DE10029650A1 - Sammelerde und Schutzstecker für eine Schalt- oder Trennleiste in der Telekommunikations- und Datentechnik - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sammelerde (3) und einen Schutzstecker (4) für eine Schalt- oder Trennleiste (1) in der Telekommunikations- und Datentechnik, wobei die Einsteckzungen (10) der Sammelerde (3) federnd und der Erdkontakt (19) des Schutzsteckers (4) mechanisch starr ausgebildet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sammelerde und einen Schutzstecker für eine Schalt- oder Trennleiste in der Telekommunikations- und Datentechnik.

Aus der DE 38 13 889 C1 ist eine Schalt- oder Trennleiste für die Fernmeldetechnik mit mindestens einem einsteckbaren Schutzstecker mit Gehäuse bekannt, in dem mindestens ein Überspannungsableiter angeordnet ist, wobei jeder Überspannungsableiter nach dem Einstecken mit dem einen Anschluß mit je einem im Gehäuse angeordneten, eine Steckzunge aufweisenden, streifenförmigen Leitungskontaktstück und mit dem anderen Anschluß mit einem an einem Montagebügel befestigten Sammelerder in elektrisch leitender Verbindung steht, wobei der Sammelerder parallel zu einer Längsseite der Schalt- oder Trennleiste angeordnet ist. Der Sammelerder weist je Schutzstecker eine Einsteckzunge auf. Das Gehäuse des Schutzsteckers weist parallel zur Einsteckrichtung in die Schalt- oder Trennleiste einen Einsteckkanal auf, in den die zugehörige Einsteckzunge des Sammelerders so einführbar ist, daß sie mit allen in ihnen angeordneten Überspannungsableitern in elektrisch leitender Verbindung steht. Die im Gehäuse angeordneten Teile der Leiterkontaktstücke sind lose in Führungsnuten eingelegt und dienen zur Kontaktierung von Überspannungsableitern. Die beiden im Gehäuse angeordneten Teile der Seitenkontaktstücke sind unterschiedlich ausgebildet. Das eine Leiterkontaktstück ist U-förmig und das andere S-förmig ausgebildet, wobei beide abgewinkelten Enden der Leiterkontaktstücke in einer Führungsnut aufgenommen sind, die parallel zwischen den Führungsnuten verläuft. Die beiden Enden der Leiterkontaktstücke sind darüber hinaus zur Bildung von Kurzschlußbügeln rechtwinklig in Richtung der offenen Frontseite abgebogen. Die Enden der Kurzschlußbügel greifen in der Ruhestellung in den Einsteckkanal ein. Die im Gehäuse angeordneten Teile der Seitenkontaktstücke sind federnd vorgespannt, so daß diese erst nach dem Einsetzen der Überspannungsableitern in die Führungsnuten eingedrückt werden. Die Überspannungsableiter sind von der offenen Frontseite in den Schutzstecker eingesetzt und liegen federnd mit dem einen Anschluß in einer zwischen den Leiterkontaktstücken und den Überspannungsableitern eingesetzten Schmelzpille an. Auf der Seite des anderen Anschlusses wird der Überspannungsleiter als Gegenanlage von den an den Gehäuselängsseiten angeordneten federnden Rasthaken gehalten und somit im Gehäuse des Schutzsteckers fixiert. Die Einsteckzungen der Sammelerde drücken dann die die Überspannungsableiter haltenden Rasthaken beiseite und kontaktieren den einen Anschluß des Überspannungsableiters, der somit mit Erde verbunden ist. Nachteilig an den bekannten Schutzsteckern ist deren komplexer Aufbau, der eine automatische Fertigung erschwert.

Der Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, einen Schutzstecker und eine Sammelerde für eine Schalt- oder Trennleiste zu schaffen, die einfacher aufgebaut sind und auch noch bei größeren Toleranzen eine sichere elektrische Verbindung zwischen Sammelerde und Schutzstecker gewährleisten.

Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch die Gegenstände mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 und 8. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Hierzu sind die Einsteckzungen der Sammelerde federnd ausgebildet, wohingegen der korrespondierende Erdkontakt in dem Schutzstecker mechanisch starr im Steckergehäuse angeordnet ist. Dabei ist die Geometrie der federnden Einsteckzungen auf die Geometrie der Erdkontakte abgestimmt. Aufgrund der starren Ausbildung des Erdkontaktes im Schutzstecker ergibt sich eine einfache Montage- und Automatisierungsfähigkeit bei der Herstellung des Schutzsteckers bei einer gleichzeitig hohen Leistungsfähigkeit der Erdverbindung bezüglich der Strom-/Stoßstromtragfähigkeit bei fertigungstechnisch einfacher Geometrie, da der Erdkontakt als massives Teil ausgebildet sein kann. Die federnde Ausbildung der Einsteckzungen ist fertigungstechnisch mit einfachen Mitteln realisierbar. Zur Ausbildung der notwendigen Kontaktkräfte werden keine Kräfte in das Steckerinnere übertragen. Die auftretenden Spannungen werden hauptsächlich in den leistungsfähigen Federwerkstoffen der Sammelerde aufgenommen.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Funktionselemente und der Erdkontakt des Schutzsteckers auf einer Leiterplatte angeordnet, wodurch der Erdkontakt selbst nicht im Steckergehäuse abgestützt werden muß. Dadurch beeinträchtigen Maßschwankungen der Geometrie des Gehäuses oder Alterungsprozesse der verwendeten Kunststoffe für das Steckergehäuse nicht die verfügbaren Kontaktkräfte. Vorzugsweise wird der Erdkontakt auf der Unterseite der Leiterplatte angeordnet und als massiver Kontakt ausgebildet.

Die korrespondierenden Einsteckzungen der Sammelerde sind dann vorzugsweise als Gabelkontakt ausgebildet, die den Erdkontakt seitlich federelastisch einspannen und kontaktieren.

Zur Erzielung eines möglichst guten Kontaktes werden die Geometrien der Einsteckzungen und der Erdkontakte aufeinander abgestimmt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Erdkontakt als massives, quaderförmiges Plättchen ausgebildet und der Gabelkontakt ist an den Kontaktstellen zu dem Erdkontakt kreisbogensegmentförmig ausgebildet. Ist hingegen der Erdkontakt kugel- oder zylinderförmig ausgebildet, so sind die Kontaktstellen der Gabelkontakte eben.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist im Gehäuse eine zusätzliche Auflagefläche für die Leiterplatte angeordnet, so daß in dem gleichen Steckergehäuse verschieden bestückte und lange Leiterplatten verwendbar sind.

Das Steckergehäuse ist vorzugsweise in Längsrichtung zweigeteilt, wobei die beiden Gehäuseteile vorzugsweise miteinander verrastet werden. Durch die Längsteilung wirken beim Strecken und Ziehen des Schutzsteckers die Kräfte nicht in Richtung der Verbindung der Gehäuseteile.

Die Unterteilung der Gehäuseteile erfolgt dabei vorzugsweise derart, daß ein erstes Gehäuseteil einen größeren Einbaubereich definiert, der im wesentlichen die auf der Vorderseite der Leiterplatte angeordneten Funktionselemente aufnimmt, wohingegen das zweite Gehäuseteil zur Aufnahme des Erdkontaktes dient. Daher ist auch der Einsteckkanal für die Einsteckzunge der Sammelerde im zweiten Gehäuseteil angeordnet. Diese unsymmetrische Aufteilung der Gehäuseteile bewirkt eine sehr kompakte Anordnung auf der Schalt- oder Trennleiste, so daß das Steckergehäuse nicht die Zugänglichkeit benachbarter Kontakte behindert.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist in dem Steckergehäuse mindestens eine Meß- oder Trennstelle angeordnet, die vorzugsweise auf der Unterseite der Leiterplatte angeordnet und von der dem Einsteckteil abgewandten Seite von außen zugänglich ist. Vorzugsweise ist jeder Ader eine Meß- oder Trennstelle zugeordnet, wobei jedoch beide Meß- oder Trennstellen simultan durch einen Prüfstecker beschaltbar sind.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Figuren zeigen:

Fig. 1 eine Explosionsdarstellung einer Schalt- oder Trennleiste mit Montagewanne, Sammelerde und Schutzstecker,

Fig. 2 eine Teildarstellung von Sammelerde mit Schutzstecker im kontaktierten Zustand,

Fig. 3 eine perspektivische Unteransicht eines Schutzsteckers ohne zweites Gehäuseteil mit einer kurzen Leiterplatte,

Fig. 4 eine perspektivische Unteransicht eines Schutzsteckers ohne zweites Gehäuseteil mit einer langen Leiterplatte und zwei Trennkontakten,

Fig. 5 eine Querschnittsdarstellung eines Schutzsteckers gemäß Fig. 4 mit zweiten Gehäuseteil,

Fig. 6 eine perspektivische Draufsicht eines kompletten Schutzstecker und

Fig. 7 eine perspektivische Unteransicht des kompletten Schutzsteckers.

In der Fig. 1 ist in einer Explosionsdarstellung ein System, umfassend eine Schalt- oder Trennleiste 1, eine Montagewanne 2, eine Sammelerde 3 und einen Schutzstecker 4, dargestellt. Die Schalt- oder Trennleiste 1 umfaßt zwei Klemm-Rast-Elemente 5, die in Öffnungen 6 der Montagewanne 2 einrasten, wodurch ein vor den Öffnungen 6 liegender Teil der Montagewanne 2 mit einem Erdkontakt 7 der Schalt- oder Trennleiste 1 elektrisch leitend verbunden wird.

Die Sammelerde 3 umfaßt eine Basis 8 mit einer parallel zur Längsrichtung der Schalt- oder Trennleiste 1 ausgerichteten Sicke 9. An der Basis 8 sind zehn Einsteckzungen 10 angeordnet, die im wesentlichen senkrecht zur Längsachse der Basis 8 angeordnet sind, wobei die Einsteckzungen 10 zueinander äquidistant angeordnet sind. Die Einsteckzungen 10 sind als Gabelkontakte federnd ausgebildet. Die detailliertere Beschreibung der Gabelkontakte erfolgt später anhand von Fig. 2. Des weiteren sind an den Seiten der Sammelerde 3 zwei U-förmige Biegungen 11 angeordnet, an deren unteren Stegen jeweils ein weiterer Gabelkontakt 12 angeordnet ist, der mit dem Erdkontakt 7 der Schalt- oder Trennleiste 1 elektrisch verbindbar ist. Dadurch ist die Sammelerde 3 über den Erdkontakt 7 und die Montagewanne 2 mit Masse verbindbar.

Der Schutzstecker 4, in dem beispielweise Überspannungsschutzelemente angeordnet sind, umfaßt zwei Gehäuseteile 13, 14, in denen eine Leiterplatte mit den Funktionselementen angeordnet ist, wobei ein Teil der Leiterplatte aus dem Gehäuse herausragt und ein Einsteckteil 15 bildet. Dieser Einsteckteil 15 ist in einen nicht dargestellten Kontakt in der Schalt- oder Trennleiste 1 einsteckbar. Dieser Kontakt ist jeweils zwei Schneid-Klemm-Kontakten auf der Kabel- und Rangierseite der Schalt- oder Trennleiste 1 zugeordnet. Durch das Einstecken des Einsteckteiles 15 in diesem Kontakt werden die Schneid- Klemm-Kontakte elektrisch mit den Funktionselementen auf der Leiterplatte verbunden. Mit dem Einstecken des Einsteckteiles 15 dringt gleichzeitig die zugeordnete Einsteckzunge 10 in einen Einsteckkanal des Schutzsteckers 4 ein und kontaktiert einen Erdkontakt im Schutzstecker 4, was nachfolgend anhand von Fig. 2 erläutert werden soll. Dabei erfolgt die Kontaktierung des Erdkontaktes im Schutzstecker 4 zeitlich bevor die Funktionselemente mit den Schneid-Klemm-Kontakten verbunden werden, so daß stets eine sichere Erdverbindung der Funktionselemente vorhanden ist.

In der Fig. 2 ist perspektivisch ein Teil der Sammelerde 3 mit aufgestecktem Schutzstecker 4 dargestellt, wobei zur besseren Darstellung des Kontaktierungsvorganges das Gehäuseteil 14 teilweise aufgebrochen ist. Die als Gabelkontakt ausgebildete Einsteckzunge 10 weist eine nach unten gerichtete Wölbung 16 auf, so daß die Oberseite des Gehäuseteiles 14 nahezu plan mit der Basis 8 der Sammelerde 8 abschließt, wodurch benachbarte Schalt- oder Trennleisten bei der Beschaltung nicht behindert werden. Des weiteren weisen die Einsteckzungen 10 eine leichte Wölbung 17 nach außen auf, wodurch die federnde Wirkung der Einsteckzunge 10 vergrößert wird. An den der Basis 8 abgewandten Seite weisen die Einsteckzungen 10 Kontaktstellen 18 auf, die den eigentlichen elektrischen Kontakt zu einem Erdkontakt 19 auf der Leiterplatte im Schutzstecker 4 herstellen. Die Kontaktstellen 18 sind nach innen kreisbogensegmentförmig ausgebildet. Beim Einstecken der Einsteckzunge 10 in den Einsteckkanal des Schutzsteckers 4 drücken die beiden Kontaktstellen 18 federnd gegen die planen Seitenwände des Erdkontaktes 19 und stellen somit einen mechanischen und elektrisch stabilen Kontakt her, wobei der Erdkontakt 19 mechanisch starr an der Leiterplatte befestigt ist. Dabei können die federnd ausgebildeten Kontaktstellen 18 sehr einfach mechanische Toleranzen des Erdkontaktes 19 bzw. der Leiterplatten oder des Gehäuses des Schutzsteckers 4 ausgleichen und einen sicheren elektrischen Kontakt gewährleisten. Wie leicht ersichtlich, kann die Güte des elektrischen Kontaktes zwischen den Kontaktstellen 18 und dem Erdkontakt 19 dadurch verbessert werden, indem deren Geometrien aufeinander abgestimmt werden. Wird beispielsweise der Erdkontakt 19 als stehender Zylinderstift ausgebildet, so werden die Kontaktstellen 18 vorzugsweise als plane Flächen ausgebildet.

Aus mechanischen Stabilitätsgründen ist das erste, einen größeren Einbauraum bildende Gehäuseteil 13 mit Sicken 20, 21 an den Seiten und der Rückseite ausgebildet. Weiter weist das Gehäuseteil 13 Öffnungen 22, 23 auf, in die komplementäre Rastnasen des zweiten Gehäuseteils einrastbar sind. Des weiteren ist auf der Rückseite des Schutzsteckers 4 ein Schlitz 24 vorhanden, über den eine optional vorhandene Trenn- oder Meßstelle auf der Leiterplatte durch einen Meß- oder Prüfstecker beschaltbar ist.

In der Fig. 3 ist der Schutzstecker 4 ohne zweites Gehäuseteil 14 dargestellt. Auf einer Auflage des ersten Gehäuseteils 13 liegt eine Leiterplatte 25 auf, auf deren Unterseite mechanisch starr der Erdkontakt 19 angeordnet ist. Der Erdkontakt 19 ist entweder durch die Leiterplatte 25 durchgesteckt oder an einer Stelle elektrisch zur Oberseite durchkontaktiert und mit den Masseleitungen der auf der Oberseite angeordneten Funktionselemente, wie beispielsweise einem Überspannungsableiter elektrisch verbunden. Das erste Gehäuseteil 13 ist mit Lagesicherungen 26 ausgebildet, die die Leiterplatte 25 zum Teil durchdringen und zum Gehäuseteil 13 fixieren.

In der Fig. 4 ist eine längere Leiterplatte 25 dargestellt auf der zusätzlich zwei Trennkontakte 27 angeordnet sind, die über den Schlitz 24 von außen beschaltbar sind.

In der Fig. 5 ist der Schutzstecker 4 gemäß Fig. 4 mit dem zweiten Gehäuseteil 14 im Querschnitt dargestellt. Der Schutzstecker 4 umfaßt ein erstes Gehäuseteil 13, ein zweites Gehäuseteil 14 und die Leiterplatte 25. Die Leiterplatte 25 liegt dabei auf Auflageflächen 28 des Gehäuseteils 13 auf. Auf der Oberseite der Leiterplatte 25 sind ein Überspannungsableiter 29, zwei PTC-Widerstände 30 und zwei Dioden 31 angeordnet, die einen Staffelschutz bilden. Auf der Unterseite der Leiterplatte 25 sind der Erdkontakt 19 und die beiden Trennkontakte 27 angeordnet. Der Erdkontakt 19 durchstößt die Leiterplatte 25 und ist mit dem Mittelabgriff 32 des Überspannunsableiters 29 elektrisch verbunden. Über eine Öffnung 33 ist der Erdkontakt 19 von außen zugänglich. Der Trennkontakt 27 ist im Bereich der Auflagefläche 37 fest mit der Leiterplatte 25 verbunden oder eingespannt. Zur Rückseite hin ist der Trennkontakt 27 gekröpft ausgebildet und über einen elektrischen Kontaktpad 34 der Leiterplatte 25 elektrisch leitend mit den Funktionselementen auf der Oberseite der Leiterplatte 25 verbunden. Der Trennkontakt 27 liegt dabei elektrisch hinter den Funktionselementen, so daß der Trennkontakt 27 gegen Überspannungen abgesichert ist. In dem zweiten Gehäuseteil 14 ist an der Stirnseite der Einsteckkanal 35 angeordnet, durch den die Einsteckzunge der Sammelerde in den Schutzstecker 4 eindringen kann. Die Leiterplatte 25 weist mehrere Durchbrüche auf, durch die die Lagesicherung 26 und verschiedene Rastmittel 36 des ersten Gehäuseteils 13 durchgreifen und eine Rastverbindung mit dem zweiten Gehäuseteil 14 bilden. Der aus dem ersten und zweiten Gehäuseteil 13, 14 herausragende Teil der Leiterplatte 25 bildet den Einsteckteil 15. Wie aus der Darstellung deutlich wird, sind alle stromführenden Teile über die Gehäuseteile 13, 14 nach außen hin isoliert.

In der Fig. 6 und 7 ist der Schutzstecker 4 perspektivisch im komplett zusammengesetzten Zustand dargestellt:

Bezugszeichenliste

1

Schalt- oder Trennleiste

2

Montagewanne

3

Sammelerde

4

Schutzstecker

5

Klemm-Rast-Element

6

Öffnung

7

Erdkontakt

8

Basis

9

Sicke

10

Einsteckzunge

11

U-förmige Biegung

12

Gabelkontakt

13

erstes Gehäuseteil

14

zweites Gehäuseteil

15

Einsteckteil

16

Wölbung

17

Wölbung

18

Kontaktstelle

19

Erdkontakt

20

Sicke

21

Sicke

22

Öffnung

23

Öffnung

24

Schlitz

25

Leiterplatte

26

Lagesicherung

27

Trennkontakt

28

Auflagefläche

29

Überspannungsableiter

30

PTC-Widerstand

31

Diode

32

Mittelabgriff

33

Öffnung

34

Durchkontaktierung

35

Einsteckkanal

36

Rastmittel

37

Auflagefläche

Claims (15)

1. Sammelerde für eine Schalt- oder Trennleiste in der Telekommunikations- und Datentechnik, umfassend eine Basis, an der entsprechend der Anzahl zu beschaltender Doppeladern Einsteckzungen angeordnet sind, die in Einsteckkanälen eines Schutzsteckers einsteckbar sind, und mindestens einen Erdkontakt, über den die Sammelerde mit Masse verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsteckzungen (10) federnd ausgebildet sind.

2. Sammelerde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsteckzungen (10) als Gabelkontakte ausgebildet sind.

3. Sammelerde nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsteckzunge (10) mit einer nach unten gerichteten Wölbung (16) ausgebildet sind.

4. Sammelerde nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gabeln der Gabelkontakte an der der Basis (8) abgewandten Seite nach außen abgewinkelt sind.

5. Sammelerde nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktstellen (18) der Gabeln eben oder kreisbogensegmentförmig ausgebildet sind.

6. Sammelerde nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Erdkontakt (12) als Gabelkontakt ausgebildet ist.

7. Sammelerde nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Gabelkontakt mit einem Erdkontakt (7) der Schalt- oder Trennleiste (1) verbindbar ist.

8. Schutzstecker für eine Schalt- oder Tennleiste in der Telekommunikations- und Datentechnik mit einer Sammelerde nach einem der vorangegangenen Ansprüche, umfassend ein Gehäuse in dem Funktionselemente angeordnet sind, einen Einsteckkanal zur Aufnahme einer Einsteckzunge einer Sammelerde, mindestens einem Erdkontakt, der im aufgesteckten Zustand mit der Einsteckzunge elektrisch verbindbar ist, und ein Einsteckteil, dadurch gekennzeichnet, daß der Erdkontakt (19) mechanisch starr im Steckergehäuse montiert ist.

9. Schutzstecker nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktionselemente (29-31) und der Erdkontakt (19) auf einer Leiterplatte (25) angeordnet sind.

10. Schutzstecker nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktionselemente (29-31) auf der Oberseite und der Erdkontakt (19) auf der Unterseite der Leiterplatte (25) angeordnet sind.

11. Schutzstecker nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Erdkontakt (19) im Kontaktbereich als quaderförmiges Plättchen oder zylinderförmig ausgebildet ist.

12. Schutzstecker nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß im und am Gehäuse Auflagepunkte (28) für die Leiterplatte (25) existieren.

13. Schutzstecker nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse zweiteilig ausgebildet ist, wobei das erste Gehäuseteil (13) einen größeren Einbaubereich definiert, der im wesentlichen die Funktionselemente (29-31) aufnimmt, und das zweite Gehäuseteil (14) zur Aufnahme des auf der Unterseite der Leiterplatte (25) angeordneten Erdkontaktes (19) dient und mit dem Einsteckkanal (35) ausgebildet ist.

14. Schutzstecker nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gehäuseteile (13, 14) miteinander verrastbar sind.

15. Schutzstecker nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse mindestens eine Meß- und Trennstelle (27) angeordnet ist, die von der dem Einsteckteil (15) abgewandten Seite von außen zugänglich ist.