CN101647082B - 热熔断器的触发装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种热熔断器的触发装置(1)，具有执行器(11)，它设计成在极限温度下触发，并且具有导电的桥接元件(6)，它仅仅通过可松开的连接元件(10)固定在多个连接位置(9)上并且接通，以传输电流；其中连接元件(10)在达到或者超过极限温度时完全松开桥接元件(6)，这样桥接元件(6)在执行器(11)触发时从连接元件(10)脱开，以中断电流的传输。

Description

热熔断器的触发装置

本发明涉及一种热熔断器的触发装置，特别是用于在高电流仪器中的应用的触发装置。

为了防止电子模块过热，需要不可逆转的热熔断器，它在过高的环境温度下触发传输电流的导体(触发)。在此热熔断器这样设计，即触发温度不由于可能出现的电流达到，这样保证，它不能由于高的电流，而是仅仅由于过高的环境温度触发。那么热熔断器用于，为电子模块提供一个独立的触发路径，它在模块中例如由于构件的故障，例如通过外界作用的短路，绝缘材料的故障以及类似问题出现的不允许的高温下可靠地触发电流。

传统的热熔断器大多基于固定的弹簧(例如钎焊的板簧)的方案，该弹簧在温度作用下松开固定(例如通过熔化)，由此热熔断器通过弹簧力打开。不过在这种情况下在正常工作中，也就是说热熔断器闭合的状态下也在连接位置上施加一个机械力，这可能导致质量问题，特别是在自动化领域的长的工作时间下，例如导致钎焊位置的崩溃。

本发明的任务是，提供一种热熔断器，它保证，触发仅仅由于环境温度并且不由于通过熔断器的过高的电流进行，并且还保证，热熔断器的通过钎焊连接而连接的导电元件不永久承受地作用在钎焊连接上的机械张紧，以保证较长的寿命。

该任务通过根据权利要求1的触发装置以及通过根据并列的权利要求的热熔断器解决。

本发明的其它有利的设计方案在从属权利要求中说明。

根据第一观点设有一种热熔断器的触发装置。该触发装置具有一个执行器，它设计成在极限温度时触发，并且触发装置具有一个导电的桥接元件，它利用连接区域通过可熔化的连接元件固定并连接在连接位置上，以传输电流。该连接元件设计成在达到或者超过极限温度时熔化，这样桥接元件在执行器触发时与连接元件脱开，以中断电流的传输。

根据本发明的触发装置可以获得在超过触发装置的环境中的极限温度时的可靠的触发。导体的中断在触发时实现，方法是导体在一个或者多个位置通过桥接元件的抬起分离，其中该触发可以以特别可靠的方式保证。

此外执行器可以具有一个可运动的冲头，以在触发时将桥接元件的连接区域从连接位置抬起。

根据另一种实施方式，该执行器可以具有一个熔化体，它将冲头保持在未触发的位置，其中熔化体的材料这样选择，即它在达到极限温度时熔化并且由此触发执行器，其中冲头通过一个力，特别是通过一个弹簧力运动，以使桥接元件借助冲头从连接位置完全抬起。

此外执行器可以具有两个互相绝缘的熔化体，它们作为环段围绕冲头布置。替代地该执行器可以具有一个由电绝缘的材料制成的环形熔化体，它作为环围绕冲头布置。

根据一种实施方式，导电的桥接元件可以在多个连接区域上通过相应的可熔化的连接元件固定并连接在相应的连接位置上，其中桥接元件在执行器触发时将连接区域从连接位置完全脱开，以中断电流的传输。

冲头可以通过在桥接元件中的保持孔作用，以在从连接位置抬起时固定桥接元件。

此外执行器可以设计成，在触发时向限位板运动，这样在触发状态下将桥接元件保持在冲头和限位板之间。

此外导电的桥接元件可以可摆动地布置在另一个连接位置上，其中执行器这样布置在桥接元件上，即桥接元件的连接区域在执行器触发时从连接位置抬起一个距离，它由于杠杆作用大于在执行器的冲头在触发时的升程。这可以实现，扩大连接区域从连接位置抬起的距离。这具有此优点，即可以可靠地分开连接，因为没有助熔剂的钎料可能被拉成线，它在变大的升程下触发。

此外桥接元件的连接区域可以从桥接元件弯曲并且通过在接触板中的孔导向。

接触元件优选由导电的材料，特别是由可熔化的金属或者合金构成。

根据另一种观点规定一种热熔断器，它具有一种上述的触发装置，其中桥接元件连接在接触装置，特别是冲压栅或者线路板上。

本发明优选的实施方式接下来借助附图详细说明，图中示出：

图1是根据本发明的第一实施方式的触发单元的横截面图，

图2是图1的触发装置的俯视图，

图3是在图1的实施方式中应用的执行器的透视图，

图4是根据本发明的另一种实施方式的触发单元在未触发的状态下的横截面图，以及

图5是根据图4的实施方式的触发单元在触发状态下的横截面图。

在图1中示出了根据本发明的触发装置。触发装置1安装在由导电材料制成的冲压栅2上，它被由不导电的塑料制成的外壳3包围。也可以设置线路板或者其它的接触装置代替冲压栅2。

冲压栅2的外壳3在触发装置1的区域被除去，这样冲压栅2被露出来。冲压栅2露出来的部分在触发装置1的区域具有两个接触板4，它们突出到缺口5中。借助一个与两个接触板4导电连接的桥接元件6，产生一个电流连接，一个与冲压栅2连接的电模块通过该电流连接工作。

桥接元件6在两个于置的端部上具有弯曲的连接段8，它们通过相应的孔9穿到冲压栅2的接触板4中并且在这个位置通过钎焊连接10与冲压栅2连接。钎焊连接10产生桥接元件6和冲压栅2的相应的接触板4之间的导电接触。也可以设置例如由熔化温度等于或者小于触发温度的金属或者合金制成的其它的导电连接代替钎焊连接10。

在接触板4和桥接元件6之间的替代的接触接通是可以的，只要它能够在钎焊连接10熔化后获得桥接元件6从接触板4上的简单的脱开。这样可以将一个或者两个连接段也置于接触板4的相应的连接位置上，而不设置在这个孔中。

在接触板4的端部之间在冲压栅2中存在一个空隙12，执行器11的冲头19伸它并且可以在垂直于冲压栅2的主平面的方向上运动。执行器11一般这样设计，如果触发装置1的环境温度超过了一个确定的门限温度，它就触发，此时冲头19垂直于冲压栅2的主平面运动。

冲头19具有一个圆锥形的嵌入元件13，它穿过桥接元件6的保持孔14并贴靠在那里。在执行器11触发时，冲头19垂直于桥接元件6的主要段运动，此时嵌入元件13将桥接元件6从冲压栅2上抬起，这样在接触板4之间的电连接中断。为了简化桥接元件6从冲压栅2的接触板4上的抬起，钎焊连接10的钎焊材料这样选择，即它在触发装置1应该进行触发的极限温度时变软或者说已经熔化，据此桥接元件6可以以简单的方式通过冲头19从冲压栅2上抬起。替代地或者附加地可以在桥接元件6中设置理论分离位置(未示出)，如果执行器11触发，桥接元件6在该位置处通过冲头19的力分开。

为了在熔化后只是松动地置于冲压栅2的接触板4上的桥接元件6在触发情况下不从接触板脱开并且达到环境中，其在那里或许可能造成短路，设有保持装置，它固定桥接元件6。在所示实施例中，桥接元件松动地置于嵌入元件13上。如果执行器11触发，从冲压栅2松开的桥接元件6被冲头19在离开冲压栅2的方向移动。在执行器11的冲头19在触发时运动的方向上，在冲压栅2的对面有一个限位板15，它基本上平行于冲压栅2延伸。嵌入元件13向限位板15运动并且可能压紧，而桥接元件6没有与嵌入元件13脱离插入。那么在触发的状态下，嵌入元件13的一端贴靠在限位板15上并且伸过桥接元件6的保持孔14，这样它可靠地保持在限位板15上。

执行器11如上面所述地设计，以在确定的环境温度下触发。在所示例子中执行器11具有冲头19，它在执行器壳体16的一个在冲头19的运动方向的方向定向的缺口17中导向。在缺口17的底和冲头19的面对着导向壳体16端部的缺口20的之间布置有一个弹簧元件18，它设有套管26。在未触发的状态下弹簧元件18被预紧，这样在冲头19和执行器壳体16之间作用有力。在未触发的状态下冲头19通过熔化体21克服弹簧力保持在它的位置上。熔化体21布置在冲头19的止挡棱22和冲压栅2的接触板4的相应的端部上的止挡区域25之间。

冲头19在熔化体21的区域中变细，这样它可以通过接触板4构成的冲压栅2的孔运动。熔化体21由容易熔化的材料构成，例如由钎料或者蜡构成，其在触发情况下熔化并且在熔化状态下可以通过在接触板4的相应的端部和执行器11的冲头19之间的中间空间26流出。在这种情况下在冲头19的止挡棱22和接触板4的止挡区域25之间的机械阻力松开并且冲头19在限位板15的方向运动。

冲头19优选由不导电的材料，例如塑料或者陶瓷制成，以在触发后在接触板4之间不建立导电连接。由此它此外阻止了通过弹簧元件的短路。

代替在所述实施例中设计成螺旋弹簧的弹簧元件18，也可以设置板簧或者其它的措施，例如压缩空气，它在熔化体21的方向和桥接元件6的方向在冲头19上施加永久的力。

熔化体21的材料优选这样选择，即在低于门限温度的温度时不出现塑性变形。这特别是在应用金属或者说合金时是这种情况。不过在这种情况下要注意，在触发情况下，熔化体1的熔化的材料不替代桥接元件6在接触板4之间建立接触。

在所示实施方式中示出的两个熔化体21是环扇形并且互相不接触，这样通过它们不会建立意外的电连接。为此，如在图3中可以看出，冲头19沿着它的圆周方向具有止挡棱22，它不完全环绕并且通过冲头19的不导电的材料互相隔开。如果应用一种不导电的材料，例如蜡作为熔化体21来代替钎焊材料，止挡棱22的这种分隔是不必要的并且熔化体21也可以作为环形的元件绕着冲头的相应的段放置，这简化了这种装置的装配。

在图4和5中示出了根据本发明的另一种实施方式的触发单元。相同的标记对应相同或者类似的功能的元件。

图4和5的实施方式与图1和2的实施方式的区别在于，桥接元件6可摆动地在一端固定并且在触发时也保持固定，这样桥接元件绕着这样构成的摆动轴线运动。此外图4和5的实施方式与图1和2的实施方式由此不同，即它没有设置保持孔。为了构成摆动轴线，设有一个限位元件30来代替限位板15，它将桥接元件6的一端固定在接触板4的孔9中，这样它在冲头19运动时不能从孔9中拔出。在触发情况下尽管连接元件10流走，不过限位元件30阻止相应的连接区域8从孔9中拔出。

限位元件30由此定义了桥接元件6的一个摆动轴线，如果执行器11触发(见图5)，则桥接元件6绕着该摆动轴线摆动。在触发时冲头19压在桥接元件6上，这样它绕着摆动轴线摆动。在这种情况下位于固定的连接区域8对面的连接区域8从相应的接触板4中的孔9中拔出并且根据冲头19的升程移动一个确定的行程。冲头19在两个连接区域之间作用在桥接元件6上，这样由于杠杆作用，连接区域8从相应的孔9中拔出的距离大于冲头19在执行器11触发时走过的升程。如果冲头19例如中心地作用在桥接元件6上，则连接区域从相应的孔中移动一个大约对应冲头19的升程长度两倍的距离。以这种方式可以可靠地中断通过桥接元件6构成的导电连接，方法是连接区域8和连接元件10或者说接触板4以大的距离互相隔开。特别有利的是，存在这种可能性，即连接位置10的熔化的钎料在分开时拔出了线，该线在连接区域8和连接元件10之间距离足够大时才触发。由此可以使连接区域8和连接位置10互相可靠地分离，以实现通过桥接元件6的电流的中断。

第一连接区域8也可以通过在接触板4的朝向执行器11的一侧上的变宽固定在接触板4上来代替关于在接触板4中的相应的孔9在触发时冲头19的运动方向上布置的限位元件30。该固定导致，在执行器11触发时，连接区域8不能从相应的孔9中拔出，这样定义了桥接元件6在接触板4的相应的孔9上的摆动轴线。

Claims (11)

1.热熔断器的触发装置(1)，具有：

-执行器(11)，它设计成在极限温度时触发，

-导电的桥接元件(6)，它利用连接区域(8)通过可熔化的连接元件(10)固定并连接在一个连接位置(9)上，以传输电流；

其中连接元件(10)设计成在达到或者超过极限温度时熔化，从而桥接元件(6)在执行器(11)触发时与连接元件(10)脱开，以中断电流的传输，其中所述执行器(11)具有冲头(19)，以在触发时将桥接元件(6)的连接区域从该连接位置(9)抬起，其中所述执行器(11)具有熔化体(21)，它将冲头(19)保持在未触发的位置，在该未触发的位置上执行器不作用于连接元件，其中熔化体(21)的材料这样选择，即它在达到极限温度时熔化并且由此触发执行器(11)，冲头(19)通过力运动，使桥接元件(6)借助冲头(19)从连接位置(9)完全抬起。

2.根据权利要求1所述的触发装置(1)，其中所述执行器(11)具有两个互相绝缘的熔化体(21)，它们作为环段围绕冲头(19)布置。

3.根据权利要求1所述的触发装置(1)，其中所述执行器(11)具有由电绝缘的材料制成的环形的熔化体(21)，它作为环围绕冲头(19)布置。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的触发装置，其中所述导电的桥接元件(6)利用多个连接区域(8)通过相应的可熔化的连接元件(10)固定和连接在相应的连接位置(9)上，桥接元件(6)在执行器(11)触发时使连接区域(8)从连接位置(9)完全脱开，以中断电流的传输。

5.根据权利要求4所述的触发装置，其中所述冲头(19)通过在桥接元件(6)中的保持孔(14)作用，以在从连接位置(9)抬起时固定桥接元件(6)。

6.根据权利要求4所述的触发装置(1)，其中所述执行器(11)设计成，在触发时向限位板(15)运动，从而在触发的状态下将桥接元件(6)保持在冲头(19)和限位板(15)之间。

7.根据权利要求1至3中任意一项所述的触发装置，其中所述导电的桥接元件(6)可摆动地布置在另一个连接位置上，执行器(11)这样布置在桥接元件(6)上，即桥接元件(6)的连接区域(8)在执行器(11)触发时从该连接位置升起一个距离，它由于杠杆作用大于在执行器(11)的冲头(19)在触发时的升程。

8.根据权利要求1至3中任意一项所述的触发装置(1)，其中所述桥接元件(6)的连接区域(8)从桥接元件(6)弯曲并且通过在接触板(4)中的孔导向。

9.根据权利要求1所述的触发装置(1)，其特征在于，所述力是弹簧力。

10.具有根据权利要求1至3中任意一项所述的触发装置(1)的热熔断器，其中所述桥接元件(6)连接在接触装置上。

11.根据权利要求10所述的热熔断器，其特征在于，所述接触装置是冲压栅(2)或者线路板。

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