專利名稱：超溫保護裝置的制造方法和超溫保護裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種按照權利要求1前序部分所述的超溫保護裝置的制造方法和保護裝置或超溫保護裝置。
由DE10150027C1已知一種由熔化傳導元件和加熱電阻元件構成的厚層保護結構元件。作為熔化傳導元件的電阻層直接施加在加熱電阻元件的導體層的兩個端部之間的間隙中。當溫度太高時，熔化傳導元件就熔化而將電輸入線路中斷。
此外由DE19704097已知一種在支架上構成的帶有熔化傳導元件的超溫保護裝置。
任務和技術方案本發(fā)明的任務是提供一種開頭所述的方法和一種開頭所述的超溫保護裝置，其可以避免現(xiàn)有技術的問題，尤其是可以簡單和適應性很好地制造超溫保護裝置，該超溫保護裝置還能夠集成于很小的線路配置中、能夠可靠地工作和具有多種用途。
該任務由具有權利要求1的特征的方法和具有權利要求9的特征的超溫保護裝置解決。本發(fā)明的有利的和優(yōu)選的進一步的結構方案由其它權利要求的內容給出并且在下面給出詳細說明。其中按照制造方法制造的超溫保護裝置的進一步的結構方案的特征也涉及超溫保護裝置本身。通過明確的引用使權利要求的文字內容構成說明書的內容的一部分。涉及超溫保護裝置和制造方法的特征在以下部分地只說明一次，但是其也同樣適用于超溫保護裝置和制造方法。
按照本發(fā)明，在制造方法中將加熱導體或者加熱裝置安裝在支架例如陶瓷陶瓷上。在加熱導體的加熱區(qū)域中，以及在加熱導體的電流供給的電流路徑中，設置了超溫保護裝置。為了制造這種超溫保護裝置，在第一步驟中將在一定溫度下熔化的保護元件的各區(qū)域或端部至少在加熱導體附近以機械的方式固定。該機械式固定部是電絕緣的，其可以有利地作為預先固定部分通過粘接或者采用膠粘劑來實現(xiàn)。此時，保護元件分別伸到位于中斷部的兩側的導體上或者至少伸到接近該導體的地方。在第二步驟中，在保護元件的區(qū)域或端部與加熱導體或其輸入線路之間進行電接觸。這意味著通過預先固定保護元件，進一步的制造過程尤其是電接觸能夠更簡單地進行。例如可以在連續(xù)工藝中進行電接觸，其中還可以進行其它的電接觸。這在后面還要詳細說明。
用于機械固定或者預先固定的膠粘劑一個在加熱導體或者加熱裝置的工作溫度下保持穩(wěn)定和耐用，以便保持其固定作用。它可以上自粘接性的或者可以借助于固化劑固化。膠粘劑的施加可以采用制造方法上通常的方式進行，例如在連續(xù)設備中，采用絲網(wǎng)印刷、撒布器等類似方式。其中膠粘劑可以直接施加到支架上。這可以有利地在電路的兩個敞開的端部之間進行，或者在加熱導體的供給電流路徑中或者加熱導體本身的分布中進行?？梢砸罁?jù)空隙的情況構造該間隙。施加膠粘劑之后可以安裝上保護元件。
為了制造電接觸，在一個實施例中可以施加上一種導電的接觸物質。這可以在保護元件的整體上或者它的一個或多個區(qū)域上以及在加熱導體上或者其它構成電流路徑的導體上進行。為此合適的材料例如其中帶有傳導性良好的金屬如銀的聚合物膠。這種聚合物膠的干燥溫度或者硬化溫度應該低于加熱導體本身的熔化溫度。因此保征通過涉及聚合物膠的工作步驟不會發(fā)生保護元件的機械穩(wěn)定性方面的問題。
在另一個實施例中還可以建立保護元件與加熱導體或其它導體在電流路徑上的直接的電連接。例如可以焊接。焊接時可以將保護元件和導體之間可能存在的膠粘劑殘余物熔化掉，使其不會妨礙可靠的接觸。
保護元件構造成長形的是有利的，例如是具有平的橫截面的棒。平的橫截面的優(yōu)點在于加熱裝置對保護元件有很好的加熱作用，以便改善保護裝置的快速反應。此時保護元件可以由低熔點的合金或者純金屬構成。此時可以通過選擇組成成分和精確的合金比例按照要求的方式影響熔點熔化特性。
此外還可以用粉末制造保護元件，其通過混合的有機載體形成聚合物膠。該膠例如可以通過稍微印刷或者撒布器施加。在該情況下，用于預先固定的膠粘劑的特性通過聚合物膠建立。這種膠在施加之后被硬化。此時導體是或者電路上的電接觸一般可以通過該膠的硬化來實現(xiàn)?；蛘撸梢酝ㄟ^分開的步驟來進行，該步驟可以在硬化后進行，例如按照前述方式中之一的方式進行。
在實現(xiàn)電接觸之后可以在前述結構上設置蓋子，尤其是覆蓋材料層。其也可以作為絕緣來作用。為此有利的是，可以采用彈性的和耐久性的覆蓋材料，尤其是硅酮。因此使保護裝置或者超溫保護裝置不受外部的影響，這種外部影響可能在保護元件熔化之前、期間或者之后損壞裝置的功能。
重要的是，加熱導體或電流路徑的導體與保護元件之間的距離選擇得足夠大，使得在保護裝置反應之后使電間隙至少達0.8毫米，有利的是1毫米或以上。在中斷部的兩側可以在導體或者加熱導體的區(qū)域中設置接點排，朝著該接點排主要是通過保護元件實現(xiàn)的接觸。此處可以采用銀觸點。
這些和其它特征可以從權利要求、從說明書和附圖中得到，其中單獨的特征本身或者多個特征以進一步的組合形式可以在本發(fā)明的實施例中和其它領域中實施，并且有利地代表了要求保護的可獨立保護的結構。將本申請劃分成單獨的段落以及小標題不是用于限制以下這些陳述內容的總的有效性。
附圖簡述本發(fā)明的實施例在附圖中示意示出并且在下面詳細說明。附圖中，

圖1是超溫保護裝置的第一實施例的截面視圖，其中包括在加熱導體和保護元件之間通過傳導性聚合物膠形成的接觸部；圖2是圖1的實施例的變型，其中包括在保護元件和加熱導體上的接觸區(qū)之間通過焊接形成的電接觸部；和圖3是兩個實施例在一個公共視圖中的俯視圖。
實施例的詳細說明圖1示出了一種超溫保護裝置11，其可以與加熱裝置構造成一體。在支架13上安裝了加熱導體15，支架例如可以是薄的陶瓷板。其中加熱導體15可以是厚的層狀加熱元件，其例如從DE10021512A1中了解到。在加熱導體的分布中具有中斷部17，其寬度為幾個毫米。伸向該中斷部17上的加熱導體15的端部支撐有鍍銀接點排19。
如可以看到的，在中斷部17中和支架13上具有膠粘劑21。該膠粘劑21上又壓結有長形的保護元件24。其中保護元件24從中斷部17的長度上突出，搭接在鍍銀接點排19上。但是可以清楚地看到保護元件24沒有直接接觸鍍銀接點排19。它們之間有薄層的膠粘劑21。
對于電接觸部，在保護元件24以及加熱導體15端部區(qū)域中設置了鍍銀聚合物膠26。如可以看到的，該鍍銀聚合物膠以焊接的方式搭接在保護元件24的端部上和鍍銀接點排19的一部分上且主要是搭接在加熱導體15的端部區(qū)域上。最后可以在該設置上安裝由硅酮制成的蓋子28。該蓋子覆蓋整個所示的結構，因此在蓋子28下面只有加熱導體15伸出來。
所示的保護元件24例如可以由錫構成，其具有232℃D的熔點。對于更高的斷開溫度，可以用銅進行合金或者例如應用鋅。尺寸上例如可以采用3毫米長、2毫米寬和0.1毫米高。由此可以對額定功率為2000瓦以上的加熱裝置進行超溫保護。
在圖2所示的超溫保護裝置111中，保護元件124同樣用膠粘劑121預先固定在加熱導體115端部之間的中斷部117的區(qū)域中。但是此處電接觸是這樣發(fā)生的，即在將膠粘劑預先固定和可能時硬化以后，將保護元件124的左右端部焊接到鍍銀接點排119上。焊接部129可以是接觸焊或者是定位焊。膠粘劑121有時可以位于鍍銀接點排119和保護元件124之間，該膠粘劑會由于焊接的高溫而燃燒掉或者蒸發(fā)掉，從而在任何情況下都會形成電能夠通過的連接。
這樣，一方面需要有兩次焊接過程，而另一方面可以節(jié)省圖1所示的接觸性聚合物膠的安置。最后保護裝置又用蓋子128蓋住。
從圖3的俯視圖可以看到，在超溫保護裝置11的情況下，膠粘劑21從側面伸出并且位于鍍銀接點排19和保護元件24之間的情況。而在右邊示出的超溫保護裝置111的情況下，膠粘劑121沒有伸出并且也看不見。
制造方法在本發(fā)明的用于前述超溫保護裝置的制造方法中，帶有加熱導體15的支架13已經(jīng)存在。鍍銀接點排19可以作為涂層涂覆到中斷部17的兩側?；蛘呖梢栽谠搮^(qū)域中對加熱導體15也施加傳導良好的涂層例如銀。
之后，將少量的膠粘劑21置于中斷部17中，這可以通過各種施加裝置來進行，例如通過劑量噴射或者絲網(wǎng)印刷。然后在膠粘劑上安置保護元件24，使得其端部根據(jù)可能的情況分別支撐在鍍銀接點排19或者加熱導體15上或者至少與它們搭接。依據(jù)膠粘劑21的性質，該膠粘劑在某些情況下必須被硬化或者可以自行硬化。當膠粘劑21變硬后，保護元件24的預先固定就完成了。
旋轉必須完成保護元件24和加熱導體15之間的電接觸。為此可以施加前述鍍銀聚合物膠26。這例如可以按照前面施加膠粘劑21的相同的方式進行。在鍍銀聚合物膠26硬化后，保護元件24的特性以及結構不應該受到不利的影響。如果超溫保護裝置用于高溫的情況，那么也可以采用鍍銀傳導膠取代鍍銀聚合物膠26。
在圖2所示的備選實施例中，在膠粘劑121變硬后，將保護元件124的各端部焊接到位于下面的接點排119上。
最后在保護裝置11或者111上安裝蓋子，其形式例如是前述的硅酮層。此處也可以采用塑料或者其它涂層。
在使用鍍銀聚合物或者其它鍍銀膠按照圖1制造電接觸部時，該接觸部對于溫度的上升不是很敏感。這導致保護裝置的反應較慢。而在圖2所示的焊接連接使該接觸部對溫度的變化尤其是溫度上升相當敏感。因此，如果希望有非?？斓姆磻ㄗh采用焊接連接。
用在附圖中所示的兩個超溫保護裝置中的一個結合到加熱導體中時可以直接監(jiān)控該加熱導體并且由此監(jiān)控加熱線路。還可以將這種超溫保護裝置設置在加熱導體的輸入線路的區(qū)域中，即只在實際的電輸入線路中。由此可以避免在一定的可以選擇的位置上出現(xiàn)過高的溫度。
一種可能的應用實例是用于煮水壺或者電爐的加熱裝置。當全部的水在煮后蒸發(fā)掉時，那么溫度會超過某個最大允許值。此處則可以采用本發(fā)明的保護裝置來防止超過某個可以調節(jié)的溫度，例如約230℃。
權利要求
1.超溫保護裝置(11，111)的制造方法，其中在支架(13，113)上安裝有加熱導體(15，115)并且在加熱導體的加熱區(qū)域中以及在該加熱導體的電流路徑中設有超溫保護裝置，其中在第一步驟中將在一定溫度下熔化的保護元件(24，124)的各端部以機械的方式固定在至少加熱導體的附近，優(yōu)選采用膠粘劑(21，121)固定，其特征在于，在第二步驟中，在保護元件的端部與加熱導體或其輸入線路之間進行電接觸。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，該第一步驟中的機械式固定是用膠粘劑(21，121)進行的，尤其是絕緣膠粘劑，其在加熱導體(15，115)的工作溫度下是穩(wěn)定和耐用的。
3.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述膠粘劑(21，121)直接施加在支架(13，113)上并且接著在其上安置保護元件(24。124)，其中，優(yōu)選地將膠粘劑施加在加熱導體的電流路徑中的電路的兩個敞開的端部之間的間隙(17，117)中。
4.如前述權利要求中之一所述的方法，其特征在于，保護元件(24，124)在加熱導體(15，115)或者其電流路徑上的電接觸通過導電的接觸的和要施加的物質尤其是銀聚合物膠(26，126)來實現(xiàn)，其中，該銀聚合物膠的干燥溫度或者硬化溫度低于保護元件的材料的熔化溫度。
5.如前述權利要求中之一所述的方法，其特征在于，保護元件(24，124)與加熱導體(15，115)在電流路徑上的電連接是通過保護元件與加熱導體的電供給線路或者加熱導體本身的直接的可以導電的連接進行的，優(yōu)選為通過焊接。
6.如前述權利要求中之一所述的方法，其特征在于，保護元件(24，124)是長形的，尤其是棒形的，其中其優(yōu)選由低熔點合金或者純金屬構成并且是部件。
7.如前述權利要求中之一所述的方法，其特征在于，保護元件以粉末的形式借助于混合的有機載體作為聚合物膠進行施加，其中，優(yōu)選地借助于撒布器或者絲網(wǎng)印刷進行施加，尤其是聚合物膠在施加后僅被硬化。
8.如前述權利要求中之一所述的方法，其特征在于，在超溫保護裝置(11，111)的結構上設置一層覆蓋材料，優(yōu)選是硅酮(28，128)。
9.尤其是用于加熱裝置的超溫保護裝置，其具有其上帶有加熱導體(15，115)的支架(13，113)，其中，加熱導體或者其電輸入線路配置有電流路徑，該電流路徑上具有空隙形式的中斷部(17，117)，其中，在一定溫度下可熔化的保護元件(24，124)通過預先固定部這樣地設置在該中斷部的區(qū)域中，使得該保護元件至少幾乎伸到中斷部的兩側的導體或者加熱導體上，并且附加地從側面沿著該空隙和該保護元件形成在該導體或者加熱導體之間的另一個連接(26，129)。
10.如權利要求9所述的超溫保護裝置，其特征在于，機械式預先固定是膠粘劑(21，121)，用該膠粘劑將保護元件(24，124)保持在導體(15，115)上或者支架(13，113)上。
11.如權利要求9或10所述的超溫保護裝置，其特征在于，保護元件(24，124)與導體或者加熱導體(15，115)上的電連接是導電的接觸的物質，優(yōu)選是銀聚合物膠(26)。
12.如權利要求9或10所述的超溫保護裝置，其特征在于，在導體或者加熱導體上(15，115)上的電接觸是該導體或者加熱導體與保護元件(24，124)的某個區(qū)域的焊接連接(129)。
13.如權利要求9至12中之一所述的超溫保護裝置，其特征在于，保護元件(24，124)設置在加熱導體(15，115)的加熱區(qū)域中，其中，優(yōu)選地這樣構造導體或者加熱導體與保護元件(24，124)之間的距離，使得在通過保護元件(24，124)的熔化而釋放超溫保護裝置之后，電流路徑被分開，并且尤其是分開的距離至少達到0.8毫米。
14.如權利要求9至13中之一所述的超溫保護裝置，其特征在于，保護元件(24，124)的材料是純金屬或者是低熔點合金，其中，合金或者金屬的熔點有利地與超溫保護裝置的釋放溫度相匹配。
15.如權利要求9至14中之一所述的超溫保護裝置，其特征在于，至少在保護元件(24，124)上不可拆卸地設置蓋子(28，128)，其中，該蓋子優(yōu)選具有硅酮或者由硅酮構成。
16.如權利要求9至15中之一所述的超溫保護裝置，其特征在于，在中斷部(17，117)邊緣上的電流路徑中設置有用于接觸保護元件(24，124)的位于導體或者加熱導體(15，115)上的接點排(19，119)，尤其是銀觸點。
17.如權利要求9至16中之一所述的超溫保護裝置，其特征在于，保護元件(24，124)是成形件，尤其是長形的和棒形的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種超溫保護裝置(11)，其安裝在包括加熱導體(15)的支架(13)上。所述加熱導體(15)具有中斷部(17)，其頂部通過膠粘劑(21)預先固定有錫基保護元件(24)。延伸超出加熱導體(15)的端部通過銀聚合物膠(26)與加熱導體電接觸。
文檔編號H01H37/76GK1883024SQ200480033622
公開日2006年12月20日 申請日期2004年11月10日 優(yōu)先權日2003年11月18日
發(fā)明者M·塔費爾納 申請人:E.G.O.電氣設備制造股份有限公司