DE9319287U1

DE9319287U1 - Surge protection device

Info

Publication number: DE9319287U1
Application number: DE9319287U
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 1993-12-10
Filing date: 1993-12-10
Publication date: 1994-02-17
Anticipated expiration: 2003-12-11

Description

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Siemens AktiengesellschaftSiemens AG

Überspannungsschutzgerät
5Surge protection device
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Überspannungsschutzgerät nach dem Oberbegriff des Schutzanspruches 1.The invention relates to an overvoltage protection device according to the preamble of claim 1.

Überspannungsschutzgeräte sind üblicherweise so aufgebaut, daß sich die bei thermischer Überlastung ansprechenden Einrichtungen zum Abschalten oder Kurzschließen defekter Varistoren in axialer Richtung der Varistorscheiben neben diesen angeordnet sind (DE 32 28 471 C2, DE 37 34 214 Al, US 4,288,833). Durch diese seitliche Anordnung der Abschalteinrichtungen benötigen diese Überspannungsschutzgeräte auf jeden Fall mehr Einbauplatz als für die Varistoren ohne thermische Abschaltung erforderlich ist. Es gibt allerdings auch ein überspannungsschutzgerät mit zugehöriger Abschalteinrichtunng, bei der die Abschalteinrichtung nicht axial sondern radial neben der zugehörigen Varistorscheibe angeordnet ist (DE-Ul 91 15 238). Bei diesem bekannten Überspannungsschutzgerät bildet die Abschalteinrichtung einen unterhalb des Varistors gelegenen Sockelschalter, der seinerseits auf einem Träger angebracht ist, der auch den über diesem Sockelschalter stehend angeordneten Varistor trägt; der Sockelschalter liegt also zwischen Varistor und Träger. Er besteht aus einer vorgespannten Bandfeder, die im Träger festgelegt und an einem Anschlußdraht des Varistors angelötet ist. Bei übermäßiger Erhitzung wird das die vorgespannte Feder haltende Lot weich und die Feder entspannt sich, weil die weitere Energiezufuhr zum Varistor unterbrochen und ein Meldestromkreis geschlossen wird; alternativ könnte auch der Varistor beim Ansprechen der Ab-Overvoltage protection devices are usually designed in such a way that the devices for switching off or short-circuiting defective varistors that respond to thermal overload are arranged in the axial direction of the varistor disks next to them (DE 32 28 471 C2, DE 37 34 214 Al, US 4,288,833). Due to this lateral arrangement of the switching devices, these overvoltage protection devices definitely require more installation space than is required for the varistors without thermal switching. However, there is also an overvoltage protection device with an associated switching device in which the switching device is not arranged axially but radially next to the associated varistor disk (DE-Ul 91 15 238). In this known overvoltage protection device, the switching device forms a base switch located below the varistor, which in turn is mounted on a carrier that also carries the varistor arranged above this base switch; the base switch is therefore located between the varistor and the carrier. It consists of a pre-tensioned band spring that is fixed in the carrier and soldered to a connecting wire of the varistor. If it is heated too much, the solder holding the pre-tensioned spring becomes soft and the spring relaxes because the further energy supply to the varistor is interrupted and a signaling circuit is closed; alternatively, the varistor could also be triggered when the

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schalteinrichtung über diese oder über einen Folgeschalter kurzgeschlossen werden.switching device can be short-circuited via this or via a sequential switch.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Überspannungsschutzgerät nach dem Oberbegriff des Schutzanspruches 1 anzugeben, das bei gleicher Einbaufläche wie das aus dem DE-Ul bekannte Überspannungsschutzgerät unter Verwendung einer im wesentlichen gleichen Abschalteinrichtung ein verbessertes Abschal tverhalten aufweist, d. h. mechanisch stärker auf Zug belastet sein und das darüber hinaus so konzipiert ist, daß die Lötstelle und der gegebenenfalls vorhandene Überwachungskontakt für einen Beobachter gut einsehbar sind.The object of the invention is to provide an overvoltage protection device according to the preamble of claim 1, which with the same installation area as the overvoltage protection device known from DE-Ul using an essentially identical shutdown device has an improved shutdown behavior, i.e. can withstand greater mechanical tensile stress and which is also designed in such a way that the soldering point and the monitoring contact, if present, are easily visible to an observer.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Schutzanspruches l. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Überspannungsschutzgerätes sind in den Unteransprüchen angegeben.The invention solves this problem by the characterizing features of claim 1. Advantageous embodiments and further developments of the surge protection device according to the invention are specified in the subclaims.

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispieles näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to an embodiment shown in the drawing.

Die Zeichnung zeigt in einer Seiten- und der Vorderansicht das erfindungsgemäße Überspannungsschutzgerät. Dieses besteht aus einem L-fömigen Träger 1 aus einem schwer entflammbaren selbstverlöschenden Kunststoff zur Aufnahme eines scheibenförmigen Varistors 2 sowie der Abschalt- und Überwachungseinrichtung, die bei übermäßiger Erwärmung des Varistors ansprechen soll und den Varistor abschaltet. Die beiden Schenkel 3 und 4 des Trägers 1 nehmen zwischen sich den Varistor 2 auf und weisen zu diesem Zweck eine Haitefläche 5 auf, an der sich der Varistor mechanisch abstützt. Die Haltefläche ist dabei so ausgebildet, daß sie nur einen Teil der Varistoroberfläche umfaßt, in vorteilhafter Weise ist der Varistor 2 an der Haltefläche 5 noch zusätzlichThe drawing shows a side and front view of the overvoltage protection device according to the invention. This consists of an L-shaped carrier 1 made of a flame-retardant, self-extinguishing plastic for holding a disk-shaped varistor 2 and the shutdown and monitoring device, which is intended to respond if the varistor heats up excessively and switches the varistor off. The two legs 3 and 4 of the carrier 1 hold the varistor 2 between them and for this purpose have a holding surface 5 on which the varistor is mechanically supported. The holding surface is designed in such a way that it only covers part of the varistor surface; advantageously, the varistor 2 is additionally secured to the holding surface 5.

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durch eine Klebung fixiert. Die Anschlußdrähte 6 und 7 des Varistors 2 durchdringen von der Innenseite des Trägers 1 den Schenkel 4 nach außen hin. Dort ist der Anschlußdraht bei 8 an das freie Ende einer vorgespannten Abschaltfeder 9 angelötet. Der andere Anschlußdraht 7 des Varistors 2 ist an der Rückseite des Schenkels 4 rechtwinkelig in Richtung auf das eingespannte Ende der Feder 9 abgebogen. In der Seitenansicht ist die Feder in entspanntem Zustand zu sehen, bei der sie an einem Meldekontakt 10 anliegt und über diesen eine optische, akustische und/oder elektrische Störungsmeldung auslöst. Die Lage der Abschaltfeder bei nicht ausgelöster Abschalteinrichtung ist in der Seitenansicht der Darstellung gestrichelt angedeutet. Die bei 8 mit dem einen Anschlußdraht 6 des Varistors 2 verbundene Abschaltfeder 9 legt sich in dieser Lage gegen einen auf der Unterseite des Schenkels 4 angebrachten Anschlag 11 an. Diese Anschlag 11 ist so dimensioniert, daß er die Zugkraft der an den Anschlußdraht 6 angelöteten Abschaltfeder 9 dadurch vergrößert, daß die Ans chiagfläche nicht der Anschlußdrahtoberfläche fluchtet sondern daß ein gewisser Versatz zwischen beiden besteht. Dadurch ist die Feder 9 über die Kante 12 zum Anschlußdraht 6 hin leicht abgebogen und übt wegen des relativ kurzen wirksamen Federweges zwischen der Kante 12 und dem Anschlußdraht 6 eine außerordentlich große Zugkraft auf die Lötstelle aus. Sobald bei unzulässiger Erwärmung des Varistors die Lötstelle flüssig wird, entspannt sich die Abschaltfeder 9 und ist dann wieder über ihre gesamte Läge wirksam. Das Drehmoment der Feder 9 in der Grundstellung des Überspannungsschutzgerätes und in seiner Arbeitsstellung soll etwa gleichgroß sein.fixed by an adhesive. The connecting wires 6 and 7 of the varistor 2 penetrate from the inside of the carrier 1 through the leg 4 to the outside. There, the connecting wire is soldered to the free end of a pre-tensioned shut-off spring 9 at 8. The other connecting wire 7 of the varistor 2 is bent at a right angle on the back of the leg 4 in the direction of the clamped end of the spring 9. In the side view, the spring can be seen in the relaxed state, where it rests against a signaling contact 10 and via this triggers an optical, acoustic and/or electrical fault message. The position of the shut-off spring when the shut-off device is not triggered is indicated by dashed lines in the side view of the illustration. In this position, the cut-off spring 9 connected at 8 to one of the connecting wires 6 of the varistor 2 rests against a stop 11 attached to the underside of the leg 4. This stop 11 is dimensioned in such a way that it increases the tensile force of the cut-off spring 9 soldered to the connecting wire 6 by the fact that the stop surface is not aligned with the connecting wire surface but that there is a certain offset between the two. As a result, the spring 9 is slightly bent over the edge 12 towards the connecting wire 6 and exerts an extraordinarily large tensile force on the soldering point due to the relatively short effective spring travel between the edge 12 and the connecting wire 6. As soon as the soldering point becomes liquid due to the varistor heating up to an unacceptable level, the cut-off spring 9 relaxes and is then effective again over its entire length. The torque of the spring 9 in the basic position of the overvoltage protection device and in its working position should be approximately the same.

Die auf der Rückseite des Schenkels 4 angeordnete Abschaltfeder 9, der Überwachungskontakt 10 und der abgewinkelte Anschlußdraht 7 sind dort in Führungsschlitzen unterge-The switch-off spring 9 arranged on the back of the leg 4, the monitoring contact 10 and the angled connecting wire 7 are housed there in guide slots.

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bracht, welche die nötigen Luft- und Kriechstrecken zwischen den potentialführenden Teilen gewährleisten. Die vorgenannten Elemente ragen endseits über die Außenseite des Schenkels 3 hinaus, so daß sie sich beim Aufstecken des Überspannungsschutzgerätes auf eine mit entsprechenden Lötaugen versehene Platine mit deren Anschlußleitungen verbinden lassen. Ein auf der Außenseite des Träges 3 vorstehender Zapfen 13 gestattet die mechanische Ausrichtung und Festlegung des Überspannungsschutzgerätes an einer Platine.which ensure the necessary air and creepage distances between the potential-carrying parts. The above-mentioned elements protrude at the end beyond the outside of the leg 3 so that when the surge protection device is plugged onto a circuit board provided with corresponding soldering pads, they can be connected to the connecting cables of the circuit board. A pin 13 protruding on the outside of the carrier 3 allows the mechanical alignment and fastening of the surge protection device to a circuit board.

Werden die Überspannungsschutzgeräte in der angegebenen Weise auf Platinen festgelegt und diese Platinen dann so montiert, daß die Varistoren vom Beobachter aus gesehen hinter den Schenkeln 4 der Träger 1 angeordnet sind, dann sind die Lötstellen und die Meldekontakte für den Beobachter sehr gut einsehbar, so daß beim Auftreten einer Störung mit einem Blick festgestellt werden kann, welches Überspannungsschutzgerät ausgelöst hat. Dies ist insbesondere von Interesse, wenn den Überspannungsschutzgeräten keine individuellen Störungsmelder zugeordnet sind, sondern wenn es für eine Vielzahl solcher Überspannungsschutzgerate nur eine gemeinsame Sammelmeldung gibt, die nicht ohne weiteres einen Rückschluß auf das jeweils ausgelöste Überspannungsschutzgerät zuläßt.If the surge protection devices are fixed to circuit boards in the manner specified and these circuit boards are then mounted in such a way that the varistors are arranged behind the legs 4 of the supports 1 as seen by the observer, then the soldering points and the signal contacts are very clearly visible to the observer, so that if a fault occurs, it can be determined at a glance which surge protection device has tripped. This is of particular interest if no individual fault indicators are assigned to the surge protection devices, but if there is only one common collective message for a large number of such surge protection devices, which does not immediately allow a conclusion to be drawn as to which surge protection device has been tripped.

Claims

■ » 93G4156 Protection claims

1. Overvoltage protection device, consisting of at least one disk-shaped varistor and a switch-off device connected in series with it, which responds when the varistor is heated to an inadmissible level and is designed as a solder connection between at least one varistor connection and a prestressed metallic strip spring, which separates when the corresponding heat load is applied, whereby the heat is transported to the solder via the connecting wire of the varistor and the varistor is arranged upright via its connecting wires on a carrier made of insulating material, on which the spring is fixed with one end and forms a base switch located below the varistor, characterized in that the connecting wires (6, 7) of the varistor (2) penetrate the carrier (1) from the inside, whereby one connecting wire (6) leads to the prestressed spring (9) running parallel to the carrier and the other connecting wire (7) is bent at a right angle and runs in the direction of the clamped spring end on the carrier on or in this is set

and that the carrier has a stop extending from the clamping end of the spring in the direction of the solder connection (8)

(11) against which the spring (9) is supported in the pre-tensioned state, the spring projecting at least a few millimetres beyond the stop with its solder point (8).

2. Overvoltage protection device according to claim 1, characterized in that the carrier (l) consists of a flame-retardant, self-extinguishing plastic.

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3. Overvoltage protection device according to claim 1 or 2, characterized in that the carrier (1) is provided with a monitoring contact (10) against which the spring (9) rests with its free end when the solder connection (8) is broken, and that this contact consists of a strip-shaped material and is fixed to the carrier essentially parallel to the pre-tensioned spring on the outside of the carrier (1).

4. Overvoltage protection device according to claim 3, characterized in that the spring (9), the monitoring contact (10) and the electrical connection (7) of the varistor (2) are embedded in guide slots of the carrier (1).

5. Surge protection device according to one of claims 1 to 4,

characterized in that the carrier (1) has the shape of an L, between whose legs (3, 4) the varistor (2) is arranged, wherein one leg (4) carries the varistor and that the two legs have at least one holding surface (5) connecting the two legs for the mechanical fixing of the varistor.

6. Overvoltage protection device according to claim 5, characterized in

that the holding surface (5) only covers the varistor (2) on part of its surface.
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7. Surge protection device according to one of claims 5 or 6,

characterized in that the varistor (2) is glued to the holding surface(s) (5).

8. Overvoltage protection device according to one of claims 1 to 7,

characterized in that the carrier (1, 3) has on its outside at least one pin (13) for aligning the carrier on a support body provided with corresponding recesses.

9. Overvoltage protection device according to claim 8, characterized in that the fastening of the carrier (1) to the support body takes place via the leg (3) which stands on the leg (4) receiving the spring (9) and the supply lines and which has at least one pin (13) for this purpose.