CN107924742A - 包括至少一个设置在n边形支承板的第一侧上的盘形压敏电阻的过压保护装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种过压保护装置，包括至少一个设置在n边形支承板(5)的第一侧上的盘形压敏电阻(6)、至少一个气体放电器(18)以及至少一个热分离单元，该热分离单元与至少一个压敏电阻紧密热接触。可动的触点连接件(13、20)一方面与气体放电器的端子连接并且另一方面与压敏电阻的端子触点借助用于形成所述热分离单元的低熔点焊料连接。不仅气体放电器而且压敏电阻的加热均作用于所述热分离单元。此外设有具有芯件的滑动件并且接纳预紧弹簧(14)，其中所述预紧弹簧一方面支撑在支承板的接片上并且另一方面作用于触点连接件。所述芯件的自由端部在所述热分离单元的未触发状态下作用于开关(15、16、25、26、30)并且将所述开关保持在闭合位置中并且在所述热分离单元的触发状态下释放所述开关。

Description

包括至少一个设置在n边形支承板的第一侧上的盘形压敏电 阻的过压保护装置
技术领域
本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分所述的过压保护装置，所述过压保护装置包括至少一个设置在n边形支承板的第一侧上的盘形压敏电阻、至少一个气体放电器以及至少一个热分离单元，该热分离单元与至少一个压敏电阻紧密热接触，其中，上述构件由外壳包围，并且设有用于焊接到印刷电路板上的电连接机构。
背景技术
由CN 000204668940 U已知一种位于壳体中的过压保护装置，其中该装置包括多个在空间中串联设置的盘形压敏电阻。
在至少两个所述在空间中串联设置的盘形压敏电阻之间存在热分离单元，该热分离单元与相应压敏电阻紧密热接触。
在那里设置的在空间中的串联连接还包括气体放电器。
由于热熔断路器设置在压敏电阻的夹层结构之内，仅相应相邻的压敏电阻能够在其热性能方面被监控。不能实现对所使用的气体放电器的状态的检查。此外，压敏电阻的已知的夹层布置在实现或确保必要的电气分离距离方面导致问题。
总的来说，根据所描述的现有技术的、在热方面要监控的压敏电阻的热能只能被不足地且不够快地传送到热分离单元。
由DE 102013005327 A1已知一种具有多个盘形压敏电阻的过压保护装置。
这些盘形压敏电阻设置在一个含有空腔的壳体内并且被电触点接通。
所述已知的壳体构造为多边形体、尤其是立方体、长方体或四面体并且具有用于引入盘形压敏电阻的开口，这些压敏电阻分别与壳体内侧壁的一个区段或一部分机械连接并且在那里贴靠。用于并联连接所使用的压敏电阻的电触点接通可以通过该壳体实现。此外，大面积连接和压敏电阻与壳体侧壁的与此相关的接触为散发耗损热量提供了良好的热传导。
根据DE 3734214 C2的现有技术示出一种具有压敏电阻的装置，其中为了在压敏电阻过热时将其与电压源断开，设置在压敏电阻的两个端面上的接触面与电压源的馈电引线和输出引线连接，并且其中在所述引线之一中在压敏电阻附近设置焊点。压敏电阻本身位于盆形壳体中，其中压敏电阻的第一接触面贴靠在壳体底面的内侧上并且所述壳体形成一个端子。所述压敏电阻的接触面的第二侧覆盖有绝缘物质，其中存在一个导电且导热的连接机构穿过所述绝缘物质通到焊点。焊点和形成一个端子的连接机构位于绝缘物质的背离压敏电阻的表面上。如此形成的热分离单元的弹性接触舌片构造为螺旋弹簧，其中该螺旋的外端部通过焊点与所属的端子连接并且该螺旋的内端部与所属的对应端子连接。
由DE 202009018118 U1已知一种具有至少一个放电元件、如压敏电阻以及分离单元的过压放电器。该分离单元用于将一个或多个放电元件与电网分离。该分离单元具有热分离点，其接入到放电器内的电连接路径中，其中通过该分离点，一方面可动导体区段或可动导电桥与放电元件连接并且另一方面该导体区段或导电桥与放电器的第一外部电气端子连接。
另外，设有产生预紧力的机构、如弹簧。该弹簧的力矢量直接或间接通过可动分离块沿分离方向作用于导体区段或导电桥。在导体区段或导电桥的运动路径的端点中或端点处设有导电元件，该导电元件在分离单元触发时与导体区段或导电桥接触并且该导电元件与第二外部电气端子连接，以便形成常开触点。
此外，根据该现有技术设有可动绝缘部件，其在即将达到短路状态前或期间进入导体区段或导电桥的运动路径中，以防止导电元件与分离点之间的电弧再次点燃。
在根据DE 3734214的可热触发的分离单元中，开关元件构造为转换触点。该转换触点通过焊点以已知的方式闭合压敏电阻电路。当开关元件触发时，另一触点闭合，该另一触点要么可以布线为内部或外部故障指示器，要么可以通过相应外部连接布线为短路。
在印刷电路板层面上越来越多地集成组件和构件的背景下，在将过压保护器布置并包含于这种电子机构中时产生问题。过压保护器就其安装空间而言必须构造得尽可能小并且应适合用于直接安装在印刷电路板上。此外，尽管尺寸较小且组装密度相当高，但仍需要维持必要的电分离距离。最后，目前已知的用于在过压保护元件过载时对其进行保护的热分离单元设计得足够灵敏，但在此应能消除通过其它电子组件或构件的周围环境热源引起的影响。
发明内容
因此，鉴于上述内容，本发明的任务在于，提供一种改进的过压保护装置，其包括至少一个设置在n边形支承板的第一侧上的盘形压敏电阻以及至少一个气体放电器以及至少一个热分离单元，该过压保护装置能以简单的方式利用较少的构件、减小的安装空间且成本有利地制造。所要提供的装置应构造为紧凑的组件，使得其可用于直接安装于印刷电路板上。此外应存在如下可能性：借助简单的机构用信号表示该装置是功能正常还是已经发生热过载。
所述任务根据权利要求1所述的特征组合来解决，从属权利要求至少包括符合目的的设计方案和改进方案。
因此，以具有至少一个、优选两个压敏电阻的过压保护装置为出发点。
所述两个压敏电阻中的至少一个压敏电阻设置在n边形支承板的第一侧上。该支承板优选是四边形支承板。
压敏电阻构造为盘形压敏电阻。此外，至少一个气体放电器是过压保护装置的组成部件。热分离单元与过压保护装置的过压保护元件连接。在一种实施方式中，压敏电阻、气体放电器和热分离单元串联连接。
所有上述构件由外壳包围。该外壳可构造成一体或多件式的。另外，设有本身已知的、用于电连接并且用于将过压保护装置焊接在印刷电路板上的机构。
根据本发明，所述至少一个气体放电器设置在n边形支承板的第二侧上。因此，至少一个压敏电阻位于支承板的一侧上并且气体放电器位于该支承板的相对置的第二侧上。
支承板具有至少一个用于压敏电阻的端子触点或端子接线片的通孔。在支承板的所述第二侧上、即在气体放电器所在侧上，气体放电器的端子和压敏电阻的端子触点之间存在距离。因此，气体放电器的端子与压敏电阻的端子触点间隔开距离地相对置。
可动的触点连接件可安装在该距离空间中。所述可动的触点连接件一方面优选通过柔性电缆件与气体放电器的端子并且另一方面借助用于形成热分离单元的焊料与压敏电阻的端子触点连接。通过上述结构不仅气体放电器的加热而且压敏电阻的加热都作用于热分离单元、即那里的焊点、尤其是压敏电阻的端子接线片和可动的触点连接件之间的焊点。
此外设有具有芯件的滑动件，该芯件贯穿可动的触点连接件中的凹口并且接纳预紧弹簧。
预紧弹簧一方面支撑在支承板的接片或那里的突出部上。另一方面预紧弹簧作用于触点连接件。
芯件的自由端部在热分离单元的未触发状态下作用于开关并将开关保持在其闭合位置中。在热分离单元的触发状态下芯件释放开关，该开关用信号表示故障状态。
在一种根据本发明的改进方案中，所述热分离单元连同触点连接件、滑动件、芯件和预紧弹簧成双地构造并且构造成对称设置在支承板上，以便在过载情况下分离气体放电器和压敏电阻之间的相应连接。这种准双重的分离单元确保在任何情况下快速分离并能在分离情况下实现足够的分离距离。
在本发明的第一实施方式中，所提及的用于通报机构的开关分别具有两个构造为弹簧条的触点，所述弹簧条固定在支承板的相应成型部中。所述弹簧条在闭合状态下形成良好且可靠的面接触。
因此，所述触点中的第一触点面式贴靠在所述触点中的第二触点上，从而建立希望的触点连接。
滑动件的芯件与第一触点的表面侧共同作用，以便在热分离单元未触发时确保闭合的开关状态。
根据第二实施方式，在用信号表示故障状态的开关的一种改进方案中，所述开关构造为预紧的弯曲弹簧，其中所述弯曲弹簧跨接位于支承板上的两个固定触点并且在至少一个所述热分离单元触发且芯件的自由端部释放弯曲弹簧时断开该触点连接。
在本发明的一种改进方案中，支承板具有用于引导滑动件和/或用于接纳用于开关的弯曲弹簧的结构。
位于所述支承板的第一侧上的压敏电阻设有盖，该盖在本发明的一种方案中具有用于卡锁地锁止壳体罩的延长部。
在本发明的一种改进方案中，壳体罩可以包围另一支承板，其中所述另一支承板用于接纳至少另一压敏电阻。
所述另一支承板与第一支承板间隔开距离地固定。
所描述的根据本发明的热分离单元具有快速响应性能并且由结构简单、可成本有利实现的机构构成。
由于热分离点、即焊点位于气体放电器和压敏电阻的触点之间，上述构件作为热源可优化地作用于热分离点，从而获得所希望的高响应灵敏度。
代替常见的微型开关，根据本发明，实现一种基于弯曲弹簧或弹簧条的简单的机械开关机构，以用于用信号表示故障，在此唯一的操作和锁定元件、即具有芯件的滑动件不仅是热分离单元的组成部分而且也是通报机构的开关的组成部分。
附图说明
下面应参考实施例并借助附图详细阐述本发明。在此示出：
图1是根据本发明的过电压保护装置的第一实施方式的分解透视图，所述过电压保护装置具有基于两个面触点的、用于故障通报的开关机构。
图2是关于第一实施方式的分离单元在闭合状态下的俯视图并且图3是关于第一实施方式的分离单元在分离状态下的俯视图。
图4是类似于根据图1的视图，但具有在使用弯曲弹簧的情况下用于故障通报的开关实施方式，所述弯曲弹簧与位于支承板上的两个固定触点共同作用并且其中弯曲弹簧被热分离单元的滑动件的芯件阻挡或释放；
图5和6是根据图4的实施方式的分离单元在闭合(图5)和分离(图6)状态下的视图。
具体实施方式
在两种实施方式中以至少一个n边形第一支承板5为出发点，该支承板优选由塑料注塑材料制成。
所述支承板5在其一侧上具有压敏电阻6。该压敏电阻具有N极端子8。
在与压敏电阻6相对置的一侧上，气体放电器18位于支承板5上。
在所示实施方式中，与支承板5间隔开距离地设有另一支承板3，所述另一支承板接纳具有端子4的另一压敏电阻2。
除了封闭压敏电阻6的下侧的底侧盖7外，通过罩1来实现外壳，其中盖7和罩1之间的连接通过卡锁凸起以卡扣连接的方式实现。
实际的分离机制根据图1至3和4至6如下构造：
支承板5具有用于相关压敏电阻6的端子触点21或用于外部端子的至少一个通孔，在所示实施例中基于分离单元的对称布置而具有两个通孔。
气体放电器18的触点22通过柔性导体11或24连接在触点连接件13或20上。
所述触点连接件13或20可移动地、但在初始状态下通过焊点与相应气体放电器端子或压敏电阻端子连接。
此外，设有各一个滑动件12、19，其在一侧上具有芯状延长部。
相应滑动件12、19位于可动的触点连接件13、20的内腔中，所述触点连接件具有例如U型形状。
弹簧14、23将预紧力施加到可动的触点连接件13、20和滑动件上。
预紧弹簧14或23一方面支撑在支承板5的接片上并且另一方面支撑在相应触点连接件13、20上。
芯件的自由端部在热分离单元的未触发状态下分别作用于一个由部件15、16；25、26构成的开关上并且使该开关保持在闭合位置中(图2)。在热分离单元的触发状态下该开关被释放(图3)。
在根据图1的实施方式中，上述开关通过两个触点15、16或25、26实现，所述触点固定在支承板5的相应成型部中。所述开关电气式引至印刷电路板17并且与引脚9和10连接。
所述触点中的第一触点15、25面式贴靠在所述触点中的第二触点16、26上并且建立触点连接。
相应的可动的滑动件12、19与第一触点的表面侧共同作用，以便在热分离单元未触发时确保闭合的开关状态并且在分离单元触发时释放该闭合的开关状态。
在根据图4至6的实施方式中，开关在使用弯曲弹簧30的情况下构造有两个端部和一个中心轴31，其中所述弯曲弹簧30跨接位于支承板5上的两个固定触点32、33并且在分离单元触发且芯件的自由端部释放弯曲弹簧30时断开该触点连接。
连接引脚9和10在此也与相应开关连接，以便能够向外部传输通报信号。
上述构件、尤其是热分离单元连同触点连接件、开关、芯件和预紧弹簧均成双地构造并且构造成对称设置在支承板5上，以便在过载情况下分离气体放电器和压敏电阻之间的相应连接。因此，在此存在一种冗余的相应的分离单元，所述分离单元具有故障通报的冗余可能性、高功能性并确保必要的分离距离。

Claims (8)

1.过压保护装置，包括至少一个设置在n边形支承板(5)的第一侧上的盘形压敏电阻(6)、至少一个气体放电器(18)以及至少一个热分离单元，该热分离单元与至少一个所述压敏电阻(6)紧密热接触，上述构件由外壳(1、7)包围，并且此外设有用于焊接到印刷电路板上的电连接机构，其特征在于，所述至少一个气体放电器(18)设置在n边形支承板(5)的第二侧上，该支承板(5)具有至少一个用于压敏电阻(6)的端子触点(21)的通孔，在支承板(5)的第二侧上气体放电器(18)的至少一个端子(22)和压敏电阻(6)的端子触点(21)间隔开距离地相对置，可动的触点连接件(13、20)位于该距离空间中，所述可动的触点连接件(13、20)一方面与气体放电器(18)的端子(22)连接并且另一方面与压敏电阻(6)的端子触点(21)借助用于形成所述热分离单元的低熔点焊料连接，使得不仅气体放电器(18)而且压敏电阻(6)的加热均作用于所述热分离单元，此外设有具有芯件的滑动件(12、19)，该芯件贯穿可动的触点连接件(13、20)中的凹口并且接纳预紧弹簧(14、23)，所述预紧弹簧(14、23)一方面支撑在支承板(5)的接片上并且另一方面作用于触点连接件(13、20)，并且所述芯件的自由端部在所述热分离单元的未触发状态下作用于开关(15、16、25、26、30、32、33)并且将所述开关保持在闭合位置中并且在所述热分离单元的触发状态下释放所述开关。
2.根据权利要求1所述的过压保护装置，其特征在于，所述热分离单元连同触点连接件(13、20)、滑动件(12、19)、芯件和预紧弹簧(14、23)成双地构造并且构造成对称设置在支承板(5)上，以便在过载情况下分离气体放电器(18)和压敏电阻(6)之间的相应连接。
3.根据权利要求1或2所述的过压保护装置，其特征在于，所述开关分别具有两个触点(15、16、25、26)，所述触点固定在支承板(5)的成型部中，所述触点中的第一触点(15、25)贴靠在所述触点中的第二触点(16、26)上并且建立触点连接，并且滑动件(12、19)的芯件与第一触点(15、25)的表面侧连接，以便在热分离单元未触发时确保闭合的开关状态。
4.根据权利要求3所述的过压保护装置，其特征在于，至少所述第一触点(15、25)构造为弹簧触点，以便在所述芯件的有效连接消除时断开所述开关。
5.根据权利要求1或2所述的过压保护装置，其特征在于，所述开关构造为弯曲弹簧(30)，所述弯曲弹簧(30)跨接位于支承板(5)上的两个固定触点(32、33)并且在所述热分离单元触发且所述芯件的自由端部释放弯曲弹簧(30)时断开该触点连接。
6.根据权利要求5所述的过压保护装置，其特征在于，所述支承板(5)具有用于引导所述滑动件和/或用于接纳弯曲弹簧(30)的结构。
7.根据前述权利要求之一所述的过压保护装置，其特征在于，位于所述支承板(5)的第一侧上的压敏电阻(6)设有盖(7)，该盖具有用于卡锁地锁止壳体罩(1)的延长部。
8.根据权利要求7所述的过压保护装置，其特征在于，所述壳体罩(1)包围另一支承板(3)，所述另一支承板用于接纳另一压敏电阻(2)，所述另一支承板(3)与所述第一支承板(5)间隔开距离地设置。
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