CN106415769A - 用于热触发或热断开过电压保护器的装置 - Google Patents

用于热触发或热断开过电压保护器的装置 Download PDF

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Abstract

用于热断开或热触发过电压保护器的装置具有锁止元件(A1)，第一力(F1)作用在锁止元件上且锁止元件被固定成在超过极限温度时被释放，该装置还具有滑块(S1)，其在第一状态(Z1)下通过被固定的锁止元件(A1)闭锁且第二力(F2)作用在其上，以便在释放锁止元件(A1)时将它运送到第二状态(Z2)。

Description

用于热触发或热断开过电压保护器的装置
本发明涉及一种根据权利要求1前序部分所述的用于热触发或热断开过电压保护器的装置，该装置具有锁止元件，第一力作用在其上且其被固定成在超过极限温度时被释放；该装置还具有滑块，其在第一状态下被固定的锁止元件闭锁且第二力作用在其上，以便在释放锁止元件时将其移动到第二状态。
DE 10 2006 037 551 B4示出了一种闭锁的断开设备，其中可移动的焊料模制件(Lotformteil)被预紧弹簧置于受力状态下，但是一旦焊料销闭锁了移动路径，那么该焊料模制件就不能变动了。若是焊料销因例如由高电流导致的热过载而熔化，则焊料模制件会移动，从而滑块也移动，致使电路闭合，该电路例如发出报警信号。
DE 10 2010 061 110 A1也公开了一种热断开装置，其中第一导体部分经由可热释放的触点与第二导体部分电耦合。接触点在温度过高时断开，并且第一导体部分被持续作用在其上的力输送到绝缘部分中，使得不可能再在这两个导体部分之间建立电连接。
DE 10 2005 045 778 A1涉及一种温度保险丝。两个导体部分经由第三导体部分相连接。当温度过高时，该导体部分通过致动的销以如下方式移动，使得它不再充当另外两个导体部分之间的连接元件并且中断经由导体部分闭合的电路。控制器将传感器探测到的温度与预定的极限温度进行比较，一旦超出极限温度就触发销的移动。可以通过预紧的弹簧元件或弯曲元件来实现被动式解决方案，代替使用控制器以及传感器实施的主动式解决方案，当使用弹簧元件或弯曲元件时通过机械保险丝来闭锁松弛移动。在超过极限温度时释放机械保险丝，这样一来，弹簧元件或弯曲元件的松弛移动将连接元件从导体部分运输出来，并且由此中断电路。
因此，现有技术的缺陷在于成本特别高、有维修需求以及主动式解决方案缺乏耐用性。而被动式解决方案则受此影响，即不必要的高强力作用在锁止元件上，原因在于被力中断的同时也应该实施其它作用，例如移动滑块、开关触点等。结果可能导致在真正相关的热过载出现之前就会“蠕动触发”断开装置。
本发明的任务在于提出一种改进的用于热触发或热断开过电压保护器的装置，该装置提供了充足的机械力用于操纵指示器、开关触点等等。
此任务通过根据权利要求1所述的用于热触发过电压保护器的滑块的装置得以实现。从属权利要求涉及至少优选的改进形式。
根据本发明的用于热触发过电压保护器的装置具有锁止元件。该锁止元件被固定在装置上。这种固定具有有效的功能直到极限温度，如此一来直到此极限温度为止，锁止元件都牢固地保持在其位置上。一旦超过极限温度，固定便失去其功能，从而使锁止元件可以从它先前占据的位置释放。在固定状态下，第一力作用在锁止元件上。该力只会致使锁止元件在固定因温度过高失效之后从其初始位置移出来。
另外，根据本发明的装置具有滑块，其在第一状态下被固定的锁止元件间接地闭锁。第二力作用在滑块上。当锁止元件被释放时，第二力将滑块运送到第二状态。
此外，根据本发明的装置还具有夹持设备。夹持设备与滑块连接，特别是可拆卸地或固定地连接。锁止元件通过夹持设备间接地闭锁滑块。夹持设备以如下方式构造，即作用在滑块上的第二力基本上仅摩擦配合地且不在第一力的移动方向上作用在锁止元件上。
锁止元件例如可将电路闭合。特别地，这可以通过将锁止元件设置成导电的来实现。可替代或补充的是，当滑块处于第一状态下时，电路可以由滑块来闭合。优选地，当滑块移动到第二状态时，电路被中断。特别地，此电路可以在第二状态下被中断。锁止元件也可以是通过焊接固定在电路板上的电气部件，例如压敏电阻或气体放电管。
本发明的基本思想在于，将锁止元件与移动滑块和触发行动所需的第二较大的力解除耦合。这是通过以下方式来实现的，即基本上没有来源于第二力的形状配合的力(formschlüssigen Kraft)作用在锁止元件上。只有第一力形状配合地，即直接地作用在锁止元件上。第二力基本上仅摩擦配合地，即间接地作用在锁止元件上。这样一来会减小第二力对固定件，例如用于锁止元件的焊料产生负面影响。特别地，高强力可作为用于滑块移动所需的第二力来实现，且不会因此而长时间地压迫锁止元件脱离其固定，并且装置也不会因此遭受“蠕动的触发”。
在一种实施形式中，根据第一方面，第一力由预紧弹簧产生。特别地，该预紧弹簧可以是压缩弹簧，它仅提供用于移动锁止元件所必需的力且不存在不必需的剩余力。与此类似，第一力也可以由拉伸弹簧产生。附加地或替代地，第一力也可以通过质量产生，这样一来重力便作用在锁止元件上。根据本实施形式的第二方面，第二力也可以由预紧弹簧产生，该预紧弹簧可以是拉伸弹簧或压缩弹簧。附加地或替代地，该力也可以通过质量，特别是通过滑块的质量产生。
在一种实施形式中，夹持设备具有至少两个钳形的、柔性钳嘴，它们在第一状态下支撑抵靠着固定的锁止元件且抵靠着滑块的周界。本发明意义上的周界在此可以特别是装置的壳体或壳体隔板，或与本发明所述装置连接的设备的壳体或壳体隔板。特别地，钳嘴被构造成弹性、柔性的，使得其在受迫变形后又回到其初始状态。这样一来，夹持元件尤其可以再次使用。
优选地，将钳嘴以如下方式布置，即作用在锁止元件上的法向力大体抵消。特别地，这可以通过两个相对放置的钳嘴来实现。具有三个钳嘴的替代形式也是可行的，这三个钳嘴分别呈60度放置，从而使得此处也基本上没有合力作用在锁止元件上。优选地，可以根据相同的原理布置更多的钳嘴，它们邻接得更紧密。优选地，一个或多个钳嘴具有倾斜的阶梯，它们支撑抵靠着周界，特别是支撑抵靠着壳体或壳体隔板，致使在所述钳嘴不再被释放的锁止元件闭锁时第二力使一个或多个钳嘴产生弯曲。特别地，在第一状态下闭锁一个或多个钳嘴的弯曲，这样一来钳嘴会通过阶梯压靠锁止元件，并且基本上不存在用于弯曲的空间。阶梯和锁止元件促使将较大的第二力引到周界，并且不影响锁止元件的固定。
优选地，阶梯可以是凹槽的部分，该凹槽支撑抵靠着周界的相应的凸块。替代地，阶梯可以是凸块的部分，该凸块支撑抵靠着周界的相应的凹槽。特别地，在安装时可以通过凹槽-凸块连接来简单且精确地定位夹持设备和/或滑块，特别是无需随后移动。
在一种实施形式中，与温度相关地固定锁止元件通过焊接连接来实现。这样一来可以直接通过固定锁止元件来连接电气部件。特别地，当固定因热过载松开时，电路可以被中断。替代地，电路不会因固定松开而中断，而是优选在锁止元件被第一力移动之后才中断。附加地或替代地，固定可以通过与温度相关的粘接剂来实现。在一种变型中，固定能够特别地额外通过蜡连接来实现。
在一种实施形式中，装置具有楔形面，当锁止元件在向第二状态过渡的情况下压靠楔时，楔形面将锁止元件相对于其周界抬起，所述锁止元件在第一状态下固定于该周界。特别地，楔与推动锁止元件的第一力位于同一直线上。特别地，当预先发生热过载时，锁止元件可以由此更快速且/或更有效地脱离固定。此外，还优选在以下情况下更安全地切断电连接，即在第一状态下经由锁止元件，特别是通过焊接固定使电路闭合。特别地，当锁止元件被快速地去除已有的电势时，楔可以抵制电弧形成。
在一种实施形式中，产生第一力的元件，即特别是为此用途而使用的弹簧支撑在滑块上。附加地或替代地，产生力的元件可以如此布置，即第一力和第二力互相平行，特别是互相在同一直线上。这样就可以实现装置的紧凑型和/或模块化的结构。
在一种实施形式中，装置具有指示面，指示面显示滑块的各个状态(第一状态、第二状态)。特别地，该指示面可以固定地或可拆卸地布置在滑块上。
在一种实施形式中，装置具有通讯设备，通讯设备显示装置的各个状态(第一状态、第二状态)。特别地，通讯设备与滑块直接地连接并且/或者由滑块来触发。优选地，通讯设备被设置用于闭合或中断电路，使得根据一种变型，电路在第一状态下被中断且在第二状态下闭合。由此可以主动实现切换到第二状态。附加地或替代地，也有可能的是，通过通讯设备，电路在第一状态下是闭合的并且在第二状态下被中断。
在一种实施形式中，锁止元件和/或夹持设备出于减少摩擦进行了涂覆。这样一来特别可以减少由第二力通过夹持设备、经由锁止元件产生的摩擦力。因此特别有可能将第二力更彻底地与锁止元件解耦，使得基本上只有第一力作用在锁止元件上，并且锁止元件快速移出钳嘴。
根据一种实施形式，锁止元件和夹持设备之间的接触面小。特别地，夹持设备的一个或多个钳嘴可以如下方式构造，即它们基本上仅在一个点中压在锁止元件上。附加地或替代地，锁止元件也可以如此构造，即夹持设备可以基本上仅倚靠在一个点上。优选地，锁止元件可以构造成楔形或锥形，使得在过渡到第二状态时，在第一次位移后，锁止元件迅速从其固定中脱离。特别地，夹持设备，特别是一个或多个钳嘴也可以倒角，使得在过渡到第二状态时进行第一次位移后取消力解耦，并且第二力还另外加速锁止元件。
不同的实施例的特征可以在其它的、没有示出的实施形式中有利地互相组合。其它优势和特征在从属权利要求和实施例中提供。为此局部概略地示出了：
图1：在第一状态下的根据本发明的实施形式；
图2：具有释放的锁止元件的根据本发明的实施形式；
图3：在过渡到第二状态时的根据本发明的实施形式；
图4：在第二状态下的根据本发明的实施形式，以及
图5：本发明实际实现的实施形式。
图1示出了用于热触发或热断开过电压保护器的装置，该装置具有指示面以及在第一状态(Z1)下的滑块(S1)。通过螺旋弹簧向其施加力(F2)。为此，螺旋弹簧支撑在壳体(G)上，滑块(S1)安置在该壳体(G)中。螺旋弹簧在此被用作能量储存器，其中力(F2)相应较高，以便移动滑块(S1)。滑块(S1)具有夹持设备，其由两个相对放置的钳嘴(B)来实现。
此外，还在电路板(L)上固定了例如压敏电阻形式的锁止元件(A1)。此固定经由未示出的在两个金属导体通路(R)上的焊接连接来实现，这两个金属导体通路在前面和后面保持并接触锁止元件(A1)。
夹持设备(H1)的钳嘴(B)被构造成柔性的，特别是由柔性塑料材料构成。此外，钳嘴(B)还分别具有向外定向的凹槽。凹槽在这里被用于分别接纳作为壳体(G)部分实现的凸块(H2)。通过第二力(F2)将滑块(S1)压向锁止元件(A1)的方向。通过啮合进钳嘴(B)的凹槽的凸块(H2)将力引到钳嘴(B)上，致使向内压钳嘴。
然而，钳嘴(B)向内的移位被布置在钳嘴(B)端部之间的锁止元件(A1)阻止。这样一来就会阻止钳嘴(B)相互移动，从而也会阻止滑块(S1)移动。在其中锁止元件(A1)牢固地固定在接线支架上的第一状态下，锁止元件(A1)阻止滑块的钳嘴(B)相互移动。因此钳嘴的钳子(Zange)也可以不被压在一起。滑块的移动通过卡槽连接(H1；H2)被排除。
通过相对布置的钳嘴(B)抵消了由第二力(F2)经由钳嘴(B)施加到夹持设备(H1)上的法向力。结果，作用在锁止元件(A1)上的合成法向力消失。因此，第二力(F2)在第一状态下与在锁止元件(A1)上的直接作用脱离耦合。
图2示出了来自图1的用于热触发过电压保护器的装置。锁止元件(A1)的固定在此由于超出极限温度被释放，并且该装置转向第二状态(Z2)。
钳嘴(B)之间存在弹簧，其支撑在滑块(S1)上且在预紧的状态下直接将第一力(F1)施加在锁止元件(A1)上。该力会致使锁止元件(A1)加速，一旦锁止元件从固定中释放的话。弹簧被制定尺寸且作用在锁止元件(A1)上的第一力(F1)被适当设计，使得产生预期效果，即在释放固定后使锁止元件(A1)加速。
图3示出了根据图1和图2的装置，其中是到第二阶段的状态过渡。第一力(F1)将锁止元件(A1)从钳嘴(B)压出。由此一来，夹持设备的钳嘴(B)可以向内移动。第二力(F2)将钳嘴(B)经由卡槽件，尤其是通过壳体的凸块向内压，使得钳嘴(B)的凹槽右侧不再闭锁滑块(S1)的移动。因此卡槽连接(H1)被越过。第二力(F2)使滑块(S1)加速，并从而也使指示面(A)向左移动。这表明了例如过电压保护器的触发。
图中左侧靠近锁止元件(A1)的固位处存在隔片(S)，其作用在于将锁止元件(A1)从其固位处抬起并特别是将锁止元件完全分开。这通过第一力(F1)将锁止元件(A1)推动到隔片(S)上来实现。通过这种完全分开也确保了通过固定实现的电连接也被完全中断，因而由此闭合的电路也被中断。特别地，从而也不会形成电弧。
图4示出了在第二状态(Z2)下根据图1、图2和图3的装置。滑块(S1)被完全移动到左边。夹持设备(H1)的柔性钳嘴(B)再次处于初始形态。锁止元件(A1)经由隔片(S)从固位以及接线支架，特别是从处于电压下的导体通路(R)加速出去。在这种情况下力(F2)起辅助作用。
图5示出了本发明实际实现的具有局部剖开的壳体(G)的实施形式的视图。这种实施形式涉及一种用于过电压保护的装置，其中至少一个压敏电阻(V)被用作过电压保护元件。该压敏电阻(V)位于壳体(G)内。用于热触发或热断开压敏电阻(V)的真正的装置也集成在壳体(G)中。
在此实施形式中，锁止元件(A1)也位于电路板(L)上，并且特别是通过焊接与那里已有的(在图中未示出的)导体通路或连接面接触。滑块(S1)处于预紧力(F2)作用下。在滑块(S1)内存在另一个产生预紧力(F1)的部件，特别地也是弹簧。此弹簧用其左侧端部压在锁止元件(A1)的端面上。力(F1)小于力(F2)。
弹性钳嘴(B)因夹紧在锁止元件(A1)上故阻碍了彼此相向的移动，至少在锁止元件(A1)与电路板(L)牢固连接时是这样。当达到极限温度时，此特别的焊接连接将断开，并且借助力(F1)将锁止元件从其初始位置朝向楔形隔片(S)移动并抬起。因此，钳嘴(B)现在可变成处于这样的位置中，即卡槽连接(H1；H2)被取消，并且作用在滑块(S1)上的更大的力(F2)有可能使滑块快速移动。
参考标记：
S1 滑块
A1 锁止元件
H1；H2 卡槽连接
F1 第一力
F2 第二力
A 指示面
R 导体通路；连接面
G 壳体
B 钳嘴
S 隔片
Z1 第一状态
Z2 第二状态
V 压敏电阻

Claims (11)

1.一种用于热触发或热断开过电压保护器的装置，包括：
-锁止元件(A1)，第一力(F1)作用在所述锁止元件上，并且所述锁止元件被固定在所述装置上，使得所述锁止元件在超过极限温度时被释放；
-滑块(S1)，所述滑块在第一状态(Z1)下通过被固定的锁止元件(A1)闭锁，并且当所述锁止元件(A1)被释放时，第二力(F2)作用在所述滑块上，以便将所述滑块运送到第二状态(Z2)；
其特征在于，卡锁-夹持设备(H1)与所述滑块(S1)连接，所述锁止元件(A1)通过所述卡锁-夹持设备间接地闭锁所述滑块，并且所述第二力(F2)通过所述卡锁-夹持设备仅作为部分力分量夹紧地作用在所述锁止元件(A1)上，其中所述卡锁-夹持设备(H1)具有至少两个弹性的、柔性的钳嘴，所述钳嘴在所述第一状态(Z1)下支撑抵靠所述被固定的锁止元件(A1)和所述滑块(S1)的周界(G)。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一力(F1)和/或所述第二力(F2)通过预紧弹簧和/或通过质量产生。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述钳嘴(B)布置成使得作用在所述锁止元件(A1)上的法向力抵消。
4.根据权利要求1或3中任一项所述的装置，其特征在于，所述钳嘴具有阶梯，所述阶梯能够抵靠固定点，使得在所述钳嘴未被释放的锁止元件(A1)闭锁时，所述第二力(F2)使所述钳嘴产生弯曲。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述阶梯是凹槽的部分，所述凹槽支撑抵靠所述周界的相应的凸块，并且/或者所述阶梯是凸块的部分，所述凸块支撑抵靠所述周界的相应的凹槽。
6.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，与温度相关地固定所述锁止元件(A1)通过焊接连接、粘接剂和/或通过蜡连接来实现。
7.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于楔隔片(S)，当所述锁止元件在向所述第二状态(Z2)过渡的状态下压靠所述楔隔片(S)时，所述楔隔片将所述锁止元件(A1)相对于其在所述第一状态(Z1)下所固定于的周界(G)抬起。
8.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，产生力的元件以如下方式布置，即所述第一力(F1)和所述第二力(F2)彼此平行取向，并且F1≤F2。
9.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，指示面与所述滑块(S1)连接，所述指示面显示所述装置的相应的状态(Z1、Z2)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，通讯设备显示所述装置的相应的状态(Z1、Z2)。
11.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，锁止元件(A1)和夹持设备(H1)之间的接触面被构造成点状。
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