帶觸發裝置的開關及其保護裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種帶觸發裝置的開關及其保護裝置。其中，帶觸發裝置的開關，所述開關是熱敏開關或壓敏開關。所述觸發裝置具有閉合式空心體，其中，所述空心體具有在熱輸入時發生膨脹的流體，所述空心體采用這種設計方案，即，使得所述流體在升溫超過一規定溫度的情況下將之前閉合的所述空心體破壞并暴露。所述觸發裝置在其正常狀態下將所述開關保持在斷開的第一狀態上，其中，對所述觸發裝置施加作用力，所述觸發裝置在一規定溫度下受到破壞。所施加的作用力在發生破壞的情況下對所述開關進行操縱并使其進入閉合的第二狀態。本實用新型還涉及一種保護裝置。
【專利說明】帶觸發裝置的開關及其保護裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種帶觸發裝置的開關及其保護裝置，該開關是熱敏開關或壓敏開關。
【背景技術】
[0002]現有技術中存在大量溫控開關元件。這些開關元件例如用于對過保護組件進行斷電操作。
[0003]在此情況下可采用不同機制。
[0004]舉例而言，采用雙金屬為開關元件。以便觸發周期性開關過程。
[0005]但對必須斷開的過電壓保護組件而言，這些需要受到保護的電氣元件通常已永久性受損，因此通常不希望將其重新接通。而且大功率雙金屬開關肯定很昂貴。
[0006]另一方面還使用熔斷絲或熔化焊接件來實現開關過程。DE202006020737U1提出一種類似的布置方案，該布置方案中的短路器配有一熔化金屬管。
[0007]這種結構設計復雜且總制造成本較高。
[0008]此外，在很多場合下需要提供另一觸發方案。這在迄今為止所提出的解決方案中是無法或只能在有限范圍內實現的。
[0009]另外，在很多場合下不希望使用導電材料實施觸發。這在迄今為止所提出的解決方案中是無法或只能在有限范圍內實現的。
實用新型內容
[0010]有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種帶觸發裝置的開關，該開關是熱敏開關或壓敏開關，該開關克服了現有技術中的一或多項缺點。
[0011]本實用新型通過一種帶觸發裝置的開關實現了上述目的，該開關是熱敏開關或壓敏開關，其中，該觸發裝置具有閉合式空心體，該空心體具有在熱輸入時發生膨脹的流體，該空心體采用這種設計方案，即，使得流體在升溫超過一規定溫度的情況下將之前閉合的空心體破壞并暴露，觸發裝置在其正常狀態下將開關保持在斷開的第一狀態上，對觸發裝置施加作用力，該觸發裝置在一規定溫度下受到破壞，所施加的作用力在發生破壞的情況下對開關進行操縱并使其進入閉合的第二狀態。。
[0012]根據本實用新型的另一個設計方案，觸發裝置與一個過電壓保護組件布置在抗壓外殼內，其中，在過電壓保護組件發生升溫以及/或者壓力升高的情況下，觸發裝置受到破壞，且開關轉入閉合的第二狀態。
[0013]根據本實用新型的另一個設計方案，沿縱向對觸發裝置施加作用力，該觸發裝置與一具有過電壓保護組件的抗壓外殼發生接觸，該抗壓外殼具有一可以沿橫向作用于觸發裝置的撞擊銷，該撞擊銷因過電壓保護組件的升溫和/或壓力升高而受到操縱。
[0014]根據本實用新型的另一個設計方案，沿縱向對觸發裝置施加作用力，一側向偏移在橫向上產生一施力，在橫向上的機械穩定性低于縱向上，以便實現觸發。[0015]根據本實用新型的另一個設計方案，沿縱向對觸發裝置施加作用力，該觸發裝置與一具有過電壓保護組件的抗壓外殼發生接觸，發生在該抗壓外殼內的壓力變化將觸發裝置從一靜止位置引出，從而釋放作用力。
[0016]根據本實用新型的另一個設計方案，觸發裝置還具有一用于實現外部觸發的加熱電阻器。
[0017]根據本實用新型的另一個設計方案，觸發裝置還具有一用于實現外部觸發的撞擊銷。
[0018]根據本實用新型的另一個設計方案，開關為短路開關，其中，該短路開關還具有接觸件，該接觸件被未遭破壞的觸發裝置保持在非導電狀態。
[0019]根據本實用新型的另一個設計方案，在接觸件與觸發裝置之間設有絕緣材料。
[0020]根據本實用新型的另一個設計方案，該作用力為彈力。
[0021]此外，本實用新型通過一種用于與過電壓保護組件一起應用的保護裝置實現了本實用新型的目的，該保護裝置具有上述開關。
[0022]根據本實用新型的另一個設計方案，該開關為使得流過一低電阻電流路徑的電流能夠流經過電壓保護組件的閉合開關。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]圖1為本實用新 型的一方面中的一基本電路原理圖；
[0024]圖2為本實用新型的一方面所述觸發裝置的示意圖；
[0025]圖3為本實用新型的一方面中的一基本電路原理圖；以及
[0026]圖4至12分別為本實用新型不同實施方式的示意性結構。
[0027]附圖標記說明
[0028]觸發銷、觸發滑塊AS
[0029]觸發桿AH
[0030]撞擊銷B
[0031]開關S
[0032]接觸件C
[0033]熱膨脹流體(氣體，液態)FL
[0034]作用力F、FE
[0035]氣體放電管、gasdischarge tube GDT
[0036]抗壓外殼G
[0037]空心體H
[0038]支架HL
[0039]縱向LR
[0040]橫向QR
[0041]電流I
[0042]絕緣材料ISO
[0043]壓敏電阻器?
[0044]開口()[0045]壓力P、PE
[0046]加熱電阻器、導體R
[0047]保護裝置SE
[0048]觸發裝置SPA
[0049]溫度θ、θΕ
[0050]斷裂溫度Tbruch
[0051]導體L
【具體實施方式】
[0052]圖1為本實用新型的基本電路原理圖。
[0053]圖中設有一熱敏開關或壓敏開關S。該開關S例如在受監測的組件(如過電壓保護組件Osk)上出現相應壓力變化P和/或溫度變化d和/或施力時被觸發。
[0054]示范性過電壓保護組件Osk例如可為抑制器二極管tvs、壓敏電阻器Mov或者氣體放電管⑶T(gas discharge tube)。也可以以相同方式使用其他部件，因此,該示范性過電壓保護組件USK僅作為其他能夠觸發開關S的熱量變化元件和/或溫度變化元件和/或力變化元件的示范。
[0055]作為替代方案，也可以為該開關設置另一外部觸發方案。舉例而言，可以在一外部源引起相應壓力變化PE和/或溫度變化3 E和/或施力FE時觸發開關S。
[0056]為通過相應壓力變化P、PE和/或溫度變化θ、θ E和/或施力F、FE來引起開關過程，為所述開關配置一觸發裝置SPA。這個觸發裝置SPA例如可以是球形灑水器SPA或者是為此目的而專門制造的產品。
[0057]圖2為觸發裝置SPA的示范圖。這個觸發裝置具有一總是閉合的空心體H，其內部設有會在熱輸入時發生膨脹的流體FL。流體FL既可具有液相(虛線所示)，又可具有氣相或者二者的混合物。流體FL也可以具有在熱輸入時會熔化或者升華的固態成分。唯一重要的是，流體FL在熱輸入時會發生膨脹，使得空心體H在一規定溫度Tbruch下被該膨脹流體破壞。這個過程可以指空心體H發生爆炸或爆裂。
[0058]其中，所述觸發裝置可以設計為，其以一縱向LR直立，該縱向大致對應于空心體H的中軸線(如圓柱軸線)，該觸發裝置還具有一橫向，其大致垂直于縱向LR且例如沿徑向分布。其中，所述觸發裝置可在縱向LR和橫向QR上具有不同的特性。舉例而言，縱向LR上的機械強度可以高于橫向QR。在此情況下，沿橫向QR施加的作用力可能造成機械斷裂。
[0059]在此情況下，觸發裝置SPA以某種方式插入開關S，使得觸發裝置SPA在其正常狀態下將開關S保持在第一狀態(如斷開狀態)上。此外還對觸發裝置SPA施加作用力F。如果觸發裝置SPA在一規定溫度Tbruch下受到破壞，則該作用力F可對開關S進行操縱并使其進入第二狀態(如閉合狀態)。當發生相應溫度變仙9 時，觸發裝置SPA因流體FL膨脹而從內部斷裂，或者當從外部對觸發裝置SPA施加壓力變化P、PE和/或施力F、FE時，空心體H被從外部破壞。無論何種情況均會導致以下結果:觸發裝置SPA無法承受所施加的作用力F且該作用力被釋放出來對開關S進行開關操作。
[0060]所述觸發裝置SPA實施為球形灑水器特別節約成本。可從市場上購得用于不同觸發溫度的球形灑水器。這些球形灑水器升溫至超過某個溫度時就會因所含流體FL而爆裂。同時，這些球形灑水器SPA具有特征性縱向LR和橫向QR。相對縱向LR而言，球形灑水器SPA沿橫向QR受力或發生壓力變化時更容易遭到破壞。
[0061]本實用新型的觸發裝置SPA也可以采用其他結構。
[0062]為改進壓力變化時的觸發方案，觸發裝置SPA與觸發的組件(如過電壓保護組件iiSK)均可布置在一基本抗壓的外殼G內，其中，在該觸發的組件(如過電壓保護組件USK)發生升溫以及/或者壓力升高的情況下，觸發裝置SPA受到破壞，且開關S轉入該閉合的第二狀態。圖7示出該布置方案。
[0063]舉例而言，該觸發的組件tlSK實施為壓敏電阻器MOV時，發生故障的壓敏電阻器MOV的升溫以及壓敏電阻器MOV的爆炸均會造成相應的壓力升高P以及/或者相應的施力F。在此情況下，每個上述效應以及將上述效應相結合均能被該設備的相應結構用來實施觸發。
[0064]下文中假定所述觸發裝置SPA實施為球形灑水器或類似設備(參見圖7)。如果沿縱向LR對觸發裝置SPA施加作用力F，則觸發裝置SPA可與一具有觸發的組件(如過電壓保護組件ilSK)的抗壓外殼G發生接觸，其中，抗壓外殼G還具有一可以沿橫向QR作用于觸發裝置SPA的撞擊銷B，其中，該撞擊銷B因過電壓保護組件USK的升溫和/或壓力升高P而受到操縱從而能夠從外部作用于觸發裝置SPA。
[0065]作為圖3所示的替代或補充方案，觸發裝置SPA還可具有一用于實現外部觸發的加熱電阻器R。
[0066]舉例而言，該電阻器R可實施為一圍繞觸發裝置SPA卷繞而成的螺旋線。如果有電流I通過該螺旋線R，則該螺旋線及球形灑水器SPA升溫。這樣就以簡單的方式利用一源于外部的熱輸入θ E來打破該觸發裝置SPA從而對開關S進行開關操作。
[0067]觸發裝置SPA還可具有(另一)撞擊銷B，其通過施力FE來實現外部觸發。該撞擊銷優選沿橫向QR作用于觸發裝置SPA。
[0068]通過來自外部的作用，例如通過撞擊銷B的觸發或者通過加熱電阻器R所造成的升溫，就以簡單的方式提供另一觸發方案，以便在監測受保護組件以外也能夠實現其他開關過程。
[0069]利用前述觸發裝置SPA可實現不同的開關類型S，例如，切換開關、斷開開關或者閉合開關以及上述開關的任意組合體。
[0070]其他有利設計方案視相應開關類型而定。
[0071]下文中假設該開關S為短路開關。
[0072]如圖4所示，該短路開關S具有接觸件C，該接觸件被未遭破壞的觸發裝置SPA保持在第一狀態(就短路而言的非導電狀態)。圖中的接觸件C以及對應導體用左下-右上陰影線表示。其中，電流I可經接觸件C流過例如圍繞球形灑水器布置的導體R，并進入過電壓保護組件Osk。該過電壓保護組件Gsk用豎向陰影線表示。過電壓保護組件Osk可對流過在本圖中位于下方的對應導體的電流進行進一步傳輸。如果因過電壓保護組件Osk發生故障而出現電流過高的情況，則觸發裝置spa因為過電壓保護組件Osk本身的升溫以及可能由導體R所導致的升溫而升溫。在觸發裝置spa爆裂的情況下，接觸件c在作用力F的影響下直接抵靠下方的對應導體并進入第二狀態，從而使得過電壓保護組件USK發生短路。觸發裝置SPA還可具有其他觸發方案。例如，可設有另一如圖3所示用于外部觸發的線圈繞組，以及/或者設有撞擊銷B和/或抗壓外殼G。
[0073]圖5為類似于圖4的實施方式。此處的觸發裝置SPA與過電壓保護組件OSK側向鄰接布置。其中可使電流I流入過電壓保護組件(Isk。過電壓保護組件iiSK可對流過在本圖中位于側方的對應導體的電流進行進一步傳輸。如果因過電壓保護組件Osk發生故障而出現電流過高的情況，則觸發裝置SPA因為過電壓保護組件USK本身的升溫而升溫。在觸發裝置spa爆裂的情況下，接觸件c在作用力F的影響下直接抵靠下方的導體和對應導體并進入第二狀態，從而使得過電壓保護組件iiSK發生短路。
[0074]圖6為本實用新型的另一實施方式。與圖4和5的不同之處在于，此處的接觸件C為便于區分系用豎向陰影線表示。該實施方式中無需設置過電壓保護組件?ΞΚ。此處的觸發裝置SPA位于一具有一或多個開口O的框架(Aufnahme)內。該框架本身采用導電實施方案。如果周圍環境例如因火災而升溫，則該升溫也通過一或多個開口G對觸發裝置SPA產生影響。達到斷裂溫度Tbruch的情況下，觸發裝置SPA爆裂，接觸件C在作用力F的影響下直接抵靠下方的對應導體并進入第二狀態，從而實現短路。其中，在接觸件C與觸發裝置SPA之間設有絕緣材料IS0，其可在第一狀態中防止短路且可在該框架中導引接觸件C。亦即，采用相應設計方案后，可利用觸發裝置SPA來在達到某個環境溫度的情況下實現開關操作。因此，本實用新型特別適用于消防領域。
[0075]所有上述實施方式中用于將開關切換至第二狀態的作用力F優選均由彈簧提供。本實用新型也可以使用其他作用力。
[0076]圖8至12為所述過電壓保護組件(ISK實施為壓敏電阻器時的實施方式。
[0077]圖8中的保護裝 置包括開關S及觸發裝置SPA。該保護裝置SE具有觸發銷AS。觸發裝置SPA實施為球形灑水器，其中，所施加的作用力F由一彈簧提供。球形灑水器采用正面安裝方案，這樣便于其安裝和進行目視檢測。這個布置方案還可用來觸發其他組件。
[0078]觸發裝置SPA與支架構成某種肘節連接。其中，預應力F采用某種大小，使得該作用力將觸發裝置SPA保持在一靜止位置上(參見附圖)。在這個靜止位置上，作用力F大致沿縱向LR作用于觸發裝置SPA，這個位置也可以被視為某種相對的能量最小值。其中，預應力F采用某種大小，使得該作用力在縱向LR上尚不致造成破裂，但在橫向QR上足以造成破裂，可用某種簡單的側向偏移來造成傾斜。
[0079]抗壓外殼G內出現壓力變化或力變化時，該由觸發裝置SPA與支架HL構成的肘節連接脫離其靜止位置。這一點例如通過經由布置在支架HL后面的未繪示減壓口排出(抗壓)外殼的排出氣體而實現。通過隨后應用力的平行四邊形，沿橫向施加足以使觸發裝置SPA破裂的作用力。亦即，采用側向偏移并相應施加作用力F可達到觸發的效果。
[0080]通過上述方案，一方面能利用升溫來觸發觸發裝置SPA，另一方面也能提供一即使在壓力極小的情況下也能實現的壓力控制觸發方案。
[0081]圖9為另一實施方式。其中，觸發裝置SPA (如球形灑水器)側向鄰接一受監測組件(如壓敏電阻器MOV)布置且保持在支架HL和觸發銷AS中。這個布置方案能夠對升溫和/或壓力升高和/或施力作出迅速響應。
[0082]圖10所示實施方式提供一實現旋轉運動的布置方案。該觸發裝置SPA同樣實施為球形灑水器，其兩個元件以可相對進行旋轉運動且被彈簧張力預拉緊的方式保持在第一狀態中，直至被觸發。
[0083]圖11所示實施方式為一開關S的細節。該開關S具有支架HL，該支架內設有所述球形灑水器。其中，球形灑水器SPA的一端被布置在支架HL中的觸發銷AS借助彈力固定。球形灑水器爆裂時，觸發銷AS在該彈力的作用下繼續運動。爆裂時產生的碎片很容易就能被保存在支架的空腔內。在此情況下便能利用觸發銷AS來實現相應開關功能。此外如前所述，將球形灑水器SPA布置在支架HL中后，可將側向偏移用作實施觸發的替代或補充方案。為此，球形灑水器SPA被置入該支架且僅通過沿縱向施加壓力而被保持。
[0084]例如可將圖11所示支架按照圖8所示正面方案整合到保護裝置SE。
[0085]也可以采用其他布置方案。例如圖12所示布置方案。
[0086]其中，觸發銷AS與觸發桿AH形成了作用性連接。圖12同時也示出一種借助銷狀觸發件B實現的壓力觸發方案。為此，抗壓外殼G內設有一用來將壓力升高P和/或升溫轉化為銷栓B的運動的連接。該銷栓同樣沿橫向QR作用于球形灑水器并造成其毀壞。這個布置方案還可用來觸發其他組件。如果預應力F的大小在縱向LR上尚不致造成破裂，但在橫向QR上足以造成破裂，可用某種簡單的側向偏移來造成傾斜。通過隨后應用力的平行四邊形，沿橫向施加足以使觸發裝置SPA破裂的作用力。亦即，采用側向偏移并相應施加作用力F以及采用撞擊銷B的直接機械作用均能達到觸發的效果。
[0087]如圖4、5和6中的點線框所示，可從結構上將開關S與過電壓保護組件Osk相結合并形成保護裝置SE。
[0088]其中，開關S例如可實施為使得流過低電阻電流路徑的電流能夠流經該過電壓保護組件iJsK的閉合開關。
[0089]需要注意的是，這些球形灑水器大致呈圓柱形，因而在縱向LR上的強度高于在橫向QR上。因此可提供沿縱向LR作用的預應力F，這樣就能承受相對更大的預應力F。此外還可提供沿橫向作用且用于實現觸發的作用力，因為相對較小的壓力變化P或施力F就足以破壞空心體H。
[0090]本實用新型實現了對開關過程的低成本不可逆觸發。此外，本實用新型的設計方案允許應用非導電材料實施觸發。
【權利要求】
1.一種帶觸發裝置的開關，所述開關是熱敏開關或壓敏開關，其中，所述觸發裝置具有閉合式空心體，所述空心體具有在熱輸入時發生膨脹的流體，所述空心體采用這種設計方案，即，使得所述流體在升溫超過一規定溫度的情況下將之前閉合的所述空心體破壞并暴露，所述觸發裝置在其正常狀態下將所述開關保持在斷開的第一狀態上，對所述觸發裝置施加作用力，所述觸發裝置在一規定溫度下受到破壞，所施加的作用力在發生破壞的情況下對所述開關進行操縱并使其進入閉合的第二狀態。
2.根據權利要求1所述的開關，其中，所述觸發裝置與一個過電壓保護組件布置在抗壓外殼內，其中，在所述過電壓保護組件發生升溫以及/或者壓力升高的情況下，所述觸發裝置受到破壞，且所述開關轉入所述閉合的第二狀態。
3.根據權利要求1或2所述的開關，其中，沿縱向對所述觸發裝置施加所述作用力，所述觸發裝置與一具有過電壓保護組件的抗壓外殼發生接觸，所述抗壓外殼具有一可以沿橫向作用于所述觸發裝置的撞擊銷，所述撞擊銷因所述過電壓保護組件的升溫和/或壓力升高而受到操縱。
4.根據權利要求1所述的開關，其中，沿縱向對所述觸發裝置施加所述作用力，一側向偏移在橫向上產生一施力，在橫向上的機械穩定性低于縱向上，以便實現觸發。
5.根據權利要求1所述的開關，其中，沿縱向對所述觸發裝置施加所述作用力，所述觸發裝置與一具有過電壓保護組件的抗壓外殼發生接觸，發生在所述抗壓外殼內的壓力變化將所述觸發裝置從一靜止位置引出，從而釋放所述作用力。
6.根據權利要求1所述的開關，其特征在于， 所述觸發裝置還具有一用于實現外部觸發的加熱電阻器。
7.根據權利要求1所述的開關，其特征在于， 所述觸發裝置還具有一用于實現外部觸發的撞擊銷。
8.根據權利要求1所述的開關，其特征在于， 所述開關為短路開關，其中，所述短路開關還具有接觸件，所述接觸件被未遭破壞的所述觸發裝置保持在非導電狀態。
9.根據權利要求8所述的開關，其特征在于， 在所述接觸件與所述觸發裝置之間設有絕緣材料。
10.根據權利要求1權利要求所述的開關，其特征在于， 所述作用力為彈力。
11.一種用于與過電壓保護組件一起應用的保護裝置，具有一如權利要求1至10中任一項所述的開關。
12.根據權利要求11所述的保護裝置，其特征在于， 所述開關為使得流過一低電阻電流路徑的電流能夠流經所述過電壓保護組件的閉合開關。
【文檔編號】H01H37/76GK203746745SQ201320238808
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2013年5月6日 優先權日:2012年5月4日
【發明者】安德列亞斯·梅茨格, 斯文·本克, 約阿希姆·沃斯吉安, 馬丁·斯特里韋, 曼弗雷德·賴特 申請人:菲尼克斯電氣公司