Überspannungsschutzmagazin oder -Stecker und Verfahren zur Herstellung eines Überspannungsschutzmagazins oder -Steckers
Die Erfindung betrifft ein Überspannungsschutzmagazin oder -Stecker und ein Verfahren zur Herstellung eines Überspannungsschutzmagazins oder -Steckers.
Aus der DE 10 2007 006 693 Al ist ein Überspannungsschutzmagazin bekannt, umfassend ein Kunststoffgehäuse, elektrische Kontakte, Überspannungsschutzelemente und mindestens einen Kontaktkamm, wobei die elektrischen Kontakte in dem Kunststoffgehäuse angeordnet sind und jeweils einen Einsteckbereich und einen Kontaktbereich aufweisen, wobei die elektrischen Kontakte im Einsteckbereich in einer Reihe angeordnet sind, das Kunststoffgehäuse Aufnahmen für die Überspannungsschutzelemente aufweist, die auf beiden Seiten entlang der Längsrichtung angeordnet sind, wobei die Kontaktbereiche der elektrischen Kontakte in die jeweilige Aufnahme ragen und einen ersten elektrischen Kontakt zum jeweiligen Überspannungsschutzelement herstellen und der Kontaktkamm federnde Kontaktelemente im Bereich der Aufnahmen aufweist, die den zweiten Kontakt zum Überspannungsschutzelement herstellen. Die Überspannungsschutzelemente sind dabei als 2-polige Überspannungsabieiter ausgebildet. Die Kontakte sind vorzugsweise als Kontaktgitter ausgebildet und in das Kunststoffgehäuse eingespritzt, die durch Öffnungen im Kunststoffgehäuse freigestanzt werden, wohingegen der Kontaktkamm mit Erdkontakten ausgebildet ist und den Masseanschluss bildet.
Des Weiteren sind Überspannungsschutzmagazine bekannt, die eine Leiterplatte umfassen, auf der die Überspannungsschutzelemente angeordnet sind. Die Einsteckkontakte sind dabei als Freischnitte der Leiterplatte ausgebildet, auf denen Kontaktpads angeordnet sind. Nachteilig an diesen Überspannungsschutzmagazinen sind deren relativ hohen Kosten,
da aufgrund der geforderten hohen Steckrate hohe Qualitätsanforderungen an die Leiterplatte und die Kontaktpads gestellt werden.
Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein Überspannungsschutzmagazin oder -Stecker sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Überspannungsschutzmagazins oder -Steckers zu schaffen, der kompakt und preiswert im Aufbau ist.
Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch die Gegenstände mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 und 15. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Hierzu umfasst das Überspannungsschutzmagazin oder -Stecker ein Gehäuse, mindestens einen Überspannungsabieiter, Linienkontakte, mindestens einen Erdkontakt und einen Träger für die Überspannungsabieiter, wobei der Träger als Kunststoffspritzgussteil ausgebildet ist, wobei die Linienkontakte und der mindestens eine Erdkontakt in das Kunststoffspritzgussteil teilweise eingespritzt sind. Hierdurch ergibt sich ein sehr kompakter und preiswerter Aufbau des Trägers. Dabei ist es denkbar, die Linienkontakte bzw. den Erdkontakt als Einzelkontakte einzuspritzen.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Linienkontakte jedoch als mindestens ein Kontaktgitter ausgebildet, die durch Öffnungen im Träger freigestanzt sind. Der Vorteil eines Kontaktgitters ist, dass nur ein Teil in der Spritzgussform ausgerichtet werden muss.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen die Linienkontakte jeweils einen Einsteckbereich und einen Kontaktbereich auf, wobei die Einsteckbereiche nicht umspritzt sind.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Einsteckbereiche in einer Reihe angeordnet und die Kontaktbereiche und die Einsteckbereiche liegen in einer Ebene.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Linienkontakte im Kontaktgitter über einen gemeinsamen Quersteg verbunden, wobei unterhalb des Quersteges die Einsteckbereiche und oberhalb des Quersteges die Kontaktbereiche angeordnet sind, wobei paarweise ein Kontaktbereich durch einen geraden Verbindungssteg mit dem Quersteg verbunden ist und der andere Kontaktbereich über einen zweifach abgewinkelten Verbindungssteg mit dem Quersteg verbunden ist, wobei die erste Abwinkelung im Bereich des Quersteges den Verbindungssteg in eine parallele Ebene zur Ebene der Kontaktbereiche führt und die zweite Abwinkelung im Bereich der Kontaktbereiche den Verbindungssteg in die Ebene der Kontaktbereiche zurückführt, wobei die zweifach abgewinkelten Verbindungsstege länger als die geraden Verbindungsstege sind.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Überspannungsschutzmagazin zwei Erdkontakte auf, die über einen Quersteg miteinander verbunden sind, wobei der Quersteg zwischen den Kontaktbereichen der Linienkontakte verläuft, ohne deren Verbindungsstege zu berühren. Dies ist insbesondere deshalb besonders einfach möglich, da die längeren Verbindungsstege in einer zurückgesetzten parallelen Ebene verlaufen, so dass die Erdkontakte in der gleichen bzw. nahezu der gleichen Ebene wie die Kontaktbereiche bzw. Einsteckbereiche der Linienkontakte liegen können.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Kontaktbereiche als rechteckförmige Kontaktstreifen ausgebildet, wobei paarweise zusammengehörige Kontaktstreifen fluchtend übereinander angeordnet sind.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Träger Vertiefungen auf, wobei die Kontaktbereiche im Bodenbereich der Vertiefung angeordnet sind. Hierdurch werden die Überspannungsabieiter besser in Position gehalten und gleichzeitig das Kontaktgitter bzw. die Erdkontakte durch den Kunststoff stabilisiert.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist zwischen den Kontaktbereichen in der Vertiefung Kunststoff gespritzt, was insbesondere zur Stabilisierung der langen, zweifach abgewinkelten Verbindungsstege dient.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Unterseite des Trägers zwischen zwei Einsteckbereichen der Linienkontakte eine Einbuchtung auf, wodurch die Spannungsfestigkeit erhöht werden kann.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Gehäuse Zwischenwände auf, zwischen denen die Überspannungsabieiter angeordnet sind. Hierdurch wird verhindert, dass ein sich lösender Überspannungsabieiter die benachbarten Überspannungsabieiter stört und insbesondere Kurzschlüsse erzeugt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform bildet die Rückseite des Trägers eine Gehäusewand.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Überspannungsabieiter als SMD-Bauelemente ausgebildet.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Überspannungsabieiter als dreipolige Überspannungsabieiter ausgebildet, so dass jeweils ein Überspannungsabieiter je Doppelader benötigt wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Fig. zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Kontaktgitters,
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung von Erdkontakten,
Fig. 3a eine perspektivische Darstellung von Kontaktgittern und Erdkontakten vor dem Umspritzen mit Kunststoff,
Fig. 3b eine Seitenansicht der Anordnung gemäß Fig. 3a,
Fig. 4 eine perspektivische Vorderansicht eines Trägers ohne
Überspannungsabieiter,
Fig. 5 eine perspektivische Vorderansicht des Trägers mit
Überspannungsableitem,
Fig. 6 eine perspektivische Rückansicht eines Gehäuses,
Fig. 7 eine perspektivische Vorderansicht eines zusammengesetzten
Überspannungsschutzmagazins,
Fig. 8 eine perspektivische Vorderansicht des
Überspannungsschutzmagazins mit einer Anschlussleiste und
Fig. 9 eine perspektivische Rückansicht des
Überspannungsschutzmagazins mit der Anschlussleiste.
In der Fig. 1 ist ein Kontaktgitter 10 für zwanzig Linienkontakte 10a (siehe Fig. 3a) für ein 10-DA-Überspannungsschutzmagazin dargestellt, wobei die zwanzig Linienkontakte 10a über einen gemeinsamen Quersteg 11 zunächst
miteinander verbunden sind. Unterhalb des Quersteges 11 sind somit zwanzig Einsteckbereiche 12 der Linienkontakte 10a angeordnet, die alle in einer Reihe R angeordnet sind. Die Einsteckbereiche 12 werden dann in Schnittstellen 51 einer Anschlussleiste 50 (Fig. 9) , die beispielsweise als Trenn- oder Gabelkontakte ausgebildet sind, eingesteckt. Oberhalb des Quersteges 11 sind Kontaktbereiche 13a, 13b angeordnet, die zum Kontaktieren von Überspannungsableitern 35 (Fig. 5) dienen. Für die zehn Überspannungsabieiter 35 sind somit zehn Kontaktbereiche 13a und zehn korrespondierende Kontaktbereiche 13b vorgesehen. Die Kontaktbereiche 13a sind über einen kurzen, geraden Verbindungssteg 14a mit dem Quersteg 11 verbunden. Die Kontaktbereiche 13b sind über einen zweifach abgewinkelten Verbindungssteg 14b mit dem Quersteg 11 verbunden. Die Einsteckbereiche 12 und die Kontaktbereiche 13a, 13b liegen dabei in einer Ebene El (siehe Fig. 3b). Die erste Abwinkelung 15 im Bereich des Quersteges 11 führt den Verbindungssteg 14b in eine parallele Ebene E2 (siehe Fig. 3b) zur Ebene El der Kontaktbereiche 13a, 13b. Die zweite Abwinkelung 16 führt den Verbindungssteg 14b wieder in die Ebene El der Kontaktbereiche 13a, 13b zurück und versetzt gleichzeitig den Kontaktbereich 13b etwas nach links, so dass die Kontaktbereiche 13a, 13b fluchtend zueinander angeordnet sind. Des Weiteren ist der Quersteg 11 mit Löchern 17 ausgebildet, in die Haltestifte eines Spritzgusswerkzeuges einführbar sind, um das Kontaktgitter 10 definiert im Spritzgusswerkzeug zu halten. Im Ausführungsbeispiel entspricht der Abstand zwei benachbarter Löcher 17 auf dem Quersteg 11 etwa den doppelten Abstand zwei benachbarter Einsteckbereiche 12.
In der Fig. 2 ist eine Erdschiene 20 dargestellt. Die Erdschiene 20 umfasst zwei Erdkontakte 21, die als Gabelkontakte ausgebildet sind. Die beiden Erdkontakte 21 sind über einen Quersteg 22 miteinander verbunden, wobei der Quersteg 22 im Bereich der Erdkontakte 21 jeweils eine Abwinkelung 23 aufweist, so dass Erdkontakte 21 und Quersteg 22 in verschiedenen Ebenen liegen, die jedoch parallel sind. Im oberen Bereich weisen die Erdkontakte
21 Löcher 24 auf, die wieder zum Halten innerhalb der Spritzgussform dienen.
In der Fig. 3a sind schließlich Kontaktgitter 10 und Erdschiene 20 dargestellt, wie diese zusammen in einem Spritzgusswerkzeug angeordnet werden würden. Der Quersteg 22 der Erdschiene 20 liegt dabei in einer Ebene E3 (siehe Fig. 3b) zwischen der Ebene El der Kontaktbereiche 13a, 13b und der Ebene E2 der Verbindungsstege 14b, so dass der Quersteg 22 die Verbindungsstege 14b nicht berührt. Dabei ist der Quersteg 11 jeweils zwischen zwei Verbindungsstegen 14a, 14b freigestanzt, wobei der Freistanzvorgang jedoch erst nach dem Spritzvorgang erfolgt. Durch den Freistanzvorgang werden somit zehn separate Einsteckbereiche 12 mit den Kontaktbereichen 13a und zehn separate Einsteckbereiche 12 mit den Kontaktbereichen 13b gebildet.
In der Fig. 4 ist ein Träger 30 dargestellt, in den das Kontaktgitter 10 und die Erdschiene 10 teilweise eingespritzt sind, wobei die Einsteckbereiche 12 und die beiden Erdkontakte 21 nicht umspritzt werden. Oberhalb der Erdkontakte 21 ist der Träger etwas breiter, um die Stabilität zu erhöhen. Weiter sind Freistanzöffnungen 31 zu sehen, durch die das Kontaktgitter 10, wie in Fig. 3 dargestellt, freigestanzt wird. Der Träger 30 weist ferner Vertiefungen 32 auf, wobei die Kontaktbereiche 13b, 13a sowie jeweils ein Teil des Quersteges 22 der Erdschiene 20 im Bodenbereich oberflächig freiliegen. Zwischen den Kontaktbereichen 13a, 13b bzw. der Erdschiene 20 sind gespritzte Kunststoffstreifen 33, die die Verbindungsstege 14b (siehe Fig. 1) stabilisieren. Die sich zwischen den Vertiefungen 32 bildenden dicken Kunststoff Stege 34 stabilisieren hingegen zusätzlich die Erdschiene 20 (siehe Fig. 2). Zwischen jeweils zwei Einsteckbereichen 12 ist die Unterseite 52 des Trägers 30 mit Einbuchtungen 53 ausgebildet, um die Spannungsfestigkeit zu erhöhen.
In der Fig. 5 ist der Träger 30 bestückt mit dreipoligen Überspannungsableitem 35 dargestellt, die in den jeweiligen Vertiefungen 32 angeordnet sind. Dabei sind die beiden äußeren Pole 36, 37 der Überspannungsabieiter 35 mit den Kontaktbereichen 13a, 13b und der mittlere Massekontakt 38 mit dem Quersteg 22 verbunden. Die Verbindung kann dabei beispielsweise durch Löten, Laserschweißen oder Verklebung realisiert werden.
In der Fig. 6 ist ein Gehäuse 40 für ein Überspannungsschutzmagazin zur Aufnahme des Trägers 30 dargestellt. Das Gehäuse 40 weist Zwischenwände 41 auf, zwischen denen die einzelnen Überspannungsabieiter 35 angeordnet sind, wenn der Träger 30 in das Gehäuse 40 eingesteckt wird. Dabei bildet die Rückseite 39 des Trägers 30 nahezu komplett eine Seitenwand des Gehäuses 40, was in Fig. 9 zu sehen ist. Auf der Oberseite wird das Gehäuse 40 durch einen Abdeckstreifen 42 abgeschlossen (siehe Fig. 7). Das Gehäuse 40 weist an der Unterseite 43 zwei Dome 44 auf, durch die die Erdkontakte 21 geführt werden, wobei mittels der Dome 44 das
Überspannungsschutzmagazin 1 (siehe Fig. 8 und 9) in einer Anschlussleiste 50 verrastet. Das komplett zusammengebaute
Überspannungsschutzmagazin 1 ist in Fig. 7 dargestellt, wobei ein Teil der dem Träger 30 gegenüberliegenden Seitenwand weggebrochen ist, so dass die Lage der Überspannungsabieiter 35 zwischen den Zwischenwänden 41 erkennbar ist. Das Einstecken des Überspannungsschutzmagazins 1 in die Anschlussleiste 50 ist in den Fig. 8 und 9 dargestellt ist. In Fig. 9 sind die Schnittstellen 51 der Anschlussleiste 50 zur Aufnahme der Einsteckbereiche 12 zu sehen.
Bezugszeichenliste
1 Uberspannungsschutzmagazin
10 Kontaktgitter
10a Linienkontakt
11 Quersteg
12 Einsteckbereiche
13a, 13b Kontaktbereiche
14a, 14b Verbindungsstege
15 erste Abwinkelung
16 zweite Abwinkelung
17 Löcher 0 Erdschiene 1 Erdkontakte 2 Quersteg 3 Abwinkelung 4 Löcher 0 Träger 1 Freistanzöffnungen 2 Vertiefungen 3 Kunststoffstreifen
34 Kunststoffstege
35 Überspannungsabieiter
36, 37 Pole
38 Massekontakt
39 Rückseite 0 Gehäuse 1 Zwischenwände
42 Abdeckstreifen 3 Unterseite 4 Dome
50 Anschlussleiste
51 Schnittstellen
52 Unterseite
53 Einbuchtung
E1-E3 Ebene