Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Funkenstreckenanordnung mit zwei in ei nem Gehäusekörper auf Abstand gehaltenen, gegenüberliegenden, bevorzugt flächigen Elektroden, bildend einen Lichtbogenbrennrau m, sowie einer mit dem Lichtbogenbrennraum in Verbindung stehender Gaskühl- und Druckausg leichskammer gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE 198 45 889 B4 ist eine Funkenstreckenanordnung zum Einsatz in der Stromversorgung bekannt, die eine Lichtbogenkammer aufweist, innerhalb derer zwischen zwei Elektroden der Funkenstrecke der Lichtbogenüberschlag erfolgt. Der Lichtbogenkam mer ist eine Zwischenkammer nachgeschaltet, deren Volu men wesentlich größer ist als das Volumen der Lichtbogenkammer. Weiterhi n besteht eine Verbindung zwischen der Lichtbogenkammer und der Zwischenkammer in Form eines druckfesten metallischen Durchströmkanals, der in die Zwischenkammer hineinragt und in seitlichen Öffnungen zur Gasumlenkung endet.

Mit einer solchen Lösung ist eine Kapselung ausführbar, so dass eine Funkenstrecke auch dort installiert werden kann, wo üblicherweise aufg rund der Brandgefahr die Anwendung von ausblasenden Strecken nicht oder nur eingeschränkt möglich ist.

Aus dem Vorgenannten ist es Aufgabe der Erfindung, eine weiterentwickelte Funkenstreckenanordnung anzugeben, welche für Anwendungen mit hohen Blitzstrombelastungen und niedrigen Folgeströmen, d .h . insbesondere für eine Schaltung zwischen N und PE geeignet ist, wobei die Funkenstreckenan- Ordnung nichtausblasend realisiert werden soll und nu r einen geringen Bauraum in Anspruch nehmen darf. Weiterhi n soll ei ne Möglichkeit geschaffen werden, in kostengünstiger und einfacher Weise ein Aneinanderreihen mehrerer gleichartiger oder ähnlicher Funkenstrecken bzw. eine Durchkontaktierung und mechanische Verbindung bei einer Reihenanordnung von dementspre- chenden Funkenstrecken zu realisieren,

Die Lösung der Aufgabe der Erfindu ng erfolgt durch die Merkmalskombination gemäß der Lehre nach Patentanspruch 1, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen umfassen .

Es wird demnach von einer Funkenstreckenanord nung mit zwei in einem Gehäusekörper auf Abstand gehaltenen, gegenüberliegenden, bevorzugt flächigen Elektroden a usgegangen, die einen Lichtbogenbrennraum bilden . Weiterhin ist ein mit dem Lichtbogenbrennraum in Verbindung stehender Gaskü hl- und Druckausgleichsraum, gebildet als entsprechende Druckausgleichskam mer, vorhanden.

Erfind ungsgemäß wird der Gehäusekörper aus zwei Halbschalen, bevorzugt aus einem Isolierstoff-Kunststoffmaterial gefertigt. Die Hal bschaien besitzen jeweils in ei ner Ebene gegenüberliegend erste Ausnehmungen für Elektroden- ansch lussschenkel . Die Elektrodenanschlussschenkel stehen außenseitig des Gehäusekörpers mit einer an sich bekannten Anschlussklemme in Verbindung. Diese Verbi ndung kann durch N ieten oder Formschl uss realisiert werden. Die Elektrodenanschlussschenkel sind mit den eigentlichen Elektroden z. B. durch Vernieten verbunden. Auf diese Art und Weise kann das jeweils kostengünstigste Material für den jeweiligen Zweck Anwendung finden .

Die Halbschalen weisen jewei ls einen ersten Raum zur Aufnahme eines Isolierstoffhalters für die Elektroden und einen zweiten Raum zur Aufnahme eines Kanäle besitzenden Kühlblocks mit hoher Wärmekapazität auf. Der Kühlblock kann a us einem metallischen Material bestehen und entsprechende eingefräste oder in sonstiger Weise eingebrachte mäanderförmige Kanäle zur vielfachen Gasumlenkung, dementsprechenden Abkühl ung und Druckreduzierung besitzen . Weiterhin ist eine U-förmige Kla mmer vorgesehen, die mindestens den Aufnahmebereich des Kühlblocks, die Halbschalen außenseitig umgreifend, angeordnet ist, Diese U-förm ige Klammer mit hoher Wärmekapazität ist mit den Halbschalen mechanisch und druckbelastbar, z. B . durch Nieten verbunden.

An bevorzugt einer Stirnseite weisen die Halbschalen i m Bereich, der zur Aufnahme des Kühlblocks vorgesehen ist, kleine Schlitze oder Öffnungen auf, so dass ein Druckausgleich möglich wird . Im Bereich dieser kleinen Öffnungen strömendes Gas wird nochmals von der U-förmigen Klammer gekühlt und ent ^¬ spannt.

Senkrecht zur Ebene zwischen den ersten Ausnehmungen ist in mindestens einer der Halbschalen eine zweite Ausnehm ung als Durchtrittsschlitz einge ^¬ bracht, um einen mit der Elektrode kontaktierten verlängerten Anschluss ^¬ schenkel aufzunehmen, so dass ein fädelartiges Aneinanderreihen und elekt ^¬ risches Kontaktieren mehrerer derartiger Funkenstreckenanordnungen in sehr einfacher und mechanisch stabiler Weise erfolgen kann.

Einer der Anschlussschenkel für die Elektroden weist eine angeformte Lasche zur Aufnahme eines bei höherer Tem peratur sich formverändernden Schmelzteils auf, wobei das Formteil mit einer definierten Federkraft beaufsch lagt ist und unmittelbar oder mittelbar mit einem Anzeigeelement in Wirkverbi ndung steht, so dass eine thermische Überbelastung signalisiert werden kann.

Für das ebenfalls notwendig werdende Einstellen einer niedrigeren Ansprech ^¬ spannung ist eine Triggereinrichtung vorgesehen, welche in einer Ausneh ^¬ mung oder in einem Hohlraum des Isolierstoffteils befindlich ist.

Die Triggerei nrichtung ist bevorzugt als dünne Leiterplatte realisiert, welche die notwendigen Ansteuerbauelemente trägt. Weiterhin weist die Leiterplatte ein Ende auf, welches in den Elektrodenzwischenraum hineinreicht, u m dort als Zünd- oder Triggereiektrode zu wirken .

Die Haibschaien bilden einen flächigen Gehäusekörper in bevorzugt rechteckiger Form, wobei die Gehäuseanordnung in ein frei konfigurierbares Außengehäuse montierbar ist. Die Erfindung soll nachstehend anhand von Figuren und eines Ausführungs ^¬ beispiels näher erläutert werden .

Hierbei zeigen :

Fig. 1 eine Darstellung einer der Elektroden mit Anschlussschenkel und kontaktiertem verlä ngerten Anschlussschenkel sowie den Zustand mit mechanisch fixierter Anschlussklemme (rechter Bildteil);

Fig. 2 eine Darstellung ähnlich derjenigen nach Fig, 1, jedoch mit Lasche zur Aufnahme eines sich formverändernden Schmelztei ls sowie eines Anzeigeelements und einer Feder zur Druckbeaufschlagung;

Fig. 3a eine Darstellung der Funkenstreckenanordnung ohne obere Halbschale mit pfeilartig symbolisiertem Gasströmungsverlaufs in nerha lb des Kühlblocks;

Fig. 3b eine Darstellung ä hnlich derjenigen nach Fig. 3a mit erkennbarem verlängerten Anschl ussschenkel sowie einer U-förmigen Klammer, die nach Montage des in der Fig . 3a und b noch fehlenden zweiten Haibschalenteils aufgeschoben u nd mit den Halbschalen mechanisch verbunden wird;

Fig . 4 eine Ansicht des Isolierstoffhalters für die Elektroden mit einer dort einsetzbaren Leiterplatte als Verdrahtungsträger für die Zündschaltung u nd

Fig . 5 eine vollständig montierte Funkenstreckenanordnung mit U-fÖrmiger

Klammer, die die Hai bschaien des Gehäusekörpers fixiert, und einen verlängerten Anschlussschenkel zum Aneinanderreihen weiterer Funkenstreckenanord nungen, die gleichzeitig kontaktiert werden können .

Wie in der Fig. 1 gezeigt, weist die Funkenstrecke Elektroden 1 auf, die kraft- , stoff- u nd/oder formschlüssig mit ihrem jeweiligen Anschlussbügel 2 verbunden werden. Eine der beiden Elektroden kann mit einem verlängerten Anschlussschenkel 3 verbunden werden, so dass eine elektrische Kontaktierung und mechanische Befestigung zu weiteren Ableitermod ulen realisierbar ist, wie dies z.B. die Fig . 5 erkennen lässt.

Die Führung der Anschlussschenke!, i nsbesondere des längeren Ansch lussschenkels 3 ist geometrisch so ausgebi ldet, dass trotz einer hohen Strombelastung im Abieitfail nahezu keine elektromagnetische Kraftwirkung zwischen den ei nzelnen Ableitermodulen entsteht.

Die Fig , 2 zeigt noch ei nmal die vormontierte Einheit aus Elektrode 1, An- schlussteii 2 und verlängertem Anschlussschenkel 3, hier ergänzt um eine Lasche 4, die dazu dient, ein Formteil 5 mit definiert niedriger Schmelztemperatur, z. B. Lotformteil oder Wachsbolzen, aufzunehmen . Das Formteil 5 überwacht sowohl die thermische Belastung der umgebenden Kunststoffteile, d.h, der Halbschalen oder des Isolierstoffhalters 11 (siehe Fig. 4) a ls auch die Tem peratur der metallischen Teile.

Bei einer entsprechenden Verformung bewegt die vorgespannte Feder 7 den Anzeigeschieber 6.

Die in den Fig . 3a, 3b und 5 gezeigte Funkenstreckenanordnung ist nichta us- blasend ausgeführt.

Die entstehende Druckbelastung wird durch den integrierten Kühlblock 8, bevorzugt aus ei nem Material mit hoher Wärmekapazität, z. B . Kupfer, und dort vorhandenen integrierten Gasumienkungskanälen extrem reduziert. Ein noch notwendig werdender Druckausgleich mit der Umgebung erfolgt durch mäan- derförmige Kanäle kleinsten Querschnitts im Bereich 13 nach Fig. 3b.

Die Fig . 3a und 3b zeigen jeweils eine untere Halbschale 14, die entsprechende Ausnehmungen sowohl für den Isolierstoffhalter 11 als auch für den Kühlblock 8 besitzen . Erkennbar ist hier auch die Lage äußerer An- schlusskiemmen 15.

Nach dem Aufsetzen der zweiten, weiteren Halbschale 16 (siehe Fig . 5) wird eine U-förmige Klammer 9, insbesondere Blechklammer, aufgeschoben und über dort vorhandene Bohrungen 17, die komplementär sind zu Ausnehmungen 18 in den Halbschalen bzw. im Isolierstoffkörper 11 mit diesen verbunden.

Die U-förmige Klam mer 9 dient zur ergänzenden Kühlung und verlängert die mäanderförmigen Kanäle und trägt ebenfalls zur Druckabsenkung bei, Sie ist von elektrischen Bauteilen isoliert ausgeführt.

Wenn gewünscht, kann zur Realisierung niedrigerer Ansprechspann ungen, z.B. im Bereich 1,5 kV, die Funkenstrecke mit einer entsprechend notwendigen Zündhilfseinheit ausgestattet werden .

Die notwendige Zündschaltung, bevorzugt umfassend eine Verschaltung aus einem Varistor und einem Gasabieiter zur Ansteuerung der internen Funkenstrecke, befindet sich auf ei ner Isolierstoffplatte 10. Diese ist vollständig im Isolierstoffhalter 11 integriert, der sich wiederum im insgesamt druckbeständigen Gehäusekörper 13 befindet.

Die dünne Isolierstofffolie 10 dient nicht nur als Träger für die Bauelemente des Zündhilfskreises, sondern mit einem entsprechenden Ende, das zwischen die Elektroden hineinreicht, auch als Zündelektrode.

Die Bohrungen 18 im Isolierstoffhalter 11 werden von Domen 12 umgeben, die der Aufnahme der Anschl ussbügel 2 mit den entsprechenden Hauptelektroden 1 dienen, wofür hierfür in den Ansch lussbügeln eine entsprechend auf die Außenausmessungen des entsprechenden Doms vorgesehene Öffnung eingebracht ist.