an seiner Innenseite mindestens eine
Überhöhung (X) oder einen Vorsprung aufweist, um eine elektrische
Druckkontaktierung zwischen der Folienleiterplatte (13) und der
Hakenhornelektrode (9) zu ermöglichen.
11. Miniaturisierte Hörnerfunkenstrecke nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
diese Außenabmessung im Bereich von im Wesentlichen 25 mm x 10 mm x 17 mm (Länge x Höhe x Breite) aufweist.
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