EP0746071A1 - Steckbarer Überspannungsschutz - Google Patents

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EP0746071A1
EP0746071A1 EP96106189A EP96106189A EP0746071A1 EP 0746071 A1 EP0746071 A1 EP 0746071A1 EP 96106189 A EP96106189 A EP 96106189A EP 96106189 A EP96106189 A EP 96106189A EP 0746071 A1 EP0746071 A1 EP 0746071A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
protection element
thermal protection
surge arrester
contact
earth
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP96106189A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0746071B1 (de
Inventor
Johann Hajok
Klaus-Dieter Burmeister
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
3M Deutschland GmbH
Original Assignee
Quante GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Quante GmbH filed Critical Quante GmbH
Publication of EP0746071A1 publication Critical patent/EP0746071A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0746071B1 publication Critical patent/EP0746071B1/de
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01TSPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T4/00Overvoltage arresters using spark gaps
    • H01T4/08Overvoltage arresters using spark gaps structurally associated with protected apparatus
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/66Structural association with built-in electrical component
    • H01R13/665Structural association with built-in electrical component with built-in electronic circuit
    • H01R13/6666Structural association with built-in electrical component with built-in electronic circuit with built-in overvoltage protection
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01TSPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T1/00Details of spark gaps
    • H01T1/12Means structurally associated with spark gap for recording operation thereof

Definitions

  • the present invention relates to a pluggable surge protection for terminal strips in telecommunications technology according to the preamble of claim 1.
  • Such an overvoltage protection is known from EP 0 471 167 and has a housing, each with a connection contact for the wire to be protected and for an earth conductor, and an overvoltage arrester arranged in the housing.
  • a mechanically pre-stressed thermal protection element can be triggered by heating the surge arrester.
  • the thermal protection element is a metallic slide which is conductively connected to a sheet metal part via a solder joint. The surge arrester is in contact with the sheet metal part, which discharges overvoltages to earth through a gas discharge taking place inside and heats up.
  • the thermal protective element which is mechanically pretensioned by a spring, is triggered by the heating of the solder joint and thereby breaks the contact of the surge arrester with an earth plate.
  • thermal protection element has one Soldering point and is thermally connected to the surge arrester by means of a sheet metal part which merely contacts the surge arrester.
  • this does not guarantee optimal heat transfer, since several heat transfer parts are used.
  • the production is relatively complex and a solder joint must be provided which is normally not reproducible with the desired accuracy.
  • Another pluggable surge protection is known from EP 0 338 187 and consists of a one-piece plastic housing that is open on one side and in which surge arresters are arranged. If the surge arrester is permanently ignited, a so-called melting pill melts as a result of the heat generated, as a result of which a resilient short-circuiting link establishes a connection with the common earth and short-circuits the surge arrester.
  • a so-called melting pill melts as a result of the heat generated, as a result of which a resilient short-circuiting link establishes a connection with the common earth and short-circuits the surge arrester.
  • several components are required to manufacture the surge arrester, which have to be manufactured and assembled separately.
  • a similar surge protection device is known from EP 0 548 587 A1 and has a spacer made of thermoplastic material.
  • a thermal protection device is known from EP 0 312 729 A1, in which a U-shaped bow spring with pre-tensioning is inserted in an upwardly open chamber.
  • a surge arrester in a further chamber, the two chambers being separated from one another by a thin partition made of a thermoplastic. By heating the surge arrester at high Temperatures this partition becomes plastic, so that the spring arms of the bow spring pierce the partition and thus short-circuit the surge arrester.
  • the thermal protection element which can be triggered by heating the surge arrester, is made of plastic with thermoplastic properties.
  • the thermal protection element can be triggered directly by the heat of the surge arrester without heat transfer via additional components such. B. a solder joint, a melting pill or a partition is required.
  • the thermal protection element can be made of plastic with an extraordinarily high level of reproducibility, so that no fluctuations in the triggering time caused by manufacture or assembly can occur.
  • the solution according to the invention results in considerable cost savings due to the small number of parts used and the easy assembly.
  • the thermal protection element can have an insulation section which can be moved between the surge arrester and an earth contact. Because of this advantageous In one embodiment, the thermal protection element normally isolates the connection between the surge arrester and a ground contact, but releases this connection when the thermal protection element is triggered.
  • the thermal protection element can have a partial section which rests on the surge arrester.
  • a tongue can lock the thermal protection element against the mechanical bias, preferably in a recess in the earth contact.
  • the thermal protection element can be locked against the mechanical bias, preferably in a recess in the earth contact.
  • the thermal protection element can have a recess for material that melts due to the thermal contact with the surge arrester. This ensures in a simple manner that the thermal protection element triggers reproducibly and does not jam despite the melting of the section, since the molten material can go into the recess. It is particularly advantageous if the recess is located in the area into which the molten material is pressed by the force of the mechanical prestress during the melting process.
  • the surge arrester is a three-pole arrester and the ground contact can be resiliently applied to the surge arrester.
  • This resilient application ensures that when the thermal protection element is triggered, contact is reliably established between the earth and the surge arrester.
  • the fine protection component consists of three suppressor diode chips on a ceramic substrate with the advantage of higher pulse resistance, direct heat coupling of the three diode chips and small dimensions, and two resistors. The use of a three-pole arrester is advantageous for a pluggable surge protection for a double wire to be protected.
  • the housing of the overvoltage protection can have a viewing window through which a part of the triggered thermal protection element is visible.
  • a thermal protection element has been triggered by looking at the viewing window. This part of the thermal protection element is not visible when not triggered.
  • the corresponding part of the thermal protection element or the entire thermal protection element can be designed in a striking color.
  • connection contact for the wire to be protected can be provided on a plug-type printed circuit board on which further electronic components such as resistors and semiconductors are contacted as fine protection.
  • a plug-type printed circuit board on which further electronic components such as resistors and semiconductors are contacted as fine protection.
  • Such a design creates a very compact and easy-to-install surge protection device which does not require any separate plug contacts, since the printed circuit board is used as a plug contact. If the circuit board can be inserted loosely into the housing, particularly easy assembly is ensured. In this case, the surge arrester can also be contacted on the circuit board, which means that separate cabling can be omitted.
  • a resistor and a semiconductor component for example a diode array
  • a semiconductor component for example a diode array
  • a two-part design of the housing in turn facilitates assembly.
  • the earth contact which contacts the surge arrester when the thermal protection element is triggered, has a spring-like section for engaging in an earth rail, further components which produce this earth contact are superfluous.
  • the surge protection according to the invention then consists only of the circuit board contacted with electrical components, the thermoplastic thermal protection element, the earth contact, the mechanical spring and the surrounding housing. Such an embodiment has compared to that State of the art explained at the beginning on significantly fewer components.
  • the thermal protection element can be designed in the manner of a slide, the tongue being formed on an essentially U-shaped contour of the thermal protection element.
  • the tongue and the contour can advantageously be angled in opposite directions to the longitudinal extent of the thermal protection element. This results in a particularly good, resilient contact of the contour on the surge arrester, which increases functional reliability.
  • the surge protector according to the invention advantageously has a contour which can be gripped from the outside and into which a pulling hook or a screwdriver or the like can be inserted in order to detach the surge protector from the terminal block.
  • the overvoltage protection for terminal strips of telecommunications technology shown in FIG. 1 is built on a printed circuit board 10 on which a diode array 12 and two resistors 14 are soldered, the resistors 14 above the diode array 12 or a hybrid module consisting of diodes and resistors as SMD Component, are arranged to save space.
  • a three-pole surge arrester 16 is also contacted on the basically elongated circuit board.
  • the circuit board 10 has at its lower end two parallel plug-type regions 17.
  • a thermal protection element 18 and an earth contact 19 are also shown in FIG. 1 and cause earthing during prolonged heating of the surge arrester 16 in the pluggable surge protection and the subsequently connected components of the telecommunications system.
  • the printed circuit board 10 is provided with brackets 74, which contact the central earth connection of the surge arrester 16 in a resilient manner.
  • the thermal protection element 18 shown in FIG. 2 is made of plastic with thermoplastic properties and is essentially slider-like. In its lower area, the thermal protection element 18 has two crowned shaped areas 20 and 21, which allow partial abutment of the thermal protection element 18 on the cylindrical surge arrester 16.
  • a rectangular opening 22 is formed between the spherical regions 20, 21, in which a U-shaped contour 24 projects, the two legs of the U-shaped contour 24 adjoining the lower region 20.
  • a tongue 26 is integrally formed at the base of the U-shaped contour 24, which forms a partial area 28, a tongue 26 is integrally formed.
  • the tongue 26 and the contour 24 are arranged at opposite angles to the longitudinal extent of the thermal protection element, the contour protruding from the opening 22.
  • the partial region 28, namely the base of the contour 24 can lie close to the surge arrester 16 (cf. FIG. 4).
  • the melting material can get into the recess 30, which is formed by the contour 24 in its interior.
  • a further rectangular opening 32 is formed, in which two guide pins 33 and 34 are arranged in the longitudinal direction of the thermal protection element.
  • the longer pin 33 and the shorter pin 34 serve to fix a spring 36 (see FIG. 3).
  • the upper area 38 of the thermal protection element which is shown rasterized in FIG. 2, is made in red color so that it can be easily recognized through a viewing window 66 in a housing 40 (see FIG. 3) after the thermal Protective element has been triggered.
  • the circuit board 10 on which the diode array 12, the resistors 14 and the surge arrester 16 are contacted is inserted into a two-part housing 40, only one half of the housing being shown in FIG. 3.
  • the plug-in extensions 17 of the printed circuit board 10 shown in FIG. 1 are inserted into a contact row of a two-row terminal block 42 (FIG. 3), the terminal strip having an inserted earth rail 44 which is C-shaped in cross section and in this area has openings 45, into each of which a spring-shaped section 46 of the earth contact 19 can be inserted.
  • the earth contact 19, which can also be clearly seen in FIG. 1, is made in one piece from metal and connects the spring-shaped section 46 to two further molded spring contacts 48 and 50, which in the triggered state of the thermal protection element 18 on the two wire contacts 60 , 61 of the surge arrester 16 are present (FIG. 3).
  • the two contacts 48 and 50 are formed on a U-shaped section 52, a recess 54 being formed at the base of the U-shaped section, into which the tongue 26 of the thermal protection element 18 is in the non-triggered state of the thermal protection element 18 intervenes (see FIG. 4).
  • both the printed circuit board 10 and the earth contact 19 are mounted in the housing 40, a peg-like housing contour 56 engaging in the U-shaped section 52 of the earth contact 19 in order to mount it firmly on the housing.
  • the thermal protection element 18 is, as shown in Fig. 3, biased by the spring 36 which is inserted over the short pin 34 and the long pin 33. To absorb the counterforce, the spring 36 bears against a housing projection 58 and thereby exerts a force directed vertically upwards in FIG. 3 on the thermal protection element 18.
  • Fig. 4 shows in detail the interaction of the earth contact 19, the thermal protection element 18 and the surge arrester 16 in the non-triggered state.
  • the spring 36 presses the thermal protection element 18 upward in FIG. 4, but the tongue 26 engages in the recess 54 of the earth contact 19, so that the relative position between the earth contact 19 and Thermal protection element 18 which is shown in Fig. 4.
  • the section 28 (cf. also FIG. 2) of the U-shaped contour 24 resiliently abuts the surge arrester 16 and is biased against the latter by the angled configuration of the contour 24.
  • insulation sections 62, 64 which are formed by the material section of the areas 21 and 20 (see FIG. 2).
  • the overvoltage protection is normally plugged into a terminal block 42 of telecommunications technology, the regions 17 of the printed circuit board 10 designed in the manner of plug contacts being located in corresponding plug contacts Terminal block and cover only one of two rows of contacts.
  • the spring-like area 46 of the earth contact 19 is inserted into the opening 45 of the earth rail 44.
  • the molten material can get into the recess 30 of the thermal protection element 18, since a pressure is constantly exerted by the spring 36 during the melting process.
  • the state shown in FIG. 3 is established, ie the tongue 26 is released from the recess 54 of the thermal protection element 18 and thereby releases the thermal protection element 18, which is raised by the action of the spring 36 in FIG. 3 is pressed until a stop fixed to the housing.
  • the insulation sections 62 and 64 are moved upward, so that the spring contacts 48 and 50 of the earth contact 19, the wire contacts 60 and 61 of the Touch surge arrester 16 contacting under pressure, whereby the surge arrester 16 is short-circuited to earth and does not heat up further. Since the area 38 (FIG. 2) of the thermal protection element is now in the position shown in FIG. 3, it can be easily recognized from the outside through the viewing window 66.
  • the housing 40 is provided with a contour 68 which can be gripped from the outside and into which a pulling hook 70 of a wiring instrument can be inserted.
  • the divided housing 40 is provided with corresponding locking lugs 72, so that only the component shown in FIG. 1 must be inserted into the housing 40 together with the spring 36, whereupon this can then be plugged together.

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Abstract

Ein steckbarer Überspannungsschutz für Anschlußleisten der Telekommunikationstechnik weist ein Gehäuse sowie Anschlußkontakte (17, 46) für die zu schützende Ader und für einen Erdanschluß auf. In dent Gehäuse ist ein Überspannungsableiter (16) angeordnet. Ein Thermo-Schutzelement (18) aus thermoplastischem Kunststoff steht mit dein Überspannungsableiter (16) in Berührung und ist mechanisch vorgespannt. Durch eine Erwärmung des Überspannungsableiters (16) schmilzt ein Teilbereich des Thermo-Schutzelementes (18), wodurch der Überspannungsableiter (16) geerdet wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen steckbaren Überspannungsschutz für Anschlußleisten der Telekommunikationstechnik nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Ein derartiger Überspannungsschutz ist aus der EP 0 471 167 bekannt und weist ein Gehäuse mit je einem Anschlußkontakt für die zu schützende Ader und für eine Erdableitung sowie einen in dem Gehäuse angeordneten Überspannungsableiter auf. Ein mechanisch vorgespanntes Thermo-Schutzelement ist hierbei durch eine Erwärmung des Überspannungsableiters auslösbar. Bei diesem vorbekannten Überspannungsschutz ist das Thermo-Schutzelement ein metallischer Schieber, der über eine Lötstelle leitend mit einem Blechteil verbunden ist. Auf dem Blechteil liegt kontaktierend der Überspannungsableiter auf, der durch eine im Inneren stattfindende Gasentladung Überspannungen zur Erde ableitet und sich dabei erwärmt. Um bei einer länger anhaltenden Erwärmung des Überspannungsableiters eine Zerstörung des Schutzsteckers zu vermeiden, wird das Thermo-Schutzelement, das über eine Feder mechanisch vorgespannt ist, durch die Erwärmung der Lötstelle ausgelöst und trennt dabei den Kontakt des Überspannungsableiters mit einem Erdblech auf.
  • Ein derartiger bekannter Überspannungsschutz ist jedoch insofern nachteilig, als das Thermo-Schutzelement über eine Lötstelle sowie über ein lediglich kontaktierend an dem Überspannungsableiter aufliegendes Blechteil thermisch mit dem Überspannungsableiter verbunden ist. Hierdurch ist einerseits keine optimale Wärmeübertragung gewährleistet, da mehrere Wärmeübertragungsteile verwendet werden. Andererseits ist die Herstellung relativ aufwendig und es muß eine Lötstelle vorgesehen werden, die normalerweise nicht mit der gewünschten Genauigkeit reproduzierbar ist.
  • Ein weiterer steckbarer Überspannungsschutz ist aus der EP 0 338 187 bekannt und besteht aus einem einteiligen, einseitig offenen Kunststoffgehäuse, in dem Überspannungsableiter angeordnet sind. Bei einem dauerhaften Zünden des Überspannungsableiters schmilzt durch die entstehende Wärme eine sogenannte Schmelzpille, wodurch ein federnder Kurzschlußbügel eine Verbindung mit der Sammelerde herstellt und den Überspannungsableiter kurzschließt. Auch hier sind zur Herstellung des Überspannungsableiters mehrere Bauteile erforderlich, die gesondert hergestellt und zusammengebaut werden müssen.
  • Eine ähnliche Überspannungsschutzvorrichtung ist aus der EP 0 548 587 A1 bekannt und weist einen Abstandhalter auf, der aus thermoplastischem Kunststoff besteht.
  • Schließlich ist aus der EP 0 312 729 A1 eine Thermoschutzvorrichtung bekannt, bei der in einer nach oben offenen Kammer eine U-förmig ausgebildete Bügelfeder mit Vorspannung eingesetzt ist. Neben dieser Kammer befindet sich in einer weiteren Kammer ein Überspannungsableiter, wobei beide Kammern durch eine dünne Trennwand aus einem thermoplastischem Kunststoff voneinander getrennt sind. Durch die Erwärmung des Überspannungsableiters bei hohen Temperaturen wird diese Trennwand plastisch, so daß die Federarme der Bügelfeder die Trennwand durchstoßen und so den Überspannungsableiter kurzschließen.
  • Es ist deshalb das der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Problem (Aufgabe), einen Überspannungsschutz der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß eine kostengünstige Herstellung, leichte Montage sowie eine genaue Reproduzierbarkeit der Auslösung gewährleistet sind.
  • Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Erfindungsgemäß ist das Thermo-Schutzelement, das durch eine Erwärmung des Überspannungsableiters auslösbar ist, aus Kunststoff mit thermoplastischen Eigenschaften hergestellt. Hierdurch kann das Thermo-Schutzelement unmittelbar durch die Wärme des Überspannungsableiters ausgelöst werden, ohne daß eine Wärmeübertragung über zusätzliche Bauteile wie z. B. eine Lötstelle, eine Schmelzpille oder eine Trennwand erforderlich ist. Gleichzeitig läßt sich das Thermo-Schutzelement aus Kunststoff mit einer außerordentlich hohen Reproduzierbarkeit herstellen, so daß keine herstellungs- oder montagebedingten Schwankungen des Auslösezeitpunktes auftreten können. Durch die erfindungsgemäße Lösung ergeben sich erhebliche Kosteneinsparungen aufgrund der geringen Anzahl an verwendeten Teilen und der leichten Montage.
  • Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind durch die Unteransprüche gekennzeichnet.
  • So kann das Thermo-Schutzelement einen Isolationsabschnitt aufweisen, der zwischen den Überspannungsableiter und einen Erdkontakt bewegbar ist. Durch diese vorteilhafte Ausführungsform isoliert das Thermo-Schutzelement die Verbindung zwischen dem Überspannungsableiter und einem Erdkontakt im Normalfall, gibt diese Verbindung jedoch frei, wenn das Thermo-Schutzelement ausgelöst wird.
  • Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung kann das Thermo-Schutzelement einen Teilabschnitt aufweisen, der an dem Überspannungsableiter anliegt. Hierdurch wird auf vorteilhafte Weise erreicht, daß lediglich ein begrenzter Teil des Thermo-Schutzelementes, nämlich der Teilabschnitt, an dem Überspannungsableiter anliegt und von diesem nach Zündung bei anstehender Überspannung entsprechend stark erwärmt wird.
  • Nach einer weiteren Ausbildung kann eine Zunge das Thermo-Schutzelement gegen die mechanische Vorspannung verriegeln, vorzugsweise in einer Aussparung des Erdkontaktes. Hierdurch läßt sich eine außergewöhnlich gute Auslösung des Thermo-Schutzelementes erreichen, da zum Auslösen lediglich die Zunge aus der Aussparung entfernt werden muß. Nach dem Erwärmen des Teilabschnitts schmilzt die an diesem angeformte Zunge und löst dadurch die Verriegelung, so daß das Thermo-Schutzelement durch die Vorspannung bewegt wird und den Kontakt zwischen dem Überspannungsableiter und einem Erdkontakt freigibt.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung kann das Thermo-Schutzelement eine Ausnehmung für Material aufweisen, das durch den Wärmekontakt mit dem Überspannungsableiter schmilzt. Hierdurch ist auf einfache Weise sichergestellt, daß das Thermo-Schutzelement reproduzierbar auslöst und sich nicht trotz Schmelzen des Teilabschnitts verklemmt, da das geschmolzene Material sich in die Ausnehmung begeben kann. Besonders vorteilhaft ist hierbei, wenn sich die Ausnehmung in dem Bereich befindet, in den das geschmolzene Material während des Schmelzvorgangs durch die Kraft der mechanischen Vorspannung gedrückt wird.
  • Nach weiteren vorteilhaften Ausbildungen der Erfindung ist der Überspannungsableiter ein Dreipol-Ableiter und der Erdkontakt kann federnd an den Überspannungsableiter anlegbar sein. Durch diese federnde Anlegbarkeit wird sichergestellt, daß bei Auslösen des Thermo-Schutzelementes zuverlässig ein Kontakt zwischen der Erde und dem Überspannungsableiter hergestellt wird. Im Zusammenhang mit dem nachgeordneten Feinschutz aus Diodenarrays und Widerständen werden die im weiteren Leitungszug liegenden Fernmeldeanlagen gegen unzulässige Spannungsbeeinflußungen geschützt. Hierbei besteht das Feinschutz-Bauelement aus drei Supressordiodenchips auf einem Keramiksubstrat mit dem Vorteil höherer Impulsbelastbarkeit, direkter Wärmekopplung der drei Diodenchips sowie geringer Abmessung, und zwei Widerständen. Der Einsatz eines Dreipol-Ableiters ist bei einem steckbaren Überspannungsschutz für eine zu schützende Doppelader vorteilhaft.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausbildung kann das Gehäuse des Überspannungsschutzes ein Sichtfenster aufweisen, durch das ein Teil des ausgelösten Thermo-Schutzelementes sichtbar ist. Hierdurch ist von außen sofort erkennbar, ob ein Thermo-Schutzelement ausgelöst worden ist, indem das Sichtfenster betrachtet wird. Im nicht ausgelösten Zustand ist dieser Teil des Thermo-Schutzelementes nicht sichtbar. Vorteilhafterweise kann der entsprechende Teil des Thermo-Schutzelementes oder auch das gesamte Thermo-Schutzelement in einer auffälligen Farbe ausgeführt sein.
  • Nach weiteren vorteilhaften Ausbildungen der Erfindung kann der Anschlußkontakt für die zu schützende Ader auf einer steckkontaktartig ausgebildeten Leiterplatte vorgesehen sein, auf der weitere elektronische Bauelemente wie Widerstände und Halbleiter als Feinschutz kontaktiert sind. Durch eine solche Ausbildung ist eine sehr kompakte und leicht zu montierende Überspannungsschutzeinrichtung geschaffen, die keine gesonderten Steckkontakte erfordert, da die Leiterplatte als Steckkontakt herangezogen wird. Sofern die Leiterplatte lose in das Gehäuse eingelegt werden kann, ist eine besonders leichte Montage sichergestellt. Hierbei kann auch der Überspannungsableiter auf der Leiterplatte kontaktiert sein, wodurch gesonderte Verkabelungen entfallen können.
  • Nach einer besonders raumsparenden Ausführungsform der Erfindung können ein Widerstand und ein Halbleiterbauelement, beispielsweise ein Diodenarray, auf der Leiterplatte übereinander angeordnet sein. Hierdurch läßt sich der steckbare Überspannungschutz besonders platzsparend herstellen. Eine zweiteilige Ausbildung des Gehäuses erleichtert wiederum die Montage.
  • Sofern der Erdkontakt, der bei einem Auslösen des Thermo-Schutzelementes mit dem Überspannungsableiter kontaktiert, einen federartig geformten Abschnitt für einen Eingriff in eine Erdungsschiene aufweist, sind weitere Bauelemente überflüssig, die diese Erdkontaktierung herstellen. Der erfindungsgemäße Überspannungsschutz besteht dann lediglich aus der mit elektrischen Bauteilen kontaktierten Leiterplatte, dem thermoplastischen Thermo-Schutzelement, dem Erdkontakt, der mechanischen Feder sowie dem umgebenden Gehäuse. Eine solche Ausführungsform weist verglichen zu dem eingangs erläuterten Stand der Technik wesentlich weniger Bauteile auf.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das Thermo-Schutzelement schieberartig ausgebildet sein, wobei die Zunge an einer im wesentlichen U-förmigen Kontur des Thermo-Schutzelementes angeformt ist. Hierbei können in vorteilhafter Weise die Zunge und die Kontur zu der Längserstreckung des Thermo-Schutzelementes gegensinnig gewinkelt verlaufen. Hierdurch ergibt sich eine besonders gute, federnde Anlage der Kontur an dem Überspannungsableiter, was die Funktionssicherheit erhöht.
  • Da in einer Anschlußleiste häufig mehrere steckbare Überspannungsschutzeinrichtungen angeordnet sind, weist der erfindungsgemäße Überspannungsschutz nach einer weiteren Ausführungsform vorteilhafterweise eine von außen hintergreifbare Kontur auf, in die ein Ziehhaken oder ein Schraubendreher oder dergleichen eingesetzt werden kann, um den Überspannungsschutz von der Anschlußleiste zu lösen.
  • Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung rein beispielhaft unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform und die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
  • Fig. 1
    eine perspektivische Ansicht des Überspannungsschutzes gemäß der Erfindung, jedoch ohne Gehäuse und Feder;
    Fig. 2
    das Thermo-Schutzelement gemäß der Erfindung;
    Fig. 3
    eine teilgeschnitte Querschnittsansicht des erfindungsgemäßen Überspannungsschutzes, der in eine Anschlußleiste eingesteckt ist, wobei das Thermo-Schutzelement im ausgelösten Zustand dargestellt ist;
    Fig. 4
    eine Teilansicht des in Fig. 3 dargestellten Überspannungsschutzes, wobei sich jedoch das Thermo-Schutzelement im nicht ausgelösten Zustand befindet.
  • Der in Fig. 1 dargestellte Überspannungsschutz für Anschlußleisten der Telekommunikationstechnik ist auf einer Leiterplatte 10 aufgebaut, auf der ein Diodenarray 12 und zwei Widerstände 14 verlötet sind, wobei die Widerstände 14 über dem Diodenarray 12 oder einem Hybridmodul, bestehend aus Dioden und Widerständen als SMD-Bauteil, angeordnet sind, um Raum zu sparen. Ein Dreipol-Überspannungsableiter 16 ist ebenfalls auf der grundsätzlich länglich ausgebildeten Leiterplatte kontaktiert. Die Leiterplatte 10 weist an ihrem unteren Ende zwei parallele, steckkontaktartig ausgebildete Bereiche 17 auf.
  • Ein Thermo-Schutzelement 18 und ein Erdkontakt 19 sind in Fig. 1 ebenfalls dargestellt und bewirken eine Erdung bei länger anhaltender Erwärmung des Überspannungsableiters 16 im steckbaren Überspannungsschutz und der nachfolgend angeschalteten Bauelemente der Fernmeldeanlage.
  • Wie Fig. 1 ferner zeigt, ist die Leiterplatte 10 mit Bügeln 74 versehen, die den mittleren Erdanschluß des Überspannungsableiters 16 federnd kontaktieren.
  • Das in Fig. 2 dargestellte Thermo-Schutzelement 18 besteht aus Kunststoff mit thermoplastischen Eigenschaften und ist im wesentlichen schieberartig ausgebildet. In seinem unteren Bereich weist das Thermo-Schutzelement 18 zwei ballig geformte Bereiche 20 und 21 auf, die eine teilweise Anlage des Thermo-Schutzelementes 18 an dem zylinderförmigen Überspannungsableiter 16 ermöglichen. Zwischen den balligen Bereichen 20, 21 ist eine rechteckige Öffnung 22 gebildet, in dem eine U-förmige Kontur 24 vorsteht, wobei die beiden Schenkel der U-förmigen Kontur 24 an den unteren Bereich 20 angrenzen. An der Basis der U-förmigen Kontur 24, die einen Teilbereich 28 bildet, ist eine Zunge 26 einstückig angeformt.
  • Wie in Fig. 2 zu erkennen ist, sind die Zunge 26 sowie die Kontur 24 zu der Längserstreckung des Thermo-Schutzelementes gegensinnig gewinkelt angeordnet, wobei die Kontur aus der Öffnung 22 vorsteht. Hierdurch kann der Teilbereich 28, nämlich die Basis der Kontur 24, dicht an dem Überspannungsableiter 16 anliegen (vgl. Fig. 4). Bei einem Schmelzen des Teilbereiches 28 kann das schmelzende Material in die Aussparung 30 gelangen, die durch die Kontur 24 in deren Innerem gebildet ist.
  • Im oberen Bereich des in Fig. 2 dargestellten Thermo-Schutzelementes 18 ist eine weitere rechteckige Öffnung 32 gebildet, in der zwei Führungszapfen 33 und 34 in Längsrichtung des Thermo-Schutzelementes angeordnet sind. Hierbei dienen der längere Zapfen 33 und der kürzere Zapfen 34 dazu, eine Feder 36 (vgl. Fig. 3) zu fixieren. Der obere Bereich 38 des Thermo-Schutzelementes, der in Fig. 2 gerastert dargestellt ist, ist in roter Farbe gefertigt, damit dieser leicht durch ein Sichtfenster 66 in einem Gehäuse 40 (vgl. Fig. 3) erkannt werden kann, nachdem das Thermo-Schutzelement ausgelöst wurde.
  • Wie Fig. 3 zeigt, ist die Leiterplatte 10, auf der das Diodenarray 12, die Widerstände 14 sowie der Überspannungsableiter 16 kontaktiert sind, in ein zweiteiliges Gehäuse 40 eingelegt, wobei in Fig. 3 lediglich eine Gehäusehälfte dargestellt ist. Die in Fig. 1 dargestellten steckkontaktartig ausgebildeten Verlängerungen 17 der Leiterplatte 10 sind in eine Kontaktreihe einer nicht näher dargestellten zweireihigen Anschlußleiste 42 (Fig. 3) eingesteckt, wobei die Anschlußleiste eine eingesteckte Erdschiene 44 aufweist, die im Querschnitt C-förmig ausgebildet ist und in diesem Bereich Durchbrüche 45 aufweist, in die jeweils ein federartig geformter Abschnitt 46 des Erdkontaktes 19 einsteckbar ist.
  • Der Erdkontakt 19, der auch in Fig. 1 gut zu erkennen ist, ist einstückig aus Metall hergestellt und verbindet den federartig geformten Abschnitt 46 mit zwei weiteren angeformten Federkontakten 48 und 50, die im ausgelösten Zustand des Thermo-Schutzelementes 18 an den beiden Aderkontakten 60, 61 des Überspannungsableiters 16 anliegen (Fig. 3). Die beiden Kontakte 48 und 50 sind an einen U-förmigen Abschnitt 52 angeformt, wobei an der Basis des U-förmigen Abschnitts eine Aussparung 54 ausgebildet ist, in die im nicht ausgelösten Zustand des Thermo-Schutzelementes 18 die Zunge 26 des Thermo-Schutzelementes 18 eingreift (vgl. Fig. 4).
  • Wie Fig. 3 zeigt, sind sowohl die Leiterplatte 10 wie auch der Erdkontakt 19 in dem Gehäuse 40 gelagert, wobei eine zapfenartige Gehäusekontur 56 in den U-förmigen Abschnitt 52 des Erdkontaktes 19 eingreift, um diesen an dem Gehäuse fest zu lagern.
  • Das Thermo-Schutzelement 18 wird, wie in Fig. 3 dargestellt, mit der Feder 36 vorgespannt, die über den kurzen Zapfen 34 und den langen Zapfen 33 gesteckt ist. Zur Aufnahme der Gegenkraft liegt die Feder 36 an einem Gehäusevorsprung 58 an und übt dadurch eine in Fig. 3 vertikal nach oben gerichtete Kraft auf das Thermo-Schutzelement 18 aus.
  • Fig. 4 zeigt im Detail das Zusammenwirken des Erdkontaktes 19, des Thermo-Schutzelementes 18 und des Überspannungsableiters 16 im nichtausgelösten Zustand. Wie gut zu erkennen ist, drückt die in Fig. 4 nicht dargestellte Feder 36 das Thermo-Schutzelement 18 in Fig. 4 nach oben, wobei jedoch die Zunge 26 in die Aussparung 54 des Erdkontaktes 19 eingreift, so daß die Relativposition zwischen Erdkontakt 19 und Thermo-Schutzelement 18 die in Fig. 4 dargestellte ist. In dieser Stellung liegt der Teilabschnitt 28 (vgl. hierzu auch Fig. 2) der U-förmigen Kontur 24 federnd an dem Überspannungsableiter 16 an und ist durch die gewinkelte Ausbildung der Kontur 24 gegen diesen vorgespannt. Ein elektrischer Kontakt zwischen den Aderkontakten 60 und 61 des Überspannungsableiters 16 mit den Federkontakten 48 und 50 des Erdkontaktes 19 ist dabei jedoch durch Isolationsabschnitte 62, 64 vermieden, die durch den Materialabschnitt der Bereiche 21 und 20 (vgl. Fig. 2) gebildet sind.
  • Nachfolgend wird die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Überspannungsschutzes beschrieben.
  • Der Überspannungsschutz ist normalerweise in eine Anschlußleiste 42 der Telekommunikationstechnik eingesteckt, wobei die steckkontaktartig ausgebildete Bereiche 17 der Leiterplatte 10 sich in entsprechenden Steckkontakten der Anschlußleiste befinden und dort nur eine von zwei Kontaktreihen überdecken. Der federartige Bereich 46 des Erdkontaktes 19 ist dabei in den Durchbruch 45 der Erdschiene 44 gesteckt.
  • In dem nicht ausgelösten Zustand des Überspannungsschutzes, der in Fig. 4 dargestellt ist, werden geringere Überspannungen zwischen zwei Adern durch die auf der Leiterplatte 10 befindlichen elektronischen Bauteile abgefangen. Beim Auftreten von größeren Überspannungen zwischen den beiden Adern zündet der Überspannungsableiter 16 und erwärmt sich dabei. Sofern länger anhaltende Überspannungen auftreten, erwärmt sich der Überspannungsableiter 16 sehr stark, so daß der an diesem anliegende Teilabschnitt 28 aus thermoplastischem Kunststoff zu schmelzen beginnt. Zu diesem Zeitpunkt ist das Thermo-Schutzelement durch die Wirkung der Feder 36 in Fig. 4 nach oben vorgespannt, wird jedoch in dieser vorgespannten Lage durch die Zunge 26 gehalten, die in die Aussparung 54 des Erdkontaktes 19 eingreift.
  • Nachdem der Abschnitt 28 zu schmelzen begonnen hat, kann das geschmolzene Material in die Aussparung 30 des Thermo-Schutzelementes 18 gelangen, da während des Schmelzvorgangs ständig ein Druck durch die Feder 36 ausgeübt wird. Hieraufhin stellt sich der in Fig. 3 dargestellte Zustand ein, d. h. die Zunge 26 löst sich aus der Aussparung 54 des Thermo-Schutzelementes 18 und gibt dadurch das Thermo-Schutzelement 18 frei, das durch die Wirkung der Feder 36 in Fig. 3 nach oben bis zu einem gehäusefesten Anschlag gedrückt wird. Hierdurch werden die Isolationsabschnitte 62 und 64 nach oben wegbewegt, so daß die Federkontakte 48 und 50 des Erdkontaktes 19 die Aderkontakte 60 und 61 des Überspannungsableiters 16 unter Druck kontaktierend berühren, wodurch der Überspannungsableiter 16 gegen Erde kurzgeschlossen wird und sich nicht weiter erwärmt. Da sich der Bereich 38 (Fig. 2) des Thermo-Schutzelementes nun in der in Fig. 3 dargestellten Lage befindet, kann dieser durch das Sichtfenster 66 von außen gut erkannt werden.
  • Um den erfindungsgemäßen Überspannungsschutz auch dann problemlos aus einer Anschlußleiste entfernen zu können, wenn mehrere derartige Einrichtungen nebeneinander gesteckt sind, ist das Gehäuse 40 mit einer von außen hintergreifbaren Kontur 68 versehen, in die ein Ziehhaken 70 eines Beschaltungsinstrumentes eingesetzt werden kann.
  • Das geteilte Gehäuse 40 ist mit entsprechenden Rastnasen 72 versehen, so daß lediglich das in Fig. 1 dargestellte Bauteil zusammen mit der Feder 36 in das Gehäuse 40 eingelegt werden muß, woraufhin dieses dann zusammengesteckt werden kann.
  • In den nachfolgenden Patentansprüchen dienen die Referenznummern dem besseren Verständnis und sollen den Schutzbereich nicht beschränken.

Claims (19)

  1. Steckbarer Überspannungsschutz für Anschlußleisten (42) der Telekommunikationstechnik, mit
    - einem Gehäuse (40),
    - je einem Anschlußkontakt (17, 46) für die zu schützende Ader und für einen Erdanschluß,
    - einem in dem Gehäuse (40) angeordneten Überspannungsableiter (16), und
    - einem mechanisch vorgespannten Thermo-Schutzelement (18), das durch eine Erwärmung des Überspannungsableiters (16) auslösbar ist,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Thermo-Schutzelement (18) aus Kunststoff mit thermoplastischen Eigenschaften besteht.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermo-Schutzelement (18) einen zwischen den Überspannungsableiter (16) und einen Erdkontakt (19) bewegbaren Isolationsabschnitt (62, 64) aufweist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermo-Schutzelement (18) einen Teilabschnitt (28) aufweist, der an dem Überspannungsableiter (16) anliegt.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zunge (26) des Thermo-Schutzelementes (18) dieses gegen die Vorspannung, vorzugsweise in einer Aussparung (54) des Erdkontaktes, verriegelt.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schmelzen des Teilabschnitts (28) aufgrund einer Erwärmung des Überspannungsableiters (16) eine Entriegelung des Thermo-Schutzelementes (18) bewirkt.
  6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermo-Schutzelement (18) eine Ausnehmung (30) für durch Wärmekontakt mit dein Überspannungsableiter (16) schmelzendes Material (28) aufweist.
  7. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Vorspannung durch eine Feder (36) erfolgt, die das Thermo-Schutzelement (18) gegen eine Gehäusekontur (58) vorspannt.
  8. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Überspannungsableiter ein Dreipol-Ableiter (16) ist.
  9. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Erdkontakt (19) federnd an den Aderkontakt (60, 61) des Überspannungsableiters (16) anlegbar ist.
  10. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Erdkontakt (19) federnd an dem Erdungsanschluß (74) des Überspannungsableiters (16) anliegt.
  11. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (40) ein Sichtfenster (66) aufweist, durch das ein Teil (38) des ausgelösten Thermo-Schutzelementes (18) sichtbar ist.
  12. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußkontakt (17) für die zu schützende Ader aus einer steckkontaktartig ausgebildeten Leiterplatte (10) vorgesehen ist, auf der weitere elektronische Bauelemente wie Widerstände (14) und Halbleiter (12) als Feinschutz kontaktiert sind.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte (10) lose in das vorzugsweise zweiteilige Gehäuse (40) eingelegt ist.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Überspannungsableiter (16) auf der Leiterplatte (10) kontaktiert ist.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 12, 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein Widerstand (14) und ein Halbleiterbauelement (12) beziehungsweise ein Hybridmodul auf der Leiterplatte (10) übereinander angeordnet sind.
  16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Erdkontakt (19) einen federartig geformten Abschnitt (46) für einen Eingriff in Durchbrüche (45) einer Erdungsschiene (46) aufweist.
  17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermo-Schutzelement (18) schieberartig ausgebildet ist und die Zunge (26) an einer im wesentlichen U-förmigen Kontur (24) angeformt ist.
  18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Zunge (26) und die Kontur (24) zu der Längserstreckung des Thermo-Schutzelementes (18) gegensinnig gewinkelt verlaufen.
  19. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (40) eine von außen hintergreifbare Kontur (68) aufweist, in die ein Ziehhaken (70) zum Lösen des Überspannungsschutzes von einer Anschlußleiste (42) eingesetzt werden kann.
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