DE10311090A1 - Thermische Sicherung - Google Patents

Thermische Sicherung

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Abstract

Die Erfindung stellt eine Thermosicherung (10) und ein zugehöriges Sicherungsverfahren zum Schutz vor zu hohen Temperaturen in elektrischen Verbrauchern, insbesondere an elektrischen Heizelementen, bereit. Dabei wird die erfindungsgemäße Thermosicherung (10) in einem Stromweg (20) von einer elektrischen Stromquelle zu einem elektrischen Verbraucher angeordnet. Die Thermosicherung (10) enthält als ein erstes Sicherungsfunktionselement (30) ein Kurzschlussfederelement (30a), welches mit jeweils einem seiner zwei Enden (32, 34) mit dem Stromweg (20) an jeweils einer Verbindungsstelle (22, 24) verbunden ist. Zwischen den Verbindungsstellen (22, 24) ist als ein zweites Sicherungsfunktionselement (40) ein höherohmiger elektrischer Stromwegabschnitt (40a) dem ersten Sicherungsfunktionselement (30) parallelgeschaltet.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Thermosicherung gemäß dem Anspruch 1 und ein zugehöriges Sicherungsverfahren gemäß dem Anspruch 17.
  • In elektrischen Verbrauchern, insbesondere solchen die hohe Leistungen umsetzen und in denen deshalb hohe elektrische Spannungen bzw. hohe Ströme auftreten, sind von Seiten des Herstellers Vorkehrungen zu treffen, um in einem Fehlerfall mögliche Gefahrenrisiken zu verringern.
  • Oft sind Fehlerfälle durch hohe Stromstärken gekennzeichnet. Durch ein sicheres Unterbrechen des Stromweges kann ein größerer Schaden z. B. durch Brandentwicklung verhindert werden. Zusätzlich sollte es auch nur dem Fachmann möglich sein, das elektrische Gerät nach einer sorgfältigen Fehleranalyse wieder in Betrieb zu nehmen. Solche Sicherungselemente zum Schutz elektrischer Geräte und Komponenten im Fall von einem Überstrom und/oder einem Kurzschluss sind bekannt.
  • Geeignet für das Unterbrechen eines Stromweges in Abhängigkeit von der Stromstärke ist eine Schmelzsicherung. Hierbei schmilzt im Fehlerfall automatisch ein Schmelzleiter ab, durch den der Fehlerstrom fließt. Im Ergebnis wird eine nicht reversible, physikalische Trennung herbeigeführt, die den Stromfluss durch den Leiter unterbricht. Die Sicherung wird dabei so bemessen, dass sie den Stromfluss zuverlässig unterbricht, wenn eine vorbestimmbare Größe für eine bestimmte Dauer erreicht wird. Im Normalbetrieb bleibt die Sicherung praktisch unbemerkt.
  • Soll ein elektrischer Verbraucher, der auch im Normalbetrieb hohe Ströme i(t) aufnimmt, insbesondere elektrische Heizelemente, gegen einen Störungsfall gesichert werden, dann ist der Einsatz der oben erläuterten Sicherungsart nicht geeignet, vor allem da ein Heizelement im Normalbetrieb schon den maximalen elektrischen Strom Imax aufnimmt. Der wahrscheinlichere Fehlerfall ist dadurch gekennzeichnet, dass aufgrund einer Betriebstörung die Heizleistung PH = i(t).u(t) vom Heizelement nicht abgeführt werden kann. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn ein Heizelement zur Erhitzung von Wasser "trocken" läuft, d. h. es nicht von Wasser umgeben ist. In solch einem Fall kann die Heizleistung PH nicht ausreichend schnell abgeführt werden, es entsteht ein Wärmestau und in folge davon eine Überhitzung des Heizelements. Im "worst case" droht dadurch ein größerer Geräteschaden, insbesondere Brandgefahr.
  • Es ist möglich zusätzlich einen Thermoschalter in den Stromweg zuschalten, der so auszulegen ist, dass er bei einer vorbestimmten, zulässigen maximalen Temperatur auslöst. Solche Thermoschalter arbeiten gewöhnlich mit Hilfe eines temperatursensitiven Bi-Metalls. Dabei ist solch ein Schalter an einer Stelle des Heizelements anzubringen, an der die Temperatur überwacht werden soll. Solche Thermoschalter sind beispielsweise aus Kaffeemaschinen, Bügeleisen etc. bekannt. Mit dem Thermoschalter wird jedoch ein weiteres teures Bauelement benötigt und es fallen zusätzliche Schritte bei der Herstellung an. Außerdem stellt ein solcher Thermoschalter selber eine Fehlerquelle dar, wenn er trotz Überschreitens der zulässigen Maximaltemperatur nicht auslöst. Die Ursache für das Nicht- Auslösen eines derartigen Thermoschalters kann beispielsweise darin bestehen, dass der Kontakt durch mangelhafte Kontaktflächen verschweißt. Ebenso können Ablagerungen auf den Kontaktflächen vorhanden sein, die im Laufe der Zeit zu einer Erhöhung des Übergangswiderstände führen. Dies kann zur Öffnung des Kontaktes oder zu Lichtbogenzündung und somit zum Abbrand der Kontakte oder zum Verschweißen führen. Darüber hinaus wirken auf den Bi-Metallschalter Kräfte ein, die das Bauteil verspannen und die Schaltfunktion beeinträchtigen. Weiterhin besteht die Möglichkeit, dass der Arbeitsstrom zu hoch oder zu niedrig ist. Auch wird die maximal zulässige Temperatur am Bauteil im Störungsfall überschritten. Bei einem selbstrückstellenden Bi-Metallschalter kann es zu einem häufigen Aus- und Ein-Schalten kommen. Bei Erreichen der elektrischen und/oder mechanischen Lebensdauer kann es im Schalter zu einer Beschädigung und in weiterer Folge zum Verschweißen oder zur Daueröffnung kommen. Aus diesem Grund sollte im günstigsten Fall neben jedem selbstrückstellenden Bi-Metallschalter auch ein irreversibel rückstellbares oder mechanisch zurückzustellendes Element vorgesehen sein.
  • Es wird daher ein möglichst einfaches Sicherungselement als eine Katastrophensicherung für den Fall unzulässig hoher Temperaturen an einem elektrischen Verbraucher benötigt, dass einerseits einfach und kostengünstig ist, und andererseits den Stromkreis im Fehlerfall zuverlässig unterbricht. Dabei sind möglichst wenige Bestandteile und ein möglichst geringer Platzbedarf wünschenswert.
  • Die Aufgabe wird durch eine Thermosicherung entsprechend dem Anspruch 1 und einem zugehörigen Sicherungsverfahren entsprechend dem Anspruch 17 gelöst.
  • Die erfindungsgemäße Thermosicherung ermöglicht in vorteilhafter Weise eine Schutzabschaltung elektrischer Verbraucher wie beispielsweise eines elektrischen Heizelements im Fall einer thermischen Überlastung. Die Thermosicherung ist dazu im Stromweg von einer elektrischen Stromquelle zu einem elektrischen Verbraucher angeordnet. Dabei weist der Stromweg zwei Verbindungsstellen auf, zwischen denen ein erstes Sicherungsfunktionselement angebracht ist. Dieses erste Sicherungsfunktionselement stellt eine erste Funktionsstufe der Thermosicherung dar, die in der temperaturabhängigen Unterbrechung des Stromflusses über das erste Sicherungsfunktionselement besteht. Für das erste Sicherungsfunktionselement ist prinzipiell jedes elektrisch leitende Material geeignet, das in einem vorgespannten Zustand zwischen den Verbindungsstellen angebracht werden kann. So kann das erste Sicherungsfunktionselement als ein Kurzschlussfederelement ausgeführt sein, dass aus einem Federdraht gefertigt ist, der in einem gespannten Zustand zwischen den Verbindungsstellen angeordnet ist. Auch ist die Verwendung einer Metalllegierung mit einem Formgedächtnis denkbar, das bei Erwärmung anstrebt eine vordefinierte Form anzunehmen. Dadurch stellt sich automatisch im bestimmungsgemäßen Einsatz der Thermosicherung die benötigte Vorspannung in dem ersten Sicherungsfunktionselement ein. Das erste Sicherungsfunktionselement ist mit jeweils einem seiner Enden mit dem Stromweg mit je einer der Verbindungsstellen verbunden.
  • Weiter befindet sich als zweite Funktionsstufe der Thermosicherung zwischen den Verbindungsstellen ein zweites Sicherungsfunktionselement. Dieses zweite Sicherungsfunktionselement kann in einem im Vergleich zum ersten Sicherungsfunktionselement hochohmigen bzw. höherohmigen Stromwegabschnitt bestehen, der dem ersten Sicherungsfunktionselement parallelgeschaltet ist. Vorzugsweise sind die tolerierbare Verlustleistung des Stromwegs, des ersten Sicherungsfunktionselements und der Verbindungsstellen für eine Belastung mit einem vorherbestimmten Arbeitsstrom des elektrischen Verbrauchers ausgelegt.
  • Es ist möglich den Stromweg und die erfindungsgemäße Thermossicherung auf einem Trägermaterial anzuordnen. So kann für den Fall, dass der elektrische Verbraucher ein Heizelement ist, das Trägermaterial beispielsweise aus einer Metallplatte zur besseren Wärmeabgabe bestehen, wobei dann der Stromweg als Leiterbahn in Dichtschichttechnik ausgeführt sein kann und geeignet gegenüber der Metallplatte elektrisch isoliert ist.
  • Mindestens eine der Verbindungsstellen des ersten Sicherungsfunktionselements mit dem Stromweg weist ein Verbindungsmaterial mit einem vorbestimmten Schmelzpunkt, der bei einer vorherbestimmten Temperatur liegt, auf. Im Betriebsfall stellt diese Verbindungsstelle die temperaturabhängige Auslösung für das erste Sicherungsfunktionselement dar. Indem die Verbindungsstelle bei einer vorherbestimmten maximalen Temperatur weich wird und ein Lösen der Verbindungsstelle in Folge der Vorspannung in dem ersten Sicherungsfunktionselement zugelassen wird, tritt das erste Sicherungsfunktionselement in Aktion. Damit befindet sich die Thermosicherung in der ersten Funktionsstufe, d. h. der Stromfluss über das erste Sicherungsfunktionselement ist unterbrochen. Als Verbindungsmaterial eigenen sich prinzipiell alle elektrisch leitfähigen Materialien, die mit zunehmender Temperatur weich und schließlich fließfähig werden, insbesondere als Lot geeignete Legierungen, die sich auf bestimmte Schmelztemperaturen einstellen lassen.
  • Eine der Verbindungsstellen des ersten Sicherungsfunktionselements mit dem Stromweg weist vorzugsweise ein Material auf, dass stoffschlüssig mit dem ersten Sicherungsfunktionselement verbindbar, insbesondere verschweißbar ist. Damit kann das erste Sicherungsfunktionselement bei der Herstellung der Thermosicherung in vorteilhafter Weise beispielsweise durch Punktschweißen an dieser Stelle befestigt werden.
  • Das zweite Sicherungsfunktionselement, der zwischen den Verbindungsstellen zu dem ersten Sicherungsfunktionselement parallel geschaltete und im Vergleich zum ersten Sicherungsfunktionselement höherohmige elektrische Stromwegabschnitt, kann durch eine Verringerung des wirksamen Querschnitts bzw. der elektrischen Leitfähigkeit des Stromweges erzielt werden. So kann der höherohmige Stromwegabschnitt im Fall einer in Dickschichttechnik hergestellten Leiterbahn in einfacher Weise durch beispielsweise Halbierung der Leiterbahnbreite ausgeführt sein. Damit besitzt dieser Leiterbahnabschnitt die halbe Strombelastbarkeit wie die restliche Leiterbahn. Das zweite Sicherungsfunktionselement lässt sich damit vorteilhaft ohne zusätzlichen Aufwand in den Herstellungsprozess beispielsweise der Heizleiterbahn eines elektrischen Heizelementes integrieren.
  • Schließlich kann das zweite Sicherungsfunktionselement zusätzlich passiviert werden, d. h. mit einer Passivierung, beispielsweise mit Glas, einer Keramik oder einer Glaskeramik, abgedeckt werden. Dadurch wird in vorteilhafter Weise beim Abbrennen des zweiten Sicherungsfunktionselement im Funktionsfall das Auftreten eines Lichtbogens verhindert bzw. dieser gelöscht.
  • Ähnlich einer "Sollbruchstelle" in der Mechanik stellt das zweite Sicherungsfunktionselement für den Fehlerfall eine definierte Stelle in der Leiterbahn dar, die nach Ablauf der ersten Funktionsstufe der Thermosicherung als zweite Funktionsstufe aufgrund der Belastung mit dem Arbeitsstrom thermisch zerstört wird. Damit ist der Stromweg vollständig unterbrochen. In vorteilhafter Weise wird durch dieses zweite Sicherungsfunktionselement der Thermosicherung die Ausbildung einer Funkenstrecke beim Loslösen des ersten Sicherungsfunktionselements verhindert und eine schnellere Unterbrechung des Stromflusses erreicht, da unter anderem ein Funkenzug verhindert wird. Mithin kommt es damit auch nicht zu elektromagnetischen Beeinträchtigungen des Versorgungsnetzes im Funktionsfall der Thermosicherung.
  • Eine weitere Ausgestaltung des zweiten Sicherungsfunktionselements kann darin bestehen, dass eine Sicherung, insbesondere eine Schmelzsicherung, wie einem dünnen Draht, der in einer Glasröhre aufgenommen ist, welche Anschlussenden besitzt, vorgesehen ist. Ein derartiges Bauteil hat einen definierten Ansprechstrom und eine definierte Abschalt-Zeit- Charakteristik. Zudem erfolgt die Öffnung kontrolliert so, dass eventuelle Abbrandreste des Schmelzleiters beispielsweise keine Kriechstrecken erzeugen, die so zu einer Wiederzündung führen können.
  • Für den Fall, dass es sich bei dem elektrischen Verbraucher um ein Heizelement handelt, ist der Stromweg ein auf der Oberfläche des Trägermaterials ausgebildetes Leiterbahnmuster, in das an geeigneter Stelle die Thermosicherung integriert ist.
  • Das erfindungsgemäße Sicherungsverfahren gegen zu hohe Temperaturen an einem elektrischen Verbraucher ist im Anspruch 17 angegeben und weist die selben Vorteile wie die vorstehend erläuterte Thermosicherung auf.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen sowie ein Ausführungsbeispiel werden nachstehend anhand der Zeichnungsfiguren erläutert. Die dabei verwendeten Begriffe "links", "rechts", "unten" und "oben" beziehen sich auf die Zeichnungsfiguren mit normal lesbaren Figurenbezeichnungen. Weiterhin ist darauf hinzuweisen, dass in den einzelnen Zeichnungsfiguren baugleiche und/oder funktionsgleiche Bauteile durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet sind. Es zeigen:
  • Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Thermosicherung;
  • Fig. 2 eine Seitenansicht der Thermosicherung aus Fig. 1; und
  • Fig. 3 die Thermosicherung aus Fig. 1 und Fig. 2 im ausgelösten Zustand.
  • Fig. 1 zeigt in einer Draufsicht einen Ausschnitt aus einem Stromweg 20, in Form einer Leiterbahn 20a, von einer elektrischen Stromquelle zu einem elektrischen Verbraucher, in den eine erfindungsgemäße Thermosicherung 10 angeordnet ist. Die Leiterbahn 20a ist vorzugsweise in ihren Dimensionen (Querschnitt) und elektrischen Eigenschaften (elektrische Leitfähigkeit) auf den Arbeitsstrom beispielsweise eines Heizelements ausgelegt. Die Thermosicherung 10 weist als ein erstes Sicherungsfunktionselement 30 ein mechanisch vorgespanntes Kurzschlussfederelement 30a auf, das näherungsweise in Form einer Sinus-Welle mit seinem linken Ende 32 an einer linken Verbindungsstelle 22 und mit seinem rechten Ende 34 an einer rechten Verbindungsstelle 24 mit der Leiterbahn 20a elektrisch leitend verbunden ist. Dabei sind sowohl die Verbindungsstellen 22, 24 als auch das Kurzschlussfederelement 30a in ihrer Dimensionierung und ihren elektrischen Eigenschaften für den Arbeitsstrom des angeschlossenen elektrischen Verbrauchers ausgelegt. Selbstverständlich kann das Kurzschlussfederelement 30a auch jede andere Form, d. h. eine von der Sinus-Welle abweichende Form aufweisen.
  • In dem mechanisch vorgespannten Kurzschlussfederelement 30a ist Federarbeit gespeichert, in folge der sich das Kurzschlussfederelement 30a beim Ablösen des rechten Endes 34 von der rechten Verbindungsstelle 24 entspannen kann und damit die elektrische Verbindung zwischen dem Kurzschlussfederelement 30a und der Leiterbahn 20a unterbrochen wird. Diese Vorspannung in dem Kurzschlussfederelement 30a kann beispielsweise durch ein geeignetes Verformen im Anschluss an das Verbinden des Kurzschlussfederelements 30a mit der Leiterbahn 20a über die Verbindungsstellen 22, 24 erzielt werden. Das vorgespannte Federelement kann hierbei hinsichtlich seiner Stromtragfähigkeit und Eigenerwärmung sowie das zugehörige Befestigungsverfahren so ausgewählt werden, dass es zu keiner ungewollten Federkraftreduktion kommt.
  • Zwischen den Verbindungsstellen 22, 24 weist die Leiterbahn 20a als zweites Sicherungsfunktionselement 40 einen hochohmigen Leiterbahnabschnitt 40a auf, der durch einen stark reduzierten wirksamen Querschnitt der Leiterbahn 20a gekennzeichnet ist. Dieser hochohmige Leiterbahnabschnitt 40a ist vorzugsweise für die in dem angeschlossenen elektrischen Verbraucher normalen Arbeitsströme deutlich unterdimensioniert, d. h. sobald der Arbeitsstrom vollständig über den hochohmigen Leiterbahnabschnitt 40a geführt wird, brennt dieser ab, dieser Leiterbahnabschnitt 40a ist damit vergleichbar mit einer "Sollbruchstelle" in einem mechanischen System.
  • Die Verbindung 52 an der linken Verbindungsstelle 22 zwischen dem linken Ende 32 des Kurzschlussfederelements 30a und der Leiterbahn 20a ist vorzugsweise stoffschlüssig, d. h. die Verbindung 52 ist auch bei hohen Temperaturen beständig. Beispielsweise kann das Verbindungsmaterial 52a dieser Verbindung 52 aus einem Hochtemperaturhartlot oder einer Schweißverbindung bestehen. Das Verbindungsmaterial 54a der Verbindung 54 an der rechten Verbindungsstelle 24 zwischen dem rechten Ende 34 des Kurzschlussfederelements 30a und der Leiterbahn 20a ist vorzugsweise eine Lotlegierung. Diese kann beispielsweise 93.5Sn/3Sb/2Bi/1.5Cu oder 95.5Sn/3.5Ag/3Bi sein, vorzugsweise wird 96.5Sn/3.5Ag verwendet, deren Schmelztemperatur auf eine vorbestimmte Temperatur ausgelegt ist, beispielsweise 221° Celsius. Hierbei kann das Lot bzw. die Lotlegierung eine vergleichsweise niedrigen Schmelzpunkt haben. Hierfür kommen für allem die bleifreien, niedrigschmelzenden Lote wie In52/Nn48 mit 118°C, Sn42/Bi58 mit 138°C oder In97/Ag3 mit 146°C in Frage. Die rechte Verbindungsstelle 24 stellt zusammen mit dem rechten Ende 34 des Kurzschlussfederelements 30a einen temperaturabhängigen Auslösemechanismus des ersten Sicherungsfunktionselements 30 der Thermosicherung 10 dar. Erreicht das Verbindungsmaterial 54a der Verbindung 54 an der Verbindungsstelle 24 die vorbestimmte Schmelztemperatur, dann kann sich das rechte Ende 34 des Kurzschlussfederelements 30a aufgrund der mechanischen Vorspannung ablösen und der Arbeitsstrom des Heizelements über das Kurzschlussfederelement 30a wird unterbrochen.
  • Fig. 2 zeigt die erfindungsgemäße Thermosicherung 10 mit Blick von der Seite. Dabei erkennt man gegenüber der Fig. 1, die Ausdehnung des Kurzschlussfederelements 30a in der Höhe und die beiden Verbindungen 52, 54 an den Verbindungsstellen 22, 24. Deutlich ist die mechanische Vorspannung in dem Kurzschlussfederelement 30a zu erkennen, die durch das nach unten gedrückte rechte Ende 34 des Kurzschlussfederelements 30a erzeugt wird. Dazu verläuft das linke Ende 32 des Kurzschlussfederelements 30a in diesem Ausführungsbeispiel mit etwa 45° von der linken Verbindungsstelle 32 nach oben, während das rechte Ende 34 des Kurzschlussfederelements 30a annähernd parallel zur Leiterbahn 20a in die rechte Verbindungsstelle 34 einläuft. Es sei angemerkt, dass von dem vorstehend erwähnte 45° Winkel sowohl zu spitzeren als auch stumpferen Winkeln abgewichen werden kann. Die linke Verbindung 52 ist in Fig. 2 mit einem Verbindungsmaterial 52a beispielsweise ein Hartlot dargestellt. Denkbar wäre jedoch auch bei hinreichender Materialstärke der Leiterbahn 20a an der Verbindungsstelle 22 ein Verschweißen mit dem Ende 32 des Kurzschlussfederelements 30a. Die rechte Verbindung 54 weist als Verbindungsmaterial 54a ein Lot mit vordefiniertem Schmelzpunkt auf, der so ausgelegt ist, das die Verbindung 54 bei einer vorherbestimmten Temperatur weich und lösbar wird.
  • Hinsichtlich der vorstehenden Winkelangabe ist noch zu bemerken, dass selbstverständlich jeder andere Winkel denkbar ist. Bedeutsam ist hierbei, dass eine ausreichend große Vorspannung des Kurzschlussfederelements 30 vorhanden ist, um nach dem Ablösen des ersten Sicherungsfunktionselements 30 eine ausreichend große Trennung (Luftstrecke) zu erzielen.
  • Fig. 3 zeigt die erfindungsgemäße Thermosicherung 10 aus Fig. 1 und 2 nach der zweitstufigen Auslösung im Fehlerfall. Deutlich ist die Unterbrechung U1 an der rechten Verbindungsstelle 24 zu erkennen. Infolge des Erweichens der Verbindung 54 hat sich das rechte Ende 34 des Kurzschlussfederelements 30a nach oben bewegt und so die elektrische Verbindung unterbrochen. Als Folge davon ist der gesamte Laststrom über den hochohmigen Leiterbahnschnitt 40a geflossen, der dadurch vorbestimmt abgebrannt worden ist und eine endgültige Unterbrechung U2 des Stromflusses bewirkt hat. Damit ist der gesamte Stromkreis zuverlässig unterbrochen worden.

Claims (20)

1. Thermosicherung (10), insbesondere für elektrische Heizelemente, zum Anordnen in einem Stromweg (20) von einer elektrischen Stromquelle zu einem elektrischen Verbraucher, wobei der Stromweg (20) zwei Verbindungsstellen (22, 24) aufweist, enthaltend
ein erstes Sicherungsfunktionselement (30), welches im unausgelösten Zustand mit je einem seiner beiden Enden (32, 34) an jeweils einer der Verbindungsstellen (22, 24) mit dem Stromweg (20) verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Verbindungsstellen (22, 24) ein zweites Sicherungsfunktionselement (40) zu dem ersten Sicherungsfunktionselement (30) parallelgeschaltet ist.
2. Thermosicherung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Unterbrechung des Stromweges (10) im Funktionsfall der Thermosicherung (10) zweistufig ausgebildet ist, wobei die erste Stufe eine Unterbrechung (U1) des Stromflusses über das erste Sicherungsfunktionselement (30) und die zweiten Stufe eine Unterbrechung (U2) des Stromflusses über das zweite Sicherungsfunktionselement (40) ist.
3. Thermosicherung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Sicherungsfunktionselement (30) im nicht ausgelösten Zustand mechanisch vorgespannt ist.
4. Thermosicherung (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Sicherungsfunktionselement (30) ein elektrisch leitendes Kurzschlussfederelement (30a) ist.
5. Thermosicherung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Sicherungsfunktionselement (30) über ein Verbindungsmaterial (52a) stoffschlüssig mit der Verbindungsstelle (22) des Stromweges (20) verbunden ist.
6. Thermosicherung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Sicherungsfunktionselement (30) über ein Verbindungsmaterial (54a) mit einem vorbestimmten Schmelzpunkt bei einer vorherbestimmten Temperatur mit wenigstens einer der Verbindungsstellen (24) des Stromweges (20) verbunden ist.
7. Thermosicherung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Sicherungsfunktionselement (40) im Vergleich zum ersten Sicherungsfunktionselement (30) ein höherohmiger Stromwegabschnitt (40a) ist.
8. Thermosicherung (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der höherohmige elektrische Stromwegabschnitt (40a) durch eine Verringerung des wirksamen Querschnitts im Stromweg (20) erzielt ist.
9. Thermosicherung (10) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der höherohmige elektrische Stromwegabschnitt (40a) durch eine Verringerung der elektrischen Leitfähigkeit des Stromweges (20) erzielt ist.
10. Thermosicherung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der höherohmige elektrische Stromwegabschnitt (40a) passiviert ist.
11. Thermosicherung (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Passivierung eine Abdeckung mit Glas oder einer Glaskeramik ist.
12. Thermosicherung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromweg (20), die Verbindungsstellen (22, 24) und das erste Sicherungsfunktionselement (30) für die Belastung mit einem vorherbestimmten Arbeitsstrom des elektrischen Verbrauchers dimensioniert sind.
13. Thermosicherung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Sicherungsfunktionselement (40) zwischen den Verbindungsstellen (22, 24) so dimensioniert ist, dass es bei Belastung mit dem vorherbestimmten Arbeitsstrom des elektrischen Verbrauchers thermisch zerstört wird.
14. Verwendung der Thermosicherung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Thermosicherung (10) und der Stromweg (20) auf einem Trägermaterial angeordnet sind.
15. Verwendung der Thermosicherung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromweg (20) ein auf der Oberfläche des Trägermaterials ausgebildete Leiterbahn (20a) ist.
16. Verwendung der Thermosicherung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromweg (20) mittels Dickschichttechnik hergestellt ist.
17. Zweistufiges Verfahren zum Schutz vor zu hohen Temperaturen, insbesondere an elektrischen Heizelementen, wobei die erste Funktionsstufe ein erstes Sicherungsfunktionselement und die zweite Funktionsstufe ein zweites Sicherungsfunktionselement aufweist, mit den Schritten:
a) Ausbilden des zweiten Sicherungsfunktionselements in einem elektrischen Stromweg zwischen einer elektrischen Stromquelle und einem elektrischen Verbraucher mit jeweils einer Verbindungsstelle an jedem Enden des zweiten Sicherungsfunktionselements,
b) Parallelschalten des ersten Sicherungsfunktionselements an den Verbindungsstellen zu dem zweiten Sicherungsfunktionselement,
c) Leiten eines elektrischen Stromes von der elektrischen Stromquelle über den Stromweg, die Verbindungsstellen und das erste Sicherungsfunktionselement zu dem elektrischen Verbraucher,
d) Thermisches Loslösen wenigstens eines Endes des ersten Sicherungsfunktionselements an wenigstens einer Verbindungsstelle beim Überschreiten einer vorbestimmten Temperatur in der ersten Funktionsstufe des zweistufigen Sicherungsverfahrens; und
e) anschließendes Leiten des elektrischen Stromes über das zweite Sicherungsfunktionselement und dadurch thermisches Zerstören des zweiten Sicherungsfunktionselements.
18. Zweistufiges Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Sicherungsfunktionselement ein Kurzschlussfederelement ist.
19. Zweistufiges Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Sicherungsfunktionselement ein höherohmiger Stromwegabschnitt ist.
20. Zweistufiges Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Sicherungsfunktionselement durch eine Glas- bzw. Glaskeramikpassivierung abgedeckt ist.
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