ES2312380T3 - Absprbedpr de sobretensiones de montaje en superficie y capuchon de montaje en superficie para absorbedor de sobretensiones. - Google Patents
Absprbedpr de sobretensiones de montaje en superficie y capuchon de montaje en superficie para absorbedor de sobretensiones. Download PDFInfo
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Abstract
Un absorbedor de sobretensiones de montaje en superficie que comprende: - un elemento absorbedor de sobretensiones (10) construido fijando unos electrodos de descarga (22) en ambos extremos de una disposición cilíndrica, y dejando entre dichos electrodos de descarga (22) una cámara de separación ajustada por las posiciones fijas de dichos electrodos de descarga (22) con el fin de obtener las deseadas características de descarga caracterizado porque - dichos electrodos de descarga (22) tienen unos conductores (26) en ambos extremos internos de dicha disposición cilíndrica que es una carcasa cilíndrica (12) para dicha cámara de separación, - comprende adicionalmente unos capuchones (14) de montaje en superficie colocados en ambos extremos de dicha carcasa cilíndrica (12); en el cual dicho capuchón (14) de montaje en superficie comprende: -- una sección de pestaña (16) que agarra un extremo periférico exterior de dicha carcasa cilíndrica (12) y actúa como una sección (20) receptora de soldadura cuando dicho capuchón (14) de montaje en superficie es montado sobre una superficie; -- un agujero pasante (34) en el cual se inserta dicho conductor (26); y -- una sección de apriete situada alrededor de dicho agujero pasante (34) para encajar a presión sobre dicho conductor (26).
Description
Absorbedor de sobretensiones de montaje en
superficie y capuchón de montaje en superficie para absorbedor de
sobretensiones.
La presente invención se refiere a un absorbedor
de sobretensiones de montaje en superficie según el preámbulo de la
reivindicación 1. Tal absorbedor de sobretensiones comprende un
elemento absorbedor de sobretensiones que se construye fijando
electrodos de descarga en ambos extremos de una disposición
cilíndrica, y dejando entre dichos electrodos de descarga una cámara
de separación ajustada por la posición fija de dichos electrodos de
descarga para obtener las deseadas características de descarga.
Se conoce tal absorbedor de sobretensiones de
montaje en superficie por el documento WO 97/49151. Este absorbedor
de sobretensiones presenta la ventaja de que puede montarse en
superficie sobre un substrato impreso con una elevada densidad de
montaje y que el substrato puede ser incluso un substrato de doble
cara. El absorbedor de sobretensiones conocido comprende tres
electrodos separados por dos aisladores cilíndricos dispuestos entre
los electrodos. Este absorbedor de sobretensiones no comprende
conductores hacia los electrodos y, por consiguiente, un aspecto
particular
de esta disposición es una sujeción estable del absorbedor de sobretensiones sobre una tarjeta de circuito impreso.
de esta disposición es una sujeción estable del absorbedor de sobretensiones sobre una tarjeta de circuito impreso.
La presente invención está relacionada también
con el problema de proporcionar un absorbedor de sobretensiones que
pueda montarse en superficie. Con un absorbedor de sobretensiones
de montaje en superficie puede simplificarse significativamente la
operación de incorporarlo al substrato impreso, y tal absorbedor de
sobretensiones permite el uso de substratos de doble cara. Además,
puede densificarse la totalidad del dispositivo, y el absorbedor de
sobretensiones puede montarse sobre el substrato impreso con una
alta densidad. Debido a ello, el absorbedor de sobretensiones es
ventajoso para reducir el tamaño de los dispositivos
electrónicos.
Un importante objetivo adicional de la presente
invención es que el elemento absorbedor de sobretensiones debe ser
tratado mediante diversos procesos para estabilizar las propiedades
eléctricas del elemento absorbedor de sobretensiones propiamente
dicho. Este tratamiento comprende procesos tales como
envejecimiento, procesos térmicos y químicos de estabilización, y
tiene que efectuarse antes de que el absorbedor de sobretensiones
sea montado en una superficie. Para estas etapas de tratamiento el
elemento absorbedor de sobretensiones debe ser conectado a los
terminales de los dispositivos de tratamiento, y además de las
etapas de tratamiento es necesario comprobar el funcionamiento del
absorbedor de sobretensiones y clasificar los absorbedores de
sobretensiones según los resultados de las mediciones.
Para alcanzar una solución a estos problemas en
relación con el requisito del montaje en superficie del absorbedor
de sobretensiones, se proporciona según la presente invención un
absorbedor de sobretensiones de montaje en superficie según el
preámbulo de la reivindicación 1 y que comprende adicionalmente las
siguientes características:
- -
- dichos electrodos de descarga tienen unos conductores en ambos extremos internos de dicha disposición cilíndrica que es una carcasa cilíndrica para dicha cámara de separación,
- -
- comprende adicionalmente unos capuchones de montaje en superficie colocados en ambos extremos de dicha carcasa cilíndrica; en el cual dicho capuchón de montaje en superficie comprende:
- - -
- una sección de pestaña que agarra un extremo periférico exterior de dicha carcasa cilíndrica y actúa como una sección receptora de soldadura cuando dicho capuchón de montaje en superficie es montado sobre una superficie;
- - -
- un agujero pasante en el cual se inserta dicho conductor; y
- - -
- una sección de unión situada alrededor de dicho agujero pasante (34) para encajar a presión sobre dicho conductor.
La invención se refiere adicionalmente a un
capuchón de montaje en superficie colocado en cada uno de los dos
extremos de un elemento absorbedor de sobretensiones, comprendiendo
dicho capuchón de montaje en superficie:
- -
- una sección de pestaña que agarra un extremo periférico exterior de dicho elemento absorbedor de sobretensiones y
- -
- actúa como una sección receptora de soldadura cuando se monta sobre una superficie dicho capuchón de montaje en superficie;
- -
- un agujero pasante en el cual se inserta el conductor de dicho elemento absorbedor de sobretensiones; y
- -
- una sección de unión situada alrededor de dicho agujero pasante para encajar a presión sobre dicho conductor un capuchón de montaje en superficie colocado en los dos extremos de un elemento absorbedor de sobretensiones según la reivindicación 4.
La ventaja de esta solución con un capuchón
independiente de montaje en superficie es que hay que colocarlo en
los dos extremos del elemento absorbedor de sobretensiones sólo
después de haber sido efectuados los procesos de estabilización con
el elemento absorbedor de sobretensiones propiamente dicho.
La Fig. 1 es una figura descriptiva mostrando
una condición en la que un absorbedor de sobretensiones de montaje
en superficie de la presente invención está soldado y fijado a un
substrato impreso.
La Fig. 2 es un esquema en sección transversal
del elemento absorbedor de sobretensiones utilizado en la presente
invención.
La Fig. 3 es un esquema en sección transversal
mostrando una realización preferida de un capuchón de montaje en
superficie según la presente invención.
La Fig. 4 es una vista frontal de la sección
inferior del capuchón vista desde la dirección axial del capuchón
de montaje en superficie representado en la Fig. 3.
La Fig. 5 es un esquema en sección transversal
mostrando una condición en la que se ha aplicado un recubrimiento
sobre el absorbedor de sobretensiones de montaje en superficie
según la presente invención.
La Fig. 1 muestra una condición en la que un
absorbedor de sobretensiones de montaje en superficie según la
presente invención está montado sobre un substrato impreso. El
elemento absorbedor de sobretensiones 10 comprende una carcasa
cilíndrica 12, según se describirá más adelante, y la carcasa
cilíndrica 12 está provista de unos capuchones 14 de montaje en
superficie colocados sobre los dos extremos. Cada capuchón 14 de
montaje en superficie está conectado eléctricamente al electrodo de
descarga del elemento absorbedor de sobretensiones 10 mediante un
conductor, según se describirá mas adelante. El capuchón 14 de
montaje en superficie tiene una sección de pestaña 16 para agarrar
el extremo periférico exterior de la carcasa 12 y actuar como
sección receptora de soldadura cuando se monta sobre una superficie
el capuchón 14 de montaje en superficie. Según se muestra en la
Fig. 1, ambas secciones de pestaña 16 de los capuchones 14 de
montaje en superficie están firmemente sujetas y conectadas
mediante soldadura 20 a una sección predeterminada de cableado del
substrato impreso 18.
La Fig. 2 muestra la estructura detallada del
elemento absorbedor de sobretensiones según la presente invención.
La carcasa cilíndrica 12 es un recipiente de vidrio para diodos del
tipo DO-41 según norma internacional (con un radio
interior de 1,53 mm) y el radio interior es uniforme en la dirección
axial.
Dentro de la carcasa cilíndrica 12 están
insertados un par de electrodos de descarga 22 moldeados y sujetos
a la carcasa cilíndrica 12 mediante unos separadores herméticos 23.
Durante las operaciones de moldeo y sujeción pueden ajustarse
arbitrariamente las posiciones fijas de los electrodos de descarga
22 para ajustar arbitrariamente la longitud de separación de la
cámara 24 dentro de la carcasa cilíndrica 12, y pueden
seleccionarse las deseadas características de descarga, en
particular la tensión de descarga. Es preferible introducir en la
cámara 24 aire limpio, una mezcla gaseosa de aire limpio y
nitrógeno, o una mezcla de aire limpio y un gas inerte. En la
realización que se muestra en la figura, el electrodo de descarga
22 está construido junto con un conductor 26. En la realización, el
electrodo se construye ampliando el radio de la porción de cabeza
del conductor 26.
La estructura detallada y el procedimiento de
fabricación de tal elemento absorbedor de sobretensiones 10 están
descritos en la Publicación de Patente Japonesa Abierta a la
Inspección Pública N° Hei 11-69662. El electrodo de
descarga 22 y el conductor 26 de la presente invención también
pueden ser construidos por separado. En tal caso, el electrodo de
descarga 22 y los conductores 26 pueden ser integrados
posteriormente por soldadura.
La Fig. 3 muestra una realización detallada del
capuchón 14 de montaje en superficie según la presente invención.
En la realización, el capuchón 14 de montaje en superficie se forma
por prensado de una chapa de bronce fosforoso y el propio capuchón
14 de montaje en superficie posee una característica de
elasticidad, lo cual permite colocarlo firmemente sobre la carcasa
12 y encajarlo firmemente a presión sobre el conductor 26, según se
describirá más adelante.
Mediante prensado, se efectúan en la chapa de
bronce fosforoso una serie de ranuras y un orificio pasante, y a
continuación se procesa la chapa de bronce fosforoso y se le da la
forma que muestra la Fig. 3 mediante una pluralidad de procesos de
plegado o recalcado seccional. El capuchón 14 de montaje en
superficie tiene una forma general de un capuchón cilíndrico y puede
estar dividido principalmente en una sección de fondo 30 del
capuchón y una sección de pestaña 16.
En la realización, la sección de pestaña 16 está
provista de ocho ranuras 32, formándose las ranuras por troquelado
de la chapa de bronce fosforoso. A continuación se pliega y se
recalca en una pluralidad de etapas la chapa troquelada y se forma
una sección de pestaña 16 según se muestra en la Fig. 3. La sección
de pestaña 16 tiene una forma tal que existe una conicidad desde la
sección de fondo 30 del capuchón hasta la sección de la abertura, en
la cual el radio interior está ligeramente reducido. Como
consecuencia, cuando se coloca el capuchón 14 de montaje en
superficie según la presente invención sobre el extremo de la
carcasa cilíndrica 12 del elemento absorbedor de sobretensiones 10,
debido a que el radio interior en el extremo de la abertura del
capuchón 14 de montaje en superficie es mas pequeño que el radio
exterior de la carcasa cilíndrica 12, el extremo de la abertura del
capuchón se ensancha, haciendo que el capuchón 14 de montaje en
superficie agarre firmemente el extremo periférico exterior de la
carcasa cilíndrica 12. En la realización, el propio capuchón 14 de
montaje en superficie es elástico y, por lo tanto, mediante este
conjunto de colocación, se puede fijar firmemente el capuchón 14 de
montaje en superficie a la periferia exterior de la carcasa
cilíndrica 12. Según se muestra en la Fig. 3, el extremo de la
abertura del capuchón 14 de montaje en superficie de la realización
está ligeramente dirigido hacia fuera (14a) con el fin de facilitar
la operación de colocación del capuchón 14 de montaje en superficie
sobre el extremo periférico exterior de la carcasa cilíndrica
12.
La Fig. 4 muestra el capuchón 14 de montaje en
superficie visto en dirección axial. Según se muestra, el centro de
la sección de fondo 30 del capuchón está provisto de un agujero
pasante 34, por el cual debe introducirse un conductor 26 del
elemento absorbedor de sobretensiones 10. El radio interior del
agujero pasante 34 se fija de manera que sea ligeramente más pequeño
que el radio exterior del correspondiente conductor 26.
Según se muestra en la Fig. 4, existen cuatro
ranuras 36 alrededor del agujero pasante 34. Estas ranuras 36 pueden
formarse por troquelado de una chapa de bronce fosforoso. Las
ranuras 36 permiten que la porción de la sección de fondo 30 del
capuchón que queda alrededor del agujero pasante 34 actúe como una
sección de unión 38 para facilitar la inserción del conductor 26 en
el agujero pasante 34 abriendo ligeramente el radio interior,
aprovechando la característica elástica, cuando se inserta el
conductor 26 en el agujero pasante 34.
Según se muestra en la Fig. 3, la sección de
unión 38 que rodea el agujero pasante 34 tiene una conicidad que se
abre ligeramente desde la sección de fondo 30 del capuchón hacia la
dirección radialmente externa del capuchón. Como consecuencia,
cuando se inserta el conductor 26 en el agujero pasante 34 desde el
lado de la sección de pestaña 16, el conductor 26 puede ser
insertado fácilmente abriendo ligeramente el agujero pasante 34
según se ha descrito anteriormente, pero cuando se tira del
conductor en la dirección desde la cual se insertó, la sección de
unión 38 existente alrededor del agujero pasante 34 se encajará a
presión sobre el conductor 26 para impedir el movimiento del
conductor 26 en la dirección opuesta a la inserción. Por
consiguiente, con el capuchón 14 de montaje en superficie de la
presente invención, la sección de pestaña 16 se coloca firmemente
sobre el extremo periférico exterior de la carcasa cilíndrica 12 y,
al mismo tiempo, el capuchón 14 de montaje en superficie y la
carcasa cilíndrica 12 quedan firmemente sujetos en una condición en
la que el conductor 26 está insertado en el agujero pasante 34. El
capuchón 14 de montaje en superficie y la carcasa cilíndrica 12
están integrados de tal modo que son eléctrica y mecánicamente
inseparables.
Cortando en ese punto el conductor 26 que
sobresale del capuchón 14 de montaje en superficie, puede obtenerse
fácilmente un absorbedor de sobretensiones de montaje en superficie
con un elemento absorbedor de sobretensiones 10 y unos capuchones
14 de montaje en superficie en ambos extremos del elemento
absorbedor de sobretensiones 10, según se muestra en la Fig. 1.
En ese punto puede efectuarse fácilmente el
montaje en superficie entre la sección de pestaña 16 del capuchón
14 de montaje en superficie y el substrato impreso 18.
Según la presente invención, tal como se ha
descrito, el elemento absorbedor de sobretensiones 10 es un
elemento único y completo incluso antes de colocar el capuchón 14 de
montaje en superficie, y tiene unos conductores 26 en ambos
extremos.
Como consecuencia, según la presente invención,
los diversos procesos para estabilizar el elemento absorbedor de
sobretensiones 10, tales como, por ejemplo, procesos de
envejecimiento y estabilización térmica y química, pueden ser
fácilmente efectuados sobre el elemento absorbedor de sobretensiones
10 propiamente dicho antes de colocar el capuchón 14 de montaje en
superficie. Esto es debido al hecho de que el elemento absorbedor
de sobretensiones 10 tiene los conductores 26 en ambos extremos. Es
ventajoso que la conexión entre los conductores 26 y los terminales
de los dispositivos de tratamiento sea sencilla en cada una de las
etapas de tratamiento descritas anteriormente. Similarmente, además
de las etapas de tratamiento, la existencia del conductor 26 es muy
útil cuando se comprueba el funcionamiento o se clasifican los
productos en función de los resultados de las mediciones.
Tal como se ha descrito, según la presente
invención, el capuchón 14 de montaje en superficie y el elemento
absorbedor de sobretensiones 10 pueden ser fácilmente acoplados.
Con el fin de estabilizar adicionalmente la integración entre ambos
componentes, es preferible también aplicar un proceso de
recubrimiento sobre el absorbedor de sobretensiones con los
capuchones 14 de montaje en superficie colocados sobre la carcasa
cilíndrica 12 del elemento absorbedor de sobretensiones 10, según
se muestra en la Fig. 5. En la Fig. 5 se muestra la sección de
recubrimiento por el número de referencia 40, y puede comprenderse
que la integración entre el conductor 26 y el capuchón 14 de montaje
en superficie queda significativamente reforzada.
En la realización descrita, la forma y número de
las ranuras 32 y 36 existentes en la sección de pestaña 16 o en la
sección de fondo 30 del capuchón pueden ser elegidos
arbitrariamente. En particular, debido a que la longitud de la
ranura 32 afecta a la fuerza de colocación entre el capuchón 14 de
montaje en superficie y el absorbedor de sobretensiones 10, la
longitud deberá ser determinada experimentalmente.
En la realización descrita, el radio interior de
la carcasa cilíndrica 12 es de 1,53 mm, pero en la presente
invención este tamaño puede ser fijado arbitrariamente, y según los
experimentos de los inventores, se han previsto carcasas
cilíndricas de 1,66, 1,80, 2,3, 2,6, 3,1 y 6,8 mm.
El capuchón 14 de montaje en superficie está
formado por bronce fosforoso, pero puede usarse cualquier chapa de
acero.
Según se ha escrito anteriormente, según la
presente invención, y con una sencilla estructura, puede usarse un
elemento absorbedor de sobretensiones convencional, con
conductores, como absorbedor de sobretensiones de montaje en
superficie, y la presente invención proporciona una mejora
significativa en la densificación y el montaje de los dispositivos
electrónicos.
Claims (4)
1. Un absorbedor de sobretensiones de montaje en
superficie que comprende:
- -
- un elemento absorbedor de sobretensiones (10) construido fijando unos electrodos de descarga (22) en ambos extremos de una disposición cilíndrica, y dejando entre dichos electrodos de descarga (22) una cámara de separación ajustada por las posiciones fijas de dichos electrodos de descarga (22) con el fin de obtener las deseadas características de descarga
caracterizado porque
- -
- dichos electrodos de descarga (22) tienen unos conductores (26) en ambos extremos internos de dicha disposición cilíndrica que es una carcasa cilíndrica (12) para dicha cámara de separación,
- -
- comprende adicionalmente unos capuchones (14) de montaje en superficie colocados en ambos extremos de dicha carcasa cilíndrica (12); en el cual dicho capuchón (14) de montaje en superficie comprende:
- - -
- una sección de pestaña (16) que agarra un extremo periférico exterior de dicha carcasa cilíndrica (12) y actúa como una sección (20) receptora de soldadura cuando dicho capuchón (14) de montaje en superficie es montado sobre una superficie;
- - -
- un agujero pasante (34) en el cual se inserta dicho conductor (26); y
- - -
- una sección de apriete situada alrededor de dicho agujero pasante (34) para encajar a presión sobre dicho conductor (26).
2. Un absorbedor de sobretensiones de montaje en
superficie de la reivindicación 1, en el cual dicho capuchón de
montaje en superficie está construido con un material de
características elásticas.
3. Un absorbedor de sobretensiones de cualquiera
de las reivindicaciones 1 o 2, en el cual dicha sección de pestaña
del capuchón de montaje en superficie está provista de una
pluralidad de ranuras.
4. Un capuchón (14) de montaje en superficie
colocado en cada uno de los dos extremos de un elemento absorbedor
de sobretensiones (10), comprendiendo dicho capuchón (14) de
montaje en superficie:
- -
- una sección de pestaña (16) que agarra un extremo periférico exterior de dicho elemento absorbedor de sobretensiones (10) y
- -
- actúa como una sección (20) receptora de soldadura cuando se monta sobre una superficie dicho capuchón (14) de montaje en superficie;
- -
- un agujero pasante (34) en el cual se inserta el conductor (26) de dicho elemento absorbedor de sobretensiones (10); y
- -
- una sección de unión situada alrededor de dicho agujero pasante (34) para encajar a presión sobre dicho conductor (26).
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