具有短路裝置的電保護構件的製作方法

2023-05-27 07:21:06

專利名稱：具有短路裝置的電保護構件的製作方法
具有短路裝置的電保護構件文獻EP0962037B1公開了一種氣體填充的具有外部短路裝置的過電壓放電器。本發明的任務是提出一種具有短路裝置的電保護構件，它具有改善的可安裝性。該任務通過一種按照權利要求1所述的具有短路裝置的電保護構件解決。電保護 構件的有利的實施例是從屬權利要求的主題。提出一種具有短路裝置的電保護構件，它具有過電壓放電器(防止過載放電器)。 過電壓放電器具有一個其上布置至少兩個電極的中空體。具有兩個電極的過電壓放電器包 括一個整體的陶瓷的中空體。在一種3電極的放電器中，陶瓷的中空體藉助於一個中央電 極被劃分成兩個分開的部分。兩個部分以一個第一側面布置在一個中央電極上。在兩個部 分的一個第二側面布置各一個端電極。電保護構件具有一個熱短路裝置。短路裝置包括一個夾子，它卡接在電保護構件 的過電壓放電器上。夾子具有至少兩個部段。夾子的至少一個第一部段卡接在過電壓放電器上並且環 繞嚙合過電壓放電器一半以上的部分。短路橋的第一部段由此優選用於將短路橋固定在過 電壓放電器上。至少第一部段的端部與過電壓放電器之間具有機械接觸。但是在另一個實 施形式中，第一部段的端部也可以與過電壓放電器間隔開，其中第一部段的至少一個部分 區域如此地布置在過電壓放電器上，使得短路裝置可以由此仍然可靠地固定在過電壓放電 器上。第一部段的其餘的區域可以支撐在過電壓放電器上或也可以與其間隔開。夾子包括至少一個第二部段，它包圍第一部段並且藉助於可熔元件與第一部段間 隔開。第二部段在一個端部上具有短路橋，短路橋在徑向上與過電壓放電器間隔開。在可 熔元件熔化情況下，短路橋將過電壓放電器的至少兩個外電極相互電連接起來。夾子的第一部段環繞接合在過電壓放電器上的優選多於一半部分。由此防止在短 路機構觸發情況下夾子被從過電壓放電器上壓離開。夾子的第一部段由此用作短路橋的支 座。在具有三個電極的過電壓放電器的情況下，第三、中央電極可以具有比兩個中空 體和兩個端電極稍微更大的直徑。中央電極可以優選沿徑向凸出超過中空體和端電極。夾子優選包括一個彎曲的扁平帶，它可以具有一個或多個切口。在3電極放電器 的情況下，切口可以用於將夾子防滑動地固定在中央電極的區域中。切口優選具有中央電 極的寬度，使得中央電極部分地伸入到夾子的切口中。由此阻止夾子在軸向上滑脫。在可熔元件的區域中優選設置一個切口，該切口的尺寸優選稍微小於可熔元件， 從而可熔元件不能夠通過切口滑動而使得短路夾更難於卡接在過電壓放電器上。在另一個實施形式中，可熔元件至少一個側面具有臺階部分，從而可熔元件的至 少一個部分凸入切口中。由此可熔元件至少部分地直接接觸過電壓放電器的中央電極。由 此從過電壓放電器到可熔元件之間存在幾乎最佳的傳熱。在另一個實施形式中，可熔元件區域中的切口優選這樣大，使得中央電極如此深 地通過切口凸出，使得中央電極直接接觸可熔元件。由此也形成從過電壓放電器到可熔元 件之間的幾乎最佳的傳熱。
夾子優選包括長形延伸的扁平帶，其中短路橋比夾子的其餘部分較寬。在一個優選實施形式中，夾子的第一和第二部段由一個整體的部分(部件)形成。但是，在另一個實施形式中，夾子也可以由至少兩個部分組合而成。優選夾子的第一部段通過一個第一部分(部件)形成和第二部段通過一個第二部 分(部件)形成。但是，在另一個實施形式中，第二部段也可以由第一部分的一些區域和一個第二 部分形成。在夾子由多個部分組成的情況下，夾子的各部分優選由不同的材料製成。但是，夾子的各部分也可以由相同的材料製成。優選至少短路橋由導電的材料製成。為此尤其適合的是具有彈性特性的材料。為了短路裝置的夾子能夠持久地在可熔 元件上施加壓力，為此尤其適合的是一種包括鈹銅的材料。鈹銅特別好地適用於短路夾，因 為它在過高的受熱情況下也保持其彈簧力。鈹銅具有持久的彈簧力。與彈簧鋼相比，鈹銅 具更好的導電性。用於夾子的扁平帶可以藉助於衝壓以有利的成本並且在沒有大的技術復 雜性下由例如鈹銅製造。在一個實施形式中，扁平帶例如通過彎曲成為希望的形狀。在夾子由兩個部分構 造成的情況下，兩個預先準備的部分被結合在一起並且以機械的方式相互連接起來。例如藉助於焊接將兩個部分相互直接地連接起來。夾子優選在過電壓放電器的中央電極的區域中卡接在過電壓放電器上。在另一個實施形式中，也可以涉及一種2電極放電器，其中短路橋在這種情況下 例如藉助於一個環或一個卡子在中空體區域中與過電壓放電器機械地連接。可熔元件優選這樣地設計，使得它在過電壓放電器受到不允許的高溫加熱情況下 熔化。可熔元件可以由包括焊接劑的材料製成。此外合適的是包括塑料的材料。特別合適 的是在小的材料數量下具有儘可能大的體積的形狀。在此情況下特別是中空體，例如管形 體是合適的。通過這種可熔元件可以使短路橋隔開。在過電壓放電器受到不允許的高溫加熱情 況下，具有空腔的體比相同大小的實心體更快地熔化。由此該電保護構件具有一個快速的 反應時間。可熔元件優選這樣地布置，使得短路橋通過可熔元件與外電極間隔開。在可熔元 件熔化情況下，夾子壓到過電壓放電器的外電極上並且將該外電極相互電連接起來。在具 有一個附加的中央電極的過電壓放電器情況下，短路橋將外電極與中央電極連接起來。優選涉及一種在SMD結構形式下的過電壓放電器。也可以涉及一種具有用於常規 安裝的金屬絲觸頭的過電壓放電器。短路夾這樣地設計，使得已經被預裝配的包括了可熔元件的短路夾尤其是在將過 電壓放電器焊接到例如一個安裝襯底上之後被卡接固定在過電壓放電器上。但是短路夾也 可以裝配之前就被卡接固定到過電壓放電器上。短路夾由此具有優點，它可以在過電壓放電器被焊入或焊上之後被卡接固定。可 熔元件已經布置在被預先裝配了的短路夾中，從而可熔元件不必再隨後安裝進來。正好在過電壓放電器為SMD結構形式的情況下，存在問題是，在焊接過程期間過電壓放電器受到不允許的高熱並且由此進入短路裝置的熱反應範圍中。這特別在過電壓放 電器為SMD結構形式的情況下導致限制，這些限制導致製造困難。與採用手工焊機的具有 短路裝置的常規過電壓放電器相比，由此，在焊接過程期間不需要對過電壓放電器進行高 熱保護的附加的冷卻。同樣，在波峰焊情況下或在回流焊接情況下，一種排除過度受熱的特 別適配的溫度曲線在此情況下不再是必需的了。上述主題依據以下的附圖
和實施例進行詳細描述。以下描述的附圖不應該被理解為按照真比例尺繪製的。相反，為了更好地示出，一 些單個尺寸可以被放大、縮小或甚至被扭曲地示出。相互間相同的或者承擔相同的功能的 元件採用相同的附圖標記表示。圖Ia在橫截面圖中示出了一個具有整體的(單個部分構成的)短路夾的電保護 構件，圖Ib示出了從下方看的一個具有按照圖Ia的短路夾的電保護構件，圖Ic示出了圖Ia的短路夾的展開圖，圖2a在橫截面圖中示出了具有多部分構成的短路夾的電保護構件的另一個實施 形式，圖2b示出了圖2a的短路夾的展開圖，圖3a在橫截面圖中示出了具有多部分構成的短路夾的電保護構件的另一個實施 形式，圖3b示出了圖2a的短路夾的展開圖，圖4a在橫截面圖中示出了一個具有整體的短路夾的電保護構件，其中可熔元件 與過電壓放電器之間間隔一定的間距，圖4b示出了具有按照圖4a的可熔元件的短路夾的一部分，圖5a在橫截面圖中示出了一個具有整體的短路夾的電保護構件，其中可熔元件 直接地接觸過電壓放電器，圖5b示出了具有按照圖5a的可熔元件的短路夾的一部分，圖6a在橫截面圖中示出了另一個具有整體的短路夾的電保護構件，其中可熔元 件直接地接觸過電壓放電器，圖6b示出了具有按照圖5a的可熔元件的短路夾的一部分。在圖Ia和Ib中示出了一個包括過電壓放電器1的電保護構件。電壓保險裝置1 具有在端部上的各一個電極2，其在圖Ib中示出。過電壓放電器1具有中央電極8，它沿徑 向突出超過中空體9和電極2。在過電壓放電器1卡扣固定一個短路夾3，該短路夾具有一 個第一部段4，它的端部4a和4b頂靠在過電壓放電器1上。第一部段4在兩個端部4a和 4b之間的區域可以與過電壓放電器1間隔開並且不必與齊平地放置在過電壓放電器1上。夾子3的第二部段5與過電壓放電器1間隔開。第二部段5在一個端部上具有短 路橋6。第二部段5的短路橋6藉助於可熔元件7與第一部段4b並且由此也與過電壓放 電器1間隔開。在正常情況下，短路橋6通過夾子3的彈簧力被預張緊和壓緊在可熔元件 7上。短路橋6設計成在可熔元件7熔化情況下使兩個電極2相互電連接。在過電壓放電 器1受到不允許的高溫加熱情況下，可熔元件7熔化並且由此為壓緊在可熔元件7上的短 路橋6釋放出路徑。通過短路夾3的彈簧力由此將短路橋6壓緊到由此過電壓放電器1的外電極2上。圖Ic中示出了圖Ia和Ib中的短路夾3的展開圖。短路夾3在第二部段5的一 個端部上具有短路橋6。在短路夾3的大部分長度上的寬度優選小於短路橋6的寬度。為 了節省材料和重量，短路夾3可以具有一個或多個切口 9a，9b。切口 9a，9b在所示的實施形 式中位於短路夾3的第一部段4中。但是也可以使第二部段5具有另外的切口。圖2a示出了具有短路裝置的電保護構件的另一個實施形式。一個夾子3卡接固 定在過電壓放電器1上，後者在端部上具有各一個電極。夾子3在這個實施形式中由兩個 部分組成，其中第一部分形成第一部段4，以及第二部段5由第二部分形成。第一部段4具 有兩個端部4a和4b，它們支承在過電壓放電器1上。第一部段4在兩個端部4a和4b之 間的區域可以與過電壓放電器1間隔開或者支承在其上。在第二部段5的一個端部上布置 有短路橋6。短路橋6壓緊在可熔元件7上，該可熔元件布置在短路橋6和第一部段4端 部4b之間和由此也布置在短路橋6和過電壓放電器1之間。在過電壓放電器1受到不允 許的高溫加熱情況下，可熔元件7熔化並且由此為短路橋6釋放出路徑。在可熔元件7熔 化情況下，短路橋6由此壓緊在電極2上並且將電極相互連接起來。圖2b示出了圖2a的短路夾3的兩個展開的部分。短路夾3具有第一部段4。在 第一部段4的兩個端部4a和4b之間布置多個切口 9a，％。切口 9a，9b用於夾子3在中央 電極8上的導向。切口 9a，9b優選具有與中央電極8的寬度相對應的寬度。可熔元件7優 選至少位於切口 9a的邊緣上。通過切口 9a使得具有一個切口 9a大小的臺階部分的可熔 元件7與中央電極8之間具有直接的熱接觸。短路夾3的第二部段5具有在一個端部上的 短路橋6。第一部段4與第二部段5經至少兩個連接點相互固定連接。第二部段5優選借 助於多個焊點，一個或多個焊線或一個或多個焊面與第一部段4連接。第一部段4的寬度 優選對應於第二部段5的寬度。在短路夾3的大部分長度上的寬度優選小於短路橋6在第 二部段5端部上的寬度。圖3a示出了具有短路裝置的電保護構件的另一個實施形式。一個短路夾3卡扣 固定在一個在端部上具有各一個外電極2的過電壓放電器1上。短路夾3在這個實施形式 中由兩個部分組成，其中第一部分形成第一部段4。短路夾3的第二部段5通過第一部分的 一個連接片4c和第二部分形成，其中第二部段5的兩個部分經至少兩個連接點相互連接。 第一部段4具有兩個端部4a和4b，它們支承在過電壓放電器1上。第一部段4在兩個端部 4a和4b之間的區域可以與過電壓放電器1間隔開。在第二部段5的一個端部上布置一個 短路橋6。短路橋6壓緊在可熔元件7上，可熔元件布置在短路橋6和第一部段4的端部 4b之間並由此也在過電壓放電器1之間。在可熔元件7熔化情況下，短路橋6由此壓緊在 外電極2上並使得外電極相互電連接並且與中央電極8電連接。圖3b示出了圖3a的短路夾3的兩個展開的部分。短路夾3具有第一部段4。在 第一部段4的兩個端部4a和4b之間設置一個切口 9a。第一部段4的連接片4c與一個第 二部分一起形成第二部段5，其中連接片4c至少經兩個連接點與第二部分固定連接。第二 部分優選a藉助於焊接連接在第一部段4的連接片4c上。短路夾3的第二部段5在一個 端部上具有短路橋6。第一部分的區域4c的寬度優選對應於第二部段5的寬度。短路夾3 在短路橋6的區域中在第二部段5的端部上優選具有其最大寬度。圖4a示出了按照圖Ia的電保護構件的另一個實 形式。在過電壓放電器1布置一個整體的短路夾3，它具有第一部段4和第二部段5。短路夾3的第二部段5藉助於可熔 元件7在短路橋6的區域中與短路夾3的第一部段4間隔開。可熔元件7在所示的實施形 式中具有的尺寸足以使可熔元件7至少支承在短路夾3的第一部段4的切口 9a的邊緣的 兩個側面上。在圖4a中，可熔元件7沒有與中央電極8直接接觸並由此也不與過電壓放電 器1直接接觸。圖4b示出了圖4a的短路夾3的第一部段4的端部4b，其中端部4b具有切口 9a。 在切口 9a區域中設置可熔元件7。可熔元件7優選設置成使得它至少支承在切口 9a邊緣 的兩個側面上。圖5a示出了如在圖Ia中示出的電保護構件的另一個實施形式。在所示的實施形 式中，設置在短路夾3的第一部段4和第二 5部段之間的可熔元件7在至少一個側面上具 有臺階部分10。臺階部分10優選只有這樣的大小，使得可熔元件7藉助於臺階部分10凸 入到切口 9a。可熔元件7的絕大部分優選具有一種尺寸，其至少足以使可熔元件7支承在 切口 9a的邊緣的至少兩個側面上。可熔元件7藉助於臺階部分10優選直接接觸中央電極 8。可熔元件7在圖5a中由此具有與中央電極8和由此與過電壓放電器1之間的最可能好 的熱接觸。圖5b示出了圖Ia的短路夾3的第一部段的端部4b。端部4b具有切口 9a，在它 的區域中布置可熔元件7。可熔元件7來自於至少一個臺階部分10優選如此深地凸入切口 9a中，使得可熔元件7與中央電極直接接觸。圖6a示出了如在圖4a和5a中示出的電保護構件的另一個實施形式。在所示的 實施形式中，切口 9a優選具有這樣的大小，使得中央電極8如此深地凸入切口 9a中，使得 它與可熔元件7之間具有直接的接觸。可熔元件7優選具有這樣的大小，使得它至少支承 在切口 9a的邊緣的兩個側面上，其中，與圖5a和5b示出的實施形式相比，可熔元件優選不 凸入到由切口 9a產生的空腔中。由於中央電極8凸入到切口 9a中的深度使得它直接接觸 可熔元件7，因此與可熔元件7之間具有儘可能好的熱接觸。圖6b示出了按照圖6a的短路夾的第一部段的端部4b，其中端部4b具有切口 9a。 在切口 9的區域中布置可熔元件7。切口 9a優選是這樣的大小，使得中央電極8的一部分 直接接觸可熔元件7。儘管在實施例中只能夠描述有限數量的可能的本發明的擴展方案，但是本發明不 局限於此。原則上可以連接由兩個以上部分組成的夾子或者選用不同形式的夾子。例如可 以將兩個並列地卡接在過電壓放電器上的第一部段與一個在一個端部上具有短路橋的第 二部段相連接。由此例如可以實現短路夾在過電壓放電器上的更加穩定的固定。本發明不局限於所示出的元件的數量。對在此處給出的主題內容的描述不局限於各個特定的實施形式；相反，只要技術 上是有意義的，各個實施形式的特徵可以任意組合。附圖標記列表1過電壓放電器2電極3夾子4第一部段
4a, 4b第一部段4的端部4c連接片5第二部段6短路橋7可熔元件8中央電極9a,9b切口(缺口)10臺階部分
權利要求
一種具有短路裝置的電保護構件，包括 一個帶有至少兩個電極(2)的過電壓放電器(1)， 一個熱短路裝置，其中熱短路裝置包括一個夾子(3)，它具有至少兩個部段(4，5)， 其中夾子(3)的至少一個第一部段(4)卡接在過電壓放電器(1)上， 其中夾子(3)的至少一個第二部段(5)藉助於可熔元件(7)與第一部段(4)間隔開， 其中第二部段(5)在一個端部上具有一個短路橋(6)， 其中在可熔元件(7)熔化情況下，短路橋(6)將過電壓放電器(1)的電極(2)相互電連接起來。
2.按照權利要求1所述的電保護構件，其中夾子(3)的第一(4)和第二(5)部段通過 一個整體的部件形成。
3.按照權利要求1所述的電保護構件，其中夾子(3)由至少兩個部分組成。
4.按照權利要求3所述的電保護構件，其中夾子(3)的第一部段(4)通過一個第一部 分形成並且第二部段(5)通過一個第二部分形成。
5.按照前述權利要求之一所述的電保護構件，其中第一部段(4)環繞接合在過電壓放 電器(1)的一半以上的部分上。
6.按照前述權利要求之一所述的電保護構件，其中至少第一部段(4)的端部(4a，4b) 與過電壓放電器(1)具有機械接觸。
7.按照權利要求3至6之一所述的電保護構件，其中夾子(3)的各部分由相同的材料 製成。
8.按照權利要求3至6之一所述的電保護構件，其中夾子(3)的各部分由不相同的材 料製成。
9.按照前述權利要求之一所述的電保護構件，其中夾子(3)至少在一個部段(4，5)的 區域中具有至少一個切口(9a，％)。
10.按照前述權利要求之一所述的電保護構件，其中夾子(3)在過電壓放電器⑴的一 個中央電極(8)區域中卡接在過電壓放電器上。
11.按照權利要求10所述的電保護構件，其中切口(9a，9b)具有對應於中央電極(8) 的寬度的寬度。
12.按照權利要求11所述的電保護構件，其中夾子(3)藉助於切口(9a，9b)固定在中 央電極(8)的區域中。
13.按照權利要求10所述的電保護構件，其中夾子(3)在可熔元件(7)熔化情況下將 中央電極⑶與外電極⑵電連接。
14.按照前述權利要求之一所述的電保護構件，其中可熔元件(7)設計成它在過電壓 放電器(1)受到不允許的高熱情況下熔化。
15.按照前述權利要求之一所述的電保護構件，它是可以表面安裝的。
16.按照前述權利要求之一所述的電保護構件，其中可熔元件(7)與中央電極(8)具有 直接的熱接觸。
全文摘要
本發明涉及一種具有短路裝置的電保護構件，其具有一個氣體填充的帶有至少兩個電極(2)的過電壓放電器(1)。在過電壓放電器(1)的端部上優選各布置一個電極(2)。電保護構件具有熱短路裝置，其中熱短路裝置包括一個夾子(3)，它具有至少兩個部段(4，5)。夾子(3)的至少一個第一部段(4)卡接在過電壓放電器(1)上。夾子(3)的至少一個第二部段(5)至少部分地包圍第一部段(4)並且藉助於可熔元件(7)與第一部段(4)間隔開。第二部段(5)在一個端部上具有一個短路橋(6)。在可熔元件(7)熔化情況下，短路橋(6)將過電壓放電器(1)的電極(2)相互電連接起來。
文檔編號H01T1/14GK101983462SQ200980111985
公開日2011年3月2日 申請日期2009年1月27日 優先權日2008年1月31日
發明者P·博貝特 申請人:埃普科斯股份有限公司