ТЕРМОБИМЕТАЛЛИЧЕСКИЙ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬ Российский патент 2000 года по МПК H01H37/54 H01H37/00 H01H61/01 H01H61/00 

Изобретение относится к электрическим аппаратам, служащим для защиты электрических цепей от перегрузок, в частности к конструкции биметаллического предохранителя для защиты от перегрева электроизделий промышленного назначения, автомобильных моторедукторов, бытовой техники, а также аналогичного назначения.

Известна конструкция биметаллического предохранителя [1]. Данный биметаллический предохранитель имеет штампованный корпус с установленной в нем щелкающей биметаллической пластиной, изоляционную прокладку, разрезную металлическую крышку, в разрыв которой включен S-образный резистивный элемент, электрические контакты, электрические выводы.

S-образный резистивный элемент закреплен неподвижно и образует последовательное электрическое соединение с биметаллической пластиной, служит для дополнительного ее подогрева и изменения токовременной характеристики предохранителя.

Такая конструкция имеет ряд недостатков. Включение резистивного элемента последовательно с биметаллической пластиной увеличивает падение напряжения на выводах предохранителя. Резистивный элемент в данной конструкции находится на расстоянии от чувствительного элемента и из-за его удаленности не оказывает большого влияния на изменение характеристики предохранителя.

Известно применение шунта для регулировки термореле или теплового выключателя [2]. Неподвижный шунт включается параллельно, зажимая термореле, при этом общий ток делится на ток в биметаллическом элементе и на ток в шунте. Изменением сопротивления шунта и при этом изменением тока в биметаллическом элементе изменяется токовременная характеристика термореле. Такое применение шунта имеет преимущество, т.к. падение напряжения на выводах реле не увеличивается. Недостатком такого применения шунта является то, что для регулировки термореле не используется тепло, выделяющееся в шунте, он не подогревает чувствительный элемент.

Известна конструкция температурного выключателя [3], выбранная в качестве прототипа, в котором имеются:
изоляционное основание, электрические выводы в виде плоских металлических пластин, имеющих участок с повышенным электрическим сопротивлением, чувствительный элемент, в виде выпуклой щелкающей лопасти с П-образным выступом и язычком U-образной формы, расположенным внутри лопасти, неподвижный контакт, установленный на одном из электрических выводов, и подвижный контакт, установленный на чувствительном элементе в области П-образного выступа.

Участок электрического вывода с повышенным электрическим сопротивлением образует неподвижный резистивный элемент, включенный электрически последовательно с биметаллической пластиной, служит для дополнительного ее подогрева и изменения токовременной характеристики предохранителя. Расположение резистивного элемента внутри корпуса предохранителя усиливает влияние дополнительного подогрева на срабатывание предохранителя, но несмотря на значительное преимущество перед конструкцией предохранителя [1] имеется следующий недостаток: нет нагрева чувствительного элемента по всей его площади, сопротивление резистивного элемента выбирается очень малым, чтобы не увеличивать падения напряжения на выводах предохранителя.

В предлагаемом устройстве указанные недостатки устраняются тем, что биметаллический предохранитель, содержащий изоляционное основание, электрические выводы в виде плоских металлических пластин, щелкающий биметаллический чувствительный элемент в виде пластины с прорезью и язычком U-образной формы внутри контура пластины, неподвижный контакт, установленный на одном из электрических выводов, и подвижный контакт, установленный на чувствительном элементе, снабжен подвижным резистивным элементом, выполненным в виде накладки, повторяющей внешней и внутренний контуры чувствительного элемента и включенной электрически параллельно ему в месте установки подвижного контакта и в месте крепления чувствительного элемента к электрическому выводу.

Для исключения расслоения чувствительного элемента и резистивного элемента в месте, противоположном основанию U-образного язычка, накладка (резистивный элемент) имеет лепесток, охватывающий чувствительный элемент и механически скрепляющий ее с чувствительным элементом.

Введение указанного резистивного элемента позволяет повысить эффективность регулировки токовременной характеристики предохранителя за счет подогрева чувствительного элемента без повышения падения напряжения на выводах предохранителя.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый предохранитель отличается тем, что он снабжен подвижным резистивным элементом, повторяющим форму чувствительного элемента, выполненным в виде накладки, повторяющей внешней и внутренней контуры чувствительного элемента и включенной электрически параллельно ему в месте установки подвижного контакта и в месте крепления чувствительного элемента к электрическому выводу, а также тем, что в месте, противоположном основанию U-образного язычка, накладка имеет лепесток, охватывающий чувствительный элемент и скрепляющий ее с чувствительным элементом механически.

Таким образом, заявляемый предохранитель соответствует критерию изобретения "новизна".

При излучении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявленное решение от прототипа, не были выявлены, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия".

Сущность изобретения поясняется чертежами, где рассматриваются возможные варианты конструкции предохранителей.

На фиг. 1-4 показан вариант предохранителя, у которого подвижный контакт 3 установлен на П-образном выступе чувствительного элемента.

На фиг. 1 показан чувствительный элемент 1 с U-образным язычком 1.1. и П-образным выступом.

На фиг. 2 показан резистивный элемент 2, повторяющий форму чувствительного элемента. Резистивный элемент имеет U-образный язычок 2.1 и лепесток 2.2, выходящий за пределы контура и расположенный напротив основания U-образного язычка.

На фиг. 3 показаны вид спереди и вид сверху чувствительного элемента 1, собранного с резистивным элементом 2 и подвижным контактом 3. Лепесток 2.2. резистивного элемента 2 охватывает чувствительный элемент 1.

На фиг. 4 показаны: вид спереди и вид сверху одного из вариантов собранного предохранителя.

На фиг. 5-8 показан вариант предохранителя, у которого подвижный контакт 3 установлен на U-образном язычке чувствительного элемента 1.

Предохранитель (фиг. 4) состоит из изоляционного основания 6, в котором зафиксированы электрические выводы 7. На одном из выводов установлен неподвижный контакт 4, а на другом выводе при помощи контактной сварки закреплен узел 5, состоящий из биметаллического чувствительного элемента, собранного с резистивным элементом и подвижным контактом 3.

Геометрические размеры резистивного элемента полностью совпадают с размерами чувствительного элемента. Резистивный и чувствительный элементы, подвижный контакт соединены при помощи сварки в области П-образного выступа, а язычки резистивного, чувствительного элементов соединены также при помощи сварки в месте их крепления к электрическому выводу. Таким образом получается параллельное электрическое соединение резистивного и чувствительного элементов. Для устранения расслоения чувствительного и резистивного элементов в области основания U-образных язычков лепесток 2.2 резистивного элемента 2 охватывает чувствительный элемент 1 и соединяет его с чувствительным элементом механически.

Одним из вариантов конструкции предохранителя может быть установка подвижного контакта в месте соединения язычков чувствительного и резистивного элементов (фиг. 5-8). Чувствительный и резистивный элементы крепятся к одному из выводов 7 сваркой в двух местах, а к другому выводу крепится сваркой неподвижный контакт 4.

Для получения заданных параметров срабатывания и возврата чувствительного элемента его предварительно подвергают формовке. После формовки элемент срабатывает "щелчком". Резистивный элемент формовке не подвергается. Время срабатывания предохранителя определяется временем нагрева чувствительного элемента до температуры срабатывания и зависит от соотношения токов в чувствительном и резистивном элементе.

Ток срабатывания предохранителя задается при изготовлении предохранителя применения резистивных элементов различной толщины и применением материалов с различными удельными сопротивлениями, например никеля или нихрома.

В случае применения резистивного элемента с низким сопротивлением, например из меди, снижается чувствительность выключателя к протекающему току, что позволяет применять его как термовыключатель-термореле.

Применение накладки из материала с низким удельным сопротивлением позволяет уменьшить габариты термореле за возможности пропускать большие токи без увеличения размеров чувствительного элемента.

Испытания образцов предохранителей в составе автомобильных моторедукторов, изготовленных с чувствительным и резистивным элементом приведенной выше конструкции, показали надежность их защиты.

Источники информации.

1. Каталог фирмы "Texas Instruments Inc. Control Produkt Division", UNITED STATES OF AMERIKA, 34, Forest Street, ATTLEBORO, Ma 02703, 1997 г. Предохранитель серии 3МР.

2. Ф. Кашпар "Термобиметаллы в электротехнике", Госэнергоиздат, 1961 г., стр. 236.

4. Патент США N 4532488 от 30.07.1985 г. кл. H 01 H 61/00.

Изобретение относится к электрическим аппаратам, служащим для защиты электрических цепей от перегрузок, в частности к конструкции биметаллического предохранителя для защиты от перегрузки электроизделий промышленного назначения и бытовой техники. Предлагаемый предохранитель, содержащий изоляционное основание, электрические выводы в виде плоских металлических пластин, щелкающий биметаллический чувствительный элемент в виде пластины с прорезью и язычком U-образной формы внутри контура пластины, неподвижный контакт, установленный на одном из электрических выводов, и подвижный контакт, установленный на чувствительном элементе, снабжен подвижным резистивным элементом, выполненным в виде накладки на чувствительный элемент, повторяющей внешний и внутренний контуры чувствительного элемента и включенной электрически параллельно ему в месте установки подвижного контакта и в месте крепления чувствительного элемента к электрическому выводу. Накладка на чувствительный элемент имеет лепесток, скрепляющий ее механически с чувствительным элементом в месте, противоположном основанию U-образного язычка. Введение указанного резистивного элемента позволяет повысить эффективность регулировки токовременной характеристики предохранителя. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Биметаллический предохранитель, содержащий изоляционное основание, электрические выводы в виде плоских металлических пластин, щелкающий биметаллический чувствительный элемент в виде пластины с прорезью и язычком U-образной формы внутри контура пластины, неподвижный контакт, установленный на одном из электрических выводов, и подвижный контакт, установленный на чувствительном элементе, отличающийся тем, что он снабжен подвижным резистивным элементом, выполненным в виде накладки на чувствительный элемент, повторяющей внешний и внутренний контуры чувствительного элемента и включенной электрически параллельно ему в месте установки подвижного контакта и в месте крепления чувствительного элемента к электрическому выводу. 2. Биметаллический предохранитель по п.1, отличающийся тем, что накладка имеет лепесток, охватывающий чувствительный элемент и скрепляющий ее механически с чувствительным элементом в месте, противоположном основанию U-образного язычка.