DE102009010929A1

DE102009010929A1 - Überspannungsschutzmagazin oder -stecker und Verfahren zur Herstellung eines Überspannungsschutzmagazins oder -steckers

Info

Publication number: DE102009010929A1
Application number: DE102009010929A
Authority: DE
Inventors: Heiko Dipl.-Ing. Neumetzler
Original assignee: ADC GmbH
Current assignee: Tyco Electronics Service GmbH
Priority date: 2009-02-27
Filing date: 2009-02-27
Publication date: 2010-09-09
Also published as: RU2011139338A; CN102318153A; US20110310517A1; MX2011008976A; RU2480877C1; KR20110133553A; AU2009340812A1; CL2011002101A1; ZA201106254B; EP2401795A1; WO2010097109A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Überspannungsschutzmagazin (1) oder -stecker, umfassend ein Gehäuse, mindestens einen Überspannungsableiter (35), Linienkontakte (10a), mindestens einen Erdkontakt (21) und einen Träger (30) für die Überspannungsableiter (35), wobei der Träger (30) als Kunststoffspritzgussteil ausgebildet ist, wobei die Linienkontakte (10a) und der mindestens eine Erdkontakt (21) in das Kunststoffspritzgussteil teilweise eingespritzt sind, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Überspannungsschutzmagazins (1) oder -steckers.

Description

Die Erfindung betrifft ein Überspannungsschutzmagazin oder -stecker und ein Verfahren zur Herstellung eines Überspannungsschutzmagazins oder -steckers.
Aus der DE 10 2007 006 693 A1 ist ein Überspannungsschutzmagazin bekannt, umfassend ein Kunststoffgehäuse, elektrische Kontakte, Überspannungsschutzelemente und mindestens einen Kontaktkamm, wobei die elektrischen Kontakte in dem Kunststoffgehäuse angeordnet sind und jeweils einen Einsteckbereich und einen Kontaktbereich aufweisen, wobei die elektrischen Kontakte im Einsteckbereich in einer Reihe angeordnet sind, das Kunststoffgehäuse Aufnahmen für die Überspannungsschutzelemente aufweist, die auf beiden Seiten entlang der Längsrichtung angeordnet sind, wobei die Kontaktbereiche der elektrischen Kontakte in die jeweilige Aufnahme ragen und einen ersten elektrischen Kontakt zum jeweiligen Überspannungsschutzelement herstellen und der Kontaktkamm federnde Kontaktelemente im Bereich der Aufnahmen aufweist, die den zweiten Kontakt zum Überspannungsschutzelement herstellen. Die Überspannungsschutzelemente sind dabei als 2-polige Überspannungsableiter ausgebildet. Die Kontakte sind vorzugsweise als Kontaktgitter ausgebildet und in das Kunststoffgehäuse eingespritzt, die durch Öffnungen im Kunststoffgehäuse freigestanzt werden, wohingegen der Kontaktkamm mit Erdkontakten ausgebildet ist und den Masseanschluss bildet.
Des Weiteren sind Überspannungsschutzmagazine bekannt, die eine Leiterplatte umfassen, auf der die Überspannungsschutzelemente angeordnet sind. Die Einsteckkontakte sind dabei als Freischnitte der Leiterplatte ausgebildet, auf denen Kontaktpads angeordnet sind. Nachteilig an diesen Überspannungsschutzmagazinen sind deren relativ hohen Kosten, da aufgrund der geforderten hohen Steckrate hohe Qualitätsanforderungen an die Leiterplatte und die Kontaktpads gestellt werden.
Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein Überspannungsschutzmagazin oder -stecker sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Überspannungsschutzmagazins oder -steckers zu schaffen, der kompakt und preiswert im Aufbau ist.
Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch die Gegenstände mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 und 15. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Hierzu umfasst das Überspannungsschutzmagazin oder -stecker ein Gehäuse, mindestens einen Überspannungsableiter, Linienkontakte, mindestens einen Erdkontakt und einen Träger für die Überspannungsableiter, wobei der Träger als Kunststoffspritzgussteil ausgebildet ist, wobei die Linienkontakte und der mindestens eine Erdkontakt in das Kunststoffspritzgussteil teilweise eingespritzt sind. Hierdurch ergibt sich ein sehr kompakter und preiswerter Aufbau des Trägers. Dabei ist es denkbar, die Linienkontakte bzw. den Erdkontakt als Einzelkontakte einzuspritzen.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Linienkontakte jedoch als mindestens ein Kontaktgitter ausgebildet, die durch Öffnungen im Träger freigestanzt sind. Der Vorteil eines Kontaktgitters ist, dass nur ein Teil in der Spritzgussform ausgerichtet werden muss.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen die Linienkontakte jeweils einen Einsteckbereich und einen Kontaktbereich auf, wobei die Einsteckbereiche nicht umspritzt sind.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Einsteckbereiche in einer Reihe angeordnet und die Kontaktbereiche und die Einsteckbereiche liegen in einer Ebene.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Linienkontakte im Kontaktgitter über einen gemeinsamen Quersteg verbunden, wobei unterhalb des Quersteges die Einsteckbereiche und oberhalb des Quersteges die Kontaktbereiche angeordnet sind, wobei paarweise ein Kontaktbereich durch einen geraden Verbindungssteg mit dem Quersteg verbunden ist und der andere Kontaktbereich über einen zweifach abgewinkelten Verbindungssteg mit dem Quersteg verbunden ist, wobei die erste Abwinkelung im Bereich des Quersteges den Verbindungssteg in eine parallele Ebene zur Ebene der Kontaktbereiche führt und die zweite Abwinkelung im Bereich der Kontaktbereiche den Verbindungssteg in die Ebene der Kontaktbereiche zurückführt, wobei die zweifach abgewinkelten Verbindungsstege länger als die geraden Verbindungsstege sind.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Überspannungsschutzmagazin zwei Erdkontakte auf, die über einen Quersteg miteinander verbunden sind, wobei der Quersteg zwischen den Kontaktbereichen der Linienkontakte verläuft, ohne deren Verbindungsstege zu berühren. Dies ist insbesondere deshalb besonders einfach möglich, da die längeren Verbindungsstege in einer zurückgesetzten parallelen Ebene verlaufen, so dass die Erdkontakte in der gleichen bzw. nahezu der gleichen Ebene wie die Kontaktbereiche bzw. Einsteckbereiche der Linienkontakte liegen können.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Kontaktbereiche als rechteckförmige Kontaktstreifen ausgebildet, wobei paarweise zusammengehörige Kontaktstreifen fluchtend übereinander angeordnet sind.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Träger Vertiefungen auf, wobei die Kontaktbereiche im Bodenbereich der Vertiefung angeordnet sind. Hierdurch werden die Überspannungsableiter besser in Position gehalten und gleichzeitig das Kontaktgitter bzw. die Erdkontakte durch den Kunststoff stabilisiert.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist zwischen den Kontaktbereichen in der Vertiefung Kunststoff gespritzt, was insbesondere zur Stabilisierung der langen, zweifach abgewinkelten Verbindungsstege dient.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Unterseite des Trägers zwischen zwei Einsteckbereichen der Linienkontakte eine Einbuchtung auf, wodurch die Spannungsfestigkeit erhöht werden kann.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Gehäuse Zwischenwände auf, zwischen denen die Überspannungsableiter angeordnet sind. Hierdurch wird verhindert, dass ein sich lösender Überspannungsableiter die benachbarten Überspannungsableiter stört und insbesondere Kurzschlüsse erzeugt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform bildet die Rückseite des Trägers eine Gehäusewand.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Überspannungsableiter als SMD-Bauelemente ausgebildet.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Überspannungsableiter als dreipolige Überspannungsableiter ausgebildet, so dass jeweils ein Überspannungsableiter je Doppelader benötigt wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Fig. zeigen:
1 eine perspektivische Darstellung eines Kontaktgitters,
2 eine perspektivische Darstellung von Erdkontakten,
3a eine perspektivische Darstellung von Kontaktgittern und Erdkontakten vor dem Umspritzen mit Kunststoff,
3b eine Seitenansicht der Anordnung gemäß 3a,
4 eine perspektivische Vorderansicht eines Trägers ohne Überspannungsableiter,
5 eine perspektivische Vorderansicht des Trägers mit Überspannungsableitern,
6 eine perspektivische Rückansicht eines Gehäuses,
7 eine perspektivische Vorderansicht eines zusammengesetzten Überspannungsschutzmagazins,
8 eine perspektivische Vorderansicht des Überspannungsschutzmagazins mit einer Anschlussleiste und
9 eine perspektivische Rückansicht des Überspannungsschutzmagazins mit der Anschlussleiste.
In der 1 ist ein Kontaktgitter 10 für zwanzig Linienkontakte 10a (siehe 3a) für ein 10-DA-Überspannungsschutzmagazin dargestellt, wobei die zwanzig Linienkontakte 10a über einen gemeinsamen Quersteg 11 zunächst miteinander verbunden sind. Unterhalb des Quersteges 11 sind somit zwanzig Einsteckbereiche 12 der Linienkontakte 10a angeordnet, die alle in einer Reihe R angeordnet sind. Die Einsteckbereiche 12 werden dann in Schnittstellen 51 einer Anschlussleiste 50 (9), die beispielsweise als Trenn- oder Gabelkontakte ausgebildet sind, eingesteckt. Oberhalb des Quersteges 11 sind Kontaktbereiche 13a, 13b angeordnet, die zum Kontaktieren von Überspannungsableitern 35 (5) dienen. Für die zehn Überspannungsableiter 35 sind somit zehn Kontaktbereiche 13a und zehn korrespondierende Kontaktbereiche 13b vorgesehen. Die Kontaktbereiche 13a sind über einen kurzen, geraden Verbindungssteg 14a mit dem Quersteg 11 verbunden. Die Kontaktbereiche 13b sind über einen zweifach abgewinkelten Verbindungssteg 14b mit dem Quersteg 11 verbunden. Die Einsteckbereiche 12 und die Kontaktbereiche 13a, 13b liegen dabei in einer Ebene E1 (siehe 3b). Die erste Abwinkelung 15 im Bereich des Quersteges 11 führt den Verbindungssteg 14b in eine parallele Ebene E2 (siehe 3b) zur Ebene E1 der Kontaktbereiche 13a, 13b. Die zweite Abwinkelung 16 führt den Verbindungssteg 14b wieder in die Ebene E1 der Kontaktbereiche 13a, 13b zurück und versetzt gleichzeitig den Kontaktbereich 13b etwas nach links, so dass die Kontaktbereiche 13a, 13b fluchtend zueinander angeordnet sind. Des Weiteren ist der Quersteg 11 mit Löchern 17 ausgebildet, in die Haltestifte eines Spritzgusswerkzeuges einführbar sind, um das Kontaktgitter 10 definiert im Spritzgusswerkzeug zu halten. Im Ausführungsbeispiel entspricht der Abstand zwei benachbarter Löcher 17 auf dem Quersteg 11 etwa den doppelten Abstand zwei benachbarter Einsteckbereiche 12.
In der 2 ist eine Erdschiene 20 dargestellt. Die Erdschiene 20 umfasst zwei Erdkontakte 21, die als Gabelkontakte ausgebildet sind. Die beiden Erdkontakte 21 sind über einen Quersteg 22 miteinander verbunden, wobei der Quersteg 22 im Bereich der Erdkontakte 21 jeweils eine Abwinkelung 23 aufweist, so dass Erdkontakte 21 und Quersteg 22 in verschiedenen Ebenen liegen, die jedoch parallel sind. Im oberen Bereich weisen die Erdkontakte 21 Löcher 24 auf, die wieder zum Halten innerhalb der Spritzgussform dienen.
In der 3a sind schließlich Kontaktgitter 10 und Erdschiene 20 dargestellt, wie diese zusammen in einem Spritzgusswerkzeug angeordnet werden würden. Der Quersteg 22 der Erdschiene 20 liegt dabei in einer Ebene E3 (siehe 3b) zwischen der Ebene E1 der Kontaktbereiche 13a, 13b und der Ebene E2 der Verbindungsstege 14b, so dass der Quersteg 22 die Verbindungsstege 14b nicht berührt. Dabei ist der Quersteg 11 jeweils zwischen zwei Verbindungsstegen 14a, 14b freigestanzt, wobei der Freistanzvorgang jedoch erst nach dem Spritzvorgang erfolgt. Durch den Freistanzvorgang werden somit zehn separate Einsteckbereiche 12 mit den Kontaktbereichen 13a und zehn separate Einsteckbereiche 12 mit den Kontaktbereichen 13b gebildet.
In der 4 ist ein Träger 30 dargestellt, in den das Kontaktgitter 10 und die Erdschiene 10 teilweise eingespritzt sind, wobei die Einsteckbereiche 12 und die beiden Erdkontakte 21 nicht umspritzt werden. Oberhalb der Erdkontakte 21 ist der Träger etwas breiter, um die Stabilität zu erhöhen. Weiter sind Freistanzöffnungen 31 zu sehen, durch die das Kontaktgitter 10, wie in 3 dargestellt, freigestanzt wird. Der Träger 30 weist ferner Vertiefungen 32 auf, wobei die Kontaktbereiche 13b, 13a sowie jeweils ein Teil des Quersteges 22 der Erdschiene 20 im Bodenbereich oberflächig freiliegen. Zwischen den Kontaktbereichen 13a, 13b bzw. der Erdschiene 20 sind gespritzte Kunststoffstreifen 33, die die Verbindungsstege 14b (siehe 1) stabilisieren. Die sich zwischen den Vertiefungen 32 bildenden dicken Kunststoffstege 34 stabilisieren hingegen zusätzlich die Erdschiene 20 (siehe 2). Zwischen jeweils zwei Einsteckbereichen 12 ist die Unterseite 52 des Trägers 30 mit Einbuchtungen 53 ausgebildet, um die Spannungsfestigkeit zu erhöhen.
In der 5 ist der Träger 30 bestückt mit dreipoligen Überspannungsableitern 35 dargestellt, die in den jeweiligen Vertiefungen 32 angeordnet sind. Dabei sind die beiden äußeren Pole 36, 37 der Überspannungsableiter 35 mit den Kontaktbereichen 13a, 13b und der mittlere Massekontakt 38 mit dem Quersteg 22 verbunden. Die Verbindung kann dabei beispielsweise durch Löten, Laserschweißen oder Verklebung realisiert werden.
In der 6 ist ein Gehäuse 40 für ein Überspannungsschutzmagazin zur Aufnahme des Trägers 30 dargestellt. Das Gehäuse 40 weist Zwischenwände 41 auf, zwischen denen die einzelnen Überspannungsableiter 35 angeordnet sind, wenn der Träger 30 in das Gehäuse 40 eingesteckt wird. Dabei bildet die Rückseite 39 des Trägers 30 nahezu komplett eine Seitenwand des Gehäuses 40, was in 9 zu sehen ist. Auf der Oberseite wird das Gehäuse 40 durch einen Abdeckstreifen 42 abgeschlossen (siehe 7). Das Gehäuse 40 weist an der Unterseite 43 zwei Dome 44 auf, durch die die Erdkontakte 21 geführt werden, wobei mittels der Dome 44 das Überspannungsschutzmagazin 1 (siehe 8 und 9) in einer Anschlussleiste 50 verrastet. Das komplett zusammengebaute Überspannungsschutzmagazin 1 ist in 7 dargestellt, wobei ein Teil der dem Träger 30 gegenüberliegenden Seitenwand weggebrochen ist, so dass die Lage der Überspannungsableiter 35 zwischen den Zwischenwänden 41 erkennbar ist. Das Einstecken des Überspannungsschutzmagazins 1 in die Anschlussleiste 50 ist in den 8 und 9 dargestellt ist. In 9 sind die Schnittstellen 51 der Anschlussleiste 50 zur Aufnahme der Einsteckbereiche 12 zu sehen.

1: Überspannungsschutzmagazin
10: Kontaktgitter
10a: Linienkontakt
11: Quersteg
12: Einsteckbereiche
13a, 13b: Kontaktbereiche
14a, 14b: Verbindungsstege
15: erste Abwinkelung
16: zweite Abwinkelung
17: Löcher
20: Erdschiene
21: Erdkontakte
22: Quersteg
23: Abwinkelung
24: Löcher
30: Träger
31: Freistanzöffnungen
32: Vertiefungen
33: Kunststoffstreifen
34: Kunststoffstege
35: Überspannungsableiter
36, 37: Pole
38: Massekontakt
39: Rückseite
40: Gehäuse
41: Zwischenwände
42: Abdeckstreifen
43: Unterseite
44: Dome
50: Anschlussleiste
51: Schnittstellen
52: Unterseite
53: Einbuchtung
E1–E3: Ebene

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102007006693 A1 [0002]

Claims

Überspannungsschutzmagazin oder -stecker, umfassend ein Gehäuse, mindestens einen Überspannungsableiter, Linienkontakte, mindestens einen Erdkontakt und einen Träger für die Überspannungsableiter, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (30) als Kunststoffspritzgussteil ausgebildet ist, wobei die Linienkontakte (10a) und der mindestens eine Erdkontakt (21) in das Kunststoffspritzgussteil teilweise eingespritzt sind.
Überspannungsschutzmagazin nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Linienkontakte (10a) als mindestens ein Kontaktgitter (10) ausgebildet sind, die durch Öffnungen (31) im Träger (30) freigestanzt sind.
Überspannungsschutzmagazin nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Linienkontakte (10a) jeweils einen Einsteckbereich (12) und einen Kontaktbereich (13a, 13b) aufweisen, wobei die Einsteckbereiche (12) nicht umpritzt sind.
Überspannungsschutzmagazin nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einsteckbereiche (12) in einer Reihe (R) angeordnet sind und die Kontaktbereiche (13a, 13b) und die Einsteckbereiche (12) in einer Ebene (E1) liegen.
Überspannungsschutzmagazin nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Linienkontakte (10a) im Kontaktgitter (10) über einen gemeinsamen Quersteg (11) verbunden sind, wobei unterhalb des Quersteges (11) die Einsteckbereiche (12) und oberhalb des Quersteges (11) die Kontaktbereiche (13a, 13b) angeordnet sind, wobei paarweise ein Kontaktbereich (13a) durch einen geraden Verbindungssteg (14a) mit dem Quersteg (11) verbunden ist und der andere Kontaktbereich (13b) über einen zweifach abgewinkelten Verbindungssteg (14b) mit dem Quersteg (11) verbunden ist, wobei die erste Abwinkelung (15) im Bereich des Quersteges (11) den Verbindungssteg (14b) in eine parallele Ebene (E2) zur Ebene (E1) der Kontaktbereiche (13a, 13b) führt und die zweite Abwinkelung (16) im Bereich der Kontaktbereiche (13b) den Verbindungssteg (14b) in die Ebene (E1) der Kontaktbereiche (13a, 13b) zurückführt, wobei die zweifach abgewinkelten Verbindungsstege (14b) länger als die geraden Verbindungsstege (14a) sind.
Überspannungsschutzmagazin nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Überspannungsschutzmagazin (1) zwei Erdkontakte (21) aufweist, die über einen Quersteg (22) miteinander verbunden sind, wobei der Quersteg (22) zwischen den Kontaktbereichen (13a, 13b) der Linienkontakte verläuft, ohne deren Verbindungsstege (14b) zu berühren.
Überspannungsschutzmagazin nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktbereiche (13a, 13b) als rechteckförmige Kontaktstreifen ausgebildet sind, wobei paarweise zusammengehörige Kontaktstreifen fluchtend übereinander angeordnet sind.
Überspannungsschutzmagazin nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (30) Vertiefungen (32) aufweist, wobei die Kontaktbereiche (13a, 13b) im Bodenbereich der Vertiefung (32) angeordnet sind.
Überspannungsschutzmagazin nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Kontaktbereichen (13a, 13b) in der Vertiefung (32) Kunststoff gespritzt ist.
Überspannungsschutzmagazin nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei Einsteckbereichen (12) der Linienkontakte (10a) die Unterseite (52) des Trägers (30) eine Einbuchtung (53) aufweist.
Überspannungsschutzmagazin nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (40) Zwischenwände (41) aufweist, zwischen denen die Überspannungsableiter (35) angeordnet sind.
Überspannungsschutzmagazin nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückseite (39) des Trägers (30) eine Gehäusewand bildet.
Überspannungsschutzmagazin nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Überspannungsableiter (35) als SMD-Bauelemente ausgebildet sind.
Überspannungsschutzmagazin nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Überspannungsableiter (35) als dreipolige Überspannungsableiter ausgebildet sind.
Verfahren zur Herstellung eines Überspannungsschutzmagazins oder -steckers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Linienkontakte (10a) und der mindestens eine Erdkontakt (21) in den als Kunststoffspritzgussteil ausgebildeten Träger (30) eingespritzt werden und der Träger (30) in das Gehäuse (40) eingesetzt wird.