EP0661912B1 - Battery operated electric unit - Google Patents
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- EP0661912B1 EP0661912B1 EP94119204A EP94119204A EP0661912B1 EP 0661912 B1 EP0661912 B1 EP 0661912B1 EP 94119204 A EP94119204 A EP 94119204A EP 94119204 A EP94119204 A EP 94119204A EP 0661912 B1 EP0661912 B1 EP 0661912B1
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- electrical appliance
- battery
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
- H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
- H01R13/66—Structural association with built-in electrical component
- H01R13/70—Structural association with built-in electrical component with built-in switch
- H01R13/703—Structural association with built-in electrical component with built-in switch operated by engagement or disengagement of coupling parts, e.g. dual-continuity coupling part
- H01R13/7031—Shorting, shunting or bussing of different terminals interrupted or effected on engagement of coupling part, e.g. for ESD protection, line continuity
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05F—STATIC ELECTRICITY; NATURALLY-OCCURRING ELECTRICITY
- H05F3/00—Carrying-off electrostatic charges
Definitions
- the invention is based on a battery-operated electrical Device according to the genus of the main claim.
- Electrostatic discharge can disrupt the function of electrical devices or even destroy electrical circuit parts in the device. This danger exists, for example, when touching an electrically charged one Body, for example a plastic, or the human Body with the electrical device.
- ESD Electrostatic discharge
- This Sensitivity increases with the degree of integration.
- For stationary and wired devices are already protective measures known that derive an applied overvoltage. A protective function can only offer these measures if a removal of the Charging to an earth line is possible. This is usually the case with stationary and wired devices. With the known However, it is not possible to take portable devices effectively protect against electrostatic discharge.
- From US-A-4 138 711 is a printed circuit board with semiconductor components known, which is connected to input contacts on the circuit board are.
- a switching device designed as a bridge switch bridges all contacts before inserting a plug. When inserting the plug, the bridge switch is in transferred to a non-bridging state before the mating connections of the connector touch the input contacts. With this However, an arrangement is made when contacting one with an overvoltage overvoltage without ESD protection transferred to the components.
- DE-U-91 10 657 is a test socket with an upstream one Working electrode and one arranged inside the test socket contact isolated from the working electrode.
- the working electrode is connected to an earth line via which electrical Charges can drain against earth potential.
- the mating connector contacts the mating connector not necessarily the working electrode, so that a sufficient ESD protection is not guaranteed.
- the arrangement is not Can be used in portable devices.
- NL-A-7 007 727 is a socket with a safety device known.
- a safety device By several arranged in a line Contacts are accidentally inserted into the outlet introduced contact for personal protection first with the neutral conductor and then in connection with the live contact brought. An earth line is mandatory for this.
- the battery-operated electrical device according to the invention with the characteristic Features of claim 1 or claim 5 has in contrast the advantage that both stationary and portable devices are effective are protected against ESD. It is also described by the here Features a malfunction of the device functions by ESD difficult. There is no connection to a stationary protective conductor necessary. The protection also works for any electrical device charged bodies as well as for electrically charged plug contacts, which are connected to the device.
- Switching to the essentially non-conductive state after expiration a delay time is advantageous in that the Delay time a certain period of time is made available in which equipotential bonding between the plug and the reference contact can take place. So the potential difference between the reference contact and the plug connector minimal.
- the electrically conductive connection of each connector of the electrical Component with the reference contact via a switching means has the advantage that even if several connections are exposed to ESD, there are no harmful effects Potential differences between the connections and the reference contact can build up, reducing the risk of harm to the electrical components or subcircuits connected to these connections and thus the electrical device is reduced by ESD.
- the switching device is designed with an electrically conductive contact pin
- electrical device as the functions of electrical conductive connection and switching together from the contact pin are executable.
- Another advantage is that the contact element electrically conductively connected to the reference contact via a switching means is because the structural design of the connector and the associated recess simplified.
- Another advantage is that the switching means from the plug can be actuated, as this enables automatic switching is.
- the formation of the switching means as a semiconductor switch brings the Advantage with it that the switching means is realized in a simple form which is also particularly low-wear.
- the switching device is designed as a reed switch an advantageous embodiment, since contactless switching of the switching means is possible.
- the electrically conductive connection between the input contact and the Reference contact only when approaching one equipped with a magnet Counter connection and not accidentally e.g. mechanical release through another electrically charged body.
- Another advantage is if the electrical device has a additional input contact for permanent connection with the reference contact has, since such a looping through the reference potential of the reference contact to the further electrical device having the counter connection is possible.
- FIG. 1 An electrical device 26 with a housing 1 is shown in FIG. Inside the housing 1 there is a power supply 3, to the positive pole of which a first connecting line 13 and to the negative pole of which a second connecting line 12 are connected.
- the two connecting lines 12, 13 lead to a circuit 2, likewise located in the housing 1, which comprises a plurality of electrical subcircuits n 0 , n 1 , ... n i .
- Each of these electrical subcircuits n 0 , n 1 , ... n i is connected to a third connecting line 12 ', which is connected to the second connecting line 12 at the circuit input of the circuit 2.
- On the second connecting line 12 there is a reference contact 7, to which a first connecting line 8 ′ and a second connecting line 8 are connected.
- the first connecting line 8 ′ leads to an equalizing contact 22 located on the outside of the housing 1.
- the second connecting line 8 leads via a switching means 19 to an output line 9, which leads from a circuit output of the circuit 2 to an input contact 4 located on the outside of the housing 1 leads.
- the input contact 4 is surrounded by a coupling piece 29 for receiving a plug 25.
- the plug means 25 comprises a connector housing 18, which on its Front one corresponding to the input contact 4 Has counter terminal 11. On the outside, the housing 1 also a recess 10 through which an actuation of the as Opener trained switching means 19 is possible.
- the switching means 19 has an angled probe arm 20, which in the recess 10 over the switching means 19 fits.
- the third connecting line 12 ' is preferably a line which connects all the electrical subcircuits n 0 , n 1 , ... n i to one another. Such a line is usually already present in the circuit 2, since it is common in circuit design that a circuit ground is led through the circuit.
- the compensating contact 22 is constantly connected to the reference contact 7 via the first connecting line 8 '. Charges that reach the compensation contact 22 when handling the housing 1 by touching an electrically charged body, for example a human body part, thus flow to the reference contact 7, so that this has approximately the same potential as the compensation contact 22.
- the compensation contact 22 is preferably attached at an exposed location on the outside of the surface of the housing 1 and can be of any shape (eg wire mesh, metal surface, decorative strips, etc.) and size.
- the compensation contact 22 is preferably close as the housing 1 completely enclosing metal jacket. Just like the compensating contact 22 is the input contact 4 via the switching means 19 and the second connecting line 8 is connected to the reference contact 7. Charges that reach the input contact also flow to the reference contact 7, whereby the potential difference between the Input contact 4 and the reference contact 7 is minimized. In principle becomes an electrically charged body with the reference contact 7 electrically connected.
- the connector 25 to the input contact 4 e.g. to connect the electrical Device 26 with any other electrical device, such as printers, Charger, programming device, alarm transmitter, signal transmitter, remote control device, etc.
- the counter terminal 11 first reaches an electrically conductive one Contact with the input contact 4.
- the counter terminal 11 is with resilient contact tongues equipped when hitting the input contact 4 yield elastically, while the plug 25 for a safe coupling inserted into the housing 1 deeper into the coupling piece 29 becomes. Only when the plug 25 is fully inserted into the coupling piece 29 is, the probe arm 20 causes an intervention in the recess 10 an opening of the switching means 19. By opening the switching means 19, the input contact 4 is separated from the reference contact 7, whereby the input contact 4 its actual function for the circuit 2 can exercise. However, since the input contact 4 has almost the same potential shows how the reference contact 7 is damaged in the circuit 2 due to a potential difference between input contact 4 and Reference contact 7 almost impossible.
- the counter terminal 11 and the input contact 4 should be provided when the input contact meets 4 and give counter-connection 11.
- the input contact 4 and accordingly the counter terminal 11 can have multiple contacts, i.e. be multi-pole.
- the probe arm 20 is also by the design one of the contacts as a mechanically longer pin contact replaceable in input contact 4 or mating connector 11. By the bigger one mechanical length is then ensured that this compared to the other, Shorter contacts of the input contact 4 or counter terminal 11 leads ahead and when touching the electrically conductive switching means 19 establishes an electrically conductive connection to the reference contact 7.
- a deeper insertion of the plug 25 into the housing 1 causes then preferably opening the switching means 19 before one electrically conductive connection of the other contacts of the input contact 4 with the contacts of the counter terminal 11.
- the coupling piece 29 Provided the relative Position between the input contact 4 and the counter terminal 11 to each other by other means such as the housing 1 and the connector 25 common enclosing container is secured, the coupling piece 29 also omitted.
- the plug 25 can also be connected to the device 26 be attachable accessory, on the outside of the counter connector 11 is arranged.
- a suitable reference contact is e.g. a metal layer in a multilayer circuit board.
- FIG. 2 shows a further embodiment of that shown in FIG. 1 electrical device 26 shown.
- the same numbers denote here same elements.
- the embodiment shown here differs differs from that shown in FIG. 1 by the following features:
- the second connecting line 8 does not lead via the switching means 19 to the output line 9, but directly to one on the outside of the Housing 1 attached contact element 6.
- the contact element 6 is attached to the inlet opening of a recess 27, at the The bottom of the input contact 4 is.
- the recess 27 serves instead of the coupling piece 29 from Figure 1 for receiving the plug 25.
- the top of the input contact 4 is at a depth x from the inlet opening of the recess 27.
- the plug 25 has here again a connector housing 18 on the front the counter terminal 11 is arranged with resilient contact tongues.
- the mating connector 11 has a side resilient contact tab 28 on that when inserting the plug 25 into the one in the housing 1 Indentation 27 touches the contact element 6, slides along it and when the plug 25 is fully inserted, no more contact to the contact element 6.
- the side resilient contact tab 28 slides along the contact element 6, the counter-connection arrives 11 in electrically conductive contact with the input contact 4. This electrically conductive contact is maintained when the connector 25 is fully inserted into the recess 27.
- the depth is x selected in an advantageous manner so that the lateral resilient Contact lobe 28 with plug-in means fully inserted into the recess 27 25 no longer touches the contact element 6 and discharges an electrically charged body only on the contact element 6 and can not be done on the inclusion 4.
- the interruption the electrically conductive connection between the reference contact 7 and the Counter terminal 11 also via a circuit mechanism analogous to FIG. 1 done, the choice of depth x no longer according to the above Criterion must take place.
- FIG. 3 shows an electrical device 26 to which the power supply 3, which is located in an external housing 1 ', can be connected.
- the connecting lines 12, 13 lead from the Power supply 3 away from the external housing 1 'and into it Housing 1 into the circuit located therein 2.
- Die Connection lines 12, 13 are between the housings 1, 1 ' interrupted and by means of plugs and couplings e.g. in the form of Pins and contact surfaces can be coupled together.
- a delay element 15 is additionally connected, which in the Recess 10, in which the probe arm 20 of the plug 25 engages, is arranged.
- the two connecting lines 12 and 13th connected within the housing 1 via an additional switch 14.
- the additional switch 14 causes the line input of the first Connection line 13 on the housing 1 for connecting the power supply 3 remains connected to the reference contact 7 until the power supply 3 is connected. Charging the first connection line compared to the reference contact 7 is therefore not possible.
- the electric conductive connection of the first connecting line 13 with the reference contact 7 causes an electrically conductive connection of an electrically charged body, which extends from the housing 1 end of the first Line 13 touches, with the reference point 7. It will assumed that the electrically charged body is not that in the external Housing 1 is arranged power supply 3, but for example a inadvertently the end of the first connecting line starting from the housing 1 13 touching electrically charged body part. In this Case does not have to open the additional switch 14, in contrast to Case of connecting the power supply 3.
- Coupling the external Housing 1 'to the housing 1 causes a housing extension Open the additional switch 14 before all four coupling points in the Touch connecting lines 12, 13.
- the additional switch 14 must be on everyone Open case before connecting the power supply 3, otherwise a short circuit would result.
- the connection of the power supply 3 thus ensures that the first connecting line is touched 13 not by an electrically charged body more can be done. So here is an electrically conductive connection built between the counter terminal 11 and the input contact 4.
- FIG. 4 shows the electrical device 25 from FIG. 3 in a further embodiment, the same numbers denoting the same parts.
- the external housing 1 ' has an additional circuit 17 which has further electrical subcircuits m 0 , m 1 .
- the further electrical subcircuits m 0 , m 1 are also connected to the second connecting line 12 via a third connecting line 16 and a further reference contact 7 '.
- the additional circuit 17 also has outputs p 1 , p 2 , which are led out of the external housing 1 '.
- the housing 1 in turn has a plurality of inputs d m , d 0 , d 1 , d 2 , which are each connected to the circuit 2.
- a second switching means s 0 is provided with a first switching line 31, via which the input d 0 is connected directly to the reference contact 7.
- the input d 1 is connected directly to the reference contact 7 via a third switching means s 1 and a second switching line 24, and the input d 2 is connected directly to the reference contact 7 via a fourth switching means s 2 and a third switching line 23.
- the external housing 1 has extensions 33, 34, 35 which fit into recesses in the housing 1 and which actuate the switching means s 0 , s 1 , s 2 .
- the outputs p 1 , p 2 and the connecting lines 12, 13 end on the outside of the external housing in resilient contacts.
- the output p 2 comes with the input d 2 , the output p 1 with the input d 1 , the first connection line 13 with the input d 0 and the second connection line 12 with the input dm in electrically conductive contact.
- the second switching means s 0 is opened by one of the extensions 33, 34, 35 before the first connecting line 13 touches the associated input d 0 , while the third and fourth switching means s 1 , s 2 only after contacting the outputs p 1 , p 2 can be opened. This means that ESD protection can also be achieved for any arrangement of contacts between the electrical device 26 and its periphery.
- FIG. 5a shows a further exemplary embodiment with a housing 1 and an associated external housing 1 'while retaining the previous numbering with the following differences: While the second connecting line 12 is connected to the reference contact 7 via the input d m on the housing surface of the housing 1 the inputs d 0 , d 1 , d 2 for connection to the first connecting line 13 or the outputs p 1 , p 2 in depressions 5 in the housing 1.
- the outputs p 1 , p 2 and the connecting lines 12, 13 have at their end pin contacts 36, 37, 38, 39 telescopically resiliently telescopically of equal length.
- the further housing 1 ′ is thus contacted first via the second connecting line 12 and only subsequently via the first connecting line 13 or the connections p 1 , p 2 .
- the spatial arrangement of the inputs d m , d 0 , d 1 , d 2 ensures that when the two housings 1, 1 'are brought together, the reference contact 7 is always used first to equalize the charge before the other contacts between the two Housing 1, 1 ', are connected.
- the input contact 4, which is configured here in FIG. 5 similarly to the input contact 4 in FIG. 2, has the contact element 6 at the input of the associated recess 27, which is connected to the reference contact via the switching means 19, which is designed here as a reed switch 7 is connected.
- the reed switch 19 enables contactless switching through the wall of the housing 1.
- the corresponding plug 25 is equipped with a switching magnet 30.
- the switching means 19 In the closed state, the switching means 19 only has to have a low volume resistance in order to limit the potential difference between the input contact 4 and the reference contact 7 to a level that is not dangerous for the circuit 2 and its electrical subcircuits n 0 , n 1 , ... n i .
- An optical, mechanical, electrical or magnetic solution is equally provided as the actuating mechanism for the switching means 19.
- the external housing 1 ′ with the additional circuit 17 is designed with an identical protective measure in order to obtain protection against ESD here too.
- Figure 5b shows the structure of the pin contact 38, which consists of an outer Sleeve 42 with an end opening; in the sliding a pin 40 is supported which at its inner end in a base plate 45 merges with a spiral spring 41.
- the base plate 45 is surrounded by a slide ring 43 which the base plate 45 of the outer sleeve 42 insulated.
- the pin 40 is in the area of the front Opening from the outer sleeve 42 by means of an insulating bush 44 electrically isolated.
- the spiral spring 41 presses the base plate 45 against the end wall of the outer sleeve 42 so that an electrical conductive connection between the electrically conductive coil spring 41 over the pin 40 to the outer sleeve 42.
- the sleeve 42 is with the third connecting line 16 electrically connected.
- the coil spring 41 forms the line to the additional circuit 17.
- An indentation of pin 40 disconnects the connection that one before pressing Protection against electrostatic discharge.
- Figure 6 shows an example of a configuration with contact pins.
- the following differences exist compared to the configuration according to FIG. 4: Instead of the inputs d m , d 0 , d 1 , d 2 here contact pins k m , k 0 , k 1 , k 2 are provided which protrude from the housing 1.
- the contact pin k m is mechanically longer than the contact pins k 0 , k 1 , k 2 and accordingly protrudes further from the housing 1 than this.
- the contact pins k m , k 0 , k 1 , k 2 are slidably mounted in the housing wall.
- the contact means a m , a 0 , a 1 , a 2 lie within the housing 1 and rigidly connected to the contact pins k m , k 1 , k 2 .
- the contact means a m , a 0 , a 1 , a 2 are supported against the housing wall and are pressed against the housing wall by spring elements f m , f 0 , f 1 , f 2 .
- the housing wall is provided with a conductor piece 32 which is electrically conductively connected to the reference contact 7 via the switching line 23, 24.
- the contact means a 1 , a 2 touch the conductor piece 32.
- a further conductor piece 31 corresponding to the first switching line 31 from FIG. 4 is arranged between the contact means a m , a 0 and forms an electrically conductive connection between the contact means a m , a 0 .
- the contact pin k m is directly electrical with the reference contact 7 a m , a 0 . conductively connected.
- the external housing 1 ' is provided with surface contacts y m , y 0 , y 1 , y 2 , which are connected to the connecting lines 12, 13 and the outputs p 1 , p 2 .
- the external housing 1 ' is further approximated to the housing 1, the electrically conductive connections of the contact pins k 1 , k 2 to the reference contact 7 via the switching lines 23, 24 and the conductor piece 32 are also interrupted. Now the external housing 1 'is brought to the housing 1 in such a way that a functional connection is established, the connection being established while avoiding an ESD load. As an alternative to this, provision is also made for the switching line 23, 24 to be connected to the further conductor piece 31 instead of the reference contact 7. Then, when the contact pin k m is pressed in, all the other contact pins k 0 , k 1 , k 2 are simultaneously electrically separated from the reference contact 7.
- Adequate ESD protection is also provided with this variant, since contact of the contact pins k 0 , k 1 , k 2 with an electrically charged body is prevented by the spatial proximity of the housings 1, 1 'to one another.
- the length of the parts of the contact pins k m , k 0 , k 1 , k 2 projecting from the housing 1 expediently ranges from ⁇ 1 cm.
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- Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)
Description
Die Erfindung geht aus von einem batteriebetriebenen elektrischen Gerät nach der Gattung des Hauptanspruchs. Elektrostatische Entladungen (ESD) können elektrische Geräte in ihrer Funktion stören oder sogar elektrische Schaltungsteile im Gerät zerstören. Diese Gefahr besteht zum Beispiel bei der Berührung eines elektrisch aufgeladenen Körpers, beispielsweise eines Kunststoffs, oder des menschlichen Körpers mit dem elektrischen Gerät. Es ist bekannt, daß insbesondere integrierte Schaltungen besonders empfindlich gegen ESD sind. Diese Empfindlichkeit wächst mit zunehmendem Integrationsgrad. Bei stationären und leitungsgebundenen Geräten sind bereits Schutzmaßnahmen bekannt, die eine anliegende Überspannung ableiten. Eine Schutzfunktion können diese Maßnahmen jedoch nur bieten, wenn ein Abführen der Ladung zu einer Erdleitung möglich ist. Dies ist in der Regel bei stationären und leitungsgebundenen Geräten der Fall. Mit den bekannten Maßnahmen ist es jedoch nicht möglich, tragbare Geräte wirkungsvoll vor elektrostatischen Entladungen zu schützen.The invention is based on a battery-operated electrical Device according to the genus of the main claim. Electrostatic discharge (ESD) can disrupt the function of electrical devices or even destroy electrical circuit parts in the device. This danger exists, for example, when touching an electrically charged one Body, for example a plastic, or the human Body with the electrical device. It is known that in particular integrated circuits are particularly sensitive to ESD. This Sensitivity increases with the degree of integration. For stationary and wired devices are already protective measures known that derive an applied overvoltage. A protective function can only offer these measures if a removal of the Charging to an earth line is possible. This is usually the case with stationary and wired devices. With the known However, it is not possible to take portable devices effectively protect against electrostatic discharge.
Aus der US-A-4 138 711 ist eine Leiterplatte mit Halbleiterbauelementen bekannt, die mit Eingangskontakten auf der Leiterplatte verbunden sind. Ein als Brückenschalter ausgebildetes Schaltmittel überbrückt vor dem Einschieben eines Steckmittels sämtliche Kontakte. Beim Einschieben des Steckmittels wird der Brückenschalter in einen nicht überbrückenden Zustand überführt, bevor die Gegenanschlüsse des Steckmittels die Eingangskontakte berühren. Mit dieser Anordnung wird jedoch bei einer Kontaktierung eines mit einer Überspannung behafteten Gegenanschlusses die Überspannung ohne ESD-Schutz auf die Bauelemente übertragen. From US-A-4 138 711 is a printed circuit board with semiconductor components known, which is connected to input contacts on the circuit board are. A switching device designed as a bridge switch bridges all contacts before inserting a plug. When inserting the plug, the bridge switch is in transferred to a non-bridging state before the mating connections of the connector touch the input contacts. With this However, an arrangement is made when contacting one with an overvoltage overvoltage without ESD protection transferred to the components.
Vorrichtungen zum ESD-Schutz gegen versehentliches Berühren von Eingangskontakten einer Leiterplatte mit einem die Eingangskontakte vor Einstecken eines Steckmittels überbrückenden Brückenschalter sind weiterhin auch aus der EP-A-0 501 749 und der US-A-4 179 178 bekannt.Devices for ESD protection against accidental contact with input contacts a circuit board with one of the input contacts Inserting a plug-bridging bridge switch also known from EP-A-0 501 749 and US-A-4 179 178.
Aus der DE-U-91 10 657 ist eine Prüfbuchse mit einer vorgelagerten Arbeitselektrode und einem im Inneren der Prüfbuchse angeordneten von der Arbeitselektrode isolierten Kontakt bekannt. Die Arbeitselektrode ist mit einer Erdleitung verbunden, über die elektrische Ladungen gegen Erdpotential abfließen können. Beim Einführen eines Steckmittels kontaktiert der Gegenanschluß des Steckmittels jedoch nicht zwangsläufig die Arbeitselektrode, so daß ein ausreichender ESD-Schutz nicht gewährleistet ist. Außerdem ist die Anordnung nicht in tragbaren Geräten einsetzbar.DE-U-91 10 657 is a test socket with an upstream one Working electrode and one arranged inside the test socket contact isolated from the working electrode. The working electrode is connected to an earth line via which electrical Charges can drain against earth potential. When introducing a However, the mating connector contacts the mating connector not necessarily the working electrode, so that a sufficient ESD protection is not guaranteed. In addition, the arrangement is not Can be used in portable devices.
Aus der NL-A-7 007 727 ist eine Steckdose mit einer Sicherheitvorrichtung bekannt. Durch mehrere hintereinander in einer Linie angeordnete Kontakte wird erreicht, daß ein versehentlich in die Steckdose eingeführter Kontakt zum Personenschutz zuerst mit dem Null-Leiter und anschließend mit dem stromführenden Kontakt in Verbindung gebracht wird. Eine Erdleitung ist hierfür zwingend erforderlich. From NL-A-7 007 727 is a socket with a safety device known. By several arranged in a line Contacts are accidentally inserted into the outlet introduced contact for personal protection first with the neutral conductor and then in connection with the live contact brought. An earth line is mandatory for this.
Das erfindungsgemäße batteriebetriebene elektrische Gerät mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Anspruchs 1 oder des Anspruchs 5 hat demgegenüber
den Vorteil, daß sowohl stationäre als auch tragbare Geräte wirkungsvoll
gegen ESD geschützt sind. Außerdem wird durch die hier beschriebenen
Merkmale eine Störung der Gerätefunktionen durch ESD erschwert.
Dazu ist keinerlei Verbindung zu einem stationären Schutzleiter
nötig. Der Schutz funktioniert dabei ebenso für beliebige elektrisch
aufgeladene Körper als auch für elektrisch aufgeladene Steckkontakte,
die an das Gerät angeschlossen werden.The battery-operated electrical device according to the invention with the characteristic
Features of
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte
Weiterbildungen und Verbesserungen des in den Ansprüchen 1 und
5 angegebenen elektrischen Geräts möglich.The measures listed in the subclaims are advantageous
Further developments and improvements of the in
Das Umschalten in den im wesentlichen nichtleitenden Zustand nach Ablauf einer Verzögerungszeit ist insofern vorteilhaft, als durch die Verzögerungszeit ein gewisser Zeitraum zur Verfügung gestellt wird, in dem ein Potentialausgleich zwischen dem Steckmittel und dem Bezugskontakt stattfinden kann. So wird der Potentialunterschied zwischen dem Bezugskontakt und dem Steckmittel minimal.Switching to the essentially non-conductive state after expiration a delay time is advantageous in that the Delay time a certain period of time is made available in which equipotential bonding between the plug and the reference contact can take place. So the potential difference between the reference contact and the plug connector minimal.
Die elektrisch leitende Verbindung jedes Anschlusses des elektrischen Bauteils mit dem Bezugskontakt über ein Schaltmittel hat den Vorteil, daß sich auch bei ESD-Belastung mehrerer Anschlüsse keine schädlichen Potentialdifferenzen zwischen den Anschlüssen und dem Bezugskontakt aufbauen können, wodurch das Risiko der Schädigung der mit diesen Anschlüssen verbundenen elektrischen Bauelemente bzw. Teilschaltungen und damit des elektrischen Geräts durch ESD vermindert wird.The electrically conductive connection of each connector of the electrical Component with the reference contact via a switching means has the advantage that even if several connections are exposed to ESD, there are no harmful effects Potential differences between the connections and the reference contact can build up, reducing the risk of harm to the electrical components or subcircuits connected to these connections and thus the electrical device is reduced by ESD.
Die Ausführung des Schaltmittels mit einem elektrisch leitenden Kontaktstift stellt insofern eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen elektrischen Geräts dar, als die Funktionen der elektrisch leitenden Verbindung und des Umschaltens gemeinsam vom Kontaktstift ausführbar sind. The switching device is designed with an electrically conductive contact pin In this respect represents an advantageous embodiment of the invention electrical device as the functions of electrical conductive connection and switching together from the contact pin are executable.
Ein weiterer Vorteil ist dadurch gegeben, daß das Kontaktelement über ein Schaltmittel mit dem Bezugskontakt elektrisch leitend verbunden ist, da sich die konstruktive Ausgestaltung des Steckmittels und der zugehörigen Vertiefung vereinfacht.Another advantage is that the contact element electrically conductively connected to the reference contact via a switching means is because the structural design of the connector and the associated recess simplified.
Ein weiterer Vorteil ist dadurch gegeben, daß das Schaltmittel vom Steckmittel betätigbar ist, da dadurch ein selbsttätiges Umschalten ermöglicht ist.Another advantage is that the switching means from the plug can be actuated, as this enables automatic switching is.
Die Ausbildung des Schaltmittels als Halbleiterschalter bringt den Vorteil mit sich, daß das Schaltmittel in einer einfachen Form realisiert ist, die außerdem besonders verschleißarm ist.The formation of the switching means as a semiconductor switch brings the Advantage with it that the switching means is realized in a simple form which is also particularly low-wear.
Bei einer Ausbildung des Schaltmittels als Reed-Schalter handelt es sich um eine vorteilhafte Ausgestaltung, da ein berührungsloses Umschalten des Schaltmittels möglich ist. Außerdem erfolgt das Auftrennen der elektrisch leitenden Verbindung zwischen dem Eingangskontakt und dem Bezugskontakt nur bei Annäherung eines mit einem Magneten ausgestatteten Gegenanschlusses und nicht versehentlich bei z.B. mechanischer Auslösung durch einen sonstigen elektrisch aufgeladenen Körper.The switching device is designed as a reed switch an advantageous embodiment, since contactless switching of the switching means is possible. In addition, the electrically conductive connection between the input contact and the Reference contact only when approaching one equipped with a magnet Counter connection and not accidentally e.g. mechanical release through another electrically charged body.
Es stellt einen weiteren Vorteil dar, wenn das elektrische Gerät einen weiteren Eingangskontakt zur dauerhaften Verbindung mit dem bezugskontakt aufweist, da so ein Durchschleifen des Bezugspotentials des Bezugskontakts zu dem den Gegenanschluß aufweisenden weiteren elektrischen Gerät möglich ist.Another advantage is if the electrical device has a additional input contact for permanent connection with the reference contact has, since such a looping through the reference potential of the reference contact to the further electrical device having the counter connection is possible.
Bei der Ausgestaltung des Kontaktstifts mit einem Kontaktmittel, das mittels eines Federelements an ein mit dem Bezugskontakt verbundenes Leiterstück gedrückt ist, entsteht der Vorteil einer besonders einfachen und zuverlässigen Realisierung des ESD-Schutzes.When designing the contact pin with a contact means that by means of a spring element to one connected to the reference contact Conductor piece is pressed, there is the advantage of a particularly simple and reliable implementation of ESD protection.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt
und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
In Figur 1 ist ein elektrisches Gerät 26 mit einem Gehäuse 1
gezeigt. Innerhalb des Gehäuses 1 befindet sich eine Stromversorgung
3, an deren Pluspol eine erste Anschlußleitung 13 und an deren
Minuspol eine zweite Anschlußleitung 12 angeschlossen sind. Die
beiden Anschlußleitungen 12, 13 führen zu einer ebenfalls im Gehäuse
1 befindlichen Schaltung 2, die mehrere elektrische Teilschaltungen
n0, n1,... ni umfaßt. Jede dieser elektrischen Teilschaltungen
n0, n1,... ni ist an eine dritte Anschlußleitung 12'
angeschlossen, die am Schaltungseingang der Schaltung 2 mit der
zweiten Anschlußleitung 12 verbunden ist. Auf der zweiten
Anschlußleitung 12 befindet sich ein Bezugskontakt 7, an dem eine
erste Verbindungsleitung 8'und eine zweite Verbindungsleitung 8
angeschlossen sind. Die erste Verbindungsleitung 8' führt zu einem
an der Außenseite des Gehäuses 1 befindlichen Ausgleichskontakt 22.
Die zweite Verbindungsleitung 8 führt über ein Schaltmittel 19 zu
einer Ausgangsleitung 9, die von einem Schaltungsausgang der
Schaltung 2 zu einem an der Außenseite des Gehäuses 1 liegenden
Eingangskontakt 4 führt. Der Eingangskontakt 4 ist dabei von einem Kupplungsstück
29 zur Aufnahme eines Steckmittels 25 umgeben. An
Das Steckmittel 25 umfaßt ein Steckergehäuse 18, das an seiner
Vorderseite einen mit dem Eingangskontakt 4 korrespondierenden
Gegenanschluß 11 aufweist. An der Außenseite weist das Gehäuse 1
außerdem eine Aussparung 10 auf, durch die eine Betätigung des als
Öffner ausgebildeten Schaltmittels 19 möglich ist. Das Schaltmittel 19 weist
einen abgewinkelten Tastarm 20 auf, der in die Aussparung 10 über
dem Schaltmittel 19 paßt.The plug means 25 comprises a
Die dritte Anschlußleitung 12' ist vorzugsweise eine Leitung, die
sämtliche elektrische Teilschaltungen n0, n1,... ni
miteinander verbindet. Eine solche Leitung ist üblicherweise bereits
in der Schaltung 2 vorhanden, da es beim Schaltungsentwurf üblich
ist, daß eine Schaltungsmasse durch die Schaltung geführt wird. Über
die erste Verbindungsleitung 8' ist der Ausgleichskontakt 22 ständig
mit dem Bezugskontakt 7 verbunden. Ladungen, die beim Hantieren mit
dem Gehäuse 1 durch Berührung eines elektrisch aufgeladenen Körpers,
beispielsweise eines menschlichen Körperteils, auf den
Ausgleichskontakt 22 gelangen, fließen somit auf den Bezugskontakt
7, so daß dieser in etwa das gleiche Potential wie der
Ausgleichskontakt 22 aufweist. Dadurch ist die Gefährdung des
elektrischen Geräts 26 durch ESD verringert, da der Bezugskontakt 7
und auch die daran angeschlossene dritte Anschlußleitung 12'
ebenfalls nahezu auf demselben Potential liegen, wie der
Ausgleichkontakt 22 und der elektrisch aufgeladene Körper. Eine
Berührung eines elektrisch aufgeladenen Körpers mit einem
Schaltungsteil des elektrischen Geräts 26 oder von außen
zugänglichen elektrischen Kontakten kann daher keine elektrische
Entladung in Richtung auf den Bezugskontakt 7 auslösen. Der
Ausgleichskontakt 22 ist vorzugsweise an einer exponierten Stelle
auf der Außenseite der Oberfläche des Gehäuses 1 angebracht und kann
in jeder beliebigen Form (z.B. Drahtgeflecht, Metallfläche,
Zierstreifen, etc.) und Größe ausgebildet sein. The third connecting line 12 'is preferably a line which connects all the electrical subcircuits n 0 , n 1 , ... n i to one another. Such a line is usually already present in the
Vorzugsweise ist der Ausgleichskontakt 22 als das Gehäuse 1 nahzu
ganz umschließender Metallmantel ausgebildet. Ebenso wie der Ausgleichskontakt
22 ist der Eingangskontakt 4 über das Schaltmittel 19
und die zweite Verbindungsleitung 8 mit dem Bezugskontakt 7 verbunden.
Ladungen, die auf den Eingangskontakt gelangen, fließen so ebenfalls
auf den Bezugskontakt 7, wodurch der Potentialunterschied zwischen dem
Eingangskontakt 4 und dem Bezugskontakt 7 minimiert wird. Prinzipiell
wird also ein elektrisch aufgeladener Körper zunächst mit dem Bezugskontakt
7 elektrisch leitend verbunden. Beim Anschließen des Steckmittels
25 an den Eingangskontakt 4, z.B. zur Verbindung des elektrischen
Geräts 26 mit einem beliebigen weiteren elektrischen Gerät, wie Drucker,
Ladegerät, Programmiergerät, Alarmgeber, Signalgeber, Fernwirkeinrichtung,
etc. gelangt zunächst der Gegenanschluß 11 in einen elektrisch leitenden
Kontakt mit dem Eingangskontakt 4. Dadurch können auf dem Gegenanschluß
11 befindliche Ladungen auf den Eingangskontakt 4 und somit auch zum
Bezugskontakt 7 gelangen. Der Gegenanschluß 11 ist mit federnden Kontaktzungen
ausgestattet, die beim Auftreffen auf den Eingangskontakt
4 elastisch nachgeben, während das Steckmittel 25 für eine sichere Ankopplung
an das Gehäuse 1 tiefer in das Kupplungsstück 29 eingeschoben
wird. Erst wenn das Steckmittel 25 ganz in das Kupplungsstück 29 eingeschoben
wird, bewirkt der Tastarm 20 über einen Eingriff in die Aussparung
10 ein öffnen des Schaltmittels 19. Durch das öffnen des Schaltmittels
19 wird der Eingangskontakt 4 vom Bezugskontakt 7 getrennt, wodurch
der Eingangskontakt 4 seine eigentliche Funktion für die Schaltung
2 ausüben kann. Da der Eingangskontakt 4 jedoch nahezu dasselbe Potential
aufweist, wie der Bezugskontakt 7 ist eine Beschädigung der Schaltung 2
aufgrund eines Potentialunterschiedes zwischen Eingangskontakt 4 und
Bezugskontakt 7 nahezu ausgeschlossen.The
Da das Steckmittel 25 den Gegenanschluß 11 aufweist, wird dieser mit
dem Eingangskontakt 4 elektrisch leitend verbunden. Die Voraussetzung,
daß das Steckmittel 25 mit dem Bezugskontakt 7 elektrisch leitend verbunden
sein muß, bevor eine elektrisch leitende Verbindung zwischen
Gegenanschluß 11 und Eingangskontakt 4 entsteht, ist durch die Anordnung
in Figur 1 automatisch erfüllt. Since the
Alternativ zu der in Figur 1 dargestellten Ausführung kann anstelle
des Gegenanschlusses 11 auch der Eingangskontakt 4 mit elastischen
Kontaktzungen versehen sein, die beim Aufeinandertreffen von Eingangskontakt
4 und Gegenanschluß 11 nachgeben. Der Eingangskontakt 4 und entsprechend
der Gegenanschluß 11 können mehrere Kontakte aufweisen, d.h.
mehrpolig ausgeführt sein. Der Tastarm 20 ist dabei auch durch die Ausgestaltung
eines der Kontakte als einen mechanisch längeren Stiftkontakt
im Eingangskontakt 4 oder Gegenanschluß 11 ersetzbar. Durch die größere
mechanische Länge ist dann sichergestellt, daß dieser gegenüber den anderen,
kürzeren Kontakten des Eingangskontakts 4 oder Gegenanschlusses 11 vorauseilt
und bei der Berührung des elektrisch leitend ausgeführten Schaltmittels
19 eine elektrisch leitende Verbindung zum Bezugskontakt 7 herstellt.
Ein tieferes Einführen des Steckmittels 25 in das Gehäuse 1 bewirkt
dann vorzugsweise das Öffnen des Schaltmittels 19 bevor eine
elektrisch leitende Verbindung der anderen Kontakte des Eingangskontakts
4 mit den Kontakten des Gegenanschlusses 11 erfolgt. Sofern die relative
Lage zwischen dem Eingangskontakt 4 und dem Gegenanschluß 11 zueinander
durch andere Mittel wie beispielsweise einen das Gehäuse 1 und den Stecker
25 gemeinsam umschließenden Behälter gesichert ist, kann das Kupplungsstück
29 auch entfallen. Das Steckmittel 25 kann auch ein an das Gerät
26 ankoppelbares Zusatzgerät sein, an dessen Außenseite der Gegenanschluß
11 angeordnet ist. Als Bezugskontakt eignet sich z.B. eine Metallschicht
in einer Multilayer-Leiterplatte.As an alternative to the embodiment shown in FIG. 1, instead of
the
In Figur 2 ist eine weitere Ausführungsform des in Figur 1 dargestellten
elektrischen Geräts 26 gezeigt. Gleiche Zahlen bezeichnen hierbei
gleiche Elemente. Die hier dargestellte Ausführungsform unterscheidet
sich von der in Figur 1 dargestellten durch folgende Merkmale:
Die zweite Verbindungsleitung 8 führt nicht über das Schaltmittel 19
zur Ausgangsleitung 9, sondern direkt zu einem an der Außenseite des
Gehäuses 1 angebrachten Kontaktelement 6. Das Kontaktelement 6 ist
dabei an der Einlaßöffnung einer Vertiefung 27 angebracht, an deren
Boden sich der Eingangskontakt 4 befindet. Die Vertiefung 27 dient anstelle
des Kupplungsstücks 29 aus Figur 1 zur Aufnahme des Steckmittels
25. Die Oberseite des Eingangskontakts 4 liegt dabei in einer Tiefe x
von der Einlaßöffnung der Vertiefung 27 entfernt. Das Steckmittel 25 weist
hier ebenfalls wieder ein Steckergehäuse 18 auf, an dessen Vorderseite
der Gegenanschluß 11 mit federnden Kontaktzungen angeordnet ist. Außerdem
weist der Gegenanschluß 11 einen seitlichen federnden Kontaktlappen
28 auf, der beim Einschieben des Steckmittels 25 in die im Gehäuse 1 befindliche
Vertiefung 27 das Kontaktelement 6 berührt, an ihm entlanggleitet
und bei ganz eingeschobenem Steckmittel 25 keinen Kontakt mehr
zum Kontaktelement 6 besitzt. Während der seitliche federnde Kontaktlappen
28 auf dem Kontaktelement 6 entlanggleitet, gelangt der Gegenanschluß
11 in elektrisch leitenden Kontakt mit dem Eingangskontakt 4.
Dieser elektrisch leitende Kontakt wird beibehalten, wenn das Steckmittel
25 ganz in die Vertiefung 27 eingeschoben ist.FIG. 2 shows a further embodiment of that shown in FIG. 1
Auch hier wird somit zunächst beim Einschieben des Steckmittels 25 eine
elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Gegenanschluß 11 und dem
Bezugskontakt 7 über die zweite Verbindungsleitung 8 und das Kontaktelement
6 hergestellt. Ein Ladungsausgleich zwischen dem Bezugskontakt
7 und dem Gegenanschluß 11 ist daher zunächst möglich.Here too, when inserting the plug-in means 25, a first becomes
electrically conductive connection between the
Danach berühren sich der Eingangskontakt 4 und der Gegenanschluß 11
und in der weiteren Folge der Bewegung des Steckmittels 25 wird die
elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Gegenanschluß 11 und dem
Kontaktelement 6 unterbrochen. Als Folge verbleibt auch hier kein
nennenswerter Potentialunterschied zwischen dem Eingangskontakt 4 und
dem Bezugskontakt 7, wodurch die ESD-Gefahr für die an den Eingangskontakt
4 angeschlossene Schaltung 2 vermindert ist. Die Tiefe x ist
dabei in vorteilhafter Weise so ausgewählt, daß der seitliche federnde
Kontakt lappen 28 bei ganz in die Vertiefung 27 eingeschobenem Steckmittel
25 das Kontaktelement 6 nicht mehr berührt und eine Entladung
eines elektrisch aufgeladenen Körpers nur auf das Kontaktelement 6 und
nicht auf den einschluß 4 erfolgen kann. Alternativ kann die Unterbrechung
der elektrisch leitenden Verbindung zwischen dem Bezugskontakt 7 und dem
Gegenanschluß 11 auch über einen Schaltungsmechanismus analog Figur 1
erfolgen, wobei die Auswahl der Tiefe x nicht mehr nach dem oben angegebenen
Kriterium erfolgen muß.Then the
Figur 3 zeigt ein elektrisches Gerät 26, an das die Stromversorgung
3, die sich in einem externen Gehäuse 1' befindet, anschließbar ist.
Auch in dieser Figur ist die Numerierung aus den Figuren 1 und 2
beibehalten, wobei folgende Unterschiede gegenüber der Figur 1
vorliegen: Die Anschlußleitungen 12, 13 führen von der
Stromversorgung 3 weg aus dem externen Gehäuse 1' hinaus und in das
Gehäuse 1 hinein zur darin befindlichen Schaltung 2. Die
Anschlußleitungen 12, 13 sind dabei zwischen den Gehäusen 1, 1'
unterbrochen und mittels Steckern und Kupplungen z.B. in Form von
Stiften und Kontaktflächen aneinander ankoppelbar. Vor das Schaltmittel
19 ist zusätzlich ein Verzögerungselement 15 geschaltet, das in der
Aussparung 10, in die der Tastarm 20 des Steckmittels 25 eingreift,
angeordnet ist. Außerdem sind die beiden Anschlußleitungen 12 und 13
innerhalb des Gehäuses 1 über einen Zusatzschalter 14 verbunden.Figure 3 shows an
Der Zusatzschalter 14 bewirkt, daß der Leitungseingang der ersten
Anschlußleitung 13 am Gehäuse 1 für den Anschluß der Stromversorgung
3 so lange an den Bezugskontakt 7 angeschlossen bleibt, bis die Stromversorgung
3 angeschlossen wird. Ein Aufladen der ersten Anschlußleitung
gegenüber dem Bezugskontakt 7 ist somit nicht möglich. Die elektrisch
leitende Verbindung der ersten Anschlußleitung 13 mit dem Bezugskontakt
7 bewirkt eine elektrisch leitende Verbindung eines elektrisch
aufgeladenen Körpers, der das vom Gehäuse 1 ausgehende Ende der ersten
Anschlußleitung 13 berührt, mit dem Bezugspunkt 7. Dabei wird davon
ausgegangen, daß der elektrisch aufgeladene Körper nicht die im externen
Gehäuse 1 angeordnete Stromversorgung 3 ist, sondern beispielsweise ein
versehentlich das vom Gehäuse 1 ausgehende Ende der ersten Anschlußleitung
13 berührendes elektrisch aufgeladenes Körperteil. In diesem
Fall muß kein Öffnen des Zusatzschalters 14 erfolgen, im Gegensatz zum
Fall des Anschlusses der Stromversorgung 3. Das Ankoppeln des externen
Gehäuses 1' an das Gehäuse 1 bewirkt über einen Gehäusefortsatz ein
Öffnen des Zusatzschalters 14, bevor sich alle vier Koppelstellen in den
Verbindungsleitungen 12, 13 berühren. Der Zusatzschalter 14 muß auf jeden
Fall vor dem Anschluß der Stromversorgung 3 geöffnet werden, da sonst
ein Kurzschluß die Folge wäre. Somit geschieht beim Anschluß der ersten
Anschlußleitung 13 im Gegensatz zum Schaltmittel 19 ein Öffnen des
Schalters 14 bevor eine elektrisch leitende Verbindung in der ersten
Anschlußleitung 13 erfolgt und nicht danach. Der Anschluß der Stromversorgung
3 stellt damit sicher, daß eine Berührung der ersten Anschlußleitung
13 durch einen elektrisch aufgeladenen Körper nicht
mehr erfolgen kann. Somit ist hier eine elektrisch leitende Verbindung
zwischen dem Gegenanschluß 11 und dem Eingangskontakt 4 aufgebaut.The additional switch 14 causes the line input of the
Die Formulierung, daß eine elektrisch leitende Verbindung "aufgebaut"
ist, beinhaltet im erfindungsgemäßen Sinn somit entweder, daß eine
elektrisch leitende Verbindung besteht, wie in Figur 1 dargestellt oder
daß eine Gefährdung des zu schützenden Kontakts durch eine Berührung
mit einem elektrisch aufgeladenen Körper verhindert ist, wie am Beispiel
der ersten Anschlußleitung 13 in Figur 5a gezeigt. Das verzögerte
Ausschalten des Schaltmittels 19 mittels des Verzögerungselements 15 nach
der Betätigung durch den Tastarm 20 bewirkt, daß genügend Zeit zum
Ladungsausgleich für die auf dem Steckmittel 25 befindliche Ladung
zwischen dem Eingangskontakt 4 und dem Bezugskontakt 7 vorhanden ist.The formulation that an electrically conductive connection is "built up"
is in the sense of the invention thus either that a
electrically conductive connection exists, as shown in Figure 1 or
that the contact to be protected is endangered by touch
is prevented with an electrically charged body, as in the example
the first connecting
In Figur 4 ist das elektrische Gerät 25 aus Figur 3 in einer weiteren
Ausführungsform dargestellt, wobei gleiche Zahlen gleiche Teile bezeichnen.
Zusätzlich zu den Elementen in Figur 3 weist das externe
Gehäuse 1' eine Zusatzschaltung 17 auf, die weitere elektrische Teilschaltungen
m0, m1 aufweist. Die weiteren elektrischen Teilschaltungen
m0,m1 sind ebenfalls an die zweite Anschlußleitung 12 über eine dritte
Anschlußleitung 16 und einen weiteren Bezugskontakt 7' angeschlossen.
Die Zusatzschaltung 17 weist außerdem Ausgänge p1, p2 auf, die aus
dem externen Gehäuse 1' herausgeführt sind. Das Gehäuse 1 weist seinerseits
mehrere Eingänge dm,d0, d1, d2 auf, die jeweils an die Schaltung
2 angeschlossen sind. Anstelle des Schaltmittels 19 ist ein zweites
Schaltmittel s0 mit einer ersten Schaltleitung 31 vorgesehen, über
die der Eingang d0direkt mit dem Bezugskontakt 7 verbunden ist. Ebenso
ist der Eingang d1über ein drittes Schaltmittel s1und eine zweite
Schaltleitung 24 direkt mit dem Bezugskontakt 7 verbunden und der
Eingang d2über ein viertes Schaltmittel s2und eine dritte Schaltleitung
23 an den Bezugskontakt 7 direkt angeschlossen. Das externe Gehäuse 1'
weist Fortsätze 33, 34, 35 auf, die in Aussparungen im Gehäuse 1 passen
und eine Betätigung der Schaltmittel s0, s1, s2 bewirken. Die Ausgänge
p1, p2und die Anschlußleitungen 12, 13 enden an der Außenseite des
externen Gehäuse in federnden Kontakten. FIG. 4 shows the
Durch diese Verbindungen sind alle Eingänge dm, d0, d1, d2 mit dem
Bezugskontakt 7 verbunden und somit kann kein nennenswerter Potentialunterschied
zwischen ihnen und dem Bezugskontakt 7 bestehen. Somit sind
die Eingänge dm, d0, d1, d2 gegen durch Berührung mit elektrisch
aufgeladenen Körpern entstehende Potentialdifferenzen und dadurch
entstehende Schäden geschützt.Through these connections, all inputs d m , d 0 , d 1 , d 2 are connected to the
Bei Ankopplung des externen Gehäuses 1' mit den Ausgängen P1, p2 und
den Anschlußleitungen 12, 13, an die Eingänge dm, d0, d1, d2 kommen
jeweils der Ausgang p2mit dem Eingang d2, der Ausgang p1 mit dem Eingang
d1, die erste Anschlußleitung 13 mit dem Eingang d0 und die zweite
Anschlußleitung 12 mit dem Eingang d m in elektrisch leitenden Kontakt.
Dabei wird das zweite Schaltmittel s0 vor der Berührung der ersten Anschlußleitung
13 mit dem zugehörigen Eingang d0 durch einen der Fortsätze
33, 34, 35 geöffnet, während das dritte und vierte Schaltmittel s1, s2
erst nach einer Kontaktierung mit den Ausgängen p1, p2 geöffnet werden.
Damit ist auch für eine beliebige Anordnung von Kontakten zwischen dem
elektrischen Gerät 26 und seiner Peripherie ein ESD-Schutz erreichbar.When the external housing 1 'is coupled to the outputs P 1 , p 2 and the connecting
Figur 5a zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einem Gehäuse 1 und
einem dazugehörigen externen Gehäuse 1' unter Beibehaltung der bisherigen
Numerierung mit folgenden Unterschieden: Während die zweite Anschlußleitung
12 über den Eingang dm an der Gehäuseoberfläche des Gehäuses 1
mit dem Bezugskontakt 7 verbunden wird, liegen die Eingänge d0, d1, d2
zur Verbindung mit der ersten Anschlußleitung 13 bzw. den Ausgängen
p1, p2 in Vertiefungen 5 im Gehäuse 1. Die Ausgänge p1, p2 und die
Anschlußleitungen 12, 13 weisen an ihrem Ende gleich lange teleskopartig
federnd ineinanderschiebbare Stiftkontakte 36, 37, 38, 39 auf. Somit
erfolgt eine Kontaktierung des weiteren Gehäuses 1' zuerst über die
zweite Anschlußleitung 12 und erst nachfolgend über die erste Anschlußleitung
13 bzw. die Anschlüsse p1, p2. Somit ist hier durch die räumliche
Anordnung der Eingänge dm, d0, d1, d2 sichergestellt, daß
bei einer Zusammenführung der zwei Gehäuse 1, 1' immer zuerst der Bezugskontakt
7 zu einem Ladungsausgleich herangezogen wird, bevor die
anderen Kontakte zwischen den Gehäusen 1, 1', verbunden werden. Der
Eingangskontakt 4, der hier in Figur 5 ähnlich ausgeführt ist wie der
Eingangskontakt 4 in Figur 2 , weist am Eingang der zugehörigen Vertiefung
27 das Kontaktelement 6 auf, das über das Schaltmittel 19,
das hier als Reed-Schalter ausgebildet ist, mit dem Bezugskontakt
7 verbunden ist. Der Reed-Schalter 19 ermöglicht ein berührungsloses
Schalten durch die Wand des Gehäuses 1 hindurch. Das entsprechende
Steckmittel 25 ist dafür mit einem Schaltmagnet 30 ausgestattet.FIG. 5a shows a further exemplary embodiment with a
Das Schaltmittel 19 muß im geschlossenen Zustand lediglich einen geringen
Durchgangswiderstand aufweisen, um die Potentialdifferenz
zwischen dem Eingangskontakt 4 und dem Bezugskontakt 7 auf ein für die
Schaltung 2 und deren elektrische Teilschaltungen n0, n1, ... ni ungefährliches
Maß zu begrenzen. Als Betätigungsmechanismus ist für das
Schaltmittel 19 gleichermaßen eine optische, mechanische, elektrische
oder magnetische Lösung vorgesehen. Außerdem ist es auch zweckmäßig, die
oben beschriebenen Ausführungen zu kombinieren, um einen optimalen
Schutz vor elektrostatischer Entladung zu erhalten. Es ist ebenso vorgesehen,
das externe Gehäuse 1' mit der Zusatzschaltung 17 mit einer
identischen Schutzmaßnahme auszuführen, um auch hier einen Schutz
vor ESD zu erhalten.In the closed state, the switching means 19 only has to have a low volume resistance in order to limit the potential difference between the
Figur 5b zeigt den Aufbau des Stiftkontakts 38, der aus einer äußeren
Hülse 42 mit einer stirnseitigen öffnung besteht; in der gleitverschiebbar
ein Stift 40 gelagert ist, der an seinem inneren Ende in eine Basisplatte
45 übergeht, an der eine Spiralfeder 41 anliegt. Die Basisplatte
45 ist von einem Gleitring 43 umgeben, der die Basisplatte 45 von der
äußeren Hülse 42 isoliert. Der Stift 40 ist im Bereich der stirnseitigen
Öffnung mittels Einer Isolierbuchse 44 von der äußeren Hülse 42
elektrisch isoliert. Die Spiralfeder 41 drückt die Basisplatte 45
gegen die Stirnwand der äußeren Hülse 42, so daß eine elektrisch
leitende Verbindung zwischen der elektrisch leitenden Spiralfeder 41
über den Stift 40 zur äußeren Hülse 42 besteht. Figure 5b shows the structure of the
Für den erfindungsgemäßen Anwendungsfall ist die Hülse 42 mit der
dritten Anschlußleitung 16 elektrisch leitend verbunden. Die Spiralfeder
41 bildet die Leitung zur Zusatzschaltung 17. Ein Eindrücken
des Stifts 40 trennt die Verbindung, die vor dem Eindrücken einen
Schutz gegen elektrostatische Entladung darstellt.For the application according to the invention, the
Figur 6 zeigt ein Beispiel für eine Ausgestaltung mit Kontaktstiften.
Im Vergleich zur Ausgestaltung nach Figur 4 bestehen folgende Unterschiede:
Anstelle der Eingänge dm, d0, d1, d2 sind hier Kontaktstifte km, k0,
k1, k2 vorgesehen, die aus dem Gehäuse 1 herausragen. Der Kontaktstift
km ist dabei mechanisch länger ausgebildet als die Kontaktstifte k0, k1,
k2 und ragt entsprechend weiter aus dem Gehäuse 1 heraus als diese.
Die Kontaktstifte km, k0, k1, k2 sind gleitverschiebbar in der Gehäusewand
gelagert. Sie weisen innerhalb des Gehäuses 1 liegende starr mit
den Kontaktstiften km, k1, k2 verbundene scheibenförmige Kontaktmittel
am, a0, a1, a2 auf. Die Kontaktmittel am, a0, a1, a2 stützen sich gegen
die Gehäusewand ab und werden von Federelementen fm, f0, f1, f2 gegen
die Gehausewand gedrückt. Zwischen den Kontaktmitteln a1, a2 ist
die Gehäusewand mit einem Leiterstück 32 versehen, das über die
Schaltleitung 23, 24 mit dem Bezugskontakt 7 elektrisch leitend verbunden
ist. Die Kontaktmittel a1, a2 berühren das Leiterstück 32. Ein
der ersten Schaltleitung 31 aus Figur 4 entsprechendes weiteres Leiterstück
31 ist zwischen den Kontaktmitteln am, a0 angeordnet und bildet
eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den Kontaktmitteln am, a0.
Der Kontaktstift km ist direkt mit dem Bezugskontakt 7 elektrisch am, a0.
leitend verbunden. Das externe Gehäuse 1' ist mit Flächenkontakten ym,
y0, y1, y2 versehen, die an die Anschlußleitungen 12, 13 sowie die Ausgänge
p1, p2 angeschlossen sind.Figure 6 shows an example of a configuration with contact pins. The following differences exist compared to the configuration according to FIG. 4:
Instead of the inputs d m , d 0 , d 1 , d 2 here contact pins k m , k 0 , k 1 , k 2 are provided which protrude from the
Eine Annäherung des externen Gehäuses 1' ergibt zwangsläufig zuerst
eine Berührung des Flächenkontakts ym mit dem Kontaktstift km. Ein
Ladungsangleich findet statt. Die weitere Bewegung des externen
Gehäuses 1' bewirkt, das das Schaltmittel s0 geöffnet wird, indem
sich das Kontaktmittel am vom weiteren Leiterstück 31 löst. Gleichzeitig
ist damit auch die elektrisch leitende Verbindung zwischen dem
Kontaktstift k0 und dem Bezugskontakt 7 unterbrochen. Ein Kurzschluß
der Anschlußleitungen 12, 13 ist somit verhindert. Sobald die weiteren
Kontakte y0, y1, y2 die jeweiligen Kontaktstifte k0, k1, k2 berühren,
findet auch dort ein Ladungsangleich zum Bezugskontakt 7 statt. Wird das
externe Gehäuse 1' noch weiter an das Gehäuse 1 angenähert, so werden
auch die elektrisch leitenden Verbindungen der Kontaktstifte k1, k2 zum
Bezugskonakt 7 über die Schaltleitung 23, 24 und das Leiterstück 32
unterbrochen. Nun ist das externe Gehäuse 1' so an das Gehäuse 1 gebracht,
daß eine funktionstüchtige Verbindung aufgebaut ist, wobei
die Verbindung unter Vermeidung einer ESD-Belastung aufgebaut wurde.
Alternativ dazu ist ebenfalls vorgesehen, die Schaltleitung 23, 24 anstatt
an den Bezugskontakt 7 an das weitere Leiterstück 31 anzuschließen.
Dann werden beim Eindrücken des Kontaktstifts km gleichzeitig alle
anderen Kontaktstifte k0, k1, k2 vom Bezugskontakt 7 elektrisch getrennt.
Ein ausreichender ESD-Schutz ist auch mit dieser Variante
gegeben, da eine Berührung der Kontaktstifte k0, k1, k2 mit einem
elektrisch aufgeladenen Körper durch die räumliche Nähe der Gehäuse 1,
1' zueinander verhindert wird. Zweckmäßigerweise bewegt sich die Länge
der aus dem Gehäuse 1 herausragenden Teile der Kontaktstifte km, k0, k1,
k2 im Bereich <1 cm.An approach of the external housing 1 'inevitably results in the surface contact y m first coming into contact with the contact pin k m . A charge adjustment takes place. The further movement of the external housing 1 'causes the switching means s 0 to be opened by the contact means a m detaching from the
Als Eingangskontakt 4 im Sinne der Erfindung sind sowohl Eingangs- als auch
Ausgangskontakte des elektrischen Geräts 26 zu sehen.As
Claims (12)
- Battery-operated electrical appliance having at least one input contact exposed to the risk of static charging, characterized in that the input contact (4) is connected by a switch means (19) for electrical conduction to a reference contact (7) of the electrical appliance, which contact is situated on a connection lead (12) of the current supply unit (3) of the electrical appliance (26), and in that the switch means (19) passes over to a substantially non-conductive state as soon as an electrically conductive connection has been made between the input contact (4) and a corresponding co-acting connection (11) of a plug means (25).
- Battery-operated electrical appliance according to Claim 1, characterized in that the switch means (19) passes over to the substantially non-conductive state only at the end of a delay time after the electrically conductive connection between the input contact (4) and the corresponding co-acting connection (11) of the plug means (25) has been made.
- Battery-operated electrical appliance according to Claim 1 or 2, characterized in that each input contact (4) of the electrical appliance (26) has switch means (19).
- Battery-operated electrical appliance according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the switch means (19) has an electrically conductive contact pin (km, k0, k1, k2) which is connected for electrical conduction to the reference contact (7), and in that this connection can be broken by translatory or rotary movement of the contact pin (km, k0, k1, k2).
- Battery-operated electrical appliance having at least one input contact exposed to the risk of static charging, characterized in that the input contact (4) is arranged in a depression (27) on the electrical appliance (26), and in that a contact element which spatially precedes the input contact (4) is provided, said contact element being connected for electrical conduction to a reference contact (7) of the electrical appliance and which is situated on a connection lead (12) of the current supply unit (3) of the electrical appliance (26), and in that the contact element (6) is arranged such that an electrically conductive connection between the input contact (4) and a corresponding co-acting connection (11) of a plug means (25) is possible only after the co-acting connection (11) has made contact with the contact element (6).
- Battery-operated electrical appliance according to Claim 5, characterized in that the contact element (6) is connected for electrical conduction to the reference contact (7) with the aid of a switch means (19) which passes over to a substantially non-conductive state as soon as an electrically conductive connection has been made between the contact elements (6) and the co-acting connection (11).
- Battery-operated electrical appliance according to Claim 6, characterized in that the switch means (19) passes over to the substantially non-conductive state only at the end of a delay time after the electrically conductive connection between the contact element (6) and the co-acting connection (11) of the plug means (25) has been made.
- Battery-operated electrical appliance according to one of Claims 1 to 7, characterized in that the switch means (19) can be operated by the plug means (25).
- Battery-operated electrical appliance according to one of Claims 1 to 8, characterized in that the switch means (19) has a semiconductor switch.
- Battery-operated electrical appliance according to one of Claims 1 to 9, characterized in that the switch means (19) has a reed switch, and in that the plug means (25) has a switch magnet (30) cooperating with the reed switch in the plugged-in state.
- Battery-operated electrical appliance according to one of Claims 1 to 10, characterized in that at least one additional input contact (km) is provided, which is continuously connected for electrical conduction to the reference contact (7).
- Battery-operated electrical appliance according to Claim 4, characterized in that the contact pin (km, k0, k1, k2) is mounted for axial movement in a casing wall of the electrical appliance (26), and in that the contact pin (km, k0, k1, k2) is connected for electrical conduction and mechanically rigidly to a contact means (am, a0, a1, a2) which is pressed by the spring force of a spring element (fm, f0, f1, f2) to a conductor element (32) which is arranged on the casing (1) and is connected for electrical conduction to the reference contact (7).
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