专利名称：用于提供过压保护的具有无焊触头的装置及相应制造方法
技术领域：
本发明涉及以下装置的通用技术领域，该装置用于保护电气设备和装置免受尤其是由于雷电引起的过压(尤其是浪涌)。
更具体地说，本发明涉及一种用于保护电气设备免受过压的装置，该装置包括至少一个保护构件，该保护构件具有至少一个第一电源端子和一个第二电源端子；至少一个第一连接盘和一个第二连接盘(pad)，所述连接盘设计成用于将所述装置电连接至所述电气设备；至少一个第一导电元件，该第一导电元件电连接至所述保护构件的所述第一端子；和一个第二导电元件，该第二导电元件电连接至所述第一连接盘，所述第一导电元件和第二导电元件彼此电连接；至少一个第三导电元件，该第三导电元件电连接至所述保护构件的所述第二端子；和第四导电元件，该第四导电元件电连接至所述第二连接盘，所述第三导电元件和所述第四导电元件彼此电连接。
本发明还涉及一种制造用于保护电气设备免受过压的装置的方法，该装置包括至少一个具有至少一个第一电源端子和一个第二电源端子的保护构件；至少一个第一连接盘和一个第二连接盘，所述连接盘设计成用于将所述装置电连接至所述电气设备；至少一个第一导电元件和第二导电元件，该第一导电元件电连接至所述保护构件的所述第一端子，该第二导电元件电连接至所述第一连接盘；至少一个第三导电元件和第四导电元件，该第三导电元件电连接至所述保护构件的所述第二端子，该第四导电元件电连接至所述第二连接盘。
背景技术：
公知用于保护电气或电子仪器免受例如由于雷电现象而引起的过压的装置。
这些保护装置通常包括一个或多个提供过压保护的构件，例如变阻器或火花隙，这些构件设有用于将保护装置电连接至待保护设备的电源端子。当这些保护构件遭受超过预定阈值的电压时，它们可使放电电流流到地，同时将该过压削弱到与和其连接的设备和装置的阻抗相匹配的值。这种构件和这种装置通常指“电涌放电器”或“避雷器”。
显然为了安全原因，尤其是为了限制触电或短路的危险，公知的是使保护装置设有绝缘盒，该绝缘盒能够使所述装置中的内部装置(例如，保护构件)与使用这些保护装置的环境在电气及机械上相分离。
通常，这些盒具有适合于在标准化配电盘中模块化使用的标准尺寸。
因此，为了能够将保护构件电连接至待保护的电气设备，必须在盒的内部和外部之间设置电连接接口。
公知的是可以通过使用连接盘来实现这种电连接接口，在该连接盘处能够与盒外的导电元件(例如电缆或电轨)形成电接头(junction)。具体地说，这种连接盘可容纳在盒中，可以通过形成在所述盒中的孔从所述盒的外部接近这些连接盘，所述连接盘包括机械夹紧系统，该机械夹紧系统通过例如螺纹连接而使用导电夹来牢固锁定电接头。
此外，还必须将保护构件电连接至盒内部的所述连接盘。这通常通过为保护装置提供连接元件从而在保护构件的电源端子与连接盘之间形成连接来实现。
通常，这些连接元件呈一组优选为金属的导电条带或板的形式。
公知的是可以利用各种组装方法来使用诸如内置接头的永久接头，从而将金属条带电连接至连接盘，或者在避雷器内使若干金属条带彼此连接。
显然，所述永久接头必须足够大并且其质量必须足够好，以抵抗在保护装置的正常操作期间放电电流流过保护构件的通过而产生的机械应力和热应力。
具体地说，公知的是可以采用诸如电铜焊或钎焊，尤其是点焊或感应焊接的热组装方法。
这些组装方法对于接头关于放电电流的机械强度和电阻来说确实提供了另人满意的结果，然而，它们具有不可忽略的缺点。
具体说来，焊接、钎焊和铜焊方法常常需要要求定期维护的复杂且昂贵的设备和工具，例如隧道炉和波动焊接机。
另外，这些方法中的某些方法的使用，例如用烙铁进行钎焊需要高度熟练的操作人员进行操作。在这种情况下，组装质量完全取决于操作人员的技巧，因此其再现性不确定。
最后，焊接、钎焊和铜焊操作常常需要使用诸如铅的污染物质，或者诸如还原助剂的刺激物质，并且这些物质对于环境和操作人员的健康具有潜在的危害，从而必须使用复杂和昂贵的保护系统来吸出和处理所述物质。
发明内容
因此，本发明的目的在于克服上述所列的不同缺点，并提出一种用于保护电气设备免受过压的新颖装置，该装置具有特别简单及可靠的设计。
本发明的另一目的在于提出一种用于提供过压保护的装置，该装置的制造特别廉价。
本发明的另一目的在于提出一种用于提供过压保护的装置，该装置在制造期间只产生少量污染。
本发明的另一目的在于提出一种用于制造提供过压保护的装置的新颖方法，该方法特别简单且廉价。
使用用于保护电气设备免受过压的装置来实现本发明的上述目的，该装置包括至少一个保护构件，该保护构件具有至少一个第一电源端子和一个第二电源端子；至少一个第一连接盘和一个第二连接盘，所述连接盘用于将所述装置电连接至所述电气设备；
至少一个第一导电元件，该第一导电元件电连接至所述保护构件的所述第一端子；和一个第二导电元件，该第二导电元件电连接至所述第一连接盘，所述第一导电元件和所述第二导电元件彼此电连接；至少一个第三导电元件，该第三导电元件电连接至所述保护构件的所述第二端子；和一个第四导电元件，该第四导电元件电连接至所述第二连接盘，所述第三导电元件和所述第四导电元件彼此电连接，其特征在于，所述装置包括第一安装部，该第一安装部限定第一间隙空间，该第一间隙空间的尺寸由至少部分地容纳所述第一导电元件和所述第二导电元件的结构而固定，所述第一间隙空间的大小使得所述第一导电元件和所述第二导电元件保持彼此接触以在它们之间形成电连接，并且该装置包括第二安装部，该第二安装部限定第二间隙空间，该第二间隙空间的尺寸由至少部分地容纳所述第三导电元件和所述第四导电元件的结构而固定，所述第二间隙空间的尺寸使得所述第三导电元件和所述第四导电元件保持彼此接触以在它们之间形成电连接。
本发明的所述目的还通过制造用于保护电气设备免受过压的装置的方法来实现，所述装置包括至少一个保护构件，该保护构件具有至少一个第一电源端子和一个第二电源端子；至少一个第一连接盘和一个第二连接盘，所述连接盘将所述装置电连接至所述电气设备；至少一个第一导电元件，该第一导电元件电连接至所述保护构件的所述第一端子；和一个第二导电元件，该第二导电元件电连接至所述第一连接盘；至少一个第三导电元件，该第三导电元件电连接至所述保护构件的所述第二端子；和一个第四导电元件，该第四导电元件电连接至所述第二连接盘，其特征在于，该方法包括步骤(a)，在该步骤中，将所述第一导电元件和所述第二导电元件至少部分地插入到第一间隙空间内，从而使所述第一导电元件和所述第二导电元件保持彼此接触以在它们之间形成电连接，所述第一间隙空间的尺寸由结构固定并由第一安装部限定；以及步骤(b)，在该步骤中，将所述第三导电元件和所述第四导电元件至少部分地插入到第二间隙空间内，从而使所述第三导电元件和所述第四导电元件保持彼此接触以在它们之间形成电连接，所述第二间隙空间的尺寸由结构固定并由第二安装部限定。
在参照所给出的附图阅读如下给出的描述之后本发明的其它具体特征和优点将变得更清楚，附图仅用于说明的目的并且决非限制性的，在附图中图1是根据本发明的保护装置的前视剖视图；图2是沿着图1中的装置的线M-M的顶部剖视图；图3示意性地表示简化的局部顶部剖视图，该剖视图表示通过将第一导电元件和第二导电元件插入到根据本发明的装置的第一安装部内来进行的组装。
具体实施例方式
根据本发明的用于保护电气设备免受过压的装置1被设计成用于并联连接到待保护的所述电气设备上。
表述“电气设备”是指具有电源并且可能遭受电压干扰，尤其是遭受由于雷电而引起的电压浪涌(瞬时过压)的任何类型的装置或网络。
因此，用于提供保护的装置1能够有利地用于形成避雷器。
有利的是，根据本发明的用于提供保护的装置1被设计成用于放置在待保护设备的相与地之间。在不脱离本发明的范围的情况下，除了将装置1并联连接在相与地之间外，还可以将装置1连接在中线与地之间、相与中线之间、甚或连接在两相之间，以提供差动保护。
根据本发明的用于提供保护的装置1包括至少一个保护构件2，该保护构件2将被电连接至所述电气设备，从而保护该电气设备免受过压，尤其是浪涌。具体地说，所述保护构件2由变阻器或火花隙形成均可。在余下的描述中，假设每个用于过压保护的构件2都由变阻器形成，并且应理解的是，仅是作为优选示例来提及变阻器的使用，而且决非形成对本发明的限制。
为了使保护构件2能够电连接至待保护的设备，该保护构件2具有至少第一电源端子3和第二电源端子4。优选的是，变阻器2呈在形状上大致扁平的正交平行六面体的形状，并且可通过在所述正交平行六面体的表面上伸出的金属板来形成第一电源端子和第二电源端子。
用于提供保护的装置1还包括第一连接盘5和第二连接盘6，所述连接盘被设计成用于将所述装置电连接至所述电气设备。当然可以在不脱离本发明的范围的情况下改变所述盘的组成部分的几何形状、尺寸和数量。
优选的是，用于提供保护的装置1包括盒7，保护构件2安装在该盒7内。所述盒7优选由绝缘材料形成，所述绝缘材料被设置成使所述装置的一些诸如保护构件2的构成元件与使用所述装置1的环境在电气及机械上相分离。以下将保护装置的这样在盒7内被保护的构件称为“内部部件”。
这样，具体来说，所述盒7能够方便装置1的操纵和使用，同时限制短路或与这些操作相关的触电的危险。
具体地说，盒7可以由大致沿着所述盒7的矢形面彼此接触地组装的第一中空侧板7A和第二侧板7B形成。在余下的描述中，假设第一侧板7A用作变阻器2和连接盘5、6的支撑件，但这并不是对本发明的限制。
因此，根据本发明，所述连接盘5、6有利地形成内部部件与待保护的电气设备之间的电连接接口，换言之，形成了在盒7的内部与外部之间建立电连接的部件。
优选的是，所述盘完全容纳在所述盒7内，并且可例如包括被布置成面向在所述盒7中切割出的孔的螺扣接杆(screw jaw)，从而能够插入并随之通过夹紧来支撑剥离的缆线或先前夹紧在凸耳中的缆线的元件。显然，在不脱离本发明的范围的情况下，所述连接盘的某些部分可以伸出盒7的外部，从而例如形成插脚。
根据本发明的装置1还包括至少一个第一导电元件10，该第一导电元件10电连接至保护构件2的第一端子3；以及一个第二导电元件11，该第二导电元件11电连接至第一连接盘5。所述第一和第二导电元件10、11彼此电连接，从而将保护构件2的第一端子3电连接至第一连接盘5。
此外，根据本发明的用于提供保护的装置1还包括至少一个第三导电元件12，该第三导电元件12电连接至保护构件2的第二端子4；以及一个第四导电元件13，该第四导电元件13电连接至第二连接盘6。为了将所述第二端子4电连接至所述连接盘6，所述第三和第四导电元件12、13彼此电连接。
根据本发明的一个重要特征，用于提供保护的装置1包括第一安装部14，该第一安装部14限定第一间隙空间14′，该第一间隙空间14′的尺寸由至少部分地容纳第一导电元件10和第二导电元件11的结构固定，所述第一间隙空间14′的尺寸使得所述第一和第二导电元件保持彼此接触，以在它们之间形成电连接。
根据本发明的另一重要特征，所述装置1包括第二安装部15，该第二安装部15限定第二间隙空间15′，该第二间隙空间15′的尺寸由至少部分地容纳第三导电元件12和第四导电元件13的结构固定，所述第二间隙空间的尺寸使得所述第三和第四导电元件保持彼此接触，以在它们之间形成电连接。
在下文中，可应用于第一导电元件10、第二导电元件11、第一安装部14和第一间隙空间14′以及这些实体的任意组合的几何形状、物理及功能考虑可分别应用于第三导电元件12、第四导电元件13、第二安装部15和第二间隙空间15′以及这些实体的相应组合。
“安装部”是指具有呈“间隙空间”形式的壳体的元件或元件组，该间隙空间能够分别至少部分地容纳第一和第二导电元件，或第三和第四导电元件，从而为这些导电元件提供机械支撑功能并在它们之间形成电接头。优选的是，所述安装部能够组装所述导电元件，从而使得这些导电元件相对于彼此基本不可移动地保持彼此接触。
具体地说，在装置1钳制过压时，所述安装部会在能够抵抗流经保护构件2的放电电流的热效应及机械效应的所述导电元件与导电元件10、11、12、13之间形成电连接。具体地说，所述安装部为此优选通过与盒7的内置连接而固定。
根据一个变型实施例，所述第一和/或第二安装部可包括一个或几个尤其与盒7不同的机械衬里(lining)部件，例如夹子、厚度垫片或分离楔子。
然而，根据一个优选变型例，第一安装部14和/或第二安装部15由与盒7相同的材料(以单件形式)制成，甚至更优选的是，由与第一侧板7A相同的材料制成。
更确切地说，所述第一和第二安装部14、15可由从侧板7A的底部7′A突出的凸起构成，所述凸起包括一裂口或槽，所述裂口或槽优选大致在垂直于侧板的所述底部的平面内延伸，从而形成相应的间隙空间14′、15′。
表述“尺寸由结构固定”是指间隙空间14′、15′的尺寸是限定的，并由安装部14′、15′的固定几何形状确定，尤其在安装导电元件之前就固定。因此，为了限定其间隙空间的界限，每个安装部都优选包括单个部件或相对于彼此刚性固定的多个部件。
根据本发明，仅安装部的尺寸，更具体地说，与待电连接的导电元件的尺寸和几何形状相比，与安装部相关的间隙空间的尺寸确保在所述导电元件之间形成电连接。
因此，在特别优选的实施例中，优选通过使第一导电元件10和第二导电元件11在间隙空间14′内重叠来使所述第一导电元件和所述第二导电元件接触而简单地在第一安装部处形成所述第一导电元件与第二导电元件之间的接头，而例如无需使用任何螺纹连接、铆接、敲弯、铜焊或钎焊方法。
具体地说，就这样获得了第一导电元件10和第二导电元件11之间的电连接和/或机械连接，以及第三导电元件12和第四导电元件13之间的电连接和/或机械连接，而无需铜焊或钎焊。
在一个特别优选的实施例中，不需要任何辅助夹紧或加强装置来确保这样形成的电连接和/或机械连接的良好电阻。
根据第一实施例，可以将第一导电元件10和第二导电元件11压入配合(force fitted)到第一安装部14中。
表述“压入配合”是指将导电元件放置在其相应的安装部中的操作，更具体地说是放置在相应的间隙空间内的操作需要施加相当大的机械力，所述力使安装部和/或导电元件变形，从而使得所述导电元件一旦被安装在安装部中的功能位置，就使所述导电元件通过尤其会产生夹紧压力的残余弹性应力而保持彼此接触。
“功能位置”是指在导电元件被容纳并电连接在其相应的安装部中并能够实现其在连接盘与电源端子之间的导电功能时所述导电元件在保护装置1内所占据的位置。
因此，根据该第一实施例，与第一导电元件10和第二导电元件11处于静止(at rest)的尺寸相比，间隙空间14′处于静止的尺寸使得在所述导电元件10、11与限定间隙空间14′的安装部14之间具有机械干涉。该干涉，即该“负间隙”导致紧装配，所述导电元件10、11在手动施加在所述安装部与所述导电元件之间的相反变形应力的作用下而被驱动到第一安装部14中并保持在适当位置。
换言之，由于将两个导电元件10、11插入到安装部14中而形成夹紧压力，从而导电元件处于静止的总尺寸明显超过处于静止的可用的间隙空间14′，换言之，其超过了处于静止的安装部的容纳能力。
表述“处于静止”是指导电元件10、11在被插入到第一安装部14中从而占据其在保护装置1内的功能位置之前所述导电元件以及第一安装部的状态。换言之，所述“处于静止”状态对应于所述安装部和所述导电元件未受到任何变形或应力的状态。
可以相似并独立地将第三导电元件和第四导电元件压入配合到第二安装部15中。
根据第二实施例，第一导电元件10和第二导电元件11大致以零应力装配到第一安装部14中。
换言之，在该第二实施例中，与第一和第二导电元件10、11处于静止的尺寸相比，间隙空间14′处于静止的尺寸使得在所述导电元件10、11与限定所述间隙空间14′的安装部14之间具有实际上为零的间隙。
相似的是，可以调整第三导电元件和第四导电元件来以大致为零的应力将它们装配到第二安装部15中。
值得注意的是，通过在第一和第二导电元件以及第三和第四导电元件的相应安装部内简单并精确地引导所述第一和第二引导元件以及第三和第四引导元件来限制所述导电元件之间的相对间隙(无需夹紧)，可在所述第一与第二导电元件之间、以及第三与第四导电元件之间保持另人满意的电接触。“另人满意的电接触”具体指电阻足够低从而不会显著干扰装置1的正常操作的电连接。
当电流经过保护构件2，并随后经过导电元件10、11、12、13及其相应的连接时，所述导电元件和具有为非零(即使其较低)的固有电阻的所述连接由于焦耳效应而能够增加温度。
然而，在保护装置1的正常操作并且没有任何过压现象期间，流过保护装置2以及随后流过导电元件10、11、12、13的电流的强度可忽略或者甚至实际上为零。另外，例如由于与雷电现象有关的过压引起的放电电流具有较高的强度，但是持续时间却非常短。在这两种情况下，如果由于焦耳效应而消散的能量能够在不对装置1产生任何危害的情况下疏散，则可容许电连接具有一些电阻。
因此，装置1内没有持久高强度电流使得关于连接所允许的电阻值范围具有一些容差。因而，可通过使导电元件接触而简单地形成电连接，而无需努力通过施加被设计成用于使其界面处的电阻最小的夹紧力来使它们更紧密地接触。
明显的是，在不脱离本发明范围的情况下，可以形成结合上述两个实施例的装置1，例如，可以通过将第一和第二导电元件10、11压入配合到第一安装部14中，并且以实际为零的应力在第二安装部15中调整第三和第四导电元件12、13来形成所述装置1，反之亦然。
还值得注意的是，在被初始施加应力的一个安装部和/或两个安装部由于蠕变(creeping)而逐渐松弛的情况下，可随着装置1的老化而自然地从第一变型例变化到第二变型例。换言之，较紧的安装部会随着时间而变成较松的安装部，该安装部的变形，更具体地说，所述间隙空间的扩大伴随着夹紧压力的减小，显著地但可接受地减小该夹紧压力。
根据一个优选变型实施例，待连接至这些安装部的导电元件在它们安装在所述装置内之前是彼此分离且独立的。
例如，如果将彼此连接的导电元件具有配对形状，则也可以在应力下将这些导电元件插入之前通过松配合将这些元件彼此连接在一起。
根据一个变型实施例，可以通过组合彼此独立或彼此机械地固定或铰接的多个部件来形成一个或多个导电元件10、11、12、13。作为说明且非限制性的示例，在不脱离本发明范围的情况下，第一安装部14可保持一组件，该组件包括形成第一导电元件10的部件和形成第二导电元件11的两个部件，第二导电元件的两个部件中的例如一个部件用作插入垫片。
然而，每个所述导电元件在其相应的安装部中都优选呈单个部件的形式。
根据图3中所示的一个优选变型实施例，第一安装部14包括彼此大致平行延伸并限定第一间隙空间14′的两个壁14A、14B，于是所述第一间隙空间14′处于静止的尺寸在第一和第二导电元件插入之前等于分开所述壁14A、14B的距离d1。
相似的是，第二安装部15可包括彼此大致平行延伸并限定第二间隙空间15′的两个壁15A、15B，于是所述第二二间隙空间15′处于静止的尺寸在第三和第四导电元件插入之前等于分开所述壁15A、15B的距离d2(未示出)。
更优选的是，所述壁14A、14B和15A和15B从盒的侧板7A的底部7′A突出并大致沿着垂直于所述底部7′A的平面延伸。
此外，根据一个优选变型实施例，第一导电元件10和第二导电元件11分别由优选为金属的第一导电条带16和第二导电条带17形成，所述条带处于静止的厚度分别等于e1和e2，如图3所示。
相似的是，根据一个优选变型实施例，第三导电元件12和第四导电元件13由第三导电条带18和第四导电条带19形成，所述条带处于静止的厚度分别表示为e3和e4(未示出)。
特别有利的是，如果所述导电条带不需要具有特定的弹性特性，则所述导电条带可以由近似纯铜制成，特别是由铜含量大于或等于99％的合金制成，而无需更昂贵的例如Cu-Be的合金。
例如，在图1所示的变型实施例中，第一导电元件10和第一电源端子3之间的电连接及机械连接优选通过热敏感装置来形成，该热敏感装置能够在变阻器2过热时释放导电元件10的一部分，从而第一导电元件10的该部分能够大致平行于变阻器2的其中一个主延伸表面运动(优选转动)以使所述变阻器与电气设备隔离。优选的是，该热断开装置使用第一导电条带16制成，其中该第一导电条带16的固有弹性会使其以类似于弹簧弯曲的形式作用，所述第一条带16在第一导电元件10电连接至第一电源端子3时被施加预应力。然而，在该具体实施例中，其它导电条带17、18和19不需要任何特定弹性，而第二、第三和第四导电条带可由含有大于99％的铜的相对廉价的合金制成。
当然，本发明并不限于所述导电条带的具体几何形状。具体地说，在不脱离本发明范围的情况下，它们可例如是波纹或弯曲截面的、膨胀、挡板、凹口或突出元件。
然而，在一个优选变型实施例中，将使用这样的导电条带，其中被设计成用于结合在安装部中的部分大致呈平面并具有均匀厚度。
根据图1至图3所示的一个优选变型实施例，第一间隙空间将由第一和第二导电元件重叠在其中的阶梯槽形成。优选使用大致比第一安装部14刚硬的第一导电条带16和第二导电条带17，从而所述导电条带16、17的插入使得所述第一安装部14由于楔形效应而变形，更确切地说是使该安装部的壁14A、14B产生分离或压缩，换言之，使第一间隙空间14′在应力下增加。如图3所示，这优选通过将所述第一间隙空间14′处于静止的尺寸d1选择成显著小于第一和第二导电条带处于静止的厚度的和e1+e2而实现。
相似的是，优选将第二间隙空间15′处于静止的尺寸的d2选择成显著小于第三和第四导电条带处于静止的厚度的和e3+e4。
根据未示出的一个变型实施例，第一和/或第二安装部可包括具有大致U形截面的夹子，其中夹子的臂能够通过在分别插入第一和第二导电元件10、11或第三和第四导电元件12、13的期间的弹性变形而运动分开。
根据未示出的另一个变型实施例，第一安装部14可以由直接形成在第一导电元件10中或第二导电元件11中的壳体形成，从而尤其可以在应力下将所述导电元件10、11中的一个直接插入到另一个中。具体而言，可实现这样的第二导电条带17，即，该第二导电条带17具有一部分U形截面，第一导电条带16的一端可以在该U形截面的臂之间滑动，或者该第二导电条带17可具有筒形形状，从而夹紧大致同心的导电元件。
相似的是，第二安装部15可以由与第三导电元件12或第四导电元件13相同的材料(以单件形式)制成。
在图1和图2所示的变型实施例中，有利的是，第一导电元件10和第二导电元件11的组件、以及第三导电元件12与第四导电元件13的组件可以是可逆的，具体是因为所述导电元件的结构使得这些元件能够抽出和分离至其相应的安装部的外部。
然而，根据未示出的一个变型实施例，优选的是，可为安装部和/或导电元件设置非返回装置来防止导电元件在已经被插入在它们相应的安装部中之后抽出和分离。具体地说，可以通过例如冲压而在导电元件中形成螺柱或凹陷，所述螺柱或凹陷然后与为此布置在安装部中，具体布置在限定空气间隙的壁处的凹口或凸起配合。
最后，在不脱离本发明范围的情况下，安装部本身均可电绝缘或导电。
现在将描述根据本发明的用于提供保护的装置1的优选变型实施例的制造方法。
所述制造方法适用于为电气设备提供过压保护的装置1，该装置1包括至少一个保护构件2，该保护构件2具有至少一个第一和一个第二电源端子3、4；至少一个第一和一个第二连接盘5、6，该第一和第二连接盘用于将装置1电连接至电气设备；至少一个电连接至保护构件的第一端子3的第一导电元件10和电连接至第一连接盘5的第二导电元件11；至少一个电连接至保护构件的第二端子4的第三导电元件12和电连接至第二连接盘6的第四导电元件13。
用于制造根据本发明的保护装置的方法包括步骤(a)，在该步骤中，将第一导电元件10和第二导电元件11至少部分地插入到第一间隙空间14′中，从而使所述第一和第二导电元件10、11保持彼此接触以在它们之间形成电连接，该第一间隙空间14′的尺寸由结构固定并由第一安装部14限定。
更具体地说，使用大致平面的导电条带，根据这些导电条带的主延伸平面将它们彼此相邻地放置在其相应的安装部中，以获得延伸且稳定的规则连接。
如图3所示，可以将第一导电条带16和第二导电条带17的边缘先后或同时插入到限定第一间隙空间14′的壁14A、14B之间。
为了使条带16、17穿入壁14A、14B之间，向条带16、17施加穿入力F，该穿入力F用于使条带16、17具体沿着朝向图3中的底部7′A的方向穿入安装部14。
优选的是，步骤(a)包括子步骤(a1)，在该子步骤中，将第一导电元件10和第二导电元件11压入配合到第一安装部14中。这会导致紧装配。
为了实现这一点，将第一和第二导电条带选择成其总厚度e1+e2显著大于处于静止的壁14A、14B之间的间隔(即，第一间隙空间14′处于静止的尺寸)。
在导电条带比安装部14刚硬的优选情况下，将这些条带插入壁14A、14B之间会产生楔形效应，该楔形效趋于使所述壁14A、14B彼此分开，换言之，使第一间隙空间14′的尺寸增加以使其与第一和第二导电条带的组合厚度e1+e2大致相应。换言之，如图2所示，在将第一和第二条带插入到第一安装部14后所分别考虑的第一和第二导电条带的厚度e1′和e2′大致对应于所述条带处于静止的厚度e1和e2。
根据本发明，第一间隙空间14′与其保持的导电元件的尺寸适应使第一安装部14发生变形，该变形产生抵抗该变形的弹性应力并使壁14A、14B朝向彼此，并因而将导电条带16、17压缩为彼此接触。
因此，子步骤(a1)优选包括阶段(a1′)，在该阶段中，第一安装部14弹性变形以增大所述第一间隙空间14′的尺寸。
根据一个变型实施例，可以在插入导电元件10、11之前例如使用单独的楔子使第一安装部14变形，然后在释放壁14A、14B之前自由地将所述导电元件插入所述壁之间，从而该壁能够例如通过移除所述楔子而恢复弹性并压缩所述导电元件。
另外，根据一个变型实施例，子步骤(a1)可包括阶段(a1″)，在该阶段中，在将所述导电元件10、11插入到第一安装部14期间第一和/或第二导电元件弹性变形。
显然，在不脱离本发明范围的情况下，阶段(a1′)和(a1″)可彼此同时或单独发生。
另外，根据本发明的一个重要特征，制造装置1的方法包括步骤(b)，在该步骤中，将第三导电元件12和第四导电元件13至少部分地插入到第二间隙空间15′中，从而使所述第三和第四导电元件12、13保持彼此接触以在它们之间形成电连接，所述第二间隙空间15′的尺寸由结构固定并由第二安装部15限定。
与上述方式相同，步骤(b)可包括子步骤(b1)，在该子步骤中，将第三导电元件12和第四导电元件13压入配合到第二安装部15中。
相似的是，子步骤(b1)可包括阶段(b1′)，在该阶段中，使第二安装部15弹性变形，从而增大第二间隙空间15′的尺寸。
具体地说，如图2所示，可以将第三和第四导电条带18、19选择成显著硬于第二安装部15，从而使其在插入后的相应厚度e3′和e4′大致等于其处于静止的相应厚度e3和e4。
相似的是，子步骤(b1)可包括阶段(b1″)，在该阶段中，在将所述导电元件12、13插入第二安装部15期间使第三和/或第四导电元件弹性变形。
值得注意的是，关于将第一和第二导电元件插入到第一安装部14的方法以及所述插入的作用的考虑同样可适用于将第三和第四导电元件插入第二安装部15。
优选的是，所述制造方法还包括步骤(c)，在该步骤中，所述盒7被设计成用于保持保护构件2，从而第一安装部14和/或第二安装部15由与所述盒7相同的材料(以单件形式)制成。
更具体地说，所述盒优选由诸如聚酰胺或聚碳酸酯的热塑性塑料制成，更优选由含有20％玻璃纤维的聚碳酸酯制成。
更优选的是，步骤(c)应包括模制第一侧板7A的子步骤(c1)。特别有利的是，第一侧板7A应具有大致平面的底部7′A，保护构件2可以添加并固定在该底部7′A上，从而所述保护构件的其中一个主平面平行于所述底部7′A延伸。优选的是，第一侧板7A还应包括形成第一和第二安装部14、15的壳体，所述壳体由用与底部7′A相同的材料制成的壁限定，并大致沿着垂直于所述底部7′A的平面延伸(除了起模斜度)。
有利的是，特别是这种结构通过将导电元件沿着垂直于底部7′A的方向放置而便于将导电元件装配到它们相应的安装部中，所述方向与用来将保护构件2放置在侧板7A中的方向大致相同。
如果必要，也可以在步骤(c1)之后的步骤(d)中通过机械加工磨削安装部14、15的壳体，以确保与导电条带进行紧配合。
在上述中，用于鉴别关于本发明的制造方法中的某些特定步骤的符号约定绝不是预先判定所述步骤的执行顺序或持续时间。例如，步骤(a)和步骤(b)可同时进行或者可无差别地先后进行。相似的是，步骤(c)将优选在所述步骤(a)和(b)之前进行。
另外，特别值得注意的是，不必为了使接头在根据本发明的装置1内的导电元件之间形成良好的接触而设置诸如铆钉或钎焊点的加强元件。有利的是，通过使第一间隙空间14′处于静止的尺寸d1和导电条带16、17处于静止的厚度e1和e2的标称值和相应的公差固定，优选作为安装部和导电元件的几何形状和构成材料的弹性的函数来确定夹紧力的值。
第一测试活动已经表明关于本发明装置的另人满意的性能，在该装置中，导电元件被压入配合到其相应的安装部中，该装置用作在典型使用条件下的避雷器，具体用于例如高达70kA 8/20的额定值下的避雷器。
因此，有利的是，根据本发明的装置在导电元件之间具有特别简单装配的连接，同时形成可靠且功能性的电接头和机械连接。
有利的是，减少为了在保护构件与待保护设备之间形成电连接而必需的部件的数量能够具体地通过限制对原材料和制造及组装操作的需要而减少所述装置的成本价格。
另外，构成盒7中的装置1的不同元件的特定结构非常便于其组装，因为不需要任何复杂工具和操作人员的任何特殊技能。
另外，在进行组装步骤以在导电元件之间形成电接头期间未使用任何污染物质。
最后，使保护构件2、连接盘5、6和导电元件10、11、12、13朝向彼此运动以及在组装期间使它们定位的简单性使得可相对简单地使制造方法自动化。
因此，根据本发明的装置能够有利地将最佳制造成本与高性能和良好的可靠性相结合。
权利要求
1.用于为电气设备提供过压保护的装置(1)，该装置(1)包括至少一个保护构件(2)，该保护构件(2)具有至少一个第一和一个第二电源端子(3，4)；至少一个第一和一个第二连接盘(5，6)，该连接盘(5，6)被设计成用于将所述装置(1)电连接至所述电气设备；至少一个第一导电元件(10)，该第一导电元件(10)电连接至所述保护构件的所述第一端子(3)；和一个第二导电元件(11)，该第二导电元件(11)电连接至所述第一连接盘(5)，所述第一和第二导电元件(10，11)彼此电连接；至少一个第三导电元件(12)，该第三导电元件(12)电连接至所述保护构件的所述第二端子(4)；和第四导电元件(13)，该第四导电元件(13)电连接至所述第二连接盘(6)，所述第三和第四导电元件(12，13)彼此电连接，所述装置的特征在于，该装置包括限定第一间隙空间(14′)的第一安装部(14)，该第一间隙空间(14′)的尺寸由至少部分地容纳所述第一导电元件(10)和所述第二导电元件(11)的结构固定，所述第一间隙空间(14′)的大小使得所述第一和第二导电元件保持彼此接触，以在它们之间形成电连接，并且其中所述装置包括限定第二间隙空间(15′)的第二安装部(15)，该第二间隙空间(15′)的尺寸由至少部分地容纳所述第三导电元件(12)和所述第四导电元件(13)的结构固定，所述第二间隙空间的尺寸使得所述第三和第四导电元件保持彼此接触以在它们之间形成电连接。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一导电元件(10)和所述第二导电元件(11)被压入装配到所述第一安装部(14)中，并且/或者其中所述第三导电元件和所述第四导电元件被压入配合到所述第二安装部(15)中。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一导电元件(10)和所述第二导电元件(11)被以实际为零的应力在所述第一安装部(14)中调整，并且/或者其中所述第三导电元件和所述第四导电元件被以实际为零的应力在所述第二安装部(15)中调整。
4.如上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，该装置包括盒(7)，所述保护构件(2)安装在该盒(7)内，并且其中所述第一安装部(4)和/或所述第二安装部(15)由与所述盒相同的材料制成。
5.如上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述保护构件(2)由变阻器形成。
6.如上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述第一安装部(14)包括彼此大致平行延伸并限定所述第一间隙空间(14′)的两个壁(14A，14B)，于是所述第一间隙空间(14′)处于静止的尺寸等于分开所述壁(14A、14B)的距离d1。
7.如上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述第一和/或第二安装部(14，15)包括具有大致U形截面的夹子。
8.如上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述第一和第二导电元件(10，11)分别由第一和第二导电条带(16，17)形成，所述条带处于静止的厚度分别以e1和e2表示。
9.如权利要求6和8所述的装置，其特征在于，所述第一间隙空间(14′)处于静止的尺寸d1显著小于所述第一和第二导电条带(16，17)处于静止的厚度的和e1+e2。
10.如上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，在无需铜焊或钎焊的情况下获得所述第一导电元件(10)与所述第二导电元件(11)之间的电连接。
11.用于制造为电气设备提供过压保护的装置的方法，该装置包括至少一个保护构件(2)，该保护构件(2)具有至少一个第一和一个第二电源端子(3，4)；至少一个第一和一个第二连接盘(5，6)，该连接盘(5，6)用于将所述装置(1)电连接至所述电气设备；至少一个第一导电元件(10)，该第一导电元件(10)电连接至所述保护构件的所述第一端子(3)；和第二导电元件(11)，该第二导电元件(11)电连接至所述第一连接盘(5)；至少一个第三导电元件(12)，该第三导电元件(12)电连接至所述保护构件的所述第二端子(4)；和第四导电元件(13)，该第四导电元件(13)电连接至所述第二连接盘(6)，该方法的特征在于，该方法包括步骤(a)，在该步骤中，将所述第一导电元件(10)和所述第二导电元件(11)至少部分地插入到第一间隙空间(14′)中，从而使所述第一和第二导电元件(10，11)保持彼此接触以在它们之间形成电连接，所述第一间隙空间(14′)的尺寸由结构固定并由第一安装部(14)限定，并且该方法包括步骤(b)，在该步骤中，将所述第三导电元件(12)和所述第四导电元件(13)至少部分地插入到第二间隙空间(15′)中，从而使所述第三和所述第四导电元件(12，13)保持彼此接触以在它们之间形成电连接，所述第二间隙空间(15′)的尺寸由结构固定并由第二安装部(15)限定。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，步骤(a)包括子步骤(a1)，在该子步骤中，将所述第一和/或所述第二导电元件(10，11)压入装配在所述第二安装部(14)中。
13.如权利要求12所述的制造方法，其特征在于，所述子步骤(a1)包括阶段(a1′)，在该阶段中，使所述第一安装部(14)弹性变形从而增大所述第一间隙空间(14′)的尺寸。
14.如权利要求13所述的制造方法，其特征在于，所述子步骤(a1)包括阶段(a1″)，在该阶段中，在将所述第一和/或第二导电元件插入到所述第一安装部(14)中的期间所述导电元件(10，11)弹性变形。
15.如权利要求11至14中任一项所述的制造方法，其特征在于，该方法包括步骤(c)，在该步骤中，将设计成用于保持所述保护构件(2)的盒(7)制成为这样，即所述第一安装部(14)和/或所述第二安装部(15)由与所述盒相同的材料制成。
全文摘要
本发明提供了一种用于提供过压保护的具有无焊触头的装置及相应制造方法，该用于保护电气设备免受过压的装置包括至少一个保护构件(2)，所述装置包括限定第一间隙空间(14′)的第一安装部(14)，该第一间隙空间(14′)尺寸由至少部分地容纳第一导电元件(10)和第二导电元件(11)从而在它们之间形成电连接的结构所固定，所述装置还包括限定第二间隙空间(15′)的第二安装部(15)，该第二间隙空间(15′)的尺寸由至少部分地容纳第三导电元件(12)和第四导电元件(13)从而在它们之间形成电连接的结构所固定。
文档编号H01T4/00GK101038805SQ20071008585
公开日2007年9月19日 申请日期2007年2月25日 优先权日2006年2月24日
发明者阿兰·勒内·罗伯特·拉诺克斯, 埃尔韦·林德伯格, 奥利维尔·路易斯·安德烈·科斯切夫斯基 申请人:Abb法国公司