特别是用于断路器的过载脱扣器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种特别是用于断路器的过载脱扣器（1），带有至少两种不同类型的金属构成的金属条（2），围绕金属条缠绕有热导体（3）。本发明的特征在于，金属条（2）的机械的和电的连接完全或者部分地分开，这样在完全的分开中没有电流流经金属条（2）的机械的连接，而在部分的分开中，一部分电流流经机械的连接。
【专利说明】特别是用于断路器的过载脱扣器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种过载脱扣器，特别是用于带有至少两种不同类型的金属构成的金属条的断路器，围绕金属条缠绕有热导体。
【背景技术】
[0002]此外，发动机、或者是功率保护设备的技术特性在于，借助被缠绕的热双金属检测温度，它布置在要监视的电子用电设备的导入电流的输入管中。
[0003]在电机的保护设备内、特别是在断路器内，双金属条、或者是三金属条(Trimetallstreifen)作为过载脱扣器而被使用。为了达到所希望的脱扣特征,金属条通常要么具有加热线圈要么具有加热束铁(Heizpaket)。
[0004]加热线圈涉及金属丝或者带，它们围绕双金属条缠绕。电绝缘体，例如玻璃纤维织物，位于双金属条和加热元件线圈之间，以便避免用于双金属条的单个加热线圈的短路。热导体和双金属彼此焊接在双金属条的上端部。
[0005]因此在电机的保护设备内使用热双金属。如果电流流过，也就是说直接加热，因此它们必须在设备内不仅机械地而且电连接。这两个连接通过热双金属和金属零件之间的焊接实现。热双金属条利用该金属零件固定在设备内。同时通过金属零件将电流引至热双金属条。
[0006]在用于较高的电流的设备中，一方面由于设备加热以及另一方面由于生产和设备技术阻碍的上述的问题这样来解决，即对于金属零件使用镀铜了的钢材。这种原料在一定条件下可以与热双金属条很好地焊接。由于钢成分的原因，该原料一方面是铁磁的，因此可以集成到短路脱扣器的磁路中。另一方面，钢成分还提供了金属零件所要求的刚度。这样来选择铜镀的厚度，使得金属零件的电阻、从而使得在设备运转中它的加热降低到所要求的程度。
[0007]在经济和技术方面有利的使用镀铜的钢带用于金属零件的生产只能到一定的限度。经济的限制在于材料的价格，它大约是相同尺寸的纯铜带的价格的两倍。附加的成本增加的因素在于作为混合金属废料冲压余料(StanzabfdIle)只获得少量的收益。这导致经济上的必要性，即减少结构性的材料在装置内的使用和附带产生的穿孔废料。技术上镀铜了的钢材的使用在设备的电流范围上限的方面由此受限，即随着电流范围的增大，镀铜的厚度也必需增加。同时材料的总板料厚度应该保持相同，这样便不需要单独的加工工具如冲压弯曲工具，零件供给，安装装置或者焊接枪。这样做的结果是材料内的钢成分减少。这在连接金属零件和热双金属条时导致一定的限度问题。此外，金属零件失去用于足够的机械的固定热双金属条的刚性。对于带有短路脱扣器的设备，例如断路器，金属零件内的少量的钢成分导致脱扣线圈的磁路内的功能减弱。
【发明内容】
[0008]因此，本发明的目的在于提供一种过载脱扣器，特别是对于较高的电流范围实现优化的热预算(Wiirmehaushalt)。
[0009]该目的通过一种带有权利要求1的特征的过载脱扣器来实现。可单独使用或者彼此组合使用的有利的设计和改进是从属权利要求的对象。
[0010]根据本发明，该目的通过一种特别是用于断路器的过载脱扣器来实现，带有至少两种不同类型的金属构成的金属条，围绕金属条缠绕有热导体。本发明的特征在于，金属条的机械的或者电的连接完全或者部分地分开，这样在完全的分开中没有电流流经金属条的机械的连接，而在部分的分开中，一部分电流流经金属条的机械的连接。
[0011]根据本发明的方案在这里在于，金属条、特别是热双金属条的机械的或者电的连接是分开的。因此，一方面实现优化的热预算，而另一方面实现生产技术的和设备技术的优点。根据本发明，机械的或者电的连接的分开可以完全地或者部分。在完全的分开中没有电流流经热双金属条的机械的连接，在部分的分开中，一部分电流流经该机械的连接。通过根据本发明的两种连接的分开，消除了用于机械的或者电的要求的折衷方案的必要性。相应的连接由此可以被优化。
[0012]机械的连接和热双金属条在装置内的固定优选地通过简单的钢件来实现。由于材料配对，钢件和热双金属条之间的焊接基于材料的结合(Werkstoffpaarung)的能够以简单的方式实现。通过焊接，在设备运转时没有电流流过。通过钢件热双金属条被准确地机械地固定在断路器的上部。
[0013]热双金属条的电的连接根据本发明直接执行，也就是说没有电流导向经过金属零件，该金属零件机械地连接热双金属条。配电仪表的电流路径内的电流导向通常通过铜导线来实现。该铜导线根据本发明直接与热双金属条连接。带有小的横截面的铜导线可以直接与热双金属条焊接。带有大的横截面的铜导线不容易与热双金属条焊接。带有大的横截面的铜导体在一定条件下可以钎焊在热双金属条上。这可以通过一个对此合适的熔剂和焊剂来实现。
[0014]将铜导线钎焊在热双金属条上的另一种方法是，首先至少局部地在热双金属条上产生以无修整(nacharbeitsfreien)的焊剂能够焊接的表面。在那里铜导线可以被焊接。为了在热双金属条上产生这样能够焊接的表面有不同的做法。对于三金属条，铜芯线位于内部，它可以暴露出来，三金属条的表面可以重熔至铜芯线，合适的薄板可以被焊接或者热双金属条的表面可以被镀铜。
[0015]对于用于较高的电流范围的配电仪表，几乎只使用所谓的三金属用于金属条的制造。该三金属具有铜芯线，所述铜芯线布置在活性侧(Aktivseite)和钝化侧(Passtivseite)之间。通过活性侧和钝化侧的局部的去除,铜芯线可以通过例如统削、拉肖IJ、磨削或者其他的加工工艺暴露出。由此产生铜表面。
[0016]如果三金属的表面重熔地足够强，铜芯线中的铜嵌入在活性侧或者钝化侧。由此铜也位于表面上，这样可以在那里被钎焊。重熔可以通过例如激光光束来实现。
[0017]借助薄板也同样可以在热双金属条上产生可钎焊的表面。该薄板有这一特性，即它既可以与热双金属条熔焊，又可以与铜导体钎焊。薄板要么由同种材料，例如黄铜或者青铜组成，要么由多层的材料，例如涂覆铜的钢组成。在涂覆铜的钢的情况下，薄板以带钢侧焊接在热双金属条上。铜导线可以钎焊或者以其他方式连接在位于外部的涂覆铜的一侧上。[0018]通过热双金属表面的完全的或者局部的镀铜，可以产生可钎焊的表面。镀铜可以借助不同的方法来实现:可能的是，用于热双金属条的原材料镀铜或者电镀地涂覆至少10 μ m的铜。还可能的是，经过冲压的热双金属条在缠绕前电镀地涂覆至少10 μ m的铜。还可以想象的是，经过冲压的热双金属条在缠绕前通过所谓的冷气喷射涂覆至少10 μ m的铜。
[0019]本发明在于，配电仪表内的热双金属条的机械的和电的连接在电流流过的热双金属条时分开。因此可能的是，导电良好的材料与热双金属直接连接。用于热双金属条的机械的连接的金属零件可以为了它的机械的和磁功能而优化。它可以设计为低成本的钢材部件，因而同时开启热双金属的刚性的固定的可能性。这从设备技术的角度来看是有意义的。可以使用良好的可自动化的激光焊接方法用于热双金属条与固定的钢材部件的连接，从而降低了制造成本。因为该连接没有通电，对焊接的横截面的要求较低。这对加工技术和经济产生积极影响。在热双金属条内的实际的直接的电流导向不需要加入另一个金属零件，为电阻的减小以及从而减少热双金属条外的电流路径内的加热做出重要贡献。这在设备技术上具有较大意义，因为基于使用者所期望的配电仪表内的增加的功率密度，保持允许的加热显示出挑战。热双金属条在配电仪表内的机械和电的连接的分开实现昂贵的镀铜材料的节省。此外可以改进电的连接。这导致更大的焊接了、承载电流的横截面，这样提高了短路电流和过载电流时的安全性。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]接下来借助实施例以及借助附图阐述本发明的其他的优点和实施方案。附图中示意性地示出:
[0021]图1在前视图中的带有热导体绕组的金属条组成的过载脱扣器，特别是用于带有金属条的机械的和电的分开的连接的断路器；
[0022]图2在侧视图中的根据图1的过载脱扣器；
[0023]图3在前视图中的金属条，特别是带有暴露的铜芯线的三金属条；
[0024]图4在侧视图中的根据图3的金属条；
[0025]图5在前视图中的带有重熔的表面的金属条；
[0026]图6在侧视图中的根据图5的金属条；
[0027]图7在前视图中的金属条，特别是带有同种材料组成的焊接的薄板的热双金属条;
[0028]图8在侧视图中的根据图7的金属条；
[0029]图9在前视图中的金属条，特别是带有多层的材料组成的焊接的薄板的热双金属条;
[0030]图10在侧视图中的根据图9的金属条。
【具体实施方式】
[0031]图1示出了根据本发明的带有金属条2和热导体绕组3的过载脱扣器I。金属条2优选地设计为热双金属条，并通过焊接点(Schwei β ung)4与热导体绕组3连接。在金属条2和热导体绕组3之间布置绝缘套5。金属条2通过金属零件6机械地固定。金属条2的连接设计为通过导电体7、特别是通过铜导体的电的连接。电流连接可以设计为例如通过焊接的薄板8。电流导向9经过导电体7和焊接的薄板8进入金属条2。
[0032]图2是从侧面展示了根据图1的过载脱扣器I。在该图示中出现借助焊接点10的用于金属条2在金属零件6上的机械的连接的连接点以及通过焊接点或者是钎焊点11的导电体7和焊接的薄板8之间的电的连接。
[0033]在图3中示出金属条2，特别是带有暴露的铜芯线12的三金属条。对于用于较高的电流范围的配电仪表，几乎只使用所谓的三金属用于热金属条的制造。该三金属具有铜芯线，铜芯线布置在热金属条的活性侧和钝化侧之间。通过活性侧和钝化侧的局部的去除，铜芯线可以通过铣削、拉削、磨削或者其他的加工工艺暴露出。由此产生铜表面。
[0034]在图4中示出了在侧视图中的图3的金属条2。图4示出了作为三金属条的实施方式中的金属条2。三金属条包括钝化侧13，活性侧14以及铜芯线15，它布置在钝化侧13和活性侧14之间。从活性侧14暴露出的位置位于三金属条的端部上，该位置展示了暴露的铜芯线12。
[0035]在图5中，金属条2同样设计为三金属条,它在端部具有一个重熔的表面16。如果三金属的表面重熔地足够强，铜芯线15中的铜嵌入在活性侧14或者钝化侧13内。由此铜也位于该表面上，这样可以在那里被钎焊。重熔可以通过例如激光光束来实现。
[0036]在图6中在侧视图中示出了根据图5的金属条2。从侧视图中得知，三金属条的表面重熔至铜芯线。
[0037]图7示出了金属条2，特别是带有焊接的薄板8的热双金属条。借助该薄板可以在热双金属条上产生可钎焊的表面。该薄板有这一特性，即它既可以与热双金属条熔焊，又可以与铜导线钎焊。薄板8要么由同种材料，例如黄铜或者青铜组成，要么由多层的材料，例如涂覆铜的钢组成。在涂覆铜的钢的情况下，薄板8以带钢侧焊接在热双金属条上。铜导线可以钎焊或者以其他方式连接在位于外部的涂覆铜的一侧上。
[0038]在图8中是根据图7的带有同种材料组成的薄板的实施例的侧视图。
[0039]在图9中示出了金属条2，特别是带有由多层的材料组成的焊接的薄板17的热双金属条。多层的材料可以是例如涂覆铜的钢。在涂覆铜的钢的情况下，薄板以带钢侧焊接在热双金属条上。铜导线可以钎焊或者以其他方式连接在位于外部的涂覆铜的一侧上。图10示出了在侧视图中的实施例。
[0040]本发明在于，配电仪表内的热双金属条的机械的和电的连接在电流流过的热双金属条时分开。因此可能的是，导电良好的材料与热双金属直接连接。用于热双金属条的机械的连接的金属零件可以为了它的机械的和磁功能而优化。它可以设计为低成本的钢材部件，因而同时开启热双金属的刚性的固定的可能性。这从设备技术的角度来看是有意义的。可以使用良好的可自动化的激光焊接方法用于热双金属条与固定的钢材部件的连接，从而降低了制造成本。因为该连接没有通电，对焊接了的横截面的要求较低。这对生产技术和经济产生积极影响。在热双金属条内的实际的直接的电流导向不需要加入另一个金属零件，为电阻的减小以及从而减少热双金属条外的电流路径内的加热做出重要贡献。这在设备技术上具有较大意义，因为由于使用者所期望的配电仪表内的增加的功率密度，保持允许的加热显示出挑战。热双金属条在配电仪表内的机械和电的连接的分开实现昂贵的镀铜材料的节省。此外可以改进电的连接。这导致更大的焊接了的、承载电流的横截面，这样提高了短路电流和过载电流时的安全性。
【权利要求】
1.一种特别是用于断路器的过载脱扣器(1)，带有至少两种不同类型的金属构成的金属条(2)，围绕所述金属条缠绕有热导体(3)，其特征在于，所述金属条(2)的机械的和电的连接完全或者部分地分开，从而在完全的分开中没有电流流经所述金属条(2)的所述机械的连接，而在部分的分开中，一部分电流流经所述机械的连接。
2.根据权利要求1所述的过载脱扣器(1)，其特征在于，所述金属条(2)的所述机械的连接通过焊接形成在金属零件(6)上。
3.根据权利要求1或2所述的过载脱扣器(1)，其特征在于，所述电的连接通过导电体(7)形成。
4.根据权利要求3所述的过载脱扣器(I)，其特征在于，所述金属条(2)形成为带有铜芯线(15)的三金属条，所述铜芯线布置在活性侧和钝化侧(14，13)之间，其中通过所述活性侧或者所述钝化侧(14，13)的局部的去除，所述铜芯线(15)能暴露出来。
5.根据权利要求3所述的过载脱扣器(I)，其特征在于，形成为所述三金属条的所述金属条(2)通过由所述活性侧或钝化侧(14，13)构成的表面的重熔，在所述表面内具有或者是嵌入所述铜芯线(15)中的铜。
6.根据权利要求5所述的过载脱扣器(I)，其特征在于，所述重熔设计为激光光束合金化的形式。
7.根据权利要求3所述的过载脱扣器(1)，其特征在于，所述金属条(2)通过既能够熔焊、又能够钎焊的薄板(8)电连接。
8.根据权利要求7所述的过载脱扣器(1)，其特征在于，所述薄板(8)由黄铜或者青铜或者涂覆铜的钢形成。
9.根据权利要求3所述的过载脱扣器(1)，其特征在于，所述金属条(2)具有镀铜的表面。
【文档编号】H01H71/16GK103620723SQ201280030062
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2012年6月20日 优先权日:2011年7月5日
【发明者】安德烈亚斯·杜尔, 克萨韦尔·劳梅尔, 伯恩哈德·勒施 申请人:西门子公司