CN1264942A

CN1264942A - 过压保护件

Info

Publication number: CN1264942A
Application number: CN 00102275
Authority: CN
Inventors: R·D·布瑟; C·斯托尔贝克
Original assignee: Krone GmbH
Current assignee: ADC GmbH
Priority date: 1999-02-20
Filing date: 2000-02-18
Publication date: 2000-08-30
Anticipated expiration: 2020-02-18
Also published as: CN1306670C; EP1030421A1; DE19907319B4; DE19907319A1

Abstract

一种具有直接信令的过压保护件(1),包括一个三极电涌放电器(2)、一个防障接触体(3)和一个信令接触体(5),电涌放电器的中心电极(18)永久地连接至地电位,防障接触体(3)被设计成具有至少一个熔融元件(4)并且可以如此插入电涌放电器,即:它以弹簧方式被预加应力,其中熔融元件处于电涌放电器的绝缘区域(17)上,信令接触体(5)永久地电连接至防障接触体(3);本发明还涉及一种用于过压保护电路(1)的防障接触体(3)。

Description

过压保护件

本发明涉及一种如本专利申请权利要求1的前序部分中限定的过压保护件。

过压保护件应用于(尤其是)电信和数据技术中，用以保护对应的双导线以抵抗过压和过流，过压和过流是由技术缺陷或诸如雷击之类的外部干扰引起的。为此，这类过压保护件具有一个限压组件并且通常还具有一个限流组件，这些限压组件和限流组件具有相关的熔融元件，熔融元件通常呈小焊料球的形式。如果在限压组件中产生了持续较长时间的过流，那么由于组件上产生的热损耗，小焊料球会熔化，结果是，一种机械式防障机构(fail-safe)通常使导线对地短路。这是必要的，因为这些组件及其靠近部分的操作可能会受到所产生的过流的有害影响。为了更容易地识别哪个防障机构已动作，多种大不相同的直观防障信令方法(fail-safe signaling method)已经是公知的，例如采用发光二极管。

为了防障动作的信号化，多种方法是公知的。如果限压组件过热，除了从a和b对地的短路之外，可以使一个并行的过程产生动作(间接信令)。在这种情况下，与安全相关的防障动作过程保持完全独立于信令过程，但是仅仅近似的关系是不利的。即使两个过程最佳地匹配，热构象(constellations)也总是可能的，即，防障已动作但信令没有产生，反之亦然。为了直接信令，已知的方法是，以弹簧方式被预加应力的防障接触体被插入电涌放电器，并且一方面通过一个安装元件而另一方面直接地连接至电涌放电器的一个中心电极。另外，中心电极通过一个焊点永久地连接至地电位，这样防障接触体也永久地连接至地电位。此外，防障接触体被设计成带有一个夹子，这个夹子可以例如插入一个印刷电路板中。夹子提供了电涌放电器和防障接触体之间或者信令接触体和电涌放电器之间的调整。信令接触体在与防障接触体相同的方向上以弹簧方式被预加应力，并且通过一个绝缘片而设置在熔融元件上。信令接触体形成在熔融元件下面，并且具有一个钩形的凸起区域，当熔融元件熔融时，凸起区域将绝缘薄膜下面的信令接触体电连接至防障接触体并由此电连接至地电位。用于防障信令的电路由此接通，并且例如一个LED开始发光。然而，这种公知的过压保护件具有许多缺点。电涌放电器和防障接触体处于平衡状态，这种状态会受到信令接触体的附加预加应力的干扰，这样电涌放电器当受力时可能偏移。另一个问题来源于制造用于信令接触体的绝缘薄膜的复杂性。另外，电涌放电器和防障接触体之间通过夹子的定位以及防障接触体和信令接触体之间的定位是很复杂的并且容易发生故障，因为只有防障接触体和信令接触体之间的准确的相对移动才能保证正确的信令。

DE19708651A1公开了一种充气的电涌放电器，它具有至少两个电极、具有设置在两个电极之间的绝缘体并且具有过载保护，过载保护为外部短路装置的形式，其中，短路装置轴向悬挂电涌放电器，并且为此包括一个导电的短路连接件，此连接件在电涌放电器的轴向延伸，并且其端部通过固定装置固定在沿径向距电极一定的距离处，固定装置施加一个弹力，还包括一个隔离件，当供给热量时这个隔离件可以熔融，固定装置包括一个开口环，开口环可以卡在绝缘体上并且由带状的弹性材料构成，在其端部之一处设置短路连接件，隔离件设置在短路连接件的中心部分和绝缘体之间或者设置在短路连接件的端部和相应电极之间。除了没有信令之外，这种公知的电涌放电器的一个缺点是：a、b两根导线独立地在一个三极结构中被短路。

因此，本发明是基于以下技术问题：提供一种带有直接信令的过压保护件，这种过压保护件的制造和定位简单并且能提供可靠的信令；还提供一种防障接触体，它可以用于诸如过压保护件中。

该技术问题是通过本专利申请的权利要求1和6的特征解决的。进一步的有益改进源于从属权利要求。

在这种情况下，一个熔融元件设置在电涌放电器的绝缘部分上，信令接触体永久地电连接至防障接触体。这避免了防障接触体和信令接触体之间的难以调整的相对移动。另一优点是，信令接触体不需要任何绝缘薄膜或类似部件。如果(例如)防障接触体和信令接触体之间的永久连接是通过信令接触体对防障接触体的弹性预加应力提供的，电涌放电器的偏移问题仍然可以克服，因为信令接触体的预加应力不需要与防障接触体的预加应力方向相同，只要这种设计保证两者永久地电连接，信令接触体的预加应力也就不会干扰电涌放电器的平衡，因此后者就不会偏移。另外，还可以省去一个夹子，由此简化了制造和定位。如果产生较长时间的过压，熔融元件会熔融，并且短路连接件会使电涌放电器的电极短路。同时，防障接触体触及中心电极，并由此连接至地电位。

在进一步的优选实施例中，在防障接触体的与短路连接件相反的一侧上形成有另一熔融元件，此熔融元件带有一个相关的接地接触体。当熔融元件熔融时，在短路连接件使电极短路之前，接地接触体可靠地与电涌放电器的中心电极接触。由此电极总是对地短路。

在进一步的优选实施例中，熔融元件为焊料连接件的形式。这使得防障接触体稳定的移动，这样两个电极总是能够同时可靠地短路。

在进一步的优选实施例中，防障接触体在中心区域中形成有支撑元件，这些支撑元件最好是切削防障接触体形成的。支撑元件防止了防障接触体在电涌放电器上被推移得太远，并且起到类似调整元件的作用，这保证了焊料连接件和电涌放电器之间的可靠接触。

在进一步的优选实施例中，防障接触体在中心区域中的长度等于电涌放电器的长度，这使得能够更容易地目测检查防障接触体是否已被对称地压在电涌放电器上，并且防止了防障接触体的简单偏移。

下面将参照优选的示范性实施例对本发明进行更详细的描述。附图中：

图1是一种过压保护件的简要结构的侧视图；

图2是电涌放电器的侧视图，其中一个防障接触体压在其上；

图3是通过电涌放电器的剖视图，其中一个防障接触体压在其上；

图4是电涌放电器的立体图，其中一个防障接触体压在其上；以及

图5是一种(已有技术的)过压保护件的简要结构的侧视图，其中存在防障接触体和信令接触体之间的相对移动。

图5示出了一种根据已有技术的过压保护件1，为了使本发明更清楚，首先对该过压保护件进行简要说明。过压保护件1包括一个电涌放电器2、一个防障(fail-safe)接触体3、一个熔融元件4和一个信令(signaling)接触体5。电涌放电器2的一个中心电极通过焊点6永久地连接至接地条7。熔融元件4以同样的方式连接至电涌放电器2的中心电极。防障接触体3由此也通过熔融元件4永久地连接至地电位。防障接触体3的一部分插入接地条7中并形成一个夹子8。信令接触体5设置在一个印刷电路板9上并且是一个信令电路的一个组件。就象防障接触体3一样，信令接触体5以弹簧方式被预加应力，并且在所述熔融元件4的区域中借助于一层绝缘薄膜与熔融元件4电绝缘。当熔融元件4熔融时，这会导致防障接触体3和信令接触体5之间的相对移动，在这种情况下，借助于绝缘薄膜下面的一个凸起区域10，两个接触体相互连接，于是信令电路就接通了。

图1示出了根据本发明的过压保护件1的简要结构。正如图5中所示的已有技术中那样，电涌放电器2的中心电极例如通过焊点6永久地连接至接地条7。防障接触体3卡在电涌放电器2上，于是便以弹簧方式被预加应力。不过，与已有技术不同，连接至防障接触体3的熔融元件4并不连接至电涌放电器2的中心电极，而是位于电极之间的电涌放电器2的绝缘区域上。信令接触体5以弹簧方式在印刷电路板9的方向上被预加应力，并且电连接至防障接触体3。当熔融元件4熔融时，这会导致防障接触体3朝向电涌放电器2的中心电极移动，于是防障接触体3的一个接点连接至地电位。因此，永久地电连接至防障接触体3的信令接触体5也连接至地电位，这样信令电路就接通了。与已有技术中不同，信令接触体5的预加应力不再与防障接触体3的预加应力处于相同的方向上，这样信令接触体5的预加应力仅仅需要保证：在所述防障接触体3移动的过程中，信令接触体5维持电连接至防障接触体3。不过，这明显地比已有技术中那样的精密相对移动更容易实现。另一个优点是，信令接触体5抵压着电涌放电器2的力基本上垂直于接地条7，这样电涌放电器2不会偏移。在这一点上，仅仅应当再次特别说明的是，如果需要的话，甚至可以完全免除信令接触体5的预加应力，条件是无论防障接触体3发生任何移动，这种设计都能够保证防障接触体3维持与信令接触体5的永久电连接。

防障接触体3包括短路区域11、中心区域12和接地区域13，并且由导电材料形成，导电材料是带状的、弹性的，并且呈开口环形状。在短路区域11中，防障接触体3形成有短路连接件14，它用于在热过载的情况下使电涌放电器2的两个电极15、16短路。与短路连接件14相关的熔融元件4呈焊料连接件(solder link)的形式，它设在绝缘区域17上、处于电涌放电器2上的中心电极18的旁边。在接地区域13中，防障接触体3形成有一个接地接触体19，它位于中心电极18的区域中，接地接触体19最好由一个合适的切口形成。接地接触体19同样具有相关的熔融元件20，它呈焊料连接件的形式，并且也位于绝缘区域17上。在中心区域12中，防障接触体3形成有支撑元件21，当压紧时，支撑元件21抵靠在电涌放电器2的绝缘区域17上，并且同样是由切口形成的。支撑元件为焊料连接件提供了调整，使得它们不处于中心电极18上。

如果产生了较长延续时间的过压，由于与此过压相关的热负载，熔融元件4、20就开始熔融，导致防障接触体3在接地区域13和短路区域11中移动。由于接地接触体19是朝向内侧形成的，它首先触及中心电极18，于是防障接触体3处于地电位。随着熔融过程的继续，短路连接件14则会触及两个电极15、16，并且借助于连接至它们的导线而使它们对地短路。这保证了导线总是对地短路。将熔融元件4、20设计为焊料连接件保证了即使仅仅在一侧例如在一根导线上产生过压的情况下，也能使两个电极15、16并且由此使a和b导线可靠地对地短路，因为热传导使得熔融元件4、20全部熔融。在中心区域12中，防障接触体3的长度等于电涌放电器2的长度，这能够对正确的卡接进行简单的目测观察。

Claims

1.一种具有直接信令的过压保护件，它包括一个三极电涌放电器、一个防障接触体和一个信令接触体，其中电涌放电器的中心电极永久地连接至地电位，防障接触体被设计成具有至少一个熔融元件并且可以如此插入电涌放电器，即：它以弹簧方式被预加应力，

其特征在于，

熔融元件(4)处于电涌放电器(2)的绝缘区域(17)上，信令接触体(5)永久地电连接至防障接触体(3)。

2.根据权利要求1的过压保护件，其特征在于，防障接触体(3)形成有第二熔融元件(20)，对此熔融元件设置有一个接地接触体(19)。

3.根据权利要求1或2的过压保护件，其特征在于，一个或多个熔融元件(4、20)为焊料连接件的形式。

4.根据前述任一权利要求的过压保护件，其特征在于，防障接触体(3)在一个中心区域(12)中形成有支撑元件(21)，支撑元件(21)处于插入的电涌放电器(2)的绝缘区域(17)上。

5.根据前述任一权利要求的过压保护件，其特征在于，防障接触体(3)的在中心区域(12)中的长度等于电涌放电器(2)的长度。

6.一种用于过压保护件的防障接触体，它由导电材料构成，该防障接触体是带状的、弹性的，并且呈开口环形状，在其一端设置有一个短路连接件，短路连接件在内侧具有一个相关的隔离件，该隔离件呈熔融元件的形式，

其特征在于，

熔融元件(4)呈焊料连接件的形式。

7.根据权利要求6的防障接触体，其特征在于，在与短路连接件(14)相反的一端设置有第二焊料连接件，而后者具有相关的接地接触体(19)。