AT402983B

AT402983B - Temperaturwächter

Info

Publication number: AT402983B
Application number: AT0218093A
Authority: AT
Original assignee: Thermik Geraetebau Gmbh
Priority date: 1992-11-03
Filing date: 1993-10-29
Publication date: 1997-10-27
Also published as: DE4336564C2; DE9214940U1; DE4336564A1; ATA218093A

Description

AT 402 983 B

Die Erfindung betrifft einen Temperaturwächter mit einem Schaltwerk, einem parallel zu diesem geschalteten Widerstand und einem in Reihe zu diesem geschalteten und nahe diesem angeordneten Heizwiderstand.

Ein derartiger Temperaturwächter ist aus der FR 2 613 870 A1 bekannt. Der bekannte Temperaturwächter umfaßt einen temperaturabhängigen Schalter, zu dem für Selbsthaltezwecke ein Widerstand parallel und zur Einstellung des Schaltpunktes ein Widerstand in Serie geschaltet ist.

Aus der DE 33 20 730 Al ist es bekannt, bei einem temperaturabhängigen Schaltwerk als Selbsthalte-widerstand ein PTC-Element zu verwenden, das unter dem Schaltwerk angeordnet ist. Das PTC-Element ist zwischen einen Federstreifen und eine Anschlußlasche eingeklemmt und mittels Klebstoff fixiert.

Die DE 32 31 136 schließlich offenbart einen Temperaturwächter mit einem Träger, in den Anschlußfahnen eingebettet sind. Teile dieser Anschlußfahnen sind hochgebogen und dienen zum Aufbau eines Bimetall-Schaltwerkes, das über einen Dickschicht-Widerstand an der Unterseite des Trägers durch eine Durchbrechung hindurch beheizt wird. Der Dickschicht-Widerstand ist auf eine Keramikplatte aufgebracht, die jedoch nicht als Träger für den Schalter selbst dient, sondern an diesem nur befestigt ist.

Bei einem Temperaturwächter mit parallel zum Schaltwerk geschalteten PTC-Element handelt es sich um einen selbsthaltenden Temperaturwächter. Das Schaltwerk weist ein Bimetall-Element als wirksames Teil auf. Solange das Schaltwerk geschlossen ist, weist das Schaltwerk nur einen geringen elektrischen Widerstand auf, so daß der Stromfluß im wesentlichen über das Schaltwerk erfolgt. Wenn ein durch den Temperaturwächter zu schützendes und in dessen Nähe befindliches Gerät eine Übertemperatur annimmt, so schaltet das Bimetall-Schaltwerk aus seinem Schließ- in seinen Öffnungszustand, so daß kein Strom mehr über das Schaltwerk fließen kann. Es ergibt sich dann ein hinreichender Stromfluß über das PTC-Element, welches durch den Stromfluß aufgeheizt wird und das Bimetall-Element des Schaltwerks weiter erwärmt. Damit wird ein Takten des Schaltwerks und damit ein Ein- und Ausschalten des zu schützenden elektrischen Gerätes verhindert, wie dies der Fall wäre, wenn, nach Ausschalten des elektrischen Geräts durch Öffnen des Bimetall-Schaltwerks, dieses sich wieder abkühlt, so daß der Bimetall-Schalter wieder in seinen Schließzustand schalten würde, ohne daß der Fehler am zu schützenden Gerät behoben ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen einfach aufgebauten, selbsthaltenden Temperaturwächter zu schaffen.

Bei dem eingangs genannten Temperaturwächter wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Widerstand ein PTC-Element ist, das Schaltwerk gekapselt ist, und ein Keramikträger vorgesehen ist, der das gekapselte Schaltwerk, das PTC-Element sowie den Heizwiderstand trägt.

In bevorzugter Ausgestaltung ist dabei vorgesehen, daß der Heizwiderstand unterhalb des Schaltwerkes angeordnet ist und daß das Schaltwerk mit seiner Bodenseite am Heiz-Widerstand unter Zwischenschaltung eine Isolierschicht anliegt. Der Heiz-Widerstand kann als Dickschichtwiderstand auf dem Keramikträger ausgebildet sein.

Durch die Anordnung des Vorwiderstandes unter dem Schaltwerk können sehr definierte Abschaltzeiten mit nur geringen Abweichungen von Sollwert eingestellt werden. Bei einem Dickschichtwiderstand unter dem Schaltwerk und der hierdurch bedingten guten thermischen Leitfähigkeit und Wärmeübertragung auf das Schaltwerk kann eine Flächenleistung von ca. 2 W/mm2 bis zum Abschaltzeitpunkt des Schaltwerkes umgesetzt werden.

Gemäß einer anderen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, daß auf dem Träger Lötstellen zum Anschluß einer Litze des PTC-Elements und zur Befestigung und elektrischen Verbindung des Schaltwerks vorgesehen sind.

Die konkrete elektrische Schaltung sieht derart aus, daß Schaltwerk und Heizwiderstand gemeinsam parallel zum PTC-Element geschaltet sind.

Durch den erfindungsgemäßen Temperaturwächter wird eine umgesetzte Leistung von bis zu 2 W pro mm2 erreicht, wodurch eine höhere Genauigkeit des Abschaltens sicherzustellen ist.

Die Keramik ist üblicherweise eine Aluminiumoxidkeramik.

Der gesamte Gegenstand kann durch eine Isolierung, wie eine Schrumpffolie oder ein Kunststoffgehäuse umgeben sein.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im einzelnen erläutert ist. Dabei zeigt:

Figur 1 einen erfindungsgemäßen Temperaturwächter im Vertikalschnitt;

Figur 2 einen Horizontalschnitt durch den Temperaturwächter der Figur 1;

Figur 3 ein Schaltbild des erfindungsgemäßen Temperaturwächters;

Figur 4 eine schematische Darstellung der Keramikplatte mit ihren Aufträgen und

Figur 5 eine Seitenansicht der mit den Beschichtungen versehenen Keramikplatte der Figur 4 in 2

Claims

AT 402 983 B Richtung des Pfeiles V. Der erfindungsgemäße Temperaturwächter 1 weist eine mit leitenden und isolierenden Beschichtungen versehene Keramikplatte 2 als Träger auf. Auf der Keramikplatte 2 sitzt ein gekapseltes Schaltwerk 3 mit einem Bimetallschaltelement (nicht dargestellt). Weiterhin sitzt neben dem Schaltwerk 3 ein PTC-Baustein 4. Schaltwerk 3 und PTC-Element 4 sind elektrisch parallel geschaltet. Am vom Gehäuse 6 des Schaltwerks 3 isolierten Deckteil 7 desselben ist eine erste Kontaktlitze 8 angelötet, die auch über das PTC-Element 4 (bei 9) führt und dort mit diesem verbunden ist. Eine zweite Litze 11 ist unmittelbar auf dem Träger 2 angelötet und steht zunächst in elektrisch leitender Verbindung mit der Unterseite des PTC-Elements 4. Das Schaltwerk 3 kann mit einer Isolierkappe 12 versehen sein, die einerseits den Anschluß der Litze 8 am Deckteil 7 freiläßt, andererseits einen Bodenbereich des Gehäuses 6 des Schaltwerks 3 ebenfalls nicht isoliert. Der Träger 2 weist ausgehend von dem mit der Litze 11 verbundenen Anschlußbereich 11a eine elektrische Leiterbahn 14 auf, die etwa mittig unterhalb des Schaltwerks 3 führt (Fig. 3). Von dort steht die Bahn 14 in Kontakt mit einem Dickschichtwiderstand 16, der wiederum mit einer Leiterbahn 17 in Kontakt steht - so daß also zwischen Leiterbahn 14 und Leiterbahn 17 der Dickschichtwiderstand 16 elektrisch geschaltet ist -, wobei die Leiterbahn 17 als Lötstelle für das Schaltwerk 3 ausgebildet und mit diesem verbunden ist. Der restliche Bereich des Trägers 2, insbesondere aber der Widerstand 16 kann durch eine Isolierschicht abgedeckt sein, so daß der Widerstand 16 gegenüber dem sonstigen Bodenbereich des Gehäuses 6 des Schaltwerks 3 isoliert ist. An der Lötstelle 19, die mit dem Leiter 17 in elektrischer Verbindung steht, ist das PTC-Element 4 auf dem Träger 2 befestigt, so daß es elektrisch parallel zu dem Schalter 6 geschaltet ist. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Temperaturwächters wird ein Temperaturwächter geschaffen, der eine hohe Leistungsumsetzung ermöglicht, wobei die Gefahr eines Temperaturschockes weitgehend ausgeschlossen ist. Patentansprüche 1. Temperaturwächter mit einem Schaltwerk (3), einem parallel zu diesem geschalteten Widerstand (4) und einem in Reihe zu diesem geschalteten und nahe diesem angeordneten Heizwiderstand (16), dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (4) ein PTC-Element (4) ist, das Schaltwerk (3) gekapselt ist, und ein Keramikträger (2) vorgesehen ist, der das gekapselte Schaltwerk (3), das PTC-Element (4) sowie den Heizwiderstand (16) trägt.
2. Temperaturwächter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizwiderstand (16) unterhalb des Schaltwerkes (3) angeordnet ist.
3. Temperaturwächter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltwerk (3) mit seiner Bodenseite am Heiz-Widerstand (16) unter Zwischenschaltung einer Isolierschicht (7) anliegt.
4. Temperaturwächter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Heiz-Widerstand (16) als Dickschichtwiderstand auf dem Keramikträger (2) ausgebildet ist.
5. Temperaturwächter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Keramikträger (2) Lötstellen (11, 17, 19) zum Anschluß einer Litze (11) und des PTC-Elementes (4) sowie zur Befestigung und elektrischen Verbindung des Schaltwerkes (3) vorgesehen sind.
6. Temperaturwächter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltwerk (3) und der Heizwiderstand (16) gemeinsam parallel zu dem PTC-Element (4) geschaltet sind. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen 3