CN1883024A - 超温保护装置的制造方法和超温保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种超温保护装置(11)，其安装在包括加热导体(15)的支架(13)上。所述加热导体(15)具有中断部(17)，其顶部通过胶粘剂(21)预先固定有锡基保护元件(24)。延伸超出加热导体(15)的端部通过银聚合物胶(26)与加热导体电接触。

Description

超温保护装置的制造方法和超温保护装置

本发明涉及一种按照权利要求1前序部分所述的超温保护装置的制造方法和保护装置或超温保护装置。

由DE10150027C1已知一种由熔化传导元件和加热电阻元件构成的厚层保护结构元件。作为熔化传导元件的电阻层直接施加在加热电阻元件的导体层的两个端部之间的间隙中。当温度太高时，熔化传导元件就熔化而将电输入线路中断。

此外由DE19704097已知一种在支架上构成的带有熔化传导元件的超温保护装置。

任务和技术方案

本发明的任务是提供一种开头所述的方法和一种开头所述的超温保护装置，其可以避免现有技术的问题，尤其是可以简单和适应性很好地制造超温保护装置，该超温保护装置还能够集成于很小的线路配置中、能够可靠地工作和具有多种用途。

该任务由具有权利要求1的特征的方法和具有权利要求9的特征的超温保护装置解决。本发明的有利的和优选的进一步的结构方案由其它权利要求的内容给出并且在下面给出详细说明。其中按照制造方法制造的超温保护装置的进一步的结构方案的特征也涉及超温保护装置本身。通过明确的引用使权利要求的文字内容构成说明书的内容的一部分。涉及超温保护装置和制造方法的特征在以下部分地只说明一次，但是其也同样适用于超温保护装置和制造方法。

按照本发明，在制造方法中将加热导体或者加热装置安装在支架例如陶瓷陶瓷上。在加热导体的加热区域中，以及在加热导体的电流供给的电流路径中，设置了超温保护装置。为了制造这种超温保护装置，在第一步骤中将在一定温度下熔化的保护元件的各区域或端部至少在加热导体附近以机械的方式固定。该机械式固定部是电绝缘的，其可以有利地作为预先固定部分通过粘接或者采用胶粘剂来实现。此时，保护元件分别伸到位于中断部的两侧的导体上或者至少伸到接近该导体的地方。在第二步骤中，在保护元件的区域或端部与加热导体或其输入线路之间进行电接触。这意味着通过预先固定保护元件，进一步的制造过程尤其是电接触能够更简单地进行。例如可以在连续工艺中进行电接触，其中还可以进行其它的电接触。这在后面还要详细说明。

用于机械固定或者预先固定的胶粘剂一个在加热导体或者加热装置的工作温度下保持稳定和耐用，以便保持其固定作用。它可以上自粘接性的或者可以借助于固化剂固化。胶粘剂的施加可以采用制造方法上通常的方式进行，例如在连续设备中，采用丝网印刷、撒布器等类似方式。其中胶粘剂可以直接施加到支架上。这可以有利地在电路的两个敞开的端部之间进行，或者在加热导体的供给电流路径中或者加热导体本身的分布中进行。可以依据空隙的情况构造该间隙。施加胶粘剂之后可以安装上保护元件。

为了制造电接触，在一个实施例中可以施加上一种导电的接触物质。这可以在保护元件的整体上或者它的一个或多个区域上以及在加热导体上或者其它构成电流路径的导体上进行。为此合适的材料例如其中带有传导性良好的金属如银的聚合物胶。这种聚合物胶的干燥温度或者硬化温度应该低于加热导体本身的熔化温度。因此保征通过涉及聚合物胶的工作步骤不会发生保护元件的机械稳定性方面的问题。

在另一个实施例中还可以建立保护元件与加热导体或其它导体在电流路径上的直接的电连接。例如可以焊接。焊接时可以将保护元件和导体之间可能存在的胶粘剂残余物熔化掉，使其不会妨碍可靠的接触。

保护元件构造成长形的是有利的，例如是具有平的横截面的棒。平的横截面的优点在于加热装置对保护元件有很好的加热作用，以便改善保护装置的快速反应。此时保护元件可以由低熔点的合金或者纯金属构成。此时可以通过选择组成成分和精确的合金比例按照要求的方式影响熔点熔化特性。

此外还可以用粉末制造保护元件，其通过混合的有机载体形成聚合物胶。该胶例如可以通过稍微印刷或者撒布器施加。在该情况下，用于预先固定的胶粘剂的特性通过聚合物胶建立。这种胶在施加之后被硬化。此时导体是或者电路上的电接触一般可以通过该胶的硬化来实现。或者，可以通过分开的步骤来进行，该步骤可以在硬化后进行，例如按照前述方式中之一的方式进行。

在实现电接触之后可以在前述结构上设置盖子，尤其是覆盖材料层。其也可以作为绝缘来作用。为此有利的是，可以采用弹性的和耐久性的覆盖材料，尤其是硅酮。因此使保护装置或者超温保护装置不受外部的影响，这种外部影响可能在保护元件熔化之前、期间或者之后损坏装置的功能。

重要的是，加热导体或电流路径的导体与保护元件之间的距离选择得足够大，使得在保护装置反应之后使电间隙至少达0.8毫米，有利的是1毫米或以上。在中断部的两侧可以在导体或者加热导体的区域中设置接点排，朝着该接点排主要是通过保护元件实现的接触。此处可以采用银触点。

这些和其它特征可以从权利要求、从说明书和附图中得到，其中单独的特征本身或者多个特征以进一步的组合形式可以在本发明的实施例中和其它领域中实施，并且有利地代表了要求保护的可独立保护的结构。将本申请划分成单独的段落以及小标题不是用于限制以下这些陈述内容的总的有效性。

附图简述：

本发明的实施例在附图中示意示出并且在下面详细说明。附图中，

图1是超温保护装置的第一实施例的截面视图，其中包括在加热导体和保护元件之间通过传导性聚合物胶形成的接触部；

图2是图1的实施例的变型，其中包括在保护元件和加热导体上的接触区之间通过焊接形成的电接触部；和

图3是两个实施例在一个公共视图中的俯视图。

实施例的详细说明

图1示出了一种超温保护装置11，其可以与加热装置构造成一体。在支架13上安装了加热导体15，支架例如可以是薄的陶瓷板。其中加热导体15可以是厚的层状加热元件，其例如从DE10021512A1中了解到。在加热导体的分布中具有中断部17，其宽度为几个毫米。伸向该中断部17上的加热导体15的端部支撑有镀银接点排19。

如可以看到的，在中断部17中和支架13上具有胶粘剂21。该胶粘剂21上又压结有长形的保护元件24。其中保护元件24从中断部17的长度上突出，搭接在镀银接点排19上。但是可以清楚地看到保护元件24没有直接接触镀银接点排19。它们之间有薄层的胶粘剂21。

对于电接触部，在保护元件24以及加热导体15端部区域中设置了镀银聚合物胶26。如可以看到的，该镀银聚合物胶以焊接的方式搭接在保护元件24的端部上和镀银接点排19的一部分上且主要是搭接在加热导体15的端部区域上。最后可以在该设置上安装由硅酮制成的盖子28。该盖子覆盖整个所示的结构，因此在盖子28下面只有加热导体15伸出来。

所示的保护元件24例如可以由锡构成，其具有232℃D的熔点。对于更高的断开温度，可以用铜进行合金或者例如应用锌。尺寸上例如可以采用3毫米长、2毫米宽和0.1毫米高。由此可以对额定功率为2000瓦以上的加热装置进行超温保护。

在图2所示的超温保护装置111中，保护元件124同样用胶粘剂121预先固定在加热导体115端部之间的中断部117的区域中。但是此处电接触是这样发生的，即在将胶粘剂预先固定和可能时硬化以后，将保护元件124的左右端部焊接到镀银接点排119上。焊接部129可以是接触焊或者是定位焊。胶粘剂121有时可以位于镀银接点排119和保护元件124之间，该胶粘剂会由于焊接的高温而燃烧掉或者蒸发掉，从而在任何情况下都会形成电能够通过的连接。

这样，一方面需要有两次焊接过程，而另一方面可以节省图1所示的接触性聚合物胶的安置。最后保护装置又用盖子128盖住。

从图3的俯视图可以看到，在超温保护装置11的情况下，胶粘剂21从侧面伸出并且位于镀银接点排19和保护元件24之间的情况。而在右边示出的超温保护装置111的情况下，胶粘剂121没有伸出并且也看不见。

制造方法

在本发明的用于前述超温保护装置的制造方法中，带有加热导体15的支架13已经存在。镀银接点排19可以作为涂层涂覆到中断部17的两侧。或者可以在该区域中对加热导体15也施加传导良好的涂层例如银。

之后，将少量的胶粘剂21置于中断部17中，这可以通过各种施加装置来进行，例如通过剂量喷射或者丝网印刷。然后在胶粘剂上安置保护元件24，使得其端部根据可能的情况分别支撑在镀银接点排19或者加热导体15上或者至少与它们搭接。依据胶粘剂21的性质，该胶粘剂在某些情况下必须被硬化或者可以自行硬化。当胶粘剂21变硬后，保护元件24的预先固定就完成了。

旋转必须完成保护元件24和加热导体15之间的电接触。为此可以施加前述镀银聚合物胶26。这例如可以按照前面施加胶粘剂21的相同的方式进行。在镀银聚合物胶26硬化后，保护元件24的特性以及结构不应该受到不利的影响。如果超温保护装置用于高温的情况，那么也可以采用镀银传导胶取代镀银聚合物胶26。

在图2所示的备选实施例中，在胶粘剂121变硬后，将保护元件124的各端部焊接到位于下面的接点排119上。

最后在保护装置11或者111上安装盖子，其形式例如是前述的硅酮层。此处也可以采用塑料或者其它涂层。

在使用镀银聚合物或者其它镀银胶按照图1制造电接触部时，该接触部对于温度的上升不是很敏感。这导致保护装置的反应较慢。而在图2所示的焊接连接使该接触部对温度的变化尤其是温度上升相当敏感。因此，如果希望有非常快的反应，建议采用焊接连接。

用在附图中所示的两个超温保护装置中的一个结合到加热导体中时可以直接监控该加热导体并且由此监控加热线路。还可以将这种超温保护装置设置在加热导体的输入线路的区域中，即只在实际的电输入线路中。由此可以避免在一定的可以选择的位置上出现过高的温度。

一种可能的应用实例是用于煮水壶或者电炉的加热装置。当全部的水在煮后蒸发掉时，那么温度会超过某个最大允许值。此处则可以采用本发明的保护装置来防止超过某个可以调节的温度，例如约230℃。

Claims (17)

1.超温保护装置(11，111)的制造方法，其中在支架(13，113)上安装有加热导体(15，115)并且在加热导体的加热区域中以及在该加热导体的电流路径中设有超温保护装置，其中在第一步骤中将在一定温度下熔化的保护元件(24，124)的各端部以机械的方式固定在至少加热导体的附近，优选采用胶粘剂(21，121)固定，其特征在于，在第二步骤中，在保护元件的端部与加热导体或其输入线路之间进行电接触。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该第一步骤中的机械式固定是用胶粘剂(21，121)进行的，尤其是绝缘胶粘剂，其在加热导体(15，115)的工作温度下是稳定和耐用的。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述胶粘剂(21，121)直接施加在支架(13，113)上并且接着在其上安置保护元件(24。124)，其中，优选地将胶粘剂施加在加热导体的电流路径中的电路的两个敞开的端部之间的间隙(17，117)中。

4.如前述权利要求中之一所述的方法，其特征在于，保护元件(24，124)在加热导体(15，115)或者其电流路径上的电接触通过导电的接触的和要施加的物质尤其是银聚合物胶(26，126)来实现，其中，该银聚合物胶的干燥温度或者硬化温度低于保护元件的材料的熔化温度。

5.如前述权利要求中之一所述的方法，其特征在于，保护元件(24，124)与加热导体(15，115)在电流路径上的电连接是通过保护元件与加热导体的电供给线路或者加热导体本身的直接的可以导电的连接进行的，优选为通过焊接。

6.如前述权利要求中之一所述的方法，其特征在于，保护元件(24，124)是长形的，尤其是棒形的，其中其优选由低熔点合金或者纯金属构成并且是部件。

7.如前述权利要求中之一所述的方法，其特征在于，保护元件以粉末的形式借助于混合的有机载体作为聚合物胶进行施加，其中，优选地借助于撒布器或者丝网印刷进行施加，尤其是聚合物胶在施加后仅被硬化。

8.如前述权利要求中之一所述的方法，其特征在于，在超温保护装置(11，111)的结构上设置一层覆盖材料，优选是硅酮(28，128)。

9.尤其是用于加热装置的超温保护装置，其具有其上带有加热导体(15，115)的支架(13，113)，其中，加热导体或者其电输入线路配置有电流路径，该电流路径上具有空隙形式的中断部(17，117)，其中，在一定温度下可熔化的保护元件(24，124)通过预先固定部这样地设置在该中断部的区域中，使得该保护元件至少几乎伸到中断部的两侧的导体或者加热导体上，并且附加地从侧面沿着该空隙和该保护元件形成在该导体或者加热导体之间的另一个连接(26，129)。

10.如权利要求9所述的超温保护装置，其特征在于，机械式预先固定是胶粘剂(21，121)，用该胶粘剂将保护元件(24，124)保持在导体(15，115)上或者支架(13，113)上。

11.如权利要求9或10所述的超温保护装置，其特征在于，保护元件(24，124)与导体或者加热导体(15，115)上的电连接是导电的接触的物质，优选是银聚合物胶(26)。

12.如权利要求9或10所述的超温保护装置，其特征在于，在导体或者加热导体上(15，115)上的电接触是该导体或者加热导体与保护元件(24，124)的某个区域的焊接连接(129)。

13.如权利要求9至12中之一所述的超温保护装置，其特征在于，保护元件(24，124)设置在加热导体(15，115)的加热区域中，其中，优选地这样构造导体或者加热导体与保护元件(24，124)之间的距离，使得在通过保护元件(24，124)的熔化而释放超温保护装置之后，电流路径被分开，并且尤其是分开的距离至少达到0.8毫米。

14.如权利要求9至13中之一所述的超温保护装置，其特征在于，保护元件(24，124)的材料是纯金属或者是低熔点合金，其中，合金或者金属的熔点有利地与超温保护装置的释放温度相匹配。

15.如权利要求9至14中之一所述的超温保护装置，其特征在于，至少在保护元件(24，124)上不可拆卸地设置盖子(28，128)，其中，该盖子优选具有硅酮或者由硅酮构成。

16.如权利要求9至15中之一所述的超温保护装置，其特征在于，在中断部(17，117)边缘上的电流路径中设置有用于接触保护元件(24，124)的位于导体或者加热导体(15，115)上的接点排(19，119)，尤其是银触点。

17.如权利要求9至16中之一所述的超温保护装置，其特征在于，保护元件(24，124)是成形件，尤其是长形的和棒形的。

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