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Dokumentenidentifikation DE19502919C1 09.05.1996
Titel Erdung einer Anordnung aus der Abschirmung eines Schirmleiters und einem Überspannungsschutzgerät
Anmelder Dehn + Söhne GmbH + Co KG, 90489 Nürnberg, DE
Erfinder Igl, Peter, Dipl.-Ing. (FH), 90602 Pyrbaum, DE;
Wittmann, Georg, 92283 Lauterhofen, DE
Vertreter Richter, B., Dipl.-Ing., Pat.-Anw., 90491 Nürnberg
DE-Anmeldedatum 31.01.1995
DE-Aktenzeichen 19502919
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 09.05.1996
Veröffentlichungstag im Patentblatt 09.05.1996
IPC-Hauptklasse H02H 9/04
IPC-Nebenklasse H02B 1/16   H01H 3/16   H01R 13/713   
Zusammenfassung Bei bekannten Überspannungsschutzgeräten für hausübergreifende Datenleitungen ist in einer Leitung vom Kabelschirm zur Erde eine wahlweise auftrennbare Brücke vorgesehen, die einem Gasableiter und einem Kondensator parallel geschaltet ist. Diese Anordnung ist an zwei im Abstand voneinander befindlichen Stellen der Kabelabschirmung vorgesehen. Die neue Erdung soll es ermöglichen, daß man vor Ort entscheiden kann, ob die Erdung der Anordnung niederohmig oder hochohmig über einen Überspannungsableiter zu erfolgen hat.
Um die Erdung den unterschiedlichen Anforderungen der Praxis besser anzupassen, befindet sich am oder im Überspannungsschutzgerät eine Aufnahme für einen Einschub, der mit einem Überspannungsableiter und zwei hiermit elektrisch verbundenen Anschlußstellen versehen ist. Bei nicht eingebrachten Einschub liegt eine niederohmige Erdung vor. Mit dem Bringen des Einschubes in seine Einschublage erfolgt die Unterbrechung der Erdleitung.
Die erfindungsgemäße Erdung eignet sich besonders zum Schutz von Anlagen der Informationstechnik vor transienten Überspannungen.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft die Erdung einer Anordnung, die aus der Abschirmung eines Schirmleiters und einem Überspannungsschutzgerät besteht, wobei die Abschirmung den oder die Leiter umgibt und an zumindest einer Stelle über eine unterbrechbare Erdleitung geerdet ist (DE 41 06 505 C2). Hierbei ist insbesondere an Schirmleiter zum Schutz von Anlagen der Informationstechnik, wie Fernmelde-, MSR- und datenverarbeitende Anlagen vor transienten Überspannungen gedacht.

Eine Anordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 ist in der Praxis beispielsweise in der Weise verwirklicht worden, daß ein Überspannungsschutzgerät gemäß Prospekt "BLITZDUCTOR KT" Nr. 542/392 der Firma DEHN + Söhne GmbH + Co. KG, Nürnberg, April 1986, Darstellung auf Seite 9 rechts unten, an einem Schirmleiter angeschlossen wurde, wobei dessen Abschirmung mit der Erdleitung dieses "Blitzductor KT" verbunden wurde. Sofern die örtlichen Verhältnisse es erforderlich machten, daß an die Stelle der direkten Erdung des Überspannungsschutzgerätes und der Abschirmung eine Erdung durch einen Überspannungsableiter gesetzt werden mußte, war es notwendig, hierzu ein Überspannungsschutzgerät zu verwenden, dessen Erdung durch einen solchen Überspannungsableiter mit Erdungsanschluß gebildet ist. Die Abschirmung des Schirmleiters war dann an die Geräteseite dieses Überspannungsableiters anzuschließen. Dies bedingte nachteiligerweise vor Ort die Lagerhaltung zweier unterschiedlicher Typen des betreffenden Überspannungsschutzgerätes, nämlich zum einen mit direkter Erdleitung und zum anderen mit Erdung in Form eines Überspannungsableiters. Dies ist kostenaufwendig. Wird die Lagerhaltung nicht genau kontrolliert, so kann außerdem die Situation eintreten, daß im Bedarfsfall das jeweils erforderliche Überspannungsschutzgerät nicht zur Verfügung steht. Eine Montageunterbrechung mit Zeitverzug und weiteren Kosten ist die Folge.

Erwähnt sei, daß man die Erdung der Abschirmung eines Schirmleiters beispielsweise aus der Literaturstelle "Signal-Schnittstellen von SPS, PC und Prozeßrechnern unter EMV-Gesichtspunkten", Autor Herr Anton KOHLING, kennt, die im Tagungsband des Kongresses für elektromagnetische Verträglichkeit vom 25. bis 27. Februar 1992, VDE-Verlag GmbH, Berlin und Offenbach, veröffentlicht ist. Auf den Seiten 132, 133 dieser Veröffentlichung wird in Bild 2-1 unter f die Erdung der Abschirmung an einer Stelle und auf Seite 133 in Bild 2-2 die Erdung der Abschirmung an zwei voneinander entfernt liegenden Stellen gezeigt. In beiden Fällen besteht die Erdung aus einer üblichen Leitung. Sie ist daher sehr niederohmig. Die Anordnung eines Überspannungsableiters ist nicht vorgesehen.

Aus der Literaturstelle DE 41 06 505 C2 ist ein Überspannungsschutzgerät für hausübergreifende Datenleitungen bekannt, wobei in einer Leitung vom Kabelschirm zur Erde eine wahlweise auftrennbare Brücke vorgesehen ist, die einem Gasableiter und einem Kondensator parallel geschaltet ist. Die vorgenannte Anordnung ist an zwei im Abstand voneinander befindlichen Stellen der Kabelabschirmung vorgesehen. Wie diese Brücken aufgetrennt, bzw. geschlossen werden, ist der vorgenannten Literaturstelle nicht zu entnehmen. Entweder geschieht dies bereits ab Fabrik mit dem Nachteil, daß dann vor Ort die Schaltung nicht mehr geändert werden kann. Oder das Auftrennen der Brücken geschieht vor Ort mit dem Nachteil, daß das Öffnen des entsprechenden Behälters schwierig und zeitraubend ist und daß sich hierbei Verschmutzungen der elektrischen Bauteile ergeben können.

Die Aufgaben- bzw. Problemstellung der Erfindung besteht demgegenüber darin, eine Erdung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 in vorteilhafter Weise den unterschiedlichen Anforderungen der Praxis besser anzupassen.

Zur Lösung dieser Aufgaben- bzw. Problemstellung ist gemäß dem Kennzeichen des Anspruches 1 vorgesehen, daß sich am oder im Überspannungsschutzgerät eine Aufnahme für einen Einschub befindet, der mit einem Überspannungsableiter und zwei hiermit elektrisch verbundenen Anschlußstellen versehen ist, von denen in der vorgegebenen Einschublage des Einschubes sich eine Anschlußstelle in elektrisch leitendem Kontakt mit einer zur Abschirmung und zum Überspannungsschutzgerät führenden Gegenanschlußstelle und die andere Anschlußstelle mit einer zur Erde führenden weiteren Gegenanschlußstelle befinden und daß eine Unterbrechungsstelle der Erdleitung in der Bewegungsbahn des Einschubes oder eines hiervon mitbewegten Teiles vorgesehen ist derart, daß mit dem Bringen des Einschubes in seine Einschublage die Unterbrechung der Erdleitung erfolgt.

Hiermit wird der Vorteil erreicht, daß man bei nicht eingebrachten Einschub eine niederohmige Erdung, in der Regel einen entsprechenden Leiter zwischen Abschirmung sowie dem Überspannungsschutzgerät und der Erde vorliegen hat. Es können aber Situationen bzw. Anforderungen an die Erdung einer solchen Anordnung dahingehend gestellt werden, daß die Erdung über eine Überspannungsableitung zu erfolgen hat. Dieser Anforderung konnte bisher nur in der Weise entsprochen werden, wie es beispielsweise eingangs zum Stand der Technik gemäß Einsatz eines Gerätes Blitzductor KT erläutert wurde. In der Praxis kommt es aber häufig vor, daß man erst vor Ort, d. h. auf der Baustelle entscheiden kann, ob die Erdung der Anordnung niederohmig oder hochohmig über einen Überspannungsableiter zu erfolgen hat. Hierdurch ergaben sich die eingangs geschilderten Nachteile wie doppelte Lagerhaltung, Zusatzarbeiten und Zeitverlust. Mit der Erfindung dagegen wird der Praxis eine Anordnung zur Verfügung gestellt, die vor Ort zusätzlich zu der stets vorhandenen Erdung zwischen Überspannungsschutzgerät und Erde wahlweise auf niederohmige Erdung oder auf hochohmige Erdung mit einem Überspannungsableiter eingestellt werden kann. Hierzu ist lediglich das Einschieben oder Herausnehmen des Einschubes nötig. Die Erfindung ist insbesondere mit Erfolg einsetzbar bei solchen Anordnungen, die nur an einer Stelle zu erden sind.

Eine bevorzugte Ausführung der Erfindung ist Gegenstand des Anspruches 2. Hiermit wird der Einschub mit dem Überspannungsableiter in den Verlauf der unterbrochenen Erdleitung eingebracht, so daß kein zusätzlicher, geerdeter Verbindungsteil für die Erdung des Einschubes in seiner Einschublage erforderlich ist. Ebenso ist keine zusätzliche Verbindung des geräteseitigen Kontaktes des Einschubes mit der Abschirmung und dem Überspannungsschutzgerät notwendig, da auch hierzu der entsprechende Bereich der unterbrochenen Erdleitung genutzt werden kann. Diese Ausführung der Erfindung zeichnet sich ferner durch einen sehr geringen Raumbedarf aus.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung sind den weiteren Unteransprüchen, sowie der nachfolgenden Beschreibung und der zugehörigen Zeichnung von erfindungsgemäßen Ausführungsmöglichkeiten zu entnehmen. Die im wesentlichen schematische Zeichnung zeigt:

Fig. 1 das elektrische Schaltschema dem Erfindung,

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei die direkte Erdleitung wirksam ist und zwar zum Teil in der Seitenansicht, zum Teil geschnitten,

Fig. 3 die Ausführung nach Fig. 2 in der gleichen Darstellung, jedoch mit eingebrachtem Einschub und Erdung über einen Überspannungsableiter.

Fig. 1 zeigt eine Leitung 1 mit Abschirmung 2, einen Überspannungsableiter 3 der spannungsführenden Leitungen 1, eine niederohmige Erdleitung 4, einen noch näher zu erläuternden Überspannungsableiter 5 und der Erdung 6. Ferner ist schematisch das nachstehend erläuterte Beispiel eines Überspannungsschutzgerätes mit Oberteil B (durchgezogene Linie) und Unterteil 7 (gestrichelte Linie) eingezeichnet. Die Erdung kann auch der Potentialausgleich in einem Gebäude sein. Die zugehörigen Geräteanschlüsse sind mit 1&min;, 1&min;&min; beziffert. Die Erdleitung 4 ist mit einer Unterbrechung 4&min; versehen, die nachstehend näher erläutert wird.

Das Beispiel der Fig. 2, 3 zeigt die Erfindung im Zusammenhang mit einem elektrisch mit dem Schirmleiter zu verbindenden Überspannungsschutzgerät, bestehend aus einem Unterteil 7 mit den Ein- und Ausgangs- sowie Erdungsklemmen und einem Oberteil 8, in dem sich Überspannungsschutzelemente gemäß Ziff. 3 in Fig. 1 befinden. Der Überspannungsschutz 3 beeinflußt den Überspannungsableiter 5 für die Abschirmung 2 nicht. Die direkte Erdung dieses Überspannungsschutzes 3 gemäß Fig. 1 hat auch keinen Einfluß auf die Ausgestaltung und Funktion der Erdung gemäß der vorliegenden Erfindung, die nachstehend im Zusammenhang mit dem Überspannungsableiter 5 und der Erdleitung 4 erläutert ist. Auch gilt, daß die in einem Verkabelungssystem getroffenen Schirmungsmaßnahmen dadurch nicht umgangen werden. Jedoch ist die Erfindung nicht auf die Anwendung bei dem dargestellten und oben erläuterten Typ eines Überspannungsschutzgerätes beschränkt. Die Erfindung ist beispielsweise auch bei einem einteiligen Überspannungsschutzgerät einsetzbar. Sie ist überall dort verwendbar, wo eine niederohmige Erdung und alternativ dazu eine hochohmige Erdung mittels eines Überspannungsschutzes der Anordnung erreicht werden soll.

Der Schirmleiter ist mit seiner Abschirmung 2 am Unterteil 7mittels einer Federklemme 9 gehalten, während die Innenleitung 1 über eine Leitung 10 an das Überspannungsschutzgerät angeschlossen ist. Die Federklemme 9 bildet sowohl die vorgenannte elektrische Verbindung als auch eine Zugentlastung des angeschlossenen abgeschirmten Kabels.

Die Abschirmung 2 ist elektrisch über die Federklemme 9 mit einem ersten Bereich 4&min; der niederohmigen Erdleitung 4 verbunden, die aus einem federnden Blech besteht und aufgrund ihrer Federkraft am zweiten Bereich 4&min;&min; dieser Erdleitung anliegt, der zur Erde 6 führt. Der Unterteil 7 des Überspannungsschutzgerätes besitzt eine Aufnahme 11, deren Innenabmessungen so sind, daß eine Einschub 12 in Pfeilrichtung 13 in diese Aufnahme einschiebbar ist. Im vorderen Abschnitt 14 des Einschubes 12 befindet sich ein Überspannungsableiter, z. B. ein Gasableiter, der an Kontaktflächen 15 elektrisch leitend angeschlossen ist. Statt eines Gasableiters kann auch ein Varistor oder eine Diode als Überspannungsableiter vorgesehen sein. Die als Anschlußstellen dienenden Kontaktplatten 15 kommen bei in die Aufnahme 11 eingebrachtem Einschub in elektrischen Kontakt mit Gegenanschlußstellen, die einerseits mit der Abschirmung und des zu erdenden Kontaktes oder Anschlusses des Überspannungsschutzgerätes und andererseits mit der Erde elektrisch verbunden sind. In der nachfolgend erläuterten, bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dienen hierzu die beiden o.g. Bereiche 4&min; und 4&min;&min; der Erdleitung 4.

Der federnde erste Bereich 4&min; der Erdleitung 4 liegt in der Bewegungsrichtung 13 des Einschubes 12. Befindet sich der Einschub 12 gemäß Fig. 3 in seiner Einschublage, d. h. in seiner eingeschobenen Endstellung, so hat er den federnden Bereich 4&min; von seiner Kontaktlage auf dem zweiten Bereich 4&min;&min; abgehoben und nach oben verschwenkt. Der hiervon gebildete Schaltkontakt in der Erdleitung 4 wird somit unterbrochen. Die Abmessungen des in Einschubrichtung 13 gelegenen vorderen Abschnittes 14 des Einschubes 12 und daran befindlichen Kontaktflächen 15 sind in Bezug auf die Lage der Kontakte der Erdleitungsbereiche 4&min; und 4&min;&min; so gewählt, daß in dieser Einschublage die in den Fig. 2, 3 obere Kontaktfläche 15 elektrischen Kontakt mit dem federnden Blech 4&min; des ersten Bereiches der Erdleitung und die untere Kontaktfläche 15 elektrischen Kontakt mit dem zweiten Bereich 4&min;&min; der Erdleitung hat. Der in den Fig. 2, 3 links gelegene Abschnitt des Einschubes ist als Handhabe ausgebildet. Dieser Abschnitt des Einschubes besteht aus Kunststoff. Das gleiche gilt für die Aufnahme 11 im unteren Geräteteil, in welche der Einschub schlittenartig einsteckbar und in der jeweils gewünschten Lage gehalten ist.

Bei nicht eingebrachtem Einschub ist also die niederohmige Erdleitung 4 wirksam (Fig. 2). Dagegen erfolgt bei eingeschobenem Einschub gemäß Fig. 3 die Erdung über den Überspannungsableiter 5 bei gleichzeitiger Unterbrechung der niederohmigen Erdleitung 4. Dies ist elektrisch in Fig. 1 dargestellt. Wird der Einschub aus dem Position gemäß Fig. 3 herausgezogen, so kommt der erste Bereich 4&min; der Erdleitung 4 aufgrund seiner Elastizität wieder in die Lage gemäß Fig. 2 und es ist hiermit die niederohmige Erdleitung 4 wieder geschlossen.


Anspruch[de]
  1. 1. Erdung einer Anordnung aus der Abschirmung eines Schirmleiters und einem Überspannungsschutzgerät, wobei die Abschirmung dem oder die Leiter umgibt und an zumindest einer Stelle über eine unterbrechbare Erdleitung geerdet ist, dadurch gekennzeichnet, daß sich am oder im Überspannungsschutzgerät eine Aufnahme für einen Einschub befindet, der mit einem Überspannungsableiter (5) und zwei hiermit elektrisch verbundenen Anschlußstellen (15) versehen ist, von denen in der vorgegebenen Einschublage des Einschubes sich eine Anschlußstelle in elektrisch leitendem Kontakt mit einer zur Abschirmung (2) und zum Überspannungsschutzgerät (7, 8) führenden Gegenanschlußstelle und die andere Anschlußstelle mit einer zur Erde (6) führenden weiteren Gegenanschlußstelle befinden und daß eine Unterbrechungsstelle der Erdleitung (4) in der Bewegungsbahn des Einschubes oder eines hiervon mitbewegten Teiles vorgesehen ist derart, daß mit dem Bringen des Einschubes in seine Einschublage die Unterbrechung der Erdleitung erfolgt.
  2. 2. Erdung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterbrechungsstelle der Erdleitung (4) sich in deren Verlauf befindet und daß der Einschub (12) nach erfolgter Unterbrechung der Erdleitung (4) mit seinen Anschlußkontaktflächen (15) an entsprechenden Gegenkontakten der unterbrochenen Erdleitung (4&min;, 4&min;&min;) anliegt.
  3. 3. Erdung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erdleitung (4) zweiteilig (4&min;, 4&min;&min;) ist, wobei ein erster, schirmseitiger Bereich (4&min;) federnd in Art einer Federzunge ausgebildet ist, die mit ihrem Kontakt an einer Kontaktstelle des zur Erde führenden zweiten Bereiches (4&min;&min;) der Erdleitung (4) anliegt, und daß der den Überspannungsableiter (6) und dessen Kontaktflächen (15) aufweisende Teil (14) des Einschubes (12) so dimensioniert ist, daß er in der Einschublage ein Abheben der Kontaktzunge des ersten Bereiches (4&min;) von der Kontaktstelle des zweiten Bereiches (4&min;&min;) der Erdleitung (4) bewirkt, und daß in der Einschublage die Kontaktflächen (15) des Teiles (14) des Einschubes (12) an den Kontaktflächen der Federzunge des ersten Bereiches (4&min;) und des zweiten Bereiches (4&min;&min;) der Erdleitung anliegen.
  4. 4. Erdung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Bereiche (4&min; , 4&min;&min;) der Erdleitung (4) von der Aufnahme (11) gehalten sind, wobei die Aufnahme (11) und der Einschub (12) so dimensioniert sind, daß Einschub (12) in die Aufnahme einbringbar oder einschiebbar ist.
  5. 5. Erdung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Einschub (12) aus einem in Einschubrichtung (13) vorn gelegenen, den Überspannungsableiter (6) und dessen Kontaktflächen (15) aufweisenden Abschnitt (14) und einem hinteren als Handhabe ausgebildeten Abschnitt (12&min;) besteht.






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