DE3907199A1 - Ueberspannungsschutzgeraet fuer koaxialkabel - Google Patents

Description

Die Erfindung richtet sich auf ein Überspannungsschutzgerät der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein kompaktes, leicht handhabbares Gerät der im Oberbegriff genannten Art zu entwickeln, das zuverlässig ist und den Durchlaß der zu übermittelnden Hochfrequenzsignale nicht behindert. Dies wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Maßnahmen erreicht, deren Besonderheiten aus der nachfolgenden Beschreibung, den Zeichnungen und den Unteransprüchen näher ersichtlich sind. Dabei richtet sich die Erfindung auch auf alle daraus entnehmbaren Maßnahmen, auch wenn diese nicht ausdrücklich in den Ansprüchen angegeben sein sollten.

In den Zeichnungen ist die Erfindung in zwei Ausführungs­ beispielen dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines in ein Koaxialkabel geschalteten Überspannungsschutzgerätes nach der Erfindung,

Fig. 2 im Ausbruch und in Vergrößerung die Draufsicht auf den einen Endbereich des Gerätes von Fig. 1 bei geöffnetem Gehäuse,

Fig. 3 eine Schnittansicht durch das Teilstück des Gerätes von Fig. 2 längs der dortigen Schnittlinie III-III,

Fig. 4 die Draufsicht auf einen inneren Bestandteil des Gehäuses,

Fig. 5 in starker Vergrößerung eine Schnittansicht durch den oberen Teil des Gehäuses von Fig. 1 längs der dortigen Schnittlinie V-V, teilweise im Aus­ bruch,

Fig. 6 in Vergrößerung die Draufsicht auf eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Leiterplatte vor ihrer Bestückung,

Fig. 7 eine der Fig. 6 entsprechende Draufsicht auf die Leiterplatte nach ihrer Bestückung,

Fig. 8 eine Längsschnittansicht durch die bestückte Leiterplatte längs der Schnittlinie VII-VII von Fig. 7,

Fig. 9 in einer der Fig. 6 entsprechenden Darstellung eine alternative Ausbildung der erfindungsgemäßen Leiterplatte und

Fig. 10 das Schaltbild der elektrischen Bauteile, wenn diese auf der Leiterplatte von Fig. 9 montiert sind.

Das erfindungsgemäße Überspannungsschutzgerät 10 besteht aus einem zweiteiligen Gehäuse 11, 12. Dieses umfaßt eine zwar einstückige Oberschale 11, aber eine aus mehreren Be­ standteilen 13, 14, 15 zusammengesetzte Unterschale 12.

Beide Schalen 11, 12 haben, in zueinander spiegel­ bildlicher Anordnung, übereinstimmende Kanalglieder 11,13, die, jeweils für sich, ein U-Profil aufweisen und dabei an ihren U-Kanten die andeutungsweise in Fig. 2 ersichtlichen Nut-Feder-Verbindungen 83, 84 tragen. Die Kanalglieder 11, 13 besitzen im zusammengesteckten Zustand außen ein Rechteckprofil, das aus dem einen Bestandteil 15 gemäß Fig. 4 zu ersehen ist, allerdings mit gerundeten Kanten, während im Kanalinneren ein kreisförmiger, etwa dem Bogen des dor­ tigen Ausschnitts 58 angepaßter Gehäuseinnenraum vorliegt.

Die Unterschale 12 ist, bereits im vormontierten Zustand, mit fest über Schrauben 62 daran befestigten Stirnwänden 14 versehen, die an den beiden Endflächen dieses Kanalglieds 13 jeweils die bereits erwähnten Blechscheiben 15 festklemmen, deren Aussehen und Bedeutung noch näher beschrieben werden wird. Bestandteil der Unterschale 12 sind schließlich auch noch an sich übliche Anschlußglieder 19 zweier Koaxialkabel-Enden 16, die aus einem Innenleiter 18, einem zweckmäßigerweise umfangsseitig auch noch isolierten Außenleiter 17 und einer dazwischenliegenden Isolationsschicht 81 zusammengesetzt sind. Es kann sich dabei um Koaxialkabel 16 verschiedenster Art handeln, die auch hohe und höchste Frequenzsignale übertragen sollen, wie z. B. Video-Leitungen oder Breitband-Kommunikations- Kabel.

Das erfindungsgemäße Gerät 10 soll zwar die gewünschten Hochfrequenzsignale möglichst ungestört durchlassen, soll aber jene Überspannungen beseitigen, welche die nachge­ schalteten Geräte beschädigen könnten. Solche Überspannungen können durch Blitzeinschläge oder durch Schalthandlungen in Energieversorgungsnetzen oder dgl. hervorgerufen werden und induktiv, kapazitiv und/oder ohmisch in die Signal­ leitungen eingekoppelt werden. Derartige Überspannungen treten als impulsartige Überspannungsspitzen mit großer Amplitude, jedoch kurzer Dauer auf und können zu den erwähnten Beschädigungen oder Zerstörungen elektrischer und elektronischer Geräte führen. Es ist Aufgabe des Gerätes 10, diese Überspannungsspitzen ganz abzufangen oder wenigstens zu begrenzen. Hierzu dienen die am besten aus Fig. 10 für das zweite Ausführungsbeispiel von Fig. 9 dargestellten Bauteile, die bis auf eine Entkopplungsspule 85 auch bei dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 bis 8 vorgesehen sind.

Diese Schaltung 86 umfaßt zunächst, gemäß Fig. 10, ein Grobschutzelement 30, das hier als Drei-Elektroden-Ableiter ausgebildet ist, nämlich in Form eines doppelten Gas­ entladungsableiters. Dieser besitzt außer seinen beiden längsverlaufenden, aus Fig. 7 ersichtlichen Drahtanschlüssen 34 auch noch einen mittigen Anschlußdraht 35, der an eine Erdleitung 80 angeschlossen ist. Gasableiter 30 werden in der Hochfrequenztechnik wegen ihrer geringen Kapazität eingesetzt. Der Nachteil dieser Ableiter 30 ist ihr dynamisches Verhalten bei steilen Spannungsanstiegen der erwähnten Überspannungen. Es bleiben dann kurzzeitig um mehrfache Potenzen höhere Spannungen an empfindlichen Eingängen nachgeschalteter Geräte stehen, die zu der erwähnten Zerstörung führen. Daher werden hier auch Feinschutzelemente 32, 34 verwendet, die aber bei hoch­ frequenten Übertragungsstrecken von mehr als 300 MHz Probleme erzeugen. Solche Feinschutzelemente nach dem Stand der Technik haben nämlich einen hohen Kapazitätsanteil, der ein Tiefpaßverhalten zeigt. Selbst mit kapazitätsarmen Schaltungen, wie Diodenbrücken, konnten im Stand der Technik keine höheren Frequenzen von mehr als 300 MHz übertragen werden. Die Signaldämpfung war nämlich dabei zu hoch.

Der Erfindung ist es gelungen, einen kapazitätsarmen Fein­ schutz zu realisieren, wobei diese Schaltung 86 hoch­ frequenzmäßig von der als Leitung 87 in Fig. 10 angedeuteten Systemerde getrennt ist. Dazu dient in diesem Fall eine Induktivität 88, die mit den weiteren Feinschutzelementen, nämlich hier einer paarweise angeordneten Schaltdiode 32 und einer Begrenzerdiode 33 in Reihe geschaltet ist. Diese Induktivität 88 ist so bemessen, daß sie für Frequenzanteile, die durch den Anstieg des Überspannungs-Impulses entstehen, niederohmig ist und die hochohmig für die Hochfrequenzen sind und diese entkoppelt. Der Spulenkern einer solchen Induktivität 88 ist seinerseits so ausgelegt, daß er bei einem durch die Überspannung sich ergebenden Strom in die Sättigung gelangt und dadurch die Induktivität stark reduziert. Der sich so für das zu schützende Gerät ein­ stellende Schutzpegel ist wesentlich geringer als ein lediglich über ein Grobschutzelement 30 zu schützendes Gerät. Auch der Energiegehalt ist geringer. Darüber hinaus sind aber auch die Bemessungen und die Konstruktionen der Bauteile, wie sie nachfolgend näher beschrieben werden, wesentlich für eine einwandfreie Übertragung hoher Fre­ quenzsignale. Das Grobschutzelement 30 ist zwischen der bereits erwähnten Systemerde 87 und der Leitung 89 der Schaltung 86 angeordnet. In der Signalleitung 89 befindet sich auch noch ein Widerstand 31, der als Ansprechimpedanz wirkt. Die vorerwähnten parallel geschalteten Schalt- und Begrenzerdioden 32, 33 sind zusammen mit der Entkopp­ lungsspule 88 zwischen der Signalleitung 89 und der Systemerde 87 geschaltet. Die Anschlußstellen der Schaltung 86 sind, wie, endseitig angedeutet, an die beiden Innen­ und Außenleiter 18, 17 angeschlossen.

Im Inneren des Gehäuses befindet sich eine rechteckförmige Leiterplatte 20, deren Aussehen und besonderer Aufbau aus den Fig. 6 bis 8 für das erste Ausführungsbeispiel zu ersehen ist. Die Leiterplatte 20 umfaßt mehrere Durchbrüche 21, 22, 23, die jeweils, wie aus Fig. 7 und 8 hervorgeht, zur abgesenkten Anordnung der beschriebenen Bauelemente 30, 31, 33 dienen. Die Drahtanschlüsse 34 dieser Bauelemente sind dabei gestreckt verlaufend, also in der aus Fig. 7 ersichtlichen Längsverlaufsrichtung dieser Elemente orientiert und gekürzt, so daß sie nur über die Kantenbereiche dieser Durchbrüche 21 bis 23 hinausragen, wo besondere Anschlußfelder 49, 39; 41, 47; 43, 59 vorgesehen sind, deren Aussehen noch im Zusammenhang mit der speziellen Ausbildung der Leiterbahnen erläutert werden wird. An diesen Anschlußfeldern sind die kurzen Drahtenden auf der Oberseite 53 der Leiterplatte 20 aufgelötet. Sie ragen somit etwa zur Hälfte ihres Durchmessers durch die Durchbrüche 21, 22, 23 bis zur Unterseite 52 der Platte 20 hindurch. Dadurch ergeben sich in diesem Bereich geringe Induktivitäten. Die Schaltdioden 32 sind im vorliegenden Fall als sogenannte SMD-Bauteile ausgebildet, die unmittelbar auf den angrenzenden An­ schlußfeldern 29, 25′ bzw. 59 festgelötet sind. Diese Anschlußfelder, die nachfolgend kurz "Pad" bezeichnet werden sollen, entstehen in der Leiterplatte 20 auf folgende Weise:

Zunächst wäre zu beachten, daß die durch ihre endseitigen Anschlußdrähte 34 bestimmte Längsachse der Bauelemente so orientiert ist, daß sie bei dem Doppel-Gasentladungsableiter 30 ebenso, wie beim Widerstand 31, in Längsverlaufsrichtung des Gehäuses, nämlich in Verlaufsrichtung seines Kanalglieds 13 orientiert sind, während die beiden Dioden-Paare 32, 33 jeweils dazu senkrecht orientiert sind.Dadurch ergibt sich ein sehr günstiger, kompakter Aufbau, der nur ganz kleine Dimensionen bei der Leiterplatte 20 erfordert. Die Lei­ terplatte 20 besitzt dabei an sich nur einseitig vorgesehene Leitungsschichten, die mit den bereits mehrfach erwähnten Pads auf der Oberseite 53 zu liegen kommen und dort für den Anschluß der erwähnten Bauelemente 31 bis 33 sorgen. Zwischen diesen Pads liegende Bereiche der Leiterbahnen sind durch eine isolierende Oberflächenschicht 90 gemäß Fig. 8 abgedeckt. In Gesamtsicht bestehen die Leiterbahnen zunächst aus einem Abschnitt mit T-förmigem Umrißprofil 36, dessen beide T-Balken 37, 37′ in der einen, in Fig. 6 mit 26 bezeichneten Längsrandzone verlaufen. Wie er­ sichtlich, erstreckt sich damit der eine T-Balken 37 an der Längskante des Durchbruchs 21, während der zu dieser Leiterbahn 36 gehörende T-Mittelsteg 38 die innere Querkante des Durchbruchs 21 begrenzt und dort endseitig das bereits erwähnte Pad 39 erzeugt. Aber auch auf der äußeren Querkante wird der Durchbruch 21 mit einem Pad 49 begrenzt, der Bestandteil einer L-förmig profilierten Leiterbahn 41 ist, und zwar zu ihrem einen L-Schenkel 42 gehört. Der andere L-Schenkel 41 ist nur kurz und bildet zugleich ein Pad, das die äußere Kante des anderen Durchbruchs 22 begrenzt. An der Innenkante dieses Durchbruchs befindet sich ebenfalls eine Leiterbahn 43, die, abgesehen von einer geringen Verkröpfung, in ihrem einen Schenkel 44 als L-förmig bezeichnet werden kann. Das abgekröpfte Ende dieses L-Schenkels 44 befindet sich als Pad 47 zur Begrenzung sowohl auf der inneren Querkante des Durchbruchs 22 als auch des Durchbruchs 23, während die übrigen Längenbereiche dieses L-Schenkels 44 den äußeren Längsrand dieses dritten Durchbruchs 23 begrenzen und die mit 48 bezeichneten Pads für die Begrenzerdioden 33 schaffen. Der andere L-Schenkel 45 dagegen verläuft an der äußeren Querkante dieses dritten Durchbruchs 23, den er dort mit seinem endseitigen Pad 46 begrenzt. Die innere Längskante dieses dritten Durchbruchs 23 ist dagegen durch die beiden, bereits erwähnten, Pads 59 begrenzt, welche das aus Fig. 6 näher ersichtliche abgewinkelte Profil aufweisen und zum Anschluß der beiden genannten Elemente 32, 33 dienen.

Die Leiterplatte 20 ist schließlich in beiden Längs­ randbereichen 26, 26′, gemäß Fig. 6, mit sie verlängernden Endlaschen 27, 27′ versehen, zwischen denen jeweils die mit 28, 28′ bezeichnete Aussparung an den beiden Endzonen 24, 24′ vorgesehen ist. Diese dienen im Montagefall dazu, wie Fig. 2 verdeutlicht, um die an den Pads 49 bzw. 46 im Grund dieser Aussparungen 28, 28 zu befestigenden Innenleiter 18 mit den sie umschließenden Isolationsschichten 81 hineinragen zu lassen. Diese Endlaschen 27, 27′ besitzen aber endseitige Anschlußfelder 25, 25′, welche ebenfalls Pads zum Anlöten der beiden Enden 57 einer Sperrzunge 55 dienen, welche sowohl elektrische Kontaktierungen bewirkt als auch eine mechanische Festigkeit für die Anordnung der Leiterplatte 20 im Gehäuse gewährleistet. Dies ist durch folgenden, aus Fig. 4 ersichtlichen Aufbau entnehmbar.

Zur Halterung der Leiterplatte 20 dient eine Sperrzunge 55, die durch einen Ausschnitt 58 und einen zentralen Ausbruch 60 aus der Blechscheibe 15 ausgeformt worden ist, welche, wie bereits eingangs erwähnt wurde, schon im vormontierten Zustand des Gehäuses, bei abgenommener Oberschale 11, in der Fuge zwischen dem Kanalglied 13 und der Stirnwand 14 durch die Schrauben 62 eingeklemmt ist. Infolge dieser Ausstanzungen entstehen an der Blechscheibe 15 Lappen 65, die aus der Scheibenebene nach innen abgewinkelt sind. Ausgehend von der in Fig. 3 im Ausbruch gezeigten vormontierten Unterschale 12 wird die Leiterplatte 20 im Sinne des Pfeils 50 vertikal eingeschoben, nämlich im wesentlichen senkrecht zur Plattenebene 51, wodurch sich die Platte 20 etwa parallel zu sich selbst bewegt. Die Platte 20 hat dabei eine Länge, die nicht nennenswert kürzer als der Abstand der beiden gegenüberliegenden endseitigen Innenflächen 56 der Unterschale 12 ist. Die gegabelte Sperrzunge 55 sitzt über einem gemeinsamen Steg 63 an dem rahmenförmigen Umrißbereich der Blechscheibe 15 fest und ist gegenüber dieser durch die angedeutete Knickkante 64 mit einer leichten Neigung gemäß dem in Fig. 3 angedeuteten Neigungswinkel 91 herausgebogen. Bei der vorgenannten Montagebewegung 50 wird aber die Sperrzunge 55 von den Plattenenden elastisch zurückgedrückt. Dabei kommt, gemäß Fig. 3, die Plattenunterseite 52 schließlich an den erwähnten abgewinkelten Lappen 65 zu liegen, welche Stützschultern 54 für die Leiterplatte 20 erzeugen. In dieser Abstützposition federn, gemäß Fig. 3, die Sperrzungen 55 wieder nach außen und übergreifen die Plattenoberseite 53. Dabei kommen die Gabelzinken 57 mit ihren Enden an den aus Fig. 6 ersichtlichen Pads 25 bzw. 25′ zur Anlage und können dort bequem und zuverlässig verlötet werden. Diese Lötstellen dienen im Bereich der T-förmigen Leiterbahn 36 zur elektrischen Kontaktierung, darüber hinaus aber dort wie auch an dem gegenüberliegenden Längsrandbereich 26′ zur mechanischen Befestigung der Platte im Gehäuse. Diese vereinzelten Gabelzinken 57 erzeugen auch Wärmefallen für eine einwandfreie Lötung. Die Schrauben 62 durchsetzen Ecklöcher 61 der Blechscheibe 15 bei der Montage und sind im vormontierten Zustand in stirnseitigen Gewindebohrungen der Unterschale 12 und im endmontierten Zustand in ent - sprechenden stirnseitigen Gewindebohrungen der kanalförmigen Oberschale 11 eingeschraubt. An der ordnungsgemäß posi - tionierten Leiterplatte 20 können dann an den endseitigen Pads 49, 46 die Innenleiter 18 der beiden Kabel 16 gemäß Fig. 10 festgelötet werden.

Beim Aufsetzen der Oberschale 11 wird der genannte mittige Abschlußdraht 35 des Doppelgasentladungsableiters durch eine dort in einer Querbohrung 66 sitzenden Buchse 70 hindurchgeführt. Gemäß Fig. 5 handelt es sich dabei um eine Gewindebuchse mit einem im Bereich der Innenfläche 77 der Oberschale 11 zu liegen kommenden Buchsenkopf 74. Dieser stützt sich, über eine gewölbte Federscheibe 68, am Stirnende eines aus Isolationsmaterial bestehenden Flanschringes 67 ab, der die Randbereiche der Querbohrung 66 umkleidet und gegenüber der Buchse 70 isoliert. Dies wird durch die spiegelbildliche Anordnung zweier mit ihren Flanschen auf der genannten Innenfläche 77, aber auch auf der Außenfläche 78 der Oberschale 11 zu liegen kommenden Flanschringe 67 erreicht. Auf der Außenfläche 78 ragt das Gewindeendstück der Buchse 70 heraus und über einer weiteren dort vor - gesehenen gewölbten Federscheibe 68 befindet sich eine Zahnscheibe 69, über welcher eine Mutter 76 auf das Buchsengewinde 75 aufschraubbar ist. In die im Ausbruch erkennbare Buchsenbohrung 71 gelangt der vorgenannte Anschlußdraht 35, der bis zu einem trichterförmigen Auslauf 72 der Buchsenbohrung ragt. In diesem Trichter wird über Lötmittel 73 eine gute elektrische Kontaktierung zwischen dem Anschlußdraht 35 und der Buchse 70 hergestellt. Zwischen der Mutter 76 und der Zahnscheibe 69 kann dann der Leiter einer schematisch in Fig. 1 angedeuteten Erdleitung 80 angeschlossen werden. Die Systemerde, zu welcher der Außenleiter 17 gehört, ist von Überspannungen frei. Funktionsstörende Erdschleifen werden vermieden und im Bereich der Leiterplatte 20 reproduzierbare, hochfre­ quenzgerechte Verhältnisse erreicht.

Das Ausführungsbeispiel von Fig. 6 bis 8 zeigt einen Aufbau, der unter Weglassung der Entkopplungsspule 88 der aus Fig. 10 ersichtlichen Schaltung 86 entspricht. Die Fein­ schutzelemente 32, 33 sind an dieser Stelle direkt mit der Systemerde 87 verbunden. Die Alternative der Fig. 10 zeigt einen besonders hochohmigen Signaldurchgang und läßt sich auch mit einem Gehäuse und einer aus Fig. 9 ersichtlichen Leiterplatte 20′ der verwirklichen, wenn man lediglich folgende geringe Abänderungen in der vorbeschriebenen Leiterplatte 20 vorsieht, die in Fig. 9 erkennbar sind.

In Fig. 9 sind zur Bezeichnung entsprechender Bauteile die gleichen Bezugszeichen wie im ersten Ausführungsbeispiel von Fig. 6 und 7 verwendet, weshalb insoweit die bisherige Beschreibung gilt. Es genügt, lediglich auf die Unterschiede bei dieser Leiterplatte 20′ einzugehen.

Die Abweichung besteht darin, daß der vom Durchbruch 21 abgewandte T-Balken 37′ durch eine isolierte Lücke 79 von dem übrigen Teil der bisherigen T-förmigen Leiterbahn 36 getrennt ist. Der Pad 29′ ist hier verbreitert, während der äußere Pad 25′ in diesem Längsrandbereich 26 fehlt. In diesem Pad 29′ befindet sich aber eine Bohrung 92. Eine weitere analoge Bohrung 92 befindet sich am gegenüber­ liegenden Ende im Pad 25 des anderen Randbereiches 26′ dieser Leiterplatte 20′. Bei dieser Leiterplatte 20′ wird die Entkopplungsspule 88 gemäß Fig. 10 in diametraler Lage auf der in Fig. 9 nicht sichtbaren Plattenunterseite angeordnet und dabei mit ihren Drahtenden durch diese beiden Bohrungen 92 zur sichtbaren Plattenoberseite hindurchgeführt, wo Lötverbindungen ausgeführt werden.

Bezugszeichenliste:

10 Überspannungsschutz
11 Oberschale, Kanalglied
12 Unterschale
13 Kanalglied von 12
14 Stirnwand von 12
15 Blechscheibe
16 Koaxialkabel
17 Außenleiter, Schirm
18 Innenleiter
19 Anschlußglied
20 Leiterplatte, Fig. 1 bis 8
20′ Leiterplatte, Fig. 10
21 Durchbruch für 30
22 Durchbruch für 31
23 Durchbruch für 33
24, 24′ Endzone von 20
25, 25′ endseitiges Anschlußfeld, PAD
26, 26′ Längsrandbereich
27, 27′ Endlasche von 20
28, 28′ Aussparung
29 PAD für 32
30 Grobschutzelement, Drei-Elektroden-Ableiter, Doppelgasentladungsableiter
31 Widerstand
32 Schaltdiode; SMD-Bauteil
33 Begrenzerdiode
34 Drahtanschluß von 30, 31, 33
35 mittiger Anschlußdraht von 30
36 T-förmige Leiterbahn
37, 37′ T-Balken von 36
38 T-Mittelsteg von 36
39 PAD von 38
40 L-förmige Leiterbahn
41 L-Schenkel von 40, PAD
42 L-Schenkel von 40
43 L-förmige Leiterbahn
44 L-Schenkel von 43
45 L-Schenkel von 43
46 PAD von 45
47 PAD von 43
48 PAD von 43
49 PAD von 42
50 Montagerichtung von 20
51 Plattenebene
52 Plattenunterseite
53 Plattenoberseite
54 Schulter
55 Sperrzunge
56 Innenfläche von 15
57 Gabelzinken von 55
58 Ausschnitt von 15
59 PAD für 33
60 Ausbruch in 15
61 Ecklöcher von 15
62 Befestigungsschrauben für 14
63 Steg von 55
64 Knickkante von 63
65 abgewinkelter Lappen von 54
66 Querbohrung von 11
67 Flanschring
68 gewölbte Federscheibe
69 Zahnscheibe
70 Buchse
71 Buchsenbohrung
72 Trichterauslauf von 71
73 Lötmittel
74 Kopf von 70
75 Gewinde von 70
76 Mutter
77 Innenfläche von 11
78 Außenfläche von 11
79 Lücke zwischen 37′, 36 (Fig. 9)
80 Erdleitung
81 Innenleiter, Isolation
82 Rechteckumriß von 11, 15
83 Nut von 13, 11
84 Feder von 13, 11
85 Entkopplungsspule von 86
86 Schaltung (Fig. 10)
87 Bezugsleitung, Systemerde
88 Induktivität, Entkopplungsspule
89 Signalleitung von 86
90 Schutzschicht
91 Neigungswinkel von 55
92 Bohrung für 88

Claims (21)

1. In einem Koaxialkabel (10) anordbares Überspan­ nungsschutzgerät (10) mit einem eine Leiterplatte (20) aufnehmenden Gehäuse (11, 12), welches beidendig Anschlüsse (19) für die beiden Enden eines Koaxial­ kabels (16) besitzt,
wobei das Gehäuse (11, 12) vorzugsweise elektrisch leitend mit den Außenleitern (17) des Koaxialkabels (16) verbunden ist
und die Leiterplatte (20) mit Leiterbahnen und mit als Grob- bzw. Feinschutzelemente (30; 32, 33) dienenden Bauteilen versehen ist, welche an ihren Längsenden mit der Leiterplatte (20) verlötbare Drahtanschlüsse (34) tragen, dadurch gekennzeichnet,
daß die Leiterbahn (20) Durchbrüche (21, 22, 23) besitzt zum Einsenken der mit ihrer Längsachse plattenparallel liegenden Bauteilen (30; 31, 33),
deren Drahtanschlüsse (34) gestreckt verlaufen, gekürzt sind und an gegenüberliegenden, die Durchbrüche (21, 22, 23) begrenzenden Anschlußfeldern (39, 49; 41, 47; 43, 59) festgelötet sind,
und daß in einem Leiterplattendurchbruch (21) ein Dreielektrodenableiter (Doppelgasentladungsableiter 30) als Grobschutzelement angeordnet ist,
der mit seinem mittigen Anschlußdraht (35) isoliert aus dem Gehäuse (11, 12) herausgeführt und mit einer gesonderten Erdleitung (80) verbunden ist.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse aus einer Unter- und Oberschale (11, 12) besteht und die Leiterplatte (20) bei der Montage, quer zur Plattenebene (51) beweglich, soweit in die Unterschale (12) einsteckbar ist,
bis die Plattenunterseite (52) sich auf Schultern (54) abstützt und an der Gehäuseinnenfläche (56) befindliche federnde Sperrzungen (55) über die Plattenoberseite (53) zur Halterung der Leiterplatte (20) schnappen.

3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrzungen (55) an den beiden die Anschlußglieder (19) des Koaxialkabels (16) aufweisenden Stirnwänden (14) angeordnet sind, welche die Leiterplatte (20) an gegenüberliegenden Endzonen (24), vorzugsweise beidseitig der längsmittigen Anschlußstelle (42; 46) des Innenleiters (18) übergreifen.

4. Gerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrzungen (55) an ihrem wirksamen Zungenende in zwei Zinken (Gabelzinken 57) gegabelt sind und die Gabelzinken (57) die Leiterplatte (20) im Montagefall jeweils in ihren beiden Längsrandbereichen (26, 26′) übergreifen.

5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die gegabelte Sperrzunge (55) über einen gemeinsamen elastischen Steg (63) abgewinkelt (91) zur im wesent­ lichen planparallelen Innenfläche (56) des Gehäuses verläuft.

6. Gerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der Gehäuseinnenfläche (56) eine wandparallele, vorzugsweise durchgehende Blechscheibe (15) aus Federmaterial sitzt, welche durch Ausstanzungen (58, 60) und Ausbiegungen (64, 65) sowohl abstützwirksame Schultern (54) als auch die Sperrzungen (55) erzeugt.

7. Gerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Aufnahme der Leiterplatte (20) dienende Unterschale (12) aus einem Längskanalglied (13) mit daran vormontierten Stirnwänden (14) des Gesamtgehäuses besteht
und die Blechscheiben (15) jeweils im Fugenbereich zwischen dem Längskanalglied (13) und den Stirnwänden (14) eingeklemmt sind,
während die Oberschale lediglich aus einem komplemenäten Längskanalglied (11) besteht, welches zwischen die planparallelen, mit Blechscheiben (15) bestückten Sitrnwände (14) einschiebbar und befestigbar (62) ist.

8. Gerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß vorzugsweise die Oberschale (11) eine Querbohrung (66) für eine umfangsseitig isolierte Buchse (70) aufweist, deren Buchsenbohrung (71) zur kontaktwirksamen, insbesondere verlötbaren Aufnahme des mittigen Anschlußdrahts (35) des Grobschutz­ elements (30) dient.

9. Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchse (70) eine mit einem Kopf (74) ausgerüstete Gewindebuchse ist,
deren Buchsenkopf (74) im Montagefall isoliert an der Innenfläche (77) der Oberschale (11) sich befindet,
während auf ihrer Außenfläche (78), jeweils isoliert (67), eine auch nach dem Lötanschluß des Drahtes frei auf- und abschraubbare Mutter (79) angeordnet ist, die vorzugsweise zugleich zum Klemmanschluß (69) der Erdleitung (80) dient.

10. Gerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte (20) an ihren beiden Endzonen (24, 24′) zum Übergriff der Sperrzungen (55, 57) dienende Stellen (27, 27′) mit zum Anlöten dienenden Anschlußfeldern (25, 25′) besitzt.

11. Gerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte (20) an ihren beiden Endzonen (24, 24′) mit Aussparungen (28, 28′) versehen ist, welche ihr ein H-Umrißprofil geben und welche, im Montagefall, den Innenleiter (18) mit seiner zylindrischen Umfangsisolation (81) aufnehmen.

12. Gerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrüche (21, 22, 23) der Leiterplatte (20) zur Aufnahme des Dreielektroden­ ableiters (30), einer Ansprechimpedanz (31) und einer zum Feinschutzelement gehörenden, vorzugsweise paarweise angeordneten Begrenzerdiode (33) dienen.

13. Gerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Dreielektrodenableiter (30) und die Ansprechimpedanz (31) mit ihren Längsachsen zueinander parallel, in Längs­ richtung der Leiterplatte (20), verlaufen, während die zum Feinschutz gehörenden Begrenzerdioden (33) sowie vorzugsweise paarweise angeordneten Schaltdioden (32), dazu senkrecht, in Querrichtung der Leiterplatte (20) orientiert sind.

14. Gerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltdioden (32) als SMD-Bauteile ausgebildet sind.

15. Gerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte (20) Leitungsschichten ausschließlich auf ihrer einen Plattenseite (53) aufweist.

16. Gerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine isolierende Oberflächenschicht (90) die Leitungsschicht der Leiterplatte (20) bis auf jene Stellen überdeckt, welche die lötfähigen Anschlußfelder (42, 46, 25, 39, 47, 41) bilden.

17. Gerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte (20) ein Anordnungsmuster von Leiterbahnen aufweist, die ein T-Profil und zwei L-Profile erzeugen, von denen die beiden T-Balken entlang des einen Randbereichs (26) der Leiterplatte (20) parallel zum Durchbruch (21) für das Grobschutzelement (30) verlaufen
und sein T-Mittelsteg (38) dazu quer an der inneren Durchbruchkante dieses Grobschutzelement-Durchbruchs (21) angeordnet ist,
während jeweils die einen L-Schenkel (42, 44) der beiden L-Profile (40, 43) im Bereich der beiden Plattenendzonen (24, 24′) quer zur Leiterplatte (20) angeordnet sind, vorzugsweise im Grund der endseitigen Aussparungen (28, 28′).

18. Gerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Feinschutzelement eine in Reihe zur Schaltdiode (32) und Begrenzerdiode (33) geschaltete Entkopplungsspule (88) aufweist.

19. Gerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Entkopplungsspule (88) auf der bezüglich der lötfähigen Anschlußfelder (29′, 25) gegenüberliegenden Rückseite der Leiterplatte (20′) angeordnet ist.

20. Gerät nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte (20′) zum Anschluß der Entkopp­ lungsspule (88) an zwei, ohnehin schauseitig nutzbaren Anschlußfeldern (29′, 25) mit durchgehenden Bohrungen (92) versehen ist.

21 Gerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das T-Profil (36) der Leiterbahnen an der Übergangsstelle zwischen dem einen T-Balken (37′) und dem T-Mittelsteg mit einer isolierenden Unterbrechung (79) versehen ist.