Dispositivo de protección frente a sobrecargas térmicas.

Dispositivo (20) de protección frente a sobrecargas térmicas para proteger un componente (12) eléctrico,

en particular un componente electrónico, que presenta un elemento (22) de conmutación para cortocircuitar conexiones (14, 16) del componente (12) o para interrumpir una conexión (24) eléctricamente conductora entre al menos una de las conexiones (14) y un elemento (26) conductor de corriente del dispositivo (20) de protección frente a sobrecargas, un dispositivo (28) actuador para desplazar el elemento (22) de conmutación a una posición de cortocircuito o posición de interrupción correspondiente, un elemento de disparo que dispara de manera termosensible el dispositivo (28) actuador y configurado como elemento (30) de separación y un elemento (36) de base, con el que está conectado el elemento (30) de separación, pudiendo soldarse el elemento (36) de base en un lado del elemento (36) de base dirigido en sentido opuesto al elemento (30) de separación por medio de una unión (38) de material de soldadura convencional, caracterizado porque el dispositivo (28) actuador en el estado que puede dispararse es un dispositivo (28) actuador pretensado mecánicamente por medio de un enclavamiento en el elemento (22) de conmutación.

La invención se refiere a un dispositivo de protección frente a sobrecargas térmicas para proteger un componente eléctrico, que presenta un elemento de conmutación para cortocircuitar conexiones del componente o para interrumpir una conexión eléctricamente conductora entre al menos una de las conexiones y un elemento conductor de corriente del dispositivo de protección frente a sobrecargas, un dispositivo actuador para desplazar el elemento de conmutación a una posición de cortocircuito o posición de interrupción correspondiente y un elemento de disparo que dispara de manera termosensible el dispositivo actuador, que está configurado como elemento de separación. La invención se refiere además a un procedimiento para la producción de un elemento compuesto a partir de un elemento de conmutación, un elemento de base y un elemento de separación para un dispositivo de protección frente a sobrecargas correspondiente.

Un dispositivo de protección frente a sobrecargas de este tipo se conoce por ejemplo por la publicación para información de solicitud de patente DE 10 2008 022 794 A1. Ésta describe un dispositivo de protección frente a sobrecargas térmicas, que presenta una unidad de cortocircuito con un estribo de cortocircuito pretensado por resorte para cortocircuitar electrodos de un descargador de sobretensiones y un elemento fusible que dispara el dispositivo de protección frente a sobrecargas. Además de esta realización como dispositivo de protección frente a sobrecargas con elemento de conmutación de una unidad de cortocircuito también es concebible un dispositivo de protección frente a sobrecargas con un elemento de conmutación correspondiente de una unidad de aislamiento.

La carga excesiva de componentes electrónicos puede llevar a que trabajen fuera de un intervalo de funcionamiento nominal. A este respecto un consumo de potencia producido por ejemplo por una reducción en la resistencia de aislamiento del componente en un componente dañado lleva a un aumento del calentamiento. Si no se evita un calentamiento del componente más allá de un umbral admisible, esto puede llevar por ejemplo a un daño de los materiales circundantes, a la aparición de gases de humo o un riesgo de incendio.

Estos riesgos se producen también con una disposición de componentes dispuestos sobre un portador de pistas conductoras como por ejemplo componentes que pueden montarse en superficies. Para la construcción de una disposición de este tipo, el portador de pistas conductoras (la placa de circuito/pletina) se equipa con componentes correspondientes generalmente por aparatos automáticos y se suelda. Debido al equipamiento compacto a menudo sólo se obtiene un espacio constructivo muy limitado. Al mismo tiempo se producen temperaturas locales, que al menos se acercan a la temperatura de disparo del elemento de separación.

El documento DE 196 15 643 A1 muestra una disposición de protección frente a sobretensiones con un elemento que limita la tensión y una disposición de conmutación, que forma un dispositivo de protección frente a sobrecargas térmicas para proteger el elemento que limita la tensión. La disposición de conmutación presenta un elemento de conmutación para cortocircuitar conexiones del componente o para interrumpir una conexión eléctricamente conductora entre al menos una de las conexiones y un elemento conductor de corriente de la disposición de conmutación, un dispositivo actuador para desplazar el elemento de conmutación a una posición de cortocircuito o posición de interrupción correspondiente, un elemento de disparo que dispara de manera termosensible el dispositivo actuador y configurado como elemento de separación y un elemento de base, con el que está conectado el elemento de separación, pudiendo soldarse el elemento de base a un lado del elemento de base dirigido en sentido opuesto al elemento de separación por medio de una unión de material de soldadura convencional.

La invención se basa en el objetivo de indicar un dispositivo de protección frente a sobrecargas térmicas, que requiera poco espacio constructivo, reaccione de manera segura frente a una sobrecarga térmica y realice un cortocircuito o una interrupción y que a pesar de las temperaturas que se producen en este caso pueda integrarse de manera sencilla en un proceso de montaje de un montaje, en particular un montaje en superficie, de componentes sobre un portador de pistas conductoras. La invención se basa además en el objetivo de indicar un procedimiento de producción correspondiente.

La solución del objetivo se produce según la invención mediante las características de las reivindicaciones independientes. En las reivindicaciones dependientes se indican configuraciones ventajosas de la invención.

El dispositivo de protección frente a sobrecargas según la invención presenta un elemento de base, con el que está conectado el elemento de separación, pudiendo soldarse el elemento de base en su lado dirigido en sentido opuesto al elemento de separación por medio de una unión de material de soldadura convencional. Mediante este elemento de base se forma un elemento intermedio entre el elemento de separación termosensible y un punto de soldadura del dispositivo de protección frente a sobrecargas, a través del que, en caso de producirse un disparo, se produce el transporte de calor al elemento de separación. Mediante la capacidad térmica del elemento de base se crea una acumulación de calor, que posibilita una soldadura del dispositivo de protección frente a sobrecargas mediante un proceso de soldadura a corto plazo con un material de soldadura convencional en un lado del elemento de base, sin que el elemento de separación sufra daños.

En este punto se indica que el término interrumpir se refiere a la conexión eléctricamente conductora, mientras que los términos separar y elemento de separación se refieren a la separación mecánica del elemento de base que puede soldarse por medio de una unión de material de soldadura convencional de una parte restante del dispositivo de protección frente a sobrecargas con fines de disparo. La separación puede ser al mismo tiempo una interrupción, aunque no es necesario, en particular en el caso de utilizar el elemento de conmutación para cortocircuitar.

El componente es preferiblemente un componente que puede montarse o montado con sus conexiones sobre un portador de pistas conductoras con pistas conductoras. El elemento conductor de corriente de la conexión eléctricamente conductora en el caso de un elemento de conmutación eléctrico configurado como unidad de interrupción es en particular una de las pistas conductoras o un elemento conductor de corriente montado sobre el portador de pistas conductoras e interconectado con una de las pistas conductoras. La conexión eléctricamente conductora es una conexión para conectar el componente. El cortocircuito es en particular un cortocircuito a través de al menos una de las pistas conductoras.

Ventajosamente está previsto que el elemento de separación esté configurado como elemento fusible que realiza un disparo mediante fusión. La temperatura de fusión del elemento fusible determina la temperatura de disparo, que por tanto puede ajustarse mediante la elección del material.

Según una configuración preferida de la Invención está previsto que el elemento fusible que realiza un disparo mediante fusión presente un punto de fusión menor que el material de soldadura de la unión de material de soldadura convencional. El elemento fusible presenta como material activo por ejemplo un material de soldadura funcional o un plástico de fusión, que en cada caso presentan un punto de fusión claramente menor que el material de soldadura convencional (es decir, el material de soldadura de la unión de material de soldadura convencional). A este respecto por punto de fusión claramente menor debe entenderse un punto de fusión menor en 20 K o más de 20 K (S 20 k o S 20°C).

En comparación con un material de soldadura convencional el plástico de fusión muestra además una transición más suave de su consistencia en el punto de fusión. Esto tiene la ventaja de que un elemento de separación de plástico de fusión también en el caso de disparo permanece en su lugar inicial y mediante el disparo sólo cambia su forma de tal manera que la unidad de cortocircuito puede cortocircuitar el componente.

Según otra configuración preferida de la invención está previsto que el elemento de base a través del elemento de separación no disparado esté conectado mecánicamente con el elemento de conmutación. En particular el elemento de base configurado con capacidad de conducción eléctrica a través del elemento de separación no disparado también está conectado de manera eléctricamente... [Seguir leyendo]

Dispositivo (20) de protección frente a sobrecargas térmicas para proteger un componente (12) eléctrico, en particular un componente electrónico, que presenta un elemento (22) de conmutación para cortocircuitar conexiones (14, 16) del componente (12) o para interrumpir una conexión (24) eléctricamente conductora entre al menos una de las conexiones (14) y un elemento (26) conductor de corriente del dispositivo (20) de protección frente a sobrecargas, un dispositivo (28) actuador para desplazar el elemento (22) de conmutación a una posición de cortocircuito o posición de interrupción correspondiente, un elemento de disparo que dispara de manera termosensible el dispositivo (28) actuador y configurado como elemento (30) de separación y un elemento (36) de base, con el que está conectado el elemento (30) de separación, pudiendo soldarse el elemento (36) de base en un lado del elemento (36) de base dirigido en sentido opuesto al elemento (30) de separación por medio de una unión (38) de material de soldadura convencional, caracterizado porque el dispositivo (28) actuador en el estado que puede dispararse es un dispositivo (28) actuador pretensado mecánicamente por medio de un enclavamiento en el elemento (22) de conmutación.

Dispositivo de protección frente a sobrecargas según la reivindicación 1, en el que el elemento (30) de separación está configurado como elemento (32) fusible que realiza un disparo mediante fusión.

Dispositivo de protección frente a sobrecargas según la reivindicación 1 ó 2, en el que el elemento (32) fusible que realiza un disparo mediante fusión presenta un punto de fusión menor que el material de soldadura de la unión (38) de material de soldadura convencional.

Dispositivo de protección frente a sobrecargas según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el elemento (36) de base a través del elemento (30) de separación no disparado está unido mecánicamente con el elemento (22) de conmutación.

Dispositivo de protección frente a sobrecargas según la reivindicación 4, en el que el elemento (36) de base está configurado con capacidad de conducción eléctrica y a través del elemento (30) de separación no disparado también está conectado de manera eléctricamente conductora con el elemento (22) de conmutación.

Dispositivo de protección frente a sobrecargas según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el dispositivo (28) actuador para su activación puede conmutarse de un estado inactivo, en el que el elemento (22) de conmutación no puede desplazarse por el dispositivo (28) actuador tampoco por un disparo por medio del elemento (30) de separación, a un estado que puede dispararse, en el que el elemento (22) de conmutación puede desplazarse por el dispositivo (28) actuador.

Dispositivo de protección frente a sobrecargas según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el dispositivo (28) actuador presenta al menos un elemento (40) de resorte, en particular es un elemento (40) de resorte.

Dispositivo de protección frente a sobrecargas según la reivindicación 7, en el que el elemento (40) de resorte es un disco de acción rápida.

Dispositivo de protección frente a sobrecargas según una de las reivindicaciones anteriores, en el que éste puede separarse del componente (12).

Disposición con un portador (10) de pistas conductoras, al menos un componente (12) dispuesto sobre el mismo y al menos un dispositivo (20) de protección frente a sobrecargas según una de las reivindicaciones 1 a 9, en la que el elemento (36) de base está soldado por medio de una unión (38) de material de soldadura convencional con una pista (18) conductora del portador (10) de pistas conductoras, que está conectada directamente con una conexión (14) del componente (12).

Disposición según la reivindicación 10, en la que el elemento (22) de conmutación y/o el dispositivo (28) actuador del dispositivo (20) de protección frente a sobrecargas se apoyan directamente en al menos una pista (18) conductora.

Procedimiento para la producción de un dispositivo (20) de protección frente a sobrecargas térmicas según una de las reivindicaciones 1 a 9, con un elemento compuesto de disparo, en el que el elemento compuesto está compuesto por un elemento (22) de conmutación, un elemento (36) de base para la soldadura del elemento compuesto y un elemento (30) de separación dispuesto entre el elemento (22) de conmutación y el elemento (36) de base y que los conecta y configurado como elemento (32) fusible, caracterizado por las siguientes etapas:

- proporcionar el elemento (22) de conmutación con una prolongación (36) de una zona (34) de extremo,

- doblar la prolongación (36') al lado de la zona (34) de extremo,

- introducir el elemento (32) fusible entre la zona (34) de extremo y la prolongación (36') y

- retirar el canto (44) producido durante el doblado, formando la parte restante de la prolongación (36') el elemento (36) de base.

13.

Procedimiento según la reivindicación 12, en el que la prolongación (36') o el elemento (36) de base se configura en forma de cubeta.