DE19623570C2 - Temperaturwächter mit einer Kaptonfolie - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Temperaturwächter mit einem bei Übertemperatur schaltenden Bimetall-Schaltwerk, einem das Schaltwerk aufnehmendem Gehäuseunterteil, einem das Gehäuse­ unterteil verschließenden Deckelteil sowie einer Kaptonfolie, die zwischen dem Gehäuseunterteil und dem Deckelteil angeordnet ist und für eine mechanische Abdichtung zwischen dem Gehäuse­ unterteil und dem Deckelteil sorgt.

Ein derartiger Temperaturwächter ist aus der EP 0 342 441 A2 bekannt.

Bei den bekannten Temperaturwächtern bestehen das Gehäuse­ unterteil sowie das Deckelteil aus leitfähigem Material, vorzugsweise aus Metall, so daß sie sehr stabil und druckfest sind.

Das Bimetall-Schaltwerk umfaßt in der Regel eine Federscheibe, die sich mit ihrem Rand an dem Boden des Gehäuseunterteils abstützt und in ihrer Mitte ein bewegliches Kontaktteil trägt, das sie gegen die Innenseite des Deckelteils drückt, wo ein fester Gegenkontakt angeordnet ist. Über das bewegliche Kontakt­ teil ist eine Bimetall-Schnappscheibe gestülpt, die unterhalb ihrer Schalttemperatur kräftefrei auf der Federscheibe aufliegt. Ein derartiger Temperaturwächter wird über das Deckelteil und das Gehäuseunterteil kontaktiert, wobei der Strom von dem Deckelteil über den Gegenkontakt und die Federscheibe zu dem Gehäuseunterteil fließt.

Wird die Temperatur der Bimetall-Schnappscheibe unzulässig erhöht, so springt diese von ihrer konvexen in eine konkave Form um, in der sie gegen die Kraft der Federscheibe das bewegliche Kontaktteil von dem Gegenkontakt abhebt und somit den Stromkreis öffnet. Hierzu ist es erforderlich, daß das Deckelteil gegenüber dem Gehäuseunterteil isoliert ist, was durch die bereits erwähnte Kaptonfolie erfolgt.

Die Kaptonfolie bedeckt auch die Innenseite des Deckelteils, so daß die sich mit ihrem Rand in ihrer Hochtemperaturstellung hier abstützende Bimetall-Schnappscheibe keinen Kurzschluß zwischen dem Deckelteil und der Federscheibe herstellen kann.

Es ist bekannt, statt der Kaptonfolie eine andere Isolierfolie zu verwenden, die z. B. aus Nomex oder Teflon hergestellt sein kann. Die Dicke der Kaptonfolie beträgt 75 µm, wobei diese Dicke durch die gewünschte Spannungsfestigkeit bestimmt ist. Es sei darauf hingewiesen, daß im geöffneten Zustand über der Kapton­ folie eine Spannung abfällt, die der Höhe der Netzspannung entsprechen kann.

Wichtig für den Betrieb des insoweit beschriebenen Temperatur­ wächters ist, daß kein Staub, keine Feuchtigkeit sowie keine Flüssigkeit in das Innere dieses Temperaturwächters gelangen, um eine Beeinträchtigung der Funktion des Bimetall-Schaltwerkes zu vermeiden. Durch Staub und Flüssigkeit können z. B. un­ gewünschte Kriechströme oder auch Isolationsbereiche entstehen, die den zuverlässigen Betrieb des Temperaturwächters negativ beeinflussen können. Ferner können Schäden an dem Schaltwerk entstehen.

Um die erforderliche Dichtheit zu erreichen, werden beim Stand der Technik die mit Anschlußdrähten versehenen Temperaturwächter mit Epoxidharz, Silicon oder anderen Umhüllmassen entweder ganz oder aber nur an den Flächen umhüllt, an denen Eindringsmöglichkeiten für Staub, Wasser, Öl etc. vorhanden sind. Diese Umhüllungen erfordern zusätzliche kostenintensive Arbeitsgänge.

Darüber hinaus ist es bekannt, über die mit Anschlußdrähten versehenen Temperaturwächter Schrumpfschläuche zu schieben, um eine elektrische Isolation zu erreichen.

Bei dem eingangs genannten Temperaturwächter soll die Kaptonfolie auch für eine mechanische Abdichtung zwischen dem Gehäuseunter­ teil und dem Deckelteil sorgen, durch welche Maßnahmen dies geschieht, ist dort jedoch nicht beschrieben.

Auch aus der DE 41 42 716 A1 ist ein vergleichbarer Temperatur­ wächter bekannt, bei dem eine Kaptonfolie eingesetzt wird, die für eine mechanische Abdichtung zwischen Gehäuseteilen sorgen soll.

Wie Kaptonfolien allgemein zu dimensionieren sind, wird in der DE 42 33 676 A1 im Zusammenhang mit elektrischen Durchflußer­ hitzern beschrieben.

Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den eingangs genannten Temperaturwächter bei konstruktiv einfachem Aufbau so weiterzubilden, daß auf preiswerte Weise für eine gute Abdichtung zwischen dem Gehäuseunterteil und dem Deckelteil gesorgt wird.

Bei dem eingangs erwähnten Temperaturwächter wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Deckelteil an seiner Innenseite eine im Bereich des Randes umlaufende Wulst oder Rippe aufweist, die die Kaptonfolie im Bereich des Auflage­ bereiches zumindest zum Teil einschnürt.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst.

Der Erfinder hat nämlich erkannt, daß die Kaptonfolie aus einem nicht-porösen und nicht-fusselnden Material gefertigt ist, so daß sie über eine gewisse Elastizität verfügt und zu einem bestimmten Maß zusammengedrückt werden kann. Bisher wurde bei der Endmontage der bekannten Temperaturwächter ein derartiges Zusammendrücken der Kaptonfolie immer vermieden, damit die für die gewünschte Spannungsfestigkeit erforderliche Dicke erhalten bleibt.

Erfindungsgemäß ist jedoch von Vorteil, daß eine noch bessere Abdichtung erreicht wird, wenn die Wulst sozusagen teilweise in das Material der Kaptonfolie eindringt und als eine Art Dichtlippe wirkt. Durch die Wahl der Dicke der Kaptonfolie einerseits sowie der Dicke der Wulst oder Dichtlippe andererseits kann hier zum einen dafür gesorgt werden, daß die erforderliche Spannungsfestigkeit erhalten bleibt, während andererseits eine genügend hohe Eindringtiefe erzielt werden kann, so daß auch die gewünschte mechanische Abdichtung erreicht wird.

Gegenüber einer mehr flächigen Verformung der Kaptonfolie im Auflagebereich zwischen dem Rand des Deckelteils und der Schulter des Gehäuseunterteils weist die Maßnahme der umlaufenden Wulst zum einen den Vorteil auf, daß durch die oben beschriebene Wahl der Dicken dafür gesorgt werden kann, daß die Spannungsfestigkeit erhalten bleibt. Die erforderliche Kraft, um die Wulst in die Kaptonscheibe einzudrücken, ist nämlich geringer als die Kraft, die erforderlich ist, um die Kaptonfolie im gesamten Auflage­ bereich zusammenzudrücken. Durch die Wahl der beim Zusammen­ bördeln der Gehäuseunterteile erforderlichen Kraft kann also sichergestellt werden, daß zwar die Wulst in die Kaptonfolie eindringt und für die mechanische Abdichtung sorgt, daß aber darüber hinaus keine weitere, insbesondere keine unzulässige Verformung der Kaptonfolie erfolgt.

Erfindungsgemäß weist die Wulst (31) eine Dicke auf, die größer als 20 µm ist.

Erfindungsgemäß wird die Kaptonfolie vorzugsweise mit einer Dicke, die größer als 100 µm und somit um mindestens 25 µm dicker ist, als dies im Stand der Technik der Fall war, ausgelegt, damit sie im Auflagebereich zwischen dem Rand des Deckel­ teils sowie der Schulter des Gehäuseunterteils um diesen Betrag (25 µm) zusammengedrückt werden kann. Außerhalb des Auflage- und Drückbereiches bleibt die ursprüngliche Dicke der Kaptonfolie mehr oder minder erhalten, so daß sich insgesamt eine sehr gute Abdichtung zwischen Deckelteil und Gehäuseunterteil ergibt.

Dieses abschnittsweise Zusammendrücken der Kaptonfolie ist nach Erkenntnis der Erfinder möglich, weil sie abgesehen von der erforderlichen Elastizität den weiteren Vorteil aufweist, daß sie bei diesem Zusammendrücken keine kleinen Partikel, Fussel etc. abgibt, die ins Innere des Temperaturwächters gelangen und dort zu einer Beeinträchtigung der Betriebssicherheit führen könnten.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der beigefügten Zeichnung.

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen neuen Temperaturwächter in einer geschnittenen Seitenansicht, bei dem die Kaptonfolie im Bereich ihrer Auflagefläche verformt ist (nicht erkennbar); und

Fig. 2 ein alternatives Deckelteil, das bei dem Temperatur­ wächter aus Fig. 1 verwendet werden kann.

In Fig. 1 ist in einem Axialschnitt eine Ausführungsform des neuen Temperaturwächters 10 gezeigt. Der Temperaturwächter 10 umfaßt ein topfförmiges Gehäuseunterteil 11 sowie ein das Gehäuseunterteil 11 verschließendes Deckelteil 12, das auf einer innen umlaufenden Schulter 13 des Gehäuseunterteils 11 aufliegt. Der Temperaturwächter 10 ist über einen Bördelrand 14 des Gehäuseunterteils 11 verschlossen, der das Deckelteil 12 auf die umlaufende Schulter 13 drückt.

In dem Inneren des Gehäuseunterteils 11 befindet sich ein Bimetall-Schaltwerk 15, das von üblicher Konstruktion ist. Es umfaßt eine Federscheibe 16, die ein bewegliches Kontaktteil 17 trägt, über das eine Bimetall-Schnappscheibe 18 gestülpt ist. Die Federscheibe 16 stützt sich an einem Boden 19 des topfförmigen Gehäuseunterteils ab und spannt so das bewegliche Kontaktteil 17 gegen ein festes Kontaktteil 20 vor, das an dem Deckelteil 12 an dessen Innenseite 21 vorgesehen ist.

Bei diesem Temperaturwächter 10 sind Gehäuseunterteil 11 sowie Deckelteil 12 aus leitfähigem Material, vorzugsweise aus Metall gefertigt, so daß eine Kaptonfolie 22 vorgesehen ist, die das Deckelteil 12 gegenüber dem Gehäuseunterteil 11 elektrisch isoliert. Die Kontaktierung des Temperaturwächters 10 erfolgt einerseits über das Deckelteil 12 und andererseits über das Gehäuseunterteil 11, wie dies an sich bekannt ist.

In Fig. 1 ist weiter zu erkennen, daß sich die Kaptonfolie 22 über die gesamte Innenseite 21 des Deckelteils 12 erstreckt, wobei eine Öffnung 23 vorgesehen ist, durch die das bewegliche Kontaktteil 17 hindurchragt.

Die Kaptonfolie 22 weist eine bei 25 angedeutete Dicke auf, die größer als 100 µm ist und vorzugsweise 125 µm beträgt. Aufgrund dieser Dicke 25 kann das Deckelteil 12 mit seinem Rand 27 auf die Kaptonfolie 22 in deren Auflagebereich 28 durch den Bördelrand 14 so auf den Rand 13 gedrückt werden, daß der Auflagebereich 28 zumindest teilweise zusammengedrückt wird. Dieser zusammengedrückte Auflagebereich 28 ist in Fig. 1 zwar angedeutet, die Änderung der Dicke 25 in diesem Bereich ist jedoch aus Darstellungsgründen nicht erkennbar.

Da die Kaptonfolie 22 aus elastischem, fusselfreiem Material gefertigt ist, das zudem nicht porös ist, kann auf diese Weise für eine gute mechanische Abdichtung zwischen dem Deckelteil 12 sowie dem Gehäuseunterteil 11 gesorgt werden. Durch das Zusammendrücken des Auflagebereiches 28 ergibt sich eine besonders gute mechanische Abdichtung, so daß weder Staub noch Flüssigkeit/Feuchtigkeit in das Innere des Temperaturwächters 10 eindringen können. Selbstverständlich ist es nicht erforder­ lich, daß Deckelteil 12 sowie Gehäuseunterteil 11 aus elektrisch leitfähigem Material gefertigt sind, es sind auch andere Konstruktionen denkbar, bei denen z. B. das Deckelteil 12 aus elektrisch isolierendem Material gefertigt ist und das feste Kontaktteil 20 sich nach Art eines Nietes durch das Deckelteil 12 hindurch erstreckt und von außen kontaktiert wird.

Bei einem derartigen Ausführungsbeispiel übernimmt die Kapton­ folie 22 lediglich die Funktion der mechanischen Abdichtung, da eine elektrische Isolation nicht erforderlich ist.

In dem in Fig. 1 gezeigten Zustand weist das Schaltwerk 15 eine Temperatur unterhalb seiner Ansprechtemperatur auf, so daß es sich im geschlossenen Zustand befindet, in dem es für eine leitende Verbindung zwischen dem festen Kontaktteil 20 und damit dem elektrisch leitenden Deckelteil 12 sowie dem Boden 19 und damit dem elektrisch leitenden Gehäuseunterteil 11 sorgt.

Wird die Temperatur des Schaltwerkes 15 jetzt erhöht, so schnappt die Bimetall-Schnappscheibe 18 plötzlich von der gezeigten konvexen Form in eine konkave Form um und stützt sich an der Unterseite des Deckelteils 12 unter Zwischenlage der Kaptonfolie 22 derart ab, daß es das bewegliche Kontaktteil gegen die Kraft der Federscheibe 18 von dem festen Kontaktteil 20 abhebt.

In Fig. 2 ist ein alternatives Deckelteil 12' gezeigt, das bei dem neuen Temperaturwächter aus Fig. 1 verwendet werden kann. Dieses alternative Deckelteil 12' weist im Bereich ihres Randes 27 an der Innenseite 21 eine Wulst 31 oder eine Rippe auf, die eine bei 32 angedeutete Dicke von größer als 20 µm, vorzugsweise von 30 µm aufweist. Im montierten Zustand drückt die Wulst 31 nach Art einer Dichtlippe im Bereich des Auflagebereiches 28 in das Material der Kaptonfolie 22 ein und sorgt so für eine mechanische Abdichtung zwischen Deckelteil 12' sowie Gehäuse­ unterteil 11.

Die Dicke 25 der Kaptonfolie 22 sowie die Dicke 32 der Wulst 31 sind so aufeinander abgestimmt, daß nach dem Umbördeln des Bördelrandes 14 die im Bereich der Wulst 31 verbleibende restliche Dicke der Kaptonfolie 22 noch ausreicht, um für die erforderliche Spannungsfestigkeit zu sorgen. Andererseits ist die Dicke 32 so gewählt, daß die mechanische Abdichtung besonders gut erfolgt.

Claims (6)

1. Temperaturwächter mit einem bei Übertemperatur schaltenden Bimetall-Schaltwerk (15), einem das Schaltwerk (15) aufnehmendem Gehäuseunterteil (11), einem das Gehäuseunter­ teil (11) verschließenden Deckelteil (12) sowie einer Kaptonfolie (22), die zwischen dem Gehäuseunterteil (11) und dem Deckelteil (12) angeordnet ist und für eine mechanische Abdichtung zwischen dem Gehäuseunterteil (11) und dem Deckelteil (12) sorgt, dadurch gekennzeichnet, daß das Deckelteil (12) an seiner Innenseite (21) eine im Bereich des Randes (27) umlaufende Wulst (31) aufweist, die die Kaptonfolie (22) im Bereich des Auflagebereichs (28) zumindest zum Teil einschnürt.

2. Temperaturwächter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kaptonfolie (22) eine Dicke (25) aufweist, die größer als 100 µm ist.

3. Temperaturwächter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Deckelteil (12) mit seinem Rand (27) die Kaptonfolie (22) in ihrem Auflagebereich (28) zwischen dem Rand (27) und einer Schulter (13) des Gehäuseunterteils (11) zusammendrückt.

4. Temperaturwächter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wulst (31) eine Dicke (32) aufweist, die größer als 20 µm ist.

5. Temperaturwächter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuseunterteil (11) und das Deckelteil (12) aus leitfähigem Material gefertigt sind.

6. Temperaturwächter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuseunterteil (11) und das Deckelteil (12) aus Metall gefertigt sind.