DE1922206A1 - Thermostat mit mindestens einem keramischen Kaltleiter als selbstregelnder Heizwiderstand - Google Patents

Description

• Thermostat mit mindestens einem keramischen Kaltleiter als selbstregelnder Heizwiderstand Die Erfindung betrifft einen Thermostat mit mindestens einem keramischen Kaltleiter als selbstregelnder Heizwiderstand zur Regelung der Umgebungstemperatur eines in einem metallischen Gehäuse abgeschlossenen Einzelbauelementes oder einer Baueinheit einer elektrischen Schaltung. Unter Einzelbauelement ist in diesem Zusammenhang jeaes Bauelement einer elektrischen' Schal-tung zu verstehen, dessen Kenndaten durch-Temperatureinwirkung im Bereich der Betriebstemperatur der Schaltung derartigen Schwankungen unterworfen sind, daß die Einhaltung der Kenndaten der Schaltung eine Regelung der Umgebungstemperatur des Einzelbauelements erforderlich macht. Derartige Einzelbauelemente können beispielsweise Schwingquarse oder Transistoren sein. Entsprechendes gilt für ganze Baueinheiten oder Baugruppen einer elektrischen Schaltung.
• Hiermit sind beispielsweise Yerstärker- oder Oszillatorschaltungen angesprochen.
• In der elektrischen Nachrichtentechnik wird das Verhalten.
• von Schaltungen oft durch die Temperaturabhängigkeit der Kenndaten von Transistoren und anderen Halbleiterbauelementen bestimmt. Um durch Schwankungen der Umgebungstemperatur bedingte Abweichungen der Schaltung von ihren Nenndaten zu vermeiden, hat man sich bisher aufwendiger Kompensationsschaltungen bedient, die sich unter dem Einfluß der Umgebungstemperatur kon-trär zu den zu überwachenden Einzelbauelementen oder Baueinheiten verhalten und damit deren Temperaturgang kompensieren. Maßnahmen,dieser Art sind jedoch wegen ihres schaltungstechnischen Aufwandes nur in Sonderfällen gerechtfertigt. Ähnliche Probleme treten auch bei Oszillatorschaltungen auf, bei denen Schwingquarze als freqenzbestimmende Bauelemente Verwendung finden. Wegen der steigenden Anforderungen an die Frequenz stabilität ergibt sich die Notwendigkeit, die Umgebungstemperatur der Schwingquarze mittels eines Thermostaten konstant zu halten. Von -dieser Maßnahme macht man auch bei den an erster Stelle angeführten Schaltungen Gebrauch. Bespielsweise finden Thermostaten Verwendung, die nach dem Prinzip der Zareipunkt-Regelung arbeiten. Bei diesen unterscheidet ein Bimetallregler oder ein Kontaktthermometer als Temperaturfühler zwischen den Zuständen: Innentemperatur erreicht - Innentemperatur unterschritten; er schaltet davon abhängig eine Heizung aus oder ein. Diese nicht stetige Zuführung der Wärme erfordert eine Glättung der Wärme stöße in einen annähernd gleichmäßigen Wärmefluß zum beheizten Raum und damit zum Einzelbauelement oder zur Baueinheit. Das wird hauptsächlich dadurch erreicht, daß man die Wand des beheizten Raumes als dicken Metallmantel mit hoher Wärmekapazität ausbildet, der auf seiner Außenseite die Heizwicklung trägt. Die dadurch bedingte Vergrößerung der Oberfläche des Heizmantels führt aber ihrerseits wieder zu größeren Wärmeverlusten, was eine erhöhte Heizleistung notarendig macht. In empfindlichen Geräten können die Schaltimpulse des Thermostaten stören. Insgesamt ergibt sich, daß Thermostate dieser Art in Transistorgeräten, besonders wenn diese in gedruckter Schaltung aufgebaut sind, wegen ihrer Größe und ihres Gewichtes unbequem sind und die Leistung des gesamten Gerätes meistens ungünstig beeinflussen.
• Man hat deshalb versucht, stetig regelnde Thermostate zu schaffen. Die stetige Regelung wird bei diesen Thermostaten mit Halbleiter-3auelementen erreicht. Einer der Halbleiter ist ein Temperaturfühler zur Ableitung einer der Tempera-turablfeichung proportionalen Regelgröße, beispielsweise ein Heißleiter. Die Regelgröße wird verstärkt und durch einen Leistungstransistor in einen ständig fließenden Heizstrom umgesetzt, und zwar jeweils so, daß die Innentemperatur des Thermostaten nur innerhalb sehr enger Grenzen schwankt. Dieser Heizstrom-hat einen Wärmefluß zur Folge, dessen Glättung durch Wärmekapazität nicht mehr nötig ist.
• Insgesamt haben die angeführten Thermostate jedoch neben hohem Schaltungsaufwand für den Temperatur-Regelkreis und ihrer Baugröße den Nachteil, daß bei einer vertretbaren Heizleistung eine lange Einlaufzeit auftritt. So benötigen die angeführten Thermostate, ausgehend von einer mittleren Umgebungstemperatur, ungefähr 10 bis 20 Minuten, um ihre Betriebstemperatur zu erreichen, eine Zeitspanne also, die für viele Prnndungsfä.lle zu groß ist Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Thermostaten mit mindestens einem keramischen Kaltleiter für die Regelung der Umgebungstemperatur eines in einem metallischen Gehäuse untergebrachten Einzelbauelementes oder eiiier Baueinheit einer elektrischen Schaltung zu schaffen, der unter Berüclcsichtigung der auf dem Gebiet der Nachrichtentechnik gegebenen Erfordernisse bei kleinen äußeren Abmessungen einfach im Aufbau und betriebssicher ist.
• Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß jeder der verwendeten keramischen Kaltleiter prismaförmig ausgebildet ist und jeweils mit einer seiner Seitenflächen in gutem Wärmlcontakt mit dem Gehäuse des Einzelbauelementes oder der Baueinheit steht, daß das für den Thermostaten vorgesehene, den bzw. die keramischen Kaltleiter und das Einzelbauelement bzw. die Baueinheit beinhaltende Gehäuse wärmeisolierend ist und daß durch die Wandung des Thermostatengehäuses Anschlüssc für den bzw. die keramischen Kaltleiter und für das Bauelement bzw. die Baueinheit derart hindurchgeführt sind, daß sie mit auf einer elektrischen ßchaltungsplatte befindlichen Leiterzügen verbindbar sind.
• Des weiteren löst die Erfindung die ihr zugrunde liegende Aufgabe auch dadurch, daß jeder der verwendeten keramischen Kaltleiter prismaförmig ausgebildet ist und jeweils mit einer seiner Seitenflächen an einer metallischen Kammer anliegt oder jeweils eine Seitenwand dieser Kammer bildet, daß die Kammer das Einzelbauelement oder die Baueinheit beinhaltet und mit dem bzw. den keramischen Kaltleitern in dem für den Thermostaten vorgesehenen Gehäuse untergebracht ist, daß das Thermostatengehäuse wärmeisolierend ist und daß Anschlüsse für den bzw. die keramischen Kaltleiter und für das Einzelbauelement bzzl. die Baueinheit derart durch die Wandung des Thermostatengehäuses hindurchgeführt sind, daß sie mit auf einer elektrischen Schaltungsplatte befindlichen Leiterzügenverbindbar sind.
• Durch diese Maßnahme erhält man einen stetig regelnden Thermostaten, bei dem die gesamte Regelfunktion von einem oder mehreren Kaltleitern übernommen wird. Eine komplizierte, aus Einzelbauelementen aufgebaute Regelschaltung ist damit überflüssig. Ferner erhält man den weiteren Vorteil eines, in seinen äußeren Abmessungen kleinen Thermostaten, was vor allem der Unterbringung auf gedruckten Schaltungen dienlich ist. Darüber hinaus ist im Vergleich zu den angeführten Thermostaten eine erhebliche Verkürzung der Einlaufzeit, also der Zeit, die vom Einschalten des Thermostaten bis zum Erreichen seiner Betriebstemperatur verstreicht.
• Neben der prismaförmigen Ausgestaltung der verlsendeten Kaltleiter kann es aber auch vorteilhaft sein, den oder die keramischen Kaltleiter in ihrer Formgebung dem Gehäuse des Einzelbauelementes oder-der Baueinheit anzupassen. Des weise teren ist der erfindungsgemSße Thermostat nicht nur für den Einbau in gedruckte Schaltungen bestimmt, ebenso kann er auch bei anderen Schaltungsaufbauten Verwendung finden.
• Als Einzelbauelement findet bevorzugt ein Schwing'quarz Verwendung, dessen Gehäuse von einer mit Federlappen versehenen, an ihren Stirnseiten offenen Blechhülse umgeben ist. Daoei ist zu beiden Seiten des Schwingquarzgehäuses je ein ke- ramischer Kaltleiter derart angeordnet, daß er an den Federlappen der Blechhülse anliegt. Die Blechhülse besteht dabei aus gut wärmeleitendem Material, beispielsweise aus NeusilberO Durch die Federlappen wird einerseits ein gewisser Toleranzausgleich bewirkt, andererseits wird ein guter Wärmekontakt der Kaltleiter mit der Blechhülse gewährleistet, so daß das Gehäuse des Schwingquarzes an seinem gesamten Umfang über die Blechhülse aufgeheizt wird.
• Eine Weiterbildung der Erfindung im Hin'blick auf eine noch bessere thermische Kontaktierung der Kaltleiterplatten mit dem Schwingquarzgehäuse kann darin bestehen, daß die Stirnseiten der einander gegenüberliegenden Kaltleiter jeweils an metallischen Bügeln anliegen und daß einer dieser Bügel außerdem an der Stirnseite des Gehäuses des-Schtringquarzes anliegt, Bei der Verwendung nur eines keramischen Kaltleiters kann es aber auch vorteilhaft sein, daß ein Kaltleiter an der einen offenen Stirnseite der Blechhülse angelötet ist und an der Stirnseite des Gehäuses des Schwingquarzes anliegt. Hierdurch erhält man einen Thermostaten mit noch kleineren äußeren Abmessungen.
• Es zeigt sich auch, daß die Regelgenauigkeit des Thermostaten wesentlich dadurch verbessert werden kann, daß das in der metallischen Kammer untergebrachte Einzelbauelement oder die Baueinheit mit einem eigenen Temperaturregelkreis versehen ist. Dabei kann das in der metallischen Kammer befindliche Einzelbauelement, bzw. die Baueinheit als Temperaturregelkreis einen Thermostaten mit einem oder mehreren keramischen Kaltleitern gemaß der Erfindung aufweisen. Wenn man in dieser Art verfährt, erhält man mit geringem Aufwand einen Doppelthermostaten. Dabei ist der dem Einzelbauelement bzw0 der Baueinheit zugeordnete Temperaturregelkreis zur Feinregelung bestimmt, während der mit der metallischen Kammer thermisch kontaktierte Kaltleiter die Grobregelung, also die Regelung der Temperatur des- innenraumes der Kammer übernimmt. Zweckmäßigerweise besteht die metallische Kammer aus zwei Teilen, wobei an das eine Teil, des guten Wärmekontaktes wegen, ein Kaltleiter angelötet ist. Ebensokann die Kammer aber auch aus U-förmig geformten Blechen aufgebaut sein, wobei zwei der Seitenwände dieser Kammer von Kaltleitern gebildet werden, die mit den genannten Blechen verlötet sind.
• Wie allgemein bekannt ist, ist der Kaltwiderstand von Kaltleitern um mehrere Zehnerpotenzen kleiner als ihr Betriebswiderstand im steilsten Kennlinienteil. Aus diesem Grund beträgt der Einschaltstrom ein Vielfaches des Betriebsstromes. Für die Verwendung auf dem Gebiet der Nachrichtentechnik kann dies nachteilig sein, da die dort üblichen Stromversorgungsgeräte im allgemeinen nicht in der Lage sind, derartig hohe Einschaltströme zu liefern. Es ist daher zweckmäßig, daß jedem Kaltleiter ein flächenhaft ausgebildeter Vorwiderstand zugeordnet ist und daß dieser Vorwiderstand auf einer der Seitenflächen des Ealtleiters angeordnet ist.
• Damit wird einerseits eine Begrenzung des Einschaltstromes erreicht, andererseits beschleunigt der Vorwiderstand durch die an ihm auftre-tende Verlustwärme und durch den guten Wärmekontakt mit dem Kaltleiter das Aufheizen des Kaltleiters, was gleichbedeutend mit einer Verkürzung der Einlaufzeit ist. Die Notwendigkeit der Verwendung eines Vorwiderstandes ergibt sich jedoch nur dann, wenn der Einschaltstrom des Kaltleiters ein für die Stromversorgung erträglithes Maß überschreitet. Als flächenhaft ausgebildeter Vorwiderstand kann ein auf ein Glimmerplättchen gewickelter oder ein määnderförmig, bzw. zickzackförmig gelegter, in zwei Kunststoffolien eingebetteter Widerstandsdraht Ver-Wendung finden. Es kann aber auch zweckmäßig sein, daß der Vorwiderstand ein in Dünn- oder Dickfilmtechnik herges-tellter Widerstand ist. Vorwiderstände dieser Art sind einfach herstellbar und außerdem sehr flach, was der Verwirklichung eines einfach aufgebauten, kompakten Thermostaten entgegenkommt Zur Realisierung einer kurzen Einlaufzeit des Thermostaten ist es erforderlich, daß die an jedem Kaltleiter auftretende Wärme möglichst nur zum Aufheizen des Einzelbauelementes, bzw. der Baueinheit verwendet wird und nicht als Verlustwärme in die Umgebung außerhalb des Thermostaten gelangt.
• Es ist deshalb zweckmäßig, den Thermostaten mit einem Wärme isolierenden Gehäuse zu umgeben, das den Wärmefluß nach außen verlangsamt. Zu diesem Zweck eignen sich insbesondere Thermostatengehäuse aus Kunststoff. Beispielsweise besteht das, Gehäuse dabei aus zwei im Spritzgußverfahren hergestellten Kunststoffteilen. An sich ist es auch denkbar, daß das Thermostatengehäuse aus mehr als zwei Einzelteilen besteht, die gegebenenfalls durch geeignete Rastungen zusammengehalten werden. Im allgemeinen ist es jedoch zweckmäßiger, die Anzahl der Einzelteile des Thermostatengehauses so klein wie möglich zu halten, da mit der Zahl der Einzelteile auch die Zahl der Fugen zlrischlen diesen Teilen zunimmt, wodurch die Wärmeisolation erschwert wird. Der Zusammenhalt der Einzelteile des Thermostatengehäuses kann durch Yerschrauben bewirkt werden. Man kann die zu diesem Zweck veniendeten Schrauben auch dazu benutzen, das Thermostateng9Jäuse mit der Schaltungsplatte zu verbinden, wodurch eigene Mittel für die Verbindung des Gehäuses mit der Schaltungsplatte eingespart werden. Es kann aber auch vorteilhaft sein, daß das Unter teil des Thermostatengehäuses, auf dem das Einzelbauteil bzw.
• die Baueinheit und die Kaltleiter angeordnet sind, mit der Schaltungsplatte verschraubt oder vernietet ist, während das Oberteil mit getrennten Mitteln mit dem Unterteil, bzw. der Schaltungsplatte verbunden wird. Diese Mittel können beispielsweise darin bestehen, daß die beiden Teile des Thermostatengehäuses durch einen Metalibügel zusammengehalten werden und daß dieser Metallbügel mit der Schaltungsplatte verlotbar ist.
• Gegebenenfalls sind auf dem Unterteil des Thermostatengehäuses noch Stecksockel für das Einzolbauelement, beispielsweise den Schwingquarz oder die Baueinheit vorgesehen, wobei die elektrischen Anschlüsse dieser'Stecksockel durch das Unterteil hindurchgeführt und mit Leiterzügen auf. der elektrischen Schaltungsplatte verlötet/sind. Durch diese Maßnahmen wird nun der Austausch eines defekten Einzelbauelementes oder einer Baueinheit wesentlich erleichtert, da nicht mehr der ganze Thermostat demontiert werden muß, um Zugang zum Inneren des Thermostaten zu erhalten, sondern nur noch das Oberteil des Thermostatengehäuses.
• Des weiteren kann das Thermostatengehäuse an seiner Innenseite rippenartige Vorsprünge aufweisen, die der Zentrierung des oder der verwendeten Kaltleiter dienen. Hierdurch wird einerseits eine Versteifung des Gehäuses bewirkt, andererseits wird jeder Halbleiter genau in der für ihn vorgesehenen Lage gehalten. Zur Steigerung der wärmeisolierenden Wirkung des Gehäuses können die rippenartigen Vorsprünge dabei so ausgebildet sein, daß zwischen ihnen und den verwendeten Kaltleitern in sich geschlossene Luftkammern entstehen.
• Außer der Verwendung eines mehrteiligen, im Spritzgußverfahren hergestellten Thermostatengehäuses kann auch die Verwendung eines aus einer Kunststoffolie tiefgezogenen,Gehäuses zweckmäßig sein. Gehäuse dieser Art sind noch alirtschaftlicher herstellbar und beanspruchen überdies weniger Raum als die erstgenannten Gehäuse. Schließlich kann es vorteilhaft sein, daß der oder die keramischen Kaltleiter und das Einzelbauelement bzw. die Baueinheit oder die metallische Kammer im Thermostatengehäuse mit einem Kunststoffharz vergossen sind. Hierdurch wird die Funktionssicherheit des Thermostaten bei Erschütterungen und klimatischer Beanspruchung wesentlich erhöht.
• Die Erfindung wird im folgenden anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Die ge- zeigten Ausführungsbeispiele beziehen sich dabei auf Thermostate für Schwingquarze, die Erfindung ist jedoch nicht auf derartige Thermostate beschränkt.
• Im einzelnen zeigt: Figur 1 eine Explosionszeichnung eines Thermostaten für einen Schwingquarz und eine perspektivische Darstellung desselben, in der jedoch der Thermostat fertig montiert gezeigt ist, Figur 2a eine Seitenansicht eines weiteren Thermostaten für einen Schwingquarz und Figur 2b eine Schnittzeichnung dieses Thermostaten, Figur 3 einen Thermostaten, dessen Gehäuse aus einer tiefgezogenen Kunststoff-Folie besteht, Figur 4a die Draufsicht auf einen Thermostaten, bei dem ein Schwingquarz in einer geschlossenen metallischen Kammer untergebracht ist, Figur 4b einen Schnitt durch diesen Therleostaten gemäß der strichpunktierten Linie A-A in Fiur 4a und Figur 5a und Figur 5b Schnittzeichnungen eines als Doppelthermostat aus gestalt eten Thermostaten, bei dem Kaltleiterplatten Seitenwände einer geschlossenen rammer bilden.
• In Figur 1 ist zur gleichmäßigen Wärmeverteilung über das Schwingquarzgehäuse 1 eine Blechhülse 2 aus Neusilber geschoben. Diese Blechhülse 2 liegt federnd am Schwingquarzgehäuse 1 an und weist an ihrem Umfang gleichmäßig ierteilte Federlappen 3 auf, die im Gesamtaufbau toleranzausgloichefld wirken. Zwei Kaltleiterplatten 4 sind elektrisch über die Anschlußdrähte 5 untereinander verbunden. Die Wärmeisolation des Thermostaten wird durch das aus einer Kappe 6 und einer Bodenplatte 7 bestehende Gehäuse übernommen. Die Kappe 6 und die Bodenplatte 7 sind aus thermoplastischen Kunststoff gespritzt Die in der Kappe 6 mit eingespritzten Versteifungsrippen, von denen aus Gründen der zeichnerischen Darstellung nur eine Versteifungsrippe 11 sichtbar ist, zentrieren die Kaltleiterplatten 4 mit umlaufend gleichem Luftabstand. Dadurch entstehen mehrere in sich abgeschlossene Luftkammern, welche die Wirkung der Vrårmeisolati-on verstärken. Um den hohen Einschaltstrom beim Aufheizen des Thermostaten in erträglichen Maßen für die Stromversorgung zú halten, sind in den Außenflächen der Kaltleiterplatten 4 Vorwiderstände 8 angemacht. Diese Vorwiderstände 8 sind beispielsweise Drahtsiderstände, bei denen mäanderförmig gewickelter Konstantandraht zwischen zwei Kunststoffolien liegt, oder in Dünn- oder Dickfilmtechnik hergestellte Widerstände. Die elektrischen Anschlußdrähte 12 des Schwingquarzes und die Anschlußdrähte 5 der Kaltleiterplatten 4 werden beim Einsetzen der Bodenplatte 7 winkelig abgebogen, durch Aussparungen 13 in der Kappe 6 des Thermostatengehäuses fixiert und in einem in der Technik der gedruckten Schaltungsplatten üblichen Raster gehalten Durch die Verbiegung der Anschlußdrähte 5 beim Einsetzen der Bodenplatte 7 in die Kappe 6 wird zugleich eine Zugentlastung für die Anschlußdrähte 5 während der Montage des Thermostaten 10 auf der Schaltungsplatte 17 bewirkt. Für den Zusammenhalt der Bodenplatte 7 und der Kappe 6 des Thermostatengehäuses sorgt der aus Federblech gebogene Bügel 9 Er wird in der vorgegebenen Nut 14 so weit über die Kappe 6 und die Bodellplatte 7 geschoben, bis die eingespritzten Nasen, von denen nur die Nase 15 in der Bodenplatte 7 sichtbar ist, in die Ausnehmungen 16 des Federbügels 9 rasten Der Bügel 9 dient außerdem zur mechanischen Befestigung des Thermostaten 10 auf der Schaltungsplatte 17. Diese Befestigung wird beispielsweise dadurch erreicht, daß die Fortsätze 17 des Federbügels 9 durch Ausnehmungen in der Schaltungsplatte 17 hindurchgeführt und auf der anderen Seite der Schaltungsplatte 17 umgebogen oder angelötet werden.
• Die Abbildungen Figur 2a und 2b zeigen einen Thermostaten mit ähnlichem Aufbau wie in Figur 1, jedoch mit einem kleineren Schwingquarz. Im Gegensatz zu der vorbeschriebenen Ausführung ist für die beiden hier lrerwendeten Kaltleiterplatten 4 kein Vorwiderstand 8 erforderlich. In Figur 2a, der Seitenansicht des Thermostaten, sind die Anschlußdrähte 5, 12 des Schwingquarzes und der Kaltleiterplatten 4, die durch die Wandung des Thermostatengehäuses hindurchgeführt sind, deutlich erkennbar. Das Thermostatengehäuse besteht auch hier aus zwei im Spritzgußverfahren gefertigten Kunststoffteilen 20,21 (Figur 2b), die durch den Federbügel 9 zusammengehalten werden. Jedes Spritzgußteil 20, 21 weist eine Nase 15 auf, die in die Ausnehmungen 16 des Federbügels 9 eingreift. Der im Schwingquarzgehäuse 1 befindliche Schwingquarz, die Blechhülse 2 und die beiden Kaltleiterplatten 4 werden gleichzeitig in das Thermostatengehäuse eingeschobene Dabei sorgen die Federlappen 3 und ein Schaumstoffpolster 19 toleranzausgleichend für eine fixierte Lae des Schwingquarzes im Thermostaten. Diese Ausbildung der Thermostateinzelteile ermöglicht einen sehr einfachen Zusammenbau des Thermostaten ohne zusätzliche Befestigungsmlttel, wie z030 Schrauben oder Niete, zur Montage des Thermostaten auf der Schaltungsplatte 17.
• Figur 3 zeigt einen Kaltleiterthermostat mit extrem niedriger Bauhöhe, bei dem die Wärme einer einzigen Kaltreiterplatte 4 über eine stirnseitig aufgeldtete Blechhülse 2 rund um das eingeschobene Schwingquarzgehäuse 1, in dem sich ein Sch*wingquarz befindet, verteilt wird. Dabei sind am Umfang der Blechhülse 2 mehrere Federlappe 3 angeordnet, die das Schwingquarzgehäuse 1 mit der Blechhülse 2 thermisch kontaktieren und gleichzeitig die Stirnseiten des Schwingquarzgehäuses 1 gegen die Kaltleiterplatte 4 drücken. Zur Wärmeisolierung gogenüber Umgebungstemperaturschwankungen werden der im Schwingquarzgehäuse 1 befindliche Schwingquarz und das übergeschobene Heizelement, das aus der Blechhülse 2 und der aufgelöteten Kaltleiterplatte 4 besteht, in eine aus einer dünnen Kunststoffolie tiefgezogene Wanne 22 zentriert eingelegt und mit einem Kunststoffharz 23 derart vergossen, daß nur noch die Anschlußdrähte 5, 12 der Kaltleiterplatte 4 und des Schwingquarzes aus der Vergußmasse herausragen Diese Bauform führt zu wesentlich kleineren Thermostatabmessungen gegenüber den kein den Fig 1, 2a und 2b dargestellten Ausführungsbeispielen, ermöglicht mit ihren einfachen mechanischen Teilen eine erhebliche Herstellungskostensenkung und erhöht durch die Vergußtechnik die Funktionssicherheit des Thermostaten bei Erschütterungen und bei klimatischen Beanspruchungen.
• Gegenüber den vorbeschriebenen Ausftillrungen zeigen Figur 4a und 4b den Aufbau eines Thermostaten, der einen einfachen Schwingquarzwechsel ermöglicht. Figur 4a zeigt-dabei die Draufsicht und Figur 4b einen Schnitt durch diesen Thermostaten gemäß der strichpunktierten Linie A-A in Figur 4a Die Kaltleiterpiatte 4 ist an einer Metallplatte 24 angelötet, die zusammen mit einem Druckgußgehäuse 25 eine Kammer 26 bildet, die den im Gehäuse 1 beinhalteten Schazingquarz und eine Steckfassung 27 für den Schwingquarz aufnimmt. Die Wärmeisolation gegenüber Umgebungstemperaturschwankungen erfolgt mit zwei Kunststoffspritzteilen, dem Bodenteil 28 mit vier eingespritzten Anschlußdrähten 29 und einer Kappe 30 Das Bodenteil 28, die Metallplatte 24 und die Schlringquarzfassung 27 werden zum Thermostatunterteil und die Kappe 30 mit dem Druckgußgehäuse 25 zum Thermostatoberteil zusammengefaßt. Nach dem Lösen der Befestigungsschrauben 31 läßt sich das Oberteil vom Unterteil abheben und der Schwingquarz aus der Steckfassung 27 herausziehen. Dieser Aufbau bietet den Vorteil eines einfachen Schwingquarzz1echsels, nachdem die beiden Befestigungsschrauben 31 gelöst sind. Dabei kann der Thermostat mitten unter anderen Bauteilen auf der gedruckten Schaltungsplatte 17 angeordnet sein, da sich das Thermostatoberteil senkrecht zur Schaltungsplatte-17 abheben läßt. Beim Schwingquarzwechsel bleibt das Thermostatunterteil durch die vier Anschlußdrähte 29 elektrisch mit der Schaltungsplatte verbunden.
• Uber die angeführten Ausführungsbeispiele der Erfindung hinaus ist die Anwendung on Kaltleiterplatten als selbstregelnde Heizwiderstände auch für den wirtschaftlichen Bau von Doppelthermostaten interessant, bei denen ein grob regelnder Außenthermostat und ein fein regelnder Innenthermostat die Regelfunktion übernehmen. Figur 5a und 5b zeigen Schnittzeichnungen eines Ausführungsbeispiels eines derartigen Doppelthermostaten für den Einsatz auf gedruckten Schaltungen Haupt-träger des Thermostatunterteils ist der aus Kunststoff gespritzte Anschlußträger 32. Die Anschlußdrähte 33 für die Kaltleiterplatten 4 des Außenthernostaten und die für den Anschluß des Innen-thermostaten sind im Kunststoff mit eingespritzt. Beide Kaltleiterplatten 4 sind an ein U-förmig gebogenes Blech 34 angelötet. Uber warmverformte Pimpel ist das Blech 34 mit dem Anschlußträger 32 verbunden. Das Thermostatoberteil besteht aus einer Kunststoffkappe 35, in der eiu Blechteil 36 befestigt ist. Beim Aufsetzen des Thermostatoberteils kontaktiert das Blechteil 36 thermisch mit den Kaltleiterplatten 4 (Figur 5a)*. und dem Blech 34o Der sich auf diese Weise ergebende, metallisch geschlossene, temperaturstabilisierte Raum 37 ist Teil des Außenthermostaten.
• Im vorliegenden Fall ist als Innenthermostat 38 strichliert der un-ter Figur 3 dargestellte Kaltleiterthermostat eingezeichne-t. Für erhöhte Ansprüche an die Frequenzkonstanz kann in einem größer bemessenen temperaturstabilisierten Raum 37 auch ein Innenthermostat 38 mit Transistorregelverstärker oder ein Innenthermostat 38 mit Oszillatorschaltung untergebracht werden. In Figur 5a sind rippenartige Vorsprünge 39 in der Kunststoffkappe 35 erkennbar, die einerseits die Kunststoffkappe 35 versteifen, andererseits die Kaltleiterplatten 4 zen-trieren. Zusätzlich ergibt sich durch diese Vorsprünge 39 der Vorteil, daß zwischen ihnen Luftkanäle entsteiieii, die eine gute Wärmeisolation des Thermostaten nach außen bewirken Die Vorteile dieses Aus führungsbeispiels liegen ill der kompakten, einfachen und damit wirtschaft- lichen Bauweise, wobei bei geringer Leistungsaufnahme hohe Frequenzgenauigkeit gewährleistet ist.
• 21 Patentansprüche 5 Figuren

Claims (21)

1. Patentansprüche 1. Thermostat mit mindestens einem keramischen Kaltleiter als selbstregelnder Heiswiderstand zur Regelung der Umgebungstemperatur eines in einem metallischen Gehäuse abgeschlossenen Einzelbauelementes oder einer Baueinheit einer elektrischen Schaltung, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der verwendeten keramischen kaltleiter prismaförmig ausgebildet ist und jeweils mit einer seiner Seitenflächen in gutem Wärmekontakt mit dem Gehäuse des Einzelbauelementes oder der Baueinheit steht, daß das für den Thermostaten vorgesehene, den bzw. die keramischen Kaltleiter und das Einzelbauelement, bzw. die Baueinheit beinhaltende Gehäuse wärmeisolierend ist und daß durch die Wandung des Thermostatengehäuses Anschlüsse für den, bzw. die keramischen Kaltleiter und für das Bauelement, bzw. die Baueinheit derart hindurchgeführt sind, daß sie mit auf einer elektrischen Schaltungsplatte befindlichen Leiterzügen verbindbar sind.

   2. Thermostat mit mindestens einem keramischen Kaltleiter als selbstregelnder Heizwiderstand zur Regelung der Umgebungstemperatur eines in einem metallischen Gehäuse abgeschlossenen Einzelbauelementes oder einer Baueinheit einer elektrischen Schaltung, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der verwendeten keramischen Kaltleiter prismaförmi g ausgebildet ist und jeweils mit einer seiner Seitenfläehen an einer metallischen Kammer anliegt oder jeweils eine Seitenwand dieser Kammer bildet, daß die Kammer das Einzelbauelement oder die Baueinheit beinhaltet und mit dem, bzw. den keramischen Kaltleitern in dem für den Thermostaten vorgesehenen Gehäuse untergebracht ist, daß das Thernostatengehäuse wärmeisolierend ist und daß Anschlüsse für den, bzw. die keramischen Kaltleiter und für das Einzelbauelement, bzw. die Baueinheit derart durch die Wandung des Thermostatengehäuses hindurchgeführt sind, daß sie mit auf einer elektrischen Schaltungsplatte befindlichen Leiterzügen verbindbar sind.

   3. Thermostat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einzelbauelement ein Schwingquarz ist, dessen Gehäuse von einer mit Federlappen versehenen, an ihren Stirnseiten offenen Blechhülse umgeben ist.

   4. Thermostat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zu beiden Seiten des Schwingquarzes je ein keramischer Kalt leiter derart angeordnet ist, daß er an den Federlappen der Blechhülse anliegt.

   5. Thermostat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnseiten der einander gegenüberliegenden laltleiter jeweils an metallischen Bügeln anliegen und daß einer dieser Bügel außerdem an der Stirnseite des Gehäuses des Sch'.ringquarzes anliegt.

   6. Thermostat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kaltleiter an der einen offenen Stirnseite der Blechhülse angelötet ist und an der Stirnseite des Gehäuses des Schwingquarzes anliegt.

   7. Thermostat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das in der metallischen Kammer untergebrachte Einzelbauelement oder die Baueinheit mit einem eigenen Temperaturregelkreis versehen ist.

   8. Thermostat nach Anspruch 2 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die metallische Kammer aus zwei Teilen besteht, und daß an das eine Teil dieser Kammer ein Kaltlei-ter angelötet ist.

   9. Thermostat nach Anspruch 2 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die metallische Kammer aus U-förmig gebogenen Blechen besteht und daß zwei Seiten der Kammer von Kaltleitern gebildet werden, die mit den U-förmig gebogenen Blechen verlötet sind.

   10. Thermostat nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Kaltleiter ein flächenhaft ausgebildeter Vorwiderstand zugeordnet ist und daß dieser Vorwiderstand auf einer der Seitenflächen des Kaltleiters angeordnet ist.

   11. Thermostat nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorwiderstand ein in Dünn- und Dickfilmtechnik hergestellter Widerstand ist.

   12. Thermostat nach Anspruch 10, dadurch aekeneichnet, daß der Vorwiderstand aus einem mäanderförmig oder zicZzackförmig gewickelten Widerstandsdraht besteht, der zwischen zwei Kunststoffolien eingelegt ist.

   13. Thermostat nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die mäanderförmige, bzlt. zickzackförmige Lage des Widerstandsdrahtes durch Verkleben der Kunststoffolien fixiert wird 140 Thermostat nach'einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermostatengehäuse aus zwei im Spritzgußverfahren hergestellten Kunststoffteilen besteht.

   15 Thermostat nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Zusammensetzen der beiden -Kunststoffteile des Thermostatengehäuses die Anschlüsse der verwendeten Kaltleiter, des Einzelbauelementes oder der Baueinheit derart verbogen werden, daß eine Zugentlastung bewirkt wird.

   16. Thermostat nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermostatengehäuse mit der Schaltungsplatte verschraubbar ist.

   17. Thermostat nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teile des Thermostatengehäuses durch einen Metallbügel zusammengehalten werden und daß dieser Metallbügel mit der Schaltungsplatte verlötbar ist.

   18. Thermostat nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch~gekennzeichnet, daß das Thermostatengehäuse an seiner Innenseite rippenartige Vorsprünge aufweist, die der Zentrierung des oder der Kaltleiter dienen.

   19. Thermostat nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermostatengehäuse an seiner Innenseite Luftkammern aufweist.

   20. Thermostat nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermostatengehäuse im Tiefziehverfahren aus einer Kunststoffolie hergestellt ist.

   21. Thermostat nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die keramischen Kaltleiter und das Einzeloauelement oder die Baueinheit oder die Baueinheit oder die metallische Kammer im Thermostatengehäuse mit einem Kunststoffharz vergossen sind.