WO1995009461A1 - Schaltungsanordnung zur automatischen spannungs-freischaltung - Google Patents

Schaltungsanordnung zur automatischen spannungs-freischaltung Download PDF

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    • H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B1/00—Frameworks, boards, panels, desks, casings; Details of substations or switching arrangements
    • H02B1/015—Boards, panels, desks; Parts thereof or accessories therefor
    • H02B1/06—Boards, panels, desks; Parts thereof or accessories therefor having associated enclosures, e.g. for preventing access to live parts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16P—SAFETY DEVICES IN GENERAL; SAFETY DEVICES FOR PRESSES
    • F16P3/00—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body
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    • H02B1/00—Frameworks, boards, panels, desks, casings; Details of substations or switching arrangements
    • H02B1/26—Casings; Parts thereof or accessories therefor

Definitions

  • the invention relates to a circuit arrangement for automatic voltage isolation according to the preamble of claim 1.
  • Telecommunications devices another connection to the communications network, for example, a life-threatening voltage can be transmitted with an alarm signal.
  • a life-threatening voltage can be transmitted with an alarm signal.
  • the user In the event of a defect in such a device, there is now the possibility that the user will be in mortal danger both when attempting to repair the defective device and when taking measures to maintain the device's operational readiness (e.g. battery replacement).
  • the user In particular when changing the battery, the user often comes into contact with the contact arrangement for batteries, which can be life-threatening if there is a corresponding defect.
  • points 2.8 and 6.4 of pr EN 60950 have been changed accordingly. It is required that a test voltage at the connections of the device does not cause life-threatening voltages at the device parts accessible to the user, such as battery contacts. Appropriate protective measures must be taken by the manufacturer.
  • a device for opening and closing a cover of a battery compartment is known from DE 3927877 A1.
  • hard drives are usually installed as mass storage devices. These can be damaged if the read / write head is not moved to a specific park position before being switched off. Therefore, such personal computers contain a special circuit which, after being switched off, still puts the read / write head in a park position. However, this can be avoided by removing the batteries during operation. To prevent this, the battery compartment cover is locked as long as the personal computer is on. The battery compartment can only be opened when the device is switched off.
  • the invention is therefore based on the object of designing an electrical device in such a way that even when removing housing parts from the device there is no danger to the user.
  • the circuit arrangement according to the invention has the advantage that even after removal of housing parts or the entire housing, there is no danger for a user to touch live components. Even if the device should have a defect, it is ensured that due to the interruption of the connecting lines between the components made accessible by removing a housing part and the other components there is no longer a connection. For the implementation in terms of circuitry, only corresponding switches are required, which are actuated directly by removing housing parts.
  • the circuit arrangement according to the invention has the advantage that after removing the cover of a battery compartment, the then freely accessible contacts for the batteries are galvanically isolated from the other components of the device. If additional components are accessible to the user by removing the cover of the battery compartment, these are also disconnected from the power supply. This results in increased safety for the user, since the accessible components are always voltage-free even in the event of a device defect.
  • the circuit arrangement according to the invention has the advantage that the switch for disconnecting components from voltage is designed or mounted in the housing in such a way that inadvertent actuation is excluded.
  • the circuit arrangement according to claim 4 has the advantage that all connecting lines are interrupted, via which a life-threatening voltage could be supplied to the device.
  • the connecting line to the power supply must also be counted, for example, in the case of a subscriber device, the main connecting line via which the alarm signal is transmitted.
  • the interruption of the connecting lines ensures that the device is de-energized without a large number of lines having to be switched by a switch.
  • 1 is a circuit arrangement to galvanically separate a battery compartment from the rest of the device
  • Fig. 3 shows a structural arrangement of the switch to prevent accidental operation
  • Fig. 4 shows a circuit arrangement to a subscriber device from their. Disconnect connecting lines to the communications and power supply network.
  • the invention is used in an electrical device which has a battery compartment with a cover GT1.
  • the invention can be used in particular wherever the user who is not pre-trained in electrical engineering has to remove or open housing parts, such as the cover of a cassette compartment, in order to maintain the operational readiness of the device.
  • a battery change is picked out.
  • 1 shows a circuit arrangement for separating a battery compartment from the rest of the device by means of a switch SCH. Since the contacts for the batteries are usually touched by the user when changing the batteries, special safety precautions are necessary to ensure that there is no life-threatening voltage at these contacts even if the device is defective. This is achieved by a simple switch SCH, which interrupts the two lines that lead to the contact arrangements of the battery compartment. As a result, there is no danger to life for the user even if there is a lightning strike in an overland line during battery replacement.
  • this switch SCH is actuated automatically when the cover GT1 of the battery compartment is removed. If the cover GT1 is located on the battery compartment, the switch SCH is closed, as a result of which the device can be powered by batteries. As soon as the cover GT1 is removed from the battery compartment, the switch SCH is automatically opened, as a result of which there is no longer a galvanic connection between the contact arrangements of the battery compartment and the rest of the device. This prevents the user from having to operate a switch, which on the one hand can be forgotten and on the other hand would unnecessarily complicate the operation of the device.
  • the switch SCH In order to ensure that the switch SCH is not actuated accidentally, it is attached in a protected manner according to FIG. 3.
  • the movable switch part protrudes not into the area released by the cover GT1, but remains in each switch position in the recess provided for fixing the cover F.
  • FIG. 4 shows a circuit arrangement for interrupting all connecting lines 220 V, La, Lb, W, N of a telecommunication device. Since housings usually consist of two main parts, practically all components are accessible when one of these main parts is removed. It is therefore necessary to interrupt all connecting lines 220 V, La, Lb, W, N in order to ensure that the telecommunication device TE is de-energized. In the case of a telecommunications device TE, in addition to the mostly existing connecting lines to the AC voltage network 220 V, it is also necessary to interrupt the connecting lines La, Lb, W, N to the communication network, since, for example, an alarm signal can have a life-threatening voltage.

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Abstract

Es ist bekannt, dass elektrische Geräte häufig sowohl eine Verbindung zu einem Spannungsversorgungsnetz als auch auswechselbare Energiespeicher (Batterien) aufweisen. Dies ermöglicht eine maximale Lebensdauer der Batterien sowie einen mobilen Einsatz (z.B. bei tragbaren Rundfunkempfängern) oder eine unterbrechungsfreie Stromversorgung (z.B. bei elektronischen Weckern). Um die Betriebssicherheit von an Spannungsversorgungsnetze angeschlossenen Geräten zu gewährleisten, sind diese meist schutzisoliert, d.h. kein leitendes Teil darf durch das isolierende Gehäuse nach aussen treten. Dadurch ist sichergestellt, dass auch bei einem Defekt keine leitende Verbindung zwischen den elektrischen Bauteilen im Inneren und dem dem Benutzer von aussen zugänglichen Gehäuse besteht. Eine Schwachstelle bildet das Batteriefach, dessen Abdeckung meist leicht zu lösen ist. Erfindungsgemäss werden nun nach dem Lösen von Gehäusteilen zugängliche elektrische Baugruppen spannungsfrei geschaltet oder es werden beim Entfernen von Gehäuseteilen alle Verbindungsleitungen unterbrochen, auf denen lebensgefährliche Spannungen auftreten können. Die erforderlichen Schalteinrichtungen werden dabei unmittelbar durch das Entfernen der Gehäuseteile betätigt.

Description

SCHALTUNGSANORDNUNG ZUR AUTOMATISCHEN SPANNUNGS-FREI SCHALTUNG
BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur automatischen Spannungs-Freischaltung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es ist seit langem bekannt, die Spannungsversorgung elektrischer Geräte sowohl für den mobilen Einsatz durch Batterien als auch für den stationären Einsatz nahe einem entsprechenden Anschluß durch das Spannungsversorgungsnetz über ein Netzkabel zu realisieren. Weiterhin besteht bei
Telekommunikationsgeräten eine weitere Verbindung zum Nachrichtennetz, über die beispielsweise bei einem Weckersignal eine lebensgefährliche Spannung übertragen werden kann. Bei einem Defekt eines derartigen Geräts besteht nun die Möglichkeit, daß der Benutzer sowohl beim Versuch das defekte Geräte zu reparieren, als auch bei den die Betriebsbereitschaft des Gerätes, erhaltenden Maßnahmen (z.B.Batteriewechsel) in Lebensgefahr gerät. Insbesondere beim Batteriewechsel gerät der Benutzer oft in Berührung mit der Kontaktanordnung für Batterien, was bei einem entsprechenden Defekt lebensgefährlich sein kann. Nachdem dies erkannt wurde, sind die Punkte 2.8 und 6.4 der pr EN 60950 entsprechend geändert worden. Es wird gefordert, daß eine Prü Spannung an den Anschlüssen des Geräts nicht an den dem Benutzer zugänglichen Geräteteilen, wie beispielsweise Batteriekontakte, lebensgefährliche Spannungen verursacht. Entsprechende Schutzmaßnahmen sind durch die Hersteller zu treffen.
Aus der DE 3927877 A1 ist eine Vorrichtung zum öffnen und Schließen einer Abdeckung eines Batteriefachs bekannt. Bei tragbaren Personal-Computern sind als Massenspeicher meist Festplattenlaufwerke eingebaut. Diese können beschädigt werden, falls der Schreib-Lesekopf vor dem Ausschalten nicht in eine bestimmte Park-Position gebracht wird. Daher enthalten derartige Personal-Computer eine spezielle Schaltung, welche nach dem Ausschalten den Schreib-Lesekopf noch in eine Park-Position bringt. Dies kann jedoch umgangen werden, indem während des Betriebs die Batterien entnommen werden. Um dies zu verhindern, wird die Abdeckung des Batteriefachs so lange verriegelt, wie der Personal-Computer eingeschaltet ist. Das Batteriefach kann erst bei abgeschaltetem Gerät geöffnet werden.
Von Nachteil bei einer derartigen Verriegelung des Batteriefachs ist, daß bei einem Defekt des Personal-Computers und wenn er mit einem Netz zur Ξpannungversorgung verbunden ist, an den Batteriekontakten dennoch lebensgefährliche Spannungen auftreten können. Weiterhin besteht die Gefahr, daß nach dem Entfernen von Gehäuseteilen, wie beispielsweise Abdeckungen für Schnittstellen, bei einem Defekt lebensgefährliche Spannungen an leicht zugänglichen Kontakten, wie beispielsweise Abschirmungen, anliegen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein elektrisches Gerät derart auszugestalten, daß auch beim Entfernen von Gehäuseteilen vom Gerät keine Gefahr für den Benutzer ausgeht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung weist den Vorteil auf, daß für einen Benutzer selbst nach Entfernen von Gehäuseteilen oder des gesamten Gehäuses keine Gefahr besteht, spannungsführende Bauteile zu berühren. Auch falls das Gerät einen Defekt aufweisen sollte, ist sichergestellt, daß aufgrund der Unterbrechung der Verbindungsleitungen zwischen den durch Entfernen eines Gehäuseteils zugänglich gemachten Bauteilen und den übrigen Bauteilen keine Verbindung mehr besteht. Für die schaltungstechnische Realisierung sind dabei lediglich entsprechende Schalter erforderlich, die unmittelbar durch das Entfernen von Gehäuseteilen betätigt werden. Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 weist den Vorteil auf, daß nach Entfernen der Abdeckung eines Batteriefachs die dann frei zugänglichen Kontakte für die Batterien von den übrigen Bauteilen des Geräts galvanisch getrennt sind. Falls durch das Entfernen der Abdeckung des Batteriefachs weitere Bauteile für den Benutzer zugänglich sind, so werden auch diese spannungsfrei geschaltet. Dadurch wird eine erhöhte Sicherheit für den Benutzer erzielt, da selbst bei einem Gerätedefekt die zugänglichen Bauteile immer spannungsfrei sind.
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung nach Anspruch 3 weist den Vorteil auf, daß der Schalter zum Spannungsfreischalten von Bauteilen derart ausgeführt ist oder im Gehäuse montiert wird, daß eine unbeabsichtigte Betätigung ausgeschlossen ist.
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung nach Anspruch 4 weist den Vorteil auf, daß alle Verbindungsleitungen unterbrochen werden, über die dem Gerät eine lebensgefährliche Spannung zugeführt werden könnte. Dazu ist natürlich die Verbindungsleitung zur Spannungsversorgung aber z.B. bei einer Teilnehmereinrichtung auch die Hauptanschlußleitung, über die das Weckersignal übertragen wird, zu zählen. Durch die Unterbrechung der Verbindungsleitungen kann die Spannungsfreiheit des Geräts sichergestellt werden, ohne daß eine große Anzahl Leitungen von einem Schalter umgeschaltet werden müssen. Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung wird im folgenden anhand von Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Schaltungsanordnung, um ein Batteriefach galvanisch vom übrigen Gerät zu trennen,
Fig. 2 eine konstruktive Anordnung des Schalters zur automatischen Betätigung durch die Abdeckung des Batteriefachs,
Fig. 3 eine konstruktive Anordnung des Schalters, um eine unbeabsichtigte Betätigung zu verhindern und
Fig. 4 eine Schaltungsanordnung, um eine Teilnehmereinrichtung von ihren. Verbindungsleitungen zum Nachrichten- und Spannungsversorgungsnetz zu trennen.
Im folgenden wird davon ausgegangen, daß die Erfindung in einem elektrischen Gerät eingesetzt wird, welches ein Batteriefach mit einer Abdeckung GT1 aufweist. Die Erfindung ist aber insbesondere überall dort einsetzbar, wo der elektrotechnisch nicht vorgebildete Benutzer zur Aufrechterhaltung der Betriebsbereitschaft des Geräts Gehäuseteile entfernen oder öffnen muß, wie z.B. die Abdeckung eines Kassettenfachs. Im folgenden Ausführungsbeispiel wird ein Batteriewechsel herausgegriffen. Fig. 1 zeigt eine Ξchaltungsanordnung um ein Batteriefach vom übrigen Gerat durch einen Schalter SCH abzutrennen. Da die Kontakte für die Batterien in aller Regel beim Batteriewechsel vom Benutzer berührt werden, sind besondere Sicherheitsvorkehrungen erforderlich um sicherzustellen, daß an diesen Kontakten auch bei einem Defekt des Geräts keine lebensgefährliche Spannung anliegt. Dies wird durch einen einfachen Schalter SCH erreicht, der die beiden Leitungen, die zu den Kontaktanordnungen des Batteriefachs führen, unterbricht. Dadurch entsteht selbst bei einem Blitzeinschlag in eine Überlandleitung während des Batteriewechsels für den Benutzer keine Lebensgefahr .
Dieser Schalter SCH wird gemäß Fig. 2 automatisch dann betätigt, wenn die Abdeckung GT1 des Batteriefachs entfernt wird. Befindet sich die Abdeckung GT1 auf dem Batteriefach, ist der Schalter SCH geschlossen, wodurch eine Spannungsversorgung des Geräts durch Batterien möglich ist. Sobald die Abdeckung GT1 vom Batteriefach entfernt wird, wird automatisch der Schalter SCH geöffnet, wodurch keine galvanische Verbindung mehr zwischen den Kontaktanordnungen des Batteriefachs und dem übrigen Gerät besteht. Dadurch wird vermieden, daß der Benutzer einen Schalter betätigen muß, was zum einen vergessen werden kann und zum anderen die Bedienung des Geräts unnötig komplizieren würde.
Um sicherzustellen, daß der Schalter SCH nicht versehentlich betätigt wird, wird dieser gemäß Fig. 3 geschützt angebracht. Das bewegliche Schalterteil ragt dabei nicht in das von der Abdeckung GT1 freigegebene Gebiet hinein, sondern bleibt in jeder Schalterstellung in der für die Fixierung F der Abdeckung vorgesehenen Aussparung.
Fig. 4 zeigt eine Schaltungsanordnung zur Unterbrechung aller Verbindungsleitungen 220 V, La, Lb, W, N einer Telekommunikationseinrichtung. Da Gehäuse meist aus zwei Hauptteilen bestehen, sind beim Entfernen eines dieser Hauptteile praktisch alle Bauteile zugänglich. Daher ist es erforderlich, alle Verbindungsleitungen 220 V, La, Lb, W, N zu unterbrechen, um eine Spannungsfreiheit der Telekommunikationseinrichtung TE sicherstellen zu können. Bei einer Telekommunikationseinrichtung TE ist es erforderlich, zusätzlich zu den meist vorhandenen Verbindungsleitungen zum Wechselspannungsnetz 220 V, auch die Verbindungsleitungen La, Lb, W, N zum Nachrichtennetz zu unterbrechen, da beispielsweise ein Weckersignal eine lebensgefährliche Spannung aufweisen kann.

Claims

ANSPRUCHE
1 Schaltungsanordnung zur automatischen Spannungs-Freischaltung für ein elektrisches Gerat mit einem Gehäuse, bestehend aus mehreren Gehauseteilen (GT1 , GT2), welche unter anderem vor der Berührung spannungsführender Bauteile des Geräts schützen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß mindestens einem Gehauseteil (GT1) ein Schalter (SCH) zugeordnet ist und daß der Schalter (SCH) beim Entfernen des zugeordneten Gehauseteiis (GT1) automatisch mindestens die Bauteile spannungsfrei schaltet, welche nicht mehr vor Berührung geschützt werden.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß ein Gehauseteil (GT1 ) , welches als Abdeckung für ein Batteriefach dient, den Schalter (SCH) betätigt, welcher beim Entfernen der Abdeckung (GT1 ) mindestens die Verbindungen zwischen den Kontakten für die Batterien und dem übrigen Gerat auftrennt
3. Ξchaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Schalter (SCH) zum Herstellen der Spannungsfreiheit von durch ein Gehäuseteil (GT1) nicht mehr berührungsgeschützten Bauteilen gegen unbeabsichtigte Betätigung geschützt wird.
4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Schalter (SCH) zum Herstellen der Spannungsfreiheit alle Verbindungsleitungen (220 V, La, Lb, W, N) des Geräts unterbricht, auf denen lebensgefährliche Spannungen auftreten können.
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