温度保护装置和电路装置制造方法
【专利摘要】温度保护装置(1)用于电源电路中使电源电路免于发热，包括第一接触元件(5)和第二接触元件(10)，它们通过各自的端部(7、12)互连，并以这样的方式设计：在超过极限温度时，所述第一和第二接触元件(5、10)的互连的端部(7、12)因两个端部(7、12)之间的机械预拉伸而彼此分离，电路因此而断开，其中接触元件(5、10)的至少端部(7、12)具有比纯铜高的再结晶温度的材料。
【专利说明】温度保护装置和电路装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种热保护装置，用于电路中使电路免于发热。本发明还涉及一种电路装置。
【背景技术】
[0002]本发明涉及一种热保护装置，用于电气设备的电路中，特别是用于机动车领域的电动马达中的一次性热保护装置。
[0003]对于机动车领域中使用的许多电动马达，热保护装置是基于所谓的焊接扼流圈而使用的。为简单起见，热保护装置在下面也被称为热保护器，这种类型的电动马达可以是，例如冷却风扇马达或空气调节系统的马达。所述焊接扼流圈基本上具有本领域技术人员已知的消除干扰的扼流圈的功能。这种类型的消除干扰的扼流圈，在很大程度上阻止了以不希望的方式出现的可损坏马达中的电子元件的电压尖峰。
[0004]通常，所述扼流圈基本上是由导线材料组成的螺旋弹簧的形式，即一个或多个导线部分，导线材料断裂的点通常是螺旋弹簧的纵向方向的中心，并且导线部分的端部使用焊接材料来彼此偏置(bias)焊接，该导线部分的端部在本申请中也通常被称为串联连接的接触元件。扼流圈被布置在电动马达的电路中，并具有消除电路中的干扰的功能和保护电子组件免受不希望的温度增加的功能，例如由于过高的电流或过高的环境温度。
[0005]如果达到所确定的极限温度，将两个导线部分的端部电连接的焊接材料会熔化。由于两个导线部分的端部存在机械偏置，两个先前焊接的导线部分的端部弹开并且电路断开。由于电路目前机械分离，自然不能再自己闭合，这也被称作一次性的热保护器。
[0006]本发明的范围内考虑的热保护器主要用于防止火灾。因此，根据本发明的热保护器，可以用于比如仅用于保护电子元件的常规装置的极限温度更高的极限温度。但是由大量纯铜制成的机械偏置的扼流圈不可能达到所述更高的极限温度，尤其是大于120°C。这种情况是，因为在120°C的温度下纯铜材料已经开始再结晶，并因此失去了机械偏置。
[0007]当在相对较长的一段时间内观察，这一段时间最好大致对应于其中安装所述热保护器的马达的寿命，该扼流圈用作热保护器达到确定的温度极限，这是依赖于导线材料。但是如果该温度极限超过了一定的时间周期，该组件，即指扼流圈，在其热保护方面的功能的可靠性降低。这是因为，随后在导线材料中发生了再结晶，其触发了材料，通常是铜材料的热致机械释放。这个释放不利于降低在焊接点的这两个导线部分的端部的不可逆的方式的机械偏置，并且由于导线部分的端部不再具有所需的机械偏置，即使在焊接材料熔化后，在某些情况下因此不再能充分地电隔离焊接点。
[0008]随着最近生效的欧洲范围内的对使用含铅的焊接材料的禁令，与此同时，含银的焊接材料的使用增加，含银的焊接材料具有相对高的熔融温度，这是由银的特性的原因而产生的。焊接的扼流圈或导线材料直到焊接材料熔化也受到相对高的温度，并且这不利于加速铜材料的热致机械释放，以使扼流圈因此不再能被可靠地用作热保护器。
[0009]为了完整起见，应该提到的是，为了加大由于该线圈的形状而产生电磁场，从而增加消除干扰的功能，扼流圈可包含由螺旋绕组形成在其中的空腔中的至少一个扼流圈铁心。然而扼流圈铁心，对作为热保护器的功能没有影响。
【发明内容】
[0010]本发明所解决的问题是，提供用于电路的改进的热保护器。
[0011]根据本发明，这个问题由具有权利要求1的特征的热保护装置和具有权利要求10的特征的电路装置来解决。
[0012]以下内容因此被提供:
[0013]-一种热保护装置，用于在电路中使电路免于发热，包括第一接触元件和第二接触元件，它们通过各自的端部相互连接，并被形成为在超过极限温度时使得第一和第二接触元件(5、10)的各自互连的端部(7、12)因两个端部(7、12)之间的机械偏置而彼此分离，且电路因此而断开，其中所述接触元件的至少端部包括具有比纯铜高的再结晶温度的材料。
[0014]-一种电路装置，包含一电路，并包括根据本发明的热保护装置，该热保护装置在电路的电流路径中串联连接。
[0015]可以理解本发明的组成基础在于使用一种用于扼流圈的可替代的基体材料，即指导线材料，其具有增加的再结晶温度。这是通过在纯铜中加入少量其他金属进行合金化，因此生成低合金铜材料而实现。这种类型的低合金铜材料提高了再结晶温度，因此使用这种类型的基体材料，使用具有相对高的熔点的焊料，如含银焊料，在高温下以功能上可靠的方式的焊接扼流圈是可能的。
[0016]此外，有益之处在于元件，即扼流圈或者扼流圈安装在其中的马达的环境温度的增加，也是可能的。
[0017]有利的实施例和研发，从附加的从属权利要求以及从参照附图的图示的描述中显现。
[0018]优选地，第一接触元件和第二接触元件的各自的端部通过焊料材料被电气地和机械地互连。
[0019]在第一种结构中，所有的接触元件包括具有比纯铜高的再结晶温度的材料。
[0020]在进一步的构造中，导线部分分别包括下列材料中的一种:铜合金、低合金铜、具有银作为合金成分的低合金铜、具有0.1 %的银含量的铜合金。具有不同银含量的铜合金当然也是可能的。在这种情况下各种构造中的材料相对于它们的导电率也是不同的，使得材料可以根据所期望的用途来选择。如果需要高的导电率，主要具有低合金铜的铜合金是有利的。因为由于银造成温度负载容量也比较高，与银合金化的作为主体的铜与纯银具有相同的导电率范围，因此这是有利的。
[0021]在一个优选结构中，第一接触元件和/或第二接触元件中的每一个都形成为导线部分，导线部分形成为线圈方式的扼流绕组。优选地，至少一个扼流圈铁心被布置在形成为扼流绕组的导线部分中。
[0022]在进一步优选的结构中，端部被形成为从大致平行延伸的线圈突出的部分，从而更容易使端部彼此连接。
[0023]在进一步的优选结构中，接触元件的一个或两个彼此电親合和/或所述接触元件的端部中的每一个都是片簧的形式。
[0024]在进一步优选的结构中，电路包含一个电动机器，特别是用于机动车辆的电动马达。该电动机器的通电负载路径是例如与电路的电流路径和热保护装置串联布置。
[0025]上述实施例和研发，可以以任何可想到的方式组合，只要这是合理的。进一步可能的配置、研发和本发明的用途也包括本发明的特征的组合，特别是材料，如先前或如下文所述的，即使没有明确说明。在这种情况下，本领域的技术人员会更特别地对本发明的各自的基本形式增加各个方面的改进或添加。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]下面在附图中示意图示的指定的实施例的基础上，更详细地解释本发明，其中:
[0027]图1是根据本发明的扼流圈的侧视图；以及
[0028]图2是图1的扼流圈的立体图。
[0029]附图意在传达本发明的实施例的进一步的理解。它们显示出的实施例，与说明书一起，阐明本发明后面的原理和概念。其他实施例和很多提到的优点，参照附图是清楚的。附图中的元件不一定是按比例示出的。
[0030]在附图中，相同的元件、特征和部件，或提供相同的功能和具有相同的效果那些内容，在每种情况下被提供相同的参考标记，除非另有规定。
【具体实施方式】
[0031]图1示出了形成为扼流线圈或扼流圈I的热保护器。扼流圈I包括第一接触元件5和第二接触元件10。在图1所示的例子中，接触元件5、10被示出为导线部分，它们分别以螺旋的方式形成为线圈。
[0032]接触元件或导线部分5和10分别具有端部6和11，它们指向远离线圈(以下在每种情况下被称为第二端部)和被耦合到电路的连接点(此处未示出)。
[0033]此外，导线部分5和10分别具有大约在中心基于扼流圈I的纵向方向(在图1中由中心虚线15示出)远离扼流圈I (在实施例中所示，基于图1向上)延伸的端部7和12 (以下在每种情况下被称为第一端部)。端部7和12紧靠彼此，并且彼此确实机械偏置，端部7和12具有在相反的方向上彼此远离地移动的倾向。
[0034]端部7、12现在都用焊接材料(未示于图1)在端部7、12之间的焊接点25电气地和机械地相互连接。端部7、12彼此焊接的方式不作详细说明，因为这是公知的。端部7、12之间的提供本发明意义内的目的的其他类型的连接也是可以想到的。
[0035]若现在在焊接点25的温度增加，无论是由于流过扼流圈I的电流增加或是由于环境温度升高，该端部7、12之间的焊接材料熔化，并且由于所述端部7、12之间的机械偏置，端部7、12彼此远离地移动，从而使流过扼流圈I的电流被中断。
[0036]为完整起见，也注意到，导线部分5、10通常包括一外绝缘层，但是用于产生其间的电接触的端部7、12是裸露的。这样就保证了在焊接点25弹开时，电流就不会继续流过相邻的扼流绕组。
[0037]为了防止导线部分5、10的材料因超过取决于材料的一定温度持续发热而再结晶，这会如上面已经指出的，导致导线部分5、10的材料的热致机械释放，导线部分5、10由以下材料的一种组成:铜合金、低合金铜、由银作为合金成分的低合金铜或具有0.1%的优选银含量的铜合金，不同的含银量也可以想到，或者具有比纯铜高的再结晶温度的材料。使用这种类型的导线部分的材料，还能够使用具有相对高的熔点的焊料，如含银焊料，以在功能上可靠的方式产生焊接点。
[0038]尽管未明确示出，接触元件5、10和/或它们的要被互连的两端各自也可以是片簧的形式，接触元件每个包括一个或多个上述的材料。接触元件的相应的端部之间的焊接点以上面所解释的类似的方式产生。
[0039]为了更好地理解，图2示出了图1的扼流圈I，但在三维视图中，它与图1的扼流圈I的结构没有任何差异。
[0040]图1和图2中的视图以举例的方式给出，并且不是按比例的，所以图1和图2的视图不应该被视为根据相对的尺寸和测量的限制。
[0041]虽然本发明已通过优选实施例的方式如上被充分描述，但并不限于上述内容，而是可以以多种方式进行修改。
[0042]因此，本发明不仅适用于机动车辆领域，也可以有利地应用在任何希望的应用领域，其中电气设备需要一次性热保护器。
[0043]参考标记的列表
[0044]I 扼流圈、扼流线圈、热保护器
[0045]5 第一接触元件/导线部分
[0046]6 第一接触元件/导线部分的第一端部
[0047]7 第一接触元件/导线部分的第二端部
[0048]10第二接触元件/导线部分
[0049]11第二接触元件/导线部分的第一端部
[0050]12第二接触元件/导线部分的第二端部
[0051]15 中心线
[0052]17线圈腔
[0053]20扼流圈铁心
[0054]25焊接点
【权利要求】
1.一种热保护装置(I)，用于电路中使电路免于发热，包括第一接触元件(5)和第二接触元件(10)，它们通过各自的端部(7、12)互连，并被形成为在超过极限温度时使得第一和第二接触元件(5、10)的各自互连的端部(7、12)因两个端部(7、12)之间的机械偏置而彼此分离，且电路因此而断开，其中接触元件(5、10)的至少端部(7、12)包括具有比纯铜高的再结晶温度的材料。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一接触元件(5)和第二接触元件(10)的各自的端部(7、12)通过焊接材料电气地和机械地互连。
3.根据前面任一权利要求所述的装置，其特征在于，所有的接触元件(5、10)包括具有比纯铜高的再结晶温度的材料。
4.根据前面任一权利要求所述的装置，其特征在于，所述接触元件(5、10)由低合金铜，特别是具有银作为合金成分的低合金铜构成。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述接触元件(5、10)由铜合金，特别是具有0.1 %的银含量的铜合金构成。
6.根据前面任一权利要求所述的装置，其特征在于，所述第一接触元件(5)和/或第二接触元件(10)中的每一个都形成为导线部分(5、10)，导线部分(5、10)以线圈的形式形成为扼流绕组(5、10)。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，至少一个扼流圈铁心(20)被布置在形成为扼流绕组(5、10)的导线部分(5、10)中。
8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述端部(7、12)形成为从大致平行延伸的线圈突出的部分。
9.根据前面任一权利要求所述的装置，其特征在于，彼此电耦合的所述接触元件(5、10)中的一个或两个和/或所述接触元件的第一端部(7、12)中的每一个都是片簧的形式。
10.—种电路装置，包括电路和包括根据权利要求1-9中任一项所述的热保护装置(I)，热保护装置(I)在所述电路的电流路径中串联布置。
11.根据权利要求10所述的电路装置，其特征在于，所述电路包括电动机，特别是用于机动车辆的电动马达，所述电动马达的通电负载路径与所述电路和所述热保护装置(I)的电流路径串联地布置。
【文档编号】H01H37/76GK104471666SQ201380015142
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2013年3月19日 优先权日:2012年3月19日
【发明者】乌韦·哈特曼 申请人:博泽沃尔兹堡汽车零部件有限公司