用于制造熔丝座的加工方法、熔丝座和熔断器技术

在按照本发明专利技术的用于制造用于保护电路的熔断器(1)的熔丝座(10)的加工方法中，熔丝座(10)由绝缘的材料一体式借助增材式加工方法制造。在此，通过所述加工方法制造熔丝座(10)的至少一个预定的第一部段(11)以及熔丝座(10)的至少一个预定的第二部段(12)，所述至少一个预定的第一部段具有第一物理密度，所述至少一个预定的第二部段具有与第一物理质量密度不同的第二物理质量密度。以这种方式，通过至少一个第一部段(11)和至少一个第二部段(12)的加工方法在两个部段的机械弹性以及机械强度方面适配于熔丝座(10)的各个局部的力负荷。

Processing method, fuse holder and fuse for manufacturing fuse holder

In the processing method of fuse holder (10) for manufacturing fuse holder (1) for protection circuit according to the present invention, the fuse holder (10) is manufactured by means of an integrated insulating material processing method and an additional material processing method. Here, at least one predetermined first segment (11) of the fuse holder (10) and at least one predetermined second segment (12) of the fuse holder (10) are manufactured by the processing method. The at least one predetermined first segment has a first physical density, and the at least one predetermined second segment has a second physical mass density different from the first physical mass density. In this way, the mechanical elasticity and mechanical strength of at least one first section (11) and at least one second section (12) are adapted to the force loads of each part of the fuse holder (10) through the processing method of at least one first section (11) and at least one second section (12).

【技术实现步骤摘要】
用于制造熔丝座的加工方法、熔丝座和熔断器
本专利技术涉及一种用于制造熔丝座的加工方法、一种用于熔断器的熔丝座以及一种用于保护电路的熔断器。
技术介绍
被电流流过的导体会变热。在不允许的大电流的情况下会发生导体的不允许的强烈受热并且导致包围导体的绝缘层的熔化，这在进一步的变化中会导致直至电缆燃烧。为了预防着火危险，在出现电流过大、即过载电流或者短路电流时，必须及时切断该电流。这借助所谓的过电流保护装置保证。用于这种过电流保护装置的一种可行的实施方式是熔断器，当通过相关熔断器提供保险的电路的电流强度在确定的时长内超过确定的值时，熔断器通过一个或者多个熔丝的熔化中断电路。熔断器由绝缘的物体构成，并且具有两个电连接端，两个电连接端在绝缘的物体内部通过一个或者多个熔丝导电地相互连接。所述熔丝具有相较于电路的其他导体减小的横截面，熔丝被流过熔丝的电流加热并且当保险装置的标准的额定电流被明显超过预定的持续时间时熔化。由于很好的绝缘特性，大多使用陶瓷作为用于绝缘的熔丝座的材料。术语“陶瓷”在此指的是所谓的工业陶瓷，即在其特性上在工业应用方面优化过的陶瓷材料。工业陶瓷与装饰用陶瓷的区别在于其原材料的纯度和高精细的粒度(所谓的颗粒尺寸)以及在于专门的烧制方法。陶瓷的材料是无机的、非金属的和多晶的。通常，陶瓷材料在室温下从由陶瓷粉末、有机粘接剂和液体构成的原料成形并且在高温下的烧结过程中才获得其典型的材料特性。原材料例如考虑氮化硼、碳化硅或者氧化铝。这种陶瓷的构件的特点还在于高耐热性以及高电绝缘能力、高磨损和耐磨强度、以及高硬度和机械强度同时密度较低并且热膨胀轻微。熔断器可以以不同构造种类和构造方式获得。除了具有其中容纳熔丝的简单的玻璃筒的简单的设备保险装置之外，对于更高的要求发展出了一些构造方式，其具有填充有砂子、大多为石英砂的陶瓷体：在此分为具有加固的以及具有未加固的石英砂的类型。在以砂子加固的熔断器的情况下，熔丝被石英砂包围。在此，熔断器的壳体通常通过陶瓷体构成，加固的砂子、电连接端以及熔丝被容纳或者固持在在陶瓷体中。在此，石英砂起灭弧物的作用：若熔断器的标称电流被明显超过(例如由于短路电流大所造成)，则这就导致熔断器的响应，在该响应期间，熔丝首先熔化，并且接着由于高温的形成而气化。在此产生了导电的离子体，在电连接端子之间的电流通过离子体最初被保留，这就构成了电弧。蒸发的熔丝的金属蒸气沉降在石英砂颗粒上使得电弧又被冷却。接着，熔断器内部的电阻升高，使得电弧最终被熄灭。由熔断器保护的电路以此中断。这种熔断器例如由德语文献DE102014205871A1、DE102012210292A1或者DE102012202059A1原理上已知。除了短路跳闸之外，熔断器也用于当过大的电流在待保护的电路中流动较长时间段时在出现过载情况下的限流。若使用具有陶瓷体的熔断器用于过载跳闸，则在此出现的问题就是，在陶瓷的熔丝座内部包围熔丝的灭弧砂和熔丝座本身具有不同的热膨胀系数。由于由此导致的不同的热膨胀，陶瓷的熔丝座的不同部段或者说区域承受不一样高的力。这导致陶瓷体内部可能足以使得陶瓷体爆裂的应力。因此，目前对于不同的应用情况使用由不同的陶瓷材料制成的不同的熔丝座，所述不同的陶瓷材料相应地具有不同的、适应于各个应用情况的材料特性，例如温度膨胀系数或者机械强度。然而这种由具体应用导致的种类繁杂性导致了更高的物流耗费和制造耗费并且因此导致更高的成本。此外，在额定电流要求越来越高的情况下陶瓷的熔丝座也碰到了其技术上的极限。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题是，提供一种用于制造用于熔断器的熔丝座的加工方法、一种熔丝座以及一种用于保护电路的熔断器，其能至少部分克服上述缺点。上述技术问题按照本专利技术地通过按照独立权利要求的用于制造熔丝座的加工方法、用于熔断器的熔丝座以及用于保护电路的熔断器解决。本专利技术的有利设计方案是从属权利要求的内容。在按照本专利技术的用于制造用于保护电路的熔断器的熔丝座的加工方法中，熔丝座由绝缘的材料一体式借助增材式加工方法制造。在此，通过所述加工方法制造熔丝座的至少一个预定的第一部段以及熔丝座的至少一个预定的第二部段，所述至少一个预定的第一部段具有第一物理质量密度，所述至少一个预定的第二部段具有与第一物理密度不同的第二物理质量密度。以这种方式，通过所述加工方法，至少一个第一部段和至少一个第二部段在两个部段的机械弹性以及机械强度方面适配于熔丝座的各个局部的力负荷。术语“增材式加工方法”(英语：AdditiveManufacturing)是一种对于至今被称为“快速原型成型(RapidPrototyping)”的、用于快速和低成本制造模型、样品、原型等等的方法的统称。在此加工方法的情况下，基于待制造产品的计算机内部数据模型由不定形的(液体、粉末等等)或者形状中性的(带状、线状)材料借助化学和/或物理过程进行制造。口语中也将术语“3D打印”用于术语“增材式加工方法”。这些方法具有的优点是，待制造的产品作为数字化的结构模型能适配于可预期的、专用的要求，方法是在该产品的确定的位置上布置更多或者更少的材料。就熔丝座而言这意味着，至少一个预定的第一部段和所述至少一个预定的第二部段(它们由于在熔丝座上的空间位置而承受不同的应力)在其机械弹性以及其机械强度方面通过所述加工方法适配于各种专用的要求。以这种方式可以在材料使用相同的情况下明显提升强度，并且以此明显提升熔丝座的应用多样性并且以此明显提升熔断器的应用多样性。以此明显减少不同熔丝座的类型繁杂度。另一方面可以在保持标称电流不变的情况下使得材料使用和以此使得材料成本明显降低，而不降低熔丝座的重要部段中的机械强度。以这种方式能实现紧实的构造形式，其既具有较小重量也具有较小体积。在该加工方法的一种有利改进设计中，熔丝座由陶瓷和/或由塑料材料制造。除了纯陶瓷的熔丝座之外同样可行的是制造由陶瓷和塑料构成的混合形式。以这种方式使得这种熔丝座的物理特性、例如机械弹性能更广泛地并且因而也更有针对性地适配于各个应用情况。以此进一步提升应用多样性，类型繁杂度由此能被进一步降低。在该加工方法的一种进一步有利的改进设计中，熔丝座借助激光熔融或者激光烧结制造。激光熔融和激光烧结是生成式分层构造方法，其中，待制造的工件一层一层地被构造。通过激光束的作用因而可以产生在使用传统成形或者变形的加工方法不能制造的、任意的三维形状、包括底切部。激光熔融和激光烧结已被证明是适于制造陶瓷的成品的方法。在该加工方法的一种进一步有利的改进设计中，至少一个第一部段在熔丝座的边缘区域上制造。在该加工方法的一种进一步有利的改进设计中，至少一个第一部段在熔丝座的座中部的区域中制造。在熔断器触发的情况下在熔丝座的座中部区域中的机械载荷与在熔丝座的边缘区域上的机械载荷明显不同。因此适宜的是，这些区域借助增材式加工方法不一样地构造：在此，在载荷大的位置加入更多材料，使得熔丝座在这些位置具有更高的物理质量密度并且以此具有更高的机械强度。相反地可以在熔丝座的载荷小的区域中减少材料使用，使得熔丝座在这些位置上具有更低的物理质量密度，并且以此具有更低的机械强度。在该加工方法的进一步有利的改进设计方案中，熔丝座具有空心筒的几何形状。对此应理解为，熔丝座基本上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制造保护电路的熔断器(1)的熔丝座(10)的加工方法，‑其中，所述熔丝座(10)由绝缘的材料一体式地、借助增材式加工方法制造，‑在此，通过所述加工方法制造熔丝座(10)的至少一个预定的第一部段(11)以及熔丝座(10)的至少一个预定的第二部段(12)，所述至少一个预定的第一部段具有第一物理质量密度，所述至少一个预定的第二部段具有与第一物理质量密度不同的第二物理质量密度，‑使得通过所述加工方法，至少一个第一部段(11)和至少一个第二部段(12)在两个部段的机械弹性以及机械强度方面适配于熔丝座(10)的各个局部的力负荷。

【技术特征摘要】
2017.08.25 DE 102017214909.41.一种用于制造保护电路的熔断器(1)的熔丝座(10)的加工方法，-其中，所述熔丝座(10)由绝缘的材料一体式地、借助增材式加工方法制造，-在此，通过所述加工方法制造熔丝座(10)的至少一个预定的第一部段(11)以及熔丝座(10)的至少一个预定的第二部段(12)，所述至少一个预定的第一部段具有第一物理质量密度，所述至少一个预定的第二部段具有与第一物理质量密度不同的第二物理质量密度，-使得通过所述加工方法，至少一个第一部段(11)和至少一个第二部段(12)在两个部段的机械弹性以及机械强度方面适配于熔丝座(10)的各个局部的力负荷。2.按照权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述熔丝座(10)由陶瓷材料和/或由塑料材料制造。3.按照上述权利要求之一所述的加工方法，其特征在于，所述熔丝座(10)借助激光熔融或者激光烧结制造。4.按照上述权利要求之一所述的加工方法，其特征在于，所述至少一个第一部段(11)在熔丝座(10)的边缘区域上制造。5.按照权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：R霍廷格，
申请(专利权)人：西门子股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE