(57)【要約】  本発明は、他の電極（１）、及び少なくとも１つの外側電極（２）を有する過電圧迂回器に関し、外側電極（２）から間隙（２０）により離間された導電する接触電極（７）が備えられ、接触電極は、通常の場合、ばね機構により付勢されている。ばね機構は、接触要素（７）に、外側電極（２）の方向のばね力（Ｆ）を作用させる。他の電極（１）と接触要素（７）の間に、導電接続部が備えられる。外側電極（２）と接触要素（７）の間隙（２０）は、好ましくは気体密に閉じられた空間（２２）に配置される。接触要素を付勢するばね機構は、誤作動の場合、過剰の熱により解除され、このとき、それによりばね力が外側電極に印加される接触要素が解放され、そのため短絡が外側電極と他の電極の間に発生する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの外側電極（２）と少なくとも１つの他の電極（１）とを有し、
前記外側電極（２）から間隙（２０）により離間された導電の接触要素（７）が、ばね機構により付勢され、前記ばね機構は、ばね力（Ｆ）を、前記外側電極（２）の方向に、前記接触要素（７）に作用させ、
導電接続部が、前記他の電極（１）と前記接触要素（７）の間に備えられ、
前記間隙（２０）は、前記外側電極（２）と前記接触要素（７）の間に、気密に閉じられた空間（２２）に配置される、過電圧迂回器。
【請求項２】
前記他の電極（１）と前記接触要素（７）の間の前記導電接続部は、前記他の電極（１）に固定されたばね部材（３）の形態で実現される、請求項１に記載の過電圧迂回器。
【請求項３】
前記ばね部材（３）は、ばね力（Ｆ）を、前記外側電極（２）から離間された導電の接触要素（７）に作用させる、請求項１に記載の過電圧迂回器。
【請求項４】
前記接触要素（７）は、溶融可能な物質（６）により、金属板（５ａ）の開口部に固定され、
前記金属板（５ａ）は、少なくとも一部が、前記金属板（５ａ）と前記外側電極（２）の間に配置され、絶縁された保持部（５ｂ）に形状により埋設される、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の過電圧迂回器。
【請求項５】
前記接触要素（７）は、物質（６）の溶融されない時、前記外側電極（２）から離間されている、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の過電圧迂回器。
【請求項６】
前記接触要素（７）は、物質（６）の溶融時、前記ばね部材（３）により前記外側電極（２）に押圧される、請求項２乃至５のいずれか１項に記載の過電圧迂回器。
【請求項７】
前記空間（２２）は、前記接触要素（７）、前記金属板（５ａ）、前記絶縁された保持部（５ｂ）、及び外側電極（２）により規定される、請求項４乃至６のいずれか１項に記載の過電圧迂回器。
【請求項８】
前記空間（２２）は、前記物質（６）により密封される、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の過電圧迂回器。
【請求項９】
前記接触要素（７）は、前記ばね部材（３）と機械的に堅く結合され、または前記ばね部材（３）の連続部である、請求項２乃至８のいずれか１項に記載の過電圧迂回器。
【請求項１０】
前記接触要素（７）は、ボルトの形態を有する、請求項２乃至９のいずれか１項に記載の過電圧迂回器。
【請求項１１】
前記金属板（５ａ）は、円板である、請求項２乃至１０のいずれか１項に記載の過電圧迂回器。
【請求項１２】
前記接触要素（７）は、前記外側電極（２）と前記金属板（５ａ）の間に存する部分（１１）に、先細部（１２）を有する、請求項１０又は１１に記載の過電圧迂回器。
【請求項１３】
前記溶融可能な物質（６）は、はんだである、請求項２乃至１２のいずれか１項に記載の過電圧迂回器。
【請求項１４】
前記外側電極（２）は、周囲に、鉄−ニッケル合金から構成される環（１６）を有する、請求項２乃至１３に記載の過電圧迂回器。
【請求項１５】
前記ばね部材（３）は、ばね鋼から形成される、請求項２乃至１４に記載の過電圧迂回器。
【請求項１６】
前記接触要素（７）は、気密に閉じられた空間（２２）内に配置される、請求項１に記載の過電圧迂回器。
【請求項１７】
絶縁された保持部（５ｂ）に少なくとも一部が埋設された導電の金属板（５ｃ）が備えられ、
前記接触要素（７）は、固定端が前記金属板（５ｃ）に堅く結合されたばねを有する、請求項１６に記載の過電圧迂回器。
【請求項１８】
前記ばねの自由端は、溶融可能な物質（６）により、前記外側電極（２）から間隔をおいて保持される、請求項１７に記載の過電圧迂回器。
【請求項１９】
前記ばねの前記自由端は、物質（６）の溶融時、前記外側電極（２）に押し付けられる、請求項１７又は１８に記載の過電圧迂回器。
【請求項２０】
前記ばねは、板ばね（２１）として形成される、請求項１７乃至１９のいずれか１項に記載の過電圧迂回器。
【請求項２１】
前記他の電極（１）と前記接触要素（７）の間の前記導電接続部は、前記金属板（５ｃ）を押圧する、前記他の電極（１）に固定されたばね部材（３）の形態で実現される、請求項１７乃至２０のいずれか１項に記載の過電圧迂回器。
【請求項２２】
前記ばねは、折り畳まれた板ばねとして形成され、前記板ばねの折り畳みは、それぞれ、前記物質（６）により弾力を有して付勢される、請求項１７乃至２１のいずれか１項に記載の過電圧迂回器。
【請求項２３】
前記過電圧迂回器は、ゲル中に埋設された、請求項１乃至２２のいずれか１項に記載の過電圧迂回器。
【請求項２４】
２つの外側電極を有し、
前記他の電極（１）は、中心電極である、請求項１乃至２３のいずれか１項に記載の過電圧迂回器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外側電極と他の電極との間の短絡機構を有する過電圧迂回器に関する。
【背景技術】
【０００２】
冒頭に称された過電圧迂回器は、通常、例えば落雷から発生するような短い時間発生する過電圧に対する電話装置の防護のために、使用される。そのとき、過電圧迂回器の点灯により、外側電極が、アーク光により、中心電極と短絡される。過電圧の発生が終了すると同時に、アーク光が消灯し、中心及び外側電極の間の延伸接続部が再度絶縁される。
【０００３】
過電圧迂回器の故障時にも前述した保護機能を保持するため、追加の機能を有する迂回器が装備可能である。この関連で、熱負荷時の迂回の確保のための機構が、知られ（フェールセーフ）、はんだ材料からなる溶融要素または絶縁箔がばね部材と外側電極の間の機構に配置され、溶融要素は非常に高い温度でばね部材の動作を自在にし、そのため、ばね部材は、迂回器の中心電極と外側電極の延伸接続部を乗り越え、これにより短絡する。
【０００４】
そのような過電圧迂回器が、例えば刊行物ＤＥ１０１３４７５２から知られている。短絡機構は、故障の場合、熱により作動される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
解決すべき課題は、誤作動の場合、短絡する電極間の確実な接触により特徴付けられる過電圧迂回器を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題は、請求項１により解決される。他の実施形態は、他の請求項から明らかになる。
【０００７】
本発明の少なくとも１つの実施形態に基づいて、セラミック部材、少なくとも１つの外側電極、及び少なくとも１つの他の電極を有する過電圧迂回器が提供され、外側電極から間隙により離間された導電する接触電極が備えられ、接触電極は、通常の場合、ばね機構により付勢されている。ばね機構は、接触要素に、外側電極の方向のばね力を作用させる。他の電極と接触要素の間に、導電接続部が備えられる。外側電極と接触要素の間隙は、好ましくは気体密に閉じられた空間に配置される。接触要素を付勢するばね機構は、誤作動の場合、例えば熱により解除され、このとき、それによりばね力が外側電極に印加される接触要素が解放され、そのため短絡が外側電極と他の電極の間に発生する。
【０００８】
他の電極は、好ましくは、２つの外側電極の間に配置された中心電極である。
【０００９】
空間が閉止されていることにより、空間は、迂回器のシリコン−ゲルへの埋設時に、ゲルに対して保護される。ゲルは、例えば迂回器の湿気防止部として使用される。
【００１０】
接触要素は、好ましくは、気密に閉じられた空間に完全に配置される。空間は、間隙と同一であることが可能である。
【００１１】
中心電極と接触要素の間の導電接続部は、好ましくは、中心電極に固定されたばね部材の形態で実施される。ばね部材は、ばね力を外側電極から離間された導電する接触要素に作用させる。
【００１２】
接触要素は、例えば溶融可能な物質を用いて、金属板の開口部に固定可能であり、金属板は絶縁された保持部に少なくとも一部が形状により装着され、保持部は金属板と外側電極の間に配置される。
【００１３】
特に好ましい実施形態では、物質が溶融していない時、接触要素は、外側電極から離間されており、物質が溶融している時、接触要素は、ばね部材により、外側電極に向けて押圧されていることが有用である。
【００１４】
本発明の変形例では、接触要素は、金属板の開口部内に突出し、溶融可能な物質によりこの金属板に固定される。接触要素は、好ましくは、金属ボルトとして形成される。
【００１５】
ここで、溶融可能な物質（例えばはんだ、好ましくは軟質はんだ）は、閉じられた空間の気密な締結を提供する。溶融可能な物質は、接触要素を金属板に固定するために必要であり、このため、接触要素が金属板に堅く保持されることを確実にしなければならない僅かな量で、具備可能である。接触要素の金属板での固定部は、対応してボルト乃至はんだの寸法を規定するとき、非常に僅かな量の溶融可能な物質を用いて作成可能であり、これにより、迅速な解除機構の利点が発生する。
【００１６】
金属板の開口部に好ましくは軟くはんだ付けされる好ましくは形状により嵌合される金属ボルトを有する金属板は、例えば絶縁された円板として形成される絶縁された保持部の中断された領域に、好ましくは形状に応じて配置される。
【００１７】
外側に向けられた金属ボルトの前端部に、外側電極の方向に付勢力を発生させるため、中心電極に固定された導電するばね部材により、ばね力が作用される。また、ばね部材は、中心電極と金属ボルトの間の電気的接続部としても機能する。ばね部材は、好ましくは、ばね材料、例えばばね鋼から形成される。
【００１８】
ばね部材は、ばね機構を構成する。ばね部材、金属板、及び接触要素は、共に、短絡機構を構成する。
【００１９】
誤作動の場合、迂回器に、許容されない高温の熱が発生され、このとき溶融可能な物質が溶融し、このため、接触要素が、ばね部材により外側電極に対して押圧され、このとき、短絡が中心及び外側電極の間に発生される。
【００２０】
本発明の他の変形例では、短絡機構は、中心電極と電気的に接続された金属板と、好ましくは板ばねとして形成されたばねを有し、弾力の作用する接触要素とを含み、好ましくはばねの固定端が金属板に固定され、物質が溶融していないとき、その自由端が、好ましくは付勢された状態で外側電極から離間して保持される。この場合、ばね機構は、弾力の作用する接触要素自体により構成される。
【００２１】
ばねは、好ましくは、折り畳まれた板ばねとして、すなわち、断面が、複数の曲折部を有する曲折した形状に、形成され、このとき、各曲折部の互いに対向する側面は、溶融可能な物質により弾力を有して一体に押し付けられるか、または、付勢力の下で、軟いはんだ付けにされる。通常の場合、板ばねは、溶融可能な物質により、付勢された状態で外側電極から離間して保持される。
【００２２】
溶融可能な物質が溶融すると、そのとき、その固さが変更され、折り畳まれた板ばねは、延び広がり、金属板と外側電極の間に短絡を発生させる。
【００２３】
本発明のこの変形例は、迂回器の周囲に粘性のゲルを使用するとき、ばね機構が、閉じられた空間に完全に配置され、従って周囲から離隔されるので、特に利点を有する。周囲からの完全な分離により、自在に配置されたばね要素の動作は、ゲルによりもはや防止される可能性はない。
【００２４】
中心及び外側電極は、好ましくは、銅から構成される。銅の熱膨張係数は、セラミックの熱膨張係数と非常に異なり、それは、温度負荷時、セラミック部材と外側電極の間の切断部の気密性を損なう可能性がある。セラミック部材と銅電極の間の熱膨張係数の差を補償するため、外側電極に固定される（好ましくは硬くはんだ付けされる）環または枠が使用される。環の材料として、好ましくは、ＦｅＮｉのような、概略セラミック部材の熱膨張係数と同一である熱膨張係数を有する材料が適用される。
【００２５】
好ましい変形例では、保持部は、環（例えばＦｅＮｉ環）または枠に、好ましくは形状により嵌合される。このとき、その中に空隙が外側電極と接触要素の間に配置された気密な閉じられた空間が、外側電極、絶縁された保持部、及び金属円板の間に存在する。絶縁された保持部は、ＦｅＮｉまたは好適な熱膨張に関して類似する材料から形成された外側電極の場合、外側電極の中断された領域に装着可能である。最後の場合、環または枠を省略可能である。
【００２６】
好ましい変形例では、金属板は絶縁された保持部に、絶縁された保持部は環に押し込まれる。これにより、ゲルの閉じられた空間または空隙への侵入が防止される。
【００２７】
金属板は、好ましくは、真鍮から、または他の好適な金属または合金から構成される。
【００２８】
絶縁された保持部は、好ましくは、典型的には約２２０℃の値を有するその溶融温度が溶融可能な物質の溶融温度を超えて存する耐熱材料から構成される。この材料は、絶縁された保持部と金属円板の間の良好な圧入を保証する良好なばね作用により、特徴付けられる。
【００２９】
誤作動の場合、すなわち知られた限界電圧Ｕｍａｘを超える場合、火花放電が、中心及び外側電極の間に発生し、このとき、電極は加熱される。
【００３０】
外側電極に生成された熱は、外側電極の熱放射により、接触要素及び金属円板に、閉じられた空間の方向に伝達される。中心電極に生成された熱は、ばね部材により、接触要素または金属円板に伝達される。
【００３１】
迂回器は、以下に、実施例及びこれに属する図面に基づき、詳細に説明される。図面は、模式的でかつ正確な寸法ではない図示に基づき、異なる実施例を示す。同一のまたは同一に作用する部分は、同一の参照符号を用いて示される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
ばね機構の作動前後の例示的な過電圧迂回器が、図２乃至３に示される。
【００３３】
図１Ａは、図２に示す過電圧迂回器のばね機構を抜き出して模式的な断面図で示す。
【００３４】
接触要素７は、丸いボルトの形態を有し、金属板５ａの丸孔を通って突出する。接触要素７と金属板５ａの間の機械的接合は、溶融可能な物質６により、金属板５ａの孔の周囲に沿って作成される。金属ボルトは、つまり金属板５ａに軟くはんだ付けされる。
【００３５】
溶融可能な物質は、本発明の有利な実施形態では、はんだとして形成される。そこで、接触要素と離隔要素についてのはんだ付け可能な材料を用いた結合では、接触要素と離隔要素の間の簡略な結合が可能である。はんだに使用される錫合金は、接触要素と離隔要素の間の結合が十分な熱で迅速に解離されることを確実にする。
【００３６】
金属板５ａは、好ましくは中央に配置された、接触要素７を受け入れる開口部を有する。金属板５ａは、好ましくは円板の形態を有し、絶縁された保持部５ｂに装着される。絶縁された保持部５ｂは、金属板５ａを受け入れるための中断された領域を有する。
【００３７】
接触要素７は、図１Ｂに示すように、外側電極２と金属板５ａの間に位置する部分１１に先細部１２を有することができる。
【００３８】
さらに、ばね機構は、図２及び図３を参照して、迂回器の中心電極１に固定され、導電するばね部材３を含む。ばね部材３は、外側電極２の前面に延び、接触要素７の外側の端面にばね力を外側電極の方向に作用させることにより、接触要素７を付勢された状態に保持する。
【００３９】
ばね部材３、金属板５ａ、及び接触要素７は、溶融可能な物質が液体になるとき、ばね部材３と、金属板５ａの開口部に沿う接触要素７とが滑動可能なように形成される。
【００４０】
接触要素は、本発明の変形例では、ばね部材３と機械的に堅く結合され、または、ばね部材３の連続部であることができる。
【００４１】
接触要素７、金属板５ａ、絶縁された保持部５ｂ、及び外側電極２の間に、空間２２が形成される。空間２２は、溶融可能な物質６により、密封される。金属板５ａは、環１６及び絶縁された保持部５ｂそれぞれに対して、例えば圧入により、密封される。環１６は、外側電極２に、はんだ付けまたは溶接付けされる。これにより、空間のゲル及び場合により湿気に対する気密な閉止が達成される。
【００４２】
ガス充填されたセラミック部材１９は、中心電極１と外側電極２の間に配置される。セラミック部材は、好ましくは、希ガスを充填される。迂回器は、好ましくは２つの外側電極を有して、場合により中心電極に関して対称に形成される。中心電極１は、好ましくは、２つのセラミック部材の間に配置される。中心乃至外側電極１，２は、それぞれ、はんだにより、セラミック部材１９と結合される。
【００４３】
中心及び外側電極１，２は、好ましくは、銅から構成される。しかし、他の変形例では、中心及び／又は外側電極は、ＦｅＮｉから構成されることが可能である。
【００４４】
環１６は、外側電極２周囲に、配置され、好ましくは鉄−ニッケル合金から構成される。絶縁された保持部５ｂは、環１６に装着される。外側電極２は、接触要素７に向けられた領域に、間隙２０を形成するために、凹部を有する。間隙２０は、気密に閉じられた空間２２に配置される。
【００４５】
図２は、過電圧迂回器の通常の状態、すなわちばね機構の作動前の状態に対応する。防護機構に関連する要素の対応する寸法形状により、ばね部材３に再度発生する（残りのばね力）接触圧が及んで、接触要素７が、外側電極２を押すことが実現される程度に、ばね部材３は、接触要素７を外側電極２の方向に押し動かし、これにより、外側電極２の、ばね部材３との、従って中心電極１との電気接触が、短絡機構の生成時に、実現される。
【００４６】
誤作動の場合、溶融可能な物質６は、迂回器の周囲に発生した熱により溶融する。このとき、図３を参照して、接触要素７は、自在にされ、ばね部材３のばね力Ｆにより、外側電極２に押圧される。この場合、中心電極１及び外側電極２は、ばね部材及び接触要素７を介して短絡される。
【００４７】
図４Ａ乃至６に、接触要素７が弾性変形により付勢される他の実施例が示される。
【００４８】
接触要素７は、固定端２１ａ及び自由端２１ｂを有する板ばね２１を有する。板ばねの固定端２１ａは、金属板５ｃに固定され、例えば硬くはんだ付けされる。板ばねの自由端２１ｂは、例えば、金属板５ｃまたは板ばねの他の部分（例えば固定端）との軟質のはんだ付けにより、付勢される。
【００４９】
板ばね２１が、図４Ａに模式的に示されるように、通常の状態でのその折り畳まれた部分が軟質のはんだ付けにより一体に保持されてそのため付勢される"Ziehharmonica"の形態に形成されるとき、有利である。
【００５０】
板ばね２１及びばね部材３は、ＣｕＢｅから形成可能である。
【００５１】
誤作動の場合、溶融可能な物質は溶融し、このとき、折り畳みにより付勢された板ばねは、自在にされる。一体に保持された板ばねは、互いに離間して躍る。ばね機構の応答後の展開された板ばねが、図４Ｂに示される。
【００５２】
絶縁された保持部５ｂに装着された図４Ａのばね機構が、図４Ｃに示される。
【００５３】
図４Ａ及び図４Ｂに模式的に図示された応答前後のばね機構が、図５及び図６に示される。
【００５４】
図４Ｃに示す構成は、図５に示されるように、好ましくは圧入により、環１６、または外側電極２の中断された領域に装着される。ここで、金属板５ｃは、ばね部材３のばね力により、絶縁された保持部に押圧される。金属板５ｃは、いかなる開口部も有しない。
【００５５】
本発明の変形例では、閉じられた空間２２は、外側電極２、絶縁された保持部５ｂ、及び金属板５ｃの間に形成される。ここで、ばね機構の駆動部（すなわち板ばねとして形成された接触要素）は、完全に、閉じられた空間２２に配置される。
【００５６】
図５において、板ばね２１の自由端が、外側電極２から間隔をおいて保持され、このとき、その間に、誤作動の場合に乗り越えるべき間隙２０が形成されることが理解される。
【００５７】
図６に、ばね機構の応答後の図５の過電圧迂回器が示される。溶融可能な物質６は、火花放電の熱により、軟化される。板ばねの自由端は、ばね力により外側電極２に押し付けられ、そのため金属円板及びばね部材を介して、外側及び中心電極の間の確実な接触部を形成する。
【００５８】
実施例には、本発明の限定された数の可能な応用のみが記載されていることになるが、本発明は、これらに限定されない。埋設の他の方法、例えば注入により装着された部分の圧入を置換することは、原理的に、可能である。本発明は、模式的に図解された要素の数に限定されない。記載された防護機構は、明らかに、中心電極１及び外側電極２の間の延伸接続部のみの防護に限定されない。対称の補完部により、中心電極１と他の外側電極の間の第２の延伸接続部は、対応する方法または手法で防護されることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】図１Ａは、図２に示す迂回器のばね機構を抜き出して示す。図１Ｂは、先細にされた接触要素を有するばね機構を抜き出して示す。
【図２】通常の状態の迂回器を示す。
【図３】誤作動の場合のばね機構の応答時の図２に従う迂回器を示す。
【図４】図４Ａは、図５に示す迂回器の付勢された状態のばね機構を抜き出して示す。図４Ｂは、誤作動の場合のばね機構の応答時の図４Ａに従うばね機構を示す。図４Ｃは、保持部に嵌め込まれた図４のばね機構を示す。
【図５】通常の状態の他の迂回器を示す。
【図６】誤作動の場合のばね機構の応答時の図５に従う迂回器を示す。
【符号の説明】
【００６０】
１    中心電極
２    外側電極
３    ばね部材
５ａ  金属板
５ｂ  絶縁された保持部
５ｃ  金属板
６    溶融可能な物質
７    接触要素
１１  接触要素７の部分
１２  接触要素７の先細部
１６  鉄−ニッケル合金からなる環
１９  セラミック部材
２０  接触要素７と外側電極２の間隙
２１  板ばね
２１ａ  板ばね２１の固定端
２１ｂ  板ばね２２の自由端
２２  空間
Ｆ    ばね力
【図１Ａ】
2008500685.tif 000003
【図１Ｂ】
2008500685.tif 000004
【図２】
2008500685.tif 000005
【図３】
2008500685.tif 000006
【図４Ａ】
2008500685.tif 000007
【図４Ｂ】
2008500685.tif 000008
【図４Ｃ】
2008500685.tif 000009
【図５】
2008500685.tif 000010
【図６】
2008500685.tif 000011
【国際調査報告】
2008500685.tif 000012
2008500685.tif 000013
2008500685.tif 000014
2008500685.tif 000015