CN107112101A - 具有在热过载情况下激活的机械式断开装置的过压保护设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种过压保护设备，其具有在热过载情况下激活的机械式断开装置，所述断开装置包括连接元件，所述连接元件借助用弹性力加载的或者预紧的滑动件能由闭合位置运动到断流位置，其中，所述连接元件的闭合位置通过焊料固定。所述连接元件包括一对金属弓形件，其中滑动件连同预紧弹簧一起装入在各弓形件之间的自由空间中。按照本发明设置支撑体，在其底侧上构造有用于外部连接件的通口，其中，所述支撑体具有与底侧对置的用于引入过压保护单元的开口。此外腔体位于底侧之上，所述腔体接纳金属弓形件、滑动件和预紧弹簧，其中所述过压保护单元的相应的接触翼片伸入腔体内。所述滑动件包括指向底侧的第一臂和指向开口的第二臂，其中，所述第二臂转入用于以光学信号表示的部段中，而所述第一臂转入用于触发故障通讯装置的部段中。

Description

具有在热过载情况下激活的机械式断开装置的过压保护设备
技术领域
本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分的过压保护设备，其具有在热过载情况下激活的机械式断开装置，所述断开装置包括连接元件，所述连接元件借助用弹性力加载的或者预紧的滑动件能由闭合位置运动到断流位置或电位分离位置，其中，所述连接元件的闭合位置通过焊料或可热脱开的粘接剂确保，此外连接元件包括一对金属弓形件，各金属弓形件的端部平行延伸并且接纳过压保护单元的相应接触翼片，各弓形件的背离过压保护单元的端部能以包围一个自由空间的方式彼此连接并且具有用于外部连接件的部段，滑动件连同预紧弹簧一起装入该自由空间中，其中，弹簧预紧朝向过压保护单元的接触翼片的方向定向，此外滑动件具有锲形形状和/或金属弓形件的部段具有斜面，以便在滑动件运动时在各弓形件的平行延伸的端部上产生力分量，从而所述端部能远离接触翼片运动，其中，在各弓形件的平行延伸的端部与接触翼片的区域内构造有钎焊或粘接连接，以及此外滑动件具有以光学信号表示相应的滑动件位置的部段并且在可动的滑动件的该部段之下设置能由滑动件释放的用于以光学信号表示相应断开状态的其他面。
背景技术
由DE102007042991A1已知一种同类型的过压保护设备，其具有在热过载情况下激活的机械式断开装置。在此，特别是连接元件的在断开情况下打开的焊接点不可持续受到机械的力方面的负载作用。根据DE102007042991A1的另一任务在于，如此设计断开装置的连接元件，使得得到足够的浪涌电流承载能力，其中，用于导流过程的接触压力可通过浪涌电流自身产生。
就此而言，已知的断开装置在结构上如此设计，使得通向限制电压的过压保护单元、特别是可变电阻的电流引导件由两个被浪涌电流沿相同方向流过的导体部段构成，各导体部段在端部区域中基本上平行地延伸并且转为一个共同的连接点，该连接点由焊料固定。
通过并联的电流以及与之关联的力作用，在浪涌电流的情况下，导体或弓形件的部段张紧，并且在该时间点引起在焊接点处接触力所希望的提高，由此可实现：焊接点仅为了固定弓形件的相应部段而布置。同样允许的是，将焊接点的机械尺寸限制为绝对最小值并且将其因此设计为特别热敏感的。因此焊接点仅具有非常小的热容量。
现有技术中的包括一对分流的金属弓形件的连接元件可以设计为由机械强度较低的材料制成。通过划分为并联的电流通道，导体部段的尺寸可以低成本地实现，因为电流密度减半了。
已知的断开装置的弹簧有如下任务，在焊接点熔化的情况下将上述滑动件转移到所述电流通道之间并且因此中断电路。弹性力可以降低，从而得到焊接点的所希望的低的持久负载。通过滑动件的楔形设计，断开过程可以得到辅助。在根据DE102007042991A1教导的设计方案中，设置为可变电阻的过压保护单元可以单独封装，其中，仅该壳体封装件的材料需满足特别的热和电气要求。在一种设计方案中，已知的滑动件具有基本上平的用于以光学信号表示相应滑动件位置的表面部段，亦即关于相应的窗口，该窗口位于外壳体中。在该可移动的滑动件的表面部段下方设有可由滑动件释放的用于以光学信号表示断开状态的另一面。滑动件的表面部段和所述另一面构造为不同颜色的。
最后，根据DE102007042991A1，滑动件的脚具有导向槽，以便在直到金属弓形件分离所要进行的运动中防止翘曲。
对根据DE102007042991A1的教导进行了进一步扩展的DE102013006052A1同样涉及一种过压保护设备，其具有至少一个过压保护单元和至少一个接触翼片以及在热过载情况下激活的机械式断开装置。该断开装置包括连接元件，该连接元件可以借助通过弹性力预紧的滑动件从闭合位置向断流位置运动。在此，连接元件也包括一对分流的金属弓形件，各金属弓形件的指向过压保护单元接触翼片的端部平行地延伸并且在各端部中间容纳过压保护单元的相应的接触翼片。
为了防止如在DE102007042991A1中所示出的事实，即：滑动件在功能上与滑动件位置的光学信号表示相耦合进而与断开装置的功能特性的显示相耦合，按照DE102013006052A1提出，至少一个所述弓形件构成成用于围绕轴线可枢转的显示器的止挡，其中，当借助滑动件使各弓形件的平行延伸的端部从接触翼片侧部离开时，释放枢转运动。
所引用的现有技术的方案的共同点在于，实际的机械式断开装置以一定的距离设置在插接件-过压保护设备的上侧的侧部或者上侧上，这导致特别是当有非常高的浪涌电流流过时产生异常高的电动势，该电动势可能会导致整个系统的损坏。如果在这方面设置有用于保护过压保护单元、特别是可变电阻的内壳体，一方面产生在装配和生产流程中装入可变电阻的问题，另一方面带来如下缺点，即，余留了小的空间来安装用于以颜色进行状态信号表示的标记面。
发明内容
综上，本发明的目的因此在于，提供一种进一步扩展的具有在热过载情况下激活的或能激活的机械式断开装置的过压保护设备，该过压保护设备可以特别低成本地装配继而制成，并且该过压保护设备具有直至80KA范围内的浪涌电流稳定性。
本发明的任务的解决方案利用按照根据权利要求1的特征组合的过压保护设备实现，其中，从属权利要求包括至少符合目的的设计方案和进一步扩展方案。
因此，从具有在热过载情况下激活的或能激活的机械式断开装置的过压保护设备出发。所述断开装置包括连接元件，所述连接元件借助用弹性力加载的或者预紧的滑动件能由闭合位置运动到断流位置或电位分离位置。在所述闭合位置中连接元件通过焊料或可热脱开的粘接剂确保。
连接元件优选包括一对金属弓形件，各金属弓形件的端部平行延伸并且优选在各端部中间接纳过压保护单元的、特别是可变电阻的相应接触翼片。
各弓形件的背离过压保护单元的端部在包围一个自由空间的情况下能彼此连接并且具有用于外部的连接件的部段，实际的滑动件连同预紧弹簧装入该自由空间中，其中，弹簧预紧朝向过压保护单元的接触翼片的方向定向。
优选地，滑动件具有锲形形状和/或弓形件的部段具有斜面，以便在滑动件运动时在各弓形件的平行延伸的端部上产生力分量，从而所述端部能离开接触翼片运动，其中，在各弓形件的平行延伸的端部与接触翼片的区域内构造有钎焊或粘接连接。
此外，滑动件具有以光学信号表示相应的滑动件位置的部段并且在可动的滑动件的该部段之下设置能由滑动件释放的用于以光学信号表示相应断开状态的其他面。
在本发明的一种实施方式中，滑动件也可以具有M构型或者是接近M形状。
按照本发明，设置特殊的支撑体，借助所述支撑体，过压保护设备的所有主要元件可以机械地连接并装配。
对于支撑体所需的材料必须满足特殊的电气或机械特性，相反，壳体封装件可以由较便宜的材料构成。
所述支撑体在其底侧上具有用于外部连接件的通口，其中，所述支撑体的与底侧对置的部分具有用于引入过压保护单元的开口。
所述外部的连接件可以构造为例如以U或V形的插接触点，所述插接触点关于基底部件用于确保电触点接触所述构造为插接件的过压保护设备。
腔体位于支撑体的底侧之上，所述腔体接纳这对金属弓形件、滑动件和预紧弹簧，亦即接纳用于热断开装置的机构，其中，过压保护单元的相应的接触翼片伸入腔体内。
按照本发明的滑动件具有指向底侧的第一臂和指向开口进而指向支撑体的上侧的第二臂。
所述第二臂转入用于以光学信号表示的部段中，而所述第一臂转入用于触发故障通讯装置的部段中。
由此，补充有各臂的滑动件不仅承担在故障情况下的断流功能，而且也承担显示相应过压保护设备的状态连同用信号表示所述状态的功能。
按照本发明，所述能由滑动件释放的用于以光学信号表示断开状态的其他面(所述面例如可以保持为红色)构造为部分地遮盖支撑体开口的侧壁部段的突出部。
在此，按照本发明规定：突出部连同侧壁部段构造为可弹性运动并且尤其是所述突出部和侧壁部段通过薄膜铰链与支撑体连接。
在装配方面，通过支撑体的上侧面的开口以及突出部连同侧壁部段的侧向推开可以将相应的可变电阻块或者多个可变电阻的组合插入支撑体内。在已插入状态下，突出部连同侧壁部段又运动回去并且根据突出部的尺寸设计而遮盖支撑体上侧上的开口。
所述第二臂在支撑体中的面式凹槽或者相应成型件内延伸。
在凹槽和第二臂之间构造有用于导向的机构。所述机构可以按照榫槽导向的类型实现。
在本发明的一种优选的实施方式中，所述过压保护单元包括多个可变电阻的电气和机械的并联布置。
所述第一臂以其自由端部嵌入在支撑体底板中的空隙内并且卡住通讯装置的销。所述销处于自身已知的基底部件或基座上，所述基底部件或基座用于接纳一个或多个实施为插接件的过压保护设备。
所述支撑体在空出底侧的情况下能由壳体封装件包围，其中，壳体封装件的上侧具有用于识别断开装置状态的窗口。
之前提及的腔体通过壁与支撑体其余部分以及所述过压保护单元热去耦。唯一的热直接连接存在于所涉及的、特别是构造为一个或多个可变电阻形式的至少一个过压保护单元的伸入到腔体内的接触翼片。为了接纳预紧弹簧，用于接纳弹簧的一个端部的空腔处于可动的滑动件内。
所述连接元件的基本上平行延伸的端部(如已经提及的那样)通过焊料或粘接剂而位置固定并且在断开过程中通过它们的机械固有应力彼此分开。
在本发明的一种优选设计方案中，各弓形的连接元件对称地构造。
在断开情况下滑动件移入到钎焊或粘接连接区域内并且穿过该区域，从而可以避免焊丝进而避免不安全的分离。
所述滑动件如支撑体一样地由电绝缘材料制成。
附图说明
以下应根据实施例以及在借助附图的情况下进一步阐述本发明。其中：
图1示出构造为插接件的过压保护设备的分解图；
图2示出基于还没有壳体封装件的支撑体的已安装单元的透视图；
图3示出具有第一和第二臂的细节示图；
图4a示出还没有接纳过压保护单元的支撑体的示图，不过突出部连同相应的侧壁部段在利用薄膜铰链的情况下沿侧向倾斜；
图4b示出类似于根据图4a的支撑体的示图，不过突出部连同侧壁部段运动回去；
图5示出在过压保护设备的运行状态下所形成的电流路径的原理示图；
图6a示出具有臂和金属弓形件对的滑动件的原理示图，各弓形件的端部平行延伸并且接纳过压保护单元的相应的接触翼片；
图6b示出类似于根据图6a的滑动件的原理示图，不过在断开的状态下、亦即在滑动件已经使金属弓形件运动到断开位置的状态下；
图7a示出两个构成为处于基底部件中的插接件的过压保护设备的透视图，具有部分剖开的示图以用于能更好地识别热断开装置的状态，更确切地说根据图7a在未断开状态下；
图7b示出在断开状态下。
具体实施方式
按照图1的构成为插接件的过压保护设备2包括如下主要组件：支撑体16、具有用于以光学信号表示断开装置相应状态的部段7的完整滑动件4、两个在外部构成为插接触点的连接件13和14，其中，连接件14包括机械式断开装置的金属弓形件，过压保护设备还包括预紧弹簧27、带有触点18和19的过压保护单元11以及指向支撑体16底侧的触点17，所述预紧弹簧由所述滑动件4的一个端部20部分接纳。在示出的例子中，过压保护单元11包括两个机械的且电气并联的可变电阻21。
此外，支撑体16的侧壁或者相应侧壁部段26设有弯曲的突出部12，所述突出部在一个区域上遮盖支撑体16的开口。所述具有突出部12的侧壁部段26通过一个未示出的薄膜铰链能弹性运动，从而如箭头符号所表示地那样可以将过压保护单元11插入到支撑体16中。
相应完整的在图2中示出的大致可正常工作的布置结构于是被壳体封装件10包围，所述壳体封装件具有与设备布置结构的状态可识别性有关的观察窗口8。
优选地，所述外部的连接件13和14在它们的插接部段22上具有U型。
从综观各图中可得知：支撑体16的底侧160具有用于外部的连接件13、14的通口，其中，所述支撑体16具有与底侧160对置的开口170。
滑动件的与金属弓形件的区域接触的部段可以具有楔形面并且具有M型的形状。
在底侧160的上方可具有腔体180，所述腔体接纳这对金属弓形件(根据图2：14)、实际的滑动件、特别是部段20和预紧弹簧27。其中，过压保护单元11的相应的接触翼片17伸入到腔体180内。
所述滑动件4包括指向底侧160的第一臂200和指向开口170进而指向支撑体16的上侧的第二臂400。
所述第二臂400转入用于以光学信号表示的部段7中，而所述第一臂200转入用于触发故障通讯装置的部段5中。
所述由滑动件4释放的其他面12是侧壁部段26的突出部的面。
所述第二臂400在支撑体16的面式凹槽401中延伸，其中，在凹槽401和第二臂400之间构造有用于导向的机构402。
所述机构402可以是一突出部，所述突出部与滑动件4中的槽403相连接以实现希望的导向。
所述第一臂200以其自由端部5嵌入在支撑体16底侧160中的空隙内，正如在图2中可看到的那样。
由根据图1至4b的示图可知过压保护设备的装配过程。
优选制造为塑料浇注件的支撑体16在其内部接纳过压保护单元11，所述过压保护单元大致可以经由开口侧170在部件26和12枢转离开之后插入。在安置并固定了触点13和14以及焊接过压保护单元11的连接端子17、18和19之后并且在滑动件的参照在触点14的金属弓形件之间的自由空间进行定位的准备阶段中结束初步的装配过程。接着，仅需装上壳体封装件10，其中与此相关地以自身已知的方式设置用于卡锁的相应机构。
图5通过虚线29显示流过过压保护设备的电流，其中，插接触点显示为在图5中具有较长支脚13的左侧触点22以及具有较短支脚的右侧触点28，其中，所述较短的支脚转入金属弓形件14中或者与这样的金属弓形件相连接。对于过压保护单元11的触点17，于是在区域23中实现必要的在热负载时断开或者熔化的钎焊连接。
所述热断开装置9(参见图6b)在根据图5的示图中处于在触点22和28的紧挨着的附近，从而导致在浪涌电流负载情况下降低的电动势。
以附图标记30表示触点22和28之间的净距离。
在参考图6a和6b的情况下应进一步阐述热断开装置的工作原理。
所述热断开装置9包括作为主要功能部件的金属弓形件25，所述金属弓形件优选是触点14的组成部分。在断开情况下或者说在原始状态下，弓形件25彼此分开，如在图6b中所示的那样。
预紧弹簧27被在M形滑动件的槽内导向。在正常状态下，弓形件25闭合并且与接触翼片24焊接。在此，滑动件20处在按照图6a的状态中。
在相应增加温度时，触点部件17用作热导体，在达到熔化温度时钎焊连接23脱开。由此弓形件25张开，如在图6b中所示的那样。所述张开在使用弹簧27的预紧力的情况下进行并且滑动件20的与此相关所引入的运动按照箭头方向示出在图6b中。
滑动件20以其居中的开槽与接触翼片24碰触，其中，滑动件20的楔面插入到弓形件25的相应前端部与接触翼片24之间的空间内，从而能达到希望的断开距离。
基于滑动件20的运动也产生部件7的移动，所述部件在断开情况下释放上侧或者更确切地说以不同颜色构造的突出部12。通过在壳体封装件10中的窗口8可以知道所改变的状态。
与此相关地也应注意到根据图7a和7b的示图，其中在图7a和7b中还示出接纳两个插接件2的基座件3。
在根据图7a的示图中，臂400的部段5卡住用于故障通讯的销6。借助滑动件4的位置改变而释放销6并且通过一示出的触点机构产生用于电通讯的信号。

Claims (14)

1.过压保护设备，其具有在热过载情况下激活的机械式的断开装置(9)，所述断开装置包括连接元件(14)，所述连接元件借助用弹性力加载的或者预紧的滑动件(4、20)能由闭合位置运动到断流位置或电位分离位置，其中，所述连接元件的闭合位置通过焊料或可热脱开的粘接剂确保，此外，连接元件包括一对金属弓形件(25)，各金属弓形件的端部平行延伸并且接纳过压保护单元(11)的相应接触翼片(24)，各弓形件(25)的背离过压保护单元(11)的端部能以包围一个自由空间的方式彼此连接并且具有用于连接件的部段，滑动件(20)连同预紧弹簧(27)一起装入该自由空间中，其中，弹簧预紧朝向过压保护单元(11)的接触翼片(24)方向定向，此外，滑动件(20)具有锲形形状和/或相应弓形件(25)的部段具有斜面，以便在滑动件运动时在各弓形件(25)的平行延伸的端部上产生力分量，从而所述端部能远离接触翼片(24)运动，其中，在各弓形件(25)的平行延伸的端部与接触翼片(24)的区域内构造有钎焊或粘接连接(23)，以及此外，滑动件(4、20)具有以光学信号表示相应的滑动件位置的部段(7)并且在可动的滑动件(4)的该部段之下设置能由滑动件释放的用于以光学信号表示断开状态的其他面，其特征在于，设置支撑体(16)，在该支撑体的底侧(160)上构造有用于外部连接件(13、14、22、28)的通口，其中，所述支撑体(16)具有与所述底侧(160)对置的用于引入过压保护单元(11)的开口(170)，此外腔体(180)位于底侧(160)之上，所述腔体接纳这对金属弓形件(25)、滑动件(20)和预紧弹簧(27)，其中，过压保护单元(11)的相应的接触翼片(24)伸入腔体(180)内以及所述滑动件(4)包括指向底侧(160)的第一臂(200)和指向开口(170)进而指向支撑体(16)的上侧的第二臂(400)，其中，所述第二臂(400)转入用于以光学信号表示的部段(7)中，而所述第一臂(200)转入用于触发故障通讯装置(6)的部段(5)中。
2.根据权利要求1所述的过压保护设备，其特征在于，所述能由滑动件(4、7)释放的用于以光学信号表示断开状态的其他面构造为部分地遮盖支撑体(16)开口(170)的侧壁部段(26)的突出部(12)。
3.根据权利要求2所述的过压保护设备，其特征在于，突出部(12)连同侧壁部段(26)构造为可弹性运动。
4.根据权利要求3所述的过压保护设备，其特征在于，所述突出部(12)连同侧壁部段(26)通过薄膜铰链与支撑体(16)连接。
5.根据上述权利要求之一所述的过压保护设备，其特征在于，所述第二臂(400)在支撑体(16)的面式的凹槽(401)内延伸并且在凹槽(401)和第二臂(16)之间构造有用于导向的机构(402)。
6.根据上述权利要求之一所述的过压保护设备，其特征在于，过压保护单元(11)包括多个可变电阻(21)的电气和机械的并联电路。
7.根据上述权利要求之一所述的过压保护设备，其特征在于，所述第一臂(200)以其自由端部嵌入在支撑体(16)底侧(160)中的空隙内。
8.根据上述权利要求之一所述的过压保护设备，其特征在于，所述支撑体(16)在空出底侧(160)的情况下由壳体封装件(10)包围，其中，壳体封装件(10)的上侧具有用于识别断开装置的状态的窗口(8)。
9.根据上述权利要求之一所述的过压保护设备，其特征在于，所述腔体(180)通过壁与支撑体(16)其余部分以及所述过压保护单元(11)热去耦。
10.根据上述权利要求之一所述的过压保护设备，其特征在于，用于接纳预紧弹簧(27)一个端部的空腔处于可动的滑动件(20)内。
11.根据上述权利要求之一所述的过压保护设备，其特征在于，各弓形件(25)的平行延伸的端部通过焊料或粘接剂而位置固定，然而在断开过程中通过机械的固有应力彼此分开。
12.根据上述权利要求之一所述的过压保护设备，其特征在于，各弓形件(25)对称地实施。
13.根据上述权利要求之一所述的过压保护设备，其特征在于，在断开情况下滑动件(20)移入到钎焊或粘接连接区域内并且穿过该区域以便避免特别是焊丝。
14.根据上述权利要求之一所述的过压保护设备，其特征在于，所述滑动件(20)由电绝缘材料制成。
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