Ableiter Die Erfindung betrifft einen Ableiter mit einer ersten und einer zweiten Elektrode sowie einem Schaltkontakt. Ferner ist ein Kurzschlussmechanismus vorgesehen.

Ableiter, die in Bereichen eingesetzt werden, an denen eine Überlastung droht, werden mit einem Kurzschlussmechanismus, auch „Failshort" genannt, ausgestattet, der eine Überhitzung und damit Brandgefahr verhindert indem der Ableiter

elektrisch kurz geschlossen wird. Um beim Ansprechen des Kurzschlussmechanismus des Ableiters in einer Schaltung an anderer Stelle der Schaltung einen Schaltvorgang auszuführen, kann ein Federkontakt auf der Platine mit der Schaltung vorgesehen sein. Dieser ist unter Federspannung mit dem Ableiter verbunden und wird bei

Übertemperatur freigegeben, sodass er beim Zurückfedern in seine Ruhelage einen Kontakt schließen kann.

Es stellt sich die Aufgabe eine alternative Lösung für solch einen Schaltvorgang bereitzustellen.

Zur Lösung der Aufgabe ist vorgesehen: ein Ableiter mit

- einer ersten Elektrode, einer zweiten Elektrode und einem Schaltkontakt, wobei in einem ersten Zustand zumindest eine Elektrode der ersten und der zweiten Elektrode nicht

elektrisch leitend mit dem Schaltkontakt verbunden ist und in einem zweiten Zustand die zumindest eine Elektrode elektrisch leitend mit dem Schaltkontakt verbunden ist, - einem Entladungsraum zwischen der ersten und der zweiten Elektrode, und

- einem Kurzschlussmechanismus, der geeignet ist, die erste und die zweite Elektrode kurzzuschließen und den Zustand umzuschalten.

Vorteilhafterweise ist eine dritte Elektrode als

Schaltkontakt ausgeführt: Der Abieiter ist vorgesehen mit

- einer ersten Elektrode, einer zweiten Elektrode und einer dritten Elektrode, die als Schaltkontakt ausgeführt ist, wobei in einem ersten Zustand zumindest eine Elektrode der ersten und der zweiten Elektrode nicht elektrisch leitend mit der dritten Elektrode verbunden ist und in einem zweiten Zustand die zumindest eine Elektrode elektrisch leitend mit der dritten Elektrode verbunden ist,

- einem Entladungsraum zwischen der ersten und der zweiten Elektrode, und

- einem Kurzschlussmechanismus, der geeignet ist, die erste, zweite und dritte Elektrode kurzzuschließen und den Zustand umzuschalten .

Innerhalb des Entladungsraumes kann zwischen der ersten und zweiten Elektrode ein Funkenüberschlag erfolgen, wenn eine Überschlagspannung zwischen den Elektroden überschritten wird. Ein Entladungsraum kann auch als Funkenstrecke

bezeichnet werden.

Der Kurzschlussmechanismus hat eine Doppelfunktion: Er schließt die erste und zweite Elektrode kurz und schaltet gleichzeitig den Zustand um. Dies kann erfolgen, indem mit dem Kurzschließen der Elektroden gleichzeitig auch das

Kurzschließen des Schaltkontaktes erfolgt. In diesem Fall wird vom ersten in den zweiten Zustand umgeschaltet. Dies entspricht einem sich schließenden Schalter.

In einer Ausgestaltung weist der Ableiter einen

Ableiterkörper, in dem der Entladungsraum vorgesehen ist, auf. Entweder die erste oder die zweite Elektrode und der Schaltkontakt sind an den Stirnseiten des Ableitkörpers angeordnet und der Schaltkontakt ist außerhalb des

Entladungsraumes angeordnet. Der Entladungsraum ist der

Bereich zwischen der ersten und zweiten Elektrode. In diesem Bereich verläuft auch der Funken. Der Entladungsraum kann durch die Innenwände des Ableiterkörpers und die Elektroden begrenzt sein.

Eine der Elektroden kann in einem mittleren Bereich des

Ableiterkörpers angeordnet sein, sodass sich der

Entladungsraum vom mittleren Bereich zu einer der Stirnseiten erstreckt. Solch ein Ableiter kann im Aussehen einem Drei- Elektrodenableiter mit einer Mittel- und zwei Endelektroden ähneln, wobei der Schaltkontakt in Form und Position einer Endelektrode eines Drei-Elektrodenableiters zumindest ähnelt.

Die zumindest eine Elektrode kann die stirnseitige Elektrode oder die Elektrode im mittleren Bereich sein. Die zumindest eine Elektrode kann auch beide Elektroden umfassen, die dann entweder beide mit dem Schaltkontakt elektrisch verbunden oder beide elektrisch von diesem getrennt sind. Die erste Elektrode kann stirnseitig angeordnet sein und die zweite Elektrode kann im mittleren Bereich angeordnet sein. Der Ableiterkörper ist vorzugsweise aus einem isolierenden, beispielsweise keramischen, Material gefertigt und rohr- oder zylinderförmig ausgestaltet. Der Schaltkontakt und die erste Elektrode dienen als stirnseitige Abschlusskappen am

Ableiterkörper .

In einer Ausgestaltung ist im ersten Zustand sowohl die erste als auch die zweite Elektrode nicht elektrisch leitend mit dem Schaltkontakt verbunden und im zweiten Zustand ist sowohl die erste als auch die zweite Elektrode elektrisch leitend mit dem Schaltkontakt verbunden, sodass die Verbindung über den ausgelösten Kurzschlussmechanismus erfolgt.

Vorzugsweise wird mit dem Kurzschließen der ersten und der zweiten Elektrode vom ersten in den zweiten Zustand

geschaltet . In einer Ausgestaltung umfasst der Abieiter einen weiteren Entladungsraum im Ableiterkörper zwischen dem Schaltkontakt und entweder der ersten oder der zweiten Elektrode. So können sich die separaten Entladungsräume zu beiden Stirnseiten vom mittleren Bereich erstrecken. Vorteilhafterweise ist der Entladungsraum geschlossen, also ein vollständig vom

Ableiterkörper und den Elektroden umschlossener Raum.

Vorzugsweise hat der weitere Entladungsraum eine höhere

Zündspannung als der Entladungsraum, sodass die

Ableiterfunktion lediglich im Entladungsraum zwischen der ersten und der zweiten Elektrode bereitsteht. Dagegen hat der weitere Entladungsraum eine Dummyfunktion, durch den ein Zwei-Elektrodenableiter, ausgebildet durch die Elektroden und den Entladungsraum, das Erscheinungsbild eines Drei- Elektrodenableiters erhält. Dies erlaubt die Verwendung eines Kurzschlussmechanismus, der eigentlich für einen Drei- Elektrodenableiter vorgesehen ist, sowohl zum Schalten als auch zum Kurzschließen. Vorteilhafterweise ist der Entladungsraum gasgefüllt und gasdicht abgeschlossen, sodass durch die Wahl eines Gases oder Gasgemisches die Zündeigenschaften beeinflussbar sind. Der weitere Entladungsraum kann belüftet, beispielsweise mit einer Öffnung, ausgestaltet sein. Dies erhöht die

Überschlagspannung. Andere Maßnahmen zu diesem Zweck sind ebenfalls denkbar: Der Abstand der einander zugewandten

Seiten der ersten und zweiten Elektrode ist geringer als der Abstand der einander zugewandten Seiten des Schaltkontaktes und der Elektrode im weiteren Entladungsraum.

In einer Ausgestaltung umfasst der Kurzschlussmechanismus einen ausgelenkten Kontakt, dessen Auslenkung durch

Wärmeentwicklung gelöst wird und dann einen Kontakt zu der Elektrode herstellt, von der er zuvor beabstandet war.

Dadurch stellt der Kurzschlussmechanismus einen Kurzschluss zwischen den Elektroden her. Der Kurzschlussmechanismus kann einen Arm umfassen, der geeignet ist die erste und zweite Elektrode und den

Schaltkontakt kurzzuschließen. Eine derartige Ausgestaltung wird auch als Kurzschlussbügel bezeichnet. Solch ein Arm kann durch einen schmelzbaren Abstandshalter derart ausgelenkt sein, dass er zumindest von einer der ersten und zweiten Elektrode beabstandet ist und nach dem Aufschmelzen des Abstandshalters die erste und die zweite Elektrode kurzschließt. Solange keine leitende Verbindung zwischen den Elektroden besteht sind Ausführungen denkbar, bei denen eine leitende Verbindung, beispielsweise über einen Abstandhalter aus metallischem Material mit niedrigem

Schmelzpunkt zu einer der Elektrode besteht. Alternativ kann auch ein Abstandshalter aus nichtleitendem Material,

beispielsweise Kunststoff vorgesehen sein.

Durch die Bewegung des Arms kann im selben Schritt ein

Kurzschluss über den Arm mit dem Schaltkontakt erreicht werden. In diesem Fall ist der Arm durch den schmelzbaren Abstandshalter derart ausgelenkt, dass er vom Schaltkontakt beabstandet ist und nach dem Aufschmelzen des Abstandshalters diesen mit den Elektroden kurzschließt.

Vorzugsweise ist der schmelzbare Abstandshalter zwischen dem mittleren Bereich des Arms und der Elektrode im mittleren Bereich des Ableiterkörpers angeordnet und die Enden des Arms, die sich in Richtung der Stirnseiten des

Ableiterkörpers erstrecken, sind von dem Schaltkontakt und der anderen Elektrode beabstandet.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen veranschaulicht .

Figur 1 zeigt eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels eines Abieiters.

Figur 2 zeigt eine Schnittansicht des Ausführungsbeispiels des Abieiters.

Figur 3 zeigt ein Ersatzschaltbild des Ausführungsbeispiels des Abieiters. Figur 1 zeigt eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels eines Abieiters 10. Dieser Abieiter weist eine Kombination von Failshort und Schaltkontakt auf. Der Abieiter 10 ist vorzugsweise ein Gasabieiter mit einem gasgefüllten Entladungsraum 8 (in Figur 1 nicht dargestellt) und dient als Überspannungsabieiter zum Schutz vor Überspannungsimpulsen.

Der Abieiter 10 umfasst einen zylindrischen Ableiterkörper 1 aus einem isolierenden Material. An dessen Stirnseiten sind ein Schaltkontakt 2 und eine erste Elektrode 3 vorgesehen. Der Schaltkontakt 2 und die erste Elektrode ist jeweils als stirnseitige Verschlusskappe des Ableiterkörpers 1

ausgebildet. Die Außenseiten von Schaltkontakt 2 und erster Elektrode 3, die die Stirnseiten des Ableiterkörpers 1 abschließen, können spiegelsymmetrisch geformt sein.

Sowohl der Schaltkontakt 2 als auch die erste Elektrode 3 können langgestreckte, beispielsweise drahtförmige,

Anschlussbereiche 21, 31 umfassen, an denen eine

Lötkontaktierung des Abieiters 10 erfolgen kann. In einem mittleren Bereich des Ableiterkörpers 1 ist eine zweite

Elektrode 4 vorgesehen. Auch diese weist einen

langgestreckten, beispielsweise drahtförmigen,

Anschlussbereich 41 auf.

Der Abieiter 10 umfasst ferner einen Kurzschlussmechanismus 5 mit einem ausgelenkten Arm 6, der mittels eines

Abstandshalters 7 vom Ableiterkörper 1 beabstandet wird, sodass kein Kontakt mit dem Schaltkontakt 2 und der ersten Elektrode 3 besteht. Der Abstandshalter 7 ist in diesem

Ausführungsbeispiels aus einem Material mit geringem

Schmelzpunkt, beispielsweise eine sogenannte Lötpille, welche zwischen der zweiten Elektrode 4 und dem mittleren Bereich des Arm 6 derart positioniert ist, dass die Enden des Arms 6 vom Schaltkontakt 2 und der ersten Elektrode 3 beabstandet sind . Beim Schmelzen des Abstandhalters 7 bewirkt eine Federkraft, dass der Arm sich zum Ableiterkörper 1 bewegt, die erste Elektrode 3 und den Schaltkontakt 2 berührt und somit die erste und zweite Elektrode 3, 4 und den Schaltkontakt 2 kurzschließt. Die Federkraft kann beispielsweise durch eine Federkomponente am Arm und/oder Materialelastizität

herrühren .

Der beschriebene Kurzschlussmechanismus 5 ermöglicht das Umschalten von einem ersten Zustand, in dem der Schaltkontakt 2 und die erste und die zweite Elektrode 3, 4 nicht

elektrisch leitend verbunden sind, in einen zweiten Zustand, in dem eine elektrisch leitende Verbindung, also ein

Kurzschluss, zwischen dem Schaltkontakt 2 und den Elektroden 3, 4 vorliegt.

Der Kurzschlussmechanismus 5 wird durch einen Überstrom, und der damit einhergehenden Wärmeentwicklung, die zum Schmelzen des Abstandshalters 7 führt, ausgelöst.

Figur 2 zeigt eine Schnittansicht des Ausführungsbeispiels des Abieiters aus Figur 1.

Im Ableiterkörper 1 ist ein Entladungsraum 8 zwischen der ersten und zweiten Elektrode 2, 3 vorgesehen, der auch als Funkenstrecke bezeichnet werden kann. Der Entladungsraum 8, begrenzt durch die Innenwände des Ableiterkörpers 1 und die zum Entladungsraum gewandten Seiten 32, 43 der ersten und zweite Elektrode 3, 4, ist gasdicht oder hermetisch

abgeschlossen und gasgefüllt. Die zum Entladungsraum 8 gewandten Seiten 32, 43 der ersten und zweite Elektrode 3, 4 sind derart ausgestaltet und geformt, dass bei Ansteigen der Spannung zwischen den beiden Elektroden 3, 4 auf die Überschlagspannung das entstehende elektrische Feld zu einer Ionisation des im Entladungsraum 8 befindlichen Gases führt. Dieses wird leitfähig und die Strecke wird durch einen Funken kurzgeschlossen.

Der Ableiterkörper 1 umfasst einen weiteren Entladungsraum 9 zwischen seinem mittleren Bereich und dem des Schaltkontaktes 2. Dieser weitere Entladungsraum 9 oder Funkenstrecke ist vom Entladungsraum 8 räumlich getrennt, sodass zwei separate Funkenstrecken, zwischen den Potenzialpunkten b-c und den Potenzialpunkten a-c, vorliegen.

Der Entladungsraum 8, also die Funkenstrecke b-c, erfüllt die Funktion einer konventionellen Funkenstrecke, die bei

Überschreiten der Überschlagspannung zündet. Dagegen dient der weitere Entladungsraum 9, also die Funkenstrecke a-c, als Dummy ohne die oben beschriebene eigentliche

Ableiterfunktion. Ihr Zünden ist nicht vorgesehen. Der weitere Entladungsraum 9 hat eine sehr hohe Zündspannung. Er kann belüftet ausgebildet sein. Diese Zündstrecke entspricht einem geöffneten Schalter. Alternativ oder zusätzlich können die zweite Elektrode 4 und der Schaltkontakt 2 derart

ausgebildet sein, dass ihr Abstand größer ist als der

zwischen der ersten und der zweiten Elektrode 3, 4, wodurch auch die Überschlagspannung größer ist. Wenn der

Kurzschlussmechanismus ausgelöst wird, schließt eine Seite des Arms 6 den Zwei-Elektrodenableiter mit der ersten und zweiten Elektrode 3, 4 kurz, die andere Seite des Arms 6 schließt den Schalter und stellt eine leitende Verbindung zu den Elektroden 3, 4 her.

Figur 3 zeigt ein Ersatzschaltbild des Ausführungsbeispiels des Abieiters. Die Potenzialknoten b, c, zwischen denen der Abieiter 10 gekoppelt ist, entsprechen den Schaltkontakten 31, 41 der ersten und zweiten Elektrode 3, 4. Zwischen dem

Potenzialknoten a, der dem Schaltkontakt 2 entspricht und dem Potenzialknoten b ist ein Schalter gekoppelt. Auch zwischen den Potenzialknoten b, c ist ein Schalter gekoppelt. Die Schalter 11 sind derart miteinander gekoppelt, dass die

Verbindungen zwischen den oben genannten Potenzialknoten entweder gleichzeitig unterbrochen sind oder eine elektrisch leitende Verbindung besteht.

Das Schaltbild veranschaulicht die Funktionsweise des

Abieiters. Wenn der Kurzschlussmechanismus nicht ausgelöst ist, sind die Schalter 11 geöffnet. Mit Auslösen des

Kurzschlussmechanismus schließen sich die Schalter 11.

Das äußere Erscheinungsbild des Abieiters 10 und die

Dimensionierung seiner Teile entspricht vorteilhafterweise einem konventionellem Drei-Elektrodenableiter. Der

Schaltkontakt 2 ist wie eine der äußeren Elektroden des Drei- Elektrodenableiters geformt. Durch das Beibehalten des

Designs eines Drei-Elektrodenableiters können für Drei- Elektrodenableiter konstruierte Kurzschlussmechanismen auch für den beschriebenen Abieiter mit der Funktion eines Zwei- Elektrodenableiters mit Schalter verwendet werden.

Die Merkmale der Ausführungsbeispiele sind kombinierbar. Bezugs zeichen

1 Ableiterkörper

2 Schaltkontakt

3, 4 Elektrode

21, 31, 41 Anschlussbereich

32, 42 Innenseite

5 KurzSchlussmechanismus 6 Arm

7 Abstandshalter

8 Entladungsraum

9 weiterer Entladungsraum

10 Abieiter

11 Schalter