WO2008116680A1 - Auslösevorrichtung für eine thermosicherung - Google Patents

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WO2008116680A1
WO2008116680A1 PCT/EP2008/051241 EP2008051241W WO2008116680A1 WO 2008116680 A1 WO2008116680 A1 WO 2008116680A1 EP 2008051241 W EP2008051241 W EP 2008051241W WO 2008116680 A1 WO2008116680 A1 WO 2008116680A1
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WO
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bridge element
actuator
punch
connection
triggered
Prior art date
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PCT/EP2008/051241
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English (en)
French (fr)
Inventor
Norbert Knab
Georg Schulze-Icking-Konert
Thomas Mohr
Stefan Kotthaus
Nikolas Haberl
Stefan Stampfer
Michael Mueller
Peilei Chen
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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Priority to EP08708551.0A priority patent/EP2126949B1/de
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H37/00—Thermally-actuated switches
    • H01H37/74—Switches in which only the opening movement or only the closing movement of a contact is effected by heating or cooling
    • H01H37/76—Contact member actuated by melting of fusible material, actuated due to burning of combustible material or due to explosion of explosive material
    • H01H37/761—Contact member actuated by melting of fusible material, actuated due to burning of combustible material or due to explosion of explosive material with a fusible element forming part of the switched circuit
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01H37/76—Contact member actuated by melting of fusible material, actuated due to burning of combustible material or due to explosion of explosive material
    • H01H37/761—Contact member actuated by melting of fusible material, actuated due to burning of combustible material or due to explosion of explosive material with a fusible element forming part of the switched circuit
    • H01H2037/762—Contact member actuated by melting of fusible material, actuated due to burning of combustible material or due to explosion of explosive material with a fusible element forming part of the switched circuit using a spring for opening the circuit when the fusible element melts

Definitions

  • the invention relates to a triggering device for a thermal fuse, in particular for use in high-current devices.
  • thermal fuse In order to protect electrical modules against overheating, irreversible thermal fuses are required, which interrupt a current-carrying conductor if the ambient temperature is too high (tripping).
  • the thermal fuses are designed in such a way that the tripping temperature is not reached due to a potentially occurring current flow, so that it is ensured that these can not be triggered due to a high current, but only due to an excessively high ambient temperature.
  • a thermal fuse serves to provide an independent shutdown path for electrical modules which are at an excessively high temperature in the module, e.g. due to component failures, short circuits, e.g. due to external influences, malfunctions of insulating materials and the like. safely interrupts the flow of electricity.
  • thermal fuses are usually based on the concept of a fixed spring (eg, soldered leaf spring), in which the fixation dissolves (eg, by melting) at a temperature effect, whereby the thermal fuse is opened by the spring force.
  • a fixed spring eg, soldered leaf spring
  • the fixation dissolves (eg, by melting) at a temperature effect, whereby the thermal fuse is opened by the spring force.
  • a mechanical force is exerted on the connection point, resulting in Quality problems, especially with long operating times in the automotive sector can lead, for example, to a disruption of the solder joint.
  • a trigger device for a thermal fuse includes an actuator configured to actuate at a threshold temperature and a conductive bridge element secured and connected to a terminal region via a fusible link at a junction to conduct current.
  • the connecting element is designed to melt on reaching or exceeding a threshold temperature, so that the bridge element is released when the actuator is triggered by the connecting element in order to interrupt the conduction of the current.
  • the tripping device according to the invention enables reliable triggering when a limit temperature in the vicinity of the tripping device is exceeded. The interruption of a conductor when triggered by the conductor is separated at one or more points by lifting a bridge element, the triggering can be ensured in a particularly reliable manner.
  • the actuator can have a movable punch, in order to lift off the connection region of the bridge element from the connection point when triggered.
  • the actuator may have a fusible element which holds the ram in a non-released position, wherein the material of the fusible body is selected such that it melts upon reaching the limit temperature and thereby triggers the actuator, wherein the punch by a Force, in particular by a spring force, is moved to completely lift the bridge element by means of the punch from the connection points.
  • the actuator may have two mutually insulated enamel bodies, which are arranged as ring segments around the punch.
  • the actuator may comprise a ring-shaped enamel body of an electrically insulating material, which is arranged as a ring around the stamper.
  • the conductive bridge element can be fastened and connected at a plurality of connection regions via corresponding fusible connection elements at corresponding connection points, wherein the bridge element, upon triggering of the actuator, removes the connection regions from the connection. Closure is completely solved to interrupt the passage of the current.
  • the punch can engage through a retaining opening in the bridge element in order to fix the bridge element when lifted from the connection points.
  • the actuator can be designed to move when triggered against a stop plate, so that in the triggered state, the bridge element between the punch and stop plate is held.
  • the conductive bridge element can be arranged pivotably at a further connection point, wherein the actuator is arranged on the bridge element such that the connection region of the bridge element is lifted off the connection point by a path when the actuator is triggered, which becomes larger due to a lever effect is the stroke of the actuator's punch when triggered.
  • This makes it possible to increase the distance by which the connection area is lifted off the connection point. This has the advantage that the connection can be reliably disconnected, since a solder without flux u.U. Draws threads that tear off at an increased stroke.
  • connection region of the bridge element is bent away from the bridge element and is guided through an opening in a contact web.
  • the contact elements are preferably formed of a conductive material, in particular of a fusible metal or metal alloy.
  • a thermal fuse is provided which has an above triggering device, wherein the bridge element is connected to a contacting device, in particular to a stamped grid or to a printed circuit board.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a trip unit according to a first embodiment of the invention
  • Fig. 2 is a plan view of the triggering device of Fig. 1;
  • Fig. 3 is a perspective view of the actuator used in the embodiment of Fig. 1;
  • 4 is a cross-sectional view of a trip unit according to another embodiment of the invention in an untripped condition;
  • Fig. 5 is a cross-sectional view of a trip unit according to the embodiment of Fig. 4 in a tripped state.
  • tripping device In Fig. 1, the tripping device according to the invention is shown.
  • the triggering device 1 is attached to a stamped grid 2 made of a conductive material, which is surrounded by a sheathing 3 made of a non-conductive plastic material.
  • a stamped grid 2 instead of the stamped grid 2 may also be provided a circuit board or other contacting device.
  • the sheath 3 of the stamped grid 2 is removed, so that the stamped grid 2 is exposed.
  • the exposed part of the stamped grid 2 has two contact webs 4, which project into the recess 5.
  • a bridge element 6, which is conductively connected to two contact webs 4 a Power connection is established, via which an electrical module which is connected to the lead frame 2, is operated.
  • the bridge element 6 has at two opposite ends bent connecting portions 8, which pass through respective openings 9 in the contact webs 4 of the lead frame 2 and is connected at these points by a solder connection 10 with the lead frame 2.
  • the solder connection 10 represents a conductive contact between the bridge element 6 and the respective contact webs 4 of the stamped grid 2.
  • another conductive connection e.g. be provided of a metal or a metal alloy whose melting temperature is equal to or less than the temperature of the triggering.
  • the actuator 11 is generally designed so that it triggers when the ambient temperature of the triggering device 1 exceeds a certain threshold temperature, the punch 19 is moved perpendicular to the main surface of the lead frame 2.
  • the punch 19 has a conically shaped engaging element 13, which projects through a holding opening 14 of the bridge element 6 and rests there. Upon actuation of the actuator 11, the punch 19 moves perpendicular to a main portion of the bridge element 6, wherein the engaging element 13 lifts the bridge element 6 from the lead frame 2, so that the electrical connection between the contact webs 4 is interrupted.
  • the Lotmate- rial of the solder joints 10 is chosen so that it in the
  • Limit temperature at which triggering of the triggering device 1 is to take place melts or is already melted, after which the bridge element 6 can be lifted in a simple manner by the punch 19 of the lead frame 2.
  • desired separation points may be provided in the bridge element 6, at which the bridge element 6 is separated by the force of the punch 19 when the actuator 11 triggers.
  • the bridge element 6 which rests only loosely on the contact webs 4 of the stamped grid 2 after melting, does not detach from it in the case of release and enters the environment where it can possibly cause short circuits, a holding device is provided which holds the bridge element 6 guaranteed.
  • the bridge element lies loosely on the engagement element 13. If the actuator 11 is triggered, the bridge element 6 released by the stamped grid 2 is moved by the stamp 19 in the direction away from the stamped grid 2. In the direction in which the punch 19 of the actuator 11 moves when triggered, opposite the punched grid 2 there is a stop plate 15, which extends substantially parallel to the punched grid 2. against this stop plate 15, the engaging element 13 is moved and Under certain circumstances, pressed, without the bridge element 6 is disengaged from the engagement element 13. In the triggered state, one end of the engagement element 13 abuts against the stop plate 15 and extends through the holding opening 14 of the bridge element 6, so that it is securely held on the stop plate 15.
  • the actuator 11 is configured as described above to trip at a certain ambient temperature.
  • the actuator 11 comprises the punch 19 which is guided in a recess 17 of an actuator housing 16 directed in the direction of movement of the punch 19.
  • a spring element 18 is arranged, which is provided with a sleeve 26.
  • the spring element 18 In the untripped state, the spring element 18 is biased so that a force acts between the punch 19 and the actuator housing 16.
  • the punch 19 is held by fusible element 21 in its position against the spring force.
  • the fusible elements 21 are arranged between a stop edge 22 of the punch 19 and a stop region 25 at the respective ends of the contact webs 4 of the stamped grid 2.
  • the punch 19 is tapered in the region of the melting body 21 so that it can move through the contact webs 4 formed opening of the lead frame 2.
  • the fusible elements 21 are formed of a slightly melting material, such as solder or wax, which melts when triggered and can flow in the molten state through a gap 26 between the respective end of the contact webs 4 and the plunger 19 of the actuator 11 out. In this case, the mechanical resistance between the stop edge 22 of the punch 19 and the detached Stop area 25 of the contact webs 4 and the punch 19 moves in the direction of the stop plate 15th
  • the punch 19 is preferably made of a nonconductive material, such as e.g. Plastic or ceramic to create after triggering no conductive connection between the contact webs 4. He thus prevents further, a short circuit through the spring element
  • a leaf spring may be provided or any other measure, such as. Compressed air, be provided, which exerts a permanent force on the punch 19 in the direction of the fusible element 21 and in the direction of the bridge element 6.
  • the material of the melting body 21 is preferably selected so that no plastic deformation occurs at temperatures below the threshold temperature. This is the case, in particular, when using metals or metal alloys. In this case, however, care must be taken that, when triggered, the molten material of the fusible element 1 does not create a contact between the contact webs 4 instead of the bridge element 6.
  • the two fusible elements 21 shown in the embodiment shown are ring-segment-shaped and are not in contact with each other, so that no random electrical connection can be created over them.
  • the punch 19 stop edges 22 along its circumferential direction, which are not completely circumferential and are separated by the non-conductive material of the punch 19 from each other. Is used instead of a lottery If a non-conductive material, such as wax, is used as the fusible element 21, such a subdivision of the abutment edge 22 is not necessary and the fusible element 21 can also be placed as an annular element around the corresponding section of the stamper Device facilitates.
  • FIGS. 4 and 5 show a trip unit according to a further embodiment of the invention. Like reference numerals correspond to elements of the same or comparable function.
  • the embodiment of Figures 4 and 5 differs from the embodiment of Figures 1 and 2 in that the bridge member 6 is pivotally fixed at one end and remains fixed even when triggered, so that the bridge member moves about the pivot axis thus formed. Furthermore, the embodiment of Figures 4 and 5 differs from the embodiment of Figures 1 and 2 in that it is provided without holding opening. To form the pivot axis, a stop element 30 is provided instead of the stop plate 15, which fixes one end of the bridge element 6 in the opening 9 of the contact web 4, so that it can not be pulled out of the opening 9 during a movement of the punch 19. In the case of triggering, although the connecting element 10 liquefies, however, the stop element 30 prevents the corresponding connection region 8 from being pulled out of the opening 9.
  • the stop member 30 thus defines a pivot axis of the bridge member 6, about which the bridge member 6 is pivoted when the actuator 11 triggers (see Fig. 5).
  • the punch 19 presses against the bridge element 6, so that this is pivoted about the pivot axis.
  • a connection region 8 lying opposite the fixed connection region 8 is pulled out of the opening 9 in the corresponding contact web 4 and, depending on the stroke of the stamp 19, offset by a defined path length.
  • the punch 19 acts on the bridge element 6 between the two connection areas, so that, due to a lever action, the path by which the connection area 8 is pulled out of the corresponding opening 9 is greater than the stroke which the plunger 19 travels when the actuator 11 is triggered ,
  • the connection area is offset from the corresponding opening by a distance which corresponds approximately to twice the stroke length of the punch 19. In this way, the current-conducting connection formed by the bridge element 6 can be reliably interrupted by separating the connection region 8 and the connection element 10 or the contact land 4 with a large distance from one another.
  • connection region 8 and the connection point 10 can be reliably separated from one another in order to achieve an interruption of the current flow through the bridge element 6.
  • the first terminal portion 8 can also be fixed by a broadening on the actuator 11 facing side of the contact web 4 on the contact web 4.
  • the fixation causes solve the actuator 11, the connection portion 8 can not be pulled out of the corresponding opening 9, so that a pivot axis of the bridge element 6 is defined at the corresponding opening 9 of the contact web 4.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Auslösevorrichtung (1) für eine Thermosicherung, umfassend einen Aktuator (11), der ausgebildet ist, um bei einer Grenztemperatur auszulösen, und ein leitendes Brückenelement (6), das ausschließlich über lösbare Verbindungselemente (10) an mehreren Anschlussstellen (9) befestigt und angeschlossen ist, um einen Strom zu führen; wobei die Verbindungselemente (10) bei Erreichen oder Überschreiten einer Grenztemperatur das Brückenelement (6) vollständig lösen, so dass das Brückenelement (6) bei Auslösen des Aktuators (11) von den Verbindungselementen (10) gelöst wird, um das Führen des Stromes zu unterbrechen.

Description

Auslösevorrichtung für eine Thermosicherung
Die Erfindung betrifft eine Auslösevorrichtung für eine Thermosicherung, insbesondere für die Anwendung bei Hochstromgeräten .
Um elektrische Module gegen Überhitzung zu schützen, werden irreversible Thermosicherungen benötigt, die bei einer zu hohen Umgebungstemperatur einen stromführenden Leiter unterbrechen (Auslösen) . Die Thermosicherungen sind dabei so ausge- legt, dass die Auslösetemperatur nicht aufgrund eines möglicherweise auftretenden Stromflusses erreicht wird, so dass gewährleistet ist, dass diese nicht aufgrund eines hohen Stromes, sondern ausschließlich aufgrund einer zu hohen Umgebungstemperatur ausgelöst werden können. Eine Thermosicherung dient also dazu, einen unabhängigen Abschaltpfad für elektrische Module zur Verfügung zu stellen, die bei einer unzulässig hohen Temperatur in dem Modul, z.B. aufgrund von Ausfällen von Bauelementen, Kurzschlüssen, z.B. durch Fremdeinwirkung, Fehlfunktionen von Isolationswerkstoffen und dgl . den Stromfluss sicher unterbricht.
Herkömmliche Thermosicherungen basieren zumeist auf dem Konzept einer fixierten Feder (z.B. angelötete Blattfeder), bei der sich bei einer Temperatureinwirkung die Fixierung löst (z.B. durch Schmelzen), wodurch die Thermosicherung durch die Federkraft geöffnet wird. Dabei wird jedoch auch im Normalbetrieb, d.h. im geschlossenen Zustand der Thermosicherung eine mechanische Kraft auf die Verbindungsstelle ausgeübt, was zu Qualitätsproblemen, speziell bei langen Betriebszeiten im Automotive-Bereich führen kann, z.B. zu einer Zerrüttung der Lötstelle .
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Thermosiche- rung zur Verfügung zu stellen, bei der sichergestellt ist, dass das Auslösen ausschließlich aufgrund der Umgebungstemperatur und nicht aufgrund eines zu hohen Stromflusses durch die Sicherung erfolgt und wobei weiterhin gewährleistet ist, dass ein über eine Lotverbindung angeschlossenes leitendes Element der Thermosicherung nicht permanent mechanischem Stress ausgesetzt ist, der auf die Lotverbindung wirkt, um eine längere Lebensdauer zu gewährleisten.
Diese Aufgabe wird durch die Auslösevorrichtung gemäß Anspruch 1 sowie durch die Thermosicherung gemäß dem nebengeordneten Anspruch gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Gemäß einem ersten Aspekt ist eine Auslösevorrichtung für eine Thermosicherung vorgesehen. Die Auslösevorrichtung umfasst einen Aktuator, der ausgebildet ist, um bei einer Grenztempe- ratur auszulösen, und ein leitendes Brückenelement, das mit einem Anschlussbereich über ein schmelzbares Verbindungselement an einer Anschlussstelle befestigt und angeschlossen ist, um einen Strom zu führen. Das Verbindungselement ausgebildet ist, um bei Erreichen oder Überschreiten einer Grenz- temperatur aufzuschmelzen, so dass das Brückenelement bei Auslösen des Aktuators von dem Verbindungselement gelöst wird, um das Führen des Stromes zu unterbrechen. Die erfindungsgemäße Auslösevorrichtung ermöglicht eine zuverlässiges Auslösen bei einer Überschreitung einer Grenztemperatur in der Umgebung der Auslösevorrichtung. Die Unterbrechung eines Leiters beim Auslösen erfolgt, indem der Leiter an einer oder mehreren Stellen durch Abheben eines Brückenelementes aufgetrennt wird, wobei das Auslösen in besonders zuverlässiger Weise sichergestellt werden kann.
Weiterhin kann der Aktuator einen beweglichen Stempel aufwei- sen, um beim Auslösen den Anschlussbereich des Brückenelementes von der Anschlussstelle abzuheben.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Aktuator einen Schmelzkörper aufweisen, der den Stempel in einer nicht aus- gelösten Stellung hält, wobei das Material des Schmelzkörpers so gewählt ist, dass es bei Erreichen der Grenztemperatur schmilzt und dadurch den Aktuator auslöst, wobei der Stempel durch eine Kraft, insbesondere durch eine Federkraft, bewegt wird, um das Brückenelement mit Hilfe des Stempels von den Anschlussstellen vollständig abzuheben.
Weiterhin kann der Aktuator zwei voneinander isolierte Schmelzkörper aufweisen, die als Ringsegmente um den Stempel angeordnet sind. Alternativ kann der Aktuator einen ringför- migen Schmelzkörper aus einem elektrisch isolierenden Material aufweisen, der als Ring um dem Stempel angeordnet ist.
Gemäß einer Ausführungsform kann das leitende Brückenelement an mehreren Anschlussbereichen über entsprechende schmelzbare Verbindungselemente an entsprechenden Anschlussstellen befestigt und angeschlossen sein, wobei das Brückenelement bei Auslösen des Aktuators die Anschlussbereiche von den An- Schlussstellen vollständig gelöst wird, um das Führen des Stromes zu unterbrechen.
Der Stempel kann durch eine Halteöffnung im Brückenelement greifen, um das Brückenelement beim Abheben von den Anschlussstellen zu fixieren.
Weiterhin kann der Aktuator ausgebildet sein, um sich beim Auslösen gegen eine Anschlagsplatte zu bewegen, so dass im ausgelösten Zustand das Brückenelement zwischen Stempel und Anschlagsplatte gehalten ist.
Weiterhin kann das leitende Brückenelement schwenkbar an einer weiteren Anschlussstelle angeordnet sein, wobei der Aktu- ator so an dem Brückenelement angeordnet ist, dass der Anschlussbereich des Brückenelementes bei Auslösen des Aktua- tors von der Anschlussstelle um einen Weg abgehoben wird, der aufgrund einer Hebelwirkung größer ist als der Hub des Stempels des Aktuators beim Auslösen. Dies ermöglicht es, den den Weg, um den der Anschlussbereich von der Anschlussstelle abgehoben wird, zu vergrößern. Dies hat den Vorteil, dass die Verbindung zuverlässig getrennt werden kann, da ein Lot ohne Flussmittel u.U. Fäden zieht, die bei einem vergrößerten hub abreißen .
Weiterhin kann der Anschlussbereich des Brückenelementes von dem Brückenelement abgebogen ist und durch eine Öffnung in einem Kontaktsteg geführt ist.
Die Kontaktelemente sind vorzugsweise aus einem leitenden Material, insbesondere aus einem schmelzbaren Metall oder Metalllegierung gebildet. Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine Thermosicherung vorgesehen, die eine obige Auslösevorrichtung aufweist, wobei das Brückenelement an einer Kontaktierungsvorrichtung, insbesondere an einem Stanzgitter oder an einer Leiterplatte, ange- schlössen ist.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen : Fig. 1 eine Querschnittsansicht einer Auslöseeinheit gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Auslösevorrichtung der Fig. 1 ; Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des Aktuators, der bei der Ausführungsform der Fig. 1 verwendet wird; Fig. 4 eine Querschnittsansicht einer Auslöseeinheit gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung in einem nicht ausgelösten Zustand; und
Fig. 5 eine Querschnittsansicht einer Auslöseeinheit gemäß der Ausführungsform der Fig. 4 in einem ausgelösten Zustand.
In Fig. 1 ist die erfindungsgemäße Auslösevorrichtung dargestellt. Die Auslösevorrichtung 1 ist an einem Stanzgitter 2 aus einem leitenden Material angebracht, das von einer Umman- telung 3 aus einem nicht-leitenden Kunststoffmaterial umgeben ist. Anstelle des Stanzgitters 2 kann auch eine Leiterplatte oder eine sonstige Kontaktierungsvorrichtung vorgesehen sein.
Im Bereich der Auslösevorrichtung 1 ist die Ummantelung 3 des Stanzgitters 2 entfernt, so dass das Stanzgitter 2 freiliegt. Im Bereich der Auslösevorrichtung weist der freiliegende Teil des Stanzgitters 2 zwei Kontaktstege 4 auf, die in die Ausnehmung 5 hineinragen. Mithilfe eines Brückenelementes 6, das mit beiden Kontaktstegen 4 leitend verbunden ist, wird eine Stromverbindung hergestellt, über die ein elektrisches Modul, das mit dem Stanzgitter 2 verbunden ist, betrieben wird.
Das Brückenelement 6 weist an zwei gegenüberliegenden Enden abgebogene Anschlussabschnitte 8 auf, die durch jeweilige Öffnungen 9 in den Kontaktstegen 4 des Stanzgitters 2 hindurchreichen und an diesen Stellen durch eine Lotverbindung 10 mit dem Stanzgitter 2 verbunden ist. Die Lotverbindung 10 stellt einen leitenden Kontakt zwischen dem Brückenelement 6 und den jeweiligen Kontaktstegen 4 des Stanzgitters 2 dar.
Anstelle der Lotverbindung 10 kann auch eine andere leitende Verbindung z.B. aus einem Metall oder einer Metalllegierung vorgesehen sein, dessen Schmelztemperatur gleich oder kleiner der Temperatur des Auslösens ist.
Alternative Kontaktierungen zwischen den Kontaktstegen 4 und dem Brückenelement 6 sind möglich, sofern sie ein einfaches Lösen des Brückenelementes 6 von den Kontaktstegen 4 nach einem Aufschmelzen der Lotverbindung 10 ermöglichen. So können einer oder beide Anschlussabschnitte auch auf entsprechende
Anschlussstellen auf den Kontaktstegen 4 aufgesetzt sein, ohne dass in diesen Öffnungen vorgesehen werden.
Zwischen Enden der Kontaktstege 4 besteht eine Lücke 12 im Stanzgitter 2, durch die ein Stempel 19 eines Aktuators 11 reicht und in einer Richtung senkrecht zu einer Hauptfläche des Stanzgitters 2 beweglich ist. Der Aktuator 11 ist im Allgemeinen so ausgebildet, dass er auslöst, wenn die Umgebungstemperatur der Auslösevorrichtung 1 eine bestimmte Schwell- temperatur übersteigt, wobei der Stempel 19 senkrecht zur Hauptfläche des Stanzgitters 2 bewegt wird. Der Stempel 19 weist ein konisch geformtes Eingreifelement 13 auf, das durch eine Halteöffnung 14 des Brückenelementes 6 ragt und dort anliegt. Bei einer Auslösung des Aktuators 11 bewegt sich der Stempel 19 senkrecht zu einem Hauptabschnitt des Brückenelementes 6, wobei das Eingreifelement 13 das Brückenelement 6 von dem Stanzgitter 2 abhebt, sodass die elektrische Verbindung zwischen den Kontaktstegen 4 unterbrochen wird. Um das Abheben des Brückenelementes 6 von den Kontaktstegen 4 des Stanzgitters 2 zu erleichtern, ist das Lotmate- rial der Lotverbindungen 10 so gewählt, dass es bei der
Grenztemperatur, bei der ein Auslösen der Auslösevorrichtung 1 erfolgen soll, schmilzt bzw. bereits aufgeschmolzen ist, wonach sich das Brückenelement 6 in einfacher Weise durch den Stempel 19 von dem Stanzgitter 2 abheben lässt. Alternativ oder zusätzlich können Soll-Trennstellen (nicht gezeigt) in dem Brückenelement 6 vorgesehen sein, an denen das Brückenelement 6 durch die Kraft des Stempels 19 aufgetrennt wird, wenn der Aktuator 11 auslöst.
Damit das Brückenelement 6, das nach dem Aufschmelzen nur lose auf den Kontaktstegen 4 des Stanzgitters 2 aufliegt, im Auslösefall sich nicht von diesem löst und in die Umgebung gelangt, wo es unter Umständen Kurzschlüsse verursachen kann, ist eine Halteeinrichtung vorgesehen, die das Brückenelement 6 sichert. Im gezeigten Ausführungsbeispiel liegt das Brückenelement lose auf dem Eingreifelement 13 auf. Wird der Aktuator 11 ausgelöst, wird das vom Stanzgitter 2 gelöste Brückenelement 6 vom Stempel 19 in Richtung weg von dem Stanzgitter 2 bewegt. In der Richtung, in der sich der Stempel 19 des Aktuators 11 beim Auslösen bewegt, befindet sich gegenüber dem Stanzgitter 2 eine Anschlagsplatte 15, die sich im Wesentlichen parallel zum Stanzgitter 2 erstreckt. Gegen diese Anschlagplatte 15 wird das Eingreifelement 13 bewegt und unter Umständen gedrückt, ohne dass das Brückenelement 6 außer Eingriff mit dem Eingreifelement 13 gelangt. Im ausgelösten Zustand liegt dann ein Ende des Eingreifelementes 13 an der Anschlagsplatte 15 an und reicht durch die Halteöffnung 14 des Brückenelementes 6, so dass dieses sicher an der Anschlagsplatte 15 gehalten ist.
Der Aktuator 11 ist wie oben beschrieben ausgebildet, um bei einer bestimmten Umgebungstemperatur auszulösen. Im darge- stellten Beispiel umfasst der Aktuator 11 den Stempel 19, der in einer in Richtung der Bewegungsrichtung des Stempels 19 gerichteten Ausnehmung 17 eines Aktuatorgehäuses 16 geführt wird. Zwischen dem Boden der Ausnehmung 17 und einer Ausnehmung 20 eines dem Führungsgehäuse 16 zugewandten Endes des Stempels 19 ist ein Federelement 18 angeordnet, das mit einer Hülse 26 versehen ist. Im nicht ausgelösten Zustand ist das Federelement 18 vorgespannt, so dass zwischen dem Stempel 19 und dem Aktuatorgehäuse 16 eine Kraft wirkt. Im nicht ausgelösten Zustand wird der Stempel 19 durch Schmelzkörper 21 in seiner Position gegen die Federkraft gehalten. Die Schmelzkörper 21 sind zwischen einer Anschlagskante 22 des Stempels 19 und einem Anschlagsbereich 25 an den jeweiligen Enden der Kontaktstege 4 des Stanzgitters 2 angeordnet.
Der Stempel 19 ist im Bereich des Schmelzkörpers 21 verjüngt, sodass er sich durch die Kontaktstege 4 gebildete Öffnung des Stanzgitters 2 bewegen kann. Die Schmelzkörper 21 sind aus einem leicht schmelzenden Material gebildet, wie z.B. aus Lot oder Wachs, das im Auslösefall schmilzt und im geschmolzenen Zustand durch einen Zwischenraum 26 zwischen dem jeweiligen Ende der Kontaktstege 4 und dem Stempel 19 des Aktuators 11 heraus fließen kann. Dabei löst sich der mechanische Widerstand zwischen der Anschlagskante 22 des Stempels 19 und dem Anschlagsbereich 25 der Kontaktstege 4 und der Stempel 19 bewegt sich in Richtung der Anschlagsplatte 15.
Der Stempel 19 ist vorzugsweise aus einem nicht-leitenden Ma- terial gefertigt, wie z.B. Kunststoff oder Keramik, um nach dem Auslösen keine leitende Verbindung zwischen den Kontaktstegen 4 zu schaffen. Er verhindert damit weiterhin, einen Kurzschluss durch das Federelement
Anstelle des Federelementes 18, das in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel als Spiralfeder ausgebildet ist, kann auch eine Blattfeder vorgesehen sein oder eine sonstige Maßnahme, wie z.B. Druckluft, vorgesehen sein, die eine permanente Kraft auf den Stempel 19 in Richtung des Schmelzkörpers 21 und in Richtung des Brückenelementes 6 ausübt.
Das Material des Schmelzkörpers 21 ist vorzugsweise so gewählt, dass bei Temperaturen unterhalb der Schwellentemperatur keine plastische Verformung auftritt. Dies ist insbeson- dere bei der Verwendung von Metallen bzw. Metalllegierungen der Fall. Hierbei ist jedoch darauf zu achten, dass im Auslösefall das geschmolzene Material des Schmelzkörpers 1 nicht anstelle des Brückenelementes 6 einen Kontakt zwischen den Kontaktstegen 4 schafft.
Die in der gezeigten Ausführungsform dargestellten zwei Schmelzkörper 21 sind ringsegment-förmig und stehen nicht miteinander in Kontakt, so dass über sie keine zufällige e- lektrische Verbindung geschaffen werden kann. Dazu weist, wie in Fig. 3 zu sehen ist, der Stempel 19 Anschlagskanten 22 entlang seiner Umfangsrichtung auf, die nicht vollständig umlaufend sind und durch das nicht-leitende Material des Stempels 19 voneinander getrennt sind. Wird anstelle eines Lotma- terials ein nicht-leitendes Material, wie z.B. Wachs, als Schmelzkörper 21 verwendet, ist eine solche Unterteilung der Anschlagskante 22 nicht notwendig und der Schmelzkörper 21 kann auch als ringförmiges Element um den entsprechenden Ab- schnitt des Stempels gelegt sein, was die Montage einer solchen Vorrichtung erleichtert.
In den Figuren 4 und 5 ist eine Auslöseeinheit gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Gleiche Bezugszeichen entsprechen Elementen gleicher oder vergleichbarer Funktion.
Die Ausführungsform der Figuren 4 und 5 unterscheidet sich von der Ausführungsform der Figuren 1 und 2 dadurch, dass das Brückenelement 6 schwenkbar an einem Ende fixiert ist und auch bei einem Auslösen fixiert bleibt, so dass sich das Brückenelement um die so gebildete Schwenkachse bewegt. Weiterhin unterscheidet sich die Ausführungsform der Figuren 4 und 5 von der Ausführungsform der Figuren 1 und 2 dadurch, dass sie ohne Halteöffnung vorgesehen ist. Zum Bilden der Schwenkachse ist anstelle der Anschlagsplatte 15 ein Anschlagselement 30 vorgesehen, das ein Ende des Brückenelementes 6 in der Öffnung 9 des Kontaktsteges 4 fixiert, sodass es bei einer Bewegung des Stempels 19 nicht aus der Öffnung 9 gezogen werden kann. Im Auslösefall verflüssigt sich zwar das Verbindungselement 10, jedoch verhindert das Anschlagselement 30, dass der entsprechende Anschlussbereich 8 aus der Öffnung 9 gezogen wird.
Das Anschlagselement 30 definiert damit eine Schwenkachse des Brückenelements 6, um die das Brückenelement 6 verschwenkt wird, wenn der Aktuator 11 auslöst (siehe Fig. 5) . Beim Auslösen drückt der Stempel 19 gegen das Brückenelement 6, so- dass dieses um die Schwenkachse verschwenkt wird. Dabei wird ein dem fixierten Anschlussbereich 8 gegenüberliegender Anschlussbereich 8 aus der Öffnung 9 in dem entsprechenden Kontaktsteg 4 herausgezogen und abhängig von dem Hub des Stem- pels 19 um eine definierte Weglänge versetzt. Der Stempel 19 greift an dem Brückenelement 6 zwischen den beiden Anschlussbereichen an, sodass aufgrund einer Hebelwirkung der Weg, um den der Anschlussbereich 8 aus der entsprechenden Öffnung 9 herausgezogen wird, größer ist als der Hub, den der Stempel 19 beim Auslösen des Aktuators 11 zurücklegt. Wirkt der Stempel 19 beispielsweise mittig auf das Brückenelement 6, so wird der Anschlussbereich von der entsprechenden Öffnung um einen Weg versetzt, der etwa der doppelten Hublänge des Stempels 19 entspricht. Auf diese Weise kann die durch das Brü- ckenelement 6 gebildete stromleitende Verbindung zuverlässig unterbrochen werden, indem der Anschlussbereich 8 und das Verbindungselement 10 bzw. der Kontaktsteg 4 mit einem großen Abstand voneinander getrennt werden. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn die Möglichkeit besteht, dass das aufge- schmolzene Lot der Verbindungsstelle 10 beim Auftrennen Fäden zieht, die erst bei einem ausreichend großem Abstand zwischen Anschlussbereich 8 und Verbindungselement 10 abreißen. Dadurch können der Anschlussbereich 8 und die Verbindungsstelle 10 voneinander zuverlässig getrennt werden, um eine Unterbre- chung des Stromflusses durch das Brückenelement 6 zu erreichen .
Anstelle des Anschlagelementes 30, das bezüglich der entsprechenden Öffnung 9 im Kontaktsteg 4 in Bewegungsrichtung des Stempels 19 beim Auslösen angeordnet ist, kann der erste Anschlussbereich 8 auch durch eine Verbreiterung auf der dem Aktuator 11 zugewandten Seite des Kontaktsteges 4 an dem Kontaktsteg 4 fixiert sein. Die Fixierung bewirkt, dass bei Aus- lösen des Aktuators 11 der Anschlussbereich 8 nicht aus der entsprechenden Öffnung 9 gezogen werden kann, so dass eine Schwenkachse des Brückenelements 6 an der entsprechenden Öffnung 9 des Kontaktsteges 4 definiert wird.

Claims

Patentansprüche
1. Auslösevorrichtung (1) für eine Thermosicherung, umfassend: - einen Aktuator (11) , der ausgebildet ist, um bei einer Grenztemperatur auszulösen,
- ein leitendes Brückenelement (6), das mit einem Anschlussbereich (8) über ein schmelzbares Verbindungselement (10) an einer Anschlussstelle (9) befestigt und ange- schlössen ist, um einen Strom zu führen; wobei das Verbindungselement (10) ausgebildet ist, um bei Erreichen oder Überschreiten einer Grenztemperatur aufzuschmelzen, so dass das Brückenelement (6) bei Auslösen des Aktuators (11) von dem Verbindungselement (10) gelöst wird, um das Führen des Stromes zu unterbrechen.
2. Auslösevorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Aktuator
(11) einen Stempel (19) aufweist, um beim Auslösen den Anschlussbereich des Brückenelementes (6) von der Anschlussstelle (9) abzuheben.
3. Auslösevorrichtung (1) nach Anspruch 2, wobei der Aktuator (11) einen Schmelzkörper (21) aufweist, der den Stempel (19) in einer nicht ausgelösten Stellung hält, wobei das Material des Schmelzkörpers (21) so gewählt ist, dass es bei Erreichen der Grenztemperatur schmilzt und dadurch den Aktuator (11) auslöst, wobei der Stempel (19) durch eine
Kraft, insbesondere durch eine Federkraft, bewegt wird, um das Brückenelement (6) mit Hilfe des Stempels (19) von den Anschlussstellen (9) vollständig abzuheben.
4. Auslösevorrichtung (1) nach Anspruch 3, wobei der Aktuator (H) zwei voneinander isolierte Schmelzkörper (21) aufweist, die als Ringsegmente um den Stempel (19) angeordnet sind.
5. Auslösevorrichtung (1) nach Anspruch 3, wobei der Aktuator (11) ein ringförmigen Schmelzkörper (21) aus einem elektrisch isolierenden Material aufweist, der als Ring um dem Stempel (19) angeordnet ist.
6. Auslösevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das leitende Brückenelement (6) mit mehreren Anschlussbereichen (8) über entsprechende schmelzbare Verbindungselemente (10) an entsprechenden Anschlussstellen (9) befestigt und angeschlossen ist, wobei das Brückenelement (6) bei Auslösen des Aktuators (11) die Anschlussbereiche (8) von den Anschlussstellen (9) vollständig gelöst wird, um das Führen des Stromes zu unterbrechen.
7. Auslösevorrichtung nach Anspruch 6, wobei der Stempel (19) durch eine Halteöffnung (14) im Brückenelement (6) greift, um das Brückenelement (6) beim Abheben von den Anschlussstellen (9) zu fixieren.
8. Auslösevorrichtung (1) nach Anspruch 6 oder 7, wobei der Aktuator (11) ausgebildet ist, um sich beim Auslösen gegen eine Anschlagsplatte (15) zu bewegen, so dass im ausgelös- ten Zustand das Brückenelement (6) zwischen Stempel (19) und Anschlagsplatte (15) gehalten ist.
9. Auslösevorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei das leitende Brückenelement (6) schwenkbar an einer weiteren Anschlussstelle angeordnet ist, wobei der Aktuator (11) so an dem Brückenelement (6) angeordnet ist, dass der Anschlussbereich (8) des Brückenelementes (6) bei Auslösen des Aktuators (11) von der Anschlussstelle um einen Weg abgehoben wird, der aufgrund einer Hebelwirkung größer ist als der Hub des Stempels (19) des Aktuators (11) beim Aus- lösen.
10. Auslösevorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Anschlussbereich (8) des Brückenelementes (6) von dem Brückenelement (6) abgebogen ist und durch eine Öffnung in einem Kontaktsteg (4) geführt ist.
11. Thermosicherung mit einer Auslösevorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Brückenelement (6) an einer Kontaktierungsvorrichtung, insbesondere an einem Stanzgitter (2) oder an einer Leiterplatte, angeschlossen ist.
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