专利名称：用于加热可应用于断开保护开关的双金属件的加热元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于加热双金属件的加热元件，该双金属件可 用于断开保护开关，特别是线路保护开关或断路器。
背景技术：
例如在建筑物布线技术中应用保护开关，以便于在发生过高的 电流时将流通电流的线路切换到无电流。保护开关例如是线路保护 开关或断路器。
为了热断开{呆护开关而应用7又金属4牛，线^各电流:流经该^又金属 件。通过线^各电流在双金属件中转换的欧姆功率致4吏双金属件变 热。基于两种金属组成部分的不同的热膨胀系数，这种变热造成双 金属的弯曲。双金属件参照锁扣机构的连4妄这样设置，即由于其随
着温度升高而增大的变形在预定的断开温度时解除该连^:。在此，
断开温度与由i殳备制造商给出的额定电流相》十应，该额定电流是4軒 量保护开关设备的断开灵敏度的尺度。
在4交小的额定电流时，因为对于所需要的加热来it必要的电阻 不能或很难被实现，所以在受限的安装空间中实际上不可能只通过 电流流通来直接加热双金属件。因此，通常在具有專交小的额定电流 的热断电器中，^睹助于与双金属件导热连4妄的加热元4牛，例如4昔助 安装在外部的加热线圈来直接加热双金属件。此外，双金属件必须
通过绝缘材料与加热元件分开。这种直接被加热的双金属件安装复 杂并且成本相应寿交高。
为了电连"^妄加热元件，加热元件通常^f昔助于与导体(例如铜丝) 焊接来连接。加热元件由具有较高的铝、铬或锰成分的材料构成， 因而难以焊接。因为例如铝会在加热元件的表面上聚集并且对焊接 过程产生不利影响，所以在焊接时实现的加热元件和导体之间的连 接的牢固性非常不稳定。
发明内容
本发明的目的在于，提出一种有利的加热元件，其可以与导体 这样连接，即连接牢固性与在焊接时相比具有较小的不稳定性。特 别是加热元件可以低成本地制造。
该目的通过根据权利要求1的加热元件来实现。
本发明的有利的设计方案和改进方案由从属权利要求给出。
根据本发明的用于加热双金属件的加热元件，该双金属件可应 用于断开保护开关，特别是一种线路保护开关或断路器，该加热元 ^牛具有至少一个在加热元件上一体成型的固定区i或，该固定区i或具
有至少一个固定^反，该固定板这样变形，即4吏得导体可以固定在该 固定区域中。
固定区域和固定板形成一个巻曲接口 ，导体可以^皮包裹固定在 该巻曲接口中。导体可以在固定区域中通过至少一个固定板的变形
而#:巻压。通过巻压在加热元^f牛和乂又金属卩牛之间形成稳、定的导电连 接。通过例如由巻曲工具的形状而提供的压力，连接的牢固性仅具 有很小的不稳定性。另外，通过巻曲接口在加热元件上的一体成型，
相比于例如通过^f吏用单独在导体和力口热元4牛上用于巻压而巻起的 圏环所实现的连接，可以产生成本更为低廉的连接。
优选地，加热元件设计为板沖裁弯曲件(Blech-Stanz-Biegeteil )。 通过由板材冲裁成基本形状并随后弯曲成中间形状，可以特别简单 和成本〗氐i也制造加热元件。冲裁而成的加热元件例如可以这才羊弯 曲，即优选两个固定才反和固定区i或形成一个圏环形的^L,导体可以 插入到该孔中并且通过固定板的变形而被固定。
优选地，加热元件在固定区域之外具有其它固定4反，借助于其 它固定4反，加热元件可以固定在双金属件上。双金属件和加热元件 可以通过其它固定板的相应变形彼此导热连接。
通过加热元件和双金属件的连接以及对导体的巻压，加热元件 从中间形状过渡到最终形状。
在保护开关中使用加热元件是有利的。
保护开关例如可以理解为线路保护开关、断路器、电信保护开 关或i殳备保护开关。当然，加热元件也可以在FI/LS开关中4吏用， 也就是在故障电流和线蹈"床护开关的组合中〗吏用。
保护开关的优选实施例具有根据本发明的加热元件，即加热元 件沿着双金属件j殳置，并且该加热元件Hf叉在加热元件的第一端部
上与双金属件的第 一端部导电连4妾，双金属件和加热元件之间这才羊
设置有电绝缘材料，即双金属件和加热元件之间的电流流通仅4又通
过两个第一端部来实现。
通过电绝續j才并牛确<呆电流完全流经加热元4牛，乂人而加热元件4皮 整体上加热。另外在加热元4牛和只又金属4牛之间的4专导连4妄可以实
现，双金属件至少部分地-故电流流经，进而也可以额外地通过这种
电流流通而寻皮力口热。在此，电流流通不<又可以乂人双金属4牛;;危动到力口 热元件中，也可以在相反的方向上进4亍。
为了尤其在较低的额定电流时实现双金属件尽可能快速和均 匀的受热，当保护开关的电流流通部分如此相互连接时存在的优点 在于，即通过保护开关输送的电流首先从双金属件的第二端部输送 到双金属件的第一端部，该电流通过导电连4妄^皮输送到加热元件的 第 一端部中，并且该电流/人那里4又在加热元件中在双金属件的第二 端部的方向上被输送并继续输送到加热元件的固定区域中，最后通 过导体从加热元件中输送出去。
以这种方式，双金属件首先几乎在其全部长度(即从第二端部
到第一端部)上由纟寺监测的电流流经，并JU妄下来加热元件在其全 部长度上由4寺监测的电流流经。双金属件由此几乎在其全部长度上 直4妻通过流经双金属的电流来加热，并且还通过加热元件来加热。 优选地，双金属件以其长度的大部分(例如大于50%)与加热元件 导热连接。从而在低额定电流时也可以实现尽可能有效的加热，进 而可以可靠;也断开4呆护开关。
有利方面在于，保护开关中的电流流通也可以以相反的方向首 先通过加热元件1且随后通过双金属件7来实现。
当加热元件和导体以另 一方式和方法例如借助于分离的圏环 通过焊接或巻压彼此连接时，电流流通当然也可以以有利的方式通 过双金属部件和加热元件来实现。
本发明随后将根据在附图中示出的多个实施例来详细说明。示
出了
图1是由板材冲裁而成的加热元件，
图2是图1中的加热元件在弯曲过程之后的侧3见图，
图3是已弯曲的加热元件的相对于图2的侧一见图以90。翻转的 侧一见图，
图4是沿着弯曲加热元件的纵轴的观察到的示意图，
图5是已弯曲的在双金属件上固定并且与导体连接的加热元件 的侧一见图。
具体实施例方式
相同的参照标识在附图中表示相同的部件。
图1示出了由一块板材冲裁而成的加热元件1。该板材由电阻 材料(例如一种4各铝合金)构成，该材料可以在4交低的温度时具有 较高的欧姆电阻。加热元件l在冲裁后具有一个平滑的基本形状并 且具有第一端部5及由具有两个固定板2'、 2"的固定区域2形成的 第二端部。在第一端部5的下方i殳置其它固定4反4。在该实施例中， 加热元件1具有成对地相对设置的并且垂直于加热元件1的纵轴设 置的其它固定4反4。当然，其它固定才反也可以具有其他的形状且不 一定要成对地相对设置和/或垂直于加热元件的^从轴i殳置。固定区域 2和具有其它固定斧反4的区域通过连4妾片3相互连4妾。 为了加热元件1能够固定在双金属件上并且(电)导体固定在 固定区域中，加热元件l在冲裁后由基本形状弯曲成中间形状。此
外，其它固定板4例如分别在相同的方向上以大约90°弯曲。这将 在图2、 3和4中示出。图1的示意图与图3中的已弯曲的加热元 件1的示意图相对应。图2示出了已弯曲的加热元件的相对于图3 以90。翻專争的示意图，图4示出了乂人第一端部5的方向沿着i^热元 件1的纵轴观察到的示意图。固定板2'、 2"在从基本形状到中间形 状的过程中如此弯曲，即这些固定板2'、 2"与固定区域2形成环形 孔，在该孔中可以插入导体。通过固定^反2'、 2"的变形，例如利用 相应的巻曲4甘可以在固定区i或中巻压(vercrimpen)导体。
图5示出了 ，力口热元件1固定在具有第一端部7'和第二端部7" 的双金属件7上。在加热元件1固定在双金属件7上之前，双金属 件7首先以电绝缘的材料6 (例如一种电绝缘的薄膜)包裹。随后， 加热元件1沿着其纵轴i殳置在双金属件7的纟从轴上，并且其它固定 并反4 :f皮这样弯曲且压装到双金属件7上，即双金属件7和加热元件 1彼此固定并且在双金属件7和加热元件1之间形成热传导连接。 另外，连接片3例如在通向加热元件1的具有其它固定板4的部分 的过渡区域中，以大约180。在加热元件1的第一端部5的方向上弯 曲，并且导体8插入到固定区域2中且通过固定板2'、 2"的变形在 固定区域2中固定。为了确保在已弯曲的连接片3和具有其它固定 板4的区域之间未形成导电连接，可以使用电绝缘材料，例如一种 裹在导体8、固定区域2和连接片3上的收缩套管(在图5中未示 出)。在导体8和具有固定板2'、 2"的固定区域2之间的连接如此实 现，即加热元件1和导体8之间导电连4妄。
优选地，通过巻压使得导体8和加热元件1冷焊。加热元件1 的第一端部5例如通过焊接与双金属件7的第一端部7'导电连接。 优选地，双金属件7与其上固定的加热元件1安装到保护开关 (例如线路保护开关或断路器)中且用于断开保护开关。流过保护 开关的电流例如首先通过相应的导电连接输送至双金属件7的第二 端部7"。电流从那里将通过双金属件7流到双金属件7的第一端部 7',而后流入到加热元件1的第一端部5。加热元件1中，电流在 双金属件7的第一端部7'的方向上输送，并且通过加热元件1的加 热而促使双金属件7的与加热元件1导热连接的部位直接加热。通 过连接片3电流继续流到固定区域2和导体8中。
权利要求
1.一种用于加热双金属件(7)的加热元件(1)，所述双金属件可应用于断开保护开关，特别是线路保护开关或断路器，其特征在于，所述加热元件(1)具有至少一个在所述加热元件(1)上一体成型的固定区域(2)，所述固定区域具有至少一个固定板(2′、2″)，所述固定板如此变形，即使得导体(8)可固定在所述固定区域(2)中。
2. 根据权利要求1所述的加热元件(1 ),其特征在于，所述加热 元件(1 )设计为板沖裁弯曲件。
3. 根据权利要求1或2所述的加热元件(1 ),其特征在于，所述 加热元件(1 )除了所述固定区域(2)之外还具有其它固定板(4), 4昔助于所述其它固定々反，所述加热元件(1)可以固定 在所述双金属件(7)上。
4. 一种保护开关，尤其是一种线路保护开关或断路器，具有根据 权利要求1至3中任一项所述的加热元件(1 )。
5. 根据权利要求4所述的保护开关，其特征在于，所述加热元件(1 )沿着所述双金属件(7 ) i殳置，并且所述加热元件<又<又在 所述加热元件(1)的第一端部(5)上与所述双金属件(7) 的第一端部(7')导电连接，且在所述双金属件(7)和所述 加热元件(1 )之间这样设置有电绝缘材料(6),即使得所述 双金属件(7 )和所述加热元件(1 )之间的电流流通仅仅通过 两个所述第一端部(5、 7')来实现。
6. 根据权利要求5所述的保护开关，其特征在于，所述保护开关 的电流流通部分这样相互连4妄，即通过所述保护开关输送的电 流首先从所述双金属件(7)的第二端部(7")输送到所述双 金属件(7)的第一端部(7'),所述电流通过导电连接被输送 到所述加热元件(1 )的第一端部(5 )中，并且所述电流/人那 里^又在加热元件(1)中在所述双金属件的第二端部(7")的 方向上祐j餘送并且继续输送到所述加热元件(1)的固定区域(2)中，最后所述电流通过所述导体(8)从所述加热元件(1 ) 中#皮1俞送出去。
7. 才艮据^L利要求6所述的4呆护开关，其特;f正在于，所述电流以相反的方向^r送。
全文摘要
本发明涉及一种用于加热双金属件(7)的加热元件(1)，该双金属件可应用于断开保护开关，特别是线路保护开关或断路器，该加热元件具有至少一个在加热元件(1)上一体成型的固定区域(2)，该固定区域具有至少一个固定板(2′、2″)，该固定板如此变形，即导体(8)可以固定在该固定区域(2)中。
文档编号H01H37/52GK101354980SQ20071014798
公开日2009年1月28日 申请日期2007年8月30日 优先权日2007年7月24日
发明者伯恩哈德·弗朗茨, 约尔格·派茨 申请人:西门子公司