DE1922206C3 - Thermostat mit keramischen Kalt leitern als selbstregelnde Heizwider stände fur Schwingquarze - Google Patents

Description

a r deshalb zur Herstellung mit den Methoden einer ation .-Ilen Massenfertigung besonders geeignet ist, \ _bci~ der für ein betriebssicheres Funktionieren rt*s Vnermoslaten erforderliche Wärmekontakt zwi-^L, _u|_Ci; Kaltleitern und dem Schwingquarzgehäuse ch ..eaenüber den bei einer solchen Herstellungsmnhode' unvermeidbaren Toleranzen gewährleistet steht, leicht
Thermo»,tat ,.

löst. di^;

ErlindungsgemäB wird diese Aufj->ibe dadurch geeine mit Federlappen veisehene Blechhülse t uas Gehäuse des Schwingquarzes aufgeschoben daß das Thermostatengehäuse aus einer Kappe id liner Bodenplatte besteht, daß die Kappe an ihr Innenseite rippenartige Vorsprünge aufweist und

oesc.ugt Daruber ^ ^ _Schwingquarzge-

mn den KaltUi^rn u _{c in} wärmekontaW

hause autgtsc °°^Lnt _{R s0 daB} ein derartiger steht, leicht aus-^ _euucnzw,_chsel oder Ersatz ^B ^ [ „_{cs wcilcr} verwendbar « ^_r Erfindung im H.nbhck au ^^^ Vermische Kontakt«^r

dann ^^'^"'KiUeiter jeweils an metallischen dJW ^ ^^ _Büge, außerdem

an der ao anhegt. ,_{st ύα} Kaltw.dejti.nd

s,e,i_g

Implizierte aus Einzelbauelementen aufgebaute

Kaltleiter ein

des Einzelbauelementes oder der Baueinheit anzu er

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chlossene Luftkammern entstehen Der somit erhaltene Thermostat zeichnet sich in #£S5S

^h ^_{3 028 47}3 bekannt s.nd. Be.sp.e.swe,

das Gehäuse dabei aus zwei im Spritzgußvcr- bei dem ein Schwingquarz in einer geschlossenen mc- I

uhren hergestellten Kunststoffteile!!. An sich ist es tallischcn Kammer untergebracht ist, ^c!

tuch denkbar, daß das Thermostatengehäuse aus F i g. 4 b einen Schnitt durch diesen Thermostaten H

mehr als zwei Einzelteilen besteht, die gegebenen- gemäß der strichpunktierten Linie /4-/4 in Fig.4a und Ί

falls durch geeignete Kastungen zusammengehalten 5 lit;. 5 a und 5 b Schniltzcichnungen eines als ^

werden. Im allgemeinen ist es jedoch zweckmäßiger, Doppekhc-rmosiai ausgestalteten Thermostaten, bei

die Anzahl der Einzelteile des Thermostatengehäuses dem Kaltlcilurplattcn Scitenwändc einer geschlossc- S

so klein wie möglich zu halten, da mit der Zahl der nen Kammer bilden. ^

Einzelteile auch die Zahl der Fugen zwischen diesen In F i g. I ist zur gleichmäßigen Wärmcvcrteilung t"

Teilen zunimmt, wodurch die Wärmcisolation er- io über das Schwinqquarzgchäuse 1 eine BlechhüKi; 2 f

schwert wird. Der Zusammenhalt der Einzelteile des aus Neusilber geschoben. Diese Blcchhülse 2 liegt fe- ^c

Thermostatengehäuses kann durch Verschrauben be- dernd am Schwingquarzgehäuse 1 an und weist an ih- T

wirkt werden. Man kann die zu diesem Zweck ver- rein Umfang gleichmäßig verteilte Fcderlappcn 3 auf, ^c

wendeten Schrauben auch dazu benutzen, das Ther- die im Gesamtaufbau toleranzausglcichencl wirken. '

mostatengchäusc mit der Schaltungsplatte zu verbin- 15 Zwei Kaltleiterplallcn4 sind elektrisch über die An- *

den. wodurch eigene Mittel für die Verbindung des schiußdrähte 5 untereinander verbunden. Die War- <■

Gehäuses mit der Schaltungsplatle eingespart wer- meisolation des Thermostaten wird durch das aus ^l

den. Es kann aber auch vorteilhaft sein, daß das Un- einer Kappe 6 und einer Bodenplatte? bestehende ^s

lerleil des Thermostatengehäuses, auf dem das Ein- Gehäuse übernommen. Die Kappe 6 und die Boden- t

/elbautcil bzw. die Baueinheit und die Kaltleiter an- 20 platte 7 sind aus thermoplastischem Kunststoff ge- ^l

geordnet sind, mit der Schaltungsplatte verschraubl spritzt. Die in der Kappe 6 mit eingespritzten Vcr-

odcr vernietet ist. während das Oberteil mit getrenn- stcifungsrippen. von denen aus Gründen der zeichne- '

ten Mitteln mit dem Unterteil, bzw. der Schaltungs- rischen Darstellung nur eine Versteifungsrippe Il i

platte verbunden wird. Diese Mittel können bei- sichtbar ist. zentrieren die Kaltleiterplatten 4 mit um- '

spiclswcise darin bestehen, daß die beiden Teile des 15 laufend gleichem Luftabstand. Dadurch entstehen <

Thermostatengehäuses durch einen Metallbügel zu- mehrere iii sich abgeschlossene Luftkammern. <

sammengchallen werden und daß dieser Metallbügel welche die Wirkung der Wärmcisolation verstärken. '

mit der Schaltungsplatte verlötbar ist. Gegebenenfalls Um den hohen Einschaltstrom beim Aufheizen des

sind auf Acm Unterteil des Thermostatengehäuses Thermostaten in erträglichen Maßen für die Strom- '

noch Stccksockcl für das Einzelbaueiemcni. bei- 30 Versorgung zu halten, sind in den Außenflächen der '

spielsweise den Schwingquarz oder die Baueinheit vor- Kaltlcitcrplatten 4 Vorwiderständc 8 angebracht,

gesehen, wobei die elektrischen Anschlüsse dieser Diese Vorwiderstände 8 sind beispielsweise Draht-

Stccksockel durch das Unterteil hindurchgeführt und widerstände, bei denen mäanderformig gewickelter

mit Leiterzügen auf der elektrischen Schaltungsplatte Konstantandraht zwischen zwei Kunststoffolien liegt,

verlötet sind. Durch diese Maßnahmen wird nun der 35 oder in Dünn- oder Dickfilmtechnik hergestellte

/\ustausch eines defekten Einzelbauelementes oder Widerstände. Die elektrischen Anschlußdrähtc 12

einer Baueinheit wesentlich erleichtert, da nicht mehr des Schwingquarzes und die Anschlußdrähtc S der

der ganze Thermostat demontiert werden muß, um Kaltleiterplattcn 4 werden beim Einsetzen der Bo-

Zugang zum Inneren des Thermostaten zu erhalten, denplatte 7 winkelig abgebogen, durch Aussparungen

sondern nur noch das Oberteil des Thermostatenge- 40 13 in der Kappe 6 des Thermostatengehäuses fixiert

häuses. und in einem in der Technik der gedruckten Schal-

Außer der Verwendung eines mehrteiligen, im tungsplatten üblichen Raster gehalten. Durch die Spritzgußverfahren hergestellten Thermostatenge- Verbiegung der Anschlußdrähte 5 beim Einsetzen häuses kann auch die Verwendung eines aus einer der Bodenplatte 7 in die Kappe 6 wird zugleich eine Kunststoffolie tiefgezogenen Gehäuses zweckmäßig 45 Zugentlastung für die Anschlußdrähte S während der sein. Gehäuse dieser Art sind noch wirtschaftlicher Montage des Thermostaten 10 auf der Schaltungsherstellbar und beanspruchen überdies weniger platte 17 bewirkt. Für den Zusammenhalt der Bo-Raum als die erstgenannten Gehäuse. Schließlich denplatte 7 und der Kappe 6 des Thermostat ngekann es vorteilhaft sein, daß die keramischen Kalüei- häuses sorgt der aus Federblech gebogene Bügel 9. ter und der Schwingquaix im Thermostatengehäuse 50 Er wird in der vorgegebenen Nut 14 so weit über die mit einem Kunststoffharz vergossen sind. Hierdurch Kappe6 und die Bodenplatte? geschoben, bis die j wird die Funktionssicherheit des Thermostaten bei eingespritzten Nasen, von denen nur die Nase 15 in ' Erschütterungen und klimatischer Beanspruchung der Bodenplatte 7 sichtbar ist, in die Ausnehmungen wesentlich erhöht. 16 des Federbügels 9 rasten. Der Bügel 9 dient

Die Erfindung wird im folgenden an Hand des in 55 außerdem zur mechanischen Befestigung des Ther- ;

den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels nä- mostaten 10 auf der Schaltungsplatte 17. Diese Befe- ■

her erläutert. Im einzelnen zeigt stigung wird beispielsweise dadurch erreicht, daß die

F i g. 1 eine Explosionszeichnung eines Thermosta- Fortsätze 17 de= Federbügels 9 durch Ausnehmun-

ten für einen Schwingquarz und eine perspektivische gen in der Schaltungsplatte 17 hindurchgeführt und

Darstellung desselben, in der jedoch der Thermostat 60 auf der anderen Seite der Schaltungsplatte 17 umge-

fertig montiert gezeigt ist, bogen oder angelötet werden.

F i g. 2 a eine Seitenansicht eines weiteren Thermo- Die Abbildungen F i g. 2 a und 2 b zeigen einen

staten für einen Schwingquarz und Thermostaten mit ähnlichem Aufbau wie in Fig. 1,

Fig. 2b eine Schnittzeichnung dieses Thermosta- jedoch mit einem kleineren Schwingquarz. Im Gegen-

ten, 65 satz zu der vorbeschriebenen Ausführung ist für die

F i g. 3 einen Thermostaten, dessen Gehäuse aus beiden hier verwendeten Kaltleiterplatten 4 Icein Vnr-

eincr tiefgezogenen Kunststoffolie besteht, widerstand 8 erforderlich. In Fig. 2a, der Seitenan-

Fig.4a die Draufsicht auf einen Thermostaten, sieht des Thermostaten, sind die Anschlußdrähte5,

28 mit vier eingespritzten Anschlußdrähten 29 und einer Kappe 30. Das Bodenteil 28. die Metallplatte 24 und die Schwingquarzfassung 27 werden zum Thcrmostatuntcrlcil und die Kappe 30 mit dem Druck-5 gußgehäusc 25 zum Thermostatoberteil zusammenuefaßt. Nach dem Lösen der Befestigungsschrauben 31 UiLU sich das Oberteil vom Unterteil abheben und der Schwingquarz aus der Steckfassung 27 herausziehen. Dieser Aufbau bietet den Vorteil eines cinfa-

di bid B

12 des Schwingquarzes und der Kaltleiterplattcn 4.
die durch die Wandung des Thermostatengehauses
hindurchgeführt sind, deutlich erkennbar. Das Ihcrmostatengehäuse besteht auch hier aus /vvci im
Sprilzgu!·,'erfahren gefertigten Kunststofttcilcn -0.
21 (Fi" ">b) die durch den Federbügel 9 zusammengehalten werden. Jedes Sp.it/gulUeil 20, 21 weist eine
Nase 15 auf. die in die Ausnehmungen 16 des Federbügels 9 eingreift. Der ^^^^^'^, _et ₁₀ ^_n ^wingquärzwcchsels,"nachdem die beiden Be-

toleranzausgleichendI fur ^c ™ ^h£^er ζ ^_{Mm& 15 U)n}gsplatte 17 abheben läßt. Beim Schwingquarz-Schwingquarzes .m Ί hcrmosiatLnIDc Aujdi g P ^ _{Thermostatuntcrtci| durch die vicr}

t^^^^t"™^^™- A"sch.ußdrähte 29 elektrisch m„ der Schaltung.-

sätz.iche Befestigung i «t^^ÄscS- "' ü^r^führten Ausführungsbeispie.e der

Niete, zur Montage des Thermostaten aul ^ Erfindung hinaus ist die Anwendung von Kaltleiter-

tungsplatte 17 _K.,,_tl(,_ilcrthcrmostat mit extrem platten als selbstregelnde Heizwiderstände auch für

Fig. 3 zeigI emen Kaltleitc™^c™°*™ V£J_c-_mri. _dcn wirtschaftlichen Bau von Doppelthermostatcn

niedrigerBauhohe, bc, dem d, _s ^f ^" S interessant, bei denen ein grob regelnder Außen-

KeÄTEAn" unS as° efnÄtne Schwing- thermostat und ein fein regelnder Innenthermo-BlechhuIseZ rund um oa _n^_Schwinequarz befin- 25 stat die Regelfunktion übernehmen. Fig. 5a und

quarzgehause 1, in dem s,ch ein ^^llwm^l^u , _{5b zei}g_en Schnittzeichnungen eines Ausführungsbe.-

det ^\™«-^i^T^ril^äcd*s spiels fines derartigen Doppelthermostaten für den

hülse 2 mehrere F^cdeI^laPPfⁿ .^J _p *%^c _eT_{hulse 2} ther- Einsatz auf gedruckten Schaltungen. Hauptträger des

Schwingquarzgehausc 1 ,^-t der Blechhulse Z^llic^ _Thcrmostatlf_{ntcrleils ist der} aus Kunststoff gespritzte

misch kontaktieren unu B^"-»""* ^ KälUeTteV- 30 Anschlußträger 32. Die Anschlußdrähte 33 für die

des Schwmgquarzgehaus« gegen d KaUIc^ s _KallldterpIaf_{ten 4 des} Außenthermostaten und die

ρ _atte4 *™^·^^^ΛΣ™™ JJfte im für den Anschluß des Innenthermostaten sind im

Un-,gchü..gs_lcm_Heraturschwa Kungc Kunststoff mit eingespritzt. Beide Kaltleiterplattcn 4

Schwmgquarzgehau^ 1 befindliche bchwingq ^ ^_n ^„^. ν' _Β^ ^ _{a dötcL}

nΐ^^dh"|^U?^d^aufSSteΓκrftle?terplatte4 ₃₅ Über warmverformte Pimpel ist das Blech M mit BIechhul.se ². ^{und d}"_n„ |„_nn"^ Kunststoffolie tief- dem Anschlußträger 32 verbunden. Das Thermostatbesteht, m eine aus ^»^^"inem oberteil besteht aus einer Kunststoffkappe 35, in _f r i^eZOg,^e? m Jll/dcrart ereoTsfn daß nur noch die ein Blcchteil 36 befestigt ist. Beim Aufsetzen des Kunstetoffhara 23 derart xe^sen^aau η Thermostatoberteils kontaktiert das Blechteil 36 AnschlußdrahteS, ".^^"^^"^a^ragen. 40 thermisch mit den Kaltleiterplatten 4 (F ig. 5 a) und SS¹¹B⁸Em St': we^eSS^Skleinr_n T^er- dem Blech 34 Der sich auf diese Weise ergebend, mostatabmesslgen gegenüber den in den F i g. 1,2 a metall.sch geschlossene temperaturstab.hsierte Raum mostatabmessungen g g _{bei ielcn}, _ermö_g- 37 ist Teil des Außenthermostaten. Im vorhegenden Γί, mit fhre f einto Teilen eine Fall ist als Innenlhermostat 38 strichliert der unter ίΛ HerstelunosLSensenkung und erhöht 45 F ig. 3 dargestellte Kaltleiterthermostat eingezc.cherhebhche Heretellungskosie«enKu s _p„_{r crh}„_{hte A rüche an dje Frequenzkonstan}z

durch die y^^^^'^'S klimati- kann in einem größer bemessenen temperaturstabili-

Thermostaten bei Erschütterungen una ^^ ^^ ^ ^ _{ein Innen}thermostat 38 mit

^GeSrdt^beschriebenen Ausführungen Transistorregelverstärker oder ein Innenthermostat zeSfFig 4a und 4b den Aufbau eines Thermo- ₅o 38 mit Osz.llatorschaltung untergebracht werden In 3en der einen einfachen Schwingquarzwechsel er- Fig.5a sind nppenart.ge Vorsprunge 39 in der SögHcht Fig 4a zeigt dabei die Draufsicht und Kunststoffkappe 35 erkennbar, die einerseits die F?f 4b einen Schnitt durch diesen Thermostaten Kunststoffkappe 35 versteifen, andererseits die KaIt-Temäß der strichpunkierten Urne A-A in Fig.4a. leiterplatten 4 zentrieren. Zusätzlich ergibt sich durch oAStStaEri » einer Metallplatte 24 an- 55 diese Vorspränge 39 der Vorteil, daß zwischen ,hnen gelötet die zusammen mit einem Druckgußgehäuse Luftkanäle entstehen, die eine gute Warmeisolalion 25 eine Kammer 26 bildet, die den im Gehäuse I des Thermostaten nach außen bewirken. Die Vorteile beinhaUeten Schwingquarz und eine Steckfassung 27 dieses Ausfuhrungsbeispiels hegen in der kompakten. S den Schv^ingquaJ aufnimmt. Die Wärmeisolation einfachen und damit wirtschaftlichen Bauweise, wo-MMnUbS UmVebungstemperaturschwankungen er- 60 bei bei geringer Leistungsaufnahme hohe Frequenzfolgt mit zwei Kunststoffspritztcilen, dem Bodenteil genauigkeit gewährleistet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Thermostat mit keramischen, prismaförmigen Kaltleitern als selbstregelnde Heizwiderstände für einen in einem metallischen Gehäuse untergebrachten Schwingquarz, bei dem die Kaltleiter mit einer ihrer Seitenflächen in Wärmekontakt mit dem Schwingquarzgeh'äuse stehen und bei dem duich die Wandung eines wärmeisolierenden Thermostatengehäuses Anschlüsse für die Kaltleiter und für den Schwingquarz derart hindurchgeführt sind, daß sie mit auf einer elektrischen Schaltungsplatte befindlichen Leiterzügen verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine uit Federlappen (3) versehene Blechhülse (2) auf das Gehäuse (I) des Schwingquarzes aufgeschoben ist, daß das Thermostatengehäuse aus einer Kappe (6) und einer Bodenplatte (7) besteht, daß die Kappe (6) an ihrer Innenseite rippenartige Vorsprünge (11) aufweist und daß zu beiden Seiten des Scbwingquarzgchäuses (1) je ein Kaltleiter (4) derart angeordnet ist, daß er einerseits an den Federlappen (3) der Blechhülse (2) anliegt und andererseits von den rippenartigen Vorsprüngen (11) der Kappe (6) zentriert wird.

2. Thermostat nach Anspruch ', dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnseiten der einander gegenüberliegenden Kaltleiter (4) jewc'ls an metallischen Bügeln anliegen und daß einer dieser Bügel außerdem an der Stirnseite des Gehäuses (1) des Schwingquarzes anliegt.

3. Thermostat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermostatengehäuse aus zwei im Spritzgußverfahren hergestellten Kunststoffteilen besteht und daß durch das Zusammensetzen der beiden Kunststoffteile die Anschlüsse (S, 12) der verwendeten Kaltleiter und des Schwingquarzes derart verbogen werden, daß eine Zugentlastung bewirkt wird.

4. Thermostat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermoslatengehäuse mit der Schaltungsplatte (17) verschraubbar ist.

5. Thermostat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, da3 die beiden Teile des Thermostatengehäuses durch einen Metallbügel (9) zusammengehalten werden und daß dieser Metallbügel <Tiit der Schaltungsplatte (17) verlötbar ist.

6. Thermostat nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermostatengehäuse an seiner Innenseite Luftkammern aufweist,

7. Thermostat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermostatengehäuse im Tiefziehverfahren aus einer Kunststoffolie hergestellt ist.

8. Thermostat nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die keramischen Kaltleiter (4) und der Schwingquarz im Thermostatengehäuse mit einem Kunststoffharz vergossen sind.

Die Erfindung betrifft einen Thermostaten mit keramischen, prismaförmigen Kaltleitern als selbstregelnde Heizwiderstände für einen in einem metallischen Gehäuse untergebrachten Schwingquarz, bei dem die Kaltleiter mit einer ihrer Seitenflächen in Wärrnekontakt mit dem Schwingquarzgehäuse stehen und bei dem durch die Wandung eines wärmeisolierenden Thermostatengehäuses Anschlüsse für die Kaltleiter und für den Schwingquarz derart hindurchge-

führt sind, daß sie mit auf einer elektrischen Schaltungsplatte befindlichen Leiterzügen verbindbar sind. Bei einem aus der schweizerischen Patentschrift 435 825 bekannten Thermostaten steht ein Kaltleiter mittelbar oder unmittelbar mit dem elektrisch aktiven Teil eines Bauelements in möglichst engem Wärmekontakt. Dabei sind Kaltleiterund Bauelement im Gehäuse des Bauelements untergebracht. Der mitte'bare Wärmekontakt zwischen einem üächenhaft ausgebildeten Bauelement oder einer Gruppe von Schaltungsbestandteilen und einem Widerstandselement wird bei diesem Thermostat mit Hilfe eines kleinen metallischen Blockes realisiert, auf dem das Widerstandselement und das Schaltungsbestandteil angeordnet sind. Unmittelbaren Wärmekontakt erreicht man durch die Anordnung eines oder mehrerer Transistorsysteme auf einem parallelepipedischen Block aus Kaltleitermaterial.

Bei den Thermostaten nach der schweizerischen Patentschrift 435 825 ergibt sich jedoch aus der mög-

liehst perfekten thermischen Kontaktierung des Kaltleiters mit den elektrisch aktiven Teilen eines Bauelementes zugleich auch die Gefahr einer elektrischen Kontaktierung, also einer galvar'schen Verbindung von Bauelement und Kaltleiter. Um das Risiko des Auftretens einer derartigen galvanischen Verbindung zu verringern, muß nun bei diesen Thermostaten eine dünne, elektrisch isolierend., aber gut wärmeleitende Scheibe, beispielsweise aus Berylliumoxyd, zwischen Kaltleiter und Bauelement gelegt werden, was jedoch mit zusätzlichem Aufwand verbunden ist. Trotzdem ist ein derartiger Thermostat für die Anwendung auf dem Gebiet der Nachrichtentechnik wenig geeignet, da sich durch Verwendung von Berylliumoxydscheiben keine vollkommene Isolation von Kaltleiter und Bauelement erreichen läßt. Abgesehen davon ist die Güte der Isolation auch Alterungserscheinungen unterworfen. Des weiteren handelt es sich bei den Thermostaten nach der schweizerischen Patentschrift 435 825 um spezielle.

mit einem Einzclbauelement oder eine Baugruppe baulich vereinigte Thermostate. Die Zuordnung eines bestimmten Bauelementes zu einem bestimmten Thermostaten ist also in jedem Falle zwingend.

Ferner ist aus der USA.-Patentschrift 3 414 704 ein Thermostat für elektronische Bauteile oder auch Schwingquarze bekannt, bei welchem aus einem hohlzylindrischen und einem scheibenförmigen KaItleitertcil ein auf konstante Temperatur geregelter Hohlraum für das jeweilige Bauteil gebildet wird.

Diesem Thermostat haftet jedoch der Nachteil an, daß die Kaltleiterteile infolge ihrer Geometrie nur mit großem Aufwand herstellbar sind. Verbleibende Fugen zwischen den Kaltleiterteilen, die auf unvermeidbaren Fertigungstoleranzen beruhen, müssen zusätzlich mit Harz oder einem anderen geeigneten Material verschlossen werden, damit der auf konstanter Temperatur zu haltende Hohlraum dicht ist.
Des weiteren ist es z. B. aus der USA.-Patent-