具有在热过载情况下起动的机械分离装置的过压保护装置 【技术领域】
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的具有在热过载情况下启动的机械分离装置的过压保护装置，该分离装置包括多个连接元件，各所述连接元件能够通过弹簧力加载的或预紧的滑动件从闭合的位置运动到电流中断或电位分离的位置，并且其中连接元件的闭合的位置由焊料或能够热分离(熔)的粘结剂固定。
背景技术
长期以来，具有热的分离装置的过压保护装置就属于已知的现有技术。分离装置的任务是，在过压保护装置、例如可变电阻/压敏电阻(Varistor)出现不允许的升温时，在放电器出现故障之前，使其与电网分离。
由EP 0 987 803 B1或EP 0 905 839 B1已知分离装置，所述分离装置设计成实心的滑动件。相应的滑动件处于弹簧预紧力的作用下并分别保护一可变电阻不受到不允许的热加热。各相应的连接位置的闭合位置由焊料固定。所述焊料受到通过滑动件传递的持续的弹簧预紧力作用，这构成一个重要的缺点。根据功率的不同，即，根据希望的冲击电流承受能力的不同，需要多个分离装置，这构成的成本上的缺点。此外还已经证明，在所引用的现有技术的解决方案中在分离过程中随着滑动件的运动偏移会带动焊料小颗粒而形成焊料线(Lotfaden)，这回导致不充分的电分离。
由实用新型DE 295 19 313 U1已知一种具有热式的分离装置的过压保护装置，其中通过一分隔壁将分离装置与实际的可变电阻分开定位。这里的分离装置只具有小的冲击电流承受能力。在这个现有技术中焊接部位也受到持续的弹簧预紧力的作用。
在根据EP 0 716 493的多个分离装置的互连结构中，对于每个所设置的可变电阻必须提供一个单独的分离装置，其中甚至证明，每个保护路径都需要多个分离装置。
【发明内容】
因此，由前面所述内容出发，本发明的目的是，提供一种改进的具有在热过载情况下起动的机械式分离装置的过压保护装置，其中特别是连接元件的在分离的情况下打开(断开)的焊接连接部位不应始终承受机械力方面的负荷。本发明的另一个目的在于，将分离装置的连接元件设计成，使得实现高的冲击电流承受能力，并且目标是，通过冲击电流本身产生用于放电(Ableitvorgang)的类接触压力。
为了将过压保护装置的成本保持在一定范围之内，根据本发明应只在选定的部位处使用在电、热或机械上有特别高要求地材料。
根据按权利要求1的特征组合来实现本发明的目的，其中各从属权利要求至少构成适宜的实施形式和改进方案。
因此，根据本发明的分离装置在结构上设计成，对用于限制电压的过压保护单元、特别是可变电阻的输入部由两个由冲击电路沿相同的方向流过的导体段形成，所述导体段在端部区域内平行延伸并在一共同的由焊料固定的连接部位相互过渡。
由于平行的电流以及与此相关的力作用，在出现冲击电流情况下导体或弓架的相应段相互吸引，并在这个时刻实现焊接连接部位上的接触力的希望的提高。
由此可以将焊接部位设计成仅用于固定弓架的各自的所述段。这使得可以将焊接部位的机械尺寸限制到绝对的最小值并由此将其设计成对热是特别敏感的。就是说，焊接部位只具有特别小的热容量。放电过程必要的接触压力根据本发明的教导通过冲击电流本身产生。
由一对分流的金属弓架组成的连接元件可以由机械强度较低的材料构成。通过分成所述两个并联/平行的电流线路，可以将经济地确定导体段的尺寸，因为电流密度被减半。
分离装置的弹簧的任务在于，在焊接部位熔化的情况下，使滑动件移动到所述电流线路之间并由此中断电流回路，所述弹簧可以设计成具有较小的弹簧力，从而实现焊接部位低的持续载荷。
各弓架段或者整个弓架特别有利的对称构型使得可以实现通过弓架对滑动件居中的并由此不受力的定位和引导。滑动件例如楔形的构型直接有助于分离过程。因为滑动件在分离的情况下直接移入焊接部位，可以有效地抑制在分离过程中的不利效果，例如在现有技术中存在的焊料线，并能够实现可靠的、无电压的分离。
根据现有技术，在具有可变电阻的过压保护装置中，所述可变电阻设置在一外壳中。这里可变电阻单元通过浇注或粉末涂覆与其它部件电绝缘。各可变电阻与各自的连接元件一起作为预制的结构组件装入外壳中。在现有技术的该变型方案中，可变电阻的电和机械特性的一部分，例如在发生故障时的过载特性，通过特别设计的外壳材料来承担。就是说，根据现有技术不能简单地将经济的材料用于外壳，而是必须选择耐高温和不可燃烧的材料。
为了避免这个缺点，根据本发明建议，各过压保护装置、特别是可变电阻分开地封装，即，各所述过压保护装置装入一封装壳体中。这里只有封装壳体的材料要根据所述特殊的要求来选择。
根据本发明连接元件由一对分流的金属弓架组成，所述弓架指向过压保护单元、例如可变电阻/压敏电阻的端部平行地延伸并在其中点容纳过压保护单元的各自的接触片(Kontaktfahne)。
弓架的背离过压保护单元的端部围成一自由空间并相互连接。弓架的所述端部此外还具有一用于外部连接部件或接线端的段。
在所述自由空间中装入所述具有预紧弹簧的滑动件，其中弹簧预紧力沿过压保护单元的接触片的方向定向。此外，滑动件设计成具有楔形形状和/或弓架的段各具有一斜面，以便在滑动件运动时产生作用在弓架的平行延伸的端部上的力分量，以使所述端部能够运动离开接触片。在弓架平行延伸的端部和接触片的区域内形成所述至少一个焊接或粘结连接部。
滑动件在本发明的一个实施形式中具有一基本上平的表面部分，以便在视觉上表示(光学上用信号表示)相应的滑动件位置，并且具体是相对于设置在外壳中的窗口的滑动件位置。
在可移动的滑动件的所述表面部分的下方设有另外的可由滑动件露出的面，用于在视觉上表示(光学上用信号表示)分离状态。滑动件的所述表面部分和所述另外的面优选设计成不同的颜色。
一用于容纳预紧弹簧的一个端部或一个段的空腔沿纵向位于可运动的滑动件中。此外，在滑动件的底部中加工出一导向槽，以便在要实施的运动中放置发生倾斜。
弓架平行延伸的端部通过焊料或粘结剂进行固定位置。但在分离过程中，所述端部通过可设定的机械的内应力相互推开，这有助于分离过程。
在分离的情况下，滑动件移动进入焊接或粘结连接区域并穿过所述区域，以防止出现特别是焊料线，从而实现完全的且可靠的分离。
滑动件本身由电绝缘的、特别是塑料材料组成。
如上所述，所述至少一个过压保护单元设置在一封装壳体中，所述封装壳体具有用于电触点接通的开口，并且其中滑动件设置在该封装壳体上。封装壳体这里可以具有一轨道，该轨道嵌接到滑动件底部的导向槽中。
弓架的用于连接外部的接线端或其它连接部件的所述段固定在封装壳体上或支承在这里。
多个过压保护单元、特别是可变电阻盘可以并联地设置在封装壳体中。
多个这种具有设置在其中的过压保护单元和分别设置的弓架和滑动件的封装壳体可以按相互平行的位置与一总指示元件处于连接，以便按逻辑的“或(ODER)”关系指示可能的分离状态。
用于外部的连接部件或外部的接线端的段特别是设计成用于可经济地实现的螺钉触点接通，并具有相应的弯角和必要时具有一个或多个孔。
分别位于封装壳体中的过压保护单元装入一串行接口壳体中，所述壳体可以由廉价的塑料材料制成。
补充地还存在这样的可能性，即，串行接口壳体的内部按相对于另外的过压保护单元的相应的电布线形式设置有至少一个气体放电保护器。
【附图说明】
下面根据一个实施例并借助于与各附图对本发明进行详细说明。
这里：
图1示出一位于封装壳体中的可变电阻盘的分解视图，其中该结构组件装入一串行接口外壳中，并且按1+1连接形式(电路)附加地设有气体放电保护器；
图2示出与根据图1的视图类似的分解视图，但带有总共三个分别位于封装壳体中的可变电阻盘以及带有另外设置的气体放电保护器，它们也都设置在串行接口外壳中；
图3示出封装的可变电阻单元的细部视图，其中带有可看到的分离装置；
图4示出位于封装壳体中的可变电阻单元的另一个细部视图，其中，分离装置处于未出发的状态；
图5示出类似于根据图4的视图的视图，但处于触发的状态；
图6示出封装壳体从下面观察的视图，该封装壳体带有可变电阻盘的可见的连接片以及连接部件，所述连接部件具有一缝隙形的开口，用于容纳用于焊接目的的连接片；
图7示出类似于根据图6的视图的视图，但带有两个在封装壳体内部的可变电阻盘；
图8示出类似于根据图7的视图的视图，但已经具有连接单元和接线端以及已安装的气体放电保护器；
图9示出多个位于封装壳体中的过压放电器的多极布置形式，所述过压放电器带有用作状态指示的汇流条；
图10示出多个位于封装壳体中的过压放电器的多引脚布置形式，所述过压放电器带有用作状态指示的汇流条和可见的带有观察窗的壳体部分，所述观察窗使得可以观察总指示元件；
图11a和11b示出类似于根据图10的视图的视图，但带有在图中左侧分离的放电器和总指示元件相应地移动的位置；
图12a和12b示出类似于根据图11a和11b的视图的视图，但带有居中设置的、处于分离状态的过压放电器；
图13a和13b示出类似于根据图11a至12b的视图的视图，其中设置在图中左上方的放电器处于分离的状态；以及
图14a和14b示出类似于根据图11a至13b的视图的视图，其中所有的放电器都处于分离的状态。
【具体实施方式】
在根据图1和2的视图中，串行接口外壳11容纳带有位于其中的可变电阻盘7、7’的封装壳体6。根据本发明的分离装置位于封装壳体6的上侧上，该分离装置具有一滑动件4作为分离元件。一对弓架1、1’构成为金属的冲压弯曲件，其中各弓架在图中右侧的端部具有基本上平行的分布走向。此外各弓架还包围一自由空间，用于在安装状态下容纳滑动件4。
弓架1、1’过渡到一用于触点接通另外的元件13的段12中，其中部件12和13之间的连接例如可以通过螺纹连接来实现。
对于根据图1的1+1连接形式，还通过相应的电元件触点接通气体放电器8，并将该气体放电器装入串行接口外壳11中。
图2包括一总共三个分别位于一个封装壳体6中的可变电阻组7、7’的3+1连接形式，根据图2，存在一总指示元件5，该总指示元件与各滑动件4按“或”关系相互作用，即可以相应地操作，从而能够相应地识别可变电阻组7、7’的故障。
图3示出封装壳体6的已经预装有分离装置的部分的状态，包括通过螺纹连接10连接的触点接通元件13。
将可变电阻7推入在下面开口的封装壳体6中，其中可变电阻7的接触片14占据其在两个弓架端部之间的空间。焊接部位3此时将接触片14与弓架1、1’的平行的端部相固定。
根据图4的俯视图也可以看到滑动件4，该滑动件具有一表面部分15，该表面部分在颜色上与位于其下面的另外的面部分16不同。在根据按图4的视图的没有触发的状态下，表面部分15接近完全覆盖位于其下的面部分16。
在根据图5的触发位置中，滑动件4在图中向右上方运动，从而所述另外的例如为红色的面部分16露出并表示故障状态。
通过弹簧2和自由释放的弹簧力在打(断)开焊接连接时将滑动件4置于希望的滑动运动并穿过焊接连接部3的部分(见图3)。在滑动件4的内部加工出一空腔17，该空腔容纳一弹簧区段。
图6和7示出带有装入的可变电阻(图6)或用两个并联的可变电阻7、7’完整填充状态下的封装壳体6的下侧，所述两个可变电阻在区域9中通过焊接与连接桥8相连。
连接桥18根据图8的视图还用于触点接通和机械地固定气体放电保护器8和容纳用于相应的连接线的螺纹接线端部件19。
根据示出具有状态指示器的封装的可变电阻单元的多引脚布置形式的图9，将一总指示元件5设计成，使得该总指示元件能够由每个滑动件单独地控制，并且具体是按照逻辑“或”关系的方式进行控制。
借助于图10至14来详细说明带有状态指示器的总指示元件的作用。
在图10、11a、12a、13a和14a中分别示出一具有观察窗21的壳体部分20。
通过观察窗21，可以看到位于观察窗21下方的总指示元件5的位置。在根据图10的附图的位置中，观察窗21中例如可以看到绿色，绿色对应于总指示元件5上的相应的彩色的标志。
如果例如分离过程在根据图11a下方左侧的过压放电器中进行，则总指示元件5沿箭头方向进行运动，即总指示元件5的染成绿色或设有绿色颜料的部分离开观察窗21，并露出位于其下方的颜色，优选是红色，以便表示故障状态。
与此相关地移动的总指示元件5的位置在省去壳体部分20的图示的情况下分别在图11b、12b、13b和14b中示出。
总指示元件的可运动性确保了，即使在完成了中间的过压放电器(图12b)或根据图13b在图中右上方示出的过压放电器的分离过程时或在根据图14a和14b的所有过压放电器分离时，都实现希望的移动位置。
附图标记列表
1、1’ 导体段/弓架
2 弹簧
3 焊接部位
4 滑动件
5 总指示元件
6 封装壳体
7、7’ 可变电阻
8 气体放电保护器
9 连接元件
10 螺纹连接
11 串行接口外壳
12 段
13 触点接通元件
14 接触片
15 表面部分
16 面部分
17 空腔
18 连接桥
19 螺纹接线端部件
20 壳体区段
21 观察窗