HU215046B

HU215046B - Védőcsatlakozó

Info

Publication number: HU215046B
Application number: HU9501908A
Authority: HU
Inventors: Ralf-Dieter Busse; Harald Klein; Johann Oltmanns; Gerd Richter
Original assignee: Krone Ag.
Priority date: 1994-10-01
Filing date: 1995-06-28
Publication date: 1998-09-28
Also published as: AU681511B2; CZ247295A3; CN1036164C; NO952466D0; DE4437122A1; HRP950393A2; IL114301A0; NO307159B1; DE59500599D1; HU9501908D0; BG61628B1; FI954643A; DK0706194T3; PL178044B1; ES2105820T3; BG99849A; CN1120237A; JPH08111154A; HRP950393B1; EP0706194B1

Description

A találmány tárgya védőcsatlakozó, különösen túlfeszültség elleni védőcsatlakozó távközlési berendezésekhez, amely lényegében nyomtatott áramköri lemezzel, túlfeszültség-levezetővel, tolattyúval, rugóval, földelőlemezzel és jelzőelemmel ellátott házzal van ellátva.

A DE 40 26 004 C2 lajstromszámú szabadalmi leírásból ismert olyan jellegű védőcsatlakozó, amely mérő- és elválasztóállással kialakított fokozat-védőcsatlakozóként van kiképezve. A védőcsatlakozó olyan házzal van ellátva, amelynek alsó oldalát nyomtatott áramköri lemez képezi. A védőcsatlakozó továbbá túlfeszültség-levezetővel, tolattyúval, rugóval, földelőlemezzel, jelzőorral, valamint forrasztószigettel van ellátva, amely a túlfeszültség-levezetőnek egy megengedett szintet meghaladó felmelegedése esetén megolvad és a tolattyú elmozdulását kiváltja, amelynek hatására a jelzőorr kifelé mozdulva jelzést biztosító állapotba kerül.

Ezen ismert védőcsatlakozó esetén a költségkímélő gépesített gyártást megnehezítő nagyszámú alkatrész (szerkezeti elem) hátrányt jelent. Hátrányos továbbá a forrasztószigetnek az előfeszített csavarrugó rugóereje által történő leterhelése, amely a forrasz folyásához vezethet.

A találmány révén megoldandó feladat, hogy túlfeszültség elleni megbízható védelemre olyan védőcsatlakozót hozzunk létre, amelynél a forrasztósziget minimális erőhatás alatt áll, és amely védőcsatlakozó kevés alkatrészből áll, és viszonylag kis költséggel történő gépesített gyártást tesz lehetővé, valamint a működésbe lépést kívülről jól látható módon kijelzi.

A feladat megoldására olyan védőcsatlakozót hoztunk létre, amelynél a találmány szerint a tolattyú támasztófelületen és a ház belső falán kialakított élen keresztül a rugó által előfeszítetten a házba van behelyezve, ahol egy forrasztóanyag-idom a tolattyú rugóereje (nyomóereje) által csak minimális mértékben van leterhelve.

A találmány szerint megvalósított védőcsatlakozó kevés szerkezeti elem segítségével az alábbi funkciókat biztosítja:

- durva védelmet,

- önműködő meghibásodás-védelmet (fail-safe) optikai kijelzéssel,

- áramvédelmet,

- mérőállást (mérési helyzetet).

A durva védelmet ismert módon túlfeszültség-levezető segítségével biztosítjuk. A túlfeszültség-levezetővel összekapcsolt fail-safe mechanizmus a túlfeszültség-levezető túlterhelése esetén hővédelmet valósít meg oly módon, hogy az a, b távközlési ereket a földhöz rövidre zárja. A rövidzárási mechanizmust tolattyúval valósítjuk meg, amelyen keresztül a csatlakozóból jól felismerhetően piros jelzőelem emelkedik ki, amennyiben túlfeszültség lép fel.

A fail-safe érintkező működtetése forrasztóanyagidom segítségével történik. A túlfeszültség-levezető felmelegedésének hatására egy hozzáhegesztett vagy hozzászorított vezetőlemezen keresztül a forrasztóanyagidom felolvad. A forrasztóanyag-idomra minimális, pontosan kiegyensúlyozott és a tolattyú által kifejtett rugóerő (nyomóerő) hat, amely a tolattyú önzárásának határán van. A tolattyú támasztófelületének ferde elhelyezésével biztosítjuk a forrasztóanyag-idom és a tolattyú rugóerejének szétválasztását. Az üzemállapotban egy, a házon elrendezett él segítségével megtartott tolattyú a forrasztóanyag-idom megolvadása és ezáltal a szabaddá váló rugóút miatt az éltől szabaddá válik. A tolattyú egy, hozzászerelt és a ház belső falán támaszkodó nyomórugó hatására hátrafelé elmozdul.

A védőcsatlakozó hátsó tartományában a tolattyún jelzőelemet képező piros műanyag elem van úgy elrendezve, hogy a tolattyú hátrafelé történő elmozdulása során a csatlakozóból kinyúlik és jól felismerhetően a működésbe lépés tényét kijelzi.

Az áramvédelmet egy biztosító vagy egy hőmérsékletfüggő ellenállás biztosítja.

Az egyrészes ház és a viszonylag kevés számú beépített elem a védőcsatlakozó olcsóbb és automatizálható gyártását teszi lehetővé.

Előnyös, ha a tolattyú egydarabosan tartórészből és hosszú rugókarral kialakított lapos rugórészből áll, ahol a tartórész ellentétes irányokban lehajlított érintkezőnyelvekkel, a rugó befogadására szolgáló befogadórésszel, a túlfeszültség-levezetőnek földelőlemezen keresztül földdel történő összekapcsolására szolgáló érintkező felülettel, valamint a jelzőelem befogására szolgáló horonnyal van ellátva, a lapos rugórész pedig rugózó végén bordát képezve van lehajlítva, amelyen a forrasztóanyag-idom van elrendezve, és amelyről a támasztófelület van lehajlítva.

Célszerű továbbá, ha a házban a jelzőelem kör alakú külső felülete számára rögzített forgáspontot képező ágyazat van elrendezve, ahol a jelzőelemnek egy csapja a tolattyú hornyában van ágyazva.

Előnyös még, ha a kétoldalúan vezetősávokkal ellátott áramköri lemez a forrasztószigetek tartományában az áramköri lemezen keresztülvezető, villamosán vezető átvezetésekkel van ellátva, ahol az áramköri lemez vezetőlemezzel ellátott túlfeszültség-levezetőt, valamint biztosítóelemeket tartalmaz.

A találmányt az alábbiakban egy előnyös kiviteli példa kapcsán a mellékelt rajzra való hivatkozással részletesebben is ismertetjük, ahol a rajzon az

1. ábrán a találmány szerint kialakított védőcsatlakozó lényeges alkotórészeinek robbantott képe, a

2. ábrán a találmány szerinti védőcsatlakozó tolattyújának perspektivikus képe, a

3. ábrán egy felnyitott védőcsatlakozó oldalnézete, a

4. ábrán a védőcsatlakozó nyitott alsó oldalára irányuló nézet (áramköri lemez nélkül), az

5. ábrán az áramköri lemez (felső oldala) felülnézete, és a

6. ábrán az áramköri lemez alsó oldalára irányuló nézet látható.

A találmány szerinti védőcsatlakozó különösen távközlési berendezésekben csatlakozólécekkel összekapcsolva túlfeszültség elleni védőkapcsolóként kerül alkalmazásra.

HU 215 046 Β

Az 1. ábrán látható a találmány szerinti védőcsatlakozó lényeges szerkezeti elemeinek robbantott képe. Az

1. ábra szerinti védőcsatlakozó egy külső 1 házból amelynek alsó oldala 3 túlfeszültség-levezetővel és 26 biztosítóelemekkel ellátott 2 áramköri lemezzel van lezárva 8 rugóval és 7 forrasztóanyag-idommal ellátott 4 tolattyúból, 5 jelzőelemből és 27 földelőlemezből áll. A védőcsatlakozó a 27 földelőlemezen keresztül egy, az ábrán nem látható csatlakozóléc 34 földelősínjével és ezen keresztül a védőrendszer földelésével van összekötve (3. ábra).

A 2. ábrán a 4 tolattyú perspektivikus képe látható, amely 9 tartórészből és 14 lapos rugórészből áll, amelyek egydarabosan 18 összekötőrészen keresztül egymással össze vannak kötve. A 9 tartórész két, ellentétes irányba lehajlított 10 érintkezőnyelvvel van ellátva (4. ábra), amelyek üzemállapotban (nincs túlfeszültség) a 2 áramköri lemez 28 nyugvófelületein (5. ábra) fekszenek fel, amelyek aj elúttal nem állnak villamos érintkezésben. Hosszú időtartamú zavar esetén (például keresztáram, úgynevezett power Crossing) a tolattyúmozgás hatására a 10 érintkezőnyelvek a 2 áramköri lemez 29 érintkező felületeire kerülnek (5. ábra), amelyek a jel útjában helyezkednek el. Ezen mozgás révén az a, b vezetőpályák (1., 3., 5. ábra) a földdel kerülnek kapcsolatba, és a túlfeszültség levezetése megkezdődik.

A 9 tartórész csavarrugóként kiképzett 8 rugó számára 11 befogadórészt (1., 4. ábra) tartalmaz. A 8 rugó az 1 ház 31 belső falán támaszkodik, a 4 tolattyú ezen 8 rugó rugóereje ellen van behelyezve a védőcsatlakozó 1 házába. A 9 tartórészen kialakított 12 érintkező felületen keresztül villamos kapcsolatot létesítünk a 4 tolattyú és a 27 földelőlemez, valamint a 3 túlfeszültséglevezetőn elhelyezkedő 6 vezetőlemez között (3. ábra), ily módon egy nem ábrázolt csatlakozóléc 34 földelősínjén keresztül levezethető a túlfeszültség, és a 3 túlfeszültség-levezető állandóan földre van kapcsolva.

A 9 tartórész hátsó végén 13 horony van kialakítva, amely az 5 jelzőelem befogadására szolgál (1. és 4. ábra).

A 14 lapos rugórész hosszú 30 rugókarból -, amelynek rugózó 15 végén egy 16 borda van lehajlítva és kiformázva - és egy, a 14 lapos rugórészt a 9 tartórésszel összekapcsoló 18 összekötőrész mögött elhelyezkedő lehajlított 19 ütközőből áll. A 16 borda a 7 forrasztóanyag-idomot hordozza, és egydarabosan egy lehajlított 17 támasztófelülettel van ellátva. A 4 tolattyú 17 támasztófelülete az 1 háznak (3. ábra) egy 20 élén úgy van megtámasztva, hogy üzemállapotban a 4 tolattyú önzáró ereje által a 7 forrasztóanyag-idomra erőt alig fejtünk ki, ahol a 7 forrasztóanyag-idom a 4 tolattyú 30 rugókarját támasztja meg. Csak túlfeszültség fellépése esetén, ha a 7 forrasztóanyag-idom elolvad, a 17 támasztófelület az 1 ház 20 éléről lecsúszik és a 4 tolattyú elmozdul. Ennek hatására valósul meg a földhöz való feszültséglevezetés és a túlfeszültség-esemény kijelzése.

A 4 tolattyú megbízható működése érdekében nagy jelentőséggel bír a 14 lapos rugórész rugóútjának méretezése és ezáltal ennek érintkezőerejének méretezése a forrasztóanyag-idom helyes megterhelése biztosításához, valamint a 17 támasztófelület ferde helyzetének méretezése az 1 házon kialakított 20 éllel kapcsolatban.

A 9 tartórész 13 hornya arra szolgál, hogy lehetővé tegye az 5 jelzőelemnek a 33 házfal 32 nyílásából (4. ábra) való kiemelkedését a 4 tolattyú hátrafelé történő elmozdulása esetén.

A védőcsatlakozó leglényegesebb működési elemét képező 4 tolattyúnak az a feladata, hogy a rövidzárlatot megvalósítsa és azt kijelezze.

A találmány szerinti védőcsatlakozó működését a 3-6. ábrák kapcsán az alábbiakban részletesebben is ismertetjük.

A 3. ábra szerinti felnyitott védőcsatlakozó oldalnézete a védőcsatlakozó funkciós elemeit szerkezeti összefüggésükben mutatja.

Az 1 ház alulról a nyomtatott 2 áramköri lemezzel van lezárva. A 2 áramköri lemez a 3 túlfeszültséglevezetőt a hozzárögzített 6 vezetőlemezzel hordozza, ahol a 6 vezetőlemez a 3 túlfeszültség-levezetőt az 1 ház felső részében elhelyezkedő 27 foldelőlemezen és az ábrán nem bemutatott csatlakozóléc 34 földelősínjén keresztül a földdel köti össze.

A 4 tolattyú 12 érintkező felületével (2. ábra) a 27 földelőlemezen keresztül a földdel és a 7 forrasztóanyag-idomon keresztül a 3 túlfeszültség-levezető 6 vezetőlemezével van kapcsolatban. A 3 túlfeszültséglevezető felmelegedése esetén a hozzáhegesztett 6 vezetőlemezen keresztül a 7 forrasztóanyag-idom felé hőátadás valósul meg. A 7 forrasztóanyag-idomra, ahogy a fentiekben már leírtuk, a 4 tolattyúnak egy kisértékű, pontosan beállított rugóereje (nyomóereje) hat. A failsafe mechanizmusként és a túlfeszültség optikai kijelzésére alkalmazott 4 tolattyú az 1 házon lévő 20 él és a 4 tolattyú 14 lapos rugórészén kialakított 17 támasztófelület által meghatározott helyzetéből a rugóútnak köszönhetően kimozdul, ha a 7 forrasztóanyag-idom a felmelegedés miatt megolvad. A 4 tolattyú a hozzászerelt rugó miatt (ahogy a fentiekben már leírtuk) -, amely 8 rugó a ház 31 belső falán (4. ábra) támaszkodik hátrafelé mozog, azaz a 3 túlfeszültség-levezetőtől eltávolodik. A 4 tolattyún elrendezett két 10 érintkezőnyelv (4. ábra) a tolattyúmozgás miatt a 28 nyugvófelületekről két 29 érintkező felületre csúszik (5. ábra). A 29 érintkező felületek az a, b távközlési erek érintkezési pontjait képezik. Az a, b távközlési ereket a 4 tolattyún elrendezett 10 érintkezőnyelveken keresztül a földre csatlakoztatjuk.

A 3 túlfeszültség-levezető a fail-safe mechanizmus működésbe lépése után rövidre zárt állapotban, a földre csatlakoztatott helyzetben marad. A csatlakozóléc (az ábrán nem szerepel) 34 földelősínjével (3. ábra) való összeköttetés a hozzáhegesztett 6 vezetőlemezen és a 27 foldelőlemezen keresztül valósul meg. Nem működtetett állapotban a föld járulékosan még a 7 forrasztóanyag-idomon és a 6 vezetőlemezen keresztül a 3 túlfeszültség-levezetőre is csatlakoztatva van.

A csatlakozó hátsó tartományában a 4 tolattyún a piros 5 jelzőelem (1. ábra) úgy van elrendezve, illetve

HU 215 046 Β ágyazva, hogy a 4 tolattyú hátrafelé történő elmozdulása esetén a csatlakozóból kimozdul, illetve kifordul. Ennek érdekében az 1 házban egy házhoz rögzített ágyazat (ágyazatként félkör alakú belső felület szolgál) van kiképezve, amely az 5 jelzőelem kör alakú külső felülete számára fix forgáspontot képez, ahol a 4 tolattyú 13 hornyában 23 csap van ágyazva (1. és 4. ábra).

Az áramvédelemről az SMD-biztosítékok (felületszerelt technológia) által képzett 26 biztosítóelemek gondoskodnak, amelyek 25 forrasztószigeteken (3., 5.,

6. ábra) keresztül vannak érintkeztetve. A 25 forrasztószigetek a nyomtatott 2 áramköri lemez alsó oldalával átvezetések révén (például lyukgalvanizálással) vannak érintkeztetve (6. ábra). A biztosító kupakok (az ábrán nem szerepelnek) kívülről mérőcsúcsok segítségével hozzáférhetők, és az egyes erek leágazási mérőpontjait képezik.

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Védőcsatlakozó, különösen túlfeszültség elleni védőcsatlakozó távközlési berendezésekhez, amely lényegében nyomtatott áramköri lemezzel, túlfeszültséglevezetővel, tolattyúval, rugóval, földelőlemezzel és jelzőelemmel ellátott házzal van ellátva, azzal jellemezve, hogy a tolattyú (4) támasztófelület (17) és a ház (1) belső falán kialakított él (20) révén a rugó (8) által előfeszítetten a házba (1) van behelyezve, ahol egy forrasztóanyag-idom (7) a tlattyú (4) rugóereje által csak minimális mértékben van megterhelve.
2. Az 1. igénypont szerinti védőcsatlakozó, azzal jellemezve, hogy a tolattyú (4) egydarabosan tartórészből (9) és hosszú rugókarral (30) kialakított lapos rugórészből (14) áll, ahol a tartórész (9) ellentétes irányokban lehajlított érintkezőnyelvekkel (10), a rugó (8) befogadására szolgáló befogadórésszel (11), a túlfeszültség-levezetőnek (3) foldelőlemezen (27) keresztül földdel történő összekapcsolására szolgáló érintkező felülettel (12), valamint a jelzőelem (5) befogására szolgáló horonnyal (13) van ellátva, a lapos rugórész (14) pedig rugózó végén (15) bordát (16) képezve van lehajlítva, amelyen a forrasztóanyagidom (7) van elrendezve, és amelyről a támasztófelület (17) van lehajlítva.
3. A 2. igénypont szerinti védőcsatlakozó, azzal jellemezve, hogy a házban (1) a jelzőelem (5) kör alakú külső felülete (22) számára rögzített forgáspontot képező ágyazat van elrendezve, ahol a jelzőelemnek (5) egy csapja (23) a tolattyú (4) hornyában (13) van ágyazva.
4. Az 1. igénypont szerinti védőcsatlakozó, azzal jellemezve, hogy a kétoldalúan vezetősávokkal ellátott áramköri lemez (2) a forrasztószigetek (25) tartományában az áramköri lemezen (2) keresztülvezető, villamosán vezető átvezetésekkel van ellátva, ahol az áramköri lemez (2) vezetőlemezzel (6) ellátott túlfeszültség-levezetőt (3), valamint biztosítóelemeket (26) tartalmaz.