ШТЕКЕР С ЗАЩИТОЙ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ УСТАНОВОК Российский патент 1998 года по МПК H01R17/00 H01H37/76 

Изобретение касается штекера, обеспечивающего защиту от перенапряжения в телекоммуникационных установках.

Известен штекер с защитной от перенапряжений, который предназначен для защиты мест подключения измерительных приборов и разъемных соединений. Указанный штекер содержит корпус, нижняя часть которого образована печатной платой, разрядник защиты от перенапряжения, движок, пружину, щиток заземления, сигнализационный выступ, плавкий элемент, который расплавляется при недопустимом нагревании разрядника и перемещает движок, вследствие чего через сигнализационный выступ подается сигнал, указывающий на наличие перенапряжения [1].

Недостатком известного штекера с защитой от перенапряжения является наличие большого числа отдельных деталей, которые усложняют процесс изготовления, а также нагрузка плавкого элемента давлением предварительно нагруженной спиральной пружины, что может привести к его расплавлению.

В основе изобретения лежит задача создания штекера для надежной защиты от перенапряжения, в котором плавки элемент находился бы под минимальным силовым воздействием и который содержит ограниченное число деталей, что позволяет осуществлять автоматизированное изготовление при умеренных затратах, и обеспечивает наглядную сигнализацию о размыкании.

Указанный результат достигается тем, что в штекере с защитой от перенапряжения для телекоммуникационных установок, содержащем корпус с имеющейся на его нижней стороне печатной платой, размещенные в корпусе подпружиненный спиральный пружиной движок, снабженный на концах плавким и сигнализирующим элементами и установленный с возможностью возвратного перемещения при расплавлении плавкого элемента, присоединения к заземленной массе линии дальней связи печатной платы и отображения перенапряжения сигнализирующим элементом, защитный разрядник, снабженный связанной с массой проводящей пластиной, прилегающей к плавкому элементу движка с возможностью передачи к нему выделяющегося на разряднике тепла в случае перенапряжения, в соответствии с изобретением движок выполнен с плоской пружиной, а плавки элемент - в виде фасонной детали, минимально нагруженной давлением плоской пружины, при этом в исходном взведенном положении движка его опорная поверхность удерживается окантовкой на внутренней стороне корпуса.

При этом движок предпочтительно включает в себя несущую часть с отогнутыми в разные стороны контактными пластинками, выемкой для размещения спиральной пружины, контактной поверхностью для присоединения защитного разрядника к массе посредством пластины массы, пазом для удержания сигнализирующего элемента, а плоская пружина на своем пружинящем конце изогнута в перемычку для размещения на ней плавкой фасонной детали и имеет отогнутую от перемычки опорную поверхность.

Кроме того, в корпусе может быть закреплен подшипник, используемый в качестве неподвижной точки поворота для круглой внешней поверхности сигнализирующего элемента, при этом штифт сигнализирующего элемента размещен в пазу движка.

Также печатная плата с защитным разрядником может быть выполнена с двусторонними токоведущими дорожками и иметь сквозной контакт в области контактной площадки для подключения предохранительного элемента таковой защиты.

Штекер, выполненный согласно изобретению, при использовании небольшого числа составных элементов выполняет функции грубой защиты, сохранения работоспособности системы при отказе отдельных элементов с оптической сигнализацией, токовой защиты, измерительной точки.

Грубая защита в известном смысле реализуется посредством разрядника защиты от перенапряжения. Связанный с разрядником защиты от перенапряжения механизм сохранения работоспособности (отказобезопасный механизм) осуществляет температурную защиту при перегрузке разрядника, замыкая на землю провода дальней связи. Этот механизм короткого замыкания реализован посредством движка, над которым на обратной стороне штекера выступает красный сигнализирующий элемент, отчетливо и ясно сигнализирующий о возникновении ситуации перенапряжения.

Размыкание отказобезопасный контактов реализуется фасонной деталью из припоя. Нагревание разрядника с защитой от перенапряжения через приваренную или присоединенную зажимами проводящую пластину приводит к расплавлению плавкой фасонной детали. К плавкой фасонной детали приложено минимальное, точно сбалансированное и передаваемое движком усилие давления пружины, которое соответствует границе самоторможения движка, путем установки под углом опорной поверхности движка достигается существенная развязка фасонной детали и усилия давления пружины движка. Движок, который во время работы удерживается у корпуса окантовкой, в результате расплавления фасонной детали и тем самым освобожденного хода пружины освобождается от окантовки. Движок перемещается назад под действием закрепленной в нем пружины сжатия, которая опирается на внутреннюю стенку корпуса.

В задней области штекера к движку в качестве сигнализирующего элемента присоединена красная пластмассовая деталь, причем таким образом, что при перемещении движка назад она выходит наружу из штекера и ясно сигнализирует о размыкании.

Токовая защита обеспечивается предохранителем или терморезистором.

Единый корпус и небольшое количество конструктивных элементов гарантируют возможность экономичного автоматизированного изготовления штекера.

На фиг. 1 представлено раздельное изображение основных узлов штекера; на фиг. 2 - вид движка в перспективе; на фиг. 3 - вид сбоку открытого штекера; на фиг. 4 - вид сверху открытой нижней стороны штекера (без печатной схемы); на фиг. 5 - вид сверху печатной платы (верхняя сторона); на фиг. 6 - вид сверху печатной платы (нижняя сторона).

Штекер, соответствующий изобретению, предназначен для применения прежде всего как штекер с защитной от перенапряжения для использования в телекоммуникационных установках в соединении с шинами подключения.

На фиг. 1 представлено изображение основных узлов штекера с защитой от перенапряжения. Как показано на фиг. 1, штекер содержит внешний корпус 1, нижняя сторона которого закрыта печатной схемой 2 с защитным разрядником 3 и предохранительными элементами 26, движок 4 с пружиной сжатия 8, плавкую фасонную деталь 7, сигнализирующий элемент 5 и пластину массы 27. Защитный штекер соединяется через пластину массы 27 с шиной заземления 34 колодки подключения (не показана) и тем самым с заземлением защитной системы (фиг. 3).

На фиг. 2 показано объемное изображение движка 4, который содержит несущую часть 9 и плоскую пружину 14, которые связаны воедино элементом соединения 18. Несущая часть 9 имеет две повернутые в разные стороны контактные пластинки 10 (фиг. 4), которые при работе (без перенапряжения) лежат на поверхностях покоя 28 на печатной плате 2 (фиг. 5), не имеющих электрического контакта с токоведущей дорожкой. В случае длительного нарушения функционирования контактные пластинки 10 при перемещении движка перемещаются на контактные поверхности 29 печатной схемы 2 (фиг. 5), которые лежат на пути следования сигнала. В результате этого перемещения дорожки a, b (схемы 1, 3, 5) замыкаются на массу и перенапряжение отводится.

Несущая часть 9 содержит выемку 11 для винтовой пружины 8, которая упирается во внутреннюю стенку корпуса 31 (фиг. 4) и противоположно усилию которой движок 4 вводится в корпус 1 штекера. Электрическое соединение между движком 4 и пластиной массы 27 и проводящей пластиной 6 на защитном разряднике 3 осуществляется через контактную поверхность 12 несущей части 9 (фиг. 3), так что перенапряжение может отводиться через шину заземления 34 колодки подключения (не показана), и защитный разрядник 3 постоянно замкнут на массу.

Паз 13 на заднем конце несущего элемента 9 служит для ввода сигнализирующего элемента 5 (фиг. 1, 4).

Плоская пружина 14 образована длинным пружинным рычагом 30, на пружинящем конце 15 которого отогнута и сформирована перемычка 16, и отогнутым упором 19 за элементом соединения 18 плоской пружины 14 с несущей частью 9. Перемычка 16 несет плавкую фасонную деталь 7 и соединена воедино с выгнутой опорной поверхностью 17. Опорная поверхность 17 движка 4 так опирается за счет силы самоторможения движок 4 практически не прилагает усилия к плавкой фасонной детали 7, которая поддерживает пружинный рычаг 30. Лишь в случае перенапряжения, когда плавкая фасонная деталь 7 расплавляется, опорная поверхность 17 отрывается от окантовки 20 корпуса 1, и движок 4 перемещается и осуществляет отвод напряжения на массу и сигнализацию факта перенапряжения.

Для надежного функционирования движка 4 большое значение имеют выбор параметров хода плоской пружины 14 и тем самым сила воздействия для точной нагрузки плавкой фасонной детали 7, а также определение угла установки опорной поверхности 17 в соединении с окантовкой 20 на корпусе 1.

Паз 13 несущей части 9 служит для выдвижения сигнализирующего элемента 5 из отверстия 32 стенки корпуса 33 (фиг. 4) при перемещении движка 4 назад.

Движок 4 в качестве важнейшего функционального элемента штекера с защитой от перенапряжения предназначен для реализации короткого замыкания и сигнализации в нем.

Со ссылками на фиг. 3 по 6 далее описывается принцип работы штекера с защитой от перенапряжения.

Вид сбоку открытого штекера с защитой от перенапряжения (фиг. 3) иллюстрирует функциональные узлы штекера в их конструктивной взаимосвязи.

Корпус 1 закрыт снизу печатной платой 2. Печатная плата 2 несет на себе защитный разрядник 3 с укрепленной на нем проводящей пластиной 6, которая соединяет с землей защитный разрядник 3 через пластину массы 27 в верхней части корпуса 1 и через шину заземления 34 соединительной колодки (не показана). Движок 4 находится в контакте с землей через свои контактные поверхности 12 (фиг. 2) на пластине массы 27 и в контакте с проводящей пластиной 6 защитного разрядника 3 через плавкую фасонную деталь 7. При нагревании защитного разрядника 3 тепло передается через приваренную проводящую пластину 6 на плавкую фасонную деталь 7. Плавкая фасонная деталь 7 находится, как уже было описано, под воздействием небольшого, точно определенного усилия давления пружины движка 4. Движок 4, применяемый как отказобезопасный механизм системы, а также для визуальной сигнализации факта перенапряжения, высвобождается за счет хода пружины из своего положения, определенного окантовкой 20 на корпусе 1 и опорной поверхностью 17 на плоской пружине 14 движка 4 при расплавлении плавкой фасонной детали 7 от нагревания. Движок 4 перемещается за счет закрепленной в нем пружины сжатия 8 (как описано выше), которая упирается во внутреннюю стенку корпуса 31, назад, т.е. в сторону от места расположения защитного разрядника. Имеющиеся на движке 4 две контактные пластинки 10 (фиг. 4) за счет перемещения движка сдвигаются с поверхностей покоя 28 на две контактные поверхности 29 (фиг. 5). Контактные поверхности 29 являются контактными точками для проводников линии дальней связи a, b. Через контактные пластинки 10 движка 4 проводники a, b замыкаются на землю.

Защитный разрядник 3 после срабатывания отказобезопасного механизма системы остается в замкнутом на землю состоянии. Контакт осуществляется через приваренную проводящую пластину 6 и пластину массы 27 на шину заземления 34 (фиг. 3) соединительной колодки (не изображена). В состоянии до срабатывания земля соединена через плавкую фасонную деталь 7 и проводящую пластину 6 с защитным разрядником 3. В задней области штекера на движке 4 установлен или смонтирован сигнализирующий элемент 5 (фиг. 1) таким образом, что при перемещении движка 4 назад он выходит из штекера наружу. В корпусе 1 для этого предусмотрен вмонтированный в корпус подшипник 21 (полукруглая внутренняя поверхность в качестве подшипника) как неподвижная точка поворота для круглой внешней поверхности 22 сигнализирующего элемента 5, причем штифт 23 входит в паз 13 движка 4 (фиг. 1, 4).

Токовая защита обеспечивается плавким предохранителем 26, который имеет контакт через контактные площадки 25 (фиг. 3, 5, 6). Контактные площадки 25 имеют сквозной контакт с нижней стороной печатной платы 2 (фиг. 6).

Защитные колпачки (не показаны) обеспечивают доступ снаружи для измерительных зондов и служат в качестве точек измерения отдельных токоведущих дорожек.

Изобретение относится к штекеру с защитой от перенапряжения, предназначенному для защиты от перенапряжения в телекоммуникационных установках, основными частями которого являются корпус с печатной платой, защитный разрядник, движок, пружина, пластина заземления, сигнализирующий элемент. Задача изобретения состоит в создании конструкции штекера, в которой плавкая фасонная деталь находится под минимальным силовым воздействием и которая содержит небольшое количество деталей и допускает экономичное автоматизированное изготовление. Предложенный штекер обеспечивает надежную защиту от перенапряжения и ясно сигнализирует о срабатывании отказобезопасного механизма системы. Это достигается за счет того, что движок, подпружиненный пружиной, удерживается в корпусе опорной поверхностью и окантовкой на внутренней стороне корпуса, а плавкая фасонная деталь находится под воздействием минимального усилия давления движка. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Штекер с защитной от перенапряжения для телекоммуникационных установок, содержащий корпус 1 с имеющейся на его нижней стороне печатной платой 2, размещенные в корпусе подпружиненный спиральной пружиной движок 4, снабженный на концах плавким 7 и сигнализирующим 5 элементами и установленный с возможностью возвратного перемещения при расплавлении плавкого элемента 7, присоединения к заземленной массе линий дальней связи печатной платы и отображения перенапряжения сигнализирующим элементом 5, защитный разрядник 3, снабженный связанной с массой проводящей пластиной 6, прилегающей к плавкому элементу 7 движка 4 с возможностью передачи к нему выделяющегося на разряднике 3 тепла в случае перенапряжения, отличающийся тем, что движок 4 выполнен с плоской пружиной 14, а плавкий элемент 7 - в виде фасонной детали, минимально нагруженной давлением плоской пружины 14, при этом в исходном взведенном положении движка 4 его опорная поверхность 17 удерживается окантовкой 20 на внутренней стороне корпуса 1. 2. Штекер по п.1, отличающийся тем, что движок 4 включает в себя несущую часть 9 с отогнутыми в разные стороны контактными пластинками 10, выемкой 11 для размещения спиральной пружины 8, контактной поверхностью 12 для присоединения защитного разрядника 3 к массе посредством пластины массы 27, пазом 13 для удержания сигнализирующего элемента 5, а плоская пружина 14 на своем пружинящем конце изогнута в перемычку 16 для размещения на ней плавкой фасонной детали 7 и имеет отогнутую от перемычки 16 опорную поверхность. 3. Штекер по п.1 или 2, отличающийся тем, что в корпусе 1 закреплен подшипник 21, используемый в качестве неподвижной точки поворота для круглой внешней поверхности 22 сигнализирующего элемента 5, при этом штифт 23 сигнализирующего элемента 5 размещен в пазу 13 движка 4. 4. Штекер по п.1, отличающийся тем, что печатная плата 2 с защитным разрядником 3 выполнена с двусторонними токоведущими дорожками и имеет сквозной контакт в области контактной площадки 25 для подключения предохранительного элемента 26 токовой защиты.