<Desc/Clms Page number 1>
Die Erfindung betrifft ein Bauteil zum Schutz gegen Überspannungen in elektrischen bzw. elektronischen Systemen, insbesondere in nachrichtentechnischen Übertragungssystemen, bei denen zumindest zwei elektrische Einrichtungen, insbesondere Übertragungseinheiten, über eine Verbindungsleitung, insbesondere eine Übertragungsleitung, verbunden oder verbindbar sind, mit zumindest zwei Elektroden mit diesen verbundenen Anschlussdrähten zur Kontaktierung mit zugehörigen Lötverbindungsstellen, z. B. auf einer Leiterplatte, und mit Mitteln zur Umwandlung der bei zwischen zumindest zwei der Elektroden auftretenden Überspannung entstehenden Verlustleistung in Eigenwärme des Schutzbauteils.
Nachrichtentechnische Übertragungseinrichtungen sowie andere elektriscie bzw. elektronische Systeme müssen in den meisten Ländern entsprechend den jeweiligen Vorschriften, z. B. ITU-T, K20, K21 mit Schutzvorrichtungen gegen Fremd-bzw.
Überspannungen beispielsweise auf Übertragungsleitungen ausgerüstet sein. Dabei ist zwischen Fremdspannungen, die durch Induktionswirkung natürlicher Entladungsvorgän ; e wie Blitzschläge hervorgerufen werden können, und Fremdspannungen, die aufgrund von Kurzschlüssen oder ähnlichen Schaltfehlem zwischen Übertragungsleitungen und Niederspannungsleitungen in die Übertragungseinrichtung eingeprägt werden, unterscheiden. Im Vordergrund steht dabei der Personen- und der Geräteschutz, da davon ausgegangen werden muss, dass die vorgenannten Fremdspannungen bei fehlenden Schutzmassnahmen über lange Zeiträume hindurch unbemerkt bestehen bleiben können und damit eine direkte Gefährdung von Personen und die Zerstörung von Geräten nic t ausgeschlossen werden kann.
Neben den erwähnten auftretenden Fehlern können auch bewusste Sabotageakte Fremd-bzw. Überspannungen hervorrufen, wenn zum Beispiel eine absichtliche Verbindung zwischen einem Telephonendgeräteanschluss und ein : r Netzsteckdose hergestellt wird und damit die Netzspannung über die Teilnehmerleitung n das Telephonnetz gelangt.
Zum Schutz gegen Fremdspannungen aus dem Niederspannungsberei h werden Schutzbauteile verwendet, die die jeweilige elektronische oder elektrisc le Einrichtung bei Auftreten einer Fremd-Niederspannung, z. B. infolge einer unzulässigen Verbindung mit dem Stromnetz, aufgrund der dadurch verursachten höheren Ströme, beispielsweise von einer Übertragungsleitung trennen, die mit einer weiteren elektronischen oder elektrischen Einrichtung in Verbindung steht.
Vielfache Anwendung finden dabei Schaltungsanordnungen nit handelsüblichen Schutzbauteilen in Form von gasgefüllten Überspannungsableitem, Metalloxid-Varistoren, Halbleitern od. dgl. in Verbindung mit Sicherungen, Widerständen und Kurzschlussbügeln od. dgl., welche sowohl von Hoch- als auch Niederspannung n herrührende Fremdspannungen bewältigen können.
Zusätzlich kann das Schutzbauteil sowie die betroffene Schaltung durch jeweils eine Schmelzsicherung in den unmittelbar zu diesem führenden Anschlussleitungen gesichert sein. Sobald der Nennstrom der Sicherungen aufgrund einer auftretenden
<Desc/Clms Page number 2>
Überspannung deutlich überschritten wird, erfolgt eine Unterbrechung in jenem Leitungspfad, in dem die Sicherung zuerst abschaltet, sodass über die gegebenenfalls intakte zweite Sicherung weiterhin gefährliches Potential bestehen bleiben kann.
Gasgefüllte Schutzbauteile gehen bei hohen Überspannungen, wie sie z. B. in Verbindung mit Blitzeinschlägen oder induzierten Spannungen auftreten, in den gezündeten Zustand über, wobei die Spannung am Bauteil absinkt, es aber dennoch zu einer Erwärmung desselben kommt. Bei länger andauernden Überspannungen kann Brandgefahr bestehen. Es sind Zusatzvorrichtungen bekannt, die das Bauteil in einem solchen Fall über einen Mechanismus mit einem sehr geringen Kurzschlusswiderstand kurzschliessen und somit die am Bauteil auftretende Verlustleistung verringern. Die dadurch resultierenden Ströme innerhalb der betreffenden Einrichtung können durch diesen Kurzschluss aber wesentlich erhöht werden, wobei die betroffenen Leitungen auf der Printplatte, Sicherungselemente, Steckverbinder bzw.
Anschlüsse und Kabel weiterhin Überströme führen, bis entweder die Störung beendet ist oder ein andernorts befindliches Stromsicherungselement den Stromkreis unterbricht.
Ähnliche Eigenschaften und daher ähnliche Anwendungsgebiete haben ferner Schutzbauteile auf Halbleiter-Basis und Metalloxid-Varistoren (MOV).
Der Nachteil dieser bekannten Schutzbauteile besteht darin, dass andere Bauteile oder Funktionseinheiten einer elektronischen oder elektrischen Einrichtung bei Auftreten einer länger andauernden Überspannung in Gefahr geraten, dauerhaft beschädigt zu werden, und dass keine sichere Trennung des zu schützenden Schaltungsteils von Überspannung führenden Schaltungsteilen gewährleistet ist.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Schutzbauteil anzugeben, mit dem ein sicherer Schutz gegen Überspannungen ermöglicht wird, wobei insbesondere auch andere Bauteile der beteiligten elektrischen oder elektronischen Einrichtungen gegen Zerstörung geschützt sind und eine Trennung der zu schützenden Schaltungsteile von den Überspannung führenden Schaltungsteilen erreicht wird.
Weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Schutzbauteil anzugeben, mit dem ein Schutz sowohl für Hochspannungen als auch für Niederspannungen ermöglicht wird, wobei im Fehlerfall eine wirksame Potentialtrennung des zu schützenden Schaltungsteils von der Fremdspannung erzielt wird.
Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass Mittel zur Weiterleitung zumindest eines Teils der bei Auftreten einer Überspannung entstehenden Eigenwärme an die Lötverbindungsstellen, an denen das Bauteil einlötbar ist, vorgesehen sind, sodass im eingelöteten Zustand des Bauteils bei Auftreten einer Überspannung eine Erwärmung des an den Lötverbindungsstellen befindlichen Lotes bis zur Schmelztemperatur desselben stattfindet, und dass Mittel zur Bewegung des Bauteils aus seiner eingelöteten Position in eine elektrisch getrennte Position vorgesehen sind, sodass bei Auftreten einer Überspannung das
Lot, mit dem die Anschlussdrähte angelötet sind, aufschmilzt und anschliessend der elektrische
Kontakt zwischen zumindest einem Anschlussdraht des Bauteils und den zugehörigen
Lötverbindungsstellen durch die Bewegungsmittel unterbrochen wird.
Die Umwandlung der im Überspannungsfall auftretenden Verlustleistung in Eigenwärme kann auf verschiedene
<Desc/Clms Page number 3>
EMI3.1
erfindungsgemässen Schutzbauteils wird eine Unterbrechung des elektrischen Stromkreises des zu schützenden Schaltungsteils vorgenommen, wodurch Überlastungen der Leiterpla e, anderer Bauteile und Steckverbindungen vermeidbar sind. Das Schmelzen des Lotes an den
EMI3.2
Metall, z. B. Kupfer, beinhaltenden Anschlussdrähte gebildet sind.
Durch die gut wärmeleitenden Anschlussdrähte gelangt die im erfindungsgemässen Schutzbauteil infolge der Überspannung entstehende Eigenwärme an ie Lötverbindungspunkte, woraus sich eine Erwärmung und ein Aufschmelzen derselben ergibt, sodass eine mechanische Trennung des erfindungsgemässen Schutzbauteils von seinen Lötverbindungsstellen ermöglicht wird. Die Mittel zur Weiterleitung der Eigenwärme können in mannigfacher anderer Weise, z. B. durch Wärmeleitbleche o. ä, gestaltet sein.
Gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung können die Mittel zur Bewegung des Bauteils durch zumindest eine Feder, vorzugsweise durch eine Schraubenfeder, gebildet sein. Durch eine solche Feder ist eine Kraft. oder je nach Ausführungsform, ein Drehmoment. auf das Bauteil aufbringbar, die bzw. das bei Schmelzen der Lötverbindungspunkte eine Trennbewegung des Bauteils von seiner Lötstelle ermöglicht, welche beispielsweise in Form einer translatorischen Verschiebung oder einer
EMI3.3
Trennbewegung des Bauteils von seiner Lötstelle bewältigen können. Sobald das Lot an Lötverbindungsstellen geschmolzen ist, drückt die Feder das Bauteil von der Leiterplatte weg
EMI3.4
schützenden Schaltungsteil.
Um eine unkontrollierte Bewegung des Bauteils nach dem Schmelzen es Lotes an seinen Lötverbindungspunkten zu unterbinden, kann in weiterer Ausgestaltung (er Erfindung vorgesehen sein, dass eine Fangvorrichtung zur Begrenzung der durch Bewegungsmittel verursachten Bewegung vorgesehen ist.
Bei einem Bauteil bestehend aus einem gasgefüllten Überspannungsablei er, vorzugsweise zum Einlöten in eine Leiterplatte, mit einem gasgefüllten Zylinder, zwei
<Desc/Clms Page number 4>
äusseren Elektroden und einer mittleren Elektrode kann in weiterer Ausbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass die Schraubenfeder im wesentlichen konzentrisch um den Anschlussdraht für die mittlere Elektrode angeordnet und mit einem stirnseitigen Ende am Bauteilgehäuse befestigt ist, und dass das andere stirnseitige und freie Ende der Schraubenfeder in zusammengedrücktem Zustand der Schraubenfeder in einer Lotperle gehalten ist und bei Aufschmelzen der Lotperle gegen die Leiterplatte drückt.
Die nach dem Einlötvorgang unterhalb des erfindungsgemässen Bauteils zusammengedrückte Schraubenfeder wird durch die Lotperle in diesem Zustand gehalten, bis die vom Bauteil abgegebene Eigenwärme diese aufschmilzt, was vorzugsweise erst dann geschehen soll, wenn das Lot an den Lötverbindungsstellen vollkommen geschmolzen ist, um ein sicheres Trennen zu ermöglichen. Dann übt die Schraubenfeder einen Druck auf das Bauteil aus, der eine Bewegung des Bauteils von der Leiterplatte weg zur Folge hat, sodass sich eine elektrische Trennung des Bauteils aus seiner vorher innegehabten Position ergibt.
Um zu verhindern, dass das Bauteil bei dem Auslötvorgang an eine undefinierte Stelle innerhalb des Gehäuses, in dem dieses sich befindet, gelangen kann, kann gemäss einer weiteren Ausführungsform der Erfindung die Fangvorrichtung durch das hakenförmig abgebogene, freie Ende des Anschlussdrahtes für die mittlere Elektrode gebildet sein.
EMI4.1
EMI4.2
Dies wird bei einem Bauteil bestehend aus einem Halbleiterüberspannungselement, einem Metalloxid-Varistor, einem gasgefüllten Überspannungsableiter o. ä. zum Einlöten in eine Leiterplatte dadurch erreicht, dass am Bauteilgehäuse ein Bimetallelement angebracht ist, das in der eingelöteten Position des Bauteils mit seinem freien Ende an der Leiterplatte abgestützt ist, und dass bei eingelötetem Bauteil das Bimetallelement durch die bei Auftreten einer Überspannung entstehende Eigenwärme eine Dehnbewegung ausführt, welche bei Schmelzen der Lötstellen zu einer Kontaktunterbrechungsbewegung des Bauteils von der Leiterplatte führt.
Auf diese Weise wird die im erfindungsgemässen Bauteil entstehende Eigenwärme einerseits zum Aufschmelzen der Lötstellen verwendet und andererseits die Trennbewegung durch diese unterstützt, indem aufgrund der Temperaturerhöhung im Bimetallelement eine entsprechende Verformung entsteht, die auf das Bauteil so einwirkt, dass es zu einer Kontaktunterbrechung kommt.
Gemäss einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Anschlussdrähte jeweils einen parallel zur Oberfläche einer Bestückungsebene, z. B. einer Leiterplatte, verlaufenden Abschnitt aufweisen, wobei die Anschlussdrähte, vorzugsweise L-förmig, abgebogen sind.
Durch diese besondere Ausbildung der Anschlussdrähte des Schutzbauteils kann eine besonders wirksame Trennung des zu schützenden Schaltungsteils vom Überspannung führenden Teil der Schaltung erreicht werden.
<Desc/Clms Page number 5>
EMI5.1
EMI5.2
einer Überspannung eine wirksame Trennung zwischen dem Überspannung führenden Schaltungsteil und dem zu schützenden Schaltungsteil ermöglicht.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass die Leiterplatte an zumindest einer der Lötverbindungsstellen für das Bauteil zwei voneinander getrennte Leiterbahnen aufweist, die vorzugsweise an der Lötverbindungsstelle mit ihren stirnseitigen Enden einander gegenüberliegen, und dass der der Lötverbindungsstelle zugeordnete Anschlussdra it
EMI5.3
aufschmilzt und die Überbrückung der beiden Leiterbahnen durch die Bewegungsmi el aufgehoben wird, sodass die Verbindung zwischen dem Überspannung führenden und dem schützenden Schaltungsteil unterbrochen wird.
Aufgrund dieser besonderen Gestaltung der Leiterbahnen wird beim Wegbewegen des erfindungsgemässen Bauteils von der Leiterplatte eine vollkomme le Trennung der betreffenden Schaltkreise ermöglicht, da im abgehobenen Zustand eie jeweiligen Leiterbahnen in ihrem ursprünglich elektrisch voneinander getrennten Zustaid vorliegen und durch den Wegfall der Überbrückung durch die Anschlussdrähte kei e elektrische Verbindung zwischen diesen Leiterbahnen mehr besteht.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand des in den beigeschlossen n Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels eingehend erläutert. Es zeigt dabei Fig. l ein Ersatzschaltbild eines elektrischen oder elektronischen Systems einer Fremdspanungsquelle; Fremdspannungsquelle ; Fig. 2 ein elektrisches oder elektronisches System gemäss Fig. l mit einer Schutzvorrichtung gegen Überspannungen ; Fig. 3 ein Ersatzschaltbild eines elektrischen oder elektronischen Systems it einer differentiellen Überspannungsquelle ;
EMI5.4
Schutzvorrichtung gegen Überspannungen ; Fig. 5 eine Seitenansicht eines Schutzbauteils gemäss Stand der Technik ; Fig. 6 ein Anschlussschaltbild für ein erfindungsgemässes Schutzbauteil ;
Fig. 7 und 8 einen Auf- und Seitenriss einer Ausführungsform des erfindungsgemässen Schutzbauteils und Fig. 9 ein Teil eines Leiterplattenschemas zum Einlöten ei es erfindungsgemässen Schutzbauteils.
In Fig. l und Fig. 3 ist in verallgemeinerter Form dargestellt, auf welche eine Fremdspannung bzw. eine Überspannung in einem elektrischen und/oder elektronisc en System wirksam werden kann. In Fig. l sind dabei zwei elektrische und/oder elektronische Einrichtungen 1, 2 über eine Zweidrahtleitung 18,19 miteinander verbunden, wobei die Anzahl der Verbindungsleitungen nicht auf zwei beschränkt ist.
<Desc/Clms Page number 6>
Leitungsdrahtwiderstände dieser Verbindungsleitungen 18,19 sind im Ersatzschaltbild als Widerstände RL 1 - RL4 berücksichtigt. Die Erfindung ist auch für einzelne Einrichtungen ohne jegliche Verbindungsleitung zu anderen Einrichtungen anwendbar.
Die Einrichtungen 1, 2 in Fig. l, 3 können insbesondere auch nachrichtentechnische Übertragungseinrichtungen sein, die über eine Zweidraht- Übertragungsleitung miteinander in Verbindung stehen oder verbindbar sind. Eine gegenüber Erdpotential wirksame Fremdspannungsquelle 11 verursacht über diverse zu Widerständen RS 1 und RS2 zusammengefasste Innenwiderstände Ströme ii, i ig und i4, die um Grössenordnungen über den sonst auf den Leitungen 18,19 fliessenden Betriebs- bzw.
Übertragungsströmen liegen. Die tatsächliche Stromstärke hängt im übrigen auch vom Erdbezug der betroffenen Einrichtungen 1, 2 ab, wobei in Fig. 1 und 3 die Einrichtung 2 jeweils als mit dem Erdpotential verbunden eingezeichnet ist. Die in Fig. l dargestellte Situation könnte sich etwa dann ergeben, wenn eine oder beide Verbindungsleitungen 18,19 etwa bei Montagearbeiten oder durch bewusste Manipulation mit einem Netzanschluss in Kontakt geraten. Wesentliche Gefahrenquelle stellt dabei das in die Einrichtungen 1, 2 eingeschleppte Potential dar, das eine Gefährdung von Personen oder eine Zerstörung von Geräten verursachen kann.
In Fig. 2 ist zur Vermeidung von Fremdspannungen dieser Art eine Schutzvorrichtung 5 vorgesehen. Bekannte Schutzvorrichtungen können bezogen auf ihre Anwendungsart in Längs- oder Querelemente unterteilt werden. Varistoren, Gas- und Halbleiterüberspannungsableiter o. ä. gehören der Gruppe der Querelemente an. Ihre Aufgabe besteht darin, Überspannungen auf ungefährliche Spannungswerte zu begrenzen. Schmelzsicherungen, Drosseln, Federkontakte auf Widerständen, Hybride, Widerstände mit
EMI6.1
B. PTC-Widerstände,Fig. 3 stellt den Störfall einer differentiellen Störung auf den Verbindungsleitungen 18,19 dar, wenn also eine Fremdspannungsquelle 10 ohne Erdbezug wirkt. In diesem Fall müssen beide Anschlüsse der Fremdspannungsquelle 10 mit den Verbindungsleitungen 18,19 verbunden sein, damit ein solcher Fehler auftreten kann.
Schutzvorrichtungen 3,4 gegen die in Fig. 3 gezeigte Form der Fremdspannung sind in Fig. 4 dargestellt.
Bei bisher bekannten Schutzvorrichtungen kommen in vielen Fällen gasgefüllte Überspannungsableiter zum Einsatz. Diese sind so bemessen, dass sie bei Auftreten einer unzulässig hohen Überspannung in den gezündeten Zustand übergehen und dadurch die Überspannung herabsetzen. Während des Anstiegs der Spannung bis zur Zündspannung eines solchen Schutzbauteils fliesst praktisch kein Strom durch das Bauteil.
Nach der Zündung sinkt die Spannung am Schutzbauteil auf die Glimmbrennspannung, z. B.
70V bis 150V bei 100mA bis 1, 5 A im Glimmbereich ab. Der Übergang in die Bogenentladung mit Ausbildung eines Lichtbogens folgt bei weiter steigendem Strom im Schutzbauteil. Die für diesen Bereich typische, niedrige Bogenbrennspannung liegt z. B. zwischen 10 V und 35 V und ist in weiten Grenzen vom Strom unabhängig.
<Desc/Clms Page number 7>
EMI7.1
des Schutzbauteils und der dieses tragenden Leiterplatte. Um die zerstörerisc le Wärmeentwicklung rechtzeitig beenden zu können, ist in Fig. 5 ein ausserhalb d es Schutzbauteils angeordneter Kurzschlussbügel 36 jeweils zwischen den zwei Elektroden 30, 32 und 32,31 vorgesehen, der bei hohen, auftretenden Temperaturen die beiden äusseren Elektroden mit der mittleren Elektrode verbindet.
Die entstehende Verbindung zwischen cl n Elektroden tritt unabhängig davon auf, zwischen welchen Elektroden gerade die Zündung erfolgt ist. Daneben existieren weitere Lösungsansätze, z. B. durch eine bei Übertemperatur zerfliessende Lotperle, die sich in einem Kurzschlusskanal so verteilt, dass die mit dies m Kanal in Kontakt stehenden Elektroden überbrückt werden.
Wie bereits erwähnt, verhindert der so verursachte Kurzschluss das Entstehen einer grösseren Wärmeschädigung der betroffenen Einrichtung durch das gezündete Schutzbauteil. Bleibt der dann fliessende Strom jedoch unentdeckt bzw. führt er zu kei er Stromabschaltung durch ein Stromsicherungselement, z. B. einer Schmelzsicherung, so ka m der ständig fliessende Kurzschlussstrom eine Beschädigung von anderen Bauteilen oc. er Funktionsteilen, wie Steckverbindungen o. ä. der zu schützenden Einrichtung hervorrufen. In weiterer Folge besteht die Gefahr eines Brandes infolge der auftretenden Übertempera ur einzelner Bauteile.
EMI7.2
EMI7.3
geeigneter Weise an den Lötverbindungsstellen zu konzentrieren.
Die im Fall einer anliegenden Überspannung entstehende Eigenwärme wird ei dem Bauteil gemäss Fig. 7, 8 innerhalb des Gasvolumens durch atomare Stossproze se hervorgerufen, sie kann bei einer anderen Bauteilart jedoch auch durch andere physikalis he Umwandlungsvorgänge entstehen. So kann bei Halbleiterbauteilen, die ebenfalls Überspannungsschutz vorgesehen sind, nach Überschreiten einer Durchbruchspannung etwa ein lawinenartiger Anstieg der Ladungsträger auftreten, der die Ausbildung ei er entsprechenden Eigenwärme hervorruft. Nicht wie diese Wärme sich ausbildet, ist
<Desc/Clms Page number 8>
Gegenstand der Erfindung, sondern nur wie diese verwendet wird, um eine wirksame Unterbrechung eines Stromkreises durchzuführen.
Dazu sind beim erfindungsgemässen Schutzbauteil Mittel zur Bewegung 45 des Bauteils aus seiner eingelöteten Position in eine elektrisch getrennte Position vorgesehen,
EMI8.1
EMI8.2
EMI8.3
Die in Fig. 7 und 8 gezeigten Lötverbindungsstellen sind an der Oberseite einer Leiterplatte 50 ausgebildet, wie sie durch SMD-Technologie bekannt sind. Ein Loslösen der erfindungsgemässen Schutzbauteile erleichtert sich durch die oberflächengelöteten Verbindungsstellen. Ein besonders wirksamer Schutz lässt sich durch eine erfindungsgemässe Kombination Bauteil-Leiterplatte erreichen, wobei sich auf der Leiterplatte ein zu schützender Schaltungsteil befindet. Ein dafür geeignetes Leiterplattenschema ist in Fig. 9 gezeigt. Die Leiterplatte weist dabei an den Lötverbindungsstellen 46,47 zwei voneinander getrennte Leiterbahnen 70 bzw. 71 auf, die im Beispiel gemäss Fig. 9 an der Lötverbindungsstelle 46,47 mit ihren stirnseitigen Enden einander gegenüberliegen, sie können aber auch in einer beliebig anderen Form beabstandet angeordnet sein.
Der der Lötverbindungsstelle 46,47 zugeordnete Anschlussdraht 28,29 des Bauteils ist, wie aus Fig.
7,8 hervorgeht, mit den beiden Leiterbahnen 70,71 unter Überbrückung derselben verlötet, sodass bei Auftreten einer Überspannung das Lot, mit dem die Anschlussdrähte 28,29 angelötet sind, aufschmilzt und die Überbrückung der beiden Leiterbahnen 70,71 durch die Bewegungsmittel 45 aufgehoben wird, sodass die Verbindung zwischen dem Überspannung führenden und dem zu schützenden Schaltungsteil unterbrochen wird. Die Anschlussdrähte 28,29 weisen zu diesem Zweck jeweils einen parallel zur Oberfläche einer Bestückungsebene, z.
B. einer Leiterplatte, verlaufenden Abschnitt auf, wobei sie vorzugsweise L-förmig, abgebogen sind und auf den rechteckigen, paarweise angeordneten Leiterplattenbereichen 70,71 so angelötet werden, dass sie die paarweise angeordneten Bereiche 70,71 jeweils überbrücken, während der mittlere Anschlussdraht 27 auf einer kreisförmigen Fläche mit zentrischer Bohrung 73 angelötet wird. Damit ist eine zweipolige Unterbrechung möglich, wie sie in Fig. 6 anhand eines Anschlussschaltbildes dargestellt ist. Die Elektroden 30,31 des Schutzbauteil s sind dabei über die Anschlussdrähte 28,29 an den Lötverbindungsstellen 46,47 mit den Leiterplattenbereichen 70,71 verbunden. Die mittlere Elektrode 32 ist über den Anschlussdraht 27 mit dem Erdpotential verbunden. Eine
EMI8.4
EMI8.5
EMI8.6
wird.
Die Schraubenfeder 45 ist dabei im wesentlichen konzentrisch um den Anschlussdraht 27 für die mittlere Elektrode 32 angeordnet und mit einem stirnseitigen Ende am
<Desc/Clms Page number 9>
Bauteilgehäuse befestigt. Das andere stirnseitige Ende der Schraubenfeder 45 ist Aufschmelzen der Lotperle in Richtung der Schraubenfeder-Mittelachse frei verschiebbar, wobei durch die Federkraft das Bauteil aus seiner eingelöteten Stellung gedrückt wird.
Lotperle 60 ist dabei vorzugsweise aus einem Lot gebildet, das einen höheren Schmelzpunkt aufweist als das Lot der Lötverbindungsstellen, um so zu gewährleisten, dass bei Erwärmung des Schutzbauteils zuerst das Lot an den Lötstellen vollständig aufschmilzt und dann erst d s Lot der Perle 60 schmilzt, wodurch die zusammengedrückte Schraubenfeder 45 freigegeben wird.
Sobald die Temperatur an den Lötverbindungsstellen 46,48, 47 infolge d r Wärmeweiterleitung bei Auftreten einer Überspannung soweit ansteigt, dass das an dies n
EMI9.1
EMI9.2
EMI9.3
freien Ende 25 hakenförmig abgebogen ist. Das hakenförmige Ende dient ls Fangvorrichtung zur Begrenzung der durch die Bewegungsmittel verursachten Bewegung und kann ebenso auf andere mechanische Art verwirklicht werden. Es soll mit diesem jedenfa 18 vermieden werden, dass das erfindungsgemässe Bauteil durch den plötzlich wirksam
EMI9.4
EMI9.5
EMI9.6
eingelötet, wird durch die entstehende Wärme lose und kann unter dem Federdruck bis zum Hakenende 25 aus der Leiterplattenbohrung 73 austreten.
Dieser Anschlussdraht 27 bleibt somit nach seinem Auslötvorgang möglicherweise in einem, wenngleich nicht eingelötet n, dennoch aber über das hakenförmige Ende in einem losen Kontaktzustand mit der an die er Stelle verlaufenden Leiterbahn 72. Da diese aber in der in Fig. 6 dargestellten Konfigurati n auf Erdpotential liegt, kann dadurch keine Gefahr aus einem verbleibend n Spannungspotential entstehen. Sollte eine solche bestehende Verbindung aber unerwünscht sein, kann eine entsprechend abgeänderte Form eines potentialmässig unabhängig n Bewegungsbegrenzungsmittels konstruktiv vorgesehen werden.
Eine weitere in den Zeichnungen nicht dargestellte Ausführungsform ei es erfindungsgemässen Bauteils besteht aus einem Halbleiterüberspannungselement, ein m Metalloxid-Varistor, einem gasgefüllten Überspannungsableiter o. ä. zum Einlöten in eine Leiterplatte, an dessen Bauteilgehäuse ein Bimetallelement angebracht ist, das m eingelöteten Zustand des Bauteils mit seinem freien Ende an der Leiterplatte abgestützt ist. Bei Vorliegen einer Überspannung führt das Bimetallelement durch die dabei entstehende
<Desc/Clms Page number 10>
Eigenwärme eine Dehnbewegung aus, welche bei Schmelzen der Lötstellen zu einer Kontaktunterbrechungsbewegung des Bauteils von der Leiterplatte führt.
Dabei kann wiederum ein Anschlussdraht des erfindungsgemässen Bauteils mit einem hakenförmigen Ende versehen sein, sodass die ausgeführte Bewegung bei der Unterbrechung des Stromkreises in definierter Weise erfolgt und in einem bestimmten Abstand von der Leiterplatte endet.
Die zur Kontaktunterbrechung ausgeführte Bewegung ist keinerlei Einschränkungen unterworfen, neben translatorischen können dabei auch Schwenk- oder ähnliche Bewegungen ausgeführt werden.