專利名稱：超溫保護(hù)裝置的制造方法和超溫保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按照權(quán)利要求1前序部分所述的超溫保護(hù)裝置的制造方法和保護(hù)裝置或超溫保護(hù)裝置。
由DE10150027C1已知一種由熔化傳導(dǎo)元件和加熱電阻元件構(gòu)成的厚層保護(hù)結(jié)構(gòu)元件。作為熔化傳導(dǎo)元件的電阻層直接施加在加熱電阻元件的導(dǎo)體層的兩個(gè)端部之間的間隙中。當(dāng)溫度太高時(shí)，熔化傳導(dǎo)元件就熔化而將電輸入線路中斷。
此外由DE19704097已知一種在支架上構(gòu)成的帶有熔化傳導(dǎo)元件的超溫保護(hù)裝置。
任務(wù)和技術(shù)方案本發(fā)明的任務(wù)是提供一種開頭所述的方法和一種開頭所述的超溫保護(hù)裝置，其可以避免現(xiàn)有技術(shù)的問題，尤其是可以簡(jiǎn)單和適應(yīng)性很好地制造超溫保護(hù)裝置，該超溫保護(hù)裝置還能夠集成于很小的線路配置中、能夠可靠地工作和具有多種用途。
該任務(wù)由具有權(quán)利要求1的特征的方法和具有權(quán)利要求9的特征的超溫保護(hù)裝置解決。本發(fā)明的有利的和優(yōu)選的進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)方案由其它權(quán)利要求的內(nèi)容給出并且在下面給出詳細(xì)說明。其中按照制造方法制造的超溫保護(hù)裝置的進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)方案的特征也涉及超溫保護(hù)裝置本身。通過明確的引用使權(quán)利要求的文字內(nèi)容構(gòu)成說明書的內(nèi)容的一部分。涉及超溫保護(hù)裝置和制造方法的特征在以下部分地只說明一次，但是其也同樣適用于超溫保護(hù)裝置和制造方法。
按照本發(fā)明，在制造方法中將加熱導(dǎo)體或者加熱裝置安裝在支架例如陶瓷陶瓷上。在加熱導(dǎo)體的加熱區(qū)域中，以及在加熱導(dǎo)體的電流供給的電流路徑中，設(shè)置了超溫保護(hù)裝置。為了制造這種超溫保護(hù)裝置，在第一步驟中將在一定溫度下熔化的保護(hù)元件的各區(qū)域或端部至少在加熱導(dǎo)體附近以機(jī)械的方式固定。該機(jī)械式固定部是電絕緣的，其可以有利地作為預(yù)先固定部分通過粘接或者采用膠粘劑來實(shí)現(xiàn)。此時(shí)，保護(hù)元件分別伸到位于中斷部的兩側(cè)的導(dǎo)體上或者至少伸到接近該導(dǎo)體的地方。在第二步驟中，在保護(hù)元件的區(qū)域或端部與加熱導(dǎo)體或其輸入線路之間進(jìn)行電接觸。這意味著通過預(yù)先固定保護(hù)元件，進(jìn)一步的制造過程尤其是電接觸能夠更簡(jiǎn)單地進(jìn)行。例如可以在連續(xù)工藝中進(jìn)行電接觸，其中還可以進(jìn)行其它的電接觸。這在后面還要詳細(xì)說明。
用于機(jī)械固定或者預(yù)先固定的膠粘劑一個(gè)在加熱導(dǎo)體或者加熱裝置的工作溫度下保持穩(wěn)定和耐用，以便保持其固定作用。它可以上自粘接性的或者可以借助于固化劑固化。膠粘劑的施加可以采用制造方法上通常的方式進(jìn)行，例如在連續(xù)設(shè)備中，采用絲網(wǎng)印刷、撒布器等類似方式。其中膠粘劑可以直接施加到支架上。這可以有利地在電路的兩個(gè)敞開的端部之間進(jìn)行，或者在加熱導(dǎo)體的供給電流路徑中或者加熱導(dǎo)體本身的分布中進(jìn)行?？梢砸罁?jù)空隙的情況構(gòu)造該間隙。施加膠粘劑之后可以安裝上保護(hù)元件。
為了制造電接觸，在一個(gè)實(shí)施例中可以施加上一種導(dǎo)電的接觸物質(zhì)。這可以在保護(hù)元件的整體上或者它的一個(gè)或多個(gè)區(qū)域上以及在加熱導(dǎo)體上或者其它構(gòu)成電流路徑的導(dǎo)體上進(jìn)行。為此合適的材料例如其中帶有傳導(dǎo)性良好的金屬如銀的聚合物膠。這種聚合物膠的干燥溫度或者硬化溫度應(yīng)該低于加熱導(dǎo)體本身的熔化溫度。因此保征通過涉及聚合物膠的工作步驟不會(huì)發(fā)生保護(hù)元件的機(jī)械穩(wěn)定性方面的問題。
在另一個(gè)實(shí)施例中還可以建立保護(hù)元件與加熱導(dǎo)體或其它導(dǎo)體在電流路徑上的直接的電連接。例如可以焊接。焊接時(shí)可以將保護(hù)元件和導(dǎo)體之間可能存在的膠粘劑殘余物熔化掉，使其不會(huì)妨礙可靠的接觸。
保護(hù)元件構(gòu)造成長(zhǎng)形的是有利的，例如是具有平的橫截面的棒。平的橫截面的優(yōu)點(diǎn)在于加熱裝置對(duì)保護(hù)元件有很好的加熱作用，以便改善保護(hù)裝置的快速反應(yīng)。此時(shí)保護(hù)元件可以由低熔點(diǎn)的合金或者純金屬構(gòu)成。此時(shí)可以通過選擇組成成分和精確的合金比例按照要求的方式影響熔點(diǎn)熔化特性。
此外還可以用粉末制造保護(hù)元件，其通過混合的有機(jī)載體形成聚合物膠。該膠例如可以通過稍微印刷或者撒布器施加。在該情況下，用于預(yù)先固定的膠粘劑的特性通過聚合物膠建立。這種膠在施加之后被硬化。此時(shí)導(dǎo)體是或者電路上的電接觸一般可以通過該膠的硬化來實(shí)現(xiàn)?；蛘?，可以通過分開的步驟來進(jìn)行，該步驟可以在硬化后進(jìn)行，例如按照前述方式中之一的方式進(jìn)行。
在實(shí)現(xiàn)電接觸之后可以在前述結(jié)構(gòu)上設(shè)置蓋子，尤其是覆蓋材料層。其也可以作為絕緣來作用。為此有利的是，可以采用彈性的和耐久性的覆蓋材料，尤其是硅酮。因此使保護(hù)裝置或者超溫保護(hù)裝置不受外部的影響，這種外部影響可能在保護(hù)元件熔化之前、期間或者之后損壞裝置的功能。
重要的是，加熱導(dǎo)體或電流路徑的導(dǎo)體與保護(hù)元件之間的距離選擇得足夠大，使得在保護(hù)裝置反應(yīng)之后使電間隙至少達(dá)0.8毫米，有利的是1毫米或以上。在中斷部的兩側(cè)可以在導(dǎo)體或者加熱導(dǎo)體的區(qū)域中設(shè)置接點(diǎn)排，朝著該接點(diǎn)排主要是通過保護(hù)元件實(shí)現(xiàn)的接觸。此處可以采用銀觸點(diǎn)。
這些和其它特征可以從權(quán)利要求、從說明書和附圖中得到，其中單獨(dú)的特征本身或者多個(gè)特征以進(jìn)一步的組合形式可以在本發(fā)明的實(shí)施例中和其它領(lǐng)域中實(shí)施，并且有利地代表了要求保護(hù)的可獨(dú)立保護(hù)的結(jié)構(gòu)。將本申請(qǐng)劃分成單獨(dú)的段落以及小標(biāo)題不是用于限制以下這些陳述內(nèi)容的總的有效性。
附圖簡(jiǎn)述本發(fā)明的實(shí)施例在附圖中示意示出并且在下面詳細(xì)說明。附圖中，

圖1是超溫保護(hù)裝置的第一實(shí)施例的截面視圖，其中包括在加熱導(dǎo)體和保護(hù)元件之間通過傳導(dǎo)性聚合物膠形成的接觸部；圖2是圖1的實(shí)施例的變型，其中包括在保護(hù)元件和加熱導(dǎo)體上的接觸區(qū)之間通過焊接形成的電接觸部；和圖3是兩個(gè)實(shí)施例在一個(gè)公共視圖中的俯視圖。
實(shí)施例的詳細(xì)說明圖1示出了一種超溫保護(hù)裝置11，其可以與加熱裝置構(gòu)造成一體。在支架13上安裝了加熱導(dǎo)體15，支架例如可以是薄的陶瓷板。其中加熱導(dǎo)體15可以是厚的層狀加熱元件，其例如從DE10021512A1中了解到。在加熱導(dǎo)體的分布中具有中斷部17，其寬度為幾個(gè)毫米。伸向該中斷部17上的加熱導(dǎo)體15的端部支撐有鍍銀接點(diǎn)排19。
如可以看到的，在中斷部17中和支架13上具有膠粘劑21。該膠粘劑21上又壓結(jié)有長(zhǎng)形的保護(hù)元件24。其中保護(hù)元件24從中斷部17的長(zhǎng)度上突出，搭接在鍍銀接點(diǎn)排19上。但是可以清楚地看到保護(hù)元件24沒有直接接觸鍍銀接點(diǎn)排19。它們之間有薄層的膠粘劑21。
對(duì)于電接觸部，在保護(hù)元件24以及加熱導(dǎo)體15端部區(qū)域中設(shè)置了鍍銀聚合物膠26。如可以看到的，該鍍銀聚合物膠以焊接的方式搭接在保護(hù)元件24的端部上和鍍銀接點(diǎn)排19的一部分上且主要是搭接在加熱導(dǎo)體15的端部區(qū)域上。最后可以在該設(shè)置上安裝由硅酮制成的蓋子28。該蓋子覆蓋整個(gè)所示的結(jié)構(gòu)，因此在蓋子28下面只有加熱導(dǎo)體15伸出來。
所示的保護(hù)元件24例如可以由錫構(gòu)成，其具有232℃D的熔點(diǎn)。對(duì)于更高的斷開溫度，可以用銅進(jìn)行合金或者例如應(yīng)用鋅。尺寸上例如可以采用3毫米長(zhǎng)、2毫米寬和0.1毫米高。由此可以對(duì)額定功率為2000瓦以上的加熱裝置進(jìn)行超溫保護(hù)。
在圖2所示的超溫保護(hù)裝置111中，保護(hù)元件124同樣用膠粘劑121預(yù)先固定在加熱導(dǎo)體115端部之間的中斷部117的區(qū)域中。但是此處電接觸是這樣發(fā)生的，即在將膠粘劑預(yù)先固定和可能時(shí)硬化以后，將保護(hù)元件124的左右端部焊接到鍍銀接點(diǎn)排119上。焊接部129可以是接觸焊或者是定位焊。膠粘劑121有時(shí)可以位于鍍銀接點(diǎn)排119和保護(hù)元件124之間，該膠粘劑會(huì)由于焊接的高溫而燃燒掉或者蒸發(fā)掉，從而在任何情況下都會(huì)形成電能夠通過的連接。
這樣，一方面需要有兩次焊接過程，而另一方面可以節(jié)省圖1所示的接觸性聚合物膠的安置。最后保護(hù)裝置又用蓋子128蓋住。
從圖3的俯視圖可以看到，在超溫保護(hù)裝置11的情況下，膠粘劑21從側(cè)面伸出并且位于鍍銀接點(diǎn)排19和保護(hù)元件24之間的情況。而在右邊示出的超溫保護(hù)裝置111的情況下，膠粘劑121沒有伸出并且也看不見。
制造方法在本發(fā)明的用于前述超溫保護(hù)裝置的制造方法中，帶有加熱導(dǎo)體15的支架13已經(jīng)存在。鍍銀接點(diǎn)排19可以作為涂層涂覆到中斷部17的兩側(cè)?；蛘呖梢栽谠搮^(qū)域中對(duì)加熱導(dǎo)體15也施加傳導(dǎo)良好的涂層例如銀。
之后，將少量的膠粘劑21置于中斷部17中，這可以通過各種施加裝置來進(jìn)行，例如通過劑量噴射或者絲網(wǎng)印刷。然后在膠粘劑上安置保護(hù)元件24，使得其端部根據(jù)可能的情況分別支撐在鍍銀接點(diǎn)排19或者加熱導(dǎo)體15上或者至少與它們搭接。依據(jù)膠粘劑21的性質(zhì)，該膠粘劑在某些情況下必須被硬化或者可以自行硬化。當(dāng)膠粘劑21變硬后，保護(hù)元件24的預(yù)先固定就完成了。
旋轉(zhuǎn)必須完成保護(hù)元件24和加熱導(dǎo)體15之間的電接觸。為此可以施加前述鍍銀聚合物膠26。這例如可以按照前面施加膠粘劑21的相同的方式進(jìn)行。在鍍銀聚合物膠26硬化后，保護(hù)元件24的特性以及結(jié)構(gòu)不應(yīng)該受到不利的影響。如果超溫保護(hù)裝置用于高溫的情況，那么也可以采用鍍銀傳導(dǎo)膠取代鍍銀聚合物膠26。
在圖2所示的備選實(shí)施例中，在膠粘劑121變硬后，將保護(hù)元件124的各端部焊接到位于下面的接點(diǎn)排119上。
最后在保護(hù)裝置11或者111上安裝蓋子，其形式例如是前述的硅酮層。此處也可以采用塑料或者其它涂層。
在使用鍍銀聚合物或者其它鍍銀膠按照?qǐng)D1制造電接觸部時(shí)，該接觸部對(duì)于溫度的上升不是很敏感。這導(dǎo)致保護(hù)裝置的反應(yīng)較慢。而在圖2所示的焊接連接使該接觸部對(duì)溫度的變化尤其是溫度上升相當(dāng)敏感。因此，如果希望有非?？斓姆磻?yīng)，建議采用焊接連接。
用在附圖中所示的兩個(gè)超溫保護(hù)裝置中的一個(gè)結(jié)合到加熱導(dǎo)體中時(shí)可以直接監(jiān)控該加熱導(dǎo)體并且由此監(jiān)控加熱線路。還可以將這種超溫保護(hù)裝置設(shè)置在加熱導(dǎo)體的輸入線路的區(qū)域中，即只在實(shí)際的電輸入線路中。由此可以避免在一定的可以選擇的位置上出現(xiàn)過高的溫度。
一種可能的應(yīng)用實(shí)例是用于煮水壺或者電爐的加熱裝置。當(dāng)全部的水在煮后蒸發(fā)掉時(shí)，那么溫度會(huì)超過某個(gè)最大允許值。此處則可以采用本發(fā)明的保護(hù)裝置來防止超過某個(gè)可以調(diào)節(jié)的溫度，例如約230℃。
權(quán)利要求
1.超溫保護(hù)裝置(11，111)的制造方法，其中在支架(13，113)上安裝有加熱導(dǎo)體(15，115)并且在加熱導(dǎo)體的加熱區(qū)域中以及在該加熱導(dǎo)體的電流路徑中設(shè)有超溫保護(hù)裝置，其中在第一步驟中將在一定溫度下熔化的保護(hù)元件(24，124)的各端部以機(jī)械的方式固定在至少加熱導(dǎo)體的附近，優(yōu)選采用膠粘劑(21，121)固定，其特征在于，在第二步驟中，在保護(hù)元件的端部與加熱導(dǎo)體或其輸入線路之間進(jìn)行電接觸。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該第一步驟中的機(jī)械式固定是用膠粘劑(21，121)進(jìn)行的，尤其是絕緣膠粘劑，其在加熱導(dǎo)體(15，115)的工作溫度下是穩(wěn)定和耐用的。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述膠粘劑(21，121)直接施加在支架(13，113)上并且接著在其上安置保護(hù)元件(24。124)，其中，優(yōu)選地將膠粘劑施加在加熱導(dǎo)體的電流路徑中的電路的兩個(gè)敞開的端部之間的間隙(17，117)中。
4.如前述權(quán)利要求中之一所述的方法，其特征在于，保護(hù)元件(24，124)在加熱導(dǎo)體(15，115)或者其電流路徑上的電接觸通過導(dǎo)電的接觸的和要施加的物質(zhì)尤其是銀聚合物膠(26，126)來實(shí)現(xiàn)，其中，該銀聚合物膠的干燥溫度或者硬化溫度低于保護(hù)元件的材料的熔化溫度。
5.如前述權(quán)利要求中之一所述的方法，其特征在于，保護(hù)元件(24，124)與加熱導(dǎo)體(15，115)在電流路徑上的電連接是通過保護(hù)元件與加熱導(dǎo)體的電供給線路或者加熱導(dǎo)體本身的直接的可以導(dǎo)電的連接進(jìn)行的，優(yōu)選為通過焊接。
6.如前述權(quán)利要求中之一所述的方法，其特征在于，保護(hù)元件(24，124)是長(zhǎng)形的，尤其是棒形的，其中其優(yōu)選由低熔點(diǎn)合金或者純金屬構(gòu)成并且是部件。
7.如前述權(quán)利要求中之一所述的方法，其特征在于，保護(hù)元件以粉末的形式借助于混合的有機(jī)載體作為聚合物膠進(jìn)行施加，其中，優(yōu)選地借助于撒布器或者絲網(wǎng)印刷進(jìn)行施加，尤其是聚合物膠在施加后僅被硬化。
8.如前述權(quán)利要求中之一所述的方法，其特征在于，在超溫保護(hù)裝置(11，111)的結(jié)構(gòu)上設(shè)置一層覆蓋材料，優(yōu)選是硅酮(28，128)。
9.尤其是用于加熱裝置的超溫保護(hù)裝置，其具有其上帶有加熱導(dǎo)體(15，115)的支架(13，113)，其中，加熱導(dǎo)體或者其電輸入線路配置有電流路徑，該電流路徑上具有空隙形式的中斷部(17，117)，其中，在一定溫度下可熔化的保護(hù)元件(24，124)通過預(yù)先固定部這樣地設(shè)置在該中斷部的區(qū)域中，使得該保護(hù)元件至少幾乎伸到中斷部的兩側(cè)的導(dǎo)體或者加熱導(dǎo)體上，并且附加地從側(cè)面沿著該空隙和該保護(hù)元件形成在該導(dǎo)體或者加熱導(dǎo)體之間的另一個(gè)連接(26，129)。
10.如權(quán)利要求9所述的超溫保護(hù)裝置，其特征在于，機(jī)械式預(yù)先固定是膠粘劑(21，121)，用該膠粘劑將保護(hù)元件(24，124)保持在導(dǎo)體(15，115)上或者支架(13，113)上。
11.如權(quán)利要求9或10所述的超溫保護(hù)裝置，其特征在于，保護(hù)元件(24，124)與導(dǎo)體或者加熱導(dǎo)體(15，115)上的電連接是導(dǎo)電的接觸的物質(zhì)，優(yōu)選是銀聚合物膠(26)。
12.如權(quán)利要求9或10所述的超溫保護(hù)裝置，其特征在于，在導(dǎo)體或者加熱導(dǎo)體上(15，115)上的電接觸是該導(dǎo)體或者加熱導(dǎo)體與保護(hù)元件(24，124)的某個(gè)區(qū)域的焊接連接(129)。
13.如權(quán)利要求9至12中之一所述的超溫保護(hù)裝置，其特征在于，保護(hù)元件(24，124)設(shè)置在加熱導(dǎo)體(15，115)的加熱區(qū)域中，其中，優(yōu)選地這樣構(gòu)造導(dǎo)體或者加熱導(dǎo)體與保護(hù)元件(24，124)之間的距離，使得在通過保護(hù)元件(24，124)的熔化而釋放超溫保護(hù)裝置之后，電流路徑被分開，并且尤其是分開的距離至少達(dá)到0.8毫米。
14.如權(quán)利要求9至13中之一所述的超溫保護(hù)裝置，其特征在于，保護(hù)元件(24，124)的材料是純金屬或者是低熔點(diǎn)合金，其中，合金或者金屬的熔點(diǎn)有利地與超溫保護(hù)裝置的釋放溫度相匹配。
15.如權(quán)利要求9至14中之一所述的超溫保護(hù)裝置，其特征在于，至少在保護(hù)元件(24，124)上不可拆卸地設(shè)置蓋子(28，128)，其中，該蓋子優(yōu)選具有硅酮或者由硅酮構(gòu)成。
16.如權(quán)利要求9至15中之一所述的超溫保護(hù)裝置，其特征在于，在中斷部(17，117)邊緣上的電流路徑中設(shè)置有用于接觸保護(hù)元件(24，124)的位于導(dǎo)體或者加熱導(dǎo)體(15，115)上的接點(diǎn)排(19，119)，尤其是銀觸點(diǎn)。
17.如權(quán)利要求9至16中之一所述的超溫保護(hù)裝置，其特征在于，保護(hù)元件(24，124)是成形件，尤其是長(zhǎng)形的和棒形的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種超溫保護(hù)裝置(11)，其安裝在包括加熱導(dǎo)體(15)的支架(13)上。所述加熱導(dǎo)體(15)具有中斷部(17)，其頂部通過膠粘劑(21)預(yù)先固定有錫基保護(hù)元件(24)。延伸超出加熱導(dǎo)體(15)的端部通過銀聚合物膠(26)與加熱導(dǎo)體電接觸。
文檔編號(hào)H01H37/76GK1883024SQ200480033622
公開日2006年12月20日 申請(qǐng)日期2004年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月18日
發(fā)明者M·塔費(fèi)爾納 申請(qǐng)人:E.G.O.電氣設(shè)備制造股份有限公司