CN104995696A - 具有热断开装置的过电压保护器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种过电压保护器(7)，其具有：至少一个过电压保护单元，其带有至少一个接触片(14)；以及，机械的断开装置，其在热过载情况下被激活，其中机械的断开装置具有连接件。连接件可借助通过弹簧力被预张紧的滑块(4)从闭合位置移动到电流断开或电压断开的位置，其中连接件由一对分流的金属的支架(1、1’)组成，其朝向过电压保护单元的接触片的端部平行延伸，并且将过电压保护单元的相应接触片容纳在其中心，其中在支架的平行延伸端部区域中的连接件与接触片之间的闭合位置由焊料(3)固定。远离过电压保护单元的接触片的支架端部，围绕一可用空间，相互连接在一起并且在进一步延伸中具有用于外部连接件的部分，其中在可用空间中通过预张紧弹簧插入滑块，从而使得弹簧预张紧力在过电压保护单元的接触片的方向上取向。滑块为楔形和/或支架的部分构成斜面，以便在滑块移动时在支架的平行延伸的端部上产生力分量，使得其从接触片横向移开。根据本发明至少一个支架的朝向接触片的端部形成了用于可绕轴枢转的显示器的止动块，其中枢转运动释放的条件是，支架的平行延伸的端部借助滑块与接触片横向分开。

Description

具有热断开装置的过电压保护器

本发明涉及一种过电压保护器，该过电压保护器具有：至少一个过电压保护单元，其带有至少一个接触片；以及，机械的断开装置，其在热过载情况下被激活，其中机械的断开装置具有连接件(Anschlusselement)，该连接件可借助通过弹簧力被预张紧的滑块从闭合位置移动到电流断开或电压断开的位置，这是专利权利要求1的前述部分所述内容。

具有热断开装置的过电压保护器多年来就属于公知的现有技术。断开装置的任务在于，当未经允许就加热过电压保护单元，例如压敏电阻时，在避雷器发生损坏之前，将其安全地从电源断开。

从EP 0 987 803 B1或EP 0 905 839 B1中已知断开装置，其具有牢固的滑块。相应的滑块受到弹簧预张紧力的作用并且保护每个压敏电阻免受未经允许的加热。相应连接件的闭合位置由焊料来固定。焊料受到持久的弹簧预张紧力的作用，该预张紧力经由滑块传递，这是主要的缺点。根据容量，即根据所期望的载流量需要多个断开装置，这是在成本方面的不利因素。此外还被指出的是，对于现有技术的前述解决方案而言，在滑块的断开过程中以及在其发生运动位移时，在形成焊丝的情况下，焊料颗粒或颗粒物质会被夹带走，结果造成电路不能够被充分断路。

实用新型DE 295 19 313 U1示出了一种具有基于热的断开装置的过电压保护器，其中实际压敏电阻的断开装置通过分隔壁来单独定位。此类断开装置的浪涌电流承载能力从今天的角度来看太小并且在那里的焊点会受到持久的弹簧预张紧力作用。

已知的DE 2 220 264 A涉及一种过热保护装置或指示装置，其中通过取决于温度的固定元件来阻止操作并且在达到预定温度时由于固定元件熔化而操作滑块。

DE 1 515 019 A公开了一种温度限制器，其中两个片簧借助达到规定温度时熔化的焊料被焊接在一起，并且其特别在暖风机上使用。

在定义类型的DE 10 2007 042 991 B4中解决的任务是，提出一种被进一步发展的过电压保护器，该过电压保护器具有在热过载情形下被激活的机械的断开装置，其中连接件(其在断开情况下打开)的焊接位置不必持久地受到机械力负载的影响。此外，已知的解决方案具有高的浪涌电流承载能力，其中用于放电过程的接触压力通过浪涌电流来自己产生。根据DE10 2007 042 991 B4的断开装置以如下方式实现，即通向限制电压的过电压保护单元，特别是压敏电阻的馈线，通过两个被浪涌电流在同一方向上流过的导线截面构成，该导线截面在端部区域平行延伸且合并成共同的连接点，该连接点由焊料来固定。通过平行的电流和在浪涌电流情形下与该电流相关的力的作用，导线或支架的相应部分彼此吸引，并且在此时刻使得焊接连接点上的接触力会实现期望的增加。这样一来有可能的是，设置焊点仅为了固定支架的一部分，这允许将焊点的机械尺寸限制在绝对最小值并从而将其设计成特别是对热敏感。为此目的的断开装置的弹簧，其任务在于，当焊点熔化时将滑块移动到电流通路之间并从而中断电路，这样可以实现具有较小的弹簧力，从而使得焊点的持续负载低。由于滑块在断开时直接进入焊点位置，因此会阻止在断开过程中出现负面影响并且实现安全的、无电压的断开。

根据DE 10 2007 042 991 B4的解决方案的不足之处在于以下事实，即滑块在功能上与滑块位置的视觉信号耦合并从而与断开装置的功能特性显示器耦合。因此出于这一原因，在结构上要将滑块设计成，使得滑块具有尽量是平的、用颜色来区分的显示区域，以便使得相应过电压保护器的各种功能状态清晰可见。此外，为了在过载时断开优选使用的压敏电阻预先给定了滑块的移动方向，从而使得在结构上也确定了显示窗的位置以识别滑块的移动状态，这例如在减少相应的过电压保护器的结构大小时会成为缺点。

因此基于以上描述本发明的任务在于，提出一种具有至少一个过电压保护单元的被进一步发展的过电压保护器，该过电压保护器具有在热过载情况下被激活或可被激活的机械的断开装置，该过电压保护器一方面具有在电流方面的积极影响和在浪涌电流情形下与之相关的力的作用，并且此外还可能使得用于显示所使用的过电压保护单元的功能状态的显示器与实际断开装置所需的滑块和其运动路径进行功能分离。此外，还应该提供这样的可能性，即将用于对过电压保护单元进行状态监测的通讯设备集成到被特别构造成插接件的过电压保护器中，从而使得只需要最小的安装空间并且没有明显的对于用焊料或可热分离的粘合剂固定的热接点的机械负载。

本发明的任务通过权利要求1的特征组合得以实现，其中从属权利要求描述了至少有利的实施形式和改进形式。

因此，从过电压保护器出发，该过电压保护器具有至少一个过电压保护单元，特别是压敏电阻，其中过电压保护单元具有至少一个接触片。此外，过电压保护器具有在热过载情况下被激活的断开装置，其中断开装置又具有连接件，其可借助通过弹簧力被预张紧的滑块从闭合位置移动到电流断开或电压分离的位置，其中连接件由一对分流的金属的支架组成，其朝向过电压保护单元的接触片的端部平行延伸，并且将过电压保护单元的相应接触片容纳在其中心。在支架平行延伸端部区域中的连接件与接触片之间的闭合位置由焊料或可热分离的粘合剂或类似物质来固定。

远离过电压保护单元接触片的支架端部，围绕一可用空间，被相互连接在一起，并且在进一步延伸中具有用于外部连接件的部分，其中在可用空间中通过预张紧弹簧插入上述滑块，从而使得弹簧预张紧力在过电压保护单元的接触片的方向上取向。滑块优选为楔形和/或支架部分构成为斜面，以便在滑块移动时向支架平行延伸的端部产生力分量，使得其从接触片横向移开。

滑块和支架的结构详情请参阅DE 10 2007 042 991 B4，其公开内容被声明作为当前教导的内容。

根据本发明，至少一个支架的朝向接触片的端部形成了用于可绕轴旋转的显示器的止动块，其中旋转运动释放的条件是，支架的平行延伸的端部可借助滑块与接触片横向分开。

在本发明的本实施形式中，上面提到的轴的位置可垂直于滑块的移动路径延伸，由此为了布置显示器而经过扩展的结构可能性是给定的，并且最终将滑块的移动路径与显示器的移动路径或枢转路径去耦合并且分开。

在本发明的实施形式中，可枢转的显示器具有棘爪延伸部分(Sperrklinkenfortsatz)和信号扩展部分(Signalisierungsfortsatz)，其中信号扩展部分过渡到具有颜色标记的显示区域。这时显示区域可具有弯曲的表面走势，以便保持根据枢转情况而定的、相对于显示窗大约相同的距离。

在相应的过电压保护器中，当各个过电压保护单元正常运行时，棘爪延伸部分紧靠至少一个支架的止动块，也就是说支架会阻碍棘爪连同可枢转显示器的运动。

在本发明的优选实施形式中，上面提到的止动块被构造成在支架的相应端部上模制的或集成的鼻状物。因为用于断开装置的支架优选由金属冲压弯曲件组成，所以在冲压过程中无需再费周折就可实现所期望的鼻状物结构且无需技术成本。

可枢转的显示器借助弹簧元件，特别是被构造成弹簧杆的弹簧元件来保持预张紧力，使得在释放棘爪延伸部分时弹簧元件将可枢转的显示器移动到预定的枢转位置，使得例如置于显示器上“红色”的信号颜色进入上面提及的显示窗并且显示干扰或断开过程。

用于可枢转的显示器的预张紧弹簧元件在断开完成后也保持在相应的位置，即进行机械操作例如旋转、振动或类似操作时，显示窗中红色的颜色标志保持不变。

此外，根据本发明可为电压保护器(其被实现为插接件)设置有支承体，该支承体将远程信号接触滑块(Fernmeldekontaktschieber)容纳在底部部分中。

远程信号接触滑块的位移路径分别根据其位置被断开滑块的侧面突起阻止或释放。

这种情况下，远程信号接触滑块受到弹簧预张紧力的作用，其中弹簧力向量在断开装置支架的平行延伸的端部的方向上不具有用于横向运动离开接触片的力分量。

在结构上，支承体具有侧向导向面，该导向面具有止动鼻或止动凹口以固定带有显示窗的壳体。为此目的，壳体在其对应的侧面上具有互补的止动凹槽或止动凸出部分。

在本发明的结构形式中，在滑块的纵向方向上将空腔引入断开装置的可移动滑块中以容纳预张紧弹簧的端部，从而保持弹簧稳固。弹簧的互补端部可由铆钉引入，该铆钉同时被用于将金属的支架的一部分与外部连接件连接起来。点焊同样是可能的。

如上所述，支架的平行延伸端部可通过焊料或热粘合剂来固定位置，但是也可设计成使得在断开过程中所述端部通过机械的预张紧力支撑彼此分开。

容纳在过电压保护器中的过电压保护单元，特别是压敏电阻，可通过螺纹紧固与支承体连接，以防止外力作用在与电有关的接触点上。螺纹连接也会降低例如由于运输或其它力作用(例如振动或类似力作用)所产生的、在包括热接点在内的电连接点上的外力作用。

上述的将显示器和具有滑块的实际断开装置进行功能分离还提供的优点在于，断开过程不会因可能阻止显示器移动而受到阻碍。

此外，通过对断开装置、远程信号接触的控制和显示器进行结构上分离可完全独自确定每种情况下所需的弹簧预张紧力的大小。

下面借助实施例并且参考附图来详细阐述本发明。图中显示：

图1示出了根据本发明的装置的透视性侧视图，所述装置具有支承体和压敏电阻作为过电压保护单元且没有壳体以及没有安装的显示器；

图2示出了与图1类似的视图，但是略微转动了一下且具有已经置入远程信号设备的滑块和功能上分离的显示器；

图3示出了根据图2的装置的两个透视图，其具有被触发的断开装置和切换到“红色”信号状态的显示器，包括用于远程信号接触的滑块的改变位置(图3的左图)；

图4示出了可操作的插接件在外壳体被局部剖切的侧视图，其中正常的、未被干扰的运行状态下的远程信号接触滑块和分离滑块处于初始位置；

图5以透视性示意图描述了分流的金属的支架和外部连接件和插头连接的细节；

图6示出了根据本发明的装置的详细视图，该装置具有在热过载情况下在侧面从接触片移开的支架端部和在“红色”状态(故障)下被释放的可枢转显示器；

图7示出了远程信号接触滑块细节的两个不同透视图，该远程信号接触滑块在正常运行情况下在其位移路径上被分离滑块的侧面突起限制，其中通过参考图4在断开时分离滑块向上运动相应的止动块会改变其位置并且远程信号接触滑块被释放，以便实现根据图7所示的向右运动；以及

图8示出了类似于图7的根据本发明的装置(该装置具有远程信号接触滑块)及其不同的位置的细节，但该装置在这里已具有用图形来补充的支承体的底部和压敏电阻以及插头连接和编码键。

分别用相同的参考标记来对附图进行如下描述，其中在附图中可重复识别的细节不再赘述，而且这也不会限制本发明的性质或者包含各个结构元件的重要性等级。

在图1示出的透视性侧视图中可识别出作为被插入的过电压保护单元的压敏电阻7。借助突起和螺钉15将压敏电阻7固定在支承体11的延伸部分，其中该延伸部分可同时形成显示器17的旋转轴10(参考图2或3)。

形成断开装置的连接件由一对分流的金属的支架1、1'组成，所述金属的支架朝向接触片14的端部平行延伸并且将相应的接触片14容纳在其中心。在支架1、1'的平行延伸端部的区域中，连接件与接触片14之间的闭合位置由焊料3或可热分离的粘合剂或类似物质来固定。

正如从图5中可以看出的，远离过电压保护单元接触片14的支架1、1'的端部，围绕一可用空间，相互连接在一起并且在进一步延伸中具有用于外部连接件13的部分12。在图5中可识别的可用空间中通过预张紧弹簧2插入图1可见到的滑块4(参考图3)。弹簧预张紧力在这里在过电压保护单元7的接触片14的方向上取向。

滑块4为楔形。额外的或可替代的是，支架1、1'的相应部分构成斜面，以便在滑块移动时在支架1、1'的平行延伸的端部上产生力分量，从而使得其从接触片14横向移开。

在图5中的参考标记9示出了被整体实现的、弯曲的插头连接，其构成了根据图1的连接件13。

现在根据图2的描述示出了根据本发明的装置的进一步细节，特别是关于滑块4在功能上分离的、带有杆弹簧8的显示器17，信号扩展部分19和棘爪延伸部分18的进一步细节。

此外，图2示出了用于远程信号接触的滑块16和滑块4的突起24，其被用作远程信号接触滑块16的止动块。

在所示实施例中，导向面25(其为支承体11的侧面组成部分)具有止动鼻，其与壳体6的互补止动凹槽进行连接并从而将壳体6固定在支承体11上(参考图4)。在断开状态下，滑块4的移动路径用箭头表示。同样，可枢转的显示器17的移动路径也用箭头表示，其中参考标记20表示显示区域，其显示了各功能状态(打开/断开)。

根据图2的描述示出了正常的运行状态，其中相关的显示器17显示为转动到左侧。

运行状态“断开-故障”可以借助图3的描述来理解。图中可以看出，支架1、1'的侧向运动借助滑块4来进行。为此还释放了可转动的显示器17的转动路径。在图3所示实施例中(左侧视图部分)，杆状弹簧8会致使向右产生相应的枢转运动。在显示窗21(参考图4)中可以识别出显示器的相应的、例如红色标示的区域。

同样地，在断开状态下，通过将滑块4用图形描述的向上移动也可将滑块4的突起24从用于远程信号接触的滑块16移除，从而使得根据图3(左侧视图部分)滑块16可以向右移动，即在滑块16中置入弹簧26的作用下向右移动(也参考图8)。

图4示出了根据本发明的装置的正面视图，其中有部分剖开的壳体6、显示窗21和其它功能性组件，即在运行状态下安装在设备中的过电压保护单元，也就是位于此处的压敏电阻7。

此外图6详细描述了在断开状态下滑块4的位置，图中可以看出滑块4在其上半部分过渡到两个类似齿轮的端部。这两个类似齿轮的端部在齿轮底部区域，例如在齿与齿之间的间隔区域具有以下部分，所述部分适合从侧面将接触片14包围并且近似将其封闭，从而使得在断开情况下得到有效隔离，并且可靠地避免了在支架1、1'与接触片14之间电弧的点燃。

为此目的，还根据接触片14相应的高度尺寸来构造滑块4的类似齿轮的端部的齿高。

图7的描绘清楚地说明了滑块4的突起24连同用于远程信号接触16的滑块相应的止动边的作用。只要滑块4保持在其初始位置，即只要相应的布置处于未受干扰的运行情况下，所述布置产生了相关的断开装置，则用于远程信号接触的滑块16仍然被锁定。

在图形示图中，如果滑块4向上移动，则根据图7(左侧视图部分)用于远程信号接触16的滑块可以向右移动，即在弹簧26(其置于滑块16中)的作用下向右移动。

上面对根据图7的描述现在可类推用于描述图8，其中图8补充示出了支承体11和安装在支承体11底部上的编码键27和压敏电阻7(部分剖开)。

总之，至少一个面向接触片14的支架1、1'的端部形成了用于可绕轴10枢转的显示器17的止动块。枢转运动释放的条件是，借助滑块4将支架1、1'的平行延伸的端部与接触片14从侧面分开。

可枢转的显示器17具有所示棘爪突起18和信号扩展部分19，其过渡到具有相应的颜色标记的显示区域20。

棘爪突起18在过电压保护单元7的正常运行状态下紧靠至少一个支架1、1'的止动块。所述止动块例如可以像在图5和7中一样被构造为成型的或集成的鼻状物22。

可枢转的显示器17通过弹簧杆8受到预张紧力的作用。

在图中示出的支承体11在其底部部分23具有远程信号接触滑块16，其中分别根据滑块4的位置通过滑块4侧面的突起24阻止或释放位移路径。

远程信号接触滑块16同样受到预张紧力的作用，其中为此目的将弹簧26置于滑块中并且支撑抵住在支承体11的底部23中的相应区域。但是弹簧预张紧力不会在支架1、1'的平行延伸的端部的方向上产生力分量，以便侧向运动离开接触片14。因此，断开点没有施加不必要的机械的持续负载或力。

在图3左侧视图部分的描述中，可以识别出滑块4中的、用于容纳滑块的预张紧弹簧2的空腔，其中螺旋弹簧的相对端部由冲压件或铆钉头28(参考图5)来引导。

参考标记列表

1      支架

2      弹簧

3      焊点

4      滑块

5      枢转显示器

6      壳体

7      压敏电阻

8      用于显示器的弹簧

9      外部插头连接

10     旋转轴

11     支承体

12     部分

13     连接件

14     压敏电阻的接触片

15     压敏电阻的螺纹固定件

16     用于远程信号接触的滑块

17     显示器

18     棘爪延伸部分

19     信号扩展部分

20     显示区域

21     壳体中的显示窗

22     鼻状物/止动块

23     支承体的底部部分

24     滑块上的突起

25     导向面

26     远程信号接触滑块的弹簧

27     编码键

28     铆钉头或冲压件

Claims (10)

1.一种过电压保护器，该过电压保护器具有：至少一个过电压保护单元(7)，其带有至少一个接触片(14)；以及，机械的断开装置，其在热过载情况下被激活，其中所述断开装置具有连接件，所述连接件能够借助通过弹簧力(2)被预张紧的滑块(4)从闭合位置移动到电流断开或电压断开的位置，其中所述连接件由一对分流的金属的支架(1、1')组成，所述支架的朝向所述过电压保护单元(7)的接触片(14)的端部平行延伸，并且将所述过电压保护单元(7)的相应接触片(14)容纳在其中心，其中在所述支架(1、1')的平行延伸端部区域中的连接件与接触片(14)之间的闭合位置由焊料(3)或可热分离的粘合剂来固定，此外，远离所述过电压保护单元(7)的接触片(14)的所述支架(1、1')的端部围绕一可用空间相互连接在一起，并且在进一步延伸中具有用于外部连接件或类似物的部分(12)，其中在所述可用空间中通过预张紧弹簧(2)插入所述滑块(4)，从而使得所述弹簧预张紧力在所述过电压保护单元(7)的接触片(14)的方向上取向，此外，所述滑块(4)为楔形和/或所述支架(1，1')的部分构成斜面，以便在所述滑块移动时在所述支架(1、1')的平行延伸的端部上产生力分量，从而使得其从所述接触片(14)横向移开，其特征在于，所述至少一个支架(1，1')的朝向所述接触片(14)的端部形成了用于可绕轴(10)枢转的显示器(17)的止动块，其中枢转运动释放的条件是，所述支架(1、1')的平行延伸的端部借助所述滑块(4)与接触片(14)横向分开。

2.如权利要求1所述的过电压保护器，其特征在于，可枢转的所述显示器(17)具有棘爪延伸部分(18)和信号扩展部分(19)，所述信号扩展部分过渡到具有颜色标记的显示区域(20)。

3.如权利要求2所述的过电压保护器，其特征在于，所述棘爪延伸部分(18)在所述过电压保护单元(7)正常运行时紧靠至少一个支架(1、1')的止动块。

4.如前述权利要求中任一项所述的过电压保护器，其特征在于，所述止动块被构造为模制的或集成的鼻状物(22)。

5.如前述权利要求中任一项所述的过电压保护器，其特征在于，可枢转的所述显示器(17)借助弹簧元件，特别是弹簧杆(8)来保持预张紧力。

6.如前述权利要求中任一项所述的过电压保护器，其特征在于，设置了支承体(11)，所述支承体将远程信号接触滑块(16)容纳在底部部分(23)中，其中所述远程信号接触滑块的位移路径分别根据滑块(4)的位置被所述滑块(4)的侧面突起(24)阻止或释放。

7.如权利要求6所述的过电压保护器，其特征在于，所述远程信号接触滑块(16)受到弹簧预张紧力的作用，其中弹簧力向量在所述支架(1、1')的平行延伸的端部的方向上不具有用于横向运动远离所述接触片(14)的力分量。

8.如权利要求6所述的过电压保护器，其特征在于，所述支承体(11)具有侧向的导向面(25)，所述导向面具有止动鼻或止动凹槽，以便固定带有显示窗(21)的壳体(6)。

9.如前述权利要求中任一项所述的过电压保护器，其特征在于，在纵向方向上可移动的所述滑块(4)中有用于容纳所述弹簧(2)的端部的空腔。

10.如前述权利要求中任一项所述的过电压保护器，其特征在于，所述支架(1、1')的平行延伸的端部通过焊料(3)或粘合剂来固定位置，但是在断开过程中所述端部通过机械的预张紧力支撑彼此分开。