CN110741451A

CN110741451A - 具有连接元件的浪涌保护器及其制造方法

Info

Publication number: CN110741451A
Application number: CN201880040864.2A
Authority: CN
Inventors: 彼得·柏格; 迈克·迪泰特; 罗尔夫·兰格
Original assignee: Phoenix Electric Co Ltd
Current assignee: Phoenix Electric Co Ltd
Priority date: 2017-06-22
Filing date: 2018-06-22
Publication date: 2020-01-31
Also published as: BE1025343B1; WO2018234517A1; EP3642853A1; BE1025343A1; US20200144012A1

Abstract

本发明涉及一种具有连接元件的浪涌保护器及其制造方法，包括过电压保护装置（USE1）、两个接触元件（K1、K2）、滑动件（AS）、连接板（B）和蓄力器（F）。两个接触元件（K1、K2）和过电压保护装置（USE1）的外表面上用非导电材料封装。非导电材料在第二接触元件（K2）上形成的连接区域（A）保持开放。在非触发状态下，连接板（B）连接到连接区域（A）。滑动件（AS）经布置使得当可热软化的接触材料软化时，滑动件在该力的作用下在非导电材料的表面上滑动，其中滑动件（AS）在连接板（B）与连接区域（A）之间移位。非导电材料指定了另外的功能。

Description

具有连接元件的浪涌保护器及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种具有连接元件的浪涌保护器及其制造方法。

背景技术

浪涌保护器在现有技术中是已知的。浪涌保护器包括传统的变阻器。变阻器由例如ZnO制成的扁平变阻器陶瓷组成，在其表面的两侧配备有电极。变阻器陶瓷和电极封装在环氧树脂中，用于保护其免受环境影响并且还用于保护免受冲击。为了连接到其他部件，变阻器设计有不被环氧树脂包围的引线，例如连接接线片或连接线。

在变阻器热过载时，变阻器可能被“熔断”，从而变阻器可能被强烈地加热或被爆炸性地破坏，变阻器热过载可能例如由重的和/或持久的电压浪涌或电源跟随电流引起，或者也可能由泄漏电流造成的长期老化效应引起。

为了防止这种影响，浪涌保护装置配备有断开装置，其在热过载的情况下中断到变阻器的馈线。

尽管一方面对浪涌保护装置的需求日益增加，另一方面人们发现这种装置的生产成本相对较高。这是因为电流浪涌保护器是由许多部件组成，大量的这种部件不仅在生产方面非常昂贵，而且还代表着故障源。

发明内容

本发明根据所要解决的问题提供具有连接元件的浪涌保护器及其制造方法，既经济又可靠。其中，所述浪涌保护器包括过电压保护装置、第一和第二两个接触元件，所述两个接触元件与所述过电压保护装置电接触，其中，第一接触元件形成有第一连接元件，所述两个接触元件和所述过电压保护装置外表面罩有非导电材料，在第二接触元件上的非导电材料留有导电连接区域，所述浪涌保护器进一步包括连接板，所述连接板形成有第二连接元件，在非触发状态下，所述连接板通过可热软化接触材料以导电方式连接至连接区域，所述浪涌保护装置还进一步包括滑动件和蓄力器，其中，所述滑动件经布置使得当所述可热软化接触材料在软化时，所述滑动件可以在来自所述蓄力器的力的作用下在所述非导电材料的表面上滑动，使所述滑动件在所述连接板与所述连接区域之间移位，其中，所述非导电材料具有与所述滑动件的颜色不同的颜色，使得所述滑动件的位移导致局部颜色变化，形成光学指示器，和/或所述非导电材料具有与所述滑动件相配合的导向元件，和/或所述非导电材料具有支撑抵靠所述蓄力器的保持元件。

该问题还通过根据用于制造浪涌保护器的方法来解决，该方法包括以下步骤：获得过电压保护装置；获得第一接触元件和第二接触元件；布置所获得的过电压保护装置以及第一接触元件和第二接触元件，以及包覆成型之前布置的接触元件和过电压保护装置，其中连接区域在第二接触元件上保持开放，并且成型使得在所述非导电材料上形成选自包括以下各项中的至少一项功能：非导电材料具有与滑动件的颜色不同的颜色，使得所述滑动件的位移导致局部颜色变化，形成光学指示器，和/或所述非导电材料具有与所述滑动件相配合的导向元件，和/或所述非导电材料具有支撑抵靠所述蓄力器的保持元件。

进一步有利的实施例是从属权利要求的主题。

附图说明

在下文中，参考附图更详细地解释本发明：

图1示出了根据本发明的浪涌保护器的一个实施例的示意性分解图；

图2a示出了处于非触发状态的图1的实施例的第一侧的示意性侧视图；

图2b示出了处于触发状态的图1的实施例的第一侧的示意性侧视图；

图2c示出了图1的实施例的第二侧的示意性侧视图；

图2d示出了图1的实施例的截面图；

图3示出了根据本发明的浪涌保护器的另一个实施例的示意性分解图；

图4a示出了处于非触发状态的图3的实施例的第一侧的示意性侧视图；

图4b示出了处于触发状态的图3的实施例的第一侧的示意性侧视图；

图4c示出了图3的实施例的第二侧的示意性侧视图；

图5示出了根据本发明的浪涌保护器的又一个实施例的示意性分解图；

图6a示出了处于非触发状态的图5的实施例的第一侧的示意性侧视图；

图6b示出了处于触发状态的图5的实施例的第一侧的示意性侧视图；

图6c示出了图5的实施例的第二侧的示意性侧视图；

图6d示出了图5的实施例的截面图；并且

图7示出了根据本发明实施例的示例性生产过程的流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地介绍本发明。应当注意，描述了不同的方面，每个方面可以单独使用或组合使用。也就是说，任何给定的方面可以与本发明的不同实施例一起使用，只要其没有明确地呈现为纯粹的替代方案即可。

此外，为了简单起见，在下文中通常总是仅提及一个单元。然而，除非明确提及，本发明还可以包括多个这样的单元。因此，“一”或“一个”的使用应当仅作为在简单实施例中使用至少一个单元的指示。

此外，应当注意，可以不同地选择该方法中步骤的顺序，或者可以将各个步骤合并到一个公共步骤中。因此，这些步骤应当仅仅作为某些方面的表示。

在图1、3和5中，以分解图示出了不同的实施例。本发明的实施例示出了具有（插入式或焊接式）连接元件的浪涌保护器。

浪涌保护器包括（至少）一个过电压保护装置USE1。

此外，浪涌保护器包括（至少）第一和第二两个接触元件K1、K2。接触元件K1、K2电接触过电压保护装置USE1。这里应该广义地解释“接触”。因此，接触元件可以直接位于变阻器陶瓷上或者位于金属化物上，在某些情况下，金属化物可以存在于变阻器陶瓷上或者焊接到变阻器陶瓷上。

成型第一接触元件K1使得其同时还形成浪涌保护器的第一（插入式或焊接式）连接元件S1。例如，在接触元件的一端形成为插头片（例如，图1和5）或形成为焊接元件（例如，图3）或形成为螺杆元件等。

在两个接触元件K1、K2和过电压保护装置USE1（至少对于一部分）表面上封装非导电材料ISO，其中非导电材料ISO在第二接触元件K2表面上留有导电连接区域A。

也就是说，位于非导电材料ISO下方的第二接触元件K2在连接区域A中是可电接触的。应当注意，连接元件S1、S2的区域同样没有非导电材料ISO。

浪涌保护器还包括连接板B，成型连接板B使得其同时还形成第二（插入式或焊接式）连接元件S2。

连接板B在图2a、4a和6a所示，在非触发状态下以导电方式通过诸如焊料或胶水的可热软化的接触材料连接到连接区域A。

此外，浪涌保护器还包括有滑动件AS和蓄力器F，其中滑动件AS经布置当可热软化的接触材料在软化触发状态下时，滑动件AS能够在来自蓄力器F的力的作用下在非导电材料的表面上滑动，如图2b、4b和6b所示，其中该滑动件AS在该连接板B与该连接区域A之间移位。图中只示出了位移。但是也可以使用具有相同效果的旋转或旋转和位移的组合。

此外，非导电材料ISO指定了至少一个另外的功能。该功能是，例如，非导电材料ISO具有与滑动件AS的颜色不同的颜色，使得滑动件AS的位移导致局部颜色变化形成光学指示器。即，颜色变化可以用于发信号通知是触发状态。也就是说，非导电材料ISO指定了信号形式的附加功能。

可替代地或附加地，可以提供的是，滑动件AS和非导电材料ISO分别具有模具成型的导向元件。也就是说，非导电材料ISO具有引导滑动件移动的机械支撑形式的附加任务。

可替代地或附加地，可以提供的是，在非导电材料ISO上模具成型有支撑抵靠蓄力器F的保持元件。也就是说，非导电材料ISO指定了机械支撑引导形式的（进一步）附加任务。

结果，这会造成部件的减少。部件的减少转而带来较低的生产成本和增加的安全性。特别地，接触元件K1、K2以及连接板B可以经设计为成本有效的冲压和/或冲压/弯曲部分。

在本发明的实施例中，过电压保护装置USE1包括变阻器和/或火花隙和/或气体放电器。也就是说，本发明可以与许多不同的过电压保护装置一起使用，造成在每种情况下部件的减少。

在另外的可替代或附加实施例中，两个接触元件K1、K2焊接到过电压保护装置USE1。通过在生产期间适当选择工艺参数，可以例如在包覆成型步骤S400中提供焊接。

在另外的可替代或附加实施例中，非导电材料ISO包括热塑性或热固性塑料或环氧树脂。

在另外的可替代或附加实施例中，如图2d和6d所示，连接区域A是在第二接触元件K2板上的突起。突起确保特定的电流分布，并且在故障的情况下导致散热的优选过程，从而确保从连接板B和接触元件K2形成的分离点的快速断开。此外，突起能够特别可靠地焊接分离点。

在例如图2a、2b和6a和6b中示出的另外的可替代或附加实施例中，至少一个机械编码C也形成在非导电材料ISO上，用于指示功率等级。

也就是说，编码C可以防止例如将属于错误功率等级的浪涌保护器插入到具有不合适编码插座的插座中。这可以防止损坏被保护的装置。

非导电材料可以容易地包括用于第二（插入式或焊接式）连接元件S2和/或用于连接板B的保持装置。也就是说，连接板B保持并且因此可以在没有进一步措施的情况下焊接到连接区域A。

此外，浪涌保护器还可以包括壳体G。该壳体可以（至少部分地）由非导电材料ISO形成。此外，可以设置罩H。然后，非导电材料ISO还可以包括用于罩H的模具成型的保持元件（例如闩锁元件）。

在不限制一般性的情况下，浪涌保护器可以包括电信接口。电信接口可以直接或间接激活，例如通过接触板B的弹开或通过滑动件AS的位移。

在本发明的实施例中，除了连接区域A之外，两个接触元件K1、K2和过电压保护装置USE1在表面被成型的非导电材料ISO所挤压。也就是说，可以提供可靠的连接以及良好的冲击保护和对周围影响的保护。

如前面已经提到的，还可以提供的是，接触元件K1、K2直接抵靠在过电压保护装置USE1的变阻器陶瓷和/或金属化部位置，而无需焊接或胶合到表面。在这种情况下，电接触仅由具有非导电材料ISO的支撑件通过挤压力来提供。由于现在可以省略焊接工艺步骤，于是这带来成本的进一步降低。

可以特别容易地制造浪涌保护器的上述实施例。

在步骤S100中，获得过电压保护装置USE1。在进一步的步骤S200中，获得第一接触元件K1和第二接触元件K2，所述步骤S200可以与步骤S100并行进行；或者也可以在步骤S100之前进行；或者甚至在时间上与步骤S100重叠。

可以与步骤S100和/或步骤S200一致的另一个步骤S300涉及所获得的过电压保护装置USE1以及所获得的第一接触元件K1和第二接触元件K2的布置。

例如，首先获得第一接触元件K1，然后获得过电压保护装置USE1并将其布置在第一接触元件K1上。然后，获得第二接触元件K2并将其布置在过电压保护装置USE1和第一接触元件K1的布置之上。

在元件经适当地定位之后，在进一步的步骤S400中，它们经包覆成型。给定工艺参数的适当选择，焊接工艺也可由包覆成型开始。当然，在这种情况下，必须首先在相应元件之间引入合适的焊料。但是，如果包覆成型材料在包覆成型期间或之后改变其温度特性，则也可以容易地在包覆成型之前单独提供焊接步骤，或者甚至在包覆成型之后提供焊接步骤。

在包覆成型期间，在非导电材料ISO上形成上述至少一个另外的功能。

当然，提供各个制造步骤的结果的半成品同样可以结合到适当调整的生产工艺中。

也就是说，由于本发明不再需要任何附加部件。特别地，（插入式或焊接式）装置引线K1/S1中的一个已经直接形成过电压保护装置USE1的直接连接。

过电压保护装置USE1（至少部分地）封装在非导电材料ISO中，其提供其他功能以及对环境影响和冲击保护的保护。特别地，非导电材料ISO提供壳体的至少一部分和/或用于状态指示的颜色编码，和/或编码和/或保持元件和/或导向元件。

特别地，当对于浪涌保护装置的要求较低时，可以省略将接触元件K1、K2焊接到过电压保护装置USE1，因为过电压保护装置USE1和接触元件K1、K2之间的接触力由包覆成型的非导电材料ISO充分地提供。

总之，应当再次提及的是，术语“包覆成型”应当被广义地解释并且还可以被理解为例如在形成过程中的包覆。

参考符号列表

USE1：过电压保护装置

K1、K2：接触元件

S1、S2：连接元件

A：连接区域

B：连接板

AS：滑动件

F：蓄力器

C：编码

H：罩

方法的步骤

S100：获得过电压保护装置；

S200：获得第一接触元件和第二接触元件；

S300：布置所获得的过电压保护装置以及第一接触元件和第二接触元件；

S400：包覆成型之前经布置的接触元件和过电压保护装置。

Claims

1.具有连接元件的浪涌保护器，包括过电压保护装置（USE1），其特征在于，所述浪涌保护器进一步包括有第一和第二两个接触元件（K1、K2），所述两个接触元件（K1、K2）与所述过电压保护装置（USE1）电接触，其中，第一接触元件（K1）形成有第一连接元件（S1），所述两个接触元件（K1、K2）和所述过电压保护装置（USE1）外表面罩有非导电材料，在第二接触元件（K2）表面上的非导电材料留有导电连接区域（A），所述浪涌保护器进一步包括有连接板（B），所述连接板（B）形成有第二连接元件（S2），在非触发状态下，所述连接板（B）通过可热软化接触材料以导电方式连接至连接区域（A），所述浪涌保护装置还进一步包括滑动件（AS）和畜力器（F），其中，所述滑动件（AS）经布置使得当所述可热软化接触材料在软化时，所述滑动件可以在来自所述蓄力器（F）的力的作用下在所述非导电材料的表面上滑动，滑动使所述滑动件（AS）在所述连接板（B）与所述连接区域（A）之间移位，其中，所述非导电材料具有与所述滑动件（AS）的不同颜色，使得所述滑动件（AS）的位移导致局部颜色变化形成光学指示器，和/或所述非导电材料具有与所述滑动件（AS）相配合的导向元件，和/或所述非导电材料具有支撑抵靠所述蓄力器（F）的保持元件。

2.根据权利要求1所述的浪涌保护器，其特征在于，所述过电压保护装置（USE1）包括变阻器和/或火花隙和/或气体放电器。

3.根据权利要求1或2所述的浪涌保护器，其特征在于，所述两个接触元件（K1、K2）焊接到所述过电压保护装置（USE1）。

4.根据以上权利要求之一所述的浪涌保护器，其中所述非导电材料包括热塑性塑料或热固性塑料或环氧树脂。

5.根据以上权利要求之一所述的浪涌保护器，其特征在于，所述连接区域（A）在所述第二接触元件（K2）板上突起。

6.根据以上权利要求之一所述的浪涌保护器，其特征在于，在所述非导电材料上形成至少一个机械编码，用于指示功率等级。

7.根据以上权利要求之一所述的浪涌保护器，其特征在于，所述非导电材料形成有用于所述第二连接元件（S2）的保持装置。

8.根据以上权利要求之一所述的浪涌保护器，其特征在于，所述浪涌保护器进一步包括壳体（G）。

9.根据权利要求8所述的浪涌保护器，其特征在于，所述非导电材料形成所述壳体的至少一部分。

10.根据权利要求8或9所述的浪涌保护器，其特征在于，所述非导电材料包括由模具成型的用于罩（H）的保持元件。

11.根据以上权利要求之一所述的浪涌保护器，其特征在于，进一步包括电信接口。

12.根据以上权利要求之一所述的浪涌保护器，其特征在于，所述非导电材料挤压在所述两个接触元件（K1、K2）和所述过电压保护装置（USE1）表面上。

13.根据以上权利要求之一所述的浪涌保护器，其特征在于，所述非导电材料将所述两个接触元件（K1、K2）保持为在所述过电压保护装置（USE1）上处于电接触。

14.根据以上权利要求之一所述的浪涌保护器，其特征在于，所述第一连接元件和/或所述第二连接元件是插板式或焊接销式连接元件。

15.制作以上权利要求之一所述的浪涌保护器的方法，包括以下步骤：

（S100）获得过电压保护装置（USE1）；

（S200）获得第一接触元件（K1）和第二接触元件（K2）；

（S300）布置所获得的过电压保护装置（USE1）以及所述第一接触元件（K1）和所述第二接触元件（K2）；

（S400）包覆成型之前经布置的所述接触元件（K1、K2）和所述过电压保护装置（USE1），其中，在所述第二接触元件（K2）上的连接区域（A）保持开放，并且，成型使得在所述非导电材料上形成选自包括以下各项中的至少一项功能：所述非导电材料具有与所述滑动件（AS）的颜色不同的颜色，使得所述滑动件（AS）的位移导致局部的颜色变化，形成光学指示器，和/或所述非导电材料具有与所述滑动件（AS）相配合的导向元件，和/或所述非导电材料具有支撑抵靠所述蓄力器（F）的保持元件。