專利名稱：熱過載保護裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱過載保護裝置，特別用于超壓保護設(shè)備，該過載保護裝置具有兩個導(dǎo)電部件，這兩個導(dǎo)電部件通過至少一個在過載情況下熔化的焊料連接部而形成電連接。
背景技術(shù)：
這種過載保護裝置例如公知為電流過載保護裝置。為了在熱過載的情況下斷開電連接，在兩個經(jīng)由焊料連接部形成電連接的導(dǎo)電部件之間設(shè)置有壓カ彈簧，在焊接連接部熔化之后，該壓カ彈簧使兩個導(dǎo)電部件相互彈開。然而在此，必須使至少ー個導(dǎo)電部件與該壓カ彈簧電絕緣。相應(yīng)的過載保護裝置(例如其具有可進行彈簧操作的滑閥)特別還可以用作超壓保護設(shè)備的熱分離部件，其中，超壓保護設(shè)備的壓敏電阻在超壓情況下借由熱分離部件在電學(xué)上使待保護的電流路徑斷開。而在此，導(dǎo)電部件的分離以相對較小的速度實現(xiàn)。這樣整體上會導(dǎo)致這種過載保護裝置的較弱的切換性能，特別在直流電路回路中，即，DC應(yīng)用中。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在干，提供一種簡單、成本低的過載保護裝置，該過載保護裝置使導(dǎo)電部件在熱過載的情況下快速和可靠地相互分離。根據(jù)本發(fā)明，上述目的通過獨立權(quán)利要求1的技術(shù)特征來實現(xiàn)，本發(fā)明優(yōu)選的實施方案在從屬權(quán)利要求中給出。上述目的這樣實現(xiàn)，S卩，導(dǎo)電部件的至少之ー是自帶彈性的導(dǎo)電部件，該自帶弾性的導(dǎo)電部件通過焊料連接部保持在第一形態(tài)中，該第一形態(tài)對應(yīng)于該自帶彈性的導(dǎo)電部件的不穩(wěn)定狀態(tài)或亞穩(wěn)狀態(tài)；該自帶彈性的導(dǎo)電部件通過焊料連接部的熔化而轉(zhuǎn)換到第二形態(tài)中，該第二形態(tài)對應(yīng)于該自帶彈性的導(dǎo)電部件的穩(wěn)定狀態(tài)，在該第二形態(tài)中，兩個導(dǎo)電部件相互斷電分離。熱過載保護裝置是ー種熔斷器，該熔斷器除了具有簡單的結(jié)構(gòu)和較少的組件數(shù)量以外，還確保實現(xiàn)該裝置在“斷開電路狀態(tài)下”具有明確規(guī)定的整體狀態(tài)。焊料連接部的焊料優(yōu)選為熔點在150°C -250°C范圍的軟焊料，特別為熔點在180°C _220°C范圍的軟焊料。優(yōu)選，自帶彈性的第一導(dǎo)電部件具有與各個相應(yīng)形態(tài)相匹配的穩(wěn)定狀態(tài)和亞穩(wěn)狀態(tài)。在過載保護裝置的加工過程或制造過程中，第一導(dǎo)電部件經(jīng)歷與亞穩(wěn)狀態(tài)相對應(yīng)的第一形態(tài)或接近與亞穩(wěn)狀態(tài)相對應(yīng)的第一形態(tài)，并且，在該位置上通過焊料連接部使該第一導(dǎo)電部件額外得到穩(wěn)定。如果，在過載保護裝置運行過程中產(chǎn)生焊料連接部的加熱，該加熱導(dǎo)致焊料連接部熔化，那么，該第一導(dǎo)電部件跳躍式地轉(zhuǎn)換回至對應(yīng)于穩(wěn)定狀態(tài)的第二形態(tài)。該第二形態(tài)的狀態(tài)是，兩個導(dǎo)電部件相互完全斷電分離。在此，另一(第二)導(dǎo)電部件例如為完全剛性的導(dǎo)電部件。優(yōu)選，其中第一導(dǎo)電部件一體式形成。因此，該導(dǎo)電部件的弾性由該部件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)來決定。特別是，可以使該一個導(dǎo)電部件和另ー導(dǎo)電部件都形成為自帶彈性的導(dǎo)電部件而分別都具有穩(wěn)定狀態(tài)和不穩(wěn)定狀態(tài)或亞穩(wěn)狀態(tài)。在具有例如相互對稱設(shè)置的導(dǎo)電部件的過載保護裝置中，可以使分離路段顯著提高。該過載保護裝置特別適用于在超壓保護設(shè)備中應(yīng)用，其中，熱過載保護裝置例如在前設(shè)置有超壓保護設(shè)備的超壓感應(yīng)的構(gòu)件、優(yōu)選為壓敏電阻，該構(gòu)件在超壓情況下借由熱過載保護裝置在電學(xué)上將待保護的電流路徑斷開。根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選擴展方案，導(dǎo)電部件的其中之一形成為金屬彈簧。該金屬彈簧具有充分的自帶彈性，并且可以構(gòu)成為壓カ彈簧、拉カ彈簧、彎曲彈簧和/或扭矩彈簧的不同形式。根據(jù)本發(fā)明的另ー優(yōu)選擴展方案，導(dǎo)電部件的其中之一形成為大體上呈板式彈簧和/或呈帽子形狀的突跳式彈簧部件。在此，對于定義“突跳式彈簧(Knackfrosch)”換言之可以理解為ー種由帶式彈簧鋼構(gòu)成的彈簧。優(yōu)選對這樣的鋼件如此進行鍛造，即，使該鋼件具有穩(wěn)定狀態(tài)和亞穩(wěn)狀態(tài)。通過在穩(wěn)定狀態(tài)施加作用力，使鋼件彎曲直至突然通過按壓而跳躍到亞穩(wěn)狀態(tài)。在該突跳式彈簧部件中采用類似或基于相近原理的機制。根據(jù)本發(fā)明的又ー優(yōu)選擴展方案，突跳式彈簧部件在其徑向外部區(qū)域上與承載該突跳式彈簧部件的基礎(chǔ)部件的表面至少在周長區(qū)段、特別是完全周長區(qū)域相連接。在此，該突跳式彈簧部件優(yōu)選為屋頂或帽子形狀的突跳式彈簧部件。由此特別可以使突跳式彈簧部件具有旋轉(zhuǎn)對稱結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的再ー優(yōu)選擴展方案，突跳式彈簧部件的徑向外部區(qū)域形成為展平的帽檐。通過該帽檐形狀的外部區(qū)域能夠確保實現(xiàn)與基礎(chǔ)部件表面的大面積連接。根據(jù)本發(fā)明的還ー優(yōu)選擴展方案，在突跳式彈簧部件和基礎(chǔ)部件之間形成的空腔至少局部具有預(yù)定量的、用以提高分離的導(dǎo)電部件之間的電學(xué)穩(wěn)定性的填充物。所實現(xiàn)的分離的導(dǎo)電部件之間的分離路段的電學(xué)穩(wěn)定性在正常空氣氛圍條件下相對較低。為了防止電流擊穿和/或泄漏電流，在此使空腔以相對于空氣能夠提高電學(xué)穩(wěn)定性的填充物進行填充。該填充物可以是氣體、液體和/或還可以至少在焊料熔點以下的溫度條件下為固體。根據(jù)本發(fā)明的還ー優(yōu)選擴展方案，前述填充物具有淬火氣體、油和/或蠟。通過這樣的填充物使電學(xué)穩(wěn)定性以及切換性能得到顯著改善。填充物例如為氣體填充物。對于這樣的氣體填充物可替換或補充地，還可以優(yōu)選使空腔完全或局部用油或蠟進行填充，其中， 一方面蠟在加工技術(shù)方面特別便于處理，而另一方面在焊料連接部熔化的溫度條件下蠟已經(jīng)成為液體。對于液體或蠟的填充，可以通過導(dǎo)電部件的相應(yīng)的實施例來實現(xiàn)，S卩，導(dǎo)電部件與焊料連接部的實際接觸位置在兩個導(dǎo)電部件的斷電分離的時刻不依賴于過載保護裝置的安置方向和位置而一直位于液位之下。由此，使所形成的分離路段用基本電學(xué)穩(wěn)定的填充物(即液體絕緣材料)進行填充，從而顯著改善了 DC切換能力。優(yōu)選，另ー個導(dǎo)電部件形成為ー電接觸機構(gòu)的一部分，該接觸機構(gòu)至少部分設(shè)置在基礎(chǔ)部件的表面上。在此，該接觸機構(gòu)這樣伸入到空腔中，即，使導(dǎo)電部件之一在焊料連接部成型的情況下位于對應(yīng)亞穩(wěn)狀態(tài)的第一形態(tài)中，或者至少靠近對應(yīng)亞穩(wěn)狀態(tài)的第一形態(tài)。
最后，本發(fā)明的優(yōu)勢還在干，基礎(chǔ)部件形成為導(dǎo)體電路載體，該導(dǎo)體電路載體與突跳式彈簧部件在該突跳式彈簧部件的外部區(qū)域上形成接觸，該導(dǎo)體電路載體特別為ー塊電路板。在此，導(dǎo)體電路載體的至少一條導(dǎo)體電路與優(yōu)選形成為突跳式彈簧部件的導(dǎo)電部件之一相接觸，并且，使至少另一條導(dǎo)體電路與另一導(dǎo)電部件相接觸。由此例如可以形成為簡單的金屬本體(金屬塊)，該金屬本體例如借助于焊料連接部、在采用高熔點的焊料的情況下固定在導(dǎo)體電路載體的ー個導(dǎo)體電路結(jié)構(gòu)上，并因此與該導(dǎo)體電路結(jié)構(gòu)形成電接觸。
接下來，結(jié)合優(yōu)選實施例并根據(jù)附圖對本發(fā)明進行進ー步詳細說明。圖1為本發(fā)明一個實施例中熱過載保護裝置結(jié)構(gòu)的立體截面圖；圖2為圖1的熱過載保護裝置沿圖3中A-A線的截面圖；圖3為圖1的熱過載保護裝置的俯視圖。附圖標(biāo)記說明1過載保護裝置
3導(dǎo)體電路載體
5基礎(chǔ)部件
7焊料連接部
9一個導(dǎo)電部件
11另ー個導(dǎo)電部件
13突跳式彈簧部件
15金屬本體
17接觸機構(gòu)
19徑向外部區(qū)域
21帽檐
23空腔
25填充物
27貫穿接觸部
29貫穿接觸部
31另ー個焊料連接
具體實施例方式圖1至3示出了熱過載保護裝置1的一個實施例，該熱過載保護裝置具有兩個導(dǎo)電部件9、11，這兩個導(dǎo)電部件設(shè)置在形成為導(dǎo)體電路載體3的基礎(chǔ)部件5上，并且這兩個導(dǎo)電部件借由至少ー個在過載情況下熔化的焊料連接部7而形成電連接。第一導(dǎo)電部件9 是ー個形成為突跳式彈簧部件(Knackfrosch-Element) 13的且自帶彈性的導(dǎo)電部件9，另一(第二)導(dǎo)電部件11是ー個實施為ー個接觸機構(gòu)17的剛性金屬本體15的導(dǎo)電部件11， 該第二導(dǎo)電部件在基礎(chǔ)部件5上中央設(shè)置在第一導(dǎo)電部件9的下方。自帶彈性的第一導(dǎo)電部件9具有對應(yīng)于第一形態(tài)的亞穩(wěn)狀態(tài)以及對應(yīng)于第二形態(tài)(未示出)的穩(wěn)定狀態(tài)。在過載保護裝置1未斷開的整體狀態(tài)下，這兩個導(dǎo)電部件9、11通過焊料連接部7相互形成導(dǎo)電連接。在該未斷開的整體狀態(tài)下第一形態(tài)得以保持，該第一形態(tài)對應(yīng)于導(dǎo)電部件9處于亞穩(wěn)狀態(tài)。通過焊料連接部的熔化，也就是通過使過載保護裝置1斷開，該導(dǎo)電部件9轉(zhuǎn)換到對應(yīng)于穩(wěn)定狀態(tài)的第二形態(tài)，在此，這兩個導(dǎo)電部件9、11相互斷電分離。呈帽子形狀且具有旋轉(zhuǎn)對稱結(jié)構(gòu)的突跳式彈簧部件13在其徑向外部區(qū)域19上與基礎(chǔ)部件5的表面完全連接。在此，突跳式彈簧部件13的徑向外部區(qū)域19形成為展平的帽檐21。在呈帽子形狀的突跳式彈簧部件13和基礎(chǔ)部件5之間形成的空腔23至少部分用填充物25進行填充，用以提高分離的導(dǎo)電部件9、11之間、也就是突跳式彈簧部件13和金屬本體15之間的電學(xué)穩(wěn)定性。填充物25特別為用于提高電學(xué)穩(wěn)定性的蠟。形成為電路板的導(dǎo)體電路載體3的至少ー個電路和/或貫穿接觸部27與突跳式彈簧部件12在該突跳式彈簧部件的徑向外部區(qū)域19上形成接觸，而至少另ー個電路和/ 或貫穿接觸部四與另ー個導(dǎo)電部件11形成接觸。在圖1至3所示的實施例中，該另ー個導(dǎo)電部件是ー個簡單的金屬本體(金屬塊)15，該金屬本體借助于另ー個焊料連接部31、利用高熔點焊料而固定在導(dǎo)體電路載體的一個貫穿接觸部上，并由此形成電接觸。在此，另一個焊料連接部31的高熔點焊料的熔化溫度明顯高于導(dǎo)電部件9、11之間的焊料連接部7的焊料熔化溫度。過載保護裝置1具有以下功能在過載情況下，設(shè)置在導(dǎo)電部件9、11之間的焊料熔化，從而使對應(yīng)的焊料連接部7斷開。由此，使第一導(dǎo)電部件9不再處于亞穩(wěn)狀態(tài)以及保持對應(yīng)的第一形態(tài)，而是迅速回到穩(wěn)定狀態(tài)并由此相應(yīng)地到第二形態(tài)。而且，通過采用這樣的兩個形態(tài)，使兩個導(dǎo)電部件能夠明確而穩(wěn)定地相互斷電分離。由此，以簡單、可低成本實現(xiàn)、快速且可再生的方式提供這樣的技術(shù)方案，該技術(shù)方案能夠改善過載保護裝置的分離路段的切換特性以及穩(wěn)定性，并且同時能夠?qū)崿F(xiàn)顯著提高的DC切換能力。
權(quán)利要求
1.一種熱過載保護裝置(1 )，特別用于超壓保護設(shè)備，所述過載保護裝置具有兩個導(dǎo)電部件(9、11)，這兩個導(dǎo)電部件通過至少一個在過載情況下熔化的焊料連接部(7)而形成電連接，其特征在干，所述導(dǎo)電部件(9)的至少之ー是自帶彈性的導(dǎo)電部件(9)，所述自帶彈性的導(dǎo)電部件通過所述焊料連接部(7)保持在第一形態(tài)中，所述第一形態(tài)對應(yīng)于所述自帶彈性的導(dǎo)電部件(9)的不穩(wěn)定狀態(tài)或亞穩(wěn)狀態(tài)；所述自帶彈性的導(dǎo)電部件通過所述焊料連接部(7)的熔化而轉(zhuǎn)換到第二形態(tài)中，所述第二形態(tài)對應(yīng)于所述自帶彈性的導(dǎo)電部件(9)的穩(wěn)定狀態(tài)，在所述第二形態(tài)中，所述兩個導(dǎo)電部件(9、11)相互斷電分離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過載保護裝置，其中，所述導(dǎo)電部件的其中之一(9)形成為金屬彈簧。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的過載保護裝置，其中，所述導(dǎo)電部件的其中之一(9)形成為大體上呈板式彈簧和/或呈帽子形狀的突跳式彈簧部件(13)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的過載保護裝置，其中，所述突跳式彈簧部件(13)在其徑向外部區(qū)域(19)上與承載所述突跳式彈簧部件(13)的基礎(chǔ)部件(5)的表面至少在周長區(qū)段上相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的過載保護裝置，其中，所述突跳式彈簧部件(13)具有旋轉(zhuǎn)對稱結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3至5中任意ー項所述的過載保護裝置，其中，所述突跳式彈簧部件 (13)的徑向外部區(qū)域(19)形成為展平的帽檐(21)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的過載保護裝置，其中，在所述突跳式彈簧部件(13)和基礎(chǔ)部件(5)之間形成的空腔(23)至少局部具有預(yù)定量的、用以提高分離的導(dǎo)電部件(9、11)之間的電學(xué)穩(wěn)定性的填充物(25)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的過載保護裝置，其中，所述填充物(25)具有淬火氣體、油和/ 或蠟。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的過載保護裝置，其中，另ー個導(dǎo)電部件(11)形成為ー接觸機構(gòu)(17)的一部分，所述接觸機構(gòu)至少部分設(shè)置在所述基礎(chǔ)部件(5)的表面上。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的過載保護裝置，其中，所述基礎(chǔ)部件(5)形成為導(dǎo)體電路載體(3)，所述導(dǎo)體電路載體與所述突跳式彈簧部件(13)在所述突跳式彈簧部件的徑向外部區(qū)域(19)上形成接觸。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種熱過載保護裝置(1)，特別用于超壓保護設(shè)備，該過載保護裝置具有兩個導(dǎo)電部件(9、11)，這兩個導(dǎo)電部件通過至少一個在過載情況下熔化的焊料連接部(7)而形成電連接。可以了解到，導(dǎo)電部件的至少之一(9)是自帶彈性的、形成為呈帽子形狀的突跳式彈簧部件的導(dǎo)電部件(9)，該導(dǎo)電部件通過焊料連接部(7)保持在第一形態(tài)中，該第一形態(tài)對應(yīng)于該導(dǎo)電部件(9)的不穩(wěn)定狀態(tài)或亞穩(wěn)狀態(tài)；該導(dǎo)電部件通過焊料連接部(7)的熔化而轉(zhuǎn)換到第二形態(tài)中，該第二形態(tài)對應(yīng)于該導(dǎo)電部件(9)的穩(wěn)定狀態(tài)，在該第二形態(tài)中，兩個導(dǎo)電部件(9、11)相互斷電分離。
文檔編號H01H37/76GK102598184SQ201080050961
公開日2012年7月18日 申請日期2010年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月10日
發(fā)明者弗里德里?！ぐ？斯隆げ继m德, 約阿希姆·沃斯吉安, 馬丁·斯特里韋 申請人:菲尼克斯電氣公司