专利名称：用于电气装置的热保护系统的制作方法
用于电气装置的热保护系统本发明涉及一种用于电气装置的热保护系统，所述电气装置具有多个要被监测的部件或监测点。监测和保护诸如电路等的电气装置、避免其过热，是长期众所周知的问题，并且起因于如下事实电子部件的过载和电气老化可导致它们由于短路、电弧等而损伤或破坏的事实。然而，与在电路板的情况下一样，当多个部件布置在有限的结构空间中时，热监测变得特别昂贵或者不可能。因此，对于这样的布置，通常选择单独地监测每个独立的部件的解决方案，这使得监测系统昂贵并且空间密集。此外，通常就不可能实现发出过热或过载的信号、例如在装置或远程查询系统上显示。
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本发明的问题产生一种用于电气装置的保护系统，其中人们可容易地实现监测或保护部件或重要的监测点避免其过热。根据本发明，问题的解决方案通过专利权利要求I的目的的特征部分实现。在从属权利要求中指出本发明的有利的变型。因此，一种用于对包括多个要被监测的部件和/或监测点的电气装置的进行热保护的系统，其特征在于，其包括至少一个热敏元件和与所述热敏元件对应的一执行器，其中热敏元件成形为热耦合至要被监测的部件或监测点的套管或管道，热敏元件被这样设计，以便所述热敏元件在高于阈值温度时经历长度或体积的变化，并且所述热敏元件被连接至执行器，以便执行器依赖热敏元件的长度或体积的变化而触发动作。术语“电气装置”特别包括电气电路、电路板等。术语“监测点”在本发明的意义上应特别理解成使得要热监测在电气装置中或者在电气装置处的某些位置(即使在那里没有提供部件)。例如，应识别由通过太高的电流的过载引起的导体或导体电路的不允许的加热。术语“热敏元件”在本发明的意义上特别地包括在高于阈值温度时经历长度或体积的变化的材料，阈值温度是高于所述阈值温度要保护或防护部件和/或电气装置避免其温度过热。术语“执行器”在本发明的意义上应在广泛的意义上理解，并包括例如触发可以是机械的或电气的信号的装置、中断或切断电气装置和/或电气装置内独立部件的电源的装置。通过本发明的许多实施例，这样的系统至少具有一个或多个以下优点采用热敏元件，能够同时监测多个部件，优选地同时监测在电气装置上的所有部件；这一方面节省空间，并且另一方面有效。热敏元件是有这样的功能的，以便在即使没有电能的情况下也确保其功能，使得改善系统的可靠性。由于与对应的执行器一起的热敏元件，可能发出故障信号。根据本发明的一个优选实施例，热敏元件布置成在大致为具有热稳定性的形状的管道内。术语“管道”应在广泛的意义上理解，并且还可包括以另外的方式标识成“套管”或“导管”或“毛细管”的实施例。
如果选择这样的实施例，则当对应地构成热敏元件时，产生一种软套管钢丝索(Bowden线)，使得改善了力到执行器的传递，并且特别地，热敏元件或管道不需要是线性的，而是可改为以几乎任何方式布置在电气装置上或布置在电气装置处。根据本发明的一个优选实施例，热敏元件的材料在长度或体积的变化期间经历相变。这样的实施例所具有的优点是长度或体积的变化是突然地而不是逐渐地发生，即，执行器的触发更可靠。 根据本发明的一个优选实施例，热敏元件的材料在长度或体积的变化期间经历收缩。为此，优选的是选择热敏元件的材料，使得其包含热塑性材料，例如在挤压之后交联的一种材料，诸如用于热缩管的材料。合适的热塑性材料包括聚烯烃、PVC或类似聚偏二氟乙烯、特氟隆(Teflon)、氟化橡胶等的含氟聚合物。同样优选的材料是形状记忆聚合物。优选地，选择在高于阈值温度时以从2至5的系数收缩的材料；这样的材料例如是杜邦公司的以商标维通(Viton)销售的氟橡胶。热敏元件还可包含形状记忆金属。根据本发明的可选的优选实施例，热敏元件的材料在长度或体积的变化期间经历膨胀。在此，同样地，热塑性材料、形状记忆聚合物和/或形状记忆金属的使用是特别优选的。根据本发明的一个优选实施例，热敏元件设置成在成形为毛细管的管道内的液体或粘性材料。在该实施例中，对于热敏元件特别有利的是包含诸如油、蜡、石蜡的粘性材料或诸如铅和/或锡的合适的金属或合金。优选地，在该实施例中，毛细管在一端封闭，并且执行器布置在另一端。这例如可以是可移动的活塞或膜。热敏元件的长度或体积的变化于是直接作用于执行器，所述执行器于是产生例如一个信号或一个中断。根据本发明的一个优选实施例，热敏元件的长度或体积的变化是可逆的。前述部件以及在样本实施例中要求保护并且根据本发明要使用的部件在它们的尺寸、形状、材料的选择和技术设计方面不受任何边界条件支配，使得可在无限制的情况下应用在该申请领域已知的选择标准。本发明的目的的另外的细节、特征和优点将从从属权利要求以及以下的说明和附图显露出来，在以下的说明和附图中，作为示例描绘了本发明的系统的多个样本实施例。附图示出图I是根据本发明的第一实施例的系统的示意图；以及图2是根据本发明的第二实施例的系统的示意图。图I示出了根据本发明的第一实施例的系统的示意图。根据
图1，提供以热塑性线形式的热敏元件2，其在一端固定至固定支架I。热敏元件2沿着要被热监测的各种部件T1、T2至TN延伸，使得所述热敏元件2热耦合至它们。在热敏元件的另一端的是以开关的形式的对应执行器3。热敏元件2包括在阈值温度处收缩并因而可触发执行器3的材料。所述执行器3现在可发送由箭头4指示的信号，或者例如切断或断开单独的独立部件或者所有的部件。图2示出了根据本发明的第二实施例的系统的另一示意图。这与图I的实施例的不同之处在于热敏元件2布置在套管或管道5中，所述套管或管道5大致形状稳定，即其在受热时不膨胀或收缩。这实现了按软套管钢丝索(Bowden线)方式的力的传递。如图2所示，由于该布置，热敏元件2或管道5还可柔韧地、即以蛇形方式布置在要被监测的电气装置上。当然，可选地，当在该段中不需要监测时，还能够横跨辊子等逐段地引导热敏元件
2。但在这种情形下，热敏元件2应布置成使得当部件过热时，在执行器3上出现张力。根据在附图中未示出的另一实施例，管道或套管成形为毛细管。从图2类推，该管道5因而在一端是封闭的。热敏元件2于是为液体或诸如蜡的粘性材料或金属(铅/锡)，其在受热时膨胀并因而启动执行器3。作为示例给出已提及的实施例的组成部分和特征的独立组合；同样通过引用的公布清楚地考虑该教导与包含于该公布中的其他教导的交换和替换。技术人员了解的是，在 不偏离本发明的概念及其范围的情况下，可同样地出现在未在此描述的变体、变型及其他实施例。因此，以上的说明是示例并且不作为限制。在权利要求中使用的文字“包括”不排除其他的部件或步骤。不定冠词“一”不排除复数形式的含意。在不同权利要求中重复某些措施的起码事实不表示不能有利地使用这些措施的组合。附图标记清单固定支架 I热敏元件 2执行器3信号传输4管道5要被监测的部件 T1、T2、TN
权利要求
1.具有一种用于对多个要被监测的部件和/或监测点(T1、T2、TN)进行热保护的系统的电气装置，其中 所述系统包括至少一个热敏元件(2)和与所述热敏元件(2)对应的一执行器(3)，以及 所述热敏元件(2)布置在大致为具有热稳定性的形状的套管或管道(5)中，所述热敏元件(2)柔韧地布置在要被监测的所述电气装置上， 其特征在于， 所述热敏元件(2)热耦合至要被监测的所述部件或监测点(T1、T2、TN)， 所述热敏元件(2)被这样设计，以便其在部件或监测点(T1、T2、TN)过热、高于阈值温度时经历长度或体积的变化，以及 所述热敏元件(2)被这样连接至所述执行器(3)，以便所述执行器(3)依赖所述热敏元件(2)的长度或体积的变化而触发动作。
2.根据权利要求I所述的电气装置，其中所述执行器(3)依赖所述热敏元件(2)的长度或体积的变化而触发的所述动作是发出一个信号。
3.根据权利要求I所述的电气装置，其中所述执行器(3)依赖所述热敏元件(2)的长度或体积的变化而触发的所述动作是使所述部件和/或监测点(T1、T2、TN)与电源断开。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的电气装置，其中所述热敏元件(2)的材料在长度或体积的变化期间经历相变。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的电气装置，其中所述热敏元件(2)的材料在长度或体积的变化期间经历收缩。
6.根据权利要求I至4中的任一项所述的电气装置，其中所述热敏元件(2)的材料在长度或体积的变化期间经历膨胀。
7.根据权利要求3至6中的任一项所述的电气装置，其中所述热敏元件(2)提供为在成形为毛细管的所述管道(5)内的液体或粘性材料。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的电气装置，其中，所述热敏元件(2)的长度或体积的变化是可逆的。
全文摘要
本发明涉及一种用于电气装置的热保护系统，所述电气装置包括多个要被监测的部件和/或监测点(T1、T2、TN)。根据本发明，系统包括至少一个热敏元件(2)和与所述热敏元件(2)对应的一执行器(3)，其中热敏元件(2)成形为热耦合至要被监测的部件或监测点(T1、T2、TN)的套管或管道，热敏元件(2)被这样设计，以便其在高于阈值温度时经历长度或体积的变化，并且，热敏元件(2)被这样连接至执行器(3)，以便执行器(3)依赖热敏元件(2)的长度或体积的变化而触发动作。
文档编号H01H37/46GK102870182SQ201180017654
公开日2013年1月9日 申请日期2011年3月31日 优先权日2010年3月31日
发明者赖纳·杜尔特, 克里斯蒂安·德平, 托马斯·迈尔 申请人:菲尼克斯电气有限两合公司