CN101983462B - 具有短路装置的电保护构件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有短路装置的电保护构件，其具有一个气体填充的带有至少两个电极(2)的过电压放电器(1)。在过电压放电器(1)的端部上优选各布置一个电极(2)。电保护构件具有热短路装置，其中热短路装置包括一个夹子(3)，它具有至少两个部段(4，5)。夹子(3)的至少一个第一部段(4)卡接在过电压放电器(1)上。夹子(3)的至少一个第二部段(5)至少部分地包围第一部段(4)并且借助于可熔元件(7)与第一部段(4)间隔开。第二部段(5)在一个端部上具有一个短路桥(6)。在可熔元件(7)熔化情况下，短路桥(6)将过电压放电器(1)的电极(2)相互电连接起来。

Description

具有短路装置的电保护构件

文献EP0962037B1公开了一种气体填充的具有外部短路装置的过电压放电器。

本发明的任务是提出一种具有短路装置的电保护构件，它具有改善的可安装性。

该任务通过一种按照权利要求1所述的具有短路装置的电保护构件解决。电保护构件的有利的实施例是从属权利要求的主题。

提出一种具有短路装置的电保护构件，它具有过电压放电器(防止过载放电器)。过电压放电器具有一个其上布置至少两个电极的中空体。具有两个电极的过电压放电器包括一个整体的陶瓷的中空体。在一种3电极的放电器中，陶瓷的中空体借助于一个中央电极被划分成两个分开的部分。两个部分以一个第一侧面布置在一个中央电极上。在两个部分的一个第二侧面布置各一个端电极。

电保护构件具有一个热短路装置。短路装置包括一个夹子，它卡接在电保护构件的过电压放电器上。

夹子具有至少两个部段。夹子的至少一个第一部段卡接在过电压放电器上并且环绕啮合过电压放电器一半以上的部分。短路桥的第一部段由此优选用于将短路桥固定在过电压放电器上。至少第一部段的端部与过电压放电器之间具有机械接触。但是在另一个实施形式中，第一部段的端部也可以与过电压放电器间隔开，其中第一部段的至少一个部分区域如此地布置在过电压放电器上，使得短路装置可以由此仍然可靠地固定在过电压放电器上。第一部段的其余的区域可以支撑在过电压放电器上或也可以与其间隔开。

夹子包括至少一个第二部段，它包围第一部段并且借助于可熔元件与第一部段间隔开。第二部段在一个端部上具有短路桥，短路桥在径向上与过电压放电器间隔开。在可熔元件熔化情况下，短路桥将过电压放电器的至少两个外电极相互电连接起来。

夹子的第一部段环绕接合在过电压放电器上的优选多于一半部分。由此防止在短路机构触发情况下夹子被从过电压放电器上压离开。夹子的第一部段由此用作短路桥的支座。

在具有三个电极的过电压放电器的情况下，第三、中央电极可以具有比两个中空体和两个端电极稍微更大的直径。中央电极可以优选沿径向凸出超过中空体和端电极。

夹子优选包括一个弯曲的扁平带，它可以具有一个或多个切口。在3电极放电器的情况下，切口可以用于将夹子防滑动地固定在中央电极的区域中。切口优选具有中央电极的宽度，使得中央电极部分地伸入到夹子的切口中。由此阻止夹子在轴向上滑脱。

在可熔元件的区域中优选设置一个切口，该切口的尺寸优选稍微小于可熔元件，从而可熔元件不能够通过切口滑动而使得短路夹更难于卡接在过电压放电器上。

在另一个实施形式中，可熔元件至少一个侧面具有台阶部分，从而可熔元件的至少一个部分凸入切口中。由此可熔元件至少部分地直接接触过电压放电器的中央电极。由此从过电压放电器到可熔元件之间存在几乎最佳的传热。

在另一个实施形式中，可熔元件区域中的切口优选这样大，使得中央电极如此深地通过切口凸出，使得中央电极直接接触可熔元件。由此也形成从过电压放电器到可熔元件之间的几乎最佳的传热。

夹子优选包括长形延伸的扁平带，其中短路桥比夹子的其余部分较宽。

在一个优选实施形式中，夹子的第一和第二部段由一个整体的部分(部件)形成。

但是，在另一个实施形式中，夹子也可以由至少两个部分组合而成。

优选夹子的第一部段通过一个第一部分(部件)形成和第二部段通过一个第二部分(部件)形成。

但是，在另一个实施形式中，第二部段也可以由第一部分的一些区域和一个第二部分形成。

在夹子由多个部分组成的情况下，夹子的各部分优选由不同的材料制成。

但是，夹子的各部分也可以由相同的材料制成。

优选至少短路桥由导电的材料制成。

为此尤其适合的是具有弹性特性的材料。为了短路装置的夹子能够持久地在可熔元件上施加压力，为此尤其适合的是一种包括铍铜的材料。铍铜特别好地适用于短路夹，因为它在过高的受热情况下也保持其弹簧力。铍铜具有持久的弹簧力。与弹簧钢相比，铍铜具更好的导电性。用于夹子的扁平带可以借助于冲压以有利的成本并且在没有大的技术复杂性下由例如铍铜制造。

在一个实施形式中，扁平带例如通过弯曲成为希望的形状。在夹子由两个部分构造成的情况下，两个预先准备的部分被结合在一起并且以机械的方式相互连接起来。

例如借助于焊接将两个部分相互直接地连接起来。

夹子优选在过电压放电器的中央电极的区域中卡接在过电压放电器上。

在另一个实施形式中，也可以涉及一种2电极放电器，其中短路桥在这种情况下例如借助于一个环或一个卡子在中空体区域中与过电压放电器机械地连接。

可熔元件优选这样地设计，使得它在过电压放电器受到不允许的高温加热情况下熔化。可熔元件可以由包括焊接剂的材料制成。此外合适的是包括塑料的材料。特别合适的是在小的材料数量下具有尽可能大的体积的形状。在此情况下特别是中空体，例如管形体是合适的。

通过这种可熔元件可以使短路桥隔开。在过电压放电器受到不允许的高温加热情况下，具有空腔的体比相同大小的实心体更快地熔化。由此该电保护构件具有一个快速的反应时间。

可熔元件优选这样地布置，使得短路桥通过可熔元件与外电极间隔开。在可熔元件熔化情况下，夹子压到过电压放电器的外电极上并且将该外电极相互电连接起来。在具有一个附加的中央电极的过电压放电器情况下，短路桥将外电极与中央电极连接起来。

优选涉及一种在SMD结构形式下的过电压放电器。也可以涉及一种具有用于常规安装的金属丝触头的过电压放电器。

短路夹这样地设计，使得已经被预装配的包括了可熔元件的短路夹尤其是在将过电压放电器焊接到例如一个安装衬底上之后被卡接固定在过电压放电器上。但是短路夹也可以装配之前就被卡接固定到过电压放电器上。

短路夹由此具有优点，它可以在过电压放电器被焊入或焊上之后被卡接固定。可熔元件已经布置在被预先装配了的短路夹中，从而可熔元件不必再随后安装进来。

正好在过电压放电器为SMD结构形式的情况下，存在问题是，在焊接过程期间过电压放电器受到不允许的高热并且由此进入短路装置的热反应范围中。这特别在过电压放电器为SMD结构形式的情况下导致限制，这些限制导致制造困难。与采用手工焊机的具有短路装置的常规过电压放电器相比，由此，在焊接过程期间不需要对过电压放电器进行高热保护的附加的冷却。同样，在波峰焊情况下或在回流焊接情况下，一种排除过度受热的特别适配的温度曲线在此情况下不再是必需的了。

上述主题依据以下的附图和实施例进行详细描述。

以下描述的附图不应该被理解为按照真比例尺绘制的。相反，为了更好地示出，一些单个尺寸可以被放大、缩小或甚至被扭曲地示出。相互间相同的或者承担相同的功能的元件采用相同的附图标记表示。

图1a在横截面图中示出了一个具有整体的(单个部分构成的)短路夹的电保护构件，

图1b示出了从下方看的一个具有按照图1a的短路夹的电保护构件，

图1c示出了图1a的短路夹的展开图，

图2a在横截面图中示出了具有多部分构成的短路夹的电保护构件的另一个实施形式，

图2b示出了图2a的短路夹的展开图，

图3a在横截面图中示出了具有多部分构成的短路夹的电保护构件的另一个实施形式，

图3b示出了图2a的短路夹的展开图，

图4a在横截面图中示出了一个具有整体的短路夹的电保护构件，其中可熔元件与过电压放电器之间间隔一定的间距，

图4b示出了具有按照图4a的可熔元件的短路夹的一部分，

图5a在横截面图中示出了一个具有整体的短路夹的电保护构件，其中可熔元件直接地接触过电压放电器，

图5b示出了具有按照图5a的可熔元件的短路夹的一部分，

图6a在横截面图中示出了另一个具有整体的短路夹的电保护构件，其中可熔元件直接地接触过电压放电器，

图6b示出了具有按照图5a的可熔元件的短路夹的一部分。

在图1a和1b中示出了一个包括过电压放电器1的电保护构件。电压保险装置1具有在端部上的各一个电极2，其在图1b中示出。过电压放电器1具有中央电极8，它沿径向突出超过中空体9和电极2。在过电压放电器1卡扣固定一个短路夹3，该短路夹具有一个第一部段4，它的端部4a和4b顶靠在过电压放电器1上。第一部段4在两个端部4a和4b之间的区域可以与过电压放电器1间隔开并且不必与齐平地放置在过电压放电器1上。

夹子3的第二部段5与过电压放电器1间隔开。第二部段5在一个端部上具有短路桥6。第二部段5的短路桥6借助于可熔元件7与第一部段4b并且由此也与过电压放电器1间隔开。在正常情况下，短路桥6通过夹子3的弹簧力被预张紧和压紧在可熔元件7上。短路桥6设计成在可熔元件7熔化情况下使两个电极2相互电连接。在过电压放电器1受到不允许的高温加热情况下，可熔元件7熔化并且由此为压紧在可熔元件7上的短路桥6释放出路径。通过短路夹3的弹簧力由此将短路桥6压紧到由此过电压放电器1的外电极2上。

图1c中示出了图1a和1b中的短路夹3的展开图。短路夹3在第二部段5的一个端部上具有短路桥6。在短路夹3的大部分长度上的宽度优选小于短路桥6的宽度。为了节省材料和重量，短路夹3可以具有一个或多个切口9a，9b。切口9a，9b在所示的实施形式中位于短路夹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。

图2a示出了具有短路装置的电保护构件的另一个实施形式。一个夹子3卡接固定在过电压放电器1上，后者在端部上具有各一个电极。夹子3在这个实施形式中由两个部分组成，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具有两个端部4a和4b，它们支承在过电压放电器1上。第一部段4在两个端部4a和4b之间的区域可以与过电压放电器1间隔开或者支承在其上。在第二部段5的一个端部上布置有短路桥6。短路桥6压紧在可熔元件7上，该可熔元件布置在短路桥6和第一部段4端部4b之间和由此也布置在短路桥6和过电压放电器1之间。在过电压放电器1受到不允许的高温加热情况下，可熔元件7熔化并且由此为短路桥6释放出路径。在可熔元件7熔化情况下，短路桥6由此压紧在电极2上并且将电极相互连接起来。

图2b示出了图2a的短路夹3的两个展开的部分。短路夹3具有第一部段4。在第一部段4的两个端部4a和4b之间布置多个切口9a，9b。切口9a，9b用于夹子3在中央电极8上的导向。切口9a，9b优选具有与中央电极8的宽度相对应的宽度。可熔元件7优选至少位于切口9a的边缘上。通过切口9a使得具有一个切口9a大小的台阶部分的可熔元件7与中央电极8之间具有直接的热接触。短路夹3的第二部段5具有在一个端部上的短路桥6。第一部段4与第二部段5经至少两个连接点相互固定连接。第二部段5优选借助于多个焊点，一个或多个焊线或一个或多个焊面与第一部段4连接。第一部段4的宽度优选对应于第二部段5的宽度。在短路夹3的大部分长度上的宽度优选小于短路桥6在第二部段5端部上的宽度。

图3a示出了具有短路装置的电保护构件的另一个实施形式。一个短路夹3卡扣固定在一个在端部上具有各一个外电极2的过电压放电器1上。短路夹3在这个实施形式中由两个部分组成，其中第一部分形成第一部段4。短路夹3的第二部段5通过第一部分的一个连接片4c和第二部分形成，其中第二部段5的两个部分经至少两个连接点相互连接。第一部段4具有两个端部4a和4b，它们支承在过电压放电器1上。第一部段4在两个端部4a和4b之间的区域可以与过电压放电器1间隔开。在第二部段5的一个端部上布置一个短路桥6。短路桥6压紧在可熔元件7上，可熔元件布置在短路桥6和第一部段4的端部4b之间并由此也在过电压放电器1之间。在可熔元件7熔化情况下，短路桥6由此压紧在外电极2上并使得外电极相互电连接并且与中央电极8电连接。

图3b示出了图3a的短路夹3的两个展开的部分。短路夹3具有第一部段4。在第一部段4的两个端部4a和4b之间设置一个切口9a。第一部段4的连接片4c与一个第二部分一起形成第二部段5，其中连接片4c至少经两个连接点与第二部分固定连接。第二部分优选a借助于焊接连接在第一部段4的连接片4c上。短路夹3的第二部段5在一个端部上具有短路桥6。第一部分的区域4c的宽度优选对应于第二部段5的宽度。短路夹3在短路桥6的区域中在第二部段5的端部上优选具有其最大宽度。

图4a示出了按照图1a的电保护构件的另一个实施形式。在过电压放电器1布置一个整体的短路夹3，它具有第一部段4和第二部段5。短路夹3的第二部段5借助于可熔元件7在短路桥6的区域中与短路夹3的第一部段4间隔开。可熔元件7在所示的实施形式中具有的尺寸足以使可熔元件7至少支承在短路夹3的第一部段4的切口9a的边缘的两个侧面上。在图4a中，可熔元件7没有与中央电极8直接接触并由此也不与过电压放电器1直接接触。

图4b示出了图4a的短路夹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区域中设置可熔元件7。可熔元件7优选设置成使得它至少支承在切口9a边缘的两个侧面上。

图5a示出了如在图1a中示出的电保护构件的另一个实施形式。在所示的实施形式中，设置在短路夹3的第一部段4和第二5部段之间的可熔元件7在至少一个侧面上具有台阶部分10。台阶部分10优选只有这样的大小，使得可熔元件7借助于台阶部分10凸入到切口9a。可熔元件7的绝大部分优选具有一种尺寸，其至少足以使可熔元件7支承在切口9a的边缘的至少两个侧面上。可熔元件7借助于台阶部分10优选直接接触中央电极8。可熔元件7在图5a中由此具有与中央电极8和由此与过电压放电器1之间的最可能好的热接触。

图5b示出了图1a的短路夹3的第一部段的端部4b。端部4b具有切口9a，在它的区域中布置可熔元件7。可熔元件7来自于至少一个台阶部分10优选如此深地凸入切口9a中，使得可熔元件7与中央电极直接接触。

图6a示出了如在图4a和5a中示出的电保护构件的另一个实施形式。在所示的实施形式中，切口9a优选具有这样的大小，使得中央电极8如此深地凸入切口9a中，使得它与可熔元件7之间具有直接的接触。可熔元件7优选具有这样的大小，使得它至少支承在切口9a的边缘的两个侧面上，其中，与图5a和5b示出的实施形式相比，可熔元件优选不凸入到由切口9a产生的空腔中。由于中央电极8凸入到切口9a中的深度使得它直接接触可熔元件7，因此与可熔元件7之间具有尽可能好的热接触。

图6b示出了按照图6a的短路夹的第一部段的端部4b，其中端部4b具有切口9a。在切口9的区域中布置可熔元件7。切口9a优选是这样的大小，使得中央电极8的一部分直接接触可熔元件7。

尽管在实施例中只能够描述有限数量的可能的本发明的扩展方案，但是本发明不局限于此。原则上可以连接由两个以上部分组成的夹子或者选用不同形式的夹子。例如可以将两个并列地卡接在过电压放电器上的第一部段与一个在一个端部上具有短路桥的第二部段相连接。由此例如可以实现短路夹在过电压放电器上的更加稳定的固定。

本发明不局限于所示出的元件的数量。

对在此处给出的主题内容的描述不局限于各个特定的实施形式；相反，只要技术上是有意义的，各个实施形式的特征可以任意组合。

附图标记列表

1       过电压放电器

2       电极

3       夹子

4       第一部段

4a，4b  第一部段4的端部

4c      连接片

5       第二部段

6       短路桥

7       可熔元件

8       中央电极

9a，9b  切口(缺口)

10      台阶部分

Claims (16)

1.一种具有短路装置的电保护构件，包括：

一个带有至少两个电极(2)的过电压放电器(1)，

一个热短路装置，其中热短路装置包括一个夹子(3)，它具有至少两个部段(4，5)，

其中夹子(3)的至少一个第一部段(4)卡接在过电压放电器(1)上，

其中夹子(3)的至少一个第二部段(5)借助于可熔元件(7)与第一部段(4)间隔开，

其中第二部段(5)在一个端部上具有一个短路桥(6)，

其中在可熔元件(7)熔化情况下，短路桥(6)将过电压放电器(1)的电极(2)相互电连接起来。

2.按照权利要求1所述的电保护构件，其中夹子(3)的第一(4)和第二(5)部段通过一个整体的部件形成。

3.按照权利要求1所述的电保护构件，其中夹子(3)由至少两个部分组成。

4.按照权利要求3所述的电保护构件，其中夹子(3)的第一部段(4)通过一个第一部分形成并且第二部段(5)通过一个第二部分形成。

5.按照权利要求1所述的电保护构件，其中第一部段(4)环绕接合在过电压放电器(1)的一半以上的部分上。

6.按照权利要求1所述的电保护构件，其中至少第一部段(4)的端部(4a，4b)与过电压放电器(1)具有机械接触。

7.按照权利要求3至6之一所述的电保护构件，其中夹子(3)的各部分由相同的材料制成。

8.按照权利要求3至6之一所述的电保护构件，其中夹子(3)的各部分由不相同的材料制成。

9.按照权利要求1至6之一所述的电保护构件，其中夹子(3)至少在一个部段(4，5)的区域中具有至少一个切口(9a，9b)。

10.按照权利要求1至6之一所述的电保护构件，其中夹子(3)在过电压放电器(1)的一个中央电极(8)区域中卡接在过电压放电器上。

11.按照权利要求10所述的电保护构件，其中切口(9a，9b)具有对应于中央电极(8)的宽度的宽度。

12.按照权利要求11所述的电保护构件，其中夹子(3)借助于切口 (9a，9b)固定在中央电极(8)的区域中。

13.按照权利要求10所述的电保护构件，其中夹子(3)在可熔元件(7)熔化情况下将中央电极(8)与外电极(2)电连接。

14.按照权利要求1至6之一所述的电保护构件，其中可熔元件(7)设计成它在过电压放电器(1)受到不允许的高热情况下熔化。

15.按照权利要求1至6之一所述的电保护构件，它是可以表面安装的。

16.按照权利要求1至6之一所述的电保护构件，其中可熔元件(7)与中央电极(8)具有直接的热接触。 

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