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TECHNISCHES GEBIET
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Das vorliegende Gebrauchsmuster betrifft das Gebiet des Schutzes gegen Stromquellenüberspannung, insbesondere eine Schutzvorrichtung gegen Stromquellenüberspannung zur Verwendung für eine Leiterplatte.
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STAND DER TECHNIK
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Im Zuge der schnellen Entwicklung der Kommunikationsbranche bieten die rasche Entwicklung mobiler Endgeräte und mobiler Internetdienste gegenwärtig neue Herausforderungen für den Fortschritt mobiler Netze. Insbesondere im Zuge der Anwendung des 4G-Netzes und der Entwicklung des 5G-Netzes können die Technologie herkömmlicher mobiler Basisstationen und die Weise von deren Anordnung den ständig steigenden Bedarf der Nutzer in Hinblick auf die Datendienste nicht mehr erfüllen. Bei den mobilen Basisstationen besteht gegenwärtig ein Trend zur Miniaturisierung und es werden kontinuierlich miniaturisierte Produkte von Basisstationen mit tiefer Abdeckung, einfacher Anordnung und geringem Energieverbrauch hervorgebracht.
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Bei Klein- und Mini-Basisstationen können wegen des relativ geringen Volumens, der höheren Anforderungen bezüglich des Blitzschutzes und der ebenfalls verkleinerten Blitzschutzvorrichtungen selbst die Blitzschutzvorrichtungen mit herkömmlicher Schienenwegmontage die gegenwärtigen Anforderungen des Standes der Technik und bezüglich der Abmessungen nicht mehr erfüllen. Im Zuge der Entwicklungstendenz elektronischer Elemente zur immer weiteren Miniaturisierung und Integration besteht für Leiterplatten mit sehr dichter Anordnung der Elemente eine Beschränkung bezüglich Fläche und Raum, wobei insbesondere bei einer starken Beschränkung der Höhe die Schutzvorrichtungen gegen Stromquellenüberspannung nach dem Stand der Technik nur schwer die Anforderungen an die Gesamtintegration der Stromquelle, die Miniaturisierung des Volumens und die Maximierung der Leistung erfüllen können.
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INHALT DES GEBRAUCHSMUSTERS
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Zielsetzung des Gebrauchsmusters: Zur Lösung der beim Stand der Technik bestehenden Probleme stellt das vorliegende Gebrauchsmuster eine Schutzvorrichtung gegen Stromquellenüberspannung zur Verwendung für eine Leiterplatte bereit, um die Anforderungen an die Gesamtintegration der Stromquelle, die Miniaturisierung des Volumens und die Maximierung der Leistung erfüllen zu können.
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Technische Konzeption: Zur Verwirklichung der vorstehend bezeichneten Zielsetzung umfasst die Schutzvorrichtung gegen Stromquellenüberspannung zur Verwendung für eine Leiterplatte nach dem vorliegenden Gebrauchsmuster ein Isolationsgehäuse sowie einen innerhalb davon vorgesehenen spannungsempfindlichen elektrischen Widerstand, wobei das vorstehend bezeichnete Isolationsgehäuse ein oberes Gehäuse und ein unteres Gehäuse umfasst, wobei das obere Gehäuse und das untere Gehäuse jeweils mit einem Sichtfenster versehen sind, wobei das obere Gehäuse das untere Gehäuse abdeckt, so dass die Position des Sichtfensters sich zur Anzeige des Lösestatus deckt, wobei an dem unteren Gehäuse an den beiden gegenüber befindlichen Seitenwänden vertikal zu der Seitenwand mit vorgesehenem Sichtfenster elektrische Pol-Durchführungsöffnungen vorgesehen sind, wobei außen an den beiden Seitenwänden außerdem jeweils eine Positionsbegrenzungsrille, eine Stromleiste, eine Lichtbogenseparationsplatte und eine Feder vorgesehen sind, wobei an der Lichtbogenseparationsplatte eine Ziehkonstruktion vorgesehen ist, wobei die elektrischen Pole an den beiden gegenüber befindlichen Seitenflächen des spannungsempfindlichen elektrischen Widerstandes jeweils durch die vorstehend bezeichneten elektrischen Pol-Durchführungsöffnungen geführt sind und mit der Stromleiste der entsprechenden Seite thermische Lösepunkte bilden, wobei bei Lösen der thermischen Lösepunkte die Stromleisten von dem spannungsempfindlichen elektrischen Widerstand getrennt werden und unter der beschränkenden Wirkung der Ziehkonstruktion im Zuge der Mitnahme der Lichtbogenseparationsplatte durch die Feder eine Bewegung entlang der Positionsbegrenzungsrille vollziehen und den spannungsempfindlichen elektrischen Widerstand verlassen.
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Vorteile des vorliegenden Gebrauchsmusters: Bei der Schutzvorrichtung gegen Stromquellenüberspannung zur Verwendung für eine Leiterplatte nach dem vorliegenden Gebrauchsmuster finden eine symmetrische Konstruktion zum symmetrischen Doppel-Lösen und eine Lötausführung für die Anschlüsse Verwendung, wobei ein Mehrfach-Schutz zwischen Phase gegen Phase, Phase gegen Neutralleiter und gegen Erde verwendet wird, wobei schnelles Lösen und Unterbrechen gegeben sind und die Signale des thermischen Lösens über ein Sichtfenster der Gehäuseoberfläche angezeigt werden. Durch die Verwendung von einem Stromkreis mit geringer Restspannung kann ein gutes Schutzniveau des Produkts erreicht und gewährleistet werden, dass eine Beschädigung des Endgerätes durch Überspannung vermieden wird, wobei innerhalb kürzester Zeit die Freisetzung von an dem Stromkreis infolge von Blitzschlag induzierter enormer Impulsenergie an die Erde erfolgt, wobei eine Verringerung der Potentialdifferenz zwischen den jeweiligen Anschlüssen des Gerätes und somit der Schutz des an dem Stromkreis befindlichen Gerätes erfolgt. Außerdem ist bei der Schutzvorrichtung gegen Stromquellenüberspannung zur Verwendung für eine Leiterplatte nach dem vorliegenden Gebrauchsmuster eine kompaktere Konzeption mit relativ kleinem Volumen, insbesondere relativ geringer Höhe, vorgesehen. Somit können sowohl die Anforderungen bezüglich der Fähigkeit zum sicheren Stoßstromschutz und zum Schutz vor Überspannung als auch die Anforderungen an die hohe Integration der Stromquelle, die Miniaturisierung und die Serienfertigung durch Wellenlöten erfüllt werden.
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ERLÄUTERUNG DER ABBILDUNGEN
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Bei handelt es sich um eine Halbschnittansicht der Schutzvorrichtung gegen Stromquellenüberspannung zur Verwendung für eine Leiterplatte nach dem vorliegenden Gebrauchsmuster.
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Bei handelt es sich um eine Explosionsansicht der Schutzvorrichtung gegen Stromquellenüberspannung zur Verwendung für eine Leiterplatte nach dem vorliegenden Gebrauchsmuster.
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Bei handelt es sich um eine Ansicht von links der Schutzvorrichtung gegen Stromquellenüberspannung zur Verwendung für eine Leiterplatte aus der .
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Bei handelt es sich um eine Ansicht von rechts der Schutzvorrichtung gegen Stromquellenüberspannung zur Verwendung für eine Leiterplatte aus der .
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Bei handelt es sich um die Darstellung der Herstellungskonstruktion der Stromleiste.
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Bei handelt es sich um den Schaltplan der Schutzvorrichtung gegen Stromquellenüberspannung zur Verwendung für eine Leiterplatte nach dem vorliegenden Gebrauchsmuster.
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PRAKTISCHE AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Nachstehend aufgeführt erfolgt anhand der beigefügten Abbildungen und anhand praktischer Ausführungsbeispiele eine weitere detaillierte Beschreibung des vorliegenden Gebrauchsmusters.
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Die in den und gezeigte Schutzvorrichtung gegen Stromquellenüberspannung zur Verwendung für eine Leiterplatte umfasst ein Isolationsgehäuse sowie einen innerhalb davon vorgesehenen spannungsempfindlichen elektrischen Widerstand 4, wobei das Isolationsgehäuse ein oberes Gehäuse 1 und ein unteres Gehäuse 2 umfasst, wobei das obere Gehäuse 1 und das untere Gehäuse 2 jeweils mit einem Sichtfenster versehen sind, wobei das obere Gehäuse 1 das untere Gehäuse 2 abdecken kann, so dass die Position des Sichtfensters sich zur Anzeige des Lösestatus deckt, wobei an dem unteren Gehäuse 2 an den beiden gegenüber befindlichen Seitenwänden vertikal zu der Seitenwand mit vorgesehenem Sichtfenster elektrische Pol-Durchführungsöffnungen vorgesehen sind, wobei außen an den beiden Seitenwänden außerdem jeweils eine Positionsbegrenzungsrille, eine Stromleiste 5, eine Lichtbogenseparationsplatte 6 und eine Feder 7 vorgesehen sind, wobei für die Stromleiste 5 eine U-förmige, plattenförmigen Konstruktion Verwendung findet, wobei an einer Spitze der U-förmigen Konstruktion eine mit der betreffenden U-förmigen Konstruktion einen bestimmten Winkel bildende Verlängerungsplatte vorgesehen ist, während sich die andere Spitze nach außen vertikal erstreckt und den Lötanschluss bildet und als externer L/N(Strom/Nullleiter)-Anschluss dient. An der Lichtbogenseparationsplatte 6 ist eine keilförmige Aussparung vorgesehen, welche als Ziehkonstruktion dient, wobei die Größe der keilförmigen Aussparung auf die Größe der Verlängerungsplatte der Spitze der U-förmigen, plattenförmigen Konstruktion der Stromleiste 5 abgestimmt ist, wobei der Neigungswinkel der keilförmigen Aussparung auf den Klemmwinkel der Verlängerungsplatte abgestimmt ist, so dass die Funktion der Mitnahme der Stromleiste 5 zur Bewegung erfüllt werden kann. Ein Ende der Feder 7 ist an dem Ende der Positionsbegrenzungsrille befestigt, während das andere Ende mit der Lichtbogenseparationsplatte 6 verbunden ist. Die Lichtbogenseparationsplatte 6 kann unter der Zugwirkung der Feder 7 entlang der Positionsbegrenzungsrille bewegt werden. Der spannungsempfindliche elektrische Widerstand 4 ist durch spannungsempfindliche Kopplung und Schichtung aus drei Platten gebildet, wobei deren oberer und unterer elektrischer Pol gemeinsam mit dem Gasableiter 3 durch Löten, Klemmen, Nieten oder ein Befestigungsteil verbunden sind. Der Gasableiter ist mit dem externen Anschluss (PE) verbunden. An zwei gegenüber befindlichen Seitenflächen des spannungsempfindlichen elektrischen Widerstandes 4 können zwei der drei spannungsempfindlichen Platten einen gemeinsamen elektrischen Pol aufweisen, wobei die an diesen beiden gegenüber befindlichen Seitenflächen befindlichen elektrischen Pole durch die elektrischen Pol-Durchführungsöffnungen der betreffenden Seite geführt und mit der Verlängerungsplatte der Stromleiste 5 der entsprechenden Seite verbunden sind, wobei zwischen diesen unter Verwendung von Niedrigtemperaturlot die Bildung thermischer Lösepunkte durch Löten durchgeführt wird. Wie in gezeigt befindet sich die Ziehkonstruktion der Lichtbogenseparationsplatte 6 vor dem Lösen an der rechten Seite der elektrischen Pol-Durchführungsöffnung, so dass keine Beeinträchtigung der Verbindung zwischen der Stromleiste 5 und dem spannungsempfindlichen elektrischen Widerstand 4 erfolgt.
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Bei der Verwendung gilt für sämtliche thermische Lösepunkte, dass wegen der elektrischen Entladung der Blitzschlagüberspannung im Stromkreis über den spannungsempfindlichen elektrischen Widerstand 4 im Falle einer übermäßigen Erwärmung infolge einer Überlastung des spannungsempfindlichen elektrischen Widerstandes 4 die Wärmeenergie zu dem durch Niedrigtemperaturlöten gebildeten thermischen Lösepunkt geleitet wird. Nach Erreichen einer gewissen Temperatur schmilzt das Lot des thermischen Lösepunktes und wie in gezeigt verlässt die Stromleiste 5 unter ihrer eigenen Elastizität den spannungsempfindlichen elektrischen Widerstand 4. Gleichzeitig wird die Lichtbogenseparationsplatte 6 unter der Schubwirkung der Feder 7 (im normalen Zustand befindet sich die Feder im komprimierten Zustand) vorwärts geschoben und es erfolgt die vollständige Trennung von Stromleiste 5 und elektrischem Pol des spannungsempfindlichen elektrischen Widerstandes 4 unter Unterbrechung des betreffenden Stromkreises. Das an dem oberen Gehäuse 1 befindliche Sichtfenster verändert sich zu roter Farbe hin (die Farbe der Lichtbogenseparationsplatte ist rot), was bedeutet, dass Wirkungsverlust des spannungsempfindlichen elektrischen Widerstandes der betreffenden Seite des betreffenden Produktes besteht. Die Anordnung der gesamten Konstruktion nimmt eine umfassende Raumnutzung vor, so dass eine maximale Platzeinsparung erreicht wird.
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Wie in gezeigt, sind die an beiden Seiten des spannungsempfindlichen elektrischen Widerstandes 4 befindlichen Stromleisten 5 symmetrisch zueinander vorgesehen. Daher können bei der Herstellung der beiden Stromleisten diese unmittelbar zu einem symmetrischen Körper verbunden werden, wobei an dem in der Mitte zu separierenden Teil eine Unterbrechung durch eine technologische Aussparung vorgesehen ist, so dass eine effektive Steigerung der Einfachheit von Herstellung und Montage des Produkts unter Senkung der Kosten für Formen und Materialien erreicht werden kann.
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Das vorstehend bezeichnete Isolationsgehäuse wird aus brandhemmendem industriellem Isolationsmaterial hergestellt. Weil dieses Material verschiedene Formgestalten annehmen kann, stoßbeständig ist und gleichzeitig im Verlauf der Verwendung des Produkts die elektrischen Eigenschaften mit sicherer Isolation zwischen der Leiterplatte und den benachbarten elektronischen Elementen gewährleistet, bestehen sowohl gute Verarbeitungseigenschaften als auch Sicherheit und Zuverlässigkeit. Der spannungsempfindliche elektrische Widerstand 4 kann durch spannungsempfindliche Kopplung und Schichtung aus zwei Platten oder mehr als zwei Platten gebildet sein.
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Bei der in den bis gezeigten Schutzvorrichtung gegen Stromquellenüberspannung zur Verwendung für eine Leiterplatte wird die in gezeigte Schaltung verwirklicht. Für die in gezeigte Schaltung wird ein Vollschutzstromkreis, (L–N, L/N–PE) als symmetrischer Stromkreis verwendet, der frei montiert werden kann, wobei für L/N–PE ein spannungsempfindlicher elektrischer Widerstand MOV (4) Verwendung findet, unter serieller Verbindung mit einem Gasableiter GDT (3) zum Schutz, was die Vorteile von geringer Restspannung und nicht kontinuierlichem Strom bietet. Die Verwendung des spannungsempfindlichen elektrischen Widerstandes MOV zwischen L-N bietet Schutz und Eindämmung der Überspannung, geringe Restspannung und nicht kontinuierlichen Strom. Die thermischen Lösepunkte nehmen bei Überspannung im Stromkreis durch Blitzschlag über den spannungsempfindlichen elektrischen Widerstand die elektrische Entladung vor, wobei nach einer übermäßigen Erwärmung infolge einer Überlastung des spannungsempfindlichen elektrischen Widerstandes die Wärmeenergie zu den durch Niedrigtemperaturlöten gebildeten thermischen Lösepunkten geleitet wird. Nach Erreichen einer gewissen Temperatur schmilzt das Lot der thermischen Lösepunkte und die Lösevorrichtung unterbricht den Stromkreis.
