DE19823446A1 - Baugruppe zum Schutz von Telekommunikationseinrichtungen gegen Überspannungen - Google Patents

Abstract

Die Baugruppe besteht aus zwei gasgefüllten Überspannungsableitern (20), die nebeneinander in einem Gehäuse (15) angeordnet sind. Jedem Ableiter ist eine Hilfsentladungsstrecke und eine Kurzschlußeinrichtung zugeordnet. Die Ableiter liegen an der einen Seite einer den Erdungskontakt bildenden Platine (16) an, die zugleich die ortsfeste Elektrode der Kurzschlußeinrichtung bildet. An der anderen Seite der Platine (16) liegen zwei Varistoren (17) an, die die Hilfsentladungsstrecken bilden. Auf jedem Varistor (17) sitzt unter Zwischenschaltung eines schmelzbaren Abstandhalters (18) eine Kappe (19), die unter Federeinwirkung die bewegliche Elektrode (12) der Kurzschlußeinrichtung bildet.

Description

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet des Überspannungsschutzes von Telekommunikationseinrichtungen und ist bei der konstruk­ tiven Ausgestaltung einer Baugruppe anzuwenden, die aus zwei in einem isolierenden Gehäuse angeordneten gasgefüllten Über­ spannungsableitern besteht, wobei jedem Überspannungsableiter eine Hilfsentladungsstrecke und eine im Überlastfall anspre­ chende Kurzschlußeinrichtung zugeordnet ist.

Bei einer bekannten, auf dem US-Markt gebräuchlichen Baugrup­ pe dieser Art (s. Fig. 1) sind die beiden Überspannungsablei­ ter, die jeweils zwei Elektroden aufweisen und jeweils unter Bildung der zugehörigen Hilfsfunkenstrecke von einer Metall­ hülse 1 umgeben sind, nebeneinander in Kammern eines isolie­ renden Gehäuses 2 angeordnet. Die eine Elektrode jedes Über­ spannungsableiters kontaktiert dabei ein durch das Gehäuse 2 nach außen geführtes steckbares Kontaktteil 3, während die andere Elektrode über einen aus einem niedrig schmelzenden Lot bestehenden Abstandhalter 4 und eine spiralförmige Blatt­ feder 5 mit dem aus Metall bestehenden Deckel 6 des isolie­ renden Gehäuses 2 verbunden ist. Dieser Deckel dient als Er­ dungsanschluß und hat einen nach außen geführten Anschlußkon­ takt. Bei dieser bekannten Baugruppe besteht die Hilfsfun­ kenstrecke jedes Überspannungsableiters aus einer parallel geschalteten Luftfunkenstrecke, die mittels einer gelochten Isolierfolie realisiert ist ("vent-safe"-Verhalten; siehe US 5,142,434 A). Überspannungsableiter und Luftfunkenstrecke sind dabei in der Metallhülse 1 angeordnet. Bei der bekann­ ten Baugruppe sind diese Metallhülse 1 und der Abstandhalter 4 zusätzlich in einem Becher 7 angeordnet, dessen Rand auf einen bestimmten Abstand x₁ zum steckbaren Kontaktteil 3 ge­ halten wird. Im Überlastfall schmilzt der Abstandhalter 4, und der Rand des Bechers 7 kommt unter der Wirkung der Blatt­ feder 5 in Kontakt mit dem Kontaktstück 3 ("fail-safe"-Ver­ halten).

Es ist weiterhin bekannt, daß sogenannte "vent-safe"-Ver­ halten nicht mit einer Luftfunkenstrecke unter Verwendung einer feuchtigkeitsempfindlichen Isolierfolie sondern mit Hilfe eines gegen Feuchtigkeitseinflüsse geschützten Metall­ oxid-Varistors zu realisieren, der als Hohlzylinder ausgebil­ det, mit metallisierten Stirnflächen versehen und auf die ei­ ne Elektrode des Ableiters aufgesetzt ist (US 5, 383, 085 A/DE 43 31 215 A1). - Eine ähnliche Maßnahme hat man auch schon für Drei-Elektroden-Ableiter vorgesehen (US 5,388,023 A, US 5,633,777). Hier sind ein zylindrisch ausgebildeter Vari­ stor und ein schmelzbarer Abstandhalter auf jeweils eine der beiden Endelektroden aufgesetzt und dort mittels eines an der Mittelelektrode befestigten Federbügels und eine am Ende des Federbügels angeordneten Kappe fixiert. Der Rand der Kappe und die jeweilige Endelektrode bzw. ein auf die Endelektrode aufgesetzter Kontaktring bilden die beiden Elektroden einer Kurzschlußeinrichtung ("fail-safe"-Verhalten).

Ausgehend von einer Baugruppe mit den Merkmalen des Oberbe­ griffes des Patentanspruches (s. Fig. 1) liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Hilfsfunkenstrecken mittels Metall­ oxid-Varistoren aufzubauen und hierbei den konstruktiven Auf­ bau der Baugruppe als Ganzes zu vereinfachen und dadurch ko­ stengünstig zu gestalten.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind folgende Maßnahmen vorgesehen: Die gemeinsame Kontakteinrichtung weist eine Platine auf, an deren einer Seite die beiden Überspannungsableiter mit ihrer zweiten Elektrode unmittelbar anliegen; weiterhin sind die beiden Hilfsentladungsstrecken von jeweils einem mit zwei Kontaktflächen versehenen Varistor gebildet, wobei die beiden Varistoren mit der einen Kontaktfläche an der anderen Seite der Platine unmittelbar anliegen; weiterhin ist wesentlich, daß die Platine die Gegenelektrode der beiden Kurzschlußein­ richtungen bildet und daß die bewegbare Elektrode jeder Kurz­ schlußeinrichtung aus einer Kappe besteht, die unter Zwi­ schenschaltung des schmelzbaren Abstandhalters auf die andere Kontaktfläche eines Varistors aufgesetzt ist; zur Vervoll­ ständigung des Gesamtaufbaus der Baugruppe ist weiterhin jede Kappe mittels eines die Kappe fixierenden federnden Bügels mit der ersten Elektrode des jeweiligen Überspannungsablei­ ters elektrisch verbunden.

Bei einer derartigen Ausgestaltung der Baugruppe sind die dem jeweiligen Überspannungsableiter zugeordneten Hilfsfunktionen "Kurzschluß" und "Überlastschutz" konstruktiv vom Überspan­ nungsableiter getrennt angeordnet und gemeinsam in einer Un­ terbaugruppe realisiert, die über zwei einfache Kontaktele­ mente mit den Elektroden des Überspannungsableiters verbunden ist. Dies gewährleistet, daß die einzelnen Bauteile der Bau­ gruppe einander durch einfache Bestückungsschritte zugeordnet werden können.

Zwei Ausführungsbeispiele der neuen Baugruppe sind in den Fig. 2 bis 4 dargestellt. Dabei zeigt

Fig. 2 eine Baugruppe unter Verwendung des bisher üblichen Gehäuses und

Fig. 3 und 4 eine Baugruppe mit modifizierter Fixierung der Kurzschlußeinrichtung unter Verwendung eines isolierenden Gehäusedeckels.

Gemäß Fig. 2 sind in zwei nebeneinander angeordneten Kammern des isolierenden Gehäuses 15 die beiden gasgefüllten Über­ spannungsableiter 10 angeordnet, die jeweils eine erste Ende­ lektrode 12 und eine zweite Endelektrode 11 aufweisen. Die erste Endelektrode 12 ist mit einem Kontaktstück 13 versehen, der am steckbaren Kontaktteil 14 anliegt.

Auf die zweite Endelektrode 11 der beiden Überspannungsablei­ ter 10 ist eine metallische Platine 16 aufgesetzt, die über eine spiralförmige Blattfeder 21 mit dem metallischen Deckel 22 des Gehäuses in Verbindung steht. Die metallische Platine 16, die Blattfeder 21 und der Deckel 22, der mit einem nicht dargestellten Anschlußkontakt versehen ist, stellen die ge­ meinsame Kontakteinrichtung für die beiden Überspannungsab­ leiter 10 dar.

Auf der Oberseite der Platine 16 sind koaxial zu den beiden Überspannungsableitern 10 jeweils ein Varistor 17, ein schmelzbarer Abstandhalter 18 und eine metallische Kappe 19 aufgesetzt. Varistor 17, Abstandhalter 18 und Kappe 19 sind mittels eines Federbügels 20 fixiert, der mit seinem einen Ende an der ersten Elektrode 12 anliegt. Dieser Federbügel, der aus einem federelastischen Werkstoff wie beispielsweise Kupfer-Beryllium besteht, führt das Potential der ersten Elektrode 12 an die Kappe 19 und damit über den aus einem niedrig schmelzenden Lot bestehenden Abstandhalter 18 auch an den Varistor 17.

Die Kappe 19 ist mit einem umlaufenden Rand versehen, der mittels des Abstandhalters 18 auf Abstand (X₂) zur Platine 16 gehalten wird.

Die elektrische Dimensionierung der Varistoren 17 kann entwe­ der gemäß Spalte 2, Zeilen 25 bis 36 oder gemäß Spalte 4, Zeilen 3 bis 16 der US-PS 5,833,085 erfolgen.

Bei der Baugruppe gemäß den Fig. 3 und 4 besteht nicht nur das Gehäuse 15 sondern auch der Deckel 25 aus isolierendem Material, so daß dem Deckel 25 allein eine mechanische Funk­ tion zukommt. Der Deckel ist hierzu mit zwei Noppen 26 verse­ hen, auf die Schraubenfedern 24 aufgesetzt sind. Diese Druck­ federn liegen mit ihrem anderen Ende an dem einen Schenkel des Bügels 23 an und drücken die Kappe 19, den Abstandhalter 18, den Varistor 17, die metallische Platine 27 und die bei­ den Überspannungsableiter 30 gegeneinander, wodurch diese in­ nerhalb des Gehäuses 15 fixiert werden. Die Überspannungsab­ leiter 30 sind dabei so ausgebildet, daß die untere Elektrode 31 keinen Kontaktstift aufweist sondern unter Zwischenschal­ tung des anderen Schenkels des Bügels 23, der beispielsweise aus Kupfer besteht, an dem zugehörigen steckbaren Kontaktteil 14 anliegt. Weiterhin ist der Isolator 32 jedes Überspan­ nungsableiters mit einer Fase versehen, so daß der Außen­ durchmesser des Isolators größer als der Außendurchmesser der beiden Endelektroden ist. Dadurch können Sicherheitsabstände im Hinblick auf unerwünschte Kontaktierungen eingehalten wer­ den.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 3 und 4 bildet die Platine 27 allein die gemeinsame Kontakteinrichtung der beiden Überspannungsableiter 30 und ist mit einem durch die Wand des isolierenden Gehäuses nach außen geführten Anschluß­ kontakt 28 versehen.

Claims (3)

1. Baugruppe zum Schutz von Telekommunikationseinrichtungen gegen Überspannungen,
bestehend aus zwei gasgefüllten Zwei-Elektroden-Überspan­ nungsableitern, die nebeneinander in einem mit einem Deckel versehenen isolierenden Gehäuse angeordnet sind und denen je­ weils eine parallel geschaltete Hilfsentladungsstrecke und eine im Überlastfall ansprechende Kurzschlußeinrichtung zuge­ ordnet sind,
wobei die jeweilige Kurzschlußeinrichtung eine axial bewegba­ re Elektrode aufweist, die unter der Einwirkung eines Federe­ lementes steht und mittels eines schmelzbaren Abstandhalters auf Abstand zu einer Gegenelektrode gehalten wird,
und wobei der ersten Elektrode jedes Überspannungsableiters ein durch das Gehäuse nach außen geführtes steckbares Kon­ taktteil und den zweiten Elektroden der beiden Überspannungs­ ableiter eine gemeinsame, durch das Gehäuse nach außen ge­ führte Kontakteinrichtung zugeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die gemeinsame Kontakteinrichtung eine Platine (16) auf­ weist, an deren einer Seite die beiden Überspannungsableiter (10) mit ihrer zweiten Elektrode (11) unmittelbar anliegen,
daß die beiden Hilfsentladungsstrecken von jeweils einem mit zwei Kontaktflächen versehenen Varistor (17) gebildet werden, wobei die beiden Varistoren mit der einen Kontaktfläche an der anderen Seite der Platine (16) unmittelbar anliegen,
daß die Platine (16) die Gegenelektrode der beiden Kurz­ schlußeinrichtungenen bildet
und daß die bewegbare Elektrode jeder Kurzschlußeinrichtung aus einer Kappe (19) besteht, die unter Zwischenschaltung des schmelzbaren Abstandhalters (18) auf die andere Kontaktfläche eines Varistors (17) aufgesetzt ist,
wobei jede Kappe (18) mittels eines die Kappe fixierenden, federnden Bügels (20) mit der ersten Elektrode (12) des je­ weiligen Überspannungsableiters (10) elektrisch verbunden ist.

2. Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platine (16) unter der Einwirkung mindestens einer Feder (21) steht, die die Platine mit dem metallischen Deckel (22) des isolierenden Gehäuses (15) elektrisch verbindet.

3. Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platine (27) die gemeinsame Kontakteinrichtung bildet und unter der Einwirkung von zwei Schraubenfedern (24) steht, die sich einerseits am isolierenden Deckel (25) des Gehäuses (15) und andererseits an der Kappe (19) jeweils einer der beiden Kurzschlußeinrichtungen abstützen.