溫度保護裝置和電路裝置制造方法
【專利摘要】溫度保護裝置(1)用于電源電路中使電源電路免于發(fā)熱，包括第一接觸元件(5)和第二接觸元件(10)，它們通過各自的端部(7、12)互連，并以這樣的方式設計：在超過極限溫度時，所述第一和第二接觸元件(5、10)的互連的端部(7、12)因兩個端部(7、12)之間的機械預拉伸而彼此分離，電路因此而斷開，其中接觸元件(5、10)的至少端部(7、12)具有比純銅高的再結(jié)晶溫度的材料。
【專利說明】溫度保護裝置和電路裝置

【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種熱保護裝置，用于電路中使電路免于發(fā)熱。本發(fā)明還涉及一種電路裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]本發(fā)明涉及一種熱保護裝置，用于電氣設備的電路中，特別是用于機動車領域的電動馬達中的一次性熱保護裝置。
[0003]對于機動車領域中使用的許多電動馬達，熱保護裝置是基于所謂的焊接扼流圈而使用的。為簡單起見，熱保護裝置在下面也被稱為熱保護器，這種類型的電動馬達可以是，例如冷卻風扇馬達或空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的馬達。所述焊接扼流圈基本上具有本領域技術(shù)人員已知的消除干擾的扼流圈的功能。這種類型的消除干擾的扼流圈，在很大程度上阻止了以不希望的方式出現(xiàn)的可損壞馬達中的電子元件的電壓尖峰。
[0004]通常，所述扼流圈基本上是由導線材料組成的螺旋彈簧的形式，即一個或多個導線部分，導線材料斷裂的點通常是螺旋彈簧的縱向方向的中心，并且導線部分的端部使用焊接材料來彼此偏置(bias)焊接，該導線部分的端部在本申請中也通常被稱為串聯(lián)連接的接觸元件。扼流圈被布置在電動馬達的電路中，并具有消除電路中的干擾的功能和保護電子組件免受不希望的溫度增加的功能，例如由于過高的電流或過高的環(huán)境溫度。
[0005]如果達到所確定的極限溫度，將兩個導線部分的端部電連接的焊接材料會熔化。由于兩個導線部分的端部存在機械偏置，兩個先前焊接的導線部分的端部彈開并且電路斷開。由于電路目前機械分離，自然不能再自己閉合，這也被稱作一次性的熱保護器。
[0006]本發(fā)明的范圍內(nèi)考慮的熱保護器主要用于防止火災。因此，根據(jù)本發(fā)明的熱保護器，可以用于比如僅用于保護電子元件的常規(guī)裝置的極限溫度更高的極限溫度。但是由大量純銅制成的機械偏置的扼流圈不可能達到所述更高的極限溫度，尤其是大于120°C。這種情況是，因為在120°C的溫度下純銅材料已經(jīng)開始再結(jié)晶，并因此失去了機械偏置。
[0007]當在相對較長的一段時間內(nèi)觀察，這一段時間最好大致對應于其中安裝所述熱保護器的馬達的壽命，該扼流圈用作熱保護器達到確定的溫度極限，這是依賴于導線材料。但是如果該溫度極限超過了一定的時間周期，該組件，即指扼流圈，在其熱保護方面的功能的可靠性降低。這是因為，隨后在導線材料中發(fā)生了再結(jié)晶，其觸發(fā)了材料，通常是銅材料的熱致機械釋放。這個釋放不利于降低在焊接點的這兩個導線部分的端部的不可逆的方式的機械偏置，并且由于導線部分的端部不再具有所需的機械偏置，即使在焊接材料熔化后，在某些情況下因此不再能充分地電隔離焊接點。
[0008]隨著最近生效的歐洲范圍內(nèi)的對使用含鉛的焊接材料的禁令，與此同時，含銀的焊接材料的使用增加，含銀的焊接材料具有相對高的熔融溫度，這是由銀的特性的原因而產(chǎn)生的。焊接的扼流圈或?qū)Ь€材料直到焊接材料熔化也受到相對高的溫度，并且這不利于加速銅材料的熱致機械釋放，以使扼流圈因此不再能被可靠地用作熱保護器。
[0009]為了完整起見，應該提到的是，為了加大由于該線圈的形狀而產(chǎn)生電磁場，從而增加消除干擾的功能，扼流圈可包含由螺旋繞組形成在其中的空腔中的至少一個扼流圈鐵心。然而扼流圈鐵心，對作為熱保護器的功能沒有影響。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明所解決的問題是，提供用于電路的改進的熱保護器。
[0011]根據(jù)本發(fā)明，這個問題由具有權(quán)利要求1的特征的熱保護裝置和具有權(quán)利要求10的特征的電路裝置來解決。
[0012]以下內(nèi)容因此被提供:
[0013]-一種熱保護裝置，用于在電路中使電路免于發(fā)熱，包括第一接觸元件和第二接觸元件，它們通過各自的端部相互連接，并被形成為在超過極限溫度時使得第一和第二接觸元件(5、10)的各自互連的端部(7、12)因兩個端部(7、12)之間的機械偏置而彼此分離，且電路因此而斷開，其中所述接觸元件的至少端部包括具有比純銅高的再結(jié)晶溫度的材料。
[0014]-一種電路裝置，包含一電路，并包括根據(jù)本發(fā)明的熱保護裝置，該熱保護裝置在電路的電流路徑中串聯(lián)連接。
[0015]可以理解本發(fā)明的組成基礎在于使用一種用于扼流圈的可替代的基體材料，即指導線材料，其具有增加的再結(jié)晶溫度。這是通過在純銅中加入少量其他金屬進行合金化，因此生成低合金銅材料而實現(xiàn)。這種類型的低合金銅材料提高了再結(jié)晶溫度，因此使用這種類型的基體材料，使用具有相對高的熔點的焊料，如含銀焊料，在高溫下以功能上可靠的方式的焊接扼流圈是可能的。
[0016]此外，有益之處在于元件，即扼流圈或者扼流圈安裝在其中的馬達的環(huán)境溫度的增加，也是可能的。
[0017]有利的實施例和研發(fā)，從附加的從屬權(quán)利要求以及從參照附圖的圖示的描述中顯現(xiàn)。
[0018]優(yōu)選地，第一接觸元件和第二接觸元件的各自的端部通過焊料材料被電氣地和機械地互連。
[0019]在第一種結(jié)構(gòu)中，所有的接觸元件包括具有比純銅高的再結(jié)晶溫度的材料。
[0020]在進一步的構(gòu)造中，導線部分分別包括下列材料中的一種:銅合金、低合金銅、具有銀作為合金成分的低合金銅、具有0.1 %的銀含量的銅合金。具有不同銀含量的銅合金當然也是可能的。在這種情況下各種構(gòu)造中的材料相對于它們的導電率也是不同的，使得材料可以根據(jù)所期望的用途來選擇。如果需要高的導電率，主要具有低合金銅的銅合金是有利的。因為由于銀造成溫度負載容量也比較高，與銀合金化的作為主體的銅與純銀具有相同的導電率范圍，因此這是有利的。
[0021]在一個優(yōu)選結(jié)構(gòu)中，第一接觸元件和/或第二接觸元件中的每一個都形成為導線部分，導線部分形成為線圈方式的扼流繞組。優(yōu)選地，至少一個扼流圈鐵心被布置在形成為扼流繞組的導線部分中。
[0022]在進一步優(yōu)選的結(jié)構(gòu)中，端部被形成為從大致平行延伸的線圈突出的部分，從而更容易使端部彼此連接。
[0023]在進一步的優(yōu)選結(jié)構(gòu)中，接觸元件的一個或兩個彼此電親合和/或所述接觸元件的端部中的每一個都是片簧的形式。
[0024]在進一步優(yōu)選的結(jié)構(gòu)中，電路包含一個電動機器，特別是用于機動車輛的電動馬達。該電動機器的通電負載路徑是例如與電路的電流路徑和熱保護裝置串聯(lián)布置。
[0025]上述實施例和研發(fā)，可以以任何可想到的方式組合，只要這是合理的。進一步可能的配置、研發(fā)和本發(fā)明的用途也包括本發(fā)明的特征的組合，特別是材料，如先前或如下文所述的，即使沒有明確說明。在這種情況下，本領域的技術(shù)人員會更特別地對本發(fā)明的各自的基本形式增加各個方面的改進或添加。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]下面在附圖中示意圖示的指定的實施例的基礎上，更詳細地解釋本發(fā)明，其中:
[0027]圖1是根據(jù)本發(fā)明的扼流圈的側(cè)視圖；以及
[0028]圖2是圖1的扼流圈的立體圖。
[0029]附圖意在傳達本發(fā)明的實施例的進一步的理解。它們顯示出的實施例，與說明書一起，闡明本發(fā)明后面的原理和概念。其他實施例和很多提到的優(yōu)點，參照附圖是清楚的。附圖中的元件不一定是按比例示出的。
[0030]在附圖中，相同的元件、特征和部件，或提供相同的功能和具有相同的效果那些內(nèi)容，在每種情況下被提供相同的參考標記，除非另有規(guī)定。

【具體實施方式】
[0031]圖1示出了形成為扼流線圈或扼流圈I的熱保護器。扼流圈I包括第一接觸元件5和第二接觸元件10。在圖1所示的例子中，接觸元件5、10被示出為導線部分，它們分別以螺旋的方式形成為線圈。
[0032]接觸元件或?qū)Ь€部分5和10分別具有端部6和11，它們指向遠離線圈(以下在每種情況下被稱為第二端部)和被耦合到電路的連接點(此處未示出)。
[0033]此外，導線部分5和10分別具有大約在中心基于扼流圈I的縱向方向(在圖1中由中心虛線15示出)遠離扼流圈I (在實施例中所示，基于圖1向上)延伸的端部7和12 (以下在每種情況下被稱為第一端部)。端部7和12緊靠彼此，并且彼此確實機械偏置，端部7和12具有在相反的方向上彼此遠離地移動的傾向。
[0034]端部7、12現(xiàn)在都用焊接材料(未示于圖1)在端部7、12之間的焊接點25電氣地和機械地相互連接。端部7、12彼此焊接的方式不作詳細說明，因為這是公知的。端部7、12之間的提供本發(fā)明意義內(nèi)的目的的其他類型的連接也是可以想到的。
[0035]若現(xiàn)在在焊接點25的溫度增加，無論是由于流過扼流圈I的電流增加或是由于環(huán)境溫度升高，該端部7、12之間的焊接材料熔化，并且由于所述端部7、12之間的機械偏置，端部7、12彼此遠離地移動，從而使流過扼流圈I的電流被中斷。
[0036]為完整起見，也注意到，導線部分5、10通常包括一外絕緣層，但是用于產(chǎn)生其間的電接觸的端部7、12是裸露的。這樣就保證了在焊接點25彈開時，電流就不會繼續(xù)流過相鄰的扼流繞組。
[0037]為了防止導線部分5、10的材料因超過取決于材料的一定溫度持續(xù)發(fā)熱而再結(jié)晶，這會如上面已經(jīng)指出的，導致導線部分5、10的材料的熱致機械釋放，導線部分5、10由以下材料的一種組成:銅合金、低合金銅、由銀作為合金成分的低合金銅或具有0.1%的優(yōu)選銀含量的銅合金，不同的含銀量也可以想到，或者具有比純銅高的再結(jié)晶溫度的材料。使用這種類型的導線部分的材料，還能夠使用具有相對高的熔點的焊料，如含銀焊料，以在功能上可靠的方式產(chǎn)生焊接點。
[0038]盡管未明確示出，接觸元件5、10和/或它們的要被互連的兩端各自也可以是片簧的形式，接觸元件每個包括一個或多個上述的材料。接觸元件的相應的端部之間的焊接點以上面所解釋的類似的方式產(chǎn)生。
[0039]為了更好地理解，圖2示出了圖1的扼流圈I，但在三維視圖中，它與圖1的扼流圈I的結(jié)構(gòu)沒有任何差異。
[0040]圖1和圖2中的視圖以舉例的方式給出，并且不是按比例的，所以圖1和圖2的視圖不應該被視為根據(jù)相對的尺寸和測量的限制。
[0041]雖然本發(fā)明已通過優(yōu)選實施例的方式如上被充分描述，但并不限于上述內(nèi)容，而是可以以多種方式進行修改。
[0042]因此，本發(fā)明不僅適用于機動車輛領域，也可以有利地應用在任何希望的應用領域，其中電氣設備需要一次性熱保護器。
[0043]參考標記的列表
[0044]I 扼流圈、扼流線圈、熱保護器
[0045]5 第一接觸元件/導線部分
[0046]6 第一接觸元件/導線部分的第一端部
[0047]7 第一接觸元件/導線部分的第二端部
[0048]10第二接觸元件/導線部分
[0049]11第二接觸元件/導線部分的第一端部
[0050]12第二接觸元件/導線部分的第二端部
[0051]15 中心線
[0052]17線圈腔
[0053]20扼流圈鐵心
[0054]25焊接點
【權(quán)利要求】
1.一種熱保護裝置(I)，用于電路中使電路免于發(fā)熱，包括第一接觸元件(5)和第二接觸元件(10)，它們通過各自的端部(7、12)互連，并被形成為在超過極限溫度時使得第一和第二接觸元件(5、10)的各自互連的端部(7、12)因兩個端部(7、12)之間的機械偏置而彼此分離，且電路因此而斷開，其中接觸元件(5、10)的至少端部(7、12)包括具有比純銅高的再結(jié)晶溫度的材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第一接觸元件(5)和第二接觸元件(10)的各自的端部(7、12)通過焊接材料電氣地和機械地互連。
3.根據(jù)前面任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，所有的接觸元件(5、10)包括具有比純銅高的再結(jié)晶溫度的材料。
4.根據(jù)前面任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，所述接觸元件(5、10)由低合金銅，特別是具有銀作為合金成分的低合金銅構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述接觸元件(5、10)由銅合金，特別是具有0.1 %的銀含量的銅合金構(gòu)成。
6.根據(jù)前面任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，所述第一接觸元件(5)和/或第二接觸元件(10)中的每一個都形成為導線部分(5、10)，導線部分(5、10)以線圈的形式形成為扼流繞組(5、10)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，至少一個扼流圈鐵心(20)被布置在形成為扼流繞組(5、10)的導線部分(5、10)中。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的裝置，其特征在于，所述端部(7、12)形成為從大致平行延伸的線圈突出的部分。
9.根據(jù)前面任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，彼此電耦合的所述接觸元件(5、10)中的一個或兩個和/或所述接觸元件的第一端部(7、12)中的每一個都是片簧的形式。
10.—種電路裝置，包括電路和包括根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項所述的熱保護裝置(I)，熱保護裝置(I)在所述電路的電流路徑中串聯(lián)布置。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電路裝置，其特征在于，所述電路包括電動機，特別是用于機動車輛的電動馬達，所述電動馬達的通電負載路徑與所述電路和所述熱保護裝置(I)的電流路徑串聯(lián)地布置。
【文檔編號】H01H37/76GK104471666SQ201380015142
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年3月19日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月19日
【發(fā)明者】烏韋·哈特曼 申請人:博澤沃爾茲堡汽車零部件有限公司