温度保护电路的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种温度保护电路，具有用于受保护设备的两个电连接端子，具有温控开关，所述温控开关包括温控的接通机构、两个与所述电连接端子连接的固定触头以及设置在接通机构上且由接通机构移动的、具有两个相互电连接的对接触头的电流传输节段，对接触头根据温度与两个固定触头贴靠且与两个固定触头相互电连接，其中，所述温度保护电路包括用于交流电压的可控的半导体整流阀，所述半导体整流阀具有两个电流端子和控制输入端，其中，两个电流端子中的每一个都与所述电连接端子中的一个连接且控制输入端至少在温控开关闭合时通过接通机构与电流传输节段上的对接触头电连接。
【专利说明】温度保护电路
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种温度保护电路，具有两个用于受保护设备的电连接端子，具有温控开关，该温控开关包括温控的接通机构、两个与连接端子连接的固定触头以及设置在接通机构上且由接通机构移动的、具有两个相互电连接的对接触头的电流传输节段，对接触头根据温度与两个固定触头贴靠且与两个固定触头相互导电连接。
【背景技术】
[0002]可应用在温度保护电路中的温控开关在DE2644411C2中公开。
[0003]该公知的开关具有壳体，壳体具有杯状的下部件，温控的接通机构被置入该下部件中。该下部件被上部件封闭，该上部件通过该下部件的升起的边缘保持在该下部件上。该下部件可以由金属或绝缘材料制成，而该上部件由绝缘材料制造。
[0004]在该上部件中具有两个接触铆钉，其内头部被用作针对接通机构的固定触头。铆钉柄部穿过穿通孔向外突入该上部件且在那里过渡到外头部，外头部被用作该公知的开关的外端子。在该外头部上可以直接焊接连接线，其中，还公开了在外头部上保持接触角件，在该接触角件上焊接或压接连接线。
[0005]接通机构支承以触桥形式的电流传输节段，在触桥的顶面上存在两个通过触桥相互电连接的对接触头，其分别根据温度与两个固定触头贴靠且与这两个固定触头相互电连接。
[0006]温控的接通机构具有双金属翻转片以及弹簧翻转片，其在中心由承载触桥的栓钉穿过。弹簧翻转片在圆周上固定在壳体中，而双金属翻转片根据温度的不同支撑在下部件的肩部上或弹簧翻转片的边缘上且此外还实现了触桥在两个固定触头上的贴靠或者实现了触桥从固定触头上抬开，从而中断外端子之间的电连接。
[0007]这种温控开关以公知的方式被应用于防止电动设备过热。为此，开关与待保护的电动设备及其供给交流电压串联且机械地如下设置在电动设备上，即其与电动设备处于热连接中。
[0008]在双金属翻转片的响应温度以下，触桥贴靠在两个固定触头上，从而使得电路闭合且待保护的电动设备工作电流流过开关。如果温度提高到超过允许值，则双金属翻转片将触桥克服弹簧翻转片的调节力从固定触头上抬起，由此断开开关且中断待保护的电动设备的供电。
[0009]现在断电的电动设备可以再度冷却。这里，与电动设备热耦接的开关也同时冷却，其随即自动再次闭合。
[0010]通过对触桥进行尺寸设计，公知的开关能够相比于其它温控开关(在这种温控开关中，待保护的电动设备的工作电流直接通过双金属翻转片或与其对应的弹簧翻转片流动)引导高出很多的工作电流，从而使其能够被用于保护具有较高的功率消耗的较大的电动设备。
[0011]如上所述，公知的开关在由其保护的电动设备冷却之后自动再次接通。此类开关表现在保护比如头发吹干机时是有意义的，而在待保护的电动设备在断开之后不允许再次自动接通以避免损坏时是不理想的。这比如适用于被用作驱动机组的电机。
[0012]因此，DE19827113C2建议，设置一种所谓的自保持电阻，其与外端子电并联。自保持电阻在开关断开时与待保护的电动设备串联，现在，由于自保持电阻的电阻值，穿过电动设备仅流过无害的剩余电流。但该剩余电流已经足以加热自保持电阻，使其散热，该热量将双金属翻转片保持在其开关温度以上。
[0013]DE19827113C2公开的开关还可以被实施为具有电流控制的开关功能，为此设置热电阻，其持久地与外端子串联。待保护的电动设备的工作电流由此持续流过该热电阻，该热电阻可以如下设计，即其在超过一定的工作电流强度时负责将双金属翻转片加热到高于其响应温度的温度以上，从而使得开关在工作电流提高时在待保护的电动设备不允许地被加热之前已经断开。
[0014]此类开关在日常使用中已经得到证明。其特别是被用于具有较高功率的电动设备的保护上，因为其能够通过触桥引导高电流。当此类开关不在供给交流电压的过零点中断开时，在将触桥从固定触头抬起时形成固定触头与对接触头之间的电弧且通过该开关的电压降下降到电弧的点火电压。在该水平上，电压降保持不变，直到施加的供给交流电压的极性变换，即其到达其下一个过零点。随后，电弧被熄灭且开关可靠地断开。
[0015]在这种具有较高开断容量的公知的开关的通常的应用情况下，必须中断电流强度较高的工作电流，这导致形成较强的电弧，其又导致了触点烧损且由此长时间地导致了改变接通表面的几何尺寸以及还导致了切换表现的恶化。
[0016]在开关内部失控地跳转时，电弧可能甚至会引起双金属翻转片上的受损。此外，电弧还可能导致固定触头和对接触头上的接通表面粘连在一起且触桥不会或不再足够快地从固定触头松开。
[0017]这个问题甚至会随着接通循环的数量的升高而变得严重，从而使得公知的开关的切换表现随时间恶化。因此，公知的开关的使用寿命、即可靠的接通循环的数量被限制，其中，使用寿命还取决于开断容量、即接通的电流的电流强度。
[0018] 申请人:的前述开关比如在交流电压为250伏特时通常具有工作电流为10安培时的10000个接通循环的使用寿命以及工作电流为25安培时的2000个接通循环。
[0019]因此，存在对具有较高的开断容量和使用寿命的温控开关的需求。
[0020]公知的是，电弧的形成虽然不能避免，但可以通过相应地设计接通表面减小且延迟由其造成的损害。为此，必须采用针对触头的特别的几何尺寸和材料，这使得公知的开关的设计是耗费且昂贵的。
[0021]为了保护双金属翻转片不会受到弹起的电弧的损害，还将公知的开关的构造如下设计，即使得双金属翻转片通过弹簧翻转片和触桥屏蔽断开开关时产生的电弧。
[0022]尽管这种保护措施总体上已经被证明，但其不会完全防止随电弧的形成而产生的损害，这将公知的开关的使用寿命和开断容量限制到上述(特别是针对 申请人:的开关的)常见的值上。
[0023]此外，不利的是，所描述的措施是耗费且价格昂贵的。
[0024]结合继电器和接触器公知的是，电弧能够被电磁场所影响且通过电容或电感的构件在电路中被熄灭。此外公知的还有，在接触器中通过所谓的永磁的送风导致所产生的电弧被快速熄灭。
[0025]DE3132338A1还公知了，与具有两个固定触头和可直线移动的触桥的接触器并联可控的半导体整流阀(比如三端双向可控硅开关元件)，其中，其电流端子与固定触头连接。三端双向可控硅开关元件的控制输入端通过纵向电阻和柔韧的导体(其引入接触器的内部)与触桥上的端子连接，该端子位于与固定触头的接触点之间。
[0026]在闭合的接触器中，经过接触点的电压降减小到不会形成对三端双向可控硅开关元件起作用的、控制端子与其基准端子之间的控制电流，基准端子与两个电流端子中的一个对应。这样，三端双向可控硅开关元件不导电，保持无电流。
[0027]如果接触器由于外部的操控被断开，则产生两个电弧，其在足够的时间间隔上一定导致较大的点火电压，使得触桥至基准端子具有足够的电势差，直到控制电流通过能够导通三端双向可控硅开关元件的纵向电阻流过。如果三端双向可控硅开关元件被导通，即接通，则其接收穿过接触器流动的工作电流，由此熄灭电弧。
[0028]通过快速地电磁操作触桥，使得触桥快速地足够远地从固定触头移开，使得在供给交流电压的过零点中中断工作电流之后不会实施三端双向可控硅开关元件的重新导通。
[0029]这种方法具有三个临界条件。经过接触点的电压降在开关闭合时不允许过大且在开关断开时在一定的持续时间上不允许过小。此外，切断速度必须足够大，使得三端双向可控硅开关元件不会重新被导通。此外，结构设计至少是有问题的，必须将柔韧的导体引入接触器的内部。
[0030]DE2253975A公开了一种电路，在该电路上，在断开或闭合交流电路中的温控开关时产生的电弧通过与该开关并联的三端双向可控硅开关元件熄灭。此处所采用的温控开关是具有中央端子的转换开关，中央端子根据温度与主触头或辅助触头连接，其中，主触头设置在受保护设备的工作电流电路上，辅助触头持续地与三端双向可控硅开关元件的控制输入端连接。在闭合辅助触头时，持续流过剩余电流，其导致功率损耗。
【发明内容】
[0031]因此，本发明的目的在于，以结构设计上简单且成本低廉的方式改进前述温度保护电路中的温控开关的使用寿命和/或开断容量。
[0032]按照本发明，该目的针对前述温度保护电路如下实现:该温度保护电路包括用于交流电压的可控的半导体整流阀，所述半导体整流阀具有两个电流端子和一个控制输入端，其中，两个电流端子中的每一个都与所述电连接端子中的一个连接且控制输入端至少在温控开关闭合时通过接通机构与电流传输节段上的对接触头电连接。
[0033]本申请的发明人在大量实验中知道，在上述DE3132338A1中描述的电弧熄灭原理以令人惊讶的方式也能够应用于现有的前述类型的温控开关中。即如果半导体整流阀的控制输入端优选通过下部件与开关的接通机构连接且通过接通机构与电流传输节段上的对接触头连接，控制输入端在DE2644411C2公开的开关中通过弹簧翻转片和/或双金属翻转片与触桥电连接且通过触桥与对接触头电连接。因为此处的触桥本身是导电的，控制输入端与两个设置在其上的对接触头连接且由此位于两个对接触头的电势上。
[0034]但触桥本身不一定是导电的，当设置在其上的对接触头相互电连接且与接通机构电连接时，就是足以使得接通机构位于对接触头的电势上。[0035]在温控开关闭合时，该电势与半导体整流阀的基准电流端子上的供给交流电压的电势一致，从而使得不会为半导体整流阀产生控制电流。如果温控开关断开，则在将触桥从固定触头抬起时开始形成电弧，其快速地达到10伏特的电弧电压。由此为半导体整流阀产生了足够高且持续足够长的控制电流，其经过导致半导体整流阀的导通，半导体整流阀由此打开。
[0036]一旦半导体整流阀被导通，则其接收工作电流且温控开关无电流，从而使得电弧被熄灭。当工作交流电压达到过零点时，半导体整流阀再次关闭。在该时间间隔中，触桥被从固定触头移开，直到不会引起火花放电且重新形成电弧。
[0037]这在结构设计上是有利的，不必有移动的线缆被引入开关内部到电流传输节段，而是出乎意料地使得温控的接通机构在半导体整流阀的控制输入端与电流传输节段上的对接触头之间建立电连接。此外，还出人意料地满足了上述对电压降和接通速度的要求。
[0038]通过按照本发明的针对交流电压使用可控的半导体整流阀以出人意料的方式不仅快速地熄灭了电弧，还明显提高了现有温控开关的开断容量和使用寿命。
[0039]在前述的 申请人:的开关中，在工作电流双倍地达到50安培时在20000次接通循环之后还能够保持切换表现不恶化。
[0040]因此，现有的前述类型的温控开关可以在没有结构设计上的改变的情况下用于较高开断容量且甚至达到了比不具有熄灭电弧的半导体整流阀的温度保护电路更长的使用寿命。
[0041]这种现有的开关在一种设计中具有弹簧翻转片，其由双金属制成且支承电流传输节段以及持久地与下部件机械且电连接。这里，导电的电流传输节段持久地与半导体整流阀的控制输入端连接。
[0042]但还公知有具有双金属翻转片和弹簧翻转片的结构设计，其中，弹簧翻转片至少在完全断开开关之后不再与下部件电连接，因为其从其凸起形状跳转到凹进形状。在断开过程开始时，弹簧翻转片还以其边缘在内部压在下部件上，而双金属翻转片已经开始克服弹簧翻转片的力(其在这里逐渐被压平)将电流传输节段从固定触头抬起，从而形成电弧。
[0043]在双金属翻转片将弹簧翻转片足够远地压平之后，弹簧翻转片才翻转。直到该时间点，其还与下部件电连接，从而使得控制电流能够到达控制输入端。令人惊奇的是，到该时间点的时间段足以导通半导体整流阀。
[0044]因此，对于按照本发明的对半导体整流阀的应用不需要控制输入端持久地与接通机构电连接。重要的只是，该连接至少在开关闭合时且在之后得以保持，直到半导体整流阀被导通。
[0045]本申请的发明人首先意识到，某些现有的温控开关在电流传输节段上的对接触头与下部件之间提供了电连接，其在断开进程开始时至少得到保持，使得通过形成的电弧能够接通半导体整流阀。
[0046]半导体整流阀为此仅需在合适的位置与通往温控开关的导线并联。此外，仅需从控制输入端到接通机构的控制导线。半导体整流阀可以安装在存在相应的安装空间的位置上。此外，该安装空间可以如下选择:半导体整流阀不是设置在线圈绕组的内部，而是设置在温度较低的位置上，这不会影响半导体整流阀的功能。
[0047]换句话说，半导体整流阀不必直接设置在电动设备上。其可以比如在温控开关已经安装在电动设备上且电动设备已经饱和时通过插座安装在电动设备上，这特别是对于电机和线圈是有利的。
[0048]这些措施的有利之处比如在于，半导体整流阀可以在任何时候加装和/或更换。
[0049]这样，本发明首次实现了针对开断容量采用简单构造且由此有价值的温控开关(其没有针对开断容量设计额外的半导体整流阀)。
[0050]因此，现在还可以首次针对较高的电流强度采用可靠的温控开关，其不具有接触盘作为电流传输节段，而是具有弹簧件，其支承两个对接触头或者在其上设计两个对接触头。弹簧件可以是双金属件、特别是双金属翻转片，其不仅负责依赖于温度的切换(开关)功能或者说接通功能，还同时负责在开关闭合时引导电流。
[0051]由于按照本发明通过半导体整流阀非常快速地再次熄灭在断开开关时在两个对接触头上产生的电弧，双金属片在断开开关时不会或仅轻微损坏，这相比于没有半导体整流阀的运行来说，这种非常简单构造的温控开关明显提高了使用寿命和可靠的开断容量。
[0052]发明人不是走本发明迄今为止的老路，即在产生电弧的问题上进一步优化公知的开关，而是首先另辟蹊径，附加地采用半导体整流阀，尽管其会导致额外的成本。
[0053]但该额外的成本根据发明人的认知是完全能够接受的，因为不仅提高了现有的温控开关的使用寿命，而且还能够使得现有的开关出人意料地应用于开断容量较高的领域。
[0054]发明人提出了一种电路，其针对具有前述类型的双金属接通机构的温控开关在交流电路中导致了电弧的熄灭。
[0055]本发明的目的通过这种方式完美实现。
[0056]“可控的半导体整流阀”在本发明的范畴内被理解为这样一种半导体整流阀:在没有其控制输入端上的操控信号时阻止施加到其电流端子上的交流电压且在施加控制电压时导通，即导流或换句话说被打开。在特殊的实施方式中，半导体整流阀还在控制电流被切断时保持导流，其在施加的交流电压达到过零点时(即改变极性时)再次关闭。
[0057]按照本发明的温度保护电路连接到防止过热的电动设备的供给交流电路中，其中，在两个连接端子之间连接半导体整流阀以及至少一个温控开关。
[0058]针对该按照本发明所采用的半导体整流阀的重要的实施例是三端双向可控硅开关元件，即双向的可控硅三极管，如其比如在相位截断控制中的应用那样。半导体整流阀可以被设计为具有半导体层结构和三个端子的电子构件。但还可以通过分立的构件构建半导体整流阀，其在其共同作用中满足三端双向可控硅开关元件的功能。
[0059]这里优选的是，温控的接通机构包括弹簧件，所述弹簧件支承电流传输节段且与电流传输机构导电连接以及至少在温控开关闭合时与控制输入端电连接。
[0060]优选温控开关具有容纳接通机构的壳体，所述壳体具有下部件和上部件，在所述上部件的内侧面上设置所述固定触头。
[0061]弹簧件可以是长形的双金属臂或弹簧臂，其在其自由端上支承电流传输机构且在另一个端部上固定在壳体上且在那里设计为具有用于控制输入端的端子。当弹簧件是弹簧臂时，其与双金属件对应，双金属件将弹簧臂的自由端根据温度从固定触头移开，从而使得开关断开。在这些实施方式中，控制输入端持久地与温控的接通机构连接。
[0062]但弹簧件优选是双金属翻转片，所述双金属翻转片在中央支承电流传输节段且至少在温控开关闭合时支撑在所述下部件上。[0063]可替换的是，弹簧件是弹簧翻转片，所述弹簧翻转片至少在温控开关闭合时支撑在所述下部件上，其中，设置双金属翻转片，所述双金属翻转片在超出其切换温度时将电流传输节段从固定触头上抬起。
[0064]这些措施在结构设计上是有利的，因为其将现有的开关应用成温控开关。
[0065]已经完全足够的是，当仅设置双金属翻转片时，其既建立接触压力也负责依赖于温度的断开，而还可以通过弹簧翻转片(其附加于双金属翻转片或单独地产生接触压力)在机械上减轻双金属翻转片在其低温状态下的负荷，这有助于其切换表现的较大的长时间稳定性。
[0066]为导通半导体整流阀所需的较小的电流基于 申请人:的工作室中的第一次持续实验既能够通过弹簧翻转片也能够通过双金属翻转片导入。
[0067]下部件可以由导电材料或由绝缘材料制成。当下部件由绝缘材料制造时，其在其底面上具有电极，在该电极上支承双金属翻转片和/或弹簧翻转片且其从下部件引出且在那里与控制输入端连接。
[0068]相反，当下部件本身导电时，控制输入端仅需在外部与下部件连接，这在结构设计上是有利的。
[0069]当弹簧件持久地与下部件电连接时，以结构设计上简单且低成本的方式确保了将断开进程中产生的电弧引到去往控制输入端的控制电流。
[0070]此外优选的是，在固定触头之间连接自持电阻，其中，优选在固定触头中的一个固定触头与对应的电连接端子之间电连接热电阻。
[0071]这里有利的是，采用自持电阻和/或具有定义的电流依赖性的开关。本申请的发明人借助于实验认识到，自持电阻和/或热电阻出人意料地不会影响按照本发明的半导体整流阀的使用。
[0072]此外优选的是，电流传输节段是能够导电的接触盘，在所述接触盘上设置两个对接触头，所述两个对接触头通过接触盘相互导电连接，其中，接触盘与接通机构导电连接。
[0073]该措施同样在结构设计上是有利的，接触盘可以在其顶面上具有对接触头，其可以通过两个涂层的接触面设计在顶面上。接触盘的顶面还可以本身形成对接触头，或者连续地设计成接触面，如DE102011016142A1中描述的那样。
[0074]接触盘可以被设计为圆形的接触盘或长形的触桥。
[0075]如上所述，电流传输机构还可以是弹簧件，特别是双金属翻转片，在其上设置或形成对接触头，对接触头通过弹簧件相互导电连接。
[0076]此外，优选所述弹簧件持久地与半导体整流阀的控制输入端连接。这可以通过温控开关导电的下部件或通过额外的支承电极实现，该支承电极在中央支承双金属翻转片且从温控开关的壳体突出，在那里，其与控制输入连接。
[0077]替代具有两个固定触头的温控开关(其被设计为两极的断开器)，可以在温度保护电路中采用两个电极的温控开关，其分别具有两个外部端子。这两个开关分别通过一个外部端子串联，从而分别使得开关的另一个外部端子被用作温度保护电路的连接端子。这种设置方式还被称作“孪生”的。在这种“孪生”电路中，可以采用所有常用的温控开关，其是单极的断开器。
[0078]按照本发明，半导体整流阀的电流端子与两个连接端子连接且控制输入端与相互连接的外部端子连接，从而用于电弧的熄灭。
[0079]当两个温控开关在供给交流电压的半波内断开时，形成的电弧的电弧电压导致半导体整流阀的导通，半导体整流阀闭合且接收工作电流，从而熄灭电弧。
[0080]在此背景下，本申请还涉及一种温度保护电路，其具有用于受保护设备的两个电连接端子，具有两个温控开关，所述两个温控开关分别包括温控的接通机构，所述温控的接通机构根据温度建立或断开两个外部端子之间的电连接，其中，温控开关的每一个外部端子与电连接端子中的一个连接或者被用作连接端，温控开关的其他外部端子相互连接，其中，设置用于交流电压的可控的半导体整流阀，所述半导体整流阀具有两个电流端子和控制输入端，两个电流端子中的每一个都与所述电连接端子中的一个连接且控制输入端与相互连接的外部端子电连接。
[0081]按照本发明的优点除了采用的温控开关较高的开断容量和较长的使用寿命外还在于，半导体整流阀、特别是三端双向可控硅开关元件仅在存在电弧时短时间地引导工作电流，从而其不会导致过度地加热三端双向可控硅开关元件。无需为半导体整流阀进行冷却。
[0082]在“正常”的持续运行中，工作电流穿过温控开关弓I导，其同样也不需要冷却。
[0083]其它优点从说明书以及附图中得出。
[0084]不言而喻，前述的以及接下来还将阐述的特征不仅可以在各个给出的组合中，也可以在其它的组合中使用或单独使用，而不会脱离本发明的保护范围。
【专利附图】
【附图说明】
[0085]下面，借助于附图详细阐述本发明的实施例。其中，
[0086]图1示出了穿过温控开关的示意性的、比例不精确的纵向截面图，该温控开关能够置入图2的新的温度保护电路中；
[0087]图2示出了图1的开关所应用到的新的温度保护电路的第一实施例的示意图；
[0088]图3示出了图2的温度保护电路的第二实施例，其中，采用两个单极的温控开关，其中的一个在图4中示出；
[0089]图4示出了应用于图3的温度保护电路中的一个单极的温控开关；以及
[0090]图5示出了穿过第二实施例的温控开关的示意性的、比例不精确的纵向截面图，该温控开关能够置入图2的新的温度保护电路中；
【具体实施方式】
[0091]在图1中以10表示温控开关，其包括温控的接通机构11，该接通机构安装在壳体12中。
[0092]壳体12包括由导电材料制成的下部件14以及封闭下部件的、由绝缘材料制成的上部件15，上部件通过下部件14的卷边的边缘16保持在下部件上。在下部件14与上部件15之间设置环17，其支撑在下部件14的凸缘(Absatz) 18上且在此处在接通机构11的弹簧翻转片21的边缘19上夹紧接通机构11的弹簧翻转片21，因此，其持久导电地与下部件14连接。
[0093]接通机构11除了弹簧翻转片21之外还包括双金属翻转片22，其与弹簧翻转片21一起在中心由轴颈状的(zapfenartig)铆钉23穿过,弹簧翻转片和双金属翻转片通过铆钉与由导电材料制成的接触盘24形式的电流传输节段机械连接且电连接。铆钉23具有第一凸缘25，双金属翻转片22以径向和轴向间隙坐落在该第一凸缘上，其中，设置第二凸缘26，弹簧翻转片21同样以径向和轴向间隙坐落在该第二凸缘上。
[0094]双金属翻转片22以其环围的边缘支撑在下部件14内部。
[0095]接触盘24向上部件15的方向具有两个通过接触盘24相互电连接的、面积较大的对接触头27和28，其与两个设置在上部件29的内侧面29上的固定触头31、32配合，固定触头是接触铆钉33、34的内头部，所述铆钉穿透上部件15且以其外头部形成了外部端子35、36。
[0096]在图1所示的接通状态下，弹簧翻转片21和双金属翻转片22将接触盘24压向固定触头31和32，因此，固定触头31和32通过对接触头27、28相互连接；开关10是闭合的。
[0097]如果双金属翻转片22的温度升高到超过其响应温度，则其从示出的凸状翻转到凹状且同时以其边缘支撑在环17的区域中且克服弹簧翻转片21的力将接触盘24从固定触头31、32上拉开；该开关10现在是断开的。
[0098]迄今描述的开关在DE2644411C2和DE19827113C2中公开。如果现在温度再次降低，从DE2644411C2中公开的开关再次回翻到图1中所示的闭合状态。
[0099]为了防止这种不希望的重新接通，在上部件15的内侧面上设置示意性示出的自持电阻37，其串联在两个固定触头31、32之间且在断开开关10时引导剩余电流，该自持电阻通过剩余电流被加热，使得双金属翻转片22被保持在其回弹温度之上的温度上。
[0100]接触盘24在所示实施例中由具有圆形的弹簧翻转片21和圆形的双金属翻转片22的温控的接通机构11运动，还可以弃用弹簧翻转片且使得接触盘24仅由双金属翻转片22保持和运动。此外，还可以替代圆形的接触盘24采用长形的触桥。
[0101]在所示实施例中，接触盘24在中央由双金属翻转片22和弹簧翻转片21保持，还可以采用单侧夹紧的长形的双金属弹簧，其在其自由端上支承触桥，如DE102004036117A1中公开的那样。
[0102]在图2中，在两个连接端子39、40之间，示出了图1的温控开关10利用可控的半导体整流阀(Halbleiterventil) 41连接成虚线围出的温度保护电路42,该温度保护电路通过连接端子39、40与由交流电源45和受保护电动设备46组成的串联电路连接。
[0103]在图2中，该开关10仅示意性示出；示意性示出的结构设计上的特征配有如图1的附图标记。两个连接导线43、44与开关10的两个外部端子35、36连接，这两个外部端子又与固定触头31、32连接，其在图1所示的接通状态下通过接触盘24短路，接触盘由接通机构11支承。外部端子35、36与温度保护电路42的连接端子39、40连接。
[0104]接触盘24通过接通机构11 (即此处为弹簧翻转片21)与下部件14电连接，下部件在图2中通过圆圈以端子的形式标记。半导体整流阀41具有两个电流端子47、48，其分别与连接导线43、44中的一个连接。此外，半导体整流阀41还具有控制输入端49，其通过控制导线50与下部件14连接。
[0105]通过连接导线43、44和控制导线50中的波纹分段51表示出半导体整流阀41在每一个合适的位置上都能够连接到连接导线43、44上。波纹分段51可以被设计为插头。
[0106]因此，半导体整流阀41可以在现有或固定的开关10布线的情况下任意地在连接导线43、44或外部导线53、54上与交流电源45和电动设备46连接，其不必重新布线，而是仅需在合适的位置针对与电流端子47、48的连接去绝缘。仅控制导线50还需布线到开关10上且在那里在外部与下部件14连接，由此建立与接通机构11的电连接且通过接通机构建立与接触盘24的电连接。
[0107]以这种方式可以将现有的开关10与半导体整流阀41连接，该半导体整流阀以前述方式负责使在断开开关10时在对接触头27、28与固定触头31、32之间形成的电弧非常快速地被熄灭，其在图2中示意性地以55标出。在图2中，开关10在接通状态下示出，在该状态下，接触盘24刚刚从固定触头31、32移开。
[0108]如果如图2所示的温控开关10被断开，则在从固定触头31、32抬起接触盘24时开始形成电弧55，其快速地达到10伏特的电弧电压。由此，为半导体整流阀41产生了足够高且持续足够长的控制电流，其经过接触盘24、弹簧翻转片21和下部件14流入控制导线50且由此导致半导体整流阀41的导通。
[0109]一旦半导体整流阀41被导通(即导电)，则其接收工作电流且温控开关10无电流，从而使得电弧55被熄灭。但工作交流电压45达到过零点时(即交换极性)，半导体整流阀41再次关闭。在该时间间隔中，接触盘24被从固定触头31、32移开，直到不会引起火花放电且重新形成电弧。
[0110]自持电阻37现在接收剩余电流，该剩余电流还在电动设备46冷却之后保持开关10断开。
[0111]在图2中还示出了热电阻56，其串联在固定触头31与外部端子35(即温度保护电路42的连接端子中的一个)之间。
[0112]自持电阻37和热电阻56都不会影响按照本发明所采用的开关10与半导体整流阀41的配合。
[0113]在图1中的开关10中，下部件14被设计成是导电的，其还可以由绝缘材料制造。为了使接通机构11还可以与控制输入端49连接，需要额外的电极，其建立与接通机构11的连接。这可以在图1的结构设计中是在凸缘18上在侧部导出的接板(Lasche)。
[0114]如果接触盘24设置在双金属弹簧的一个自由端上，其可以是电极，该电极与双金属弹簧的另一个、被夹紧的端部连接。
[0115]两个外部端子35和36还可以同时被用作连接端子39、40。外部的导线53、54还可以由连接导线43、44形成，其为此进一步引导到电动设备46和交流电源45。
[0116]取代具有两个同时断开的触头对27 / 31和28 / 32的开关10还可以采用两个单极的温控开关，如其在DE2121802A和本 申请人:的其他保护文献中描述的那样。
[0117]在图3中，在两个连接端子59、60之间示出了温度保护电路61，其中，被设计为三端双向可控硅开关元件62的半导体整流阀与两个单极的温控开关63、64通过两个连接导线65、66和控制导线67连接。开关63和64作为所谓的“孪生”开关电连接。
[0118]三端双向可控硅开关元件具有两个电流端子68、69和一个控制输入端71。
[0119]每一个开关63、64都具有两个外部端子72、73或74、75。外部端子73和75相互间以及通过控制导线67与控制输入端71连接。外部端子72和74与连接端子59或60连接且连接到连接导线65或66。
[0120]每一个开关63、64还具有接通机构76或77，其通过外部端子73或75与三端双向可控硅开关元件62连接。当接通机构76、77由于连接到连接端子59、60上的电动设备78过热而在供给交流电压79的同一个半波内断开时，得到了与图2的温度保护电路41类似的功能。外部的导线80被用于温度保护电路61、电动设备78和交流电源79的串联。
[0121]基于按照本发明所使用的三端双向可控硅开关元件的保护功能，可以针对图3的温度保护电路61使用非常简单地构造的温控开关63、64，其本身仅针对较小的开断容量设计。由于三端双向可控硅开关元件62以所描述的方式负责非常快速地再次熄灭所产生的电弧，该开关可以用于较高的开断容量且此外还具有较长的使用寿命。
[0122]两个外部端子72和74还可以同时被用作连接端子59、60。外部的导线80还可以由连接导线65、66形成，其为此进一步引导到电动设备78和交流电源79。
[0123]在图4中示例性示出了一种简单、单极的温控开关63，其具有底板电极81，该底板电极利用塑料制成的支承件82包封，在支承件上坐落有盖板电极83，该盖板电极通过热压的支承件82边缘84保持。
[0124]盖板电极83以及底板电极81配有外部端子72或73。
[0125]在这样设计的开关63壳体的内部设置温控的接通机构76，其在当前的情况下包括由双金属材料制成的弹簧舌85。
[0126]弹簧舌85在其自由端87上支承可动的接触件86。可动的接触件86与底板电极81的拱起部88配合。该拱起部88被用作固定的接触件，从而使得该接触件86与拱起部形成接通接触。
[0127]弹簧舌85在其后端89上通过中间件91与盖板电极83连接。
[0128]如果开关63内部的温度上升到超出弹簧舌85的响应温度，则弹簧舌将其自由端87在图4中向上运动，从而使得可动的接触件86从拱起部88抬开。所产生的电弧通过三端双向可控硅开关元件62以所描述的方式熄灭。
[0129]在图5中，在与图1类似的视图中示出了另一个温控开关112，其能够被应用于图2的温度保护电路42中。该开关112与开关10 —样具有上部件15，在内部，两个固定触头31、32设置在上部件上，固定触头与两个外部端子35、36连接。
[0130]温控的接通机构11包括双金属翻转片113，在其顶面114上设计两个对接触头27、28，其在最简单的情况下通过顶面114本身形成，因为双金属翻转片113本身是导电的。双金属翻转片113还在这里作为弹簧件额外接管接触盘24的任务，即同时是电流传输节段。
[0131]双金属翻转片113在中央通过导电的销钉115固定在导电的支承电极117的内端部116上，支承电极的外端部118与图2中的控制导线50连接。下部件14在一个实施例中与上部件15 —样由绝缘材料制造。
[0132]当下部件14导电时，销钉116可以直接在下面固定在下部件14的内底板上，从而使得下部件14再次能够被用于与控制输入端49的持久的电连接。
[0133]如果双金属翻转片113超出了其响应温度，则其边缘119在图5中向下运动，这通过箭头120标出。在这种运动中，对接触头27、28从固定触头31、32移开，从而形成电弧，但其以上述方式快速地通过半导体整流阀41熄灭。
【权利要求】
1.一种温度保护电路，具有用于受保护设备(46)的两个电连接端子(39、40)，具有温控开关(10)，所述温控开关(10)包括温控的接通机构(11)、两个与所述电连接端子(39、40)连接的固定触头(31、32)以及设置在接通机构(11)上且由接通机构(11)移动的、具有两个相互电连接的对接触头(27、28)的电流传输节段(24 ;113)，对接触头根据温度与两个固定触头(31、32)贴靠且与两个固定触头(31、32)相互电连接，其特征在于，所述温度保护电路包括用于交流电压的可控的半导体整流阀(41)，所述半导体整流阀具有两个电流端子(47,48)和控制输入端(49)，其中，两个电流端子(47、48)中的每一个都与所述电连接端子(39,40)中的一个连接且控制输入端(49)至少在温控开关(10)闭合时通过接通机构(11)与电流传输节段(24)上的对接触头(27、28)电连接。
2.如权利要求1所述的温度保护电路，其特征在于，所述可控的半导体整流阀(41)根据三端双向可控硅开关元件(62)的方式工作，优选包括三端双向可控硅开关元件(62)。
3.如权利要求1或2所述的温度保护电路，其特征在于，所述温控的接通机构(11)包括弹簧件(21、22)，所述弹簧件支承电流传输节段(24)且与电流传输机构导电连接以及至少在温控开关(10)闭合时与控制输入端(49)电连接。
4.如权利要求3所述的温度保护电路，其特征在于，所述温控开关(10)具有容纳接通机构(11)的壳体(12)，所述壳体具有下部件(14)和上部件(15)，在所述上部件(15)的内侧面(29)上设置所述固定触头(31、32)。
5.如权利要求4所述的温度保护电路，其特征在于，所述弹簧件(21、22)是双金属翻转片(22)，所述双金属翻转片至少在温控开关(10)闭合时支撑在所述下部件(14)上。
6.如权利要求4所述的温度保护电路，其特征在于，所述弹簧件(21、22)是弹簧翻转片(21)，所述弹簧翻转片至少在温控开关(10)闭合时支撑在所述下部件(14)上，其中，设置双金属翻转片(22)，所述双金属翻转片在超出其切换温度时将电流传输节段(24)从固定触头(31、32)上抬起。
7.如权利要求5或6所述 的温度保护电路，其特征在于，所述下部件(14)能够导电。
8.如权利要求7所述的温度保护电路，其特征在于，所述弹簧件(21、22)与所述下部件(14)持久电连接。
9.如权利要求1一8中任一项所述的温度保护电路，其特征在于，在固定触头(31、32)之间连接自持电阻(37)。
10.如权利要求1一9中任一项所述的温度保护电路，其特征在于，在固定触头(31、32)中的一个固定触头(31)与对应的电连接端子(39)之间电连接热电阻(56)。
11.如权利要求1一10中任一项所述的温度保护电路，其特征在于，所述电流传输节段(24)是能够导电的接触盘(24)，在所述接触盘上设置两个对接触头(27、28)，所述两个对接触头通过接触盘(24)相互导电连接，其中，接触盘(24)与接通机构(11)导电连接。
12.如权利要求1或2所述的温度保护电路，其特征在于，所述电流传输节段(24、113)是能够导电的弹簧件(113)，在所述弹簧件上设置两个对接触头(27、28)，所述两个对接触头通过弹簧件(113)相互导电连接。
13.如权利要求12所述的温度保护电路，其特征在于，所述弹簧件(113)是双金属翻转片(113)。
14.如权利要求12或13所述的 温度保护电路，其特征在于，所述弹簧件(113)持久地与控制输入端(49)电连接。
15.一种温度保护电路，具有用于受保护设备(78)的两个电连接端子(59、60)，具有两个温控开关出3、64)，所述两个温控开关分别包括温控的接通机构(76、77)，所述温控的接通机构根据温度建立或断开两个外部端子(72、73 ;74、75)之间的电连接，其中，温控开关(63、64)的一个外部端子(72、74)与电连接端子(59、60)中的一个连接或者被用作连接端，温控开关(63、64)的其他外部端子(73、75)相互连接，其特征在于，所述温度保护电路包括用于交流电压的可控的半导体整流阀(62)，所述半导体整流阀具有两个电流端子出8、69)和控制输入端(71)，其中，两个电流端子(68、69)中的每一个都与所述电连接端子(59、60)中的一个连接且控制输入端(71)与相互连接的外部端子(73、75)电连接。
16.—种电动设备(46),具有如权利要求1一15中任一项所述的温度保护电路。
17.如权利要求16所述的电动设备，其特征在于，所述半导体整流阀(41；62)能够卸下地、优选通过插接器(`51)与所述或每一个温控开关(10 ;63、64)连接。
【文档编号】H01H37/54GK103871779SQ201310689501
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2013年12月16日 优先权日:2012年12月18日
【发明者】汉斯-克里斯蒂安·里尔, 马赛尔·P·霍夫萨埃斯 申请人:特密·格拉特步股份有限公司