專利名稱：過電壓放電保護(hù)裝置和使用的制作方法
例如DE 43 31 215 A1提出了一種過電壓放電保護(hù)裝置，該裝置由一個過電壓放電器、一個空氣-火花間隙和一個可變電阻的一個并聯(lián)電路組成，它們被放在一個杯形金屬套筒中?？勺冸娮璩虱h(huán)形并直接裝在過電壓放電器上。一個與過電壓放大器的上電極連接的接觸銷通過環(huán)形可變電阻的孔引入。過電壓放電器的下電極和可變電阻的上電極與杯形套筒連接。
這種由并聯(lián)可變電阻和過電壓放電器組成的保護(hù)裝置的優(yōu)點是，在過電壓急劇上升的情況下，過電壓放電器的點火延遲可通過提早動作的可變電阻跨接。按此方式可改善過電壓放電器的動作時間過程中保護(hù)裝置的保護(hù)作用。
但這種公知的保護(hù)裝置的缺點是，環(huán)形可變電阻具有較高的固有電容。當(dāng)保護(hù)裝置用于高頻電路時，這種固有電容決定保護(hù)裝置的衰減特性。較高的電容導(dǎo)致較高的衰減，而較高的衰減又可縮短用這種保護(hù)裝置實現(xiàn)的導(dǎo)線長度。
但在高頻遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)中，例如在ADSL、VDSL等系統(tǒng)中，需要的是可跨接過電壓放電器的動作時間和同時具有低衰減并因此特別適用于高頻系統(tǒng)的過電壓放電保護(hù)裝置。
所以本發(fā)明的目的是提出一種可避免公知保護(hù)裝置的上述諸多缺點的保護(hù)裝置。
本發(fā)明的這個目的是通過權(quán)利要求1所述的一種保護(hù)裝置來實現(xiàn)的。該保護(hù)裝置的各種有利結(jié)構(gòu)以及有利的應(yīng)用可從其他各項權(quán)利要求中得知。
在本發(fā)明的保護(hù)裝置中，一個可變電阻和一個過電壓放電器上下放在一個導(dǎo)電杯內(nèi)并在該杯和一個接觸銷之間進(jìn)行電并聯(lián)。該可變電阻呈圓盤形并直接裝在過電壓放電器的第一電極上。過電壓放電器的第二電極裝在該杯的底部并與它電接觸?？勺冸娮璧纳想姌O與該杯電導(dǎo)連接。接觸銷與過電壓放電器的第一電極電導(dǎo)連接并至少部分地引入介于可變電阻和杯之間的空腔中。在可變電阻和接觸銷之間布置一個絕緣插件。
可變電阻和過電壓放電器最好呈旋轉(zhuǎn)對稱并相互同心或同軸布置在該杯中。該杯的直徑視過電壓放電器的直徑而定。杯的橫截面在過電壓放電器的區(qū)域內(nèi)最好具有一個階梯狀的擴大，這樣該杯在過電壓放電器的上電極的區(qū)域內(nèi)與之相隔一定的距離。
可變電阻的上電極最好與一個支撐件機械和電氣連接，該支撐件具有至少兩個臂，這兩個臂支撐在該杯的內(nèi)壁上，且可變電阻的上電極與該杯電導(dǎo)連接。這同時具有這樣的優(yōu)點，既達(dá)到了可變電阻在杯內(nèi)的定心取向，又實現(xiàn)了可變電阻在杯內(nèi)的可靠固定。一個支撐件也最好具有兩個以上的均勻錯開一段圓弧的臂，這樣可達(dá)到最佳的支撐。
接觸銷最好具有至少兩個觸片，它們側(cè)向在可變電阻和杯的內(nèi)壁之間引到過電壓放電器的第一電極。這些觸片相對于該支撐件的臂錯開或通過這些臂之間。
電絕緣的插件最好做成有彈性的，且其外形象一個橡皮塞而可牢固緊貼在該杯的內(nèi)壁上。該插件具有若干孔，通過這些孔可引入接觸銷的觸片。支撐件的臂在杯壁上最好向上彎曲，且最好在插件中為支撐件的臂的向上彎曲端設(shè)置孔。觸片和支撐件的臂的數(shù)目最好一致并成對或交替布置。在一個優(yōu)選的實施例中，該支撐件有三個臂，該接觸銷有三個觸片。
在本發(fā)明的另一個有利的方案中，該插件具有一個圓盤形的基體，該基體中心的至少一面有一個凹槽，該凹槽匹配接觸銷和/或可變電阻的直徑，其中接觸銷和/或可變電阻至少部分沉入該插件的凹槽中。
在本發(fā)明的一個方案中，該插件構(gòu)成該杯的上端，而接觸銷則凸出杯壁和插件。支撐件的臂終止在杯上緣下方，并在一個有利的方案中完全被該插件的上部區(qū)域覆蓋。
杯和接觸銷最好用黃酮制成。
可變電阻最好為公知的金屬氧化物可變電阻。
過電壓放電器可選用任一類型，且其精確的結(jié)構(gòu)是眾所周知的。最好用充氣的過電壓放電器，這類放電器具有一條點火帶，并在過電壓情況下可對一個放電電極構(gòu)成氣體放電。
下面結(jié)合一些實施例及其附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明。這些附圖表示本發(fā)明不同實施例的部分的、比例不精確的和示意的圖示。


圖1表示一個本發(fā)明保護(hù)裝置的示意橫截面；圖2表示一個保護(hù)裝置另一實施例的示意橫截面(圖2a)或俯視圖(圖2b)；圖3表示本發(fā)明保護(hù)裝置的零件分解透視圖；圖4表示裝配狀態(tài)的圖3的零件；圖5表示在杯內(nèi)的圖4的實施例。
圖1用示意橫截面示出本發(fā)明保護(hù)裝置的原理結(jié)構(gòu)。該保護(hù)裝置放在一個杯B中，該杯由一個基本上為圓筒形的杯壁BW和一個杯底BB組成。在杯B中，上下布置一個過電壓放電器UA、一個可變電阻V、一個插件ZS和上面的一個接觸銷KS。過電壓放電器UA直接裝在杯底BB上并通過它的第二電極E2與杯底電連接?？勺冸娮鑆裝在過電壓放電器UA上并通過它的下電極與過電壓放電器的第一電極E1連接。該插件以形狀連接的方式嵌入該接觸銷和可變電阻之間并使它們相互電絕緣?？勺冸娮璧纳想姌O通過電連接EV與杯壁BW連接。接觸銷KS通過一個觸片與過電壓放電器的第一電極E1連接。按此方式構(gòu)成接觸銷KS和杯B之間的保護(hù)裝置的兩個保護(hù)元件的電并聯(lián)。
在該保護(hù)裝置的一種優(yōu)選使用中，它通過一個彈簧拉力保持在兩個接觸之間。這兩個接觸與接觸銷KS和杯底BB連接。按這種方式，不需要保護(hù)裝置的零件的上方的機械固定。但保護(hù)裝置的零件可按形狀連接的方式嵌入杯B中，并以這種方式與之進(jìn)行機械固定。所以過電壓放電器可作為保護(hù)裝置的體積最大的元件以形狀連接的方式嵌入該杯中。同樣，該插件也可按形狀配合連接的方式進(jìn)行固定，特別是因為它用例如橡膠或硅橡膠之類的彈性材料制成，而有利于形狀配合連接。另一種固定可通過電連接EV來實現(xiàn)，這種電連接在一個實施例中設(shè)計成一個支撐件，該支撐件具有至少兩個可支撐在杯內(nèi)壁BW上的臂。如圖所示，接觸銷KS的觸片F(xiàn)穿通插件ZS。但電絕緣的插件也可設(shè)計成較小的直徑，這樣，該觸片即可沿插件旁邊引到過電壓放電器UA。
圖2a表示一個屬于圖1所示原理的本發(fā)明具體實施例。這里比較精確地示出了過電壓放電器UA的結(jié)構(gòu)，它主要由一個陶瓷套管KH和兩個電極E1、E2組成，這兩個電極在陶瓷套管KH的充氣空腔的內(nèi)部構(gòu)成一個火花間隙。
可變電阻V裝在第一電極E1上并在這里布置在第一電極E1的一個凹槽中，從而可減少整個保護(hù)裝置的高度。該可變電阻在該凹槽內(nèi)布置在一個臺面式的平凸面上，所以只有可變電阻的下電極的中心區(qū)與過電壓放電器UA的第一電極E1接觸。這樣就保證了只有可變電阻的金屬化被接通，并避免了不希望的電流路徑通過圓盤形可變電阻的圓周表面。
可變電阻V的上電極與一個金屬支撐件SE連接，圖中用斷面圖示出了該支撐件特制的三個臂之一。這些臂例如可用金屬條制成，其端部向上彎曲，并總體上以形狀配合連接的方式定位在杯中。在可變電阻V或與之連接的支撐件SE上方布置一個電絕緣的插件ZS。該插件在杯壁的區(qū)域內(nèi)具有一個通孔或盲孔。支撐件SE的彎曲端通過該孔引入或在該處貼合在杯壁BW上。接觸銷KS裝在插件ZS上。該接觸銷具有至少一個觸片F(xiàn)，該觸片通過該插件的另一個孔向下延伸并與過電壓放電器UA的第一電極E1電連接。該電連接可做成壓緊接點。
該接觸銷和杯以及觸片和支撐件SE特別用黃銅制成。接觸銷KS及其觸片F(xiàn)之間的電連接最好用焊接。同樣，可變電阻的上電極和支撐件SE之間的連接也用焊接。可變電阻的下電極和過電壓放電器的上電極E1之間的電連接同樣作成電導(dǎo)的例如焊接或作成電導(dǎo)的粘接。但這種電連接也可作成壓緊接觸。
圖2a中示出的保護(hù)裝置的另一細(xì)節(jié)圖是杯的橫截面的階梯狀的擴大ST，階梯狀的擴大ST的上方構(gòu)成一個較大的內(nèi)直徑。這樣就在過電壓放電器UA的第一電極E1的外邊緣區(qū)和杯壁之間形成一個氣隙，該氣隙一方面使這個電極E1與杯壁BW產(chǎn)生電絕緣，另一方面則提供一個附加的空氣一火花間隙，該間隙實現(xiàn)第二電流路徑，該電流路徑在過電壓放電器萬一完全失效的情況下(例如在不密封時)借助對杯壁的火花擊穿導(dǎo)致這種過電壓的不危險的放電。
圖2b表示圖2a保護(hù)裝置的俯視圖。從圖中可清楚看出，該保護(hù)裝置關(guān)于一根中心對稱軸線A旋轉(zhuǎn)對稱，在這里，該中心對稱軸線具有三個數(shù)的對稱。這種對稱尤其涉及支撐件SE的臂或接觸銷KS的觸片F(xiàn)的數(shù)目和配置。從這個俯視圖還可清楚看出，該支撐件的臂以及觸片是交替錯開的并通過插件ZS相隔一定距離的孔口隔開。插件ZS在這些孔口之間最好以形狀配合連接的方式與杯內(nèi)壁BW連接。接觸銷KS最好嵌入插件的一個凹槽中，亦即該插件在內(nèi)部具有一個比在孔口之間小的厚度。
圖3表示一個帶觸片F(xiàn)的接觸銷KS、一個插件ZS和一個與可變電阻V連接的支撐件SE的零件透視分解圖。從圖可清楚看出，該可變電阻和支撐件構(gòu)成一個最好通過焊接LV’連接的單元，同樣接觸銷KS和觸片通過焊接LV形成一體。
基本形狀呈圓盤形的插件在邊緣區(qū)設(shè)置有孔，觸片F(xiàn)或支撐件SE的臂可通過這些孔從不同的邊插入。
圖4同樣用透視圖表示圖3所示三個元件的裝配好的狀態(tài)，也是它們在制成的保護(hù)裝置中的狀態(tài)。從該圖可以清楚看出，插件ZS用于該接觸銷和可變電阻之間的電絕緣，或用于觸片F(xiàn)對支撐件SE的臂的電絕緣。觸片F(xiàn)同樣離可變電阻有一定距離，正如支撐件SE的臂離接觸銷有一定距離那樣。
圖5用透視俯視圖表示圖4示出的部分以形狀配合連接的方式嵌入杯B中的情況。從該圖可清楚看出，插件ZS以形狀配合連接的方式與杯B連接。同樣可清楚看出，支撐件SE的臂支撐在杯壁上，并按這種方式與杯壁建立電接觸。
雖然本發(fā)明只用一個實施例進(jìn)行了說明，但本發(fā)明不局限于這個實施例。因為本發(fā)明主要借助于電絕緣的插件、觸片和支撐件來說明可變電阻和接觸銷的布置和串聯(lián)，所以過電壓放電器UA以及可變電阻V的精確的結(jié)構(gòu)對本發(fā)明是沒有意義的。唯一重要的是，該可變電阻呈圓盤形且上下主面金屬化并由此制成上下電極。這種可變電阻具有很小的電容，并可用于高頻系統(tǒng)尤其是例如ADSL、VDSL等高頻通信系統(tǒng)的保護(hù)裝置。本發(fā)明的特點是，占地面積小、結(jié)構(gòu)簡單和通過特殊幾何形狀的可靠連接。本發(fā)明的諸多其他可能的方案可通過選用不同的過電壓放電器類型、單個元件的不同材料以及一種與所示立體結(jié)構(gòu)不同的幾何形狀來實現(xiàn)。
附圖標(biāo)記B 杯V 可變電阻UA 過電壓放電器KS 接觸銷E1，E2 過電壓放電器的第一和第二電極BB 杯底BW 杯壁ZS 電絕緣的插件EV 可變電阻的上電極與杯的電連接SE 支撐件F 接觸銷的觸片A 對稱軸LV，LV’焊接KH 陶瓷套管ST 杯壁的階梯形的擴大
權(quán)利要求
1.帶一個導(dǎo)電杯(B)的過電壓放電保護(hù)裝置，一個可變電阻(V)和一個過電壓放電器(UA)上下布置在該杯中并在該杯和一個接觸銷(KS)之間進(jìn)行電并聯(lián)，在這個保護(hù)裝置中該可變電阻直接用其下電極裝在該過電壓放電器的第一電極(E1)上；該接觸銷連接該過電壓放電器的第一電極；該過電壓放電器的第二電極(E2)裝在該杯的底部(BB)上；該可變電阻的上電極與該杯電連接(EV)；在該可變電阻和接觸銷之間布置一個電絕緣的插件(ZS)；該可變電阻設(shè)計成圓盤并具有一個小于該過電壓放電器的直徑；該接觸銷至少部分布置在該杯和可變電阻之間的空腔內(nèi)。
2.按權(quán)利要求1的保護(hù)裝置，可變電阻(V)的上電極與一個支撐件(SE)連接，該支撐件具有至少兩個臂，它們支撐在杯(B)中，且該支撐件用于與該杯的電連接。
3.按權(quán)利要求1或2的保護(hù)裝置，接觸銷(KS)具有至少兩個觸片(F)，它們在可變電阻(V)旁邊通過。
4.按權(quán)利要求2或3的保護(hù)裝置，插件(ZS)與杯(B)的內(nèi)直徑匹配并為接觸銷(KS)的接觸片(F)或為支撐件(SE)的臂設(shè)置有相互隔開的孔。
5.按權(quán)利要求1至4任一項的保護(hù)裝置，插件(ZS)在中心有一個凹槽，接觸銷(KS)部分沉入該凹槽中。
6.按權(quán)利要求1至4任一項的保護(hù)裝置，插件(ZS)在中心具有一個凹槽，可變電阻(V)部分沉入該凹槽中。
7.按權(quán)利要求1至6任一項的保護(hù)裝置，可變電阻(V)、過電壓放電器(UA)和杯(B)旋轉(zhuǎn)對稱，接觸銷(KS)、插件(ZS)、可變電阻(V)和過電壓放電器(UA)與杯的中心軸線(A)同軸和同心布置。
8.按前述權(quán)利要求任一項的保護(hù)裝置，杯(B)的橫截面在過電壓放電器(UA)的區(qū)域內(nèi)有一個階梯狀的擴大(ST)，所以該杯在該過電壓放電器的第一電極(E1)的區(qū)域內(nèi)與過電壓放電器相隔一定距離。
9.按前述權(quán)利要求任一項的保護(hù)裝置，杯(B)和接觸銷(KS)用黃銅制成。
10.按前述權(quán)利要求之一項的保護(hù)裝置，插件(ZS)用橡膠或硅橡膠制成。
11.按前述權(quán)利要求任一項的保護(hù)裝置，可變電阻(V)的動作電壓選擇成高于過電壓放電器(UA)的動作電壓。
12.前述權(quán)利要求任一項的保護(hù)裝置用來保護(hù)遠(yuǎn)程通信設(shè)備。
13.前述權(quán)利要求任一項的保護(hù)裝置用來保護(hù)高頻遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)的組件。
全文摘要
為了過電壓的可靠放電，本發(fā)明提出了一種本身已知的保護(hù)裝置，該保護(hù)裝置由一個可變電阻和一個過電壓放電器的并聯(lián)電路組成。為了降低該保護(hù)裝置的電容，該可變電阻設(shè)計成圓盤形并布置在一個接觸銷(KS)和該放電器之間。該接觸銷和可變電阻之間的電絕緣通過一個電絕緣的插件來保證，在該插件內(nèi)，設(shè)置有該可變電阻與杯連接和該接觸銷與過電壓放電器連接用的孔口。該過電壓放電器和插件最好以形狀配合連接的方式嵌入該杯中。
文檔編號H01T1/16GK1669195SQ03817162
公開日2005年9月14日 申請日期2003年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月19日
發(fā)明者J·博伊, N·克羅斯特, F·維爾納 申請人:埃普科斯股份有限公司