带触发装置的开关及其保护装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种带触发装置的开关及其保护装置。其中，带触发装置的开关，所述开关是热敏开关或压敏开关。所述触发装置具有闭合式空心体，其中，所述空心体具有在热输入时发生膨胀的流体，所述空心体采用这种设计方案，即，使得所述流体在升温超过一规定温度的情况下将之前闭合的所述空心体破坏并暴露。所述触发装置在其正常状态下将所述开关保持在断开的第一状态上，其中，对所述触发装置施加作用力，所述触发装置在一规定温度下受到破坏。所施加的作用力在发生破坏的情况下对所述开关进行操纵并使其进入闭合的第二状态。本实用新型还涉及一种保护装置。
【专利说明】带触发装置的开关及其保护装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种带触发装置的开关及其保护装置，该开关是热敏开关或压敏开关。
【背景技术】
[0002]现有技术中存在大量温控开关元件。这些开关元件例如用于对过保护组件进行断电操作。
[0003]在此情况下可采用不同机制。
[0004]举例而言，采用双金属为开关元件。以便触发周期性开关过程。
[0005]但对必须断开的过电压保护组件而言，这些需要受到保护的电气元件通常已永久性受损，因此通常不希望将其重新接通。而且大功率双金属开关肯定很昂贵。
[0006]另一方面还使用熔断丝或熔化焊接件来实现开关过程。DE202006020737U1提出一种类似的布置方案，该布置方案中的短路器配有一熔化金属管。
[0007]这种结构设计复杂且总制造成本较高。
[0008]此外，在很多场合下需要提供另一触发方案。这在迄今为止所提出的解决方案中是无法或只能在有限范围内实现的。
[0009]另外，在很多场合下不希望使用导电材料实施触发。这在迄今为止所提出的解决方案中是无法或只能在有限范围内实现的。
实用新型内容
[0010]有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种带触发装置的开关，该开关是热敏开关或压敏开关，该开关克服了现有技术中的一或多项缺点。
[0011]本实用新型通过一种带触发装置的开关实现了上述目的，该开关是热敏开关或压敏开关，其中，该触发装置具有闭合式空心体，该空心体具有在热输入时发生膨胀的流体，该空心体采用这种设计方案，即，使得流体在升温超过一规定温度的情况下将之前闭合的空心体破坏并暴露，触发装置在其正常状态下将开关保持在断开的第一状态上，对触发装置施加作用力，该触发装置在一规定温度下受到破坏，所施加的作用力在发生破坏的情况下对开关进行操纵并使其进入闭合的第二状态。。
[0012]根据本实用新型的另一个设计方案，触发装置与一个过电压保护组件布置在抗压外壳内，其中，在过电压保护组件发生升温以及/或者压力升高的情况下，触发装置受到破坏，且开关转入闭合的第二状态。
[0013]根据本实用新型的另一个设计方案，沿纵向对触发装置施加作用力，该触发装置与一具有过电压保护组件的抗压外壳发生接触，该抗压外壳具有一可以沿横向作用于触发装置的撞击销，该撞击销因过电压保护组件的升温和/或压力升高而受到操纵。
[0014]根据本实用新型的另一个设计方案，沿纵向对触发装置施加作用力，一侧向偏移在横向上产生一施力，在横向上的机械稳定性低于纵向上，以便实现触发。[0015]根据本实用新型的另一个设计方案，沿纵向对触发装置施加作用力，该触发装置与一具有过电压保护组件的抗压外壳发生接触，发生在该抗压外壳内的压力变化将触发装置从一静止位置引出，从而释放作用力。
[0016]根据本实用新型的另一个设计方案，触发装置还具有一用于实现外部触发的加热电阻器。
[0017]根据本实用新型的另一个设计方案，触发装置还具有一用于实现外部触发的撞击销。
[0018]根据本实用新型的另一个设计方案，开关为短路开关，其中，该短路开关还具有接触件，该接触件被未遭破坏的触发装置保持在非导电状态。
[0019]根据本实用新型的另一个设计方案，在接触件与触发装置之间设有绝缘材料。
[0020]根据本实用新型的另一个设计方案，该作用力为弹力。
[0021]此外，本实用新型通过一种用于与过电压保护组件一起应用的保护装置实现了本实用新型的目的，该保护装置具有上述开关。
[0022]根据本实用新型的另一个设计方案，该开关为使得流过一低电阻电流路径的电流能够流经过电压保护组件的闭合开关。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1为本实用新 型的一方面中的一基本电路原理图；
[0024]图2为本实用新型的一方面所述触发装置的示意图；
[0025]图3为本实用新型的一方面中的一基本电路原理图；以及
[0026]图4至12分别为本实用新型不同实施方式的示意性结构。
[0027]附图标记说明
[0028]触发销、触发滑块AS
[0029]触发杆AH
[0030]撞击销B
[0031]开关S
[0032]接触件C
[0033]热膨胀流体(气体，液态)FL
[0034]作用力F、FE
[0035]气体放电管、gasdischarge tube GDT
[0036]抗压外壳G
[0037]空心体H
[0038]支架HL
[0039]纵向LR
[0040]横向QR
[0041]电流I
[0042]绝缘材料ISO
[0043]压敏电阻器?
[0044]开口()[0045]压力P、PE
[0046]加热电阻器、导体R
[0047]保护装置SE
[0048]触发装置SPA
[0049]温度θ、θΕ
[0050]断裂温度Tbruch
[0051]导体L
【具体实施方式】
[0052]图1为本实用新型的基本电路原理图。
[0053]图中设有一热敏开关或压敏开关S。该开关S例如在受监测的组件(如过电压保护组件Osk)上出现相应压力变化P和/或温度变化d和/或施力时被触发。
[0054]示范性过电压保护组件Osk例如可为抑制器二极管tvs、压敏电阻器Mov或者气体放电管⑶T(gas discharge tube)。也可以以相同方式使用其他部件，因此,该示范性过电压保护组件USK仅作为其他能够触发开关S的热量变化元件和/或温度变化元件和/或力变化元件的示范。
[0055]作为替代方案，也可以为该开关设置另一外部触发方案。举例而言，可以在一外部源引起相应压力变化PE和/或温度变化3 E和/或施力FE时触发开关S。
[0056]为通过相应压力变化P、PE和/或温度变化θ、θ E和/或施力F、FE来引起开关过程，为所述开关配置一触发装置SPA。这个触发装置SPA例如可以是球形洒水器SPA或者是为此目的而专门制造的产品。
[0057]图2为触发装置SPA的示范图。这个触发装置具有一总是闭合的空心体H，其内部设有会在热输入时发生膨胀的流体FL。流体FL既可具有液相(虚线所示)，又可具有气相或者二者的混合物。流体FL也可以具有在热输入时会熔化或者升华的固态成分。唯一重要的是，流体FL在热输入时会发生膨胀，使得空心体H在一规定温度Tbruch下被该膨胀流体破坏。这个过程可以指空心体H发生爆炸或爆裂。
[0058]其中，所述触发装置可以设计为，其以一纵向LR直立，该纵向大致对应于空心体H的中轴线(如圆柱轴线)，该触发装置还具有一横向，其大致垂直于纵向LR且例如沿径向分布。其中，所述触发装置可在纵向LR和横向QR上具有不同的特性。举例而言，纵向LR上的机械强度可以高于横向QR。在此情况下，沿横向QR施加的作用力可能造成机械断裂。
[0059]在此情况下，触发装置SPA以某种方式插入开关S，使得触发装置SPA在其正常状态下将开关S保持在第一状态(如断开状态)上。此外还对触发装置SPA施加作用力F。如果触发装置SPA在一规定温度Tbruch下受到破坏，则该作用力F可对开关S进行操纵并使其进入第二状态(如闭合状态)。当发生相应温度变仙9 时，触发装置SPA因流体FL膨胀而从内部断裂，或者当从外部对触发装置SPA施加压力变化P、PE和/或施力F、FE时，空心体H被从外部破坏。无论何种情况均会导致以下结果:触发装置SPA无法承受所施加的作用力F且该作用力被释放出来对开关S进行开关操作。
[0060]所述触发装置SPA实施为球形洒水器特别节约成本。可从市场上购得用于不同触发温度的球形洒水器。这些球形洒水器升温至超过某个温度时就会因所含流体FL而爆裂。同时，这些球形洒水器SPA具有特征性纵向LR和横向QR。相对纵向LR而言，球形洒水器SPA沿横向QR受力或发生压力变化时更容易遭到破坏。
[0061]本实用新型的触发装置SPA也可以采用其他结构。
[0062]为改进压力变化时的触发方案，触发装置SPA与触发的组件(如过电压保护组件iiSK)均可布置在一基本抗压的外壳G内，其中，在该触发的组件(如过电压保护组件USK)发生升温以及/或者压力升高的情况下，触发装置SPA受到破坏，且开关S转入该闭合的第二状态。图7示出该布置方案。
[0063]举例而言，该触发的组件tlSK实施为压敏电阻器MOV时，发生故障的压敏电阻器MOV的升温以及压敏电阻器MOV的爆炸均会造成相应的压力升高P以及/或者相应的施力F。在此情况下，每个上述效应以及将上述效应相结合均能被该设备的相应结构用来实施触发。
[0064]下文中假定所述触发装置SPA实施为球形洒水器或类似设备(参见图7)。如果沿纵向LR对触发装置SPA施加作用力F，则触发装置SPA可与一具有触发的组件(如过电压保护组件ilSK)的抗压外壳G发生接触，其中，抗压外壳G还具有一可以沿横向QR作用于触发装置SPA的撞击销B，其中，该撞击销B因过电压保护组件USK的升温和/或压力升高P而受到操纵从而能够从外部作用于触发装置SPA。
[0065]作为图3所示的替代或补充方案，触发装置SPA还可具有一用于实现外部触发的加热电阻器R。
[0066]举例而言，该电阻器R可实施为一围绕触发装置SPA卷绕而成的螺旋线。如果有电流I通过该螺旋线R，则该螺旋线及球形洒水器SPA升温。这样就以简单的方式利用一源于外部的热输入θ E来打破该触发装置SPA从而对开关S进行开关操作。
[0067]触发装置SPA还可具有(另一)撞击销B，其通过施力FE来实现外部触发。该撞击销优选沿横向QR作用于触发装置SPA。
[0068]通过来自外部的作用，例如通过撞击销B的触发或者通过加热电阻器R所造成的升温，就以简单的方式提供另一触发方案，以便在监测受保护组件以外也能够实现其他开关过程。
[0069]利用前述触发装置SPA可实现不同的开关类型S，例如，切换开关、断开开关或者闭合开关以及上述开关的任意组合体。
[0070]其他有利设计方案视相应开关类型而定。
[0071]下文中假设该开关S为短路开关。
[0072]如图4所示，该短路开关S具有接触件C，该接触件被未遭破坏的触发装置SPA保持在第一状态(就短路而言的非导电状态)。图中的接触件C以及对应导体用左下-右上阴影线表示。其中，电流I可经接触件C流过例如围绕球形洒水器布置的导体R，并进入过电压保护组件Osk。该过电压保护组件Gsk用竖向阴影线表示。过电压保护组件Osk可对流过在本图中位于下方的对应导体的电流进行进一步传输。如果因过电压保护组件Osk发生故障而出现电流过高的情况，则触发装置spa因为过电压保护组件Osk本身的升温以及可能由导体R所导致的升温而升温。在触发装置spa爆裂的情况下，接触件c在作用力F的影响下直接抵靠下方的对应导体并进入第二状态，从而使得过电压保护组件USK发生短路。触发装置SPA还可具有其他触发方案。例如，可设有另一如图3所示用于外部触发的线圈绕组，以及/或者设有撞击销B和/或抗压外壳G。
[0073]图5为类似于图4的实施方式。此处的触发装置SPA与过电压保护组件OSK侧向邻接布置。其中可使电流I流入过电压保护组件(Isk。过电压保护组件iiSK可对流过在本图中位于侧方的对应导体的电流进行进一步传输。如果因过电压保护组件Osk发生故障而出现电流过高的情况，则触发装置SPA因为过电压保护组件USK本身的升温而升温。在触发装置spa爆裂的情况下，接触件c在作用力F的影响下直接抵靠下方的导体和对应导体并进入第二状态，从而使得过电压保护组件iiSK发生短路。
[0074]图6为本实用新型的另一实施方式。与图4和5的不同之处在于，此处的接触件C为便于区分系用竖向阴影线表示。该实施方式中无需设置过电压保护组件?ΞΚ。此处的触发装置SPA位于一具有一或多个开口O的框架(Aufnahme)内。该框架本身采用导电实施方案。如果周围环境例如因火灾而升温，则该升温也通过一或多个开口G对触发装置SPA产生影响。达到断裂温度Tbruch的情况下，触发装置SPA爆裂，接触件C在作用力F的影响下直接抵靠下方的对应导体并进入第二状态，从而实现短路。其中，在接触件C与触发装置SPA之间设有绝缘材料IS0，其可在第一状态中防止短路且可在该框架中导引接触件C。亦即，采用相应设计方案后，可利用触发装置SPA来在达到某个环境温度的情况下实现开关操作。因此，本实用新型特别适用于消防领域。
[0075]所有上述实施方式中用于将开关切换至第二状态的作用力F优选均由弹簧提供。本实用新型也可以使用其他作用力。
[0076]图8至12为所述过电压保护组件(ISK实施为压敏电阻器时的实施方式。
[0077]图8中的保护装 置包括开关S及触发装置SPA。该保护装置SE具有触发销AS。触发装置SPA实施为球形洒水器，其中，所施加的作用力F由一弹簧提供。球形洒水器采用正面安装方案，这样便于其安装和进行目视检测。这个布置方案还可用来触发其他组件。
[0078]触发装置SPA与支架构成某种肘节连接。其中，预应力F采用某种大小，使得该作用力将触发装置SPA保持在一静止位置上(参见附图)。在这个静止位置上，作用力F大致沿纵向LR作用于触发装置SPA，这个位置也可以被视为某种相对的能量最小值。其中，预应力F采用某种大小，使得该作用力在纵向LR上尚不致造成破裂，但在横向QR上足以造成破裂，可用某种简单的侧向偏移来造成倾斜。
[0079]抗压外壳G内出现压力变化或力变化时，该由触发装置SPA与支架HL构成的肘节连接脱离其静止位置。这一点例如通过经由布置在支架HL后面的未绘示减压口排出(抗压)外壳的排出气体而实现。通过随后应用力的平行四边形，沿横向施加足以使触发装置SPA破裂的作用力。亦即，采用侧向偏移并相应施加作用力F可达到触发的效果。
[0080]通过上述方案，一方面能利用升温来触发触发装置SPA，另一方面也能提供一即使在压力极小的情况下也能实现的压力控制触发方案。
[0081]图9为另一实施方式。其中，触发装置SPA (如球形洒水器)侧向邻接一受监测组件(如压敏电阻器MOV)布置且保持在支架HL和触发销AS中。这个布置方案能够对升温和/或压力升高和/或施力作出迅速响应。
[0082]图10所示实施方式提供一实现旋转运动的布置方案。该触发装置SPA同样实施为球形洒水器，其两个元件以可相对进行旋转运动且被弹簧张力预拉紧的方式保持在第一状态中，直至被触发。
[0083]图11所示实施方式为一开关S的细节。该开关S具有支架HL，该支架内设有所述球形洒水器。其中，球形洒水器SPA的一端被布置在支架HL中的触发销AS借助弹力固定。球形洒水器爆裂时，触发销AS在该弹力的作用下继续运动。爆裂时产生的碎片很容易就能被保存在支架的空腔内。在此情况下便能利用触发销AS来实现相应开关功能。此外如前所述，将球形洒水器SPA布置在支架HL中后，可将侧向偏移用作实施触发的替代或补充方案。为此，球形洒水器SPA被置入该支架且仅通过沿纵向施加压力而被保持。
[0084]例如可将图11所示支架按照图8所示正面方案整合到保护装置SE。
[0085]也可以采用其他布置方案。例如图12所示布置方案。
[0086]其中，触发销AS与触发杆AH形成了作用性连接。图12同时也示出一种借助销状触发件B实现的压力触发方案。为此，抗压外壳G内设有一用来将压力升高P和/或升温转化为销栓B的运动的连接。该销栓同样沿横向QR作用于球形洒水器并造成其毁坏。这个布置方案还可用来触发其他组件。如果预应力F的大小在纵向LR上尚不致造成破裂，但在横向QR上足以造成破裂，可用某种简单的侧向偏移来造成倾斜。通过随后应用力的平行四边形，沿横向施加足以使触发装置SPA破裂的作用力。亦即，采用侧向偏移并相应施加作用力F以及采用撞击销B的直接机械作用均能达到触发的效果。
[0087]如图4、5和6中的点线框所示，可从结构上将开关S与过电压保护组件Osk相结合并形成保护装置SE。
[0088]其中，开关S例如可实施为使得流过低电阻电流路径的电流能够流经该过电压保护组件iJsK的闭合开关。
[0089]需要注意的是，这些球形洒水器大致呈圆柱形，因而在纵向LR上的强度高于在横向QR上。因此可提供沿纵向LR作用的预应力F，这样就能承受相对更大的预应力F。此外还可提供沿横向作用且用于实现触发的作用力，因为相对较小的压力变化P或施力F就足以破坏空心体H。
[0090]本实用新型实现了对开关过程的低成本不可逆触发。此外，本实用新型的设计方案允许应用非导电材料实施触发。
【权利要求】
1.一种带触发装置的开关，所述开关是热敏开关或压敏开关，其中，所述触发装置具有闭合式空心体，所述空心体具有在热输入时发生膨胀的流体，所述空心体采用这种设计方案，即，使得所述流体在升温超过一规定温度的情况下将之前闭合的所述空心体破坏并暴露，所述触发装置在其正常状态下将所述开关保持在断开的第一状态上，对所述触发装置施加作用力，所述触发装置在一规定温度下受到破坏，所施加的作用力在发生破坏的情况下对所述开关进行操纵并使其进入闭合的第二状态。
2.根据权利要求1所述的开关，其中，所述触发装置与一个过电压保护组件布置在抗压外壳内，其中，在所述过电压保护组件发生升温以及/或者压力升高的情况下，所述触发装置受到破坏，且所述开关转入所述闭合的第二状态。
3.根据权利要求1或2所述的开关，其中，沿纵向对所述触发装置施加所述作用力，所述触发装置与一具有过电压保护组件的抗压外壳发生接触，所述抗压外壳具有一可以沿横向作用于所述触发装置的撞击销，所述撞击销因所述过电压保护组件的升温和/或压力升高而受到操纵。
4.根据权利要求1所述的开关，其中，沿纵向对所述触发装置施加所述作用力，一侧向偏移在横向上产生一施力，在横向上的机械稳定性低于纵向上，以便实现触发。
5.根据权利要求1所述的开关，其中，沿纵向对所述触发装置施加所述作用力，所述触发装置与一具有过电压保护组件的抗压外壳发生接触，发生在所述抗压外壳内的压力变化将所述触发装置从一静止位置引出，从而释放所述作用力。
6.根据权利要求1所述的开关，其特征在于， 所述触发装置还具有一用于实现外部触发的加热电阻器。
7.根据权利要求1所述的开关，其特征在于， 所述触发装置还具有一用于实现外部触发的撞击销。
8.根据权利要求1所述的开关，其特征在于， 所述开关为短路开关，其中，所述短路开关还具有接触件，所述接触件被未遭破坏的所述触发装置保持在非导电状态。
9.根据权利要求8所述的开关，其特征在于， 在所述接触件与所述触发装置之间设有绝缘材料。
10.根据权利要求1权利要求所述的开关，其特征在于， 所述作用力为弹力。
11.一种用于与过电压保护组件一起应用的保护装置，具有一如权利要求1至10中任一项所述的开关。
12.根据权利要求11所述的保护装置，其特征在于， 所述开关为使得流过一低电阻电流路径的电流能够流经所述过电压保护组件的闭合开关。
【文档编号】H01H37/76GK203746745SQ201320238808
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2013年5月6日 优先权日:2012年5月4日
【发明者】安德列亚斯·梅茨格, 斯文·本克, 约阿希姆·沃斯吉安, 马丁·斯特里韦, 曼弗雷德·赖特 申请人:菲尼克斯电气公司