WO2009095206A1 - Elektrisches schutzbauelement mit kurzschlusseinrichtung - Google Patents

Elektrisches schutzbauelement mit kurzschlusseinrichtung Download PDF

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WO2009095206A1
WO2009095206A1 PCT/EP2009/000515 EP2009000515W WO2009095206A1 WO 2009095206 A1 WO2009095206 A1 WO 2009095206A1 EP 2009000515 W EP2009000515 W EP 2009000515W WO 2009095206 A1 WO2009095206 A1 WO 2009095206A1
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clip
electrical protection
surge arrester
protection component
section
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PCT/EP2009/000515
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Peter Bobert
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TDK Electronics AG
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Epcos AG
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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
    • H01T1/00—Details of spark gaps
    • H01T1/14—Means structurally associated with spark gap for protecting it against overload or for disconnecting it in case of failure

Definitions

  • the surge arrester has a hollow body, on which at least two electrodes are arranged.
  • a surge arrester with two electrodes has a one-piece ceramic hollow body.
  • the ceramic hollow body is divided by means of a central electrode into two separate parts. The two parts are arranged with a first side on a central electrode. On a second side of the two parts, an end electrode is arranged in each case.
  • the electrical protection component has a thermal short-circuit device.
  • the clip has at least two sections. At least a first portion of the clip is snapped onto the surge arrester and encompasses it by more than half.
  • the first section of the shorting bar thus preferably serves for fastening the shorting bar to the surge arrester. At least the ends of the first section have a mechanical contact with the
  • the ends of the first section may also be spaced from the surge arrester, wherein at least a portion of the first section is disposed on the surge arrester such that the
  • Short circuit device can still be securely attached to the surge arrester.
  • the remainder of the first portion may rest on or be spaced from the surge arrester.
  • the clip includes at least a second portion surrounding the first portion and spaced from the first portion by a fuser member.
  • the second portion has at one end a shorting bar which is radially spaced from the surge absorber. In the case of melting the fusible element, the shorting bar electrically connects at least two outer electrodes of the surge arrester.
  • the first portion of the clip preferably surrounds the surge arrester by more than half. This will prevent the clip from firing the shorting mechanism is pushed away from the surge arrester.
  • the first section of the clip thus serves as an abutment for the shorting bar.
  • the third, middle electrode may have a slightly larger diameter than the two hollow bodies and the two end electrodes.
  • the middle electrode may preferably project beyond the hollow bodies and the end electrodes in the radial direction.
  • the clip comprises a bent ribbon which may have one or more recesses.
  • the recesses serve to ensure that the clip can be fixed against slipping in the area of the middle electrode in the case of a 3-electrode arrester.
  • the recesses preferably have the width of the central electrode, so that the central electrode protrudes partially into the recesses of the clip. Slippage of the clip in the axial direction is thereby suppressed.
  • the fusible element In the region of the fusible element is preferably a recess, which is preferably slightly smaller in size than the fusible element, so that the fusible element can not slip through the recess and would make it difficult to snap the shorting clips on the surge arrester.
  • the melting element has a gradation on at least one side, so that at least a part of the melting element protrudes into the recess.
  • the melting element at least partially makes direct contact with the middle electrode of the Surge arrester on.
  • the recess in the region of the melting element is preferably so large that the central electrode protrudes so far through the recess that the middle electrode has a direct contact with the melting element.
  • the clip preferably comprises an elongated ribbon, with the shorting bar being wider than the rest of the clip.
  • the first and second portions of the clip are formed by a one-piece part.
  • the clip is composed of at least two parts.
  • the first portion of the clip is formed by a first part and the second portion by a second part.
  • the second section is formed by regions of the first part and of a second part.
  • the parts of the clip made of different materials.
  • At least the shorting bar is made of an electrically conductive material.
  • a material with resilient properties is suitable. So that the clip of the short-circuiting device can exert permanent pressure on the fusible element, in particular a material comprising beryllium copper is suitable for this purpose. Beryllim copper is especially good for one
  • the flat strip is brought in one embodiment, for example by bending in the desired shape.
  • the two prepared parts are joined together and mechanically joined together.
  • the two parts are directly connected to each other by means of a welded connection.
  • the clip is preferably in the range of a middle
  • the surge arrester electrode may also be a 2-electrode arrester, wherein the short-circuit bar is mechanically connected in this case, for example by means of a ring or a clamp in the region of the hollow body with the surge arrester.
  • the melting element is preferably designed such that it melts at unacceptably high heating of the surge arrester.
  • the fusible element may be made of a material comprising solder.
  • materials comprising plastic are suitable.
  • Particularly suitable are forms that have the largest possible volume with a small amount of material. In this case, in particular hollow body, such as tubular body are suitable.
  • the fusible element is preferably arranged such that the shorting bar is spaced from the external electrodes by the fusible element.
  • the clip presses on the outer electrodes of the surge arrester and electrically connects them to one another.
  • the shorting bar connects the outer electrodes to the middle electrode.
  • it is an overvoltage arrester in SMD design. It is also possible that this is a Surge arrester with wire contacts for conventional mounting acts.
  • the shorting clip is designed such that the already pre-assembled shorting clip including fusible element, in particular after soldering the surge arrester to, for example, a mounting substrate on the
  • Surge arrester is snapped on.
  • the short circuit clip can also be snapped onto the surge arrester before mounting.
  • the short-circuit clip thus has the advantage that it can be snapped on after soldering or soldering the surge arrester.
  • the fusible element is already arranged in the preassembled shorting clip, so that the
  • FIG. 1a shows an electrical protection component with an integral short-circuit clip in cross-section
  • FIG. 1 b shows an electrical protection component with a short-circuit clip according to FIG. 1 a from below
  • FIG. 1c shows the development of the shorting clip from FIG.
  • FIG. 2 a shows a further embodiment of an electrical protection component with a multi-part shorting clip in cross section
  • FIG. 2b shows the development of the shorting clip from FIG. 2a
  • FIG. 3 a shows a further embodiment of an electrical protection component with a multi-part shorting clip in cross section
  • FIG. 3b shows the development of the shorting clip from FIG. 2a
  • FIG. 4 a shows an electrical protection component with a one-piece short-circuit clip in cross-section, wherein the fusible element is spaced from the surge arrester;
  • FIG. 4b shows a part of the shorting clip with fusible element according to FIG. 4a
  • FIG. 5a shows an electrical protection component with a one-piece short-circuit clip in cross section, with the fusible element in direct contact with the surge arrester,
  • FIG. 5b shows a part of the shorting clip with fusible element according to FIG. 5a
  • FIG. 6a shows a further electrical protection component with a one-piece short-circuit clip in cross-section, wherein the fuse element has a direct contact with the surge arrester
  • FIG. 6b shows a part of the shorting clip with fusible element according to FIG. 5a.
  • an electrical protection device which comprises a surge arrester 1.
  • the Studentsnapssabieiters 1 has at the ends in each case an electrode 2, which are shown in Figure Ib.
  • the surge arrester 1 has a central electrode 8, the hollow body 9 and the electrodes 2 in radial
  • a short circuit clip 3 is snapped, having a first portion 4, the ends 4a and 4b on the surge arrester 1 present.
  • a portion of the first portion 4 between the two ends 4a and 4b may be spaced from the surge arrester 1 and need not rest flush on the surge arrester 1.
  • a second portion 5 of the clip 3 is spaced from the surge absorber 1.
  • the second section 5 has a shorting bar 6 at one end.
  • the shorting bar 6 of the second section 5 is spaced from the first section 4 b and thus also from the surge arrester 1 by means of a fusible element 7.
  • the shorting bar 6 is biased by the spring force of the clip 3 and presses on the fusible element 7.
  • the shorting bar 6 is designed such that it electrically connects the two electrodes 2 in the case of melting of the fusible element 7. With inadmissibly high heating of the surge arrester 1, the melting element 7 melts and thereby clears the way for the shorting bar 6, which presses on the melting element 7.
  • the shorting bar 6 thus presses on the outer electrodes 2 of the surge arrester 1.
  • FIG. 1c shows a development of the short-circuiting clip 3 from FIGS. 1a and 1b.
  • the shorting clip 3 has the shorting bar 6 at one end of the second section 5.
  • the width over the majority of the length of the shorting clip 3 is preferably smaller than the width of the shorting bar 6.
  • the shorting clip 3 may have one or more recesses 9a, 9b.
  • the recesses 9a, 9b are in the illustrated embodiment in a first portion 4 of the Short circuit clips 3.
  • the second section 5 has more recesses.
  • FIG. 2a shows a further embodiment of an electrical protection component with a
  • Short-circuit device On a surge arrester 1, which has an electrode at the ends, a clip 3 is snapped.
  • the clip 3 consists in this embodiment of two parts, wherein a first part forms a first portion 4 and a second portion 5 is formed by a second part.
  • the first section 4 has two ends 4a and 4b which rest on the surge arrester 1.
  • the region of the first portion 4 between the two ends 4a and 4b may be spaced from or resting on the surge absorber 1.
  • a shorting bar 6 is arranged at one end of the second section 5.
  • the shorting bar 6 presses on a melting element 7, which is arranged between the shorting bar 6 and the end 4 b of the first section 4 and thus also between the shorting bar 6 and the surge arrester 1.
  • the melting element 7 melts and thereby clears the way for the shorting bar 6.
  • the shorting bar 6 thus presses on the electrodes 2 and connects them electrically to one another.
  • FIG. 2b shows the two unwound parts of the shorting clip 3 from FIG. 2a.
  • the shorting clip 3 has the first section 4. Between the two ends 4a and 4b of the first portion 4 a plurality of recesses 9a, 9b are arranged.
  • the recesses 9a, 9b serve to guide the clip 3 on the middle electrode 8.
  • the recesses 9a, 9b preferably have a width on, which corresponds to the width of the central electrode 8.
  • the melting element 7 is at least on the edges of the recess 9a.
  • the fusible element 7, which has a gradation in the size of the recess 9a a direct thermal contact with the central electrode 8.
  • the second portion 5 of the shorting clip 3 has at one end a shorting bar 6.
  • the first section 4 is firmly connected to the second section 5 via at least two connection points.
  • the second portion 5 is connected to the first portion 4 by means of welding spots, one or more welding lines or one or more welding surfaces.
  • the width of the first section 4 preferably corresponds to the width of the second section 5.
  • the width over most of the length of the shorting clip 3 is preferably smaller than the width of the shorting bar 6 at the end of the second section 5.
  • FIG. 3 a shows a further embodiment of an electrical protection component with a
  • Short-circuit device On a surge arrester 1, which has an outer electrode 2 at the ends, a short-circuit clip 3 is snapped.
  • the shorting clip 3 in this embodiment consists of two parts, a first part forming a first section 4. A second
  • Section 5 of the shorting clip 3 is formed by a tab 4c of the first part and a second part, wherein the two parts of the second section 5 are interconnected via at least two connection points.
  • the first section 4 has two ends 4a and 4b which rest on the
  • Surge arrester 1 rest. A portion of the first portion 4 between the two ends 4a and 4b may be spaced from the surge absorber 1. At one end of a second section 5, a shorting bar 6 is arranged. The shorting bar 6 presses on a melting element 7, which is arranged between the shorting bar 6 and the end 4 b of the first section 4 and thus also the surge arrester 1. In the case of melting of the fusible element 7, the shorting bar 6 thus presses on the outer electrodes 2 and connects them electrically to one another and to the middle electrode 8.
  • the short circuit clip 3 has the first section 4. Between the two ends 4a and 4b of the first section 4, a recess 9a is arranged. A tab 4c of the first section 4 forms with a second part of the second section 5, wherein the tab 4c is firmly connected at least two connection points with the second part. Preferably, the second part is connected to the tab 4c of the first section 4 by means of welding.
  • the second section 5 of the shorting clip 3 has a shorting bar 6 at one end.
  • the width of the region 4c of the first part preferably corresponds to the width of the second section 5.
  • the shorting clip 3 preferably has its greatest width in the region of the shorting bar 6 at the end of the second section 5.
  • FIG. 4a shows a further embodiment of an electrical protection component according to FIG. 1a.
  • an integral short-circuiting clip 3 is arranged, which has a first section 4 and a second section 5.
  • the second section 5 of the shorting clip 3 is by means of a fusible element 7 in the region of the shorting bar 6 from the first section 4 of Short circuit clips 3 spaced.
  • the melting element 7 has a size sufficient for the melting element 7 to rest on at least two sides of the edge of the recess 9a of the first section 4 of the shorting clip 3.
  • the melting element 7 has no direct contact with the middle electrode 8 and thus also with the surge arrester 1.
  • FIG. 4b shows an end 4b of the first section 4 of the shorting clip 3 according to FIG. 4a, the end 4b having a recess 9a.
  • a melting element 7 is arranged in the region of the recess 9a.
  • the melting element 7 is preferably arranged such that it rests on at least two sides of the edge of the recess 9a.
  • FIG. 5a shows a further embodiment of an electrical protection component as shown in FIG. 1a.
  • the gradation 10 is preferably only so large that the melting element 7 protrudes with the step 10 in the recess 9a.
  • the predominant part of the fusible element 7 preferably has a size which is at least sufficient for the fusible element 7 to rest on at least two sides of the edge of the recess 9a.
  • the melting element 7, by means of the step 10, preferably has a direct contact with the central electrode 8.
  • the Schtnelzelement 7 thus has the best possible thermal contact with the central electrode 8 and thus to the surge arrester 1 in the figure 5a.
  • FIG. 5b shows an end 4b of the first section of the shorting clip 3 according to FIG. 1a.
  • the end 4b has a recess 9a, in the region of which a melting element 7 is arranged.
  • the fusible element 7 protrudes with at least one step 10 into the recess 9a, preferably far enough that the fusible element 7 has a direct contact with the middle electrode.
  • FIG. 6a shows a further embodiment of an electrical protection component as shown in FIGS. 4a and 5a.
  • the recess 9a is preferably so large that the central electrode 8 protrudes into the recess 9a far enough that it has direct contact with the melting element 7.
  • the melting element 7 is preferably so large that it rests on at least two sides of the edge of the recess 9a, wherein it preferably does not protrude into the space created by the recess 9a compared to the embodiment shown in FIGS. 5a and 5b.
  • the fact that the central electrode 8 protrudes into the recess 9a so far that it has a direct contact with the melting element 7, the best possible thermal contact with the fusible element 7 is present.
  • FIG. 6b shows an end 4b of the first section of the shorting clip according to FIG. 6a, the end 4b having a recess 9a.
  • a melting element 7 is arranged in the region of the recess 9.
  • the recess 9 a is preferably so large that a part of the middle electrode 8 has a direct contact with the fusible element 7.
  • the invention is not limited to the number of elements shown.

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  • Fuses (AREA)
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Abstract

Es wird ein elektrisches Schutzbauelement mit Kurzschlusseinrichtung angegeben, das einen gasgefüllten Überspannungsableiter (1) mit wenigstens zwei Elektroden (2) aufweist. An den Enden des Überspannungsableiters (1) ist vorzugsweise je eine Elektrode (2) angeordnet. Das elektrische Schutzbauelement weist eine thermische Kurzschlusseinrichtung auf, wobei die thermische Kurzschlusseinrichtung einen Clip (3) umfasst, der wenigstens zwei Abschnitte (4, 5) aufweist. Wenigstens ein erster Abschnitt (4) des Clips (3) ist auf den Überspannungsableiter (1) aufgeschnappt. Wenigstens ein zweiter Abschnitt (5) des Clips (3) umgibt den ersten Abschnitt (4) wenigstens teilweise und ist mittels eines Schmelzelements (7) vom ersten Abschnitt (4) beabstandet. Der zweite Abschnitt (5) weist an einem Ende einen Kurzschlussbügel (6) auf. Der Kurzschlussbügel (6) verbindet die Elektroden (2) des Überspannungsableiters (1) im Falle des Schmelzens des Schmelzelements (7) elektrisch miteinander.

Description

Beschreibung
Elektrisches Schutzbauelement mit Kurzschlusseinrichtung
Aus der Druckschrift EP 0962037 Bl ist ein gasgefüllter Überspannungsabieiter mit äußerer Kurzschlusseinrichtung bekannt .
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein elektrisches Schutzbauelement mit Kurzschlusseinrichtung anzugeben, das eine verbesserte Montierbarkeit aufweist.
Die Aufgabe wird durch ein elektrisches Schutzbauelement mit Kurzschlusseinrichtung nach Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des elektrischen
Schutzbauelements sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Es wird ein elektrisches Schutzbauelement mit Kurzschlusseinrichtung angegeben, das einen Überspannungsableiter aufweist. Der Überspannungsabieiter weist einen Hohlkörper auf, an dem wenigstens zwei Elektroden Angeordnet sind. Ein Überspannungsableiter mit zwei Elektroden weist einen einstückigen keramischen Hohlkörper auf. Bei einem 3 -Elektroden-Ableiter ist der keramische Hohlkörper mittels einer mittleren Elektrode in zwei separate Teile unterteilt. Die beiden Teile sind mit einer ersten Seite an einer mittleren Elektrode angeordnet. An einer zweiten Seite der beiden Teile ist jeweils eine Endelektrode angeordnet .
Das elektrische Schutzbauelement weist eine thermische Kurzschlusseinrichtung auf. Die Kurzschlusseinrichtung - -
umfasst einen Clip, der auf dem Überspannungsabieiter des elektrischen Schutzbauelements aufgeschnappt ist.
Der Clip weist wenigstens zwei Abschnitte auf. Wenigstens ein erster Abschnitt des Clips ist auf dem Überspannungsabieiter aufgeschnappt und umgreift diesen um mehr als die Hälfte. Der erste Abschnitt des Kurzschlussbügels dient somit vorzugsweise zur Befestigung des Kurzschlussbügels an dem Überspannungsabieiter. Wenigstens die Enden des ersten Abschnitts weisen einen mechanischen Kontakt zu dem
Überspannungsabieiter auf . Die Enden des ersten Abschnitts können in einer weiteren Ausführungsform jedoch auch von dem Überspannungsabieiter beabstandet sein, wobei wenigstens ein Teilbereich des ersten Abschnitts derart an dem Überspannungsabieiter angeordnet ist, dass die
Kurzschlusseinrichtung dadurch noch sicher an dem Überspannungsabieiter befestigt werden kann. Der restliche Bereich des ersten Abschnitts kann auf dem Überspannungsabieiter aufliegen oder auch von diesem beabstandet sein.
Der Clip umfasst wenigstens einen zweiten Abschnitt, der den ersten Abschnitt umgibt und mittels eines Schmelzelements vom ersten Abschnitt beabstandet ist. Der zweite Abschnitt weist an einem Ende einen Kurzschlussbügel auf, der radial von dem Überspannungsabieiter beabstandet ist. Im Falle des Schmelzens des Schmelzelements verbindet der Kurzschlussbügel wenigstens zwei Außenelektroden des Überspannungsabieiters elektrisch miteinander.
Der erste Abschnitt des Clips umgreift den Überspannungsabieiter vorzugsweise um mehr als die Hälfte. Dadurch wird verhindert, dass der Clip im Falle des Auslösens des Kurzschlussmechanismus von dem Überspannungsabieiter weggedrückt wird. Der erste Abschnitt des Clips dient somit als Gegenlager für den Kurzschlussbügel.
Im Falle eines Überspannungsabieiters mit drei Elektroden, kann die dritte, mittlere Elektrode einen etwas größeren Durchmesser aufweisen, als die beiden Hohlkörper und die beiden Endelektroden. Die mittlere Elektrode kann die Hohlkörper und die Endelektroden vorzugsweise in radialer Richtung überragen.
Vorzugsweise umfasst der Clip ein gebogenes Flachband, das eine oder mehrere Aussparungen aufweisen kann. Die Aussparungen dienen dazu, dass der Clip im Falle eines 3- Elektroden-Ableiters im Bereich der mittleren Elektrode verrutschsicher fixiert werden kann. Die Aussparungen weisen vorzugsweise die Breite der mittleren Elektrode auf, so dass die mittlere Elektrode teilweise in die Aussparungen des Clips hineinragt. Ein Verrutschen des Clips in axialer Richtung wird dadurch unterdrückt.
Im Bereich des Schmelzelements befindet sich vorzugsweise eine Aussparung, die vorzugsweise in den Abmessungen etwas kleiner ist als das Schmelzelement, so dass das Schmelzelement nicht durch die Aussparung rutschen kann und das Aufschnappen der Kurzschlussclips auf den Überspannungsabieiter erschweren würde.
In einer weiteren Ausführungsform weist das Schmelzelement auf wenigstens einer Seite eine Abstufung auf, so dass wenigstens ein Teil des Schmelzelements in die Aussparung hineinragt. Dadurch weist das Schmelzelement zumindest teilweise einen direkten Kontakt zur mittleren Elektrode des Überspannungsableiters auf. Somit liegt ein nahezu optimaler Wärmeübergang vom Überspannungsabieiter zum Schmelzelement vor.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Aussparung im Bereich des Schmelzelements vorzugsweise so groß, dass die mittlere Elektrode soweit durch die Aussparung ragt, dass die mittlere Elektrode einen direkten Kontakt zu dem Schmelzelement aufweist. Somit liegt ebenfalls ein nahezu optimaler Wärmeübergang vom Überspannungsabieiter zum Schmelzelement vor.
Der Clip umfasst vorzugsweise ein lang gestrecktes Flachband, wobei der Kurzschlussbügel breiter ist als der Rest des Clips.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird der erste und zweite Abschnitt des Clips von einem einstückigen Teil gebildet .
In einer weiteren Ausführungsform ist es jedoch auch möglich, dass der Clip aus wenigstens zwei Teilen zusammengesetzt ist.
Vorzugsweise wird der erste Abschnitt des Clips durch ein erstes Teil gebildet und der zweite Abschnitt durch ein zweites Teil .
In einer weiteren Ausführungsform ist es jedoch auch möglich, dass der zweite Abschnitt durch Bereiche des ersten Teiles und eines zweiten Teiles gebildet wird. Bevorzugt bestehen bei einem aus mehreren Teilen zusammengesetzten Clip die Teile des Clips aus unterschiedlichen Materialien.
Es ist jedoch auch möglich, dass die Teile des Clips aus dem gleichen Material bestehen.
Vorzugsweise besteht wenigstens der Kurzschlussbügel aus einem elektrisch leitfähigen Material.
Hierzu eignet sich insbesondere ein Material mit federnden Eigenschaften. Damit der Clip der Kurzschlusseinrichtung dauerhaft Druck auf das Schmelzelement ausüben kann, eignet sich hierzu insbesondere ein Material, das Berylliumkupfer umfasst. Beryllimkupfer ist besonders gut für einen
Kurzschlussclip geeignet, da es auch im Falle von übermäßig hoher Erwärmung seine Federkraft beibehält. Berylliumkupfer weist eine lang anhaltende Federkraft auf. Im Vergleich zu Federstahl weist Berylliumkupfer eine bessere elektrische Leitfähigkeit auf. Das Flachband für den Clip kann mittels
Stanzen kostengünstig und ohne großen technischen Aufwand aus beispielsweise Berylliumkupfer hergestellt werden.
Das Flachband wird in einer Ausführungsform beispielsweise durch Biegen in die gewünschte Form gebracht. Im Falle eines zweiteiligen Clips, werden die beiden vorbereiteten Teile zusammengefügt und mechanisch miteinander verbunden.
Beispielsweise werden die beiden Teile direkt miteinander mittels einer Schweißverbindung verbunden.
Der Clip ist vorzugsweise im Bereich einer mittleren
Elektrode des Überspannungsabieiters auf diesen aufgeschnappt . In einer weiteren Ausführungsform kann es sich auch um einen 2 -Elektroden-Ableiter handeln, wobei der Kurzschlussbügel in diesem Falle beispielsweise mittels eines Rings oder eine Klammer im Bereich des Hohlkörpers mit dem Überspannungsabieiter mechanisch verbunden ist.
Das Schmelzelement ist vorzugsweise derart ausgelegt, dass es bei unzulässiger hoher Erwärmung des Überspannungsabieiters schmilzt. Das Schmelzelement kann aus einem Material bestehen, das Lot umfasst. Des Weiteren sind Materialien geeignet, die Kunststoff umfassen. Insbesondere geeignet sind Formen, die bei geringer Materialmenge ein möglichst großes Volumen aufweisen. Hierbei sind insbesondere Hohlkörper, wie beispielsweise rohrförmige Körper geeignet.
Durch ein derartiges Schmelzelement kann der Kurzschlussbügel beabstandet werden. Im Falle einer unzulässig hohen Erwärmung des Überspannungsabieiters schmelzen Körper mit Hohlräumen schneller als gleichgroße Vollkörper. Dadurch weist das elektrische Schutzbauelement eine schnelle Reaktionszeit auf.
Das Schmelzelement ist vorzugsweise derart angeordnet, dass der Kurzschlussbügel von den Außenelektroden durch das Schmelzelement beabstandet ist. Im Falle des Schmelzens des Schmelzelements drückt der Clip auf die Außenelektroden des Überspannungsabieiters und verbindet diese elektrisch miteinander. Im Falle eines Überspannungsabieiter mit einer zusätzlichen mittleren Elektrode verbindet der Kurzschlussbügel die Außenelektroden mit der mittleren Elektrode.
Vorzugsweise handelt es sich um einen Überspannungsabieiter in SMD-Bauform. Es ist auch möglich, dass es sich um eine Überspannungsabieiter mit Drahtkontakten zur herkömmlichen Montage handelt .
Der Kurzschlussclip ist derart ausgelegt, dass der bereits vormontierte Kurzschlussclip inklusive Schmelzelement insbesondere nach dem Einlöten des Überspannungsabieiters auf beispielsweise einem Montagesubstrat auf den
Überspannungsabieiter aufgeschnappt wird. Der Kurzschlussclip kann jedoch auch schon vor der Montage auf den Überspannungsabieiter aufgeschnappt werden.
Der Kurzschlussclip hat somit den Vorteil, dass er nach dem Einlöten beziehungsweise Auflöten des Überspannungsabieiters aufgeschnappt werden kann. Das Schmelzelement ist bereits in dem vormontierten Kurzschlussclip angeordnet, so dass das
Schmelzelement nicht mehr nachträglich eingebaut werden muss.
Gerade bei Überspannungsableitern in SMD-Bauform besteht das Problem, dass während des Lötprozesses der Überspannungsabieiter unzulässig hoch erwärmt wird und dadurch in den thermischen Ansprechbereich der Kurzschlusseinrichtung kommt. Dies führt besonders bei Überspannungsableitern in SMD-Bauform zu Beschränkungen was zu Fertigungsschwierigkeiten führt. Im Vergleich zu herkömmlichen Überspannungsableitern mit
Kurzschlusseinrichtungen, die per Hand eingelötet werden, ist somit eine zusätzliche Kühlung während des Lötvorgangs, der den Überspannungsabieiter vor zu hoher Erwärmung schützt, nicht erforderlich. Ebenso ist beim Schwallbadlöten oder beim Reflowlöten ein speziell angepasstes Temperaturprofil, das eine übermäßige Erwärmung ausschließt, hierbei nicht weiter notwendig . Die oben beschriebenen Gegenstände werden anhand der folgenden Figuren und Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Die nachfolgend beschriebenen Zeichnungen sind nicht als maßstabsgetreu aufzufassen. Vielmehr können zur besseren
Darstellung einzelne Dimensionen vergrößert, verkleinert oder auch verzerrt dargestellt sein. Elemente die einander gleichen oder die die gleiche Funktion übernehmen sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Figur Ia zeigt ein elektrisches Schutzbauelement mit einstückigem Kurzschlussclip im Querschnitt,
Figur Ib zeigt ein elektrisches Schutzbauelement mit Kurzschlussclip nach Fig. Ia von unten,
Figur Ic zeigt die Abwicklung des Kurzschlussclips aus Fig. Ia,
Figur 2a zeigt eine weitere Ausführungsform eines elektrischen Schutzbauelements mit mehrteiligem Kurzschlussclip im Querschnitt,
Figur 2b zeigt die Abwicklung des Kurzschlussclips aus Figur 2a,
Figur 3a zeigt eine weitere Ausführungsform eines elektrischen Schutzbauelements mit mehrteiligem Kurzschlussclip im Querschnitt,
Figur 3b zeigt die Abwicklung des Kurzschlussclips aus Figur 2a, Figur 4a zeigt ein elektrisches Schutzbauelement mit einstückigem Kurzschlussclip im Querschnitt, wobei das Schmelzelement von dem Überspannungsabieiter beabstandet ist,
Figur 4b zeigt einen Teil des Kurzschlussclips mit Schmelzelement gemäß Figur 4a,
Figur 5a zeigt ein elektrisches Schutzbauelement mit einstückigem Kurzschlussclip im Querschnitt, wobei das Schmelzelement einen direkten Kontakt zu dem Überspannungsableiter aufweist,
Figur 5b zeigt einen Teil des Kurzschlussclips mit Schmelzelement gemäß Figur 5a,
Figur 6a zeigt ein weiteres elektrisches Schutzbauelement mit einstückigem Kurzschlussclip im Querschnitt, wobei das Schmelzelement einen direkten Kontakt zu dem Überspannungsableiter aufweist,
Figur 6b zeigt einen Teil des Kurzschlussclips mit Schmelzelement gemäß Figur 5a.
In Figur Ia und Ib ist ein elektrisches Schutzbauelement dargestellt, das einen Überspannungsableiter 1 umfasst. Der Überspannungsabieiters 1 weist an den Enden jeweils eine Elektrode 2 auf, die in Figur Ib dargestellt sind. Der Überspannungsableiter 1 weist eine mittlere Elektrode 8 auf, die den Hohlkörper 9 und die Elektroden 2 in radialer
Richtung überragt. Auf den Überspannungsableiter 1 ist ein Kurzschlussclip 3 aufgeschnappt, der einen ersten Abschnitt 4 aufweist, dessen Enden 4a und 4b an dem Überspannungsableiter 1 anliegen. Ein Bereich des ersten Abschnitts 4 zwischen den beiden Enden 4a und 4b kann von dem Überspannungsabieiter 1 beabstandet sein und muss nicht bündig auf dem ϋberspannungsableiter 1 aufliegen.
Ein zweiter Abschnitt 5 des Clips 3 ist von dem Überspannungsabieiter 1 beabstandet. Der zweite Abschnitt 5 weist an einem Ende einen Kurzschlussbügel 6 auf. Der Kurzschlussbügel 6 des zweiten Abschnitts 5 wird mittels eines Schmelzelements 7 vom ersten Abschnitt 4b und damit auch vom Überspannungsabieiter 1 beabstandet. Im Normalfall ist der Kurzschlussbügel 6 durch die Federkraft des Clips 3 vorgespannt und drückt auf das Schmelzelement 7. Der Kurzschlussbügel 6 ist derart ausgelegt, dass er im Falle des Schmelzens des Schmelzelements 7 die beiden Elektroden 2 elektrisch miteinander verbindet. Bei unzulässig hoher Erwärmung des Überspannungsabieiters 1 schmilzt das Schmelzelement 7 und gibt dadurch den Weg frei für den Kurzschlussbügel 6, der auf das Schmelzelement 7 drückt. Durch die Federkraft des Kurzschlussclips 3 drückt der Kurzschlussbügel 6 somit auf die Außenelektroden 2 des Überspannungsabieiters 1.
In der Figur Ic ist eine Abwicklung des Kurzschlussclips 3 aus Figur Ia und Ib dargestellt. Der Kurzschlussclip 3 weist an einem Ende des zweiten Abschnitts 5 den Kurzschlussbügel 6 auf . Die Breite über den Großteil der Länge des Kurzschlussclips 3 ist vorzugsweise kleiner als die Breite des Kurzschlussbügels 6. Zur Material- und Gewichtsersparnis kann der Kurzschlussclip 3 eine oder mehrere Aussparungen 9a, 9b aufweisen. Die Aussparungen 9a, 9b befinden sich in der dargestellten Ausführungsform in einem ersten Abschnitt 4 des Kurzschlussclips 3. Es ist jedoch auch möglich, dass der zweite Abschnitt 5 weitere Aussparungen aufweist.
Die Figur 2a zeigt eine weitere Ausführungsform eines elektrischen Schutzbauelements mit einer
Kurzschlusseinrichtung. Auf einen Überspannungsabieiter 1, der an den Enden jeweils eine Elektrode aufweist, ist ein Clip 3 aufgeschnappt. Der Clip 3 besteht in dieser Ausführungsform aus zwei Teilen, wobei ein erstes Teil einen ersten Abschnitt 4 bildet und ein zweiter Abschnitt 5 durch ein zweites Teil gebildet ist. Der erste Abschnitt 4 weist zwei Enden 4a und 4b auf, die auf dem Überspannungsabieiter 1 aufliegen. Der Bereich des ersten Abschnitts 4 zwischen den beiden Enden 4a und 4b kann von dem Überspannungsabieiter 1 beabstandet sein oder auf diesem aufliegen. An einem Ende des zweiten Abschnitts 5 ist ein Kurzschlussbügel 6 angeordnet. Der Kurzschlussbügel 6 drückt auf ein Schmelzelement 7, das zwischen dem Kurzschlussbügel 6 und dem Ende 4b des ersten Abschnitts 4 und damit auch zwischen dem Kurzschlussbügel 6 und dem Überspannungsabieiter 1 angeordnet ist. Bei unzulässig hoher Erwärmung des Überspannungsabieiters 1 schmilzt das Schmelzelement 7 und gibt dadurch den Weg frei für den Kurzschlussbügel 6. Im Falle des Schmelzens des Schmelzelements 7 drückt der Kurzschlussbügel 6 somit auf die Elektroden 2 und verbindet diese elektrisch miteinander.
In der Figur 2b sind die zwei abgewickelten Teile des Kurzschlussclips 3 aus Figur 2a dargestellt. Der Kurzschlussclip 3 weist den ersten Abschnitt 4 auf. Zwischen den beiden Enden 4a und 4b des ersten Abschnitts 4 sind mehrere Aussparungen 9a, 9b angeordnet. Die Aussparungen 9a, 9b dienen zur Führung des Clips 3 auf der mittleren Elektrode 8. Die Aussparungen 9a, 9b weisen vorzugsweise eine Breite auf, die der Breite der mittleren Elektrode 8 entspricht. Vorzugsweise liegt das Schmelzelement 7 wenigstens auf den Rändern der Aussparung 9a auf. Durch die Aussparungen 9a hat das Schmelzelement 7, das eine Abstufung in der Größe der Aussparung 9a aufweist, einen direkten thermischen Kontakt zu der mittleren Elektrode 8. Der zweite Abschnitt 5 des Kurzschlussclips 3 weist an einem Ende einen Kurzschlussbügel 6 auf . Der erste Abschnitt 4 ist mit dem zweiten Abschnitt 5 über wenigstens zwei Verbindungspunkte fest miteinander verbunden. Bevorzugt ist der zweite Abschnitt 5 mit dem ersten Abschnitt 4 mittels Schweißpunkten, einer oder mehrerer Schweißlinien oder einer oder mehrerer Schweißflächen verbunden. Die Breite des ersten Abschnitts 4 entspricht vorzugsweise der Breite des zweiten Abschnitts 5. Die Breite über den Großteil der Länge des Kurzschlussclips 3 ist vorzugsweise kleiner, als die Breite des Kurzschlussbügels 6 am Ende der zweiten Abschnitts 5.
Die Figur 3a zeigt eine weitere Ausführungsform eines elektrischen Schutzbauelements mit einer
Kurzschlusseinrichtung. Auf einen Überspannungsabieiter 1, der an den Enden jeweils eine Außenelektrode 2 aufweist, ist ein Kurzschlussclip 3 aufgeschnappt. Der Kurzschlussclip 3 besteht in dieser Ausführungsform aus zwei Teilen, wobei ein erstes Teil einen ersten Abschnitt 4 bildet. Ein zweiter
Abschnitt 5 des Kurzschlussclips 3 wird durch eine Lasche 4c des ersten Teils und ein zweites Teil gebildet, wobei die beiden Teile des zweiten Abschnitts 5 über wenigstens zwei Verbindungspunkte miteinander verbunden sind. Der erste Abschnitt 4 weist zwei Enden 4a und 4b auf, die auf dem
Überspannungsabieiter 1 aufliegen. Ein Bereich des ersten Abschnitts 4 zwischen den beiden Enden 4a und 4b kann von dem Überspannungsabieiter 1 beabstandet sein. An einem Ende eines zweiten Abschnitts 5, ist ein Kurzschlussbügel 6 angeordnet. Der Kurzschlussbügel 6 drückt auf ein Schmelzelement 7, das zwischen dem Kurzschlussbügel 6 und dem Ende 4b des ersten Abschnitts 4 und damit auch dem Überspannungsabieiter 1 angeordnet ist. Im Falle des Schmelzens des Schmelzelements 7 drückt der Kurzschlussbügel 6 somit auf die Außenelektroden 2 und verbindet diese elektrisch miteinander und mit der mittleren Elektrode 8.
In der Figur 3b sind die zwei abgewickelten Teile des Kurzschlussclips 3 aus Figur 3a dargestellt. Der Rurzschlussclip 3 weist den ersten Abschnitt 4 auf . Zwischen den beiden Enden 4a und 4b des ersten Abschnitts 4 ist eine Aussparung 9a angeordnet. Eine Lasche 4c des ersten Abschnitts 4 bildet mit einem zweiten Teil den zweiten Abschnitt 5, wobei die Lasche 4c wenigstens über zwei Verbindungspunkte mit dem zweiten Teil fest verbunden ist. Bevorzugt ist der zweite Teil an der Lasche 4c des ersten Abschnitts 4 mittels Schweißen verbunden. Der zweite Abschnitt 5 des Kurzschlussclips 3 weist an einem Ende einen Kurzschlussbügel 6 auf. Die Breite des Bereichs 4c des ersten Teils entspricht vorzugsweise der Breite des zweiten Abschnitts 5. Der Kurzschlussclip 3 weist im Bereich des Kurzschlussbügels 6 am Ende der zweiten Abschnitts 5 vorzugsweise seine größte Breite auf.
Die Figur 4a zeigt eine weitere Ausführungsform eines elektrischen Schutzbauelements gemäß der Figur Ia. An einem Überspannungsabieiter 1 ist ein einstückiger Kurzschlussclip 3 angeordnet, der einen ersten Abschnitt 4 und einen zweiten Abschnitt 5 aufweist. Der zweite Abschnitt 5 des Kurzschlussclips 3 ist mittels eines Schmelzelements 7 im Bereich des Kurzschlussbügels 6 vom ersten Abschnitt 4 des Kurzschlussclips 3 beabstandet. Das Schmelzelement 7 weist in der dargestellten Ausführungsform eine Größe auf, die ausreicht, dass das Schmelzelement 7 wenigstens auf zwei Seiten des Randes der Aussparung 9a des ersten Abschnitts 4 des Kurzschlussclips 3 aufliegt. Das Schmelzelement 7 weist in der Figur 4a keinen direkten Kontakt zu der mittleren Elektrode 8 und somit auch nicht zu dem Überspannungsabieiter 1 auf.
In der Figur 4b ist ein Ende 4b des ersten Abschnitts 4 des Kurzschlussclips 3 nach Figur 4a dargestellt, wobei das Ende 4b eine Aussparung 9a aufweist. Im Bereich der Aussparung 9a ist ein Schmelzelement 7 angeordnet. Das Schmelzelement 7 ist vorzugsweise derart angeordnet, dass es wenigstens auf zwei Seiten des Randes der Aussparung 9a aufliegt.
Die Figur 5a zeigt eine weitere Ausführungsform eines elektrischen Schutzbauelements wie er in Figur Ia dargestellt ist. Das Schmelzelement 7, das zwischen dem ersten Abschnitt 4 und dem zweiten 5 Abschnitt des Kurzschlussclips 3 angeordnet ist, weist in der dargestellten Ausführungsform auf wenigstens einer Seite einen Abstufung 10 auf. Die Abstufung 10 ist vorzugsweise nur so groß, dass das Schmelzelement 7 mit der Abstufung 10 in die Aussparung 9a hineinragt. Der überwiegende Teil des Schmelzelements 7 weist vorzugsweise eine Größe auf, die mindestens dazu ausreicht, dass das Schmelzelement 7 auf wenigstens zwei Seiten des Randes der Aussparung 9a aufliegt. Das Schmelzelement 7 weist mittels der Abstufung 10 vorzugsweise einen direkten Kontakt zur mittleren Elektrode 8 auf. Das Schtnelzelement 7 weist in der Figur 5a somit einen möglichst guten thermischen Kontakt zu der mittleren Elektrode 8 und somit zu dem Überspannungsabieiter 1 auf . - -
In der Figur 5b ist ein Ende 4b des ersten Abschnitts des Kurzschlussclips 3 nach Figur Ia dargestellt. Das Ende 4b weist eine Aussparung 9a auf, in dessen Bereich ein Schmelzelement 7 angeordnet ist. Das Schmelzelement 7 ragt mit wenigstens einer Abstufung 10 in die Aussparung 9a vorzugsweise soweit hinein, dass das Schmelzelement 7 einen direkten Kontakt mit der mittleren Elektrode aufweist.
Die Figur 6a zeigt eine weitere Ausführungsform eines elektrischen Schutzbauelements wie er in den Figuren 4a und 5a dargestellt ist. Die Aussparung 9a ist in der dargestellten Ausführungsform vorzugsweise so groß, dass die mittlere Elektrode 8 soweit in die Aussparung 9a hineinragt, dass sie einen direkten Kontakt zu dem Schmelzelement 7 aufweist. Das Schmelzelement 7 ist vorzugsweise so groß, dass es auf wenigstens zwei Seiten des Randes der Aussparung 9a aufliegt, wobei es im Vergleich zu der in den Figuren 5a und 5b dargestellten Ausführungsform, vorzugsweise nicht in den durch die Aussparung 9a erzeugten Raum hineinragt. Dadurch, dass die mittlere Elektrode 8 soweit in die Aussparung 9a hineinragt, dass sie einen direkten Kontakt zu dem Schmelzelement 7 aufweist, liegt ein möglichst guter thermischer Kontakt zu dem Schmelzelement 7 vor.
In der Figur 6b ist ein Ende 4b des ersten Abschnitts des Kurzschlussclips nach Figur 6a dargestellt, wobei das Ende 4b eine Aussparung 9a aufweist. Im Bereich der Aussparung 9 ist ein Schmelzelement 7 angeordnet. Die Aussparung 9a ist vorzugsweise so groß, dass ein Teil der mittleren Elektrode 8 einen direkten Kontakt zu dem Schmelzelement 7 aufweist. Obwohl in den Ausführungsbeispielen nur eine beschränkte Anzahl möglicher Weiterbildung der Erfindung beschrieben werden konnte, ist die Erfindung nicht auf diese beschränkt. Es ist prinzipiell möglich den Clip aus mehr als zwei Teilen zu verbinden, bzw. eine andere Form des Clips zu wählen. Beispielsweise ist es möglich zwei parallel auf dem Überspannungsabieiter aufgeschnappte erste Abschnitte mit einem zweiten Abschnitt zu verbinden, der an einem Ende einen Kurzschlussbügel aufweist. Dadurch ist beispielsweise eine stabilere Befestigung des Kurzschlussclips auf dem Überspannungsabieiter möglich.
Die Erfindung ist nicht auf die Anzahl der dargestellten Elemente beschränkt .
Die Beschreibung der hier angegebenen Gegenstände ist nicht auf die einzelnen speziellen Ausführungsformen beschränkt; vielmehr können die Merkmale der einzelnen Ausführungsformen soweit technisch sinnvoll beliebig miteinander kombiniert werden.
Bezugszeichenliste
1 Überspannungsabieiter
2 Elektrode 3 Clip
4 erster Abschnitt
4a, 4b Enden des ersten Abschnitts 4
4c Lasche
5 zweiter Abschnitt 6 Kurzschlussbügel
7 Schmelzelement
8 mittlere Elektrode 9a, 9b Aussparung
10 Abstufung

Claims

Patentansprüche
1. Elektrisches Schutzbauelement mit Kurzschlusseinrichtung aufweisend, - einen Überspannungsabieiter (1) , der wenigstens zwei Elektroden (2) aufweist, eine thermische Kurzschlusseinrichtung, wobei die thermische Kurzschlusseinrichtung einen Clip (3) umfasst, der wenigstens zwei Abschnitte (4, 5) aufweist, - wobei wenigstens ein erster Abschnitt (4) des Clips (3) auf den Überspannungsabieiter (1) aufgeschnappt ist, wobei wenigstens ein zweiter Abschnitt (5) des Clips (3) mittels eines Schmelzelements (7) vom ersten Abschnitt (4) beabstandet ist, - wobei der zweite Abschnitt (5) an einem Ende einen Kurzschlussbügel (6) aufweist, wobei der Kurzschlussbügel (6) die Elektroden (2) des Überspannungsabieiters (1) im Falle des Schmelzens des Schmelzelements (7) elektrisch miteinander verbindet.
2. Elektrisches Schutzbauelement nach Anspruch 1, wobei der erste (4) und zweite (5) Abschnitt des Clips (3) durch ein einstückiges Teil gebildet sind.
3. Elektrisches Schutzbauelement nach Anspruch 1, wobei der Clip (3) aus wenigstens zwei Teilen zusammengesetzt ist.
4. Elektrisches Schutzbauelement nach Anspruch 3, wobei der erste Abschnitt (4) des Clips (3) durch ein erstes Teil gebildet ist und der zweite Abschnitt (5) durch ein zweites Teil gebildet ist.
5. Elektrisches Schutzbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Abschnitt (4) den Überspannungsabieiter (1) um mehr als die Hälfte umgreift .
6. Elektrisches Schutzbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens die Enden (4a, 4b) des ersten Abschnitts (4) einen mechanischen Kontakt zu dem Überspannungsabieiter (1) aufweisen.
7. Elektrisches Schutzbauelement nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei die Teile des Clips (3) aus dem gleichen Material bestehen.
8. Elektrisches Schutzbauelement nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei die Teile des Clips (3) aus unterschiedlichen Materialien bestehen.
9. Elektrisches Schutzbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Clip (3) wenigstens im Bereich eines Abschnitts (4, 5) wenigstens eine Aussparung (9a, 9b) aufweist.
10. Elektrisches Schutzbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Clip (3) im Bereich einer mittleren Elektrode (8) des Überspannungsabieiters (1) auf diesem aufgeschnappt ist.
11. Elektrisches Schutzbauelement nach Anspruch 10, wobei die Aussparung (9a, 9b) eine Breite aufweist, die der
Breite der mittleren Elektrode (8) entspricht.
12. Elektrisches Schutzbauelement nach Anspruch 11, wobei der Clip (3) mittels der Aussparung (9a, 9b) im Bereich der mittleren Elektrode (8) fixiert ist.
13. Elektrisches Schutzbauelement nach Anspruch 10, wobei der Clip (3) die mittlere Elektrode (8) im Falle des Schmelzens des Schmelzelements (7) elektrisch mit den Außenelektroden (2) verbindet.
14. Elektrisches Schutzbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Schmelzelement (7) derart ausgelegt ist, dass es bei unzulässig hoher Erwärmung des Überspannungsabieiters (1) schmilzt.
15. Elektrisches Schutzbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das oberflächenmontierbar ist.
16. Elektrisches Schutzbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Schmelzelement (7) einen direkten thermischen Kontakt zu der mittleren Elektrode (8) aufweist.
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