專利名稱：熱熔斷器的觸發(fā)裝置的制作方法
熱熔斷器的觸發(fā)裝置
本發(fā)明涉及一種熱熔斷器的觸發(fā)裝置，特別是用于在高電流儀器中 的應(yīng)用的觸發(fā)裝置。
為了防止電子模塊過熱，需要不可逆轉(zhuǎn)的熱熔斷器，它在過高的環(huán) 境溫度下觸發(fā)傳輸電流的導(dǎo)體(觸發(fā))。在此熱熔斷器這樣設(shè)計(jì)，即觸 發(fā)溫度不由于可能出現(xiàn)的電流達(dá)到，這樣保證，它不能由于高的電流， 而是僅僅由于過高的環(huán)境溫度觸發(fā)。那么熱熔斷器用于，為電子^t塊提 供一個(gè)獨(dú)立的觸發(fā)路徑，它在才莫塊中例如由于構(gòu)件的故障，例如通過外 界作用的短路，絕緣材料的故障以及類似問題出現(xiàn)的不允許的高溫下可 靠地觸發(fā)電 流。
傳統(tǒng)的熱熔斷器大多基于固定的彈簧(例如釬焊的板簧)的方案， 該彈簧在溫度作用下松開固定(例如通過熔化)，由此熱熔斷器通過彈
簧力打開。不過在這種情況下在正常工作中，也就是說熱熔斷器閉合的 狀態(tài)下也在連接位置上施加一個(gè)機(jī)械力，這可能導(dǎo)致質(zhì)量問題，特別是 在自動(dòng)化領(lǐng)域的長的工作時(shí)間下，例如導(dǎo)致釬焊位置的崩潰。
本發(fā)明的任務(wù)是，提供一種熱熔斷器，它保證，觸發(fā)僅僅由于環(huán)境 溫度并且不由于通過熔斷器的過高的電流進(jìn)行，并且還保證，熱熔斷器 的通過釬焊連接而連接的導(dǎo)電元件不永久承受地作用在釬焊連接上的 機(jī)械張緊，以保證較長的壽命。
該任務(wù)通過根據(jù)權(quán)利要求1的觸發(fā)裝置以及通過根據(jù)并列的權(quán)利要 求的熱熔斷器解決。
本發(fā)明的其它有利的設(shè)計(jì)方案在從屬權(quán)利要求中說明。
根據(jù)第一觀點(diǎn)設(shè)有一種熱熔斷器的觸發(fā)裝置。該觸發(fā)裝置具有一個(gè) 執(zhí)行器，它設(shè)計(jì)成在極限溫度時(shí)觸發(fā)，并且觸發(fā)裝置具有一個(gè)導(dǎo)電的橋
上，以傳輸電流。該連接元件設(shè)計(jì)成在達(dá)到或者超過極限溫度時(shí)熔化， 這樣橋接元件在執(zhí)行器觸發(fā)時(shí)與連接元件脫開，以中斷電流的傳輸。
根據(jù)本發(fā)明的觸發(fā)裝置可以獲得在超過觸發(fā)裝置的環(huán)境中的極限 溫度時(shí)的可靠的觸發(fā)。導(dǎo)體的中斷在觸發(fā)時(shí)實(shí)現(xiàn)，方法是導(dǎo)體在一個(gè)或 者多個(gè)位置通過橋接元件的抬起分離，其中該觸發(fā)可以以特別可靠的方式保證。
此外執(zhí)行器可以具有一個(gè)可運(yùn)動(dòng)的沖頭，以在觸發(fā)時(shí)將橋接元件的 連接區(qū)域從連接位置抬起。
根據(jù)另一種實(shí)施方式，該執(zhí)行器可以具有一個(gè)熔化體，它將沖頭保 持在未觸發(fā)的位置，其中熔化體的材料這樣選擇，即它在達(dá)到極限溫度 時(shí)熔化并且由此觸發(fā)執(zhí)行器，其中沖頭通過一個(gè)力，特別是通過一個(gè)彈 簧力運(yùn)動(dòng)，以使橋接元件借助沖頭從連接位置完全抬起。
此外執(zhí)行器可以具有兩個(gè)互相絕緣的熔化體，它們作為環(huán)段圍繞沖 頭布置。替代地該執(zhí)行器可以具有 一個(gè)由電絕緣的材料制成的環(huán)形熔化
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根據(jù)一種實(shí)施方式，導(dǎo)電的橋接元件可以在多個(gè)連接區(qū)域上通過相 應(yīng)的可熔化的連接元件固定并連接在相應(yīng)的連接位置上，其中橋接元件 在執(zhí)行器觸發(fā)時(shí)將連接區(qū)域從連接位置完全脫開，以中斷電流的傳輸。
沖頭可以通過在橋接元件中的保持孔作用，以在從連接位置抬起時(shí) 固定橋接元件。
此外執(zhí)行器可以設(shè)計(jì)成，在觸發(fā)時(shí)向限位板運(yùn)動(dòng)，這樣在觸發(fā)狀態(tài) 下將橋接元件保持在沖頭和限位板之間。
此外導(dǎo)電的橋接元件可以可擺動(dòng)地布置在另一個(gè)連接位置上，其中 執(zhí)行器這樣布置在橋接元件上，即橋接元件的連接區(qū)域在執(zhí)行器觸發(fā)時(shí) 從連接位置抬起一個(gè)距離，它由于杠桿作用大于在執(zhí)^f亍器的沖頭在觸發(fā) 時(shí)的升程。這可以實(shí)現(xiàn)，擴(kuò)大連接區(qū)域從連接位置抬起的距離。這具有 此優(yōu)點(diǎn)，即可以可靠地分開連接，因?yàn)闆]有助熔劑的釬料可能被拉成線， 它在變大的升程下觸發(fā)。
中的孔導(dǎo)向/ 、 、 、 / p、，'、 " ''、
接觸元件優(yōu)選由導(dǎo)電的材料，特別是由可熔化的金屬或者合金構(gòu)成。
根據(jù)另 一種觀點(diǎn)規(guī)定一種熱熔斷器，它具有一種上述的觸發(fā)裝置， 其中橋接元件連接在接觸裝置，特別是沖壓柵或者線路板上。
本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式接下來借助附圖詳細(xì)說明，圖中示出

圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的觸發(fā)單元的橫截面圖， 圖2是圖1的觸發(fā)裝置的俯視圖，圖3是在圖1的實(shí)施方式中應(yīng)用的執(zhí)行器的透^f見圖，
圖4是根據(jù)本發(fā)明的另一種實(shí)施方式的觸發(fā)單元在未觸發(fā)的狀態(tài)下
的橫截面圖，以及
圖5是根據(jù)圖4的實(shí)施方式的觸發(fā)單元在觸發(fā)狀態(tài)下的橫截面圖。 在圖1中示出了根據(jù)本發(fā)明的觸發(fā)裝置。觸發(fā)裝置1安裝在由導(dǎo)電
材料制成的沖壓柵2上，它被由不導(dǎo)電的塑料制成的外殼3包圍。也可
以設(shè)置線路板或者其它的接觸裝置代替沖壓柵2。
沖壓柵2的外殼3在觸發(fā)裝置1的區(qū)域被除去，這樣沖壓柵2被露
出來。沖壓柵2露出來的部分在觸發(fā)裝置1的區(qū)域具有兩個(gè)接觸板4，
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產(chǎn)生一個(gè)電流連接，一個(gè)與沖壓柵2連接的電模塊通過該電流連接工作。
橋接元件6在兩個(gè)于置的端部上具有彎曲的連接段8,它們通過相應(yīng) 的孔9穿到?jīng)_壓柵2的接觸板4中并且在這個(gè)位置通過釬焊連接10與 沖壓柵2連接。釬焊連接10產(chǎn)生橋接元件6和沖壓柵2的相應(yīng)的接觸 板4之間的導(dǎo)電接觸。也可以設(shè)置例如由熔化溫度等于或者小于觸發(fā)溫 度的金屬或者合金制成的其它的導(dǎo)電連接代替釬焊連接10。
在接觸板4和橋接元件6之間的替代的接觸接通是可以的，只要它 能夠在釬焊連接10熔化后獲得橋接元件6從接觸板4上的簡單的脫開。 這樣可以將一個(gè)或者兩個(gè)連接段也置于接觸板4的相應(yīng)的連接位置上， 而不設(shè)置在這個(gè)孔中。
在接觸板4的端部之間在沖壓柵2中存在一個(gè)空隙12,執(zhí)行器11 的沖頭19伸它并且可以在垂直于沖壓柵2的主平面的方向上運(yùn)動(dòng)。4丸 行器11 一般這樣設(shè)計(jì)，如果觸發(fā)裝置1的環(huán)境溫度超過了一個(gè)確定的 門限溫度，它就觸發(fā)，此時(shí)沖頭19垂直于沖壓柵2的主平面運(yùn)動(dòng)。
沖頭19具有一個(gè)圓錐形的嵌入元件13,它穿過橋接元件6的保持 孔14并貼靠在'那里。在執(zhí)行器11觸發(fā)時(shí)，沖頭19垂直于橋接元件6 的主要段運(yùn)動(dòng)，此時(shí)嵌入元件13將橋接元件6從沖壓柵2上抬起，這 樣在接觸板4之間的電連接中斷。為了簡化橋接元件6從沖壓柵2的接 觸板4上的抬起，釬焊連接10的釬焊材料這樣選擇，即它在觸發(fā)裝置1 應(yīng)該進(jìn)行觸發(fā)的極限溫度時(shí)變軟或者說已經(jīng)熔化，據(jù)此橋接元件6可以 以簡單的方式通過沖頭19從沖壓柵2上抬起。替代地或者附加地可以 在橋接元件6中設(shè)置理論分離位置(未示出)，如果執(zhí)行器11觸發(fā)，
6橋接元件6在該位置處通過沖頭19的力分開。
為了在熔化后只是松動(dòng)地置于沖壓柵2的接觸板4上的橋接元件6 在觸發(fā)情況下不從接觸板脫開并且達(dá)到環(huán)境中，其在那里或許可能造成 短路，設(shè)有保持裝置，它固定橋接元件6。在所示實(shí)施例中，橋接元件 松動(dòng)地置于嵌入元件13上。如果執(zhí)行器ll觸發(fā)，從沖壓柵2松開的橋 接元件6被沖頭19在離開沖壓柵2的方向移動(dòng)。在執(zhí)行器11的沖頭19 在觸發(fā)時(shí)運(yùn)動(dòng)的方向上，在沖壓柵2的對面有一個(gè)限位板15，它基本上 平行于沖壓柵2延伸。嵌入元件13向限位板15運(yùn)動(dòng)并且可能壓緊，而 橋接元件6沒有與嵌入元件13脫離插入。那么在觸發(fā)的狀態(tài)下，嵌入 #乂豐13沾一拔C!U;蚩在限朽^ 卜4f日柚i十棍拔開乂豐6 14.嫂
樣它可靠地保持在限位板15上。
執(zhí)行器11如上面所述地設(shè)計(jì)，以在確定的環(huán)境溫度下觸發(fā)。在所 示例子中執(zhí)行器11具有沖頭19,它在執(zhí)行器殼體16的一個(gè)在沖頭19 的運(yùn)動(dòng)方向的方向定向的缺口 17中導(dǎo)向。在缺口 17的底和沖頭19的 面對著導(dǎo)向殼體16端部的缺口 20的之間布置有一個(gè)彈簧元件18,它設(shè) 有套管26。在未觸發(fā)的狀態(tài)下彈簧元件18被預(yù)緊，這樣在沖頭19和執(zhí) 行器殼體16之間作用有力。在未觸發(fā)的狀態(tài)下沖頭19通過熔化體21 克服彈簧力保持在它的位置上。熔化體21布置在沖頭19的止擋棱22 和沖壓柵2的接觸板4的相應(yīng)的端部上的止擋區(qū)域25之間。
沖頭19在熔化體21的區(qū)域中變細(xì)，這樣它可以通過接觸板4構(gòu)成 的沖壓柵2的孔運(yùn)動(dòng)。熔化體21由容易熔化的材料構(gòu)成，例如由釬料 或者蠟構(gòu)成，其在觸發(fā)情況下熔化并且在熔化狀態(tài)下可以通過在接觸板 4的相應(yīng)的端部和沖丸行器11的沖頭19之間的中間空間26流出。在這種 情況下在沖頭19的止擋棱22和接觸板4的止擋區(qū)域25之間的才幾械阻 力松開并且沖頭19在限位板15的方向運(yùn)動(dòng)。
沖頭19優(yōu)選由不導(dǎo)電的材料，例如塑料或者陶瓷制成，以在觸發(fā) 后在接觸板4之間不建立導(dǎo)電連接。由此它此外阻止了通過彈簧元件的 短路。
代替在所述實(shí)施例中設(shè)計(jì)成螺旋彈簧的彈簧元件18,也可以設(shè)置板 簧或者其它的措施，例如壓縮空氣，它在熔化體21的方向和橋接元件6 的方向在沖頭19上施加永久的力。
熔化體21的材料優(yōu)選這樣選擇，即在低于門限溫度的溫度時(shí)不出
7現(xiàn)塑性變形。這特別是在應(yīng)用金屬或者說合金時(shí)是這種情況。不過在這 種情況下要注意，在觸發(fā)情況下，熔化體1的熔化的材料不替代橋接元
件6在接觸板4之間建立接觸。
在所示實(shí)施方式中示出的兩個(gè)熔化體21是環(huán)扇形并且互相不接觸， 這樣通過它們不會(huì)建立意外的電連接。為此，如在圖3中可以看出，沖 頭19沿著它的圓周方向具有止擋棱22,它不完全環(huán)繞并且通過沖頭19 的不導(dǎo)電的材料互相隔開。如果應(yīng)用一種不導(dǎo)電的材料，例如蠟作為熔 化體21來代替釬焊材料，止擋棱22的這種分隔是不必要的并且熔化體 21也可以作為環(huán)形的元件繞著沖頭的相應(yīng)的段放置，這簡化了這種裝置
扭
在圖4和5中示出了根據(jù)本發(fā)明的另一種實(shí)施方式的觸發(fā)單元。相 同的標(biāo)記對應(yīng)相同或者類似的功能的元件。
圖4和5的實(shí)施方式與圖1和2的實(shí)施方式的區(qū)別在于，橋接元件 6可擺動(dòng)地在一端固定并且在觸發(fā)時(shí)也保持固定，這樣橋接元件繞著這 樣構(gòu)成的擺動(dòng)軸線運(yùn)動(dòng)。此外圖4和5的實(shí)施方式與圖1和2的實(shí)施方 式由此不同，即它沒有設(shè)置保持孔。為了構(gòu)成擺動(dòng)軸線，設(shè)有一個(gè)限位 元件30來代替限位板15，它將橋接元件6的一端固定在接觸板4的孔 9中，這樣它在沖頭19運(yùn)動(dòng)時(shí)不能從孔9中拔出。在觸發(fā)情況下盡管連 接元件10流走，不過限位元件30阻止相應(yīng)的連接區(qū)域8從孔9中拔出。
限位元件30由此定義了橋接元件6的一個(gè)擺動(dòng)軸線，如果執(zhí)行器 11觸發(fā)(見圖5),則橋接元件6繞著該擺動(dòng)軸線擺動(dòng)。在觸發(fā)時(shí)沖頭 19壓在橋接元件6上，這樣它繞著擺動(dòng)軸線擺動(dòng)。在這種情況下位于固 定的連接區(qū)域8對面的連接區(qū)域8從相應(yīng)的接觸板4中的孔9中拔出并 且根據(jù)沖頭19的升程移動(dòng)一個(gè)確定的行程。沖頭19在兩個(gè)連接區(qū)域之 間作用在橋接元件6上，這樣由于杠桿作用，連接區(qū)域8/人相應(yīng)的孔9 中拔出的距離大于沖頭19在執(zhí)行器11觸發(fā)時(shí)走過的升程。如果沖頭19 例如中心地作用在橋接元件6上，則連接區(qū)域乂人相應(yīng)的孔中移動(dòng) 一個(gè)大 約對應(yīng)沖頭19的升程長度兩4咅的距離。以這種方式可以可靠地中斷通 過橋接元件6構(gòu)成的導(dǎo)電連接，方法是連接區(qū)域8和連接元件10或者 說接觸板4以大的距離互相隔開。特別有利的是，存在這種可能性，即 連接位置10的熔化的釬料在分開時(shí)拔出了線，該線在連接區(qū)域8和連 接元件10之間距離足夠大時(shí)才觸發(fā)。由此可以使連接區(qū)域8和連接位置10互相可靠地分離，以實(shí)現(xiàn)通過橋接元件6的電流的中斷。
第一連接區(qū)域8也可以通過在接觸板4的朝向執(zhí)行器11的一側(cè)上
時(shí)沖頭19的運(yùn)動(dòng)方向上布置的限位元件30。該固定導(dǎo)致，在執(zhí)行器ll 觸發(fā)時(shí)，連接區(qū)域8不能從相應(yīng)的孔9中拔出，這樣定義了橋接元件6 在接觸板4的相應(yīng)的孔9上的擺動(dòng)軸線。
權(quán)利要求
1.熱熔斷器的觸發(fā)裝置(1)，具有-執(zhí)行器(11)，它設(shè)計(jì)成在極限溫度時(shí)觸發(fā)，-導(dǎo)電的橋接元件(6)，它利用連接區(qū)域(8)通過可熔化的連接元件(10)固定并連接在一個(gè)連接位置(9)上，以傳輸電流；其中連接元件(10)設(shè)計(jì)成在達(dá)到或者超過極限溫度時(shí)熔化，從而橋接元件(6)在執(zhí)行器(11)觸發(fā)時(shí)與連接元件(10)脫開，以中斷電流的傳輸。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸發(fā)裝置，其中所述執(zhí)行器(11 )具有沖 頭(19)，以在觸發(fā)時(shí)將橋接元件(6)的連接區(qū)域從該連接位置(9) 抬起。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的觸發(fā)裝置(1 )，其中所述執(zhí)行器(11 ) 具有熔化體(21),它將沖頭(19)保持在未觸發(fā)的位置，其中熔化體(21)的材料這樣選擇，即它在達(dá)到極限溫度時(shí)熔化并且由此觸發(fā)執(zhí)行 器(ll),沖頭(19)通過力，特別是通過彈簧力運(yùn)動(dòng)，使橋接元件(6) 借助沖頭(19)從連接位置(9)完全抬起。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的觸發(fā)裝置(1 )，其中所述執(zhí)行器(11 ) 具有兩個(gè)互相絕緣的熔化體(21 ),它們作為環(huán)段圍繞沖頭(19)布置。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的觸發(fā)裝置(1)，其中所述執(zhí)行器(11) 具有由電絕緣的材料制成的環(huán)形的熔化體(21 ),它作為環(huán)圍繞沖頭(19) 布置。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的觸發(fā)裝置，其中所述導(dǎo)電 的橋接元件(6)利用多個(gè)連接區(qū)域(8)通過相應(yīng)的可熔化的連接元件(10) 固定和連接在相應(yīng)的連接位置(9)上，橋接元件(6)在執(zhí)行器(11) 觸發(fā)時(shí)使連接區(qū)域(8)從連接位置(9)完全脫開，以中斷電流 的傳輸。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的觸發(fā)裝置，其中所述沖頭(19)通過在橋 接元件(6)中的保持孔(14)作用，以在從連接位置(9)抬起時(shí)固定 橋接元件(6 )。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的觸發(fā)裝置(1 ),其中所述執(zhí)行器(11 ) 設(shè)計(jì)成，在觸發(fā)時(shí)向限位纟反(15)運(yùn)動(dòng)，從而在觸發(fā)的狀態(tài)下將橋接元 件(6)保持在沖頭(19)和限位板(15)之間。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2至5中任意一項(xiàng)所述的觸發(fā)裝置，其中所述導(dǎo)電 的橋接元件(6)可擺動(dòng)地布置在另一個(gè)連接位置上，執(zhí)行器(11)這 樣布置在橋接元件(6)上，即橋接元件(6)的連接區(qū)域(8)在執(zhí)行 器(11)觸發(fā)時(shí)從該連接位置升起一個(gè)距離，它由于杠桿作用大于在執(zhí) 行器(11)的沖頭(19)在觸發(fā)時(shí)的升程。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1至9中任意一項(xiàng)所述的觸發(fā)裝置(1 )，其中所 述橋接元件(6)的連接區(qū)域(8)從橋接元件(6)彎曲并且通過在接 觸板(4)中的孔導(dǎo)向。
11. 具有根據(jù)權(quán)利要求1至9中任意一項(xiàng)所述的觸發(fā)裝置(1 )的熱,1^ 14-9 甘士 ^^'士板4i ^ 乂土 f《、i'^ ii 7t i^fU扭罷 4iSl1 S》士 ;l鵬，、 或者線路板上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種熱熔斷器的觸發(fā)裝置(1)，具有執(zhí)行器(11)，它設(shè)計(jì)成在極限溫度下觸發(fā)，并且具有導(dǎo)電的橋接元件(6)，它僅僅通過可松開的連接元件(10)固定在多個(gè)連接位置(9)上并且接通，以傳輸電流；其中連接元件(10)在達(dá)到或者超過極限溫度時(shí)完全松開橋接元件(6)，這樣橋接元件(6)在執(zhí)行器(11)觸發(fā)時(shí)從連接元件(10)脫開，以中斷電流的傳輸。
文檔編號H01H37/76GK101647082SQ200880010028
公開日2010年2月10日 申請日期2008年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月26日
發(fā)明者G·舒爾策-伊金-科納特, M·米勒, N·哈伯爾, N·納布, S·斯坦普弗, S·科特豪斯, T·莫爾, 陳蓓蕾 申請人:羅伯特.博世有限公司