CN101986399A - 过电压保护元件 - Google Patents

Abstract

示出和描述了一种过电压保护元件，具有外壳(2)，至少一个设置在外壳(2)内的限制过电压的部件，该部件尤其是压敏变阻器(3)，两个分别与该限制过电压的部件的一个极导电连接、尤其是焊接或熔接的连接片(4，5)，还具有两个用于将过电压保护元件(1)电连接到要保护的电流或信号路径的连接元件(6，7)，其中在过电压保护元件(1)的正常状态下这些连接元件(6，7)分别与一个连接片(4，5)导电接触。本发明的过电压保护元件(1)能特别简单和成本低地制造，其中第一连接片(4)和第一连接元件(6)一体化地相互连接，其中第一连接元件(6)的背离限制过电压的部件的自由端构成为插塞接触。

Description

过电压保护元件

技术领域

本发明涉及一种过电压保护元件，具有外壳；至少一个设置在该外壳内的限制过电压的部件，该部件尤其是压敏变阻器；两个分别与该限制过电压的部件的一个极导电连接、尤其是焊接或熔接的连接片；还具有两个用于将过电压保护元件电连接到要保护的电流或信号路径的连接元件，其中在过电压保护元件的正常状态下这些连接元件分别与一个连接片导电接触。

背景技术

公知的过电压保护元件一般构成为“保护插头”，它们与设备下部一起构成过电压保护设备。为了安装这样的例如应当保护传输相位的导线L1，L2，L3以及中性导线N和必要时保护接地导线PE的过电压保护设备，在公知的过电压保护设备中在设备下部上设置相应的用于各个导线的接线柱。为了将设备下部与相应的过电压保护元件简单地机械接触和电接触，在这种过电压保护元件中将连接元件构成为插头脚，在设备下部中为这些插头脚设置对应的、与接线柱连接的插座，从而过电压保护元件可以简单地插到设备下部上。由此，可以简单地更换有缺陷的过电压保护元件而不需要拆下连接到设备下部的接线柱上的导线。

在这种过电压保护设备中，安装和装配可以通过过电压保护元件的可插接性非常简单和节省时间地进行。此外，这种过电压保护设备部分地还具有转换接点作为用于远程传送至少一个过电压保护元件的状态的信号发生器，而且具有在各个过电压保护元件中的光学状态显示器。

通过该状态显示器表明过电压保护元件中设置的限制过电压的部件是否还可工作。作为限制过电压的部件，在此尤其是使用压敏电阻器，但是根据过电压保护元件的使用目的还可以使用气体填充的过电压放电器、火花间隙或二极管。

DE4241311C2公开了一种开头描述的过电压保护元件。在这种构成为保护插头的过电压保护元件中，第一连接元件通过第一柔性铜带直接与压敏电阻器上的第一连接片连接，而第二连接元件通过第二柔性铜带与刚性分离元件连接，该分离元件的背离柔性铜带的端部通过焊接点与压敏电阻器的第二连接片连接。该分离元件由弹簧系统施加了导致该分离元件在将该焊接连接与该连接片分离时被线性移动开的力，从而压敏电阻器在热过载的情况下被电分离。由此在该公知的过电压保护元件中，为了监控压敏电阻器的状态而设置热分离装置。通过弹簧系统，在分离该焊接连接时操作远程通知接触，使得还可以远程监控过电压保护元件的状态。

DE69904274T2还公开了一种具有热分离机构的过电压保护元件。在该过电压保护元件中，刚性的被弹簧加载的滑块的端部在过电压保护元件的正常状态下既与第一连接元件焊接，又与连接到压敏变阻器的连接片焊接。压敏变阻器的未经许可的加热在此还导致焊接点的加热，从而该滑块由于施加在它上面的弹簧力而从第一连接元件和该连接片之间的连接位置滑出，这导致压敏电阻器的电分离。

由设置在设备下部中的插座以及位于过电压保护元件上的插头脚形成的可插接的连接元件，必须能够传输相对高的脉冲电流和短路电流。此外，插塞接触，即插头脚和插座，在插入过电压保护元件以及从中拔出时被机械加载，从而在公知的过电压保护元件中相应地使用稳定的连接元件，这些连接元件通过焊接或熔接与连接片连接。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种开头所述的过电压保护元件，该过电压保护元件能够更简单地并由此成本更低地制造。在此，该过电压保护元件具有与目前的过电压保护元件相同的电特性和机械特性。

该技术问题在开头所述的过电压保护元件中通过以下方式解决：第一连接片和第一连接元件一体化地相互连接，其中第一连接元件的背离限制过电压的部件的自由端构成为插塞接触(Steckkontakt)。根据本发明，由此限制过电压的部件的第一连接片被构成为，使得第一连接片的自由端本身就用作连接元件。通过将第一连接片和第一连接元件一体化地构成，放弃了现有技术中目前还需要的附加制造步骤，在该制造步骤中将连接片与连接元件通过焊接或熔接连接。除了简化过电压保护元件的制造过程之外，在本发明将连接片和连接元件构成为一体的情况下，还保证连接片和连接元件之间的“接触电阻”最小。

在实践中，限制过电压的部件的连接片一般具有相对小的材料强度，从而连接片的作为连接元件工作的自由端的机械强度可能不足以持续地保持将过电压保护元件插入和取出的力而不会导致连接元件被损坏以及由此过电压保护元件和设备下部之间的可插接电连接变差。因此根据本发明的优选实施方式，将第一连接元件折叠，使得该第一连接元件在接触区域内具有多个层(Lage)。该接触区域表示该连接元件的这样一个区域，在该区域中该连接元件在过电压保护元件被插入的状态下被设备下部的对应插座接触。连接元件的该折叠优选与连接元件或连接片的纵向垂直地进行。在此，一般进行一次或两次折叠就足以，从而连接元件在接触区域内具有两个或三个层。

根据本发明的另一个优选实施方式，通过将折叠的连接元件的各个层相互力锁定、形状锁定或材料锁定地相互连接，提高被折叠的连接元件的机械强度。在此，连接区域位于接触区域之外，从而连接元件的接触特性不会因为各个层的已经实现的相互连接而改变。

在本发明过电压保护元件的一种特别优选的实施方式中，在第一连接元件或第一连接片与外壳之间形成形状锁定(formschlüssig)的连接。在过电压保护元件的插入和拔出过程中，在设置于外壳中的限制过电压的部件上施加与附着摩擦成比例的力，该附着摩擦必须被克服以便将构成为插塞接触的连接元件插入到设备下部的对应插座中或从该插座中拔出。通过实现第一连接元件和外壳之间的形状锁定的连接，插入和拔出力直接从外壳传输到插塞接触上，或者由外壳接收作用在该插塞接触上的力，使得显著减小或甚至完全避免在插入过程或拔出过程中作用在限制过电压的部件上的力。

根据第一实施变型，在此第一连接元件的自由端具有卷边，该卷边啮合到外壳的外壳壁中的对应接收部(Aufnahme)。替换卷边，在第一连接元件上还形成一个或两个在侧面突出的凸缘，该凸缘同样进入到外壳的外壳壁中的相应接收部并保持在接收部中。根据另一种实施方式，在第一连接元件中形成至少一个孔，对应的突出部穿过该孔，该突出部设置在外壳壁上，该连接元件穿过该外壳壁而从外壳中伸出。

过电压保护元件的构成为插塞接触的连接元件与设备下部的对应插座之间的力锁定(kraftschlüssig)的连接一般通过该插座的弹性特性实现。为此该插座例如可以构成为郁金香形状。根据替换的实施方式，连接元件与设备下部的插座之间的力锁定的连接是通过以下方式进行，不是插座而是连接元件弹性地构成。为此，连接元件的至少两个层可以相互弯曲，使得连接元件垂直于其纵向延伸地弹性构成。该连接元件为此可以构成为大致V形。

如在开头所述的公知过电压保护元件中那样，本发明的过电压保护元件优选也具有用于监控限制过电压的部件的状态的热分离装置。为此，在过电压保护元件的正常状态下，第二连接片通过焊接点与第二连接元件连接，其中在该焊接点上实现的、第二连接片和第二连接元件之间的焊接连接在限制过电压的部件的温度超过预定的极限温度时分离。为了在达到极限温度时分离该焊接点，也就是连接元件的面向连接片的端部远离连接片地运动，连接元件本身可以构成为弹性的，或者被施加单独弹簧的力。

本发明的过电压保护元件优选构成为“保护插头”，从而该过电压保护元件与对应的设备下部一起构成过电压保护设备。在此，在该过电压保护元件的外壳中还可以设置多个并联的限制过电压的部件，尤其是多个并联的压敏电阻器。如果该过电压保护元件具有双压敏电阻器，则尤其是该双压敏电阻器的中间的、位于内部的连接片可以一体化地与过电压保护元件的第一连接元件连接。

附图说明

现在具体存在多种构成和扩展本发明的过电压保护元件的可能。为此结合附图说明在权利要求1后面的权利要求以及下面的描述中的优选实施例。在附图中：

图1示出过电压保护元件的实施例的透视图，

图2示出具有连接片的第一实施方式的压敏电阻器的简化图，该连接片插入到设备下部的插座中，

图3示出具有连接片的第二实施方式的压敏电阻器的简化图，该连接片插入到插座中，

图4示出根据图2和图3的连接片的两个单独的图，这些连接片分别插入到插座中，

图5示出插入到插座中的根据图4的连接片的变型，

图6示出具有类似图3的连接片的压敏电阻器的简化图，

图7示出压敏电阻器的第一连接元件固定在外壳中的两个原理图，

图8示出设备下部的连接元件和插座的替换接触的简化图，

图9示出本发明的具有连接元件的连接片的实施形式的图。

具体实施方式

图1示出具有外壳2的过电压保护元件1，其中在该外壳2中设置限制过电压的部件。在所示出的实施例中，限制过电压的部件是压敏电阻器3；替换的，该限制过电压的部件还可以由多个并联的压敏电阻器形成，尤其是由双压敏电阻器形成。同样，作为限制过电压的部件还可以使用气体填充的过电压放电器。

压敏电阻器3的两个极分别与一个连接片4，5导电连接，尤其是焊接或熔接。构成为保护插头的保护元件1还具有两个构成为插塞接触的连接元件6，7，这些连接元件在过电压保护元件1的底面上通过相应的开口而穿出外壳2。插头形状的连接元件6，7可以插入到在此未示出的设备下部的对应的插座8中，其中在图2至图8中分别仅示意性地示出一个插座8。

与现有技术公知的过电压保护元件不同，在现有的过电压保护元件中连接片4，5和连接元件6，7构成为分离的部件，在本发明的保护元件1中第一连接片4一体化地与第一连接元件6连接，也就是说，连接片4的远离压敏电阻器3的端部构成为连接元件6。

在根据图2的实施例中连接元件6的厚度等于连接片4的厚度，而在图3所示的实施例中连接元件6折叠，使得该连接元件6在接触区域9中具有两个基本上相互平行的层61，62；由此连接元件6构成为双层的，从而连接元件6的材料强度在接触区域9中同样加倍。通过连接元件6的这种折叠，可以简单地提高连接元件6的强度和稳定性，从而连接元件6即使多次插入设备下部的插座8中也不会受损，虽然连接片4具有相对小的材料强度。替代图3和图4a中示出的一次折叠，还可以两次折叠根据图4b的连接元件6，从而连接元件6在接触区域9中具有三层61，62，63。

如图5示出的，通过各个层61，62相互机械连接，可以进一步提高连接元件6的机械强度，其中连接区域10设置在接触区域9之外，也就是接触区域9的上面，从而连接元件6和插座8之间的接触特性未被破坏。

在开头提到，压敏电阻器3设置在外壳2内，其中在外壳2的底面上形成开口，连接元件6，7通过该开口从外壳2伸出去。由于连接元件6，7和设备下部的插座8之间的摩擦力，在过电压保护元件1插入到设备下部中以及在过电压保护元件1从设备下部中拔出时在通过连接片4与连接元件6连接的压敏电阻器3上施加力。为了减小作用在压敏电阻器3上的力，在第一连接元件6和外壳2之间形成形状锁定的连接。根据图6，在此连接元件6的自由端具有卷边(Abkantung)11，该卷边啮合到在外壳2的外壳壁12中形成的接收部13中，从而卷边11保持在外壳壁12中。

在根据图7a的实施例中，在第一连接元件6上形成两个在侧面突出的凸缘(Nase)14，这些凸缘保持在外壳壁12中的两个对应的接收部15中。在图7b所示的实施例中，第一连接元件6和外壳2之间的形状锁定的连接是通过在连接元件6中形成两个孔16并且外壳壁12具有两个对应于孔16的突出部17而且该突出部啮合到该孔16中来实现的。如果过电压保护元件1与设备下部分离，由此使用者抓在过电压保护元件1的外壳2上，并且从设备下部中拔出，则拔出力直接从外壳2传输到连接元件6上，从而在设置在外壳2中的压敏电阻器3上不作用力，或者只作用明显更小的力。

在图1至图6中示出的本发明过电压保护元件1的实施例中，保证连接元件6，7和插座8之间良好的电接触所需要的接触力通过插座8的弹性特性来保证，也就是说，插座8构成为弹性的，而连接元件6，7构成为基本上刚性的。在图8中示出一个实施例，其中与此相区别，插座8刚性地构成，而连接元件6弹性地构成，从而连接元件6和插座8之间的接触力通过连接元件6的弹性特性实现。为此连接元件6的两个层61，62相互弯曲，使得连接元件6大致构成V形，由此连接元件6垂直于其纵向延伸而弹性地构成。

图9示出连接片4的优选实施方式的图，该连接片4具有与其一体式连接的连接元件6，其中连接元件6按照图3折叠，使得该连接元件6具有相互平行的层61，62。如在根据图7a的图所示，在连接元件6上，也就是在层62上构成两个在侧面突出的凸缘14，这些凸缘用于将连接元件6固定在外壳中。为了提高连接元件6的稳定性，两个层61，62在两个点18处通过铆接点相互固定连接。

从图1看出，在外壳2的上表面中形成观察窗口19，通过该观察窗口可以读取光学状态显示器。该光学状态显示器在此与第二连接元件7连接，使得该状态显示器在实现于第二连接元件7和第二连接片5之间的焊接连接打开时改变其状态。在过电压保护元件1或压敏电阻器3的正常状态下例如通过观察窗口19识别出光学状态显示器的绿色部分，而在过电压保护元件1的故障情况下在观察窗口下方具有状态显示器的红色部分。

Claims (8)

1.一种过电压保护元件，具有外壳(2)；至少一个设置在外壳(2)内的限制过电压的部件，该部件尤其是压敏变阻器(3)；两个分别与该限制过电压的部件的一个极导电连接、尤其是焊接或熔接的连接片(4，5)；还具有两个用于将过电压保护元件(1)电连接到要保护的电流或信号路径的连接元件(6，7)，其中在过电压保护元件(1)的正常状态下这些连接元件(6，7)分别与一个连接片(4，5)导电接触，其特征在于，

第一连接片(4)和第一连接元件(6)一体化地相互连接，其中第一连接元件(6)的背离所述限制过电压的部件的自由端构成为插塞接触。

2.根据权利要求1所述的过电压保护元件，其特征在于，第一连接元件(6)折叠，使得该第一连接元件在接触区域(9)内具有多个层(61，62，63)。

3.根据权利要求2所述的过电压保护元件，其特征在于，第一连接元件(6)的各个层(61，62，63)相互连接，其中该连接区域(10)位于接触区域(9)之外。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的过电压保护元件，其特征在于，在第一连接元件(6)与外壳(2)之间形成形状锁定的连接。

5.根据权利要求4所述的过电压保护元件，其特征在于，在第一连接元件(6)上具有卷边(11)或至少一个在侧面突出的凸缘(14)，并且在外壳(2)的外壳壁(12)中形成与该卷边(11)或凸缘(14)对应的接收部(13，15)。

6.根据权利要求4或5所述的过电压保护元件，其特征在于，在第一连接元件(6)中形成至少一个孔(16)，以及在该外壳(2)的外壳壁(12)中形成至少一个与该孔(16)对应的突出部(17)。

7.根据权利要求2至6中任一项所述的过电压保护元件，其特征在于，第一连接元件(6)的至少两个层(61，62，63)相互弯曲，使得第一连接元件(6)垂直于其纵向延伸地弹性构成。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的过电压保护元件，其特征在于，在过电压保护元件(1)的正常状态下，限制过电压的部件(3)的第二连接片(5)通过焊接点与第二连接元件(7)连接，其中在该焊接点上实现的、第二连接片(5)和第二连接元件(7)之间的焊接连接在限制过电压的部件(3)的温度超过预定的极限温度时分离。

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