DE19638631A1 - Kontaktgruppe für Halbleiter-Widerstände, wie Kaltleiter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kontaktgruppe für Halbleiter-Widerstände wie Kaltleiter.

Beispielsweise sind bei Kühlaggregaten von Kühlschränken de­ ren Elektromotoren, auf deren Abtriebswelle unmittelbar der Kühlkompressor sitzt, sogenannte Motorstart-Kaltleiter (PTC-Widerstände) vorgeschaltet. Jeweils in der Anlauf- oder Startphase des Elektromotors steigt der Widerstand des Kalt­ leiters von einigen Ohm, beispielsweise 10 Ω in kaltem Zu­ stand in sehr kurzer Zeit, oftmals innerhalb weniger Sekunden bezogen auf den kalten Zustand auf sehr hohe Widerstandwerte, die beispielsweise in der Größenordnung von 20 000 Ω liegen.

Aufgrund der in kurzer Zeit erfolgenden, sehr starken Zunahme des Widerstandswerts des Kaltleiters wird dieser jedesmal sehr stark erhitzt. Aufgrund dieser sich in verhältnismäßig kurzer Zeit häufig wiederholenden Temperaturzunahme, insbe­ sondere bei Kühlaggregaten vorgeschalteten Kaltleitern sind diese bei ungünstigen Umgebungsbedingungen, wie beispielswei­ se Öl oder ölhaltige Atmosphäre einer thermischen Alterung unterworfen mit der Folge, daß sich gelegentlich bei den Kaltleitern Risse bilden, die zu Brüchen und damit zu einer Zerstörung des Kaltleiters führen können.

In Fig. 3 ist ein solcher Motorstart-Kaltleiter 3′ in einem Gehäuse 1 über Halterungen 2a, 2b gehalten. Auf gegenüberlie­ genden Seiten des Kaltleiters 3′ sind im allgemeinen elektri­ sche Anschlüsse in der Weise vorgesehen, daß der Strom vor­ zugsweise über Federkontakte 5a′ und 5b′ zugeführt wird, die an einander genau gegenüberliegenden Stellen 3a′, 3a′′ und 3b′, 3b′′ gegen die Seitenflächen des Kaltleiters 3′ drücken. Auf diese Weise ist der elektrische Kontakt zwischen dem Kaltleiter 3′ und den Anschlüssen 6a′ und 6b′ hergestellt.

Da, wie vorstehend beschrieben, die Stromzuführung bei derar­ tigen Kaltleitern, vorzugsweise über Federkontakte erfolgt, die mit einem gewissen Druck an dem Kaltleiter anliegen, be­ steht die Gefahr, daß bei einem Bruch des Kaltleiters bei­ spielsweise die stromführenden Federkontakte in Kontakt mit­ einander kommen und dadurch ein Kurzschluß entsteht oder daß mehr oder wenige große Bruchstücke eines gebrochenen Kaltlei­ ters noch Kontakt miteinander haben und über die miteinander in Kontakt stehenden Bruchstücke in der Größenordnung von mehreren Ampere fließen.

Auf diese Weise können bei einem Brechen eines solchen Motor­ start-Kaltleiters durchaus Schwelbrände ausgelöst werden, die unter Umständen einen Kühlschrankbrand zur Folge haben kön­ nen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Kontaktgruppe für Halbleiter-Widerstände, wie Kaltleiter, dahingehend zu ver­ bessern, daß eine möglichst hohe Sicherheit gewährleistet ist.

Gemäß der Erfindung ist diese Aufgabe durch eine Kontaktgrup­ pe für Halbleiter-Widerstände, wie Kaltleiter durch die Merk­ male des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Bei der erfindungsgemäßen Kontaktgruppe für Halbleiter-Widerstände, wie Kaltleiter, insbesondere für Kühlaggregate von Kühlschränken sind deren Kontaktelemente asymmetrisch aus­ gebildet und bezüglich des elektrischen Bauelements so ange­ ordnet, daß sie an diesem gegeneinander versetzt an gegen­ überliegenden Seitenflächen anliegen. Gemäß der Erfindung wirken somit über die Kontaktelemente an den zueinander ver­ setzt angeordneten Kontaktstellen Kräfte auf das elektrische Bauelement.

Dadurch ist in vorteilhafter Weise erreicht, daß bei Brechen des Bauteils die an diesem anliegenden Kontaktelemente nicht in Kontakt miteinander kommen können und somit auch kein Kurzschluß hervorgerufen werden kann.

Durch Laboruntersuchungen konnte nachgewiesen werden, daß insbesondere Heiß-(NTC) und Kaltleiter (PTC) (bei thermischer Überlastung) nicht zu einfachen Querbrüchen neigen, sondern vielmehr in eine große Anzahl von Stücken zerfallen. Wird nun beispielsweise einem Motorstart-Kaltleiter über an diesem an­ liegende Kontaktelemente Strom zugeführt, so ist bei Verwen­ dung der erfindungsgemäßen Kontaktgruppe die Möglichkeit ei­ nes Kurzschlusses nahezu ausgeschlossen.

Allerdings könnten beispielsweise, wie vorstehend bereits ausgeführt, Kriechströme auch dadurch entstehen, daß einzel­ ne Bruchstücke des zerbrochenen Kaltleiters noch Kontakt mit­ einander haben, wodurch dieser entsprechend erwärmt wird und es somit doch wieder zu Schwelbränden, schlimmstenfalls sogar zu Bränden kommen kann.

Gemäß der Erfindung sind zur Lösung der vorstehend geschil­ derte Problematik die Kontaktelemente vorzugsweise als ein­ teilige Elemente aus Kontaktfedern und vorgespannten Teilen gebildet. Dadurch werden nicht nur an den Stellen, an denen die Kontaktfedern an dem Bauelement anliegen, sondern auch an den Stellen, an welchen die vorgespannten Teile an dem Bau­ element anliegen, auf dieses entsprechende Kräfte ausgeübt.

Hierbei wird aufgrund der asymmetrischen Ausbildung der er­ findungsgemäßen Kontaktelemente durch die vorgespannten Teile jeweils eine Kraft in Richtung des elektrischen Bauelements an den Stellen ausgeübt, welche zu den Kontaktstellen auf der jeweils gegenüberliegenden Seite, an welcher mittels der Kon­ taktfedern eine Kraft ausgeübt wird, versetzt angeordnet sind.

Da somit an gegeneinander versetzten Stellen entgegengesetzt wirkende Kräfte auf das Bauteil einwirken, zerbricht das Bau­ teil bereits bei Auftreten von Rissen zumindest in zwei Bruchstücke dergestalt, daß die zwei Bruchstücke des zerbro­ chenen Bauteils keinen Kontakt mehr miteinander haben. Daher können keine Ströme, insbesondere keine Kriechströme mehr auftreten und somit ist das Entstehen von Schwelbränden bzw. Bränden unterbunden.

Somit wirkt gemäß der Erfindung bei einem Brechen des Bauele­ ments auf jedes der Bruchstücke ein Drehmoment. Dadurch ist bei einem Brechen oder bei einem Zerfallen des Bauelements in einzelne Stücke sichergestellt, daß einerseits zwischen den Kontaktfedern kein Kurzschluß entstehen kann, und anderer­ seits auch keine Kriechströme zwischen den Bauelement-Bruchstücken auftreten können, da die einzelnen Bruchstücke bei der erfindungsgemäßen Kontaktgruppe durch das Zusammen­ wirken der asymmetrischen Kontaktelemente die vorgespannten Teile zusätzlich noch weiter voneinander getrennt werden.

Dies wird gemäß der Erfindung zusätzlich noch dadurch unter­ stützt, daß die Stellen an dem Bauelement, an welchen die Kontaktfedern bzw. die vorgespannten Teile anliegen, in einem möglichst großen Abstand voneinander angeordnet sind. Diese Maßnahme, die einzelnen Anlagestellen, an denen Kraft auf das Bauelement ausgeübt wird, soweit wie möglich voneinander an­ zuordnen, stellt einen weiteren Beitrag dar, daß bei einem Brechen des Bauelements ein Inkontaktkommen der verbleibenden Bruchteile mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit von vornherein auszuschließen ist.

Um die Sicherheit noch weiter zu erhöhen, sind gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung die vorgespannten Teile der Kontaktelemente mindestens an ihren freien Enden elektrisch isoliert. Statt die freien Enden der vorgespannten Teile zu isolieren, können gemäß einer anderen bevorzugten Ausbildung der Erfindung die Stellen an dem Kaltleiter, an welchem die vorgespannten Teile anliegen, elektrisch isoliert ausgeführt sein.

Durch Verwenden der erfindungsgemäßen Kontaktgruppe für Mo­ torstart-Kaltleiter, ist insbesondere die Sicherheit beim Einsatz solcher Kaltleiter bei Kühlschrankaggregaten ganze wesentlich verbessert.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Aus­ führungsform unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform einer Kontaktgruppe gemäß der Erfindung am Beispiel eines in einer Motorstarteinrichtung vorgesehenen Kaltlei­ ters;

Fig. 2 die in der Fig. 1 dargestellte Kontaktgruppe nach ei­ nem Bruch des Kaltleiters, und

Fig. 3 eine schematische Ansicht einer bekannten Kontakt­ gruppe an einem in einer Motorstarteinrichtung vorge­ sehenen Kaltleiter.

In Fig. 1 ist eine schematische Ansicht einer Kontaktgruppe am Beispiel eines in einer Motorstarteinrichtung vorgesehenen Kaltleiters 3 dargestellt. Der Kaltleiter 3 ist über Aufnah­ men 2a und 2b in einem Gehäuse 1 gehaltert. Ferner sind in dem Gehäuse 1 zwei beispielsweise U-förmige Kontakthalterun­ gen 6a und 6b vorgesehen.

An den Kontakthalterungen 6a und 6b ist jeweils ein Kontakt­ element 5a bzw.; 5b angebracht. Jedes der Kontaktelemente 5a und 5b weist zwei federnde Bereiche 51a und 52a bzw. 51b und 52b auf, wobei der eine federne Bereich 51a bzw. 51b als Kon­ taktfeder und der andere federnde Bereich 52a bzw. 52b als vorgespanntes Teil dient. Ferner sind gemäß der Erfindung die Kontaktelemente 5a und 5b, die Kontaktfedern 51a, 51b und vorgespannte Teile 52a, 52b aufweisen, jeweils einteilig aus­ geführt.

Beide Kontaktelemente 5a und 5b sind so vorgespannt, daß von jedem der federnden Bereiche 51a, 52a bzw. 51b, 52b, d. h. der Kontaktfedern 51a, 51b bzw. der vorgespannten Teile 52a, 52b, auf den Kaltleiter 3 Kräfte ausgeübt werden. Die von den 51a, 51b ausgeübten Kräfte wirken an Kontaktstellen 3a, 3b auf den Kaltleiter 3. Die von den vorgespannten Teilen 52a und 52b ausgeübten Kräfte wirken in der in Fig. 1 dargestellten Aus­ führung an isolierten Stellen 4a bzw. 4b auf den Kaltleiter 3. Hierbei sind die Stellen 4a bzw. 4b beispielsweise durch Glimmer elektrisch isoliert.

In Fig. 2 ist die in Fig. 1 wiedergegebene Kontaktgruppe nach einem Bruch des Kaltleiters 3 dargestellt. Wenn der Kaltlei­ ter 3 beispielsweise entlang Bruchkanten 30′ bricht, werden die beiden Kaltleiter-Bruchstücke 3′ und 3′′ beispielsweise in die in Fig. 2 dargestellt Lage gedreht. Eine entsprechende Drehung wird dadurch bewirkt, daß auf die Kaltleiter-Bruchstücke 3′ und 3′′ von den federnden Bereichen 51a und 52b bzw. 52a und 51b jeweils Kräfte an Anlagestellen 3a, 4b und 3b, 4a ausgeübt werden, die gegeneinander versetzt sind. Da­ her wirken auf die Kaltleiter-Bruchstücke 3′ und 3′′ Drehmo­ mente M′ bzw. M′′ im Uhrzeigersinn, was durch bei den Bezugs­ zeichen M′ und M′′ eingetragene Pfeile angezeigt ist.

Ferner sind die Aufnahmen 2a und 2b, die als Halterung des Kaltleiters 3 dienen, so ausgelegt, daß diese bei einem Bruch des Kaltleiters 3 ebenfalls brechen und somit ein Verdrehen der beiden Kaltleiter-Bruchteile 3′ und 3′′ nicht behindert wird.

Claims (9)

1. Kontaktgruppe für Halbleiter-Widerstände, wie Kaltleiter, dadurch gekennzeichnet, daß deren Kon­ taktelemente (5a, 5b) asymmetrisch ausgebildet sind, so daß sie an einander gegenüberliegenden Seitenflächen eines elek­ trischen Bauelements (3) gegeneinander versetzt an dem Bau­ element (3) anliegen.

2. Kontaktgruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß über die Kon­ taktelemente (5a, 5b) an gegeneinander versetzten Kontakt­ stellen (3a, 3b) Kräfte auf das elektrische Bauelement (3) wirken.

3. Kontaktgruppe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakt­ stellen (3a, 3b) an dem elektrischen Bauelement (3) in einem möglichst großen Abstand voneinander angeordnet sind.

4. Kontaktgruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakt­ elemente aus Kontaktfedern (51a, 51b) und vorgespannten Tei­ len (52a, 52b) gebildet sind.

5. Kontaktgruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die vorge­ spannten Teile (52a, 52b) jeweils eine Kraft in Richtung des elektrischen Bauelements (3) jeweils an den Stellen (4a, 4b) ausüben, welche zu den Kontaktstellen (3a, 3b) auf der gegen­ überliegenden Seite, an welcher mittels der Kontaktfedern (51a, 51b) eine Kraft ausgeübt wird, versetzt angeordnet sind.

6. Kontaktgruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakt­ elemente (5a, 5b), die aus de Kontaktfedern (51a, 51b) und den vorgespannten Teilen (52a, 52b) bestehen, einteilige Ele­ mente sind.

7. Kontaktgruppe nach einem der Ansprüche 4 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die vorgespann­ ten Teile (52a, 52b) der Kontaktelemente (5a, 5b) mindestens an ihren freien Enden elektrisch isoliert sind.

8. Kontaktgruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellen (4a, 4b) an dem elektrischen Bauelement (3), an denen die vorgespannten Teile (52a, 52b) anliegen, elektrisch isoliert ausgeführt sind.

9. Verwenden einer Kontaktgruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 8 bei Motorstart-Kaltleitern in Kühlaggregaten von Kühl­ schränken.