过电压保护器制造方法、设备和由此制成的过电压保护器与流程

本发明涉及一种用于制造过电压保护器的方法、一种用于实施该方法的设备和一种根据该方法制成的过电压保护器。

背景技术：

公开文本DE 10 2007 056 111A1已知一种用于制造具有硅酮外壳的过电压保护器的方法。根据该方法，模块形成具有一个包括两个端部电枢和至少一个导体块/压敏电阻块的堆垛。多个玻璃纤维增强的塑料棒固定在端部电枢上并且将一个或多个压敏电阻块保持在两个端部电枢之间。将这样制成的模块引入一个模子或铸造工具中，并且在高压条件下将液态的硅酮填入模子中。模子具有一个加热装置，例如热水或热油可以流通经过该加热装置(或者电加热)，从而使模子中的硅酮交联。

在该制造方法中必要的是，硅酮以高压填入模子中，从而毫不保留地使模子中所有残留的空气挤出。为此还必要的是，以较大的力使模子保持锁闭，这要求一个相应的昂贵的锁模装置。该模子还必须能够抵抗高压。因此这种模子通常由钢制成。

鉴于这种构造方式，该模子是非常沉的。不可能的是，为了在加热硅酮期间已经由同一个用于硅酮的混合装置和同一个锁模装置通过另一个模子开始下一个过电压保护器的制造，将该模子从锁模装置中除去。

已知方法的另一个缺点在于，为了另一种过电压保护器，在锁模装置中改造模子或模子更换是高成本的。

虽然上面提及的文件中公开了可以以模块化的方式形成模子，从而可以制造过电压保护器的不同长度。但是，模块化的模子的改造与巨大的花费相关，从而在制造过程中会产生长的停工时间和高的开支。

已显示，溶解在硅酮中的空气在交联过程中会导致模子中非常高的压力提高。

DE 10 2009 051 155A1中已知一种由硅酮外壳包围的空心绝缘体，其中，硅酮在引入用于形成外壳的模子之前进行脱气。为此对用于硅酮的储备容器抽真空。在此也将能够耐受高锁模力的钢材用于模子。该模子设置有排气桥(Entlüftungsbrücken)，从而避免了气体夹杂物并且实现了在没有所谓的“飞边(Flash)”的条件下(即，在硅酮不会挤入模子的中间腔室的条件下)并且在不必在绝缘体制成之后必须通过手除去绝缘体壳体不必要的部分(蹼膜，)的条件下形成硅酮壳体。

技术实现要素：

本发明的目的在于，提供一种用于制造过电压保护器的方法、一种用于实施该方法的设备和一种根据该方法制成的过电压保护器，它们实现了过电压保护器的简单且低成本的制造。

该目的通过根据权利要求1所述的方法、根据权利要求8所述的设备和根据权利要求9所述的过电压保护器得以实现。

根据本发明的第一个方面，用于制造过电压保护器的方法具有以下步骤：制备具有一个或多个压敏电阻块和两个连接端或端部电枢的模块；将模块引入用于形成壳体的模子中；在真空腔中将模子抽真空；将液态的硅酮引入在真空腔中已抽真空的模子中；为了使硅酮交联而加热模子；从模子中取出过电压保护器。

根据本发明的另一个方面，该方法额外地具有这样的步骤，即，在装入液态的硅酮之后，为了加热的步骤而将模子从真空腔中取出并且放入炉子中。

另外优选，在该方法中，硅酮基本上以不加压的方式引入模子中。

根据本发明的另一个有利的方面，在引入模子之前使硅酮脱气。

还优选的是，模块具有多个玻璃纤维增强的塑料棒，这些塑料棒使一个或多个压敏电阻块保持在端部电枢之间。

按照本发明，在将硅酮引入模子的过程中，真空腔中的压力为小于250mbar，优选为小于10mbar，特别优选为小于5mbar。

本发明的方法实现了由铝制造模子并且以简单的螺栓和拉紧杆使模子保持锁闭。

优选按照本发明的方法在一种设备中实施，该设备具有：一个用于容纳模子的真空腔；一个用于混合和输入硅酮的混合装置；一个用于使硅酮脱气的真空泵；一个用于使真空腔具有低压的真空泵；一个用于将硅酮输入模子的泵；和一个用于在装入液态的硅酮之后加热模子中的硅酮的炉子。

最后，按照本发明，根据按照本发明的方法而制成一种过电压保护器，其中，该过电压保护器具有：一个具有一个或多个压敏电阻块和两个端部电枢的模块，其中，压敏电阻块通过玻璃纤维增强的塑料棒保持在端部电枢之间；和一个由已脱气的并且在真空环境下引入模子的硅酮制成的壳体。

附图说明

随后借助优选的实施方式和附图说明本发明。其中：

图1示出了根据按照本发明的方法制成的过电压保护器的垂直剖面图；

图2示出了用于展示按照本发明的方法的流程图；而且

图3示出了用于实施按照本发明的方法的设备。

具体实施方式

图2借助流程图示出了按照本发明的、用于制造过电压保护器的方法。

在步骤1中制备可以从图1中看出的模块1，其具有由多个压敏电阻块3组成的堆垛，压敏电阻块借助多个玻璃纤维增强的塑料棒15固定在两个端部电枢5之间。

纤维增强的塑料棒15保持在端部电枢5的冲孔或钻孔中。这可以借助楔式接合或者借助槽或者以其他已知的技术实施。以这种方式形成了由玻璃纤维增强的塑料棒15组成的外罩，其中容纳有压敏电阻块3。

一般而言，模块1中还包含没有示出的弹性部件和间隔部件，从而压敏电阻块3在机械应力的作用下保持在端部电枢5之间。

在第二个步骤中制备用于外壳的材料,即，液态的硅酮或者LSR(液态的硅橡胶，liquid silikon rubber)。典型的组成部分为线性硅氧烷：约70％，填充材料：约30％以及添加剂：约1％。一般而言，许多LSR材料类型以不同的硬度而提供。

一个按照本发明可以使用的硅酮的例子是Wacker公司的630。

为此通常将低粘度且可热硫化的双组分硅酮在可供使用的容器单元中提供。通过作为混合装置的多组分混合和定量设备使这些组分与可能的添加剂(也用于配色)混合。

按照本发明对该混合物进行脱气，其中优选部分组分在其混入之前已经进行了脱气。

为了缩短过程时间也可以预热该混合物。

在第三个步骤中，将模块1引入适合的模子7，该模子设计用于形成硅酮外壳。过电压保护器一般具有多个围绕圆柱形的芯的屏障。这些根据需求可以具有不同直径的屏障用于爬电距离的增大并且防止在端口之间形成贯通的水路。

模子7可以是简单的铝模。与现有技术相反，在本发明中不要求模子7允许高的锁模压力。本发明实现了轻质且低价的模子的使用，这特别在制造具有不同长度、直径和屏障形式的过电压保护器的过程中是有益的。

在接下来的一个步骤中，将模子7和其中包含的模块1放入真空腔9中。模子7在真空腔9中的一个通入口或多个通入口与用于液态硅酮的相应的输送管连接。

在另一个步骤中，使真空腔9以及容纳在其中的模子7抽真空。真空腔9的内部中的压力以及在模子7的内部中的压力优选为250mbar或更低，优选为10mbar或更低以及特别优选为5mbar或更低。

现实现了使硅酮流入模子7中。为此，在输入管中打开适宜的切断阀并且使硅酮从储备容器中借助泵而输入位于真空腔中的模子。

由于模子已经抽真空，因此在死角中不会形成必须通过高压才能挤出的气体夹杂或气泡。

在模子7填充之后，将模子连同其中包含的模块和形成外壳的液态的硅酮从真空腔中取出，为此使真空腔通入空气。将模子放入炉子中，并且在相应的温度下使液态的硅酮硫化大约20分钟。炉子的温度优选为130℃或更低，更优选80℃或更低，特别优选在70℃的范围内。

在时效硬化或交联之后打开模子，并且可以取出已制成的过电压保护器。以这种方式制成的硅酮壳体围绕模块1并且形成防止环境影响的保护。既不会在将硅酮引入模子中的过程中也不会在随后的交联过程中出现过强的力，该力使高的锁模力成为必要的。基本上，使液态的硅酮和模子在填充之前脱气或者抽真空，从而在硅酮中不存在会导致相应的压力升高的气体夹杂物和空气夹杂物。因为硅酮没有以高的压力填充到模子中，则在模子的接缝处不会形成“飞边(flash)”,即所谓的薄的“蹼膜”。这避免了在完成过电压保护器的制造之后再次去除“蹼膜”并也在制造过程中节省了相对高价格的材料。

图3再一次详细地示出了用于实施按照本发明的方法的设备。在该优选的实施方式中一方面为硅酮的混合装置17而另一方面为真空腔9使用了两个真空泵19和23。但是这也不是强制必须的，而且能够考虑将同一个真空泵用于两种目的。

真空腔9具有较大的能够关闭的门或闸门，通过门或闸门可以将模子7和其中包含的模块1引入该真空腔9中而且可以在模子7填充硅酮之后再次将其取出。在真空腔9本身中设置有用于液体的硅酮的输入管，该输入管能够与模子7连接，从而使液态的硅酮可以通过相应的通入口流到模子7中。所示出的用于硅酮的混合装置这样设计，即，在储备容器中在搅拌过程中可以使硅酮组分脱气。这样简化了剩余空气的除去。接下来混合已脱气的硅酮并随后泵入模子7中。这可以由此实现，即，在混合装置和模子之间设置一个专用的泵23。

本发明的一个优点在于，在具有过电压保护器的第一模子7由还未交联的硅酮围绕之后将其取出真空腔9，同样地将第二模子和其中包含的模块1引入该真空腔9中，从而可以通过多个模子平行地加工，这些模子既可以一起也可以依次地放入炉子21中。同样可能的是，将多个模子同时放入真空腔9中，随后依次地填充这些模子并且随后一起从真空腔中取出。

按照本发明可以使模子内压保持为较小。与现有技术中相比，模子7本身可以以更小且更轻的方式实施。

不再需要较大且较沉的锁模机。此外，模子7可以由铝以轻且本质上更小的方式并因此低成本地制造。

在同一个真空腔9中可以依次地或者同时地为不同的模子填充硅酮，由此可以制造不同的过电压保护器类型，其具有不同的直径、不同的长度或者不同的屏障形状。这样也可以实现达到客户的特殊意愿。

按照本发明的方法此外还实现了降低工具成本，以便于可以小批量经济地制造。

最后，硅酮壳体在真空腔9中的浇铸还有利的是，显著降低了在铸成的过电压保护器中的气泡的风险。该方法促使更少的废品，更少的修整以及促使更好的质量。