DE4225484C1 - Schutzstecker für Anschluß- und Trennleisten der Telekommunikations- und Datentechnik - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schutzstecker für Anschluß- und Trennleisten der Telekommunikations- und Datentechnik gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein Schutzstecker dieser Art ist aus der DE 27 38 851 C3 vorbekannt. Mittels des zwischen dem Kontaktelement und dem Überspannungsableiter befindlichen Schmelzelementes hat das freie Ende des rückwärtigen Schenkels des U-förmigen Halters zur zugeordneten Elektrode des Überspannungsableiters einen Abstand, der erst im Falle einer längeren Überspannung, die durch den Überspannungsableiter einen Strom treibt und diesen erwärmt, durch Schmelzen des Schmelzelementes überbrückt wird.

Es ist bei derartigen Schutzsteckern mit einem Thermoschutz (Fail Safe) bekannt, daß bei einer kurzzeitigen Überspannung, die einen geringen Strom durch den Überspannungsableiter treibt, kein Abschmelzen des Schmelzelementes erfolgt. Die Ableitung der Überspannung erfolgt über den Überspannungs­ ableiter und über den U-förmigen Halter an Masse. Erst eine längere Überspannung und der Umsatz einer Leistung im Über­ spannungsableiter erzeugen eine Erwärmung des Ableiters, die das Schmelzelement in den plastischen Bereich überführt. Beim Schmelzen des Schmelzelementes wird der Ableiter gegen das Kontaktelement verschoben. Durch Andrücken des Überspannungs­ ableiters am Kontaktelement und am freien rückwärtigen Ende des U-förmigen Halters wird ein Kontakt geschlossen, der den Überspannungsableiter elektrisch überbrückt.

Durch die Schließung des Kontaktes erfolgt eine Reduzierung der umgesetzten Leistung im Schutzstecker mit der Folge einer Abkühlung und eines Wiedererstarrens des verbliebenen Restes des Schmelzelementes. Dieser Aufbau des Fail-Safe-Kontaktes kann durch unterschiedliche Werkstoffpaarungen und den damit verbundenen verschiedenen thermischen Ausdehnungen der Einzel­ teile einen Einfluß auf die Güte des Kontaktes haben. Die Fol­ ge ist, daß nicht in jedem Fall der Kurzschlußkontakt sicher­ gestellt ist, sondern die Schutzfunktion des Schutzsteckers wieder vorhanden sein kann. Diese neue Schutzfunktion erfüllt aber nicht die geforderten Isolationsbedingungen, d. h. den notwendigen Abstand zwischen dem freien, rückwärtigen Ende (Elektrode) des U-förmigen Halters und der diesem zugeordneten Elektrode des Ableiters. Solange dieser Abstand zwar vorhan­ den, aber geringer ist, als gefordert und als ursprünglich durch das nicht plastifizierte Schmelzelement vorgegeben, darf der Schutzstecker nicht mehr verwendet werden, weil sich die Ableiter in ihren Kenndaten verändern. Grundsätzlich soll nach jedem Auslösen des Fail Safe (Thermoschutz) ein Auswechseln von Ableiter und Schmelzelement erfolgen.

Der Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, den ständigen Kurzschluß nach erstmaliger Auslösung des Fail Safe (Thermoschutz) sicherzustellen.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1. Hierdurch kommt der Ableiter nach dem Erweichen des Schmelzelementes in eine Lage zwischen zwei Federelementen, nämlich dem auf der Vorderseite des Kunststoffkörpers befindlichen vorderen, federnden Schenkel des U-förmigen Halters und der Kontaktfeder als Verlängerung des rückwärtigen Schenkels des U-förmigen Halters, der unter dem Gegendruck durch die anliegende Elektrode des Überspan­ nungsableiters federnd bewegt wird. Ein Wiedererstarren des Schmelzelementes und dessen mögliche Ausdehnung im µ-Bereich bewirken, daß zwar der Überspannungsableiter um einen ent­ sprechenden µ-Bereich zurückbewegt wird, daß jedoch die Kontaktfeder als Verlängerung des rückwärtigen Schenkels des U-förmigen Halters diesem Weg nachfolgen kann, so daß ein ständiger Kurzschluß sichergestellt ist. Dabei ist die Kon­ taktfeder als Verlängerung des rückwärtigen Schenkels des U-förmigen Halters so dimensioniert, daß diese beim Abschmel­ zen des Schmelzelementes durch den Überspannungsableiter von der Federkraft des gegenüberliegenden vorderen Schenkels des U-förmigen Halters gespannt wird und so einen sicheren Kontakt bildet. Die Wirkungsweise der beiden Federelemente, welche im Überspannungsfall den Überspannungsableiter zwischen sich einspannen, ist nahezu getrennt ausgeführt. Der Abstützpunkt der Kontaktfeder liegt in einem Abstand zum Außenumfang des Überspannungsableiter, der etwa dessen Radius entspricht, wodurch sichergestellt ist, daß der Abstützpunkt der Kontaktfeder auf der Rückseite des Kunststoffkörpers höher gezogen ist, um die Kontaktfeder aus dem Material des U-förmigen Halters zu realisieren, aber auch die Abstützung des Federelementes im rückwärtigen Schenkel noch sicherzustellen. Des weiteren wird durch die in die Basis der U-förmigen Halter geführten Freischnitte der vorderen Schenkel erreicht, daß die einzelnen Federschenkel auf der Vorderseite des U-förmigen Halters nahezu unabhängig voneinander federnd ausgebildet sind, so daß ein größerer Federweg zur Abstützung des vorderen Federschenkels gewonnen wird.

Schließlich wird mit den Merkmalen des Anspruches 2 erreicht, daß der aus einer Mehrzahl von U-förmigen Haltern gebildete Käfig leicht zu montieren ist, indem die vorderen freien Enden der einzelnen Halter beim Aufschieben des Käfigs auf den Kunststoffkörper über die jeweils zugeordneten Stege gleiten und anschließend auf die Ableiter aufgeschoben werden, die sich unmittelbar am Ende der Stege befinden.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles eines Schutzsteckers für Anschluß- und Trennleisten der Telekommunikations- und Daten­ technik näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch den aus einem flachen Kunst­ stoffkörper mit aufgestecktem Käfig aus U-förmigen Haltern, aus Überspannungsableitern und Lotringen gebildeten Schutzstecker in vergrößertem Maßstab,

Fig. 2 eine Vorderansicht des aus mehreren U-förmigen Haltern gebildeten Käfigs in natürlicher Größe,

Fig. 3 eine Rückansicht des Käfigs in vergrößertem Maßstab,

Fig. 4 eine Draufsicht auf den Käfig gemäß Fig. 3,

Fig. 5 einen Schnitt durch den Käfig in vergrößertem Maßstab,

Fig. 6 eine Draufsicht auf den flachen Kunststoffkörper in natürlicher Größe,

Fig. 7 einen Schnitt durch den Kunststoffkörper in vergrößertem Maßstab und

Fig. 8 einen Schnitt durch den Schutzstecker gemäß Fig. 1 nach dem Erweichen und Wegdrücken des Schmelzelementes.

Der Schutzstecker für Anschluß-und Trennleisten der Telekom­ munikations-und Datentechnik besteht aus einem flachen Kunst­ stoffkörper 1 mit zehn Aussparungen 2 zur Aufnahme von je einem Überspannungsableiter 3 und jeweils einem Schmelzelement 4 sowie einem auf den Kunststoffkörper 1 aufgesteckten Käfig 5 aus zehn U-förmigen Haltern 6, die jeweils einem Überspan­ nungsableiter 3 zugeordnet sind.

In den in Fig. 6 in Vorderansicht und Fig. 7 im Schnitt darge­ stellten Kunststoffkörper 1 ist im unteren Teil zu jeder Aus­ sparung 2 ein den Steckkontakt 7 bildendes Kontaktelement 8 eingebettet, dessen dem Steckkontakt 7 entgegengesetztes Ende im Bereich der Aussparung 2 endet und den Boden der Aussparung bildet. Der in Fig. 7 dargestellte obere Teil des flachen Kunststoffkörpers 1 ist auf der Vorderseite mit kürzeren und längeren Stegen 9, 10 versehen, die abwechselnd angeordnet sind und jeweils einer Aussparung 2 zugeordnet sind (Fig. 6).

Der aus den zehn U-förmigen Haltern 6 einstückig ausgebildete Käfig 5 übergreift das freie obere Ende des Kunststoffkörpers 1, wie es in Fig. 1 und 8 dargestellt ist. Jeder U-förmige Halter 6 umfaßt einen vorderen Schenkel 11, der in einem bogenförmigen Federelement 12 endet, das die vordere Elektrode 13 des knopfförmigen Überspannungsableiters 3 beaufschlagt, wie es in den Fig. 1 und 8 dargestellt ist. Der rückwärtige Schenkel 14 eines jeden U-förmigen Halters 6 liegt an der Rückseite des Kunststoffkörpers 1 an, wie es in den Fig. 1 und 8 dargestellt ist. Jeder U-förmige Halter 6 bildet als Verlängerung seines rückwärtigen Schenkels 14 eine schmale Kontaktfeder 15 aus, wie es insbesondere in Fig. 3 dargestellt ist, die wie eine Blattfeder ausgebildet ist und deren Innenseite einen kleineren Abstand zur rückwärtigen Elektrode 16 des Überspannungsableiters 3 aufweist als die Innenseite des den Steckkontakt 7 bildenden Kontaktelementes 8. Es ergibt sich ein Versatz der genannten Innenseiten. Der Abstützpunkt 18 jedes vorderen Schenkels 11 liegt im Abstand von etwa dem Radius des Überspannungsableiters 3 entfernt von der Ausspa­ rung 2, wozu die Rückseite des Kunststoffkörpers 1 eine Aus­ sparung 17 aufweist. Jede Kontaktfeder 15 bildet einen Kon­ takt, der durch ein Federelement ausgeführt ist. Dieses ist so dimensioniert, daß es beim Abschmelzen des Schmelzelementes 4 durch den Überspannungsableiter 3 von dem Federelement 12 gespannt wird und so einen sicheren Kontakt bildet. Die Ausführung der Federelemente 12 ist derart, daß diese nahezu unabhängig von der Kontaktfeder 15 arbeiten.

Zwischen der Innenseite des den Steckkontakt 7 bildenden Kontaktelementes 8 und der rückwärtigen Elektrode 16 des Überspannungsableiters 3 befindet sich ein hufeisenförmig ausgebildetes Schmelzelement 4, das in Fig. 1 dargestellt ist. Dieses hält die zugehörige Elektrode 16 in einem Abstand zur Kontaktfeder 15 des zugeordneten U-förmigen Halters 6.

Der vorbeschriebene Schutzstecker arbeitet wie folgt:

Aus dem Federmaterial des Käfigs 5 von etwa 0,4 mm Stärke bzw. der diesen bildenden U-förmigen Halter 6 sind für jeden Überspannungsableiter 3 zwei Federelemente realisiert, nämlich auf der Vorderseite das aus dem vorderen Schenkel 11 ausgebil­ dete Federelement 12 und auf der Rückseite die eine Verlänge­ rung des rückwärtigen Schenkels 14 bildende Kontaktfeder 15. Beide Federelemente sind an einem Bauteil, dem U-förmigen Hal­ ter 6 bzw. dem Käfig 5 angeordnet und arbeiten in der Gesamt­ konstruktion nahezu unabhängig voneinander. Das vordere Feder­ element 12 drückt über den Überspannungsableiter 3 gegen das hufeisenförmige Schmelzelement 4, das wiederum an der Innen­ seite des Kontaktelementes 8 anliegt. Im Falle einer Überspan­ nung mit höherer Leistung tritt eine Erwärmung auf, die ein Erweichen bzw. eine Plastifizierung des Schmelzelementes 4 zur Folge hat. Die Federkraft des Federelementes 12 auf der Vor­ derseite des Überspannungsableiters 3 bewirkt eine Verschie­ bung des Überspannungsableiters 3 gegen das Kontaktelement 8 und damit eine Kontaktierung der zugeordneten Elektrode 16 des Überspannungsableiters 3 mit der Kontaktfeder 15, die über den Käfig 5 auf Erdpotential liegt. Es erfolgt ein Kurzschluß.

Durch Schließung der Kontaktverbindung zwischen dem Kontakt­ element 8 und der Kontaktfeder 15 über die zugeordnete Elek­ trode 16 des Überspannungsableiters 3 erfolgt somit eine Redu­ zierung der am Schutzstecker umgesetzten Leistung mit der Folge einer Abkühlung und eines Wiedererstarrens des verblie­ benen Restes des Schmelzelementes 4. Dabei auftretende Bewe­ gungen haben infolge der Ausbildung der Kontaktfeder 15 am rückwärtigen Schenkel 14 des Käfigs 5 als federndes Element keinen Einfluß auf die Kontaktgüte so daß eine Sicherstellung der Kontaktverbindung gewährleistet ist Zur Entkopplung untereinander und zur Sicherstellung einer kleinen Federkonstanten der einzelnen Federelemente 12 der vorderen Schenkel 11 eines jeden U-förmigen Halters 6 sind bis in die Basis 19 des U-förmigen Halters 6 Einschnitte 20 geführt, wie es in Fig. 4 dargestellt ist. Die Fig. 5 zeigt die unterschiedlich lange Ausbildung der vorderen Schenkel 11 der nebeneinanderliegenden U-förmigen Halter 6, wobei abwechselnd jeweils ein langes und ein kurzes Federelement 12 den in zwei Reihen und versetzt zueinander angeordneten Überspannungsableitern 3 zugeordnet ist.

Jeder Aussparung 2 für einen Überspannungsableiter 3 ist im Kunststoffkörper 1 ein Steg 9,10 zugeordnet, der von der Oberkante 21 des Kunststoffkörpers 1 zur Aussparung 2 hin eine zunehmende Höhe aufweist, wie es aus Fig. 7 hervorgeht. Diese Stege 9, 10 ermöglichen bei der Montage des Schutzsteckers mit eingesetzten Überspannungsableitern 3 und Lotringen 4 ein leichtes Aufschieben der vorderen Schenkel 11 der U-förmigen Halter 6 auf die Überspannungsableiter 3. Durch die somit eine ansteigende Schräge besitzenden Stege 9,10 werden bei der Montage die aus den vorderen Schenkeln 11 der U-förmigen Halter 6 gebildeten Federelemente 12 automatisch vorgespannt.

Claims (2)

1. Schutzstecker für Anschluß- und Trennleisten der Tele­ kommunikations- und Datentechnik,
aus einem flachen Kunststoffkörper (1) mit mehreren Ausspa­ rungen zur Aufnahme von Überspannungsableitern (3), die vor­ zugsweise in zwei parallelen Reihen versetzt angeordnet sind,
aus einem auf den Kunststoffkörper (1) aufgesteckten U-för­ migen, als Käfig (5) ausgebildeten Halter (6), dessen vorderer Schenkel (11) gegen die eine Elektrode (13) des Überspannungs­ ableiters (3) drückt und dessen rückwärtiger Schenkel (14) an der Rückseite des Kunststoffkörpers (1) anliegt und mit seinem Ende in die Aussparung (2) hineinragt,
aus einem den Steckkontakt (7) bildenden Kontaktelement (8)
und aus einem zwischen dem Kontaktelement (8) und der anderen Elektrode (16) des Überspannungsableiters (3) angeordneten Schmelzelement (4) dadurch gekennzeichnet, daß die Verlängerungen der rückwärtigen Schenkel (14) der U-förmigen Halter (6) in die Aussparung (2) zur Aufnahme der Überspannungsableiter (3) hineinragende Kontaktfedern (15) bilden, wobei der Abstützpunkt (18) jeder Kontaktfeder (15) in einem Abstand zum Außenumfang des Überspannungsableiters (3) liegt, der etwa dessen Radius entspricht, und daß die vordere Schenkel (11) durch bis an die Basis (19) der U-förmigen Halter (6) geführte Schnitte (20) freigeschnitten sind.

2. Schutzstecker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffkörper (1) für jeden Halter (6) einen Steg (9, 10) mit von der Oberkante (21) des Kunststoffkörpers (1) aus zunehmender Höhe aufweist, auf dem bei der Montage des Schutz­ steckers mit eingesetzten Überspannungsableitern (3) und Schmelzelementen (4) die vorderen Schenkel (11) auf die Überspannungsableiter (3) geführt sind.