专利名称：过电压防护放电器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种过电压防护放电器。
由EP-A1-0545038公开了一种具有由轴向轻微弹性的塑料挡板彼此相对置地支撑的两个部件的过电压防护放电器。这些塑料挡板在这两个部件中形成构型连接。该过电压防护放电器具有构成圆柱形的层叠起堆来的压敏电阻元件。在堆及相应的连接部件之间设有间隔板，它借助于拧在连接部件中的螺栓被压在堆上。这些连接部件限定了压敏电阻元件堆的位置。在压敏电阻元件之间及在压敏电阻元件及导电的间隔板之间设置了改善接触性能用的沟槽盘。这种所述的结构将被围铸上绝缘材料。
制造这种由相对多的另部件组成的过电压防护放电器需要相对多数目的组装工序。尤其是塑料挡板必须非常精确地配合到连接部件中的导轨中。
本发明的目的是作出一种过电压防护放电器，它由简单及制造成本合适的部件以相对少的工序制造出成品来。
上述目的是这样实现的该过电压防护放电器具有至少两个由一框架保持着的连接部件，至少一个被夹持在这些连接件之间由压敏电阻材料作成的块件。在该过电压防护放电器中，框架，至少一个由压敏电阻材料作的块件及一部分连接部件利用绝缘塑料材料浇铸成一个单块体。框架是整体地被构成的并由绝缘材料制成。此外设置了在连接件及至少一个由压敏电阻材料作的块件之间保持接触力的装置。通过本发明达到的优点基本上在于过电压防护放电器的组装，尤其是活性放电部件的装入得到实质性地简化及降低了成本。
作为在连接件及至少一个由压敏电阻材料作的块件之间保持接触力的装置或者至少是一种导电的弹性部件，例如一种波纹盘，或者是在轴向具有弹性的框架。以此方式可保证在过电压防护放电器的整个寿命期间保持足够的接触力。
框架的绝缘材料是由纤维、尤其是玻璃纤维增强的，使得框架可承受高机械负荷。当采用紊乱的纤维作为框架的纤维增强物时，可以获得特别高负荷能力的框架。作为框架的纤维增强物加入了10至80重量百分比的玻璃纤维份额被证明是合适的。
当框架是由聚合物材料模注或挤压或由环氧树酯浇铸而成时，该框架可以特别廉价地被制造出来。在一定情况下，该框架也可由至少一种玻璃增强的、浸渍了环氧树酯的线股缠绕。连接件可有利地被作成为螺杆。当其中一个螺杆与框架固定连接时被证明是特别有利的。
沟槽盘保证了对完善的电流过渡构成多个接触点。此外这种软的沟槽盘有利地补偿了块件表面的不平整性，使得这种不平整性不使其载流能力下降。被证实特别有利的是，在加上外套的浇铸工序时沟槽盘及过电压防护放电器的电流过渡区域形成防止绝缘材料侵入的密封。
本发明的进一步构型是从属权利要求的主题。
以下借助于仅表示一种可能的实施例的附图对本发明、它的进一步结构及由此产生的优点作详细说明。附图为
图1通过本发明第一实施形式的第一局部纵向剖面图;
图2通过本发明第二实施形式的第二局剖纵向剖面图;
图3至6表示通过本发明各种可能实施形式的每种剖面A-A，如在图1中所示出的。
图7表示通过本发明另一种可能实施形式的局部剖面。
在各个图中相同功能的部件具有相同的标号。
图1及2以概图的形式表示根据本发明的过电压防护放电器的纵剖面，其中图2中的过电压防护放电器相对于图1中该放电器绕其纵轴转过了90°。在这些图的每个中，其右半部分过电压防护放电器被表示为已围铸有绝缘材料。该过电压防护放电器具有一个由绝缘材料构成的闭合为一体的框架1，它在轴向能有一些弹性。如果框架1无弹性或弹性不足，则至少设置一个弹性的导电部件，例如一个波纹盘1a。该框架1在朝向过电压防护放电器两个连接侧的每个端部具有一个椭圆柱形的或圆柱形的端件2。这两个端件2在这里被两个整体成型的相互对称对置的联结件3联结起来。在每个构成椭圆柱形或圆柱形的端件2中被拧入一个轴向延伸的螺杆4。这些螺杆4用作过电压防护放电器电连接的连接件。例如在端件2中为此嵌入金属螺母附件5，它使螺杆4导入在螺孔中，然而也已公知了许多其它的可能性，例如在塑料部件中设置耐久坚固的螺纹。也可将螺纹直接地攻在框架1的塑料中。在每个端件2的顶侧整体地成型出一个颈圈6。在端件2的背离顶侧的一侧上及在由相应端件2向联结件3过渡的区域中设有一个构成圆柱形的空穴7，在其中带有间隙地导入一个金属压板8。当框架1具有弹性的联结件3时，在各压板8上直接地作用螺杆4。如果联结件3没有或没有足够大的弹性，则在压板8与螺杆4之间放入导电的弹性部件。已证明特别合适的是使用波纹盘1a。该波纹盘1a可以仅放置在过电压保护放电器的一侧上，如果要求较大的力，也可在过电压保护放电器的两侧上设置波纹盘。作为弹性部件也可采用蝶簧或圈簧。
在两个压板8之间夹紧着由压敏电阻材料例如Zno作成的块件9。块件9通常被构成圆柱形的。在压板8及每个相邻的块件9之间总夹有一个沟槽盘10。螺杆4可能通过波纹盘1a作用在压板8上。在框架1中装入上述的部件时应注意在这些部件之间不空有任何间隙，因在浇铸绝缘材料时会使其侵入间隙中。这些放电活性部件之间的原始接触力是由螺杆4产生的，它被用预定的转矩拧紧并接着以公知的方式设置防转动保险。然后在每个螺杆4上套上一个密封盘11，它的横截面与端件2相匹配，在这里它可构成椭圆形或圆片形的。密封盘11最好是由抗风化的铝合金，例如AlMg3作成的。该密封盘11也可由不锈钢，铜锌合金或青钢作成。借助于拧在每个相应的螺杆上的螺母12可使密封盘11被压紧在框架1的端面上。该密封盘11应使成品的过电压保护放电器能阻挡环境的影响。密封盘11与颈圈6一起构成了一个沟槽，在围浇铸电绝缘的塑料材料时将使该沟槽注满。
这样地被预组装起来的装置被置于一个铸模内，并将由电绝缘塑料形成的外套无缝隙及无气泡地围铸到密封盘11为止。这里例如可使用硅橡胶作为合适的塑料。在浇铸时同时地在外套13上整体地成型出裙罩14。对于过电压防护放电器的电连接必须的螺杆则保持金属裸露。
过电压防护放电器的框架1最好由一种玻璃纤维增强的聚酰胺6.6用模注方法制造，玻璃纤维的份额在30至50的重量百分比的范围中。当玻璃纤维以紊乱纤维形式加入时，可以得到一种特别坚固的框架1。除了所述的聚酰胺6.6外，也可使用聚酰胺610，聚酰胺11及聚酰胺12来制造框架1。此外还可能，当对过电压防护放电器的解体强度没有太大要求时，也可使用基于所述聚酰胺的再循环产物。然而框架1也可由一种相应的实心材料通过切削制成。另外还可能，借助一种浸渍了树酯的玻璃纤维丝或玻璃纤维带缠绕框架1。在一般情况下框架1将以与过电压防护放电器的相应结构尺寸相适应的尺寸被制造出来，因此对框架1不再需要作任何适配加工。然而对于小系列的情况，出于经济的原因，则需要使框架1适配各种不同的过电压防护放电器的结构尺寸。为此可以使联结件3拆开并通过相应的中间件来加长。当然这种中间件必须绝对坚固地被插接。
在图1中标有A-A剖面。图3至6表示该A-A剖面，它们显示出本发明的各种不同可能的实施形式。例如在图3中描绘了一个构成椭圆形状的外套13，该外套包围着块件9。其中联结件3的横截面与外套13的形状相匹配。在图4中描绘了一个构成圆柱形的外套13，该外套包围着块件9。其中联结件3的横截面与外套13的形状相匹配。在图5中描绘了一个基本上构成矩形的外套13，该外套包围着块件9。其中联结件3的横截面与外套13的形状相匹配。在图6中描绘的是一个还未设有外套的结构。其中联接件3作不对称布置，但是，使得框架1的一侧上具有一个能安装块件9的孔15。对这个框架1将设置圆柱形结构的外套13，因此这里联结件3的横截面也与外套13的形状相匹配。这样的一种框架1具有特别好的抗扭转刚性并用于为特别高的弯曲负荷设计的过电压防护放电器。
沟槽盘10具有一个中心孔。许多沟槽同心地围绕着该中心孔。该沟槽盘是由软化退火的铝制成的。每个盘的最外沟槽的最外边缘作为密封边缘用于在浇铸时防止塑料侵入。多个沟槽构型是可以想象的，但必须在外侧总是构成足够的密封边缘，此外还需保证在组装沟槽盘时能形成用于电接触的足够数目的接触点。
还可以想象，仅采用其中的一个螺杆4来产生接触力，而另一个螺杆在制造框架1时与框架铸成固定连接，如图7中所示。该螺杆4具有一个型块16，它固定地与螺杆连接，例如可以为与螺杆粘接的螺母，它的六角边使螺杆4不可能在框架1中转动。在此情况下，接触力仅由它对面的螺杆4来产生。
为了说明作用原理应较仔细地观察所述的附图。由螺杆4作用在装置上产生的接触力保证沟槽盘10的各边缘局部的变形，由此形成了确定的点状接触，它允许在边电压防护放电器中特别良好的电流过渡。当许多这样的点状接触点均匀地被分布在一个平面上时，可达到最佳的电流过渡。沟槽盘10实现了多个这种点状接触点。以此形式和方法可保证，在过电压防护放电器起反应时，通过过电压防护放电器的活性放电部件总是可靠地使流过的相对来说非常大的电流被分流，而不会出现电流过渡的局部过载及与此相关的会引起故障的熔蚀。用此方式明显地提高了放电器的工作可靠性。
此外所述的接触力能在过电压防护放电器的整个寿命期间被保持，这就提供了工作的可靠性，因为或是框架1在轴向有些弹性，使得螺杆4被拧紧时框架可以有些延伸并保持该预压力，或是利用附加的弹性部件如波纹盘1a来保持预应力。也可以利用框架1与该弹性部件之间的相互作用。预应力这样地选择，即对于可能出现的沟槽盘10的减弱能持续地、可靠地补偿。
通过将整个结构浇铸在外套13中及利用密封盘11，能有利地保证无论是块件9还是带有联结件3的框架1均不能从环境大气中吸收潮湿，这使得它的耐压强度不会下降。成品过电压防护放电器构成的单块体具有很高的机械稳定性，尤其是就抗解体性能而言，并且对于风化的环境影响也是不敏感的，因此它能有利地被使用于各种环境区域。
权利要求
1.过电压防护放电器，具有至少两个由一框架(1)保持着的连接件，至少一个被夹持在这些连接件之间由压敏电阻材料作成的块件(9)，其中框架(1)，至少一个由压敏电阻材料作的块件(9)及一部分连接件利用绝缘塑料材料浇铸成一个单块体，其特征在于-框架(1)整体地被构成并且由一种绝缘材料来制造；及-设置了在连接件及至少一个由压敏电阻材料作的块件(9)之间保持接触力的装置。
2.根据权利要求1所述的过电压防护放电器，其特征在于-作为在连接件及至少一个由压敏电阻材料作的块件(9)之间保持接触力的装置或是一种导电的弹性部件或是在轴向具有弹性的框架(1)。
3.根据权利要求1所述的过电压防护放电器，其特征在于-框架(1)的绝缘材料是由纤维、尤其是玻璃纤维增强的。
4.根据权利要求3所述的过电压防护放电器，其特征在于-采用紊乱的纤维作为框架(1)的纤维增强物。
5.根据权利要求1所述的过电压防护放电器，其特征在于-框架(1)是由聚合物材料模注或挤压或由环氧树酯浇铸而成。
6.根据权利要求1所述的过电压防护放电器，其特征在于-连接件由螺杆(4)构成。
7.根据权利要求6所述的过电压防护放电器，其特征在于-其中一个螺杆(4)与框架(1)形成固定连接。
8.根据权利要求3所述的过电压防护放电器，其特征在于-加入10至80重量百分比的纤维作为框架(1)的纤维增强物。
9.根据权利要求3所述的过电压防护放电器，其特征在于-加入30至50重量百分比的玻璃纤维作为框架(1)的玻璃纤维增强物。
10.根据权利要求1所述的过电压防护放电器，其特征在于-框架(1)由至少一种纤维增强、尤其是玻璃纤维增强的浸渍了环氧树脂的线股缠绕。
全文摘要
该过电压防护放电器具有至少两个由一框架(1)保持着的连接件，至少一个被夹持在这些连接件之间的由压敏电阻材料作成的块件(9)。其中框架(1)，至少一个块件(9)及一部分连接件利用绝缘的塑料材料浇铸成一个单块体。本发明提出一种由简单、成本合适的部件以相对少的工序制造成的过电压防护放电器。它是这样实现的，框架(1)整体地被构成并由一种绝缘材料来制造。此外设置了在连接件及至少一个块件(9)之间保持接触力的装置。
文档编号H01C7/12GK1102904SQ94115639
公开日1995年5月24日 申请日期1994年9月6日 优先权日1993年9月6日
发明者W·施米特, C·舒普巴哈 申请人:Abb管理有限公司