DE2248047A1

DE2248047A1 - Schutzvorrichtung fuer eine fernmeldeeinrichtung gegenueber einer leitung

Info

Publication number: DE2248047A1
Application number: DE19722248047
Authority: DE
Inventors: Bertram William Baumbach
Original assignee: Reliable Electric Co
Current assignee: Reliable Electric Co
Priority date: 1971-10-06
Filing date: 1972-09-30
Publication date: 1973-04-12
Also published as: BR7206928D0; ZA727157B; AR193900A1; JPS569861B2; IT966211B; GB1383578A; CA952579A; AU4746672A; FR2156094A1; US3794947A; JPS4844743A; FR2156094B1; AU467786B2; SE388715B; DE2248047C2

Description

EISEN FÜ HR & SPEISER Patentanwälte

O1PL..INQ. GÜNTHER EISENFÜHR

Dipl-Ino. DIETER K. SPEISE*

BREMEN . - DRRCTNAtHORSTZlNNQREBE

UNS. ZEICHEN: R 93

Anmelder/INH: RELIABLE ELECTRIC COMPANY

Aktenzeichen: Neuanmeldung

datum: 29. September 1972

RELIABLE ELECTRIC COMPANY, eine Gesellschaft nach den Gesetzen des Staates Delaware, 11333 Addison Street, Franklin- Park, Illinois, 60131 (V. St. A.)

Schutzvorrichtung für eine Fernmeldeeinrichtung gegenüber einer Leitung.

Die Erfindung betrifft eine Schutzvorrichtung für eine ' Fernmeldeeinrichtung gegenüber einer Leitung, mit einer Leitungsschaltung, an deren Anschlüsse leitende Einrichtungen angeschlossen sind, mit einem Erdanschluß, und mit einer von der Leitungsschaltung zum Erdanschluß führenden Uberbrückungsschaltung, die auf einen Überstrom-Fehler an einer der Leitungsschaltungs-Anschlüsse anspricht.

Eine Schutzvorrichtung der genannten Art ist beispielsweise aus der US-PS 3 587 021 vom 22. Juni,1971 bekannt. Schutzvorrichtungen dieser Art befinden sich üblicherweise zwischen Gruppen von Fernmeldeeinrichtungen* Beispielsweise läßt sich eine solche bekannte Schutzvorrichtung zwischen den Fernmeldeanlagen eines Zentralamtes und internen Fernmeldeeinrichtungen Zwischenschalten,

309816/0817

D 2800 BREMEN 1 · EDUARD-GRUNOW-STRASSE 27 · TELEFON ( 0421 ) «72048 TELEGRAMMEFERROPAT · TELEX 02 44*020 FEPAT · BREMER BANK 1OC> 9072 · POSTSCHECK HAMDlJRCS 25 57

Dann schützen die Schutzvorrichtungen in erster Linie die internen Fernmeldeeinrichtungen vor Schäden durch Überspannungs-bzw. Überstrom-Bedingungen auf den Außenleitungen.

Die erfindungsgemäße Schutzvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß zur Uberbrückungsschaltung ein mit einer ^ Isolierfolie überzogener Erdungsstreifen gehört, dessen Isolierfolie normalerweise eine Unterbrechung für die uberbrückungsschaltung bildet, und daß sich in der Nähe der Isolierfolie eine auf einen Oberstrom-Zustand in der Leitungsschaltung ansprechende Einrichtung befindet, mittels der die Isolierfolie schmelzbar und damit die Uberbrückungsschaltung durchschaltbar ist.

Die erfindungsgemäße Schutzvorrichtung schützt sowohl vor Überspannung als auch vor Überstrom und ist üblicherweise für den Schutz zweier Leitungen einer Fernmeldeschaltung ausgelegt.Liegt eine Überspannung kurzer Dauer an einer oder beiden ankommenden Leitungen der Schutzvorrichtung an, so wird die Überspannung über einen Luftspalt an Erde abgeleitet, so daß sie die zu schützenden internen Fernmeldeanlagen bzw. die Ausrüstung des Zentralamtes nicht erreichen kann. Hält die Überspannung längere Zeit an, oder ist sie von einem so hohen Strom begleitet, daß ein stehender Lichtbogen am Luftspalt entsteht, so erzeugt der Lichtbogen auf dem Luftspalt soviel Wärm«, daß er eine schmelzbare Lötpille zum Schmelzen bringt. In diesem Augenblick ist die Leitung über einen T-förmigen Erdungsstreifen, welcher mit dem Erdungsstift der Schutzvorrichtung verbunden ist, an Erde gelegt. Der die Lötpille enthaltende Einsatz der Schutzvorrichtung kann entfernt und ausgewechselt werden, so daß die Schutzvorrichtung nach Beseitigung der Störung wieder betriebsbereit ist.

3098 15/0817

Der die Lötpille enthaltende Einsatz enthält ferner Kontaktelemente in Form eines Bechers und einer Platte. welche beide aus Metall mit hoher Leitfähigkeit bestehen und von einer Isolierhülse eingefaßt sind, welche ein überspringen des Lichtbogens auf den benachbarten Einsatz in die andere Leitung verhindert. Der Becher ruht auf dem T-förmigen Erdungsstreifen. Zusätzlich hat der T—förmige Erdungsstreifen voneinander getrennte Streifen bzw. Schichten-(eine für jeden Einsatz) aus isolierendem Kunststoff, welche sich zwischen der Basis jedes Bechers und dem restlichen T-förmigen Erdungsstreifen befinden. Ferner besitzt der Einsatz Kohleklötze, welche den Luftspalt bilden. Die LÖtpille trennt den Becher von der PlätteT entgegen der Spannung der Feder, welche den Becher mit dem Stift in Berührung bringt, wenn die Lötpille schmilzt. In einer Ausführung der Erfindung kann die Feder ein verlängertes Teil des Kontaktelementes sein, welches die beiden Stifte der einen Leitung elektrisch miteinander verbindet.

Der T-förmige Erdungsstreifen bildet außerdem einen sekundären Pfad mit niedrigem Widerstand zur Erdung der Leitung, wenn ein solcher Überstrom-Zustand auftritt, um eine ausreichende Beheizung des Kohleklotzes innerhalb des Bechers zu bewirken. In einem solchen Zustand schmilzt die am Kohleklotz auftretende Wärme den isolierenden Kunststoff auf den T-förmigen Erdungsstreifen, so daß ein direkter Strompfad mit niedrigem Widerstand zum Erdungsstift entsteht. Der T-förmige Erdungsstreifen besteht aus einem genügend nachgiebigen, jedoch hochleitenden Material, welches beim Schmelzen des isolierenden Kunststoffstreifens eine Ausdehnung des T-förmigen Erdungsstreifens bewirkt, so daß dieser mit der Basis des Kontaktelementes in Berührung tritt, welches mit einem Anschlußstift der Leitung verbunden ist.

309815/0817

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung bietet ebenso, wie in dem vorgenannten US-Patent 3 58 7 021, einen Schutz gegen Überstrom-Störungen auf der Leitung unter Verwendung einer Heizspulen-Anordnung, Die Heizspule erzeugt Wärme, wenn ein Überstrom ein schmelzbares Material schmilzt und daraufhin innerhalb der Schutzvorrichtung eine interne Schaltung vorgenommen wird, welche die Leitung erdet und außerdem einen Alarm auslöst. Außerdem besitzt diese Ausführung eine Sichtanzeigeeinrichtung, welche auf einen Blick erkennen läßt, auf welcher Leitung ein Überstromzustand aufgetreten ist. Jede Leitung eines Leitungspaares innerhalb der Schutzvorrichtung hat eine Leiterplatte zur Herstellung der internen Verbindungen und zur Ausführung der zuvor erwähnten Schaltungsfunktionen, und jede gedruckte Leiterplatte trägt eine der Heizspulenanordnungen, welche auf die Überstrombedingung ansprechen. Zu jeder Spulenanordnung gehört eine Kombination aus Klinke und zugehörigem Klinkenrad, um die Schaltoperation auszuführen. Nach dem Schmelzen der Heizspule wird jede gedruckte Schaltung durch eine Kegel- bzw· Spiralfeder bewegt, welche ein Teil des vorgenannten Einsatzes ist, welcher die Kohleklötze enthält· Die Kegel- bzw· Spiralfeder ist beim Gegenstand dieser Erfindung dadurch besonders wirksam, daß sie einen relativ hohen Strom verträgt. Diese Federart hat gegenüber #iner in Bezug auf Kräfte und Weg gleichwertigen Schraubenfeder bei gleichem Platzbedarf einen größeren Materialquerschnitt.

Die erfindungsgemäße Schutzvorrichtung hat den Vorteil, innerhalb eines einzigen Miniaturgehäuses mehrere Schutz-Betriebsarten zu vereinigen, und außerdem unter allen Fehlerbedingungen metallische Erdverbindungen herstellen zu können.

309815/0817

.Ferner, hat die erfindungsgemäße Vorrichtung den Vorteil, daß sich verschiedene größere Einzelteile bei der Wartung leicht auswechseln lassen«

Ein weiterer Vorteil ist, daß die Schutzvorrichtung zwei gleiche Rastanordnungen enthält, welche sich unter Fehlerbedingungen nicht gegenseitig beeinfluSsan können.

Anhand einer Zeichnung wird die Erfindung nachfolgend beschrieben» Es zeigen;

Fig. 1 eine erfindungsgemäße einsteckbare

Schutzvorrichtung in perspektivischer Darstellung;

Fig. 2 einen Schnitt durch die Schutzvorrichtung von Fig. !,.die sich in ihrem normalen Betriebszustand befindet;

Fig. 3 einen Fig. 2 ähnlichen, jedoch vergrößerten Teilschnitt durch die Schutzvorrichtung, und zwar im ausgelösten Zustand nach aufgetretenem ⁽ Überstrom auf beiden Leitungen;

Fig. 4 einen Teilschnitt im Verlauf einer Linie 4-4 von Fig. 2;

Fig. 5 eine Einzelansicht von der Basis mit

Kontaktanordnung der Schutzvorrichtung von Fig. 1-4; ". "

Fig. 6 einen Teilschnitt im Verlauf einer Linie 6-6 von Fig_e 5;

Fig. 7 eine einzelne perspektivische Darstellung eines T-förmigen Erdungs.— Streifens aus der Schutsvorrichtung;

Fig. 8 ' einen Schnitt durch ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel der Erfindung;

:) 09815/0817

Fig. 9 einen vertikal aufgeschnittenen

Sperreinsatz aus der Schutzvorrichtung von Fig. 8;

Fig. 10 eine Draufsicht auf den Sperreinsatz von Fig. 9;

Fig. 11 einen Schnitt in vergrößertem Maßstab im Verlauf einer Linie 11 - 11 von Fig. 8; und

Fig. 12 einen Schnitt im Verlauf einer Linie 12 - 12 von Fig. 11, mit Darstellung der Schutzvorrichtung in einem Betriebszustand, welcher einer Überstrom-Bedingung auf einer der Leitungen entspricht, welche auf die in der Schutzvorrichtung befindliche Heizspule einwirkt.

Innerhalb der einzelnen Schnittdarstellungen sind einzelne Elemente in Draufsicht sowie gewisse Einzelheiten dargestellt, welche normalerweise in der Schnittebene nicht sichtbar wären, alles für eine bessere Klarstellung der Erfindung.

Ein erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung ist mit 10 bezeichnet und in den Figuren 1-7 der Zeichnung dargestellt. Es ist zum Schutz einer Fernmeldeschaltung mit zwei Fernmeldeleitungen ausgelegt. Dies ist der allgemein übliche Einsatzfall. Selbstverständlich läßt sich die Erfindung auch auf eine Schutzvorrichtung für eine einzelne Leitung anwenden.

Die Schutzvorrichtung 10 besitzt eine Grundplatte 15 und ein längliches abnehmbares Gehäuse 16 mit im wesentlichen rechteckigem bzw. quadratischem Querschnitt. Die Grundplatte 15 und das Gehäuse 16 sind aus einem geeignetem isolierenden Kunststoff hergestellt, beispielsweise in Form von K uns t stoff- Spritzt e L len. Das Gehäuse 16 ir>t mit

JO98 15/0817

der Grundplatte 15 durch Vorsprünge 17 verbunden, welche in entsprechende Öffnungen in den beiden Wänden des Gehäuses 16 einrasten.können. Das von der Grundplatte 15 abliegende obere Ende des Gehäuses 16 besitzt einen Halsabschnitt 18 mit einem Flansch 19, welcher das Erfassen der Schutzvorrichtung 10 beim Einstecken in bzw. Herausziehen aus einer Fassung erleichtert. Im Halsabschnitt 18 befindet sich eine Öffnung 20 zur Aufnahme von Bauteilen der Schutzvorrichtung, welche nur bei einem in den Figuren S - 12 dargestellten abgewandelten Ausführungsbeispiel vorhanden sind. ^Was die Gehäuselänge und die Öffnung 20 bei dem in den Figuren 1-4 dargestellten Gehäuse betrifft, so soll nur dar— gestellt werden, daß sich für die beiden verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung im wesentlichen das gleiche Gehäuse verwenden läßt.

Die Grundplatte 15 besitzt eine Anzahl von leitenden Steckerstiften 25- 31. Der Stift 25 ist einer ersten Leitung, der Stift 26 einer zweiten Leitung, der Stift 29 einer ersten Zentralamtsleitung, und der Stift 30 einer zweiten Zentralamtsleitung zugeordnet. Stift 28 dient als Führungsstift und hat keine elektrische Be- ■ deutung, und Stift 31 dient als Alarmstift; obwohl der Alarmstift 31 in Fig. 1 dargestellt ist, wird er bei dem Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß Fig. 1-4 nicht benötigt, vielmehr nur bei· dem in Fig. 8-12 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel.

Stift 2 5 und 29 sind Teil einer durch die Schutzvorrichtung IC führenden Leitung, und Stift 26 sowie Stift 30 gehören zu der anderen, durch die Schutzvorrichtung 10 führenden Leitung. Der als Erdstift dienende Stift 27 (und der

30 9 815/0817

später beschriebene Alarmstift 31) ist beiden zuvor genannten Leitungen zugeordnet, während der Führungsstift 28 elektrisch keine Bedeutung hat, sondern nur das korrekte Einstecken der Schutzvorrichtung in ihre Fassung erleichtert·

Gemäß Fig. 2-4 sind die Stifte 25 und 29 elektrisch und mechanisch durch ein Kontaktelement 35 aus flachem Federmaterial miteinander verbunden. Diese Verbindung der beiden Stifte 25 und 29 erfolgt über einen im wesentlichen kanalförmigen Basisabschnitt 37 des Kontaktelementes 35, welcher eine längliche Rippe 38 der Grundplatte 15 umschließt und gegenüberliegende Flanken 39 und 41 besitzt, in welche die beiden Stifte 29 und 25 eingesteckt sind. In gleichartiger Weise sind die beiden Stifte 26 und 30 über ein identisches Kontaktelement 42 miteinander verbunden.

Ein besonders in Fig. 4, 6 und 7 erkennbarer T-förmiger Erdungsstreifen 45 besitzt ein an der Rippe 38 anliegendes abgewinkeltes Bein 48 mit einem Loch 50, in dem der Erdstift 97 befestigt ist. Dieses abgewinkelte Bein zweigt zentral von einer Seitenkante des Erdungsstreifens 45 ab. Auf entgegengesetzten* Seiten des abgewinkelten Beines 48 besitzt der Erdungsstreifen 45 voneinander getrennte Isolierstreifen 52; diese Isolierstreifen bestehen beispielsweise aus einem Band aus Polyethylen-Terephtalat-Kunstharz, welches unter der Markenbezeichnung "Mylar" im Handel ist. Aus Fig. 2, 4 und 6 läßt sich entnehmen, daß die Isolierstreifen 52 den kanalartigen Basisabschnitten 37 der beiden Kontaktelemente 35 gegenüberliegen.

Für jede der beiden Leitungen steht ein auswechselbarer Einsatz 60 zur Verfügung, um im Falle einer Überspannungs-

30981 5/0817

oder Überstrom-Bedingung eine Erdverbindung zum Erdstift 27 herzustellen. Beide Einsätze 60 sind identisch, und jeder von ihnen besitzt Kontaktelemente in Form je einer Platte 62 und eines Bechers 64, welche beide aus Kupfer aus einem anderen gut leitenden Material V bestehen. Die Platte 62 und der Becher 64 sind von ^N einer Isolierhülse 66 umgeben. Innerhalb des Bechers 64 befinden sich Kohleklötze 68 und 70, welche einen Kohle-Lichtbogenspalt bilden, und ein Isolierelement 72. An diesem Isolierelement 72 ist der Kohleklotz 68 auf geeignete Weise befestigt, und das Isolierelement 72 selbst liegt an einem Ende des Kohleklotzes 70 an, welcher als Abstandstück dient und den Luftspalt zwischen den beiden Kohleklötzen 68 und 70 bestimmt. Die Weite des Luftspaltes 74 ist durch die minimale Lichtbogenspannung festgelegt, für welche die Schutzvorrichtung ausgelegt ist. Eine schmelzbare Lötpille 76 befindet sich zwischen dem Kohleklotz 68 und der zugeordneten Platte 62, so daß die Platte 62 im normalen Betriebszustand der Schutzvorrichtung 10 vom Becher getrennt ist.

Die nach oben ragenden Teile der Kontaktelemente 35 bzw. 42 liegen gemäß Fig. 4 in Vertiefungen 78 in einer Seitenwand des Gehäuses 16, und jeder dieser nach oben ragenden Teile endet mit einem im wesentlichen V-förmigen Winkelstück 80, welches fest gegen das.äußere Ende der jeweils zugeordneten Platte 62 drückt. Somit dienen die Kontaktelemente 35 und 42 als Federelemente-, welche die Platte 62 in Richtung auf ihren zugeorndeten Becher 62 drücken. Im normalen Betriebzustand ist jedoch ein Kontakt zwischen Platte 62 und Becher 64 durch die zwischengesetzte Lötpille 76 verhindert.

30 9 815/081?

Tritt eine relativ kurze Überspannungs-Bedingung auf einer der Leitungen auf, beispielsweise entweder an Stift 2 5 oder 29, so besteht eine leitende Verbindung vom Kontaktelement 35 über das Winkelstück 80 zur Platte

62, und von hier aus über die Lötpille 76 zum Kohleklotz *W

63. Dieser Öberspannungs-Transient überspringt den Luftspalt 74 zum Kohleklotz 70 und wird über den Erdungsstreifen 45 zum Erdstift 27 abgeleitet. Unter diesen Bedingungen schmilzt die Lötpille 76 nicht. Die einzelnen Bauteile der Schutzvorrichtung 10 behalten ihre normale Betriebsstellung gemäß Fig. 2 und 4 bei, und es sind keine Maßnahmen zur Wiederherstellung der normalen Betriebsbedingungen notwendig. Tritt eine Überspannungsbedingung an der anderen Leitung auf, welche mit den Stiften 26 und 30 in Verbindung steht, so erfolgt die Erdverbindung über Kontaktelement 42 und den diesem zugeordneten Einsatz 60, wie zuvor beschrieben.

Tritt an einer der Leitungen eine Überstrom-Bedingung mit einer oberhalb der Lichtbogenspannung liegenden längeren Spannung auf, so tritt die Schutzvorrichtung 10 fehlersicher in Tätigkeit. Tritt die Überstrom-Bedingung auf der Stift 25 und 29 (beide sind über Kontaktelement 3 5 miteinander verbunden) zugeordneten Leitung auf, so läßt der den zugehörigen Einsatz 60 durchfließende Strom die Lötpille 76 schmelzen, wie in Fig. 3 an dem auf der linken Seite dargestellten Einsatz 60 zu erkennen ist. Mach dem Schmelzen der Lötpille 76 drückt die vom Kontaktelement 35 aufgebrachte Federkraft die Platte 62 in Kontakt mit ihrem Becher 64, so daß jetzt der Jtift 27 über die Platte 62, Becher 64 und T-förmigen Erdungsstreifen 45 mit Erde verbunden ist. Die Basis des Bechers 62 wird durch die Federkraft des Kontaktelementes 35 fest gegen den Erdungsstreifen 45 gedruckt, so daß ein Strompfad mit niedrigem Widerstand zur Erde

3098 15/08 17

gelegt ist. Tritt eine Überstrom-Bedingung diser Art auf der den Stiften 26 und 30 zugeordneten Leitung auf, so wird eine Erdverbindung zum Erdstift 27 in zuvor beschriebener Weise hergestellt, selbstverständlich jetzt jedoch über das andere Kontaktelement 42 und den ihm zugeordneten Einsatz 60,

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist zusätzlich ein sekundärer fehlersicherer Erdungspfad über den Erdungsstreifen 45 vorgesehen. Eine solche Bedingung ist in Fig. 3 in Bezug auf Kontaktelement 42 und seinen Einsatz 60 dargestellt; selbstverständlich funkioniert der rechts liegende Einsatz in gleicher weise. In manchen Fällen heizt sich bei einer Überstrom-Bedingung der Kohleklotz 70 auf und überträgt über die Basis des Bechers 64 Wärme auf den Erdungsstreifen 45 und den darauf befindlichen Isolierstreifen 52« Ist die vom Kohleklotz 70 ausgehende Wärme von ausreichender Größe und Dauer, so wird der Isolierstreifen 52 zum Schmelzen gebracht, und es wird eine kurze Strombrücke mit niedrigem Widerstand zum Erdstift 27 gebildet«. Hierzu sei gesagt, daß bei einer Überstrom-Bedingung die Lötpille 76 schmilzt und die Erdverbindung herstellt«, Es sind jedoch auch Betriebsbedingungen denkbar, in denen trotz Auftreten einer ausreichenden Lichtbogenspannung die Ströme relativ niedrig, aber von langer Dauer sind, so daß die Lötpille 76 nicht rasch genug schmelzen kann, um die Schutzvorrichtung 10 vor ihrer Selbstzerstörung zu bewahren. In diesem Falle schmilzt der Isolierstreifen 52 unter der Wärme des Kohleklotzes 70, und der Erdungsstreifen 45 wird gegen den kanalförmigen Basisabschnitt 37 von Kontaktelement 35 oder 42 gedrückt und stellt die notwendige Erdverbindung her. Zu diesem Zwecke ist der T-förmige Erdungsstreifen 45 sehr flexibel ausgebildet*

309815/0817

" ¹² " 7248047

so daß er unter dem auftretenden Druck des Kontaktelementes 42 nachgibt, wie in Fig. 3 auf der rechten Seite dargestellt ist. Unter gewissen Überstrom-Bedingungen kann es vorkommen, daß sowohl die Lötpille 76 als auch der Isolierstreifen 52 schmilzt; dann sind halt zwei separate Überbrückungsschaltungen zur Erde wirksam.

Jeder der beiden Einsätze 60 ist eine selbständige Baugruppe. Nach Auftreten einer Überstrom-Bedingung wird der ausgelöste Einsatz 60 durch einen neuen ersetzt, in dem man einfach das Gehäuse 60 abnimmt, den verbrauchten Einsatz 60 entnimmt und einen neuen einsetzt. Da der Isolierstreifen 52 nicht bei jeder Überstrom-Bedingung zum Schmelzen kommt, ist ein Ersatz des Erdungsstreifens 45 nicht oft notwendig. Sollte dieser Fall doch auftreten, so ersetzt man einfach die gesamte Grundplatte 15 mit ihren Stiften und Kontakten neben der Auswechslung eines oder beider Einsätze 60 und setzt anschließend wieder das Gehäuse 16 drauf.

Bei einem in den Figuren 8-12 dargestellten abgewandelten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind solche Bauelemente, welche bereits beschrieben wurden, mit den gMchen Bezugszahlen wie in den Fig. 1- 7 bezeichnet. So besitzt der Einsatz 60a dieses Ausführungsbeispieles eine Platte 72a, einen Becher 64a, Kohleklötze 68a und 7Oa₁ ein Isolierelement 72a und eine schmelzbare Lötpille 76a. Der Aufbau ist weitgehend ähnlich wie beim zuvorbeschriebenen Einsatz 60, nur gewisse Abmessungen der Einzelteile sind abweichend. So ist: beispielsweise der Kohleklotz 70a kurzer als Kohleklotz 70, und Platte 62a ist etwas kürzer als Platte 62. Auf der oberen Seite der Platte 62a befindet sich eine Kegel feder 84, deren Zweck und Bedeutung nachfolgend erläutert wird.

3098 15/0817

Gemäß Flg. 11 und 12 ist der Stift 25 der ersten Leitung mechanisch und elektrisch mit der Basis eines Koittaktes 86 verbund en, weicher iiirierhaib des Gehäuses 16 nach oben ragt und eine gedruckte Schaltung 88 auf einer" gedruckten Leiterplatte 90 aus isoliertem Material berührt* Die ge- "¹ druckte Schaltung 88 reicht über die Unterkahte der gedruckten Leiterplatte 90 hinweg bis zu einem kurzfen Abschnitt 91 auf der gegenüberliegenden Seite der Leiterplatte 9Oi'Der die Üntertente der Leiterplätte 90 umschließende Abschnitt der gedruckten Schaltung 88 steht in elektrischem und mechanischem Kontakt mit dem oberen Ende der elektrisch leitenden Kegelfeder 84b Das obere Ende der Leiterplatte 90 ist als schmaler Ansatz 93 ausgebildet Und ragt durch die Öffnung 20 im Haisabschnitt 13 des Gehäuses 16 ins Freie. Der Stift 29 ist mechanisch und elektrisch mit einem Züsatzköhtakt 8 7 verbunden* welcher ähnlich wie der zuvor beschriebene kontakt 86 ausgebildet ist, innerhalb des Gehäuses 16 nach oben ragt und eine gedruckte Schaltung 9 5 auf der Leiterplatte 90 berührt* Es besteht eine elektrische Verbindung zwischen' den beiden gedruckten Schaltungen 88 und 9 5 über eine Heizspulenanördnung 97, welche wie zuvor IH US-PS 3 587 021 beschrieben ausgebildet seih kann.

Die Leltühgsstifte 26 und 30'sind jeweils mit einem identischen Kontakt 99 verbünden^ von deheft einer iri Fig'· 12 dargestellt ist? diese Kontakte 99 sind identisch mit den Kontakten 86 bzw. 8 7* Die Kontakte '99 berühren jeweils eine gedruckte Schaltung 88a bzw. 9 5a gemäß Fig* 11 auf einer gedrückten Leiterplatte 90a* Alle diese / Elemente sind den zuvor beschriebenen Elementen 80^90 und 95 ährtlichi Es besteht ein Abstand zwischen den Leiterplatten 90 und 9Ga* Wie.sieh aus Fig* 12 ehthehmeh läßt, viii* man sieht* hat auch, die Leiterplatte 9Öa eiheri

3Ö9Ö1 5/0811

22410*7

Atisatz 93a» Ferner besteht eine elektrische zwischen den beiden gedruckten Schaltungen 98a üftd §5a über eine weitere Heizspuiehanordnüng 9¹Ta^ weiihe ftiife der zuvor beschriebenen Hiizspulenahördhühg 97 ¥iffieichfaeir ist* Die in Fig* 12 linke Kegelfeder 94 ihfiiifhaib des \, linken Einsatzes 60a steht in elektrischer, und mechanischer Verbindung mit der unteren Kaftte der gedruckten Schaltung 88a»

Sirdstift 27 und Alarmstift 31 sind aueh »it kontakten 101ι von denen in FIg* 12 einer dargestellt ilt|·Iw#iks Anschluß ah die Leiterplatten 90 und 9Öa VerbUHtleh« Man bemerke jedoch, daß im hornialen Betriöbsäustattd dfer Schutzvorrichtung die Kontakte 101 die Leiterplatte und 90a in Bereichen berühren» Welche außerhalb dör darauf befindlichengidruckten Schaltungen liegen» Daniit die Kontakte 10 1 auch sicher an beiden Leiterplattöh anliegen» sind ihre oberen Enden gabelförmig; aufgespalten* Wie in Fig. 12 erkennbar ist» Die übrigen der äuvör bischriöbehöh Kontakte 86» 37 und 99 können ebehsö cfabölförmlg bildet sein.

Heizspulenariordhung 97 gehört eirte^ die Leifeff|>latt§

9Ö durchsägende-* mit Pr'en'sitz odeir auf äh'dtre f§ii»gftit,e Weisfe hidht-vördirehbair f!stierte Hitällhiilife 1ΙΘ» üh Stück Wideirstarttisdraht ΪΜ ist mit feifttfti Sft^e ileiiltise'h tiiit der gedruckte'H Schaltung 88 ¥eirl)Undeft ΛϊΜ ti». #i# Mitailhülife IOD herümgöwicteit» Das' äfttie'fi ^mIiM ifeS Widerstandsdrahtes 182 1st durch eine Öffftüft^ 114 ittf · g^igehübe'f liegenden Seite der Leite*·platt*. §§ hift<itifefi(|§« fädelt ühd dort elektr'isch rtiit der gedruckt« §€tlÄltüft<g 9^ verbunden»' Eine¹ ähnliehe HeiiispulenafioirdrtUfit 9ta ist in gleicher Weise aufgebaut»

3Ü981 W0fcM7

Durch die Metallhülse 180 ist eine drehbare Welle 190 hindurchgesteckt, welche auf der Frontseite der gedruckten Leiterplatte 90 ein Klinkenrad 192 trägt, das einen Abstand von der gedruckten Schaltung 9 5 aufweist. Die andere Leiterplatte 90a ist in gleicher *V Weise mit einer drehbaren Welle 190a mit,Klinkenrad 192a versehen.

Zwischen der Metallhülse 180 bzw 180a und der ihr zugeordneten drehbaren Welle 190 bzw. 190a befindet sich eine Schicht aus einem schmelzbaren Material (nicht dargestellt), welche bei normaler Raumtemperatur bzw. im festen Zustand die jeweilige Welle 190 bzw. 190a fest innerhalb dieser Buchse fixiert. Durchfließt die Schutzvorrichtung jedoch ein überstrom, so entwickelt die Heizspule der Schaltung soviel Wärme, daß dieses schmelzbare Material schmilzt und die Verdrehung des jeweils zugeordneten Klinkenrades 192 bzw. 192a ermöglicht, Tritt dieser Fall ein, so wird die betroffene Leiterplatte 90 bzw. 90a durch die Kraft der zugeordneten Kegelfeder 84 nach außen bewegt. In Fig. 12 ist dargestellt, welche Stellung die Leiterplatte 90a nach dem Schmelzen des schmelzbaren Materials unter der Wärme der Heizspulenanordnung 9 7a bei einem Überstrom-Zustand einnimmt. Durch die Expansion der Kegelfeder 64 ragt der Ansatz 93a ein gutes Stück aus dem oberen Ende des Gehäuses 16 heraus und zeigt damit sichtbar an, daß auf der Leitung, welche den Stiften 26 und 30 zugeordnet ist, ein Überstrom-Zustand stattgefunden hat. Ferner sei er -wähnt, daß unter diesen Bedingungen der Kontakt 101 zum Erdstift 27 die gedruckte Schaltung 88a berührt, um die · Leitung zu erden. In gleicher Weise berührt der Kontakt zum Alarmstift 31 die gedruckte Schaltung 88a über dei.en

309815/0817

Abschnitt, welcher sich auf der entgegengesetzten Seite der Leiterplatte 90a befindet. Ein solcher Abschnitt ist nicht besonders dargestellt, jedoch identisch mit dem kurzen Abschnitt 91 von Fig. 11. Der Alarmstift kann einer Schaltung zugeordnet sein, welche ein geeignetes akustisches oder optisches Alarmsignal im Zentralamt auslöst.

Im normalen Betriebszustand der Schutzvorrichtung werden die gedruckten Leiterplatten 90 und 90a in ihrer jeweiligen Innenposition gegen die Kraft ihrer zugeordneten

Kegelfedern 84 festgehalten, und zwar mittels

einer Rasteinrichtung mit einem Klinkenträger 194, welcher Schlitze 195 und 196 besitzt. Die Hülsen 180 und 180a erstrecken sich durch die Schlitze 195 bzw. 196 hindurch, so daß eine Relativbewegung zwischen dem Klinkenträger 194, welcher stationär angebracht ist, und jeder der Leiterplatten 90 und 90a möglich ist. Das obere Ende des Klinkenträgers 194 liegt an der oberen Wandung des Gehäuses 16 an.

AiTi oberen Abschnitt des Klinkenträger 194 befindet sich ein e U-förmige Klinke 198 mit zwei Zinken 200 (Fig. 1.1), von denen je ei nr in eines der beiden Klinkenräder bzw. 192a eingreift. Das heißt, durch die Klinke 198 werden die beiden Leiterplatten 90'und 90a entgegen der Federkraft der Kegelfedern 84 in ihrer normalen Betriebsstellung innerhalb der Schutzvorrichtung festgehalten. Wenn sich jedoch unter dem Einfluß der Heizspulenanordnungen 97 bzw. 97a eines oder beide Klinkenräder 192 verdrehen, nach dem das schmelzbare Material geschmolzen ist, so bewirkt die zugehörige Kegelfeder 84 eine Verdrehung des entsprechenden Zinkenrades, und die zugehörige Leiterplatte 90 springt nach oben, wie im Zusammenhang mit der Leiter-

3Ü981 5/0817

-- 17

224804?

platte 90a in Fig. 12 dargestellt ist.

Ist der Heizspulenkreis nach dem Auftreten einer Überstrom-Bedingung unterbrochen, so erhärtet das schmelzbare Material in der Heizspulenanordnung schnell, weil der Stromfluß im Kreis aufhört. Es kommt somit wieder zu einer festen Verbindung zwischen beispielsweise der Welle 190a und deren zugeordneter Metallhülse 180a. Damit ist das Klinkenrad 192a wiader unverdrehbar fixiert.. Die Schutzvorrichtung läßt sich wieder zurückstellen, indem man auf den oben herausragenden Ansatz 93a drückt und damit die zugeordnete Kegelfeder 84 zusammendrückt. Damit verschiebt sich auch das Klinkenrad 1923.» bis es an dem ihm zugeordneten Zinken 200 der Klinke 198 einrastet«

Beide Ausführungsbeispiele der Erfindung gemäß. Fig« I 7 und 8-12 sprechen auf einen Überspannungs-Transient in der Weise an, daß ein Lichtbogen am Luftspalt 74 überspringt und an Erde abgeleitet wird, nämlich über den Becher 64a und den Erdungsstreifen 45 zum Erdstift 2 7. Eine Überspannung von längerer Dauer schmilzt die Lötpille 76a, so daß die Kegelfeder 84 die Platte 62a in Kontakt mit der oberen Kante von Becher 64a bringt, um auf diese Weise eine in Verbindung über den T-farmigen Erdungsstreifen 45 zum Erdstift 27 zu schaffen· Eine Fehlerbedingung auf der Leitung mit Lichtbogenwirkiing am Luftspalt 74, jedoch mit einem niedrigen Strom von längerer Dauer bewirkt, daß sich der untere Kohleklotz 70a aufheizt, seine Wärme auf die Basis des Bechers 64a überträgt und den Isolierstreifen 52a schmilzt, so daß ein sekundärer Erdpfad geschaltet wird und die Vorrichtung fehlersicher anspricht»

Zusammengefaßt betrifft die Erfindung eine einsteckbare Schutzvorrichtung für den Schutz von Fernmeldeanlagen gegen Überspannung und Überstrom auf einer Leitung, Ein mit Becher und Platte ausgestatteter Einsatz enthält Kohleklötze, die einen Luftspalt zur Ab- ' leitung von Überspannungs-Transienz bilden· Im Falle einer Überstrom-Bedingung schmilzt eine Lötpillei und der Becher wird mit der Platte unter dem Einfluß einer Federspannung verbunden und erdet auf diese Weise die gestörte Leitung über einen Erdungsstreifen* Bei Überstrom-Bedingung wird Wärme von einem der Kohleklötze über den Becher auf denErdungsstreifen übertragen· Diese Wärme kann einen Isolierstreifen zum Schmelzen bringen und auf diese Weise einen zweiten Strompfad zur Erde mit niedrigem Widerstand schaffen· Ferner kann die Schutzvorrichtung zusätzlich einen auf Überstrom ansprechenden Mechanismus in Form einer Heizspule für jede Leitung besitzen« Wird die Heizspule unterbrochen, so wird eine Leiterplatte, auf der die Heizspule angebracht ist, durch eine Kegelfeder verschoben. Im Falle einer Überspannung und eines Überstromes leitet die Kegelfeder Strom von der gedruckten Leiterplatte über den Becher und die Platte zur Erde ab.

3038 15/08 17

Claims

" 19 " 7248047 ANSPRÜCHE

1. Schutzvorrichtung für eine Fernmeldeeinrichtung gegenüber einer Leitung, mit einem Leitungskreis, an dessen Anschlüssen leitende Einrichtungen angeschlossen sind, mit einem Erdanschluß, und mit einer von dem Leitungskreis zum Erdanschluß führenden Überbrückungsschaltung, die auf einen tiberstrom-Fehler an einen der Leitungskreis-Anschlüsse anspricht, dadurch gekennzeichnet, daß zur Überbrückungsschaltung ein mit einer Isolierfolie (52) überzogener Erdungsstreifen (45) gehört, dessen Isolierfolie normalerweise eine Unterbrechung für die Überbrückungsschaltung bildet; und daß sich in der Nähe der Isolierfolie (52) eine auf einen Überstrom-Zustand in dem Leitungskreis ansprechende Einrichtung (70, 64) befindet, mittels der die Isolierfolie schmelzbar und damit die Überbrückungsschaltung durchschaltbar ist.

2. Schutzvorrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Überbrückungsschaltung mit einen Luftspalt (74) bildenden Klötzen (68, 70), mit leitend mit den Klötzen verbundenen Kontaktelementen, einer die Kontaktelemente gegeneinander vorspannenden Federeinrichtung und einem Lötelement (76), welches die Kontaktelemente entgegen der Federspannung getrennt hält, vorhanden ist; und daß einet, der Kontaktelemente (64) einen der Klötze (70) enthält und so auf den Erdungsstreifen (45) einwirkt, daß Wärme von dem einen Klotz über den einen Kontakt auf den Isolierstreifen (52) übertragbar ist.

3Ü98 1 5/0817

3. Schutzvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Federeinrichtung eine Kegel- bzw· Spiralfeder (84) gehört; und daß ferner eine gedruckte Leiterplatte (90) aus Isoliermaterial vorhanden ist, welche mit gedruckten Schaltungen (88, 91, 95) besetzt ist, welche zum Leitungskreis gehören, während die Kegelbzw. Spiralfeder (84) zur anderen Überbrückungsschaltung gehört, auf die Leiterplatte einwirkt und mit deren aufgedruckten Schaltungen in leitender Verbindung steht.

4. Schutzvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Federeinrichtung einer die leitende Hinrichtung bildender metallischer Abschnitt gehört, und daß die Federeinrichtung entgegengesetzte Endabschnitte aufweist, zwischen denen die Kontaktelemente eingeschlossen sind.

5. Schutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu der in der Nähe der Isolierfolie (52) befindlichen einrichtung ein federgespanntes Element befindet, welche;; den Erdungsstreifen (45) in elektrischen Kontakt nut df.-r leitenden Einrichtung bringt, welche die Leitungsanschlüsne nach dem Schmelzen des Isolierstreifens miteinander verbindet.

6. Schutzvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zu der in der Nähe der Isolierfolie (52) befindlichen Einrichtung ein becherförmiges Element (64) gehört, weicht*;; auf dem Erdungsstreifen (45) sitzt.

7. Schut zvori ichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß der Erdungsstreifen (45) ein im wesentlichen T-förmig geformtes Metallstück ist, welches mit einom Ansatz ausgestattet ist, der mit dem Erdanschluß do.r Vorrichtung verbunden ist.

309815/0817