特別是用于斷路器的過載脫扣器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種特別是用于斷路器的過載脫扣器（1），帶有至少兩種不同類型的金屬構(gòu)成的金屬條（2），圍繞金屬條纏繞有熱導(dǎo)體（3）。本發(fā)明的特征在于，金屬條（2）的機(jī)械的和電的連接完全或者部分地分開，這樣在完全的分開中沒有電流流經(jīng)金屬條（2）的機(jī)械的連接，而在部分的分開中，一部分電流流經(jīng)機(jī)械的連接。
【專利說明】特別是用于斷路器的過載脫扣器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種過載脫扣器，特別是用于帶有至少兩種不同類型的金屬構(gòu)成的金屬條的斷路器，圍繞金屬條纏繞有熱導(dǎo)體。
【背景技術(shù)】
[0002]此外，發(fā)動(dòng)機(jī)、或者是功率保護(hù)設(shè)備的技術(shù)特性在于，借助被纏繞的熱雙金屬檢測(cè)溫度，它布置在要監(jiān)視的電子用電設(shè)備的導(dǎo)入電流的輸入管中。
[0003]在電機(jī)的保護(hù)設(shè)備內(nèi)、特別是在斷路器內(nèi)，雙金屬條、或者是三金屬條(Trimetallstreifen)作為過載脫扣器而被使用。為了達(dá)到所希望的脫扣特征,金屬條通常要么具有加熱線圈要么具有加熱束鐵(Heizpaket)。
[0004]加熱線圈涉及金屬絲或者帶，它們圍繞雙金屬條纏繞。電絕緣體，例如玻璃纖維織物，位于雙金屬條和加熱元件線圈之間，以便避免用于雙金屬條的單個(gè)加熱線圈的短路。熱導(dǎo)體和雙金屬彼此焊接在雙金屬條的上端部。
[0005]因此在電機(jī)的保護(hù)設(shè)備內(nèi)使用熱雙金屬。如果電流流過，也就是說直接加熱，因此它們必須在設(shè)備內(nèi)不僅機(jī)械地而且電連接。這兩個(gè)連接通過熱雙金屬和金屬零件之間的焊接實(shí)現(xiàn)。熱雙金屬條利用該金屬零件固定在設(shè)備內(nèi)。同時(shí)通過金屬零件將電流引至熱雙金屬條。
[0006]在用于較高的電流的設(shè)備中，一方面由于設(shè)備加熱以及另一方面由于生產(chǎn)和設(shè)備技術(shù)阻礙的上述的問題這樣來解決，即對(duì)于金屬零件使用鍍銅了的鋼材。這種原料在一定條件下可以與熱雙金屬條很好地焊接。由于鋼成分的原因，該原料一方面是鐵磁的，因此可以集成到短路脫扣器的磁路中。另一方面，鋼成分還提供了金屬零件所要求的剛度。這樣來選擇銅鍍的厚度，使得金屬零件的電阻、從而使得在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)中它的加熱降低到所要求的程度。
[0007]在經(jīng)濟(jì)和技術(shù)方面有利的使用鍍銅的鋼帶用于金屬零件的生產(chǎn)只能到一定的限度。經(jīng)濟(jì)的限制在于材料的價(jià)格，它大約是相同尺寸的純銅帶的價(jià)格的兩倍。附加的成本增加的因素在于作為混合金屬?gòu)U料沖壓余料(StanzabfdIle)只獲得少量的收益。這導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)上的必要性，即減少結(jié)構(gòu)性的材料在裝置內(nèi)的使用和附帶產(chǎn)生的穿孔廢料。技術(shù)上鍍銅了的鋼材的使用在設(shè)備的電流范圍上限的方面由此受限，即隨著電流范圍的增大，鍍銅的厚度也必需增加。同時(shí)材料的總板料厚度應(yīng)該保持相同，這樣便不需要單獨(dú)的加工工具如沖壓彎曲工具，零件供給，安裝裝置或者焊接槍。這樣做的結(jié)果是材料內(nèi)的鋼成分減少。這在連接金屬零件和熱雙金屬條時(shí)導(dǎo)致一定的限度問題。此外，金屬零件失去用于足夠的機(jī)械的固定熱雙金屬條的剛性。對(duì)于帶有短路脫扣器的設(shè)備，例如斷路器，金屬零件內(nèi)的少量的鋼成分導(dǎo)致脫扣線圈的磁路內(nèi)的功能減弱。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]因此，本發(fā)明的目的在于提供一種過載脫扣器，特別是對(duì)于較高的電流范圍實(shí)現(xiàn)優(yōu)化的熱預(yù)算(Wiirmehaushalt)。
[0009]該目的通過一種帶有權(quán)利要求1的特征的過載脫扣器來實(shí)現(xiàn)?？蓡为?dú)使用或者彼此組合使用的有利的設(shè)計(jì)和改進(jìn)是從屬權(quán)利要求的對(duì)象。
[0010]根據(jù)本發(fā)明，該目的通過一種特別是用于斷路器的過載脫扣器來實(shí)現(xiàn)，帶有至少兩種不同類型的金屬構(gòu)成的金屬條，圍繞金屬條纏繞有熱導(dǎo)體。本發(fā)明的特征在于，金屬條的機(jī)械的或者電的連接完全或者部分地分開，這樣在完全的分開中沒有電流流經(jīng)金屬條的機(jī)械的連接，而在部分的分開中，一部分電流流經(jīng)金屬條的機(jī)械的連接。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的方案在這里在于，金屬條、特別是熱雙金屬條的機(jī)械的或者電的連接是分開的。因此，一方面實(shí)現(xiàn)優(yōu)化的熱預(yù)算，而另一方面實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)技術(shù)的和設(shè)備技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明，機(jī)械的或者電的連接的分開可以完全地或者部分。在完全的分開中沒有電流流經(jīng)熱雙金屬條的機(jī)械的連接，在部分的分開中，一部分電流流經(jīng)該機(jī)械的連接。通過根據(jù)本發(fā)明的兩種連接的分開，消除了用于機(jī)械的或者電的要求的折衷方案的必要性。相應(yīng)的連接由此可以被優(yōu)化。
[0012]機(jī)械的連接和熱雙金屬條在裝置內(nèi)的固定優(yōu)選地通過簡(jiǎn)單的鋼件來實(shí)現(xiàn)。由于材料配對(duì)，鋼件和熱雙金屬條之間的焊接基于材料的結(jié)合(Werkstoffpaarung)的能夠以簡(jiǎn)單的方式實(shí)現(xiàn)。通過焊接，在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)沒有電流流過。通過鋼件熱雙金屬條被準(zhǔn)確地機(jī)械地固定在斷路器的上部。
[0013]熱雙金屬條的電的連接根據(jù)本發(fā)明直接執(zhí)行，也就是說沒有電流導(dǎo)向經(jīng)過金屬零件，該金屬零件機(jī)械地連接熱雙金屬條。配電儀表的電流路徑內(nèi)的電流導(dǎo)向通常通過銅導(dǎo)線來實(shí)現(xiàn)。該銅導(dǎo)線根據(jù)本發(fā)明直接與熱雙金屬條連接。帶有小的橫截面的銅導(dǎo)線可以直接與熱雙金屬條焊接。帶有大的橫截面的銅導(dǎo)線不容易與熱雙金屬條焊接。帶有大的橫截面的銅導(dǎo)體在一定條件下可以釬焊在熱雙金屬條上。這可以通過一個(gè)對(duì)此合適的熔劑和焊劑來實(shí)現(xiàn)。
[0014]將銅導(dǎo)線釬焊在熱雙金屬條上的另一種方法是，首先至少局部地在熱雙金屬條上產(chǎn)生以無修整(nacharbeitsfreien)的焊劑能夠焊接的表面。在那里銅導(dǎo)線可以被焊接。為了在熱雙金屬條上產(chǎn)生這樣能夠焊接的表面有不同的做法。對(duì)于三金屬條，銅芯線位于內(nèi)部，它可以暴露出來，三金屬條的表面可以重熔至銅芯線，合適的薄板可以被焊接或者熱雙金屬條的表面可以被鍍銅。
[0015]對(duì)于用于較高的電流范圍的配電儀表，幾乎只使用所謂的三金屬用于金屬條的制造。該三金屬具有銅芯線，所述銅芯線布置在活性側(cè)(Aktivseite)和鈍化側(cè)(Passtivseite)之間。通過活性側(cè)和鈍化側(cè)的局部的去除,銅芯線可以通過例如統(tǒng)削、拉肖IJ、磨削或者其他的加工工藝暴露出。由此產(chǎn)生銅表面。
[0016]如果三金屬的表面重熔地足夠強(qiáng)，銅芯線中的銅嵌入在活性側(cè)或者鈍化側(cè)。由此銅也位于表面上，這樣可以在那里被釬焊。重熔可以通過例如激光光束來實(shí)現(xiàn)。
[0017]借助薄板也同樣可以在熱雙金屬條上產(chǎn)生可釬焊的表面。該薄板有這一特性，即它既可以與熱雙金屬條熔焊，又可以與銅導(dǎo)體釬焊。薄板要么由同種材料，例如黃銅或者青銅組成，要么由多層的材料，例如涂覆銅的鋼組成。在涂覆銅的鋼的情況下，薄板以帶鋼側(cè)焊接在熱雙金屬條上。銅導(dǎo)線可以釬焊或者以其他方式連接在位于外部的涂覆銅的一側(cè)上。[0018]通過熱雙金屬表面的完全的或者局部的鍍銅，可以產(chǎn)生可釬焊的表面。鍍銅可以借助不同的方法來實(shí)現(xiàn):可能的是，用于熱雙金屬條的原材料鍍銅或者電鍍地涂覆至少10 μ m的銅。還可能的是，經(jīng)過沖壓的熱雙金屬條在纏繞前電鍍地涂覆至少10 μ m的銅。還可以想象的是，經(jīng)過沖壓的熱雙金屬條在纏繞前通過所謂的冷氣噴射涂覆至少10 μ m的銅。
[0019]本發(fā)明在于，配電儀表內(nèi)的熱雙金屬條的機(jī)械的和電的連接在電流流過的熱雙金屬條時(shí)分開。因此可能的是，導(dǎo)電良好的材料與熱雙金屬直接連接。用于熱雙金屬條的機(jī)械的連接的金屬零件可以為了它的機(jī)械的和磁功能而優(yōu)化。它可以設(shè)計(jì)為低成本的鋼材部件，因而同時(shí)開啟熱雙金屬的剛性的固定的可能性。這從設(shè)備技術(shù)的角度來看是有意義的?？梢允褂昧己玫目勺詣?dòng)化的激光焊接方法用于熱雙金屬條與固定的鋼材部件的連接，從而降低了制造成本。因?yàn)樵撨B接沒有通電，對(duì)焊接的橫截面的要求較低。這對(duì)加工技術(shù)和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生積極影響。在熱雙金屬條內(nèi)的實(shí)際的直接的電流導(dǎo)向不需要加入另一個(gè)金屬零件，為電阻的減小以及從而減少熱雙金屬條外的電流路徑內(nèi)的加熱做出重要貢獻(xiàn)。這在設(shè)備技術(shù)上具有較大意義，因?yàn)榛谑褂谜咚谕呐潆妰x表內(nèi)的增加的功率密度，保持允許的加熱顯示出挑戰(zhàn)。熱雙金屬條在配電儀表內(nèi)的機(jī)械和電的連接的分開實(shí)現(xiàn)昂貴的鍍銅材料的節(jié)省。此外可以改進(jìn)電的連接。這導(dǎo)致更大的焊接了、承載電流的橫截面，這樣提高了短路電流和過載電流時(shí)的安全性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]接下來借助實(shí)施例以及借助附圖闡述本發(fā)明的其他的優(yōu)點(diǎn)和實(shí)施方案。附圖中示意性地示出:
[0021]圖1在前視圖中的帶有熱導(dǎo)體繞組的金屬條組成的過載脫扣器，特別是用于帶有金屬條的機(jī)械的和電的分開的連接的斷路器；
[0022]圖2在側(cè)視圖中的根據(jù)圖1的過載脫扣器；
[0023]圖3在前視圖中的金屬條，特別是帶有暴露的銅芯線的三金屬條；
[0024]圖4在側(cè)視圖中的根據(jù)圖3的金屬條；
[0025]圖5在前視圖中的帶有重熔的表面的金屬條；
[0026]圖6在側(cè)視圖中的根據(jù)圖5的金屬條；
[0027]圖7在前視圖中的金屬條，特別是帶有同種材料組成的焊接的薄板的熱雙金屬條;
[0028]圖8在側(cè)視圖中的根據(jù)圖7的金屬條；
[0029]圖9在前視圖中的金屬條，特別是帶有多層的材料組成的焊接的薄板的熱雙金屬條;
[0030]圖10在側(cè)視圖中的根據(jù)圖9的金屬條。
【具體實(shí)施方式】
[0031]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的帶有金屬條2和熱導(dǎo)體繞組3的過載脫扣器I。金屬條2優(yōu)選地設(shè)計(jì)為熱雙金屬條，并通過焊接點(diǎn)(Schwei β ung)4與熱導(dǎo)體繞組3連接。在金屬條2和熱導(dǎo)體繞組3之間布置絕緣套5。金屬條2通過金屬零件6機(jī)械地固定。金屬條2的連接設(shè)計(jì)為通過導(dǎo)電體7、特別是通過銅導(dǎo)體的電的連接。電流連接可以設(shè)計(jì)為例如通過焊接的薄板8。電流導(dǎo)向9經(jīng)過導(dǎo)電體7和焊接的薄板8進(jìn)入金屬條2。
[0032]圖2是從側(cè)面展示了根據(jù)圖1的過載脫扣器I。在該圖示中出現(xiàn)借助焊接點(diǎn)10的用于金屬條2在金屬零件6上的機(jī)械的連接的連接點(diǎn)以及通過焊接點(diǎn)或者是釬焊點(diǎn)11的導(dǎo)電體7和焊接的薄板8之間的電的連接。
[0033]在圖3中示出金屬條2，特別是帶有暴露的銅芯線12的三金屬條。對(duì)于用于較高的電流范圍的配電儀表，幾乎只使用所謂的三金屬用于熱金屬條的制造。該三金屬具有銅芯線，銅芯線布置在熱金屬條的活性側(cè)和鈍化側(cè)之間。通過活性側(cè)和鈍化側(cè)的局部的去除，銅芯線可以通過銑削、拉削、磨削或者其他的加工工藝暴露出。由此產(chǎn)生銅表面。
[0034]在圖4中示出了在側(cè)視圖中的圖3的金屬條2。圖4示出了作為三金屬條的實(shí)施方式中的金屬條2。三金屬條包括鈍化側(cè)13，活性側(cè)14以及銅芯線15，它布置在鈍化側(cè)13和活性側(cè)14之間。從活性側(cè)14暴露出的位置位于三金屬條的端部上，該位置展示了暴露的銅芯線12。
[0035]在圖5中，金屬條2同樣設(shè)計(jì)為三金屬條,它在端部具有一個(gè)重熔的表面16。如果三金屬的表面重熔地足夠強(qiáng)，銅芯線15中的銅嵌入在活性側(cè)14或者鈍化側(cè)13內(nèi)。由此銅也位于該表面上，這樣可以在那里被釬焊。重熔可以通過例如激光光束來實(shí)現(xiàn)。
[0036]在圖6中在側(cè)視圖中示出了根據(jù)圖5的金屬條2。從側(cè)視圖中得知，三金屬條的表面重熔至銅芯線。
[0037]圖7示出了金屬條2，特別是帶有焊接的薄板8的熱雙金屬條。借助該薄板可以在熱雙金屬條上產(chǎn)生可釬焊的表面。該薄板有這一特性，即它既可以與熱雙金屬條熔焊，又可以與銅導(dǎo)線釬焊。薄板8要么由同種材料，例如黃銅或者青銅組成，要么由多層的材料，例如涂覆銅的鋼組成。在涂覆銅的鋼的情況下，薄板8以帶鋼側(cè)焊接在熱雙金屬條上。銅導(dǎo)線可以釬焊或者以其他方式連接在位于外部的涂覆銅的一側(cè)上。
[0038]在圖8中是根據(jù)圖7的帶有同種材料組成的薄板的實(shí)施例的側(cè)視圖。
[0039]在圖9中示出了金屬條2，特別是帶有由多層的材料組成的焊接的薄板17的熱雙金屬條。多層的材料可以是例如涂覆銅的鋼。在涂覆銅的鋼的情況下，薄板以帶鋼側(cè)焊接在熱雙金屬條上。銅導(dǎo)線可以釬焊或者以其他方式連接在位于外部的涂覆銅的一側(cè)上。圖10示出了在側(cè)視圖中的實(shí)施例。
[0040]本發(fā)明在于，配電儀表內(nèi)的熱雙金屬條的機(jī)械的和電的連接在電流流過的熱雙金屬條時(shí)分開。因此可能的是，導(dǎo)電良好的材料與熱雙金屬直接連接。用于熱雙金屬條的機(jī)械的連接的金屬零件可以為了它的機(jī)械的和磁功能而優(yōu)化。它可以設(shè)計(jì)為低成本的鋼材部件，因而同時(shí)開啟熱雙金屬的剛性的固定的可能性。這從設(shè)備技術(shù)的角度來看是有意義的。可以使用良好的可自動(dòng)化的激光焊接方法用于熱雙金屬條與固定的鋼材部件的連接，從而降低了制造成本。因?yàn)樵撨B接沒有通電，對(duì)焊接了的橫截面的要求較低。這對(duì)生產(chǎn)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生積極影響。在熱雙金屬條內(nèi)的實(shí)際的直接的電流導(dǎo)向不需要加入另一個(gè)金屬零件，為電阻的減小以及從而減少熱雙金屬條外的電流路徑內(nèi)的加熱做出重要貢獻(xiàn)。這在設(shè)備技術(shù)上具有較大意義，因?yàn)橛捎谑褂谜咚谕呐潆妰x表內(nèi)的增加的功率密度，保持允許的加熱顯示出挑戰(zhàn)。熱雙金屬條在配電儀表內(nèi)的機(jī)械和電的連接的分開實(shí)現(xiàn)昂貴的鍍銅材料的節(jié)省。此外可以改進(jìn)電的連接。這導(dǎo)致更大的焊接了的、承載電流的橫截面，這樣提高了短路電流和過載電流時(shí)的安全性。
【權(quán)利要求】
1.一種特別是用于斷路器的過載脫扣器(1)，帶有至少兩種不同類型的金屬構(gòu)成的金屬條(2)，圍繞所述金屬條纏繞有熱導(dǎo)體(3)，其特征在于，所述金屬條(2)的機(jī)械的和電的連接完全或者部分地分開，從而在完全的分開中沒有電流流經(jīng)所述金屬條(2)的所述機(jī)械的連接，而在部分的分開中，一部分電流流經(jīng)所述機(jī)械的連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過載脫扣器(1)，其特征在于，所述金屬條(2)的所述機(jī)械的連接通過焊接形成在金屬零件(6)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的過載脫扣器(1)，其特征在于，所述電的連接通過導(dǎo)電體(7)形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的過載脫扣器(I)，其特征在于，所述金屬條(2)形成為帶有銅芯線(15)的三金屬條，所述銅芯線布置在活性側(cè)和鈍化側(cè)(14，13)之間，其中通過所述活性側(cè)或者所述鈍化側(cè)(14，13)的局部的去除，所述銅芯線(15)能暴露出來。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的過載脫扣器(I)，其特征在于，形成為所述三金屬條的所述金屬條(2)通過由所述活性側(cè)或鈍化側(cè)(14，13)構(gòu)成的表面的重熔，在所述表面內(nèi)具有或者是嵌入所述銅芯線(15)中的銅。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的過載脫扣器(I)，其特征在于，所述重熔設(shè)計(jì)為激光光束合金化的形式。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的過載脫扣器(1)，其特征在于，所述金屬條(2)通過既能夠熔焊、又能夠釬焊的薄板(8)電連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的過載脫扣器(1)，其特征在于，所述薄板(8)由黃銅或者青銅或者涂覆銅的鋼形成。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的過載脫扣器(1)，其特征在于，所述金屬條(2)具有鍍銅的表面。
【文檔編號(hào)】H01H71/16GK103620723SQ201280030062
【公開日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2012年6月20日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月5日
【發(fā)明者】安德烈亞斯·杜爾, 克薩韋爾·勞梅爾, 伯恩哈德·勒施 申請(qǐng)人:西門子公司