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CN108140522B - 熔断式保险构件 - Google Patents

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CN108140522B CN201680016600.4A CN201680016600A CN108140522B CN 108140522 B CN108140522 B CN 108140522B CN 201680016600 A CN201680016600 A CN 201680016600A CN 108140522 B CN108140522 B CN 108140522B
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Abstract

本发明涉及一种包括熔断丝(2)的熔断式保险构件(1)，其中，熔断丝(2)位于绝缘体(3)之内并且熔断丝(2)在绝缘体(3)的两个端侧之间延伸，绝缘体(3)的端侧分别用导电的端盖(4)封闭，并且端盖(4)与熔断丝(2)处于电接触导通，其中，所述绝缘体(3)至少在端盖(4)的区域内由至少两个壳体(5a、5b)组装而成并且所述壳体(5a、5b)在组装的状态下形成容纳熔断丝(2)的通道(6)。

Description

熔断式保险构件
技术领域
本发明涉及一种熔断式保险构件，例如用于过电流保护的电流保险器。本发明优选涉及一种按照IEC 60127第4部分的重点应用于直流电压的用于选自设备保护保险器组的表面安装的所谓的小型保险器。
背景技术
熔断式保险构件是过电流保护装置，一旦电流强度在预定的时间内超过某一数值，这些熔断式保险构件就通过熔断丝的熔断中断电路。
小型保险器作为设备保护保险器例如在电网部件、电视设备和无线电设备以及测量仪器中使用。基本的构造包含两个用真正的以金属丝或导电(金属)层形式的保险元件连接的终端触点(端盖)，这两个终端触点被电绝缘的壳体包住，使得在触发保险器的一瞬间热的蒸汽或火花对于周围的构件或保险器支架、如保险器座和印刷电路板不构成危险。这种小型保险器的特征参数是额定电流、额定电压、触发特性和分断能力、尤其是测定分断能力
Figure GDA0002227325970000011
为了在小型保险器中保证高的分断能力，绝缘壳体的包含熔断丝的内部空间用灭火剂、例如沙子填满。如果熔断丝烧坏，则形成朝向端盖延伸的电弧。脉冲式的能量供应产生基于围绕熔断丝的(气态)分子的碰撞电离的电弧等离子，同时在封闭罩的内部空间中产生强烈的加热和增压。一旦电弧点火电压超过施加在保险器的终端触点上的驱动电源电压，就会通过压力上升熄灭电弧。因此，限定的跳跃式的压力上升直到一定程度、直到保险器壳体的最大耐压力稳定性为止是期望的。为了调整限定的压力上升，可设有压力补偿通道，这些压力补偿通道应防止太跳跃式的压力上升以避免毁坏保险器。这些压力补偿通道用于有针对性地限制内部空间中的超压峰值。
最接近的现有技术
熔断式保险构件由EP 1 455 375 B1已知，该熔断式保险构件包括熔断丝，其中，熔断丝位于绝缘体之内并且熔断丝在绝缘体的两个端侧之间延伸，绝缘体的端侧分别用导电的端盖封闭，并且端盖与熔断丝处于电接触导通，所述绝缘体由至少两个壳体组装而成并且所述壳体在组装的状态下形成容纳熔断丝的通道，所述通道平行于绝缘体的纵向、优选沿该绝缘体的中轴线延伸，所述壳体在组装的状态下通过至少一个台阶沿轴向彼此固定。所述已知的熔断式保险构件包括熔断丝，该熔断丝近似对角线延伸地布置在圆筒状的小管子的内部空间中并且该熔断丝在其端部处围绕小管子的端侧环绕，使得熔断丝的端部贴靠在小管子的外壁上。小管子的两个端部分别设有可弹性变形的密封塞，该密封塞压入到小管子的相应的端侧的开口中。密封塞把熔断丝的短的区段压紧到小管子的内壁上，由此产生压力补偿通道。这些通道实现缓慢地补偿内部空间压力，使得内部空间中的跳跃式的压力上升可对熔断丝产生熄灭的作用。将塑料薄片安置到小管子的相应的端侧上并且用导电的端盖封上，以便端盖与熔断丝处于电接触导通。所述已知的熔断式保险构件在构造方面很复杂并且在装配方面很困难并且需要复杂的且易发故障的自动化的装配过程。
发明目的
本发明的目的在于，提供一种新型的熔断式保险构件，该熔断式保险构件能在安全的功能下实现简化的装配。
发明内容
上述目的通过一种如下所述的按照本发明的熔断式保险构件解决。在按照本发明的包括熔断丝的熔断式保险构件中，熔断丝位于绝缘体之内并且熔断丝在绝缘体的两个端侧之间延伸，绝缘体的端侧分别用导电的端盖封闭，并且端盖与熔断丝处于电接触导通，所述绝缘体由至少两个壳体组装而成并且所述壳体在组装的状态下形成容纳熔断丝的通道，所述通道平行于绝缘体的纵向、优选沿该绝缘体的中轴线延伸，所述壳体在组装的状态下通过至少一个台阶沿轴向彼此固定，其特征在于，相应的壳体具有至少基本上L形的横截面形状，设在其中一个壳体上的卡锁舌片嵌入到设在另一壳体上的凹部中，在各壳体的端部区域上设有凹陷部，并且所述端盖具有指向内部的突出部，该突出部嵌入到绝缘体的凹陷部中。
按照本发明的熔断式保险构件能实现特别简单的并且对于自动化过程可用的装配。按照本发明，绝缘体是纵向分体式的。所述绝缘体优选包括多个、例如两个纵向延伸的由电绝缘材料构成的壳体。这能实现将熔断丝以简单的方式嵌入到壳体之一中并且将该壳体与另外的(一个或多个)壳体接合以便使绝缘体完整。在绝缘体的相应的端部区域中，各壳体在组装的状态下形成通道，所述通道包住熔断丝直至相应的端盖。为此，优选各壳体中的至少一个壳体、优选每个壳体都具有纵向延伸的凹部。由此，熔断丝可首先嵌入到其中一个壳体的凹部中。接着将该壳体与至少一个另外的壳体接合，使得熔断丝优选形锁合地容纳在由此形成的通道中。这能实现特别快地并且也能自动化进行地制造绝缘体连同位于内部的熔断丝。
所述通道以有利的方式平行于绝缘体的纵向、优选沿该绝缘体的中轴线延伸。该布置可通过按照本发明的结构以简单的方式实现。同时，由此实现熔断丝离绝缘体的内壁始终具有尽可能大的距离。在保险器的负荷阶段中避免熔断丝与绝缘体的侧壁接触导通，在所述负荷阶段中，最终导致触发保险器的故障电流缓慢地、通常以上升的斜坡的形式产生，使得通过材料拉伸或者熔断式保险元件的膨胀、由于在端盖上的固定和绝缘体的限定的长度而在绝缘体的内部空间中出现弯曲。
优选地，整个绝缘体由至少两个、优选纵向延伸的壳体构造而成。
合乎目的地，各壳体具有彼此嵌接的形状并且由于其对称性而旋转对称地形成一个单元。
尤其是，各壳体在组装的状态下通过至少一个横向于绝缘体纵轴线延伸的台阶沿轴向彼此固定。由此可使壳体的接合变容易，因为各壳体在接合时在其纵向位置方面相互调整。
通过相应的壳体具有至少基本上L形的横截面形状，沿周向有效的定位在接合期间也额外变容易。
合乎目的地，设在壳体之一上的突出部嵌入到设在另一壳体上的凹部中。这辅助位置合理地互相接合各个壳体。
合乎目的地，绝缘体由两个纵壳或者说半壳形成。
以有利的方式，壳体是由能注塑的材料制成的注塑件。使用聚酰胺、优选来自PA6等级的耐高温的聚酰胺作为材料。所述材料是能注塑的并且此外具有有利地自熄的特性。然而可想到另外的塑料颗粒，其形状稳定性可较长时期地在高于200℃的温度范围内得到并且其阻燃特性位于UL-94以下的等级中。
优选地，各壳体具有一致的形状。由此可进一步降低生产成本。
熔断丝具有优选弯折的、尤其是压扁的端部。借助所述弯折的、压扁的端部也可已经预制熔断丝。弯折的端部是有利的，因为在嵌入熔断丝并且组装半壳之后，熔断丝的相应的端部可在没有另外加工的情况下借助事后装上的端盖朝向绝缘体的端侧压入到中间位置中并且因此与端盖电接触导通，并且避免事后沿轴向镦锻熔断丝。优选地，熔断丝的相应的端部以压配合处于相应端盖的端侧的内壁与绝缘体的相应端面之间。
优选地，各壳体借助连接机构直接地不可拆卸地互相连接。尤其是各壳体也可互相通过超声波焊接或类似的连接技术方法互相连接。
有利地，半壳的端部区域设有至少一个凹陷部、优选以至少一个沿周向横向于熔断式保险构件的纵轴线延伸的凹槽的形式。由此能实现将端盖在其安置到绝缘体上之后借助嵌入凹陷部中的突出部可靠地固定。
优选地，凹陷部或凹槽用于使端盖的材料优选通过卷曲压接而压入到凹陷部或凹槽的区域中，并且因此除轴向稳定各半壳之外还提供在装配导向轴的方向上的侧向固定。
优选地，所述通道无缝地容纳熔断丝。
按照一种特别的实施方式，端盖和熔断丝通过激光焊接、电阻焊接或感应焊接互相电接触导通。在此涉及间接地加热材料表面，该加热导致硬焊连接。该连接在没有添加料、如焊料和焊剂的情况下实现并且由此避免有机物形式的残渣，该残渣可不利地影响电弧，使得燃烧持续时间或者压力增大可导致保险器壳体爆炸。为此，前提是材料的要连接的表面的相同的特性。在生产这样的保险器时的热负荷和处理时间方面，在熔断丝和端盖上要遮上锡表面。根据盖对绝缘体的挤压力，可放弃硬焊处理，使得绝缘体的长期存在的柔性施加熔断丝对端盖的足够的挤压力。然而，要争取熔断丝对盖的电稳定，因为电路中的每个事后的以焊接保险器形式的热负荷可使耦合有可能如此强烈地变化，使得保险器丧失其特定的特性。
特别有利地，两个半壳在组装的状态下与装配的端盖构成一个统一的方形的绝缘体，同时避免在从端盖到绝缘体的过渡区域中的台阶或阶梯。由此实现，在端盖或绝缘体与相应的使用区域之间产生面状的、尤其是平的端侧的贴靠面，这有利于接触导通。此外，可避免或至少明显地减少在端盖区域中使用固定胶带。优选地，所述端盖和绝缘体至少基本上形成平面并且因此保证平坦地贴靠在电路板上。
附图说明
下面借助附图更详细说明本发明的合乎目的的构造方案。为了清晰起见，重复的特征仅设有一次附图标记。附图如下：
图1示出按照本发明的熔断式保险构件的纵剖视图；
图2示出按照图1的熔断式保险构件的透视分解图；
图3示出熔断式保险构件在图1的剖面A-A中的局部剖视图；和
图4示出按照本发明的熔断式保险构件在组装状态中的构造方案的透视图。
具体实施方式
图1中的附图标记1标记按照本发明的熔断式保险构件的整体。在此，优选涉及一种按照来自对于保险器作为基础的标准IEC60/127第四部分中的要求的所谓的小型保险器。所述熔断式保险构件1包括一个由电绝缘材料制成的绝缘体3以及两个安置到绝缘体3的相应端部上的能导电的端盖4。
绝缘体3包括两个沿纵向分体式的一致的半壳5a、5b，这两个半壳共同形成一个空腔14以及一个相应地连接在空腔的端部上的通道，该通道形锁合地容纳熔断丝2。所述通道6沿绝缘体3的中轴线延伸并且相应地通入绝缘体3的端侧中。
绝缘体3在其两个端部区域处具有区域13，该区域形锁合地并且优选无缝地包围熔断丝2并且使熔断丝2的在空腔14中暴露的区域与所属的端盖4绝缘。由此实现：电弧不能击穿端盖，或者说不引起端盖熔穿，使得电弧等离子可从保险器内部空间中排出并且进一步损坏邻近的构件。
在相应端盖4的区域中，在绝缘体3中设有凹陷部10，相应端盖4的相应的突出部11嵌入到所述凹陷部中并且将该端盖固定在绝缘体3上。
该固定合乎目的地通过将端盖4卷曲压接到绝缘体3的端部上、即将端盖4的材料压入凹陷部10中而产生。
绝缘体3这样成型，使得该绝缘体形成用于相应盖部4的平的端侧的贴靠面12。绝缘体3的构造成平的贴靠面12改善熔断丝2与相应端盖的接触导通。
熔断丝2在其端侧上(参看图2)具有两个弯折的以及压扁的端部区域15a、15b，这两个端部区域以压配合处于绝缘体3的相应端侧12与相应盖4之间。备选地或者除此之外，端盖4与熔断丝的相应端部区域15a、15b可通过焊接方法、例如激光焊接、电阻焊接或感应焊接互相电接触导通。
图2示出图1中示出的熔断式保险构件1的各个部件的分解图。绝缘体3在该构造方案中由两个沿纵向分体式的半壳5a以及5b构造而成。
这两个半壳5a、5b中的每个半壳各具有一个伸长的半圆形的凹部6a、6b，这两个凹部共同形成用于容纳熔断丝2的通道6。此外，由按照图2的图示可清晰示出，每个半壳5a、5b都具有结构元件，这些结构元件在与相邻半壳的相应构成的结构元件的配合作用下产生形锁合，该形锁合把两个半壳5a、5b沿纵向和/或沿周向相互固定在接合位置中。因此，例如半壳5b的在台阶7的区域中凹陷的区域被半壳5a的相应突出的(不能在图2中看出的)区域填满并且由此确保轴向的卡锁。
由图2同样可看出，两个半壳5a、5b具有L形的横截面形状。
如由图2和3可看出，在相应的半壳5a、5b中设有空隙部或者说凹部8以及相应构成的突出部或者说卡锁舌片9，所述突出部或者说卡锁舌片嵌入到对置的半壳上的凹部8中并且由此能实现两个半壳5a、5b接合地保持就位，这对于自动化的生产过程是很有利的。由图3能同样看出，两个半壳5a、5b如何基于相应的半圆形的通道区段6a、6b形成用于熔断丝2的通道6，熔断丝2形锁合地并且无缝地容纳在所述通道中。
在接合的状态下，两个半壳5a、5b可在需要的情况下借助连接机构不可拆卸地互相连接。这优选通过超声波焊接实现。在焊接半壳5a、5b时，内部空间14可在需要时构造成更耐压的。
熔断丝2的端部15a、15b与相应端盖4的连接优选借助间接的激光焊接实现。当然，所述连接也可通过电阻焊接或感应焊接实现。焊接优选在没有焊接添加物的情况下进行，由此避免产生有机连接。也可避免否则必需使用高熔点的以铅锡银或铅银为基础的焊料。
在两个半壳5a、5b接合的状态下，将端盖4套上并且如开头已经说明的那样与绝缘体3卷曲压接。本发明的完成的熔断式保险构件1具有由图4可看出的方形的形状。
本发明能提供一种新型的具有电弧控制特性的熔断式保险构件并且能实现特别简单地并且也能自动化进行的装配，同时避免添加料、如焊剂和/或灭火剂。该构造还能实现缩放，使得更小的、尤其是更短的壳体尺寸也能以简单的方式制成。因此，本发明构成了已存在的现有技术的很特别的进一步发展方案并且此外提供除了用于交流电压的测定分断能力之外也可指定用于直流电压的这样的测定分断能力的可能性。整体的设计构造使得在等待处理的/驱动的电源电压的条件下限制电弧相位并且因此不依赖于电源电压的过零点。就这方面来说，所述保险器结构的应用重点在于应用层面的直流(DC)领域中。此外，不需要另外的灭火剂，使得通过熔断丝相对于绝缘壳体的热绝缘可塑造惰性的保险特性。
附图标记列表
1 熔断式保险构件
2 熔断丝
3 绝缘体
4 端盖
5a 半壳
5b 半壳
6 通道
7 台阶
8 凹部
9 卡锁舌片
10 凹陷部
11 突出部
12 贴靠面
13 区域
14 空腔
15a 熔断丝的端部
15b 熔断丝的端部

Claims (16)

1.包括熔断丝(2)的熔断式保险构件(1)，其中，熔断丝(2)位于绝缘体(3)之内并且熔断丝(2)在绝缘体(3)的两个端侧之间延伸，绝缘体(3)的端侧分别用导电的端盖(4)封闭，并且端盖(4)与熔断丝(2)处于电接触导通，所述绝缘体(3)由至少两个壳体(5a、5b)组装而成并且所述壳体(5a、5b)在组装的状态下形成容纳熔断丝(2)的通道(6)，所述通道(6)平行于绝缘体(3)的纵向延伸，所述壳体(5a、5b)在组装的状态下通过至少一个台阶(7)沿轴向彼此固定，其特征在于，相应的壳体(5a、5b)具有至少基本上L形的横截面形状，设在其中一个壳体(5a)上的卡锁舌片(9)嵌入到设在另一壳体(5b)上的凹部(8)中，在各壳体(5a、5b)的端部区域上设有凹陷部(10)，并且所述端盖(4)具有指向内部的突出部(11)，该突出部嵌入到绝缘体(3)的凹陷部(10)中。
2.根据权利要求1所述的熔断式保险构件(1)，其特征在于，整个绝缘体(3)由至少两个壳体(5a、5b)构造而成。
3.根据权利要求1或2所述的熔断式保险构件(1)，其特征在于，各所述壳体(5a、5b)具有彼此嵌接的形状。
4.根据权利要求1或2所述的熔断式保险构件(1)，其特征在于，各所述壳体(5a、5b)为注塑件。
5.根据权利要求1或2所述的熔断式保险构件(1)，其特征在于，各所述壳体具有一致的形状。
6.根据权利要求1或2所述的熔断式保险构件(1)，其特征在于，所述熔断丝(2)具有弯折的端部(15a、15b)。
7.根据权利要求6所述的熔断式保险构件(1)，其特征在于，熔断丝(2)的相应的端部(15a、15b)以压配合处于相应端盖(4)的端侧的内壁与绝缘体(3)的相应端面之间。
8.根据权利要求1或2所述的熔断式保险构件(1)，其特征在于，各所述壳体(5a、5b)借助连接机构直接地不可拆卸地互相连接。
9.根据权利要求1或2所述的熔断式保险构件(1)，其特征在于，设有沿各所述壳体(5a、5b)的周向横向于熔断式保险构件(1)的纵轴线延伸的凹槽作为凹陷部(10)。
10.根据权利要求1或2所述的熔断式保险构件(1)，其特征在于，所述端盖(4)和所述绝缘体(3)通过卷曲压接互相连接。
11.根据权利要求1或2所述的熔断式保险构件(1)，其特征在于，所述通道(6)无缝地容纳熔断丝(2)。
12.根据权利要求1或2所述的熔断式保险构件(1)，其特征在于，所述端盖(4)和所述熔断丝(2)通过激光焊接、电阻焊接或感应焊接互相电接触导通。
13.根据权利要求1或2所述的熔断式保险构件(1)，其特征在于，得到高的直流电压测定分断能力，而不使用附加的灭火剂。
14.根据权利要求1或2所述的熔断式保险构件(1)，其特征在于，所述端盖(4)和绝缘体(3)至少基本上形成平面并且因此保证平坦地贴靠在电路板上。
15.根据权利要求1或2所述的熔断式保险构件(1)，其特征在于，所述通道(6)沿绝缘体(3)的中轴线延伸。
16.根据权利要求2所述的熔断式保险构件(1)，其特征在于，所述至少两个壳体(5a、5b)是纵向延伸的。
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