DE19824781B4

DE19824781B4 - Electrical component, in particular switched-capacitor

Info

Publication number: DE19824781B4
Application number: DE1998124781
Authority: DE
Inventors: Johann Dr. Riedler; Michael Spari; Thomas Dr. Trenkler
Original assignee: Epcos AG
Current assignee: TDK Electronics AG
Priority date: 1998-06-03
Filing date: 1998-06-03
Publication date: 2005-05-19
Anticipated expiration: 2018-06-04
Also published as: DE19824781A1

Abstract

Elektrisches Bauelement, insbesondere Schalt-Kaltleiter (1), das in ein Gehäuse (6) eingebaut ist, bei dem Kontakt- (2, 3) beziehungsweise Positionierelemente (4, 5) derart gestaltet sind, daß im Normalbetrieb starke Anpreßkräfte das Bauelement asymmetrisch belasten, wohingegen bei einem Bruch das Bauelement aufgrund der langen Hebelarme der Kontakt- (2, 3) beziehungsweise Positionierelemente (4, 5) stark verkippt wird, wobei die Positionierelemente (4, 5) aus einem Teil bestehen, das von den Kontaktelementen (2, 3) elektrisch getrennt ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwei vorgespannte Positionierelemente (4, 5) am Bauelement anliegen, und daß die Positionierelemente (4, 5) aus metallischen Federblechen bestehen und derart ausgestaltet sind, daß sie gegenüber den Kontaktelementen (2, 3) näher an der Mittellinie des Bauelements angreifen und über einen kurzen Hebelarm, der sich an ihren am Bauelement anliegenden Enden befindet, das Bauelement mit starken Anpreßkräften in Betriebsstellung halten, und bei einem Bruch das Bauelement mittels eines langen Hebelarms stark verkippen.electrical Component, in particular switching PTC thermistor (1), which is housed in a housing (6) is installed, at the contact (2, 3) or positioning elements (4, 5) are designed such that in the Normal operation strong pressing forces the Load asymmetric component, whereas in a break the Component due to the long lever arms of the contact (2, 3) or Positioning elements (4, 5) is tilted strongly, wherein the positioning elements (4, 5) consist of a part which is separated from the contact elements (2, 3) is electrically isolated, characterized in that two prestressed positioning elements (4, 5) abut the component, and that the positioning elements (4, 5) consist of metallic spring plates and configured they are across from the contact elements (2, 3) closer attack at the centerline of the device and over a short lever arm, which abuts their ends abutting the component holding the component in the operating position with strong contact forces, and in case of breakage the component by means of a long lever arm strongly tilt.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Bauelement nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1The The invention relates to an electrical component according to the preamble of claim 1

Ein derartiges Bauelement ist aus der EP 0 773 560 A2 bekannt.Such a device is from the EP 0 773 560 A2 known.

Weiterhin ist aus der DE 196 38 631 A1 eine Kontaktgruppe für Halbleiter-Widerstände, wie Kaltleiter, bekannt, deren Kontaktelemente asymmetrisch ausgebildet sind, so daß sie an einander gegenüberliegenden Seitenflächen des elektrischen Bauelements gegeneinander versetzt an dem Bauelement anliegen. Dabei werden über die Kontaktelemente an gegeneinander versetzten Kontaktstellen Kräfte auf das elektrische Bauelement ausgeübt.Furthermore, from the DE 196 38 631 A1 a contact group for semiconductor resistors, such as PTC thermistors, known, the contact elements are formed asymmetrically, so that they abut against each other on opposite side surfaces of the electrical component to the device. In this case, forces are exerted on the electrical component via the contact elements at staggered contact points.

Derartige Kaltleiter werden beispielsweise bei Kühlaggregaten von Kühlschränken als sogenannte Motorstart-Kaltleiter eingesetzt. Dabei steigt in der Anlauf- oder Startphase des Elektromotors der Widerstand des Kaltleiters von einigen Ohm im kalten Zustand in sehr kurzer Zeit auf sehr hohe Widerstandswerte. Aufgrund der in kurzer Zeit erfolgenden, sehr starken Zunahme des Widerstandswertes wird der Kaltleiter jedesmal sehr stark erhitzt, was im Lauf der Zeit zu einer thermischen Alterung des Kaltleiters führen kann, wobei sich Risse bilden können, die zu Brüchen und damit zu einer Zerstörung des Kaltleiters führen können.such PTC thermistors are used, for example, in cooling units of refrigerators So-called motor start PTC thermistor used. It rises in the Start-up or start-up phase of the electric motor, the resistance of the PTC thermistor from a few ohms in the cold state in a very short time to very high Resistance values. Because of in a short time, very much a large increase in the resistance value is the PTC thermistor each time heated very much, resulting in thermal aging over time lead the PTC thermistor can, where cracks can form, those to breaks and thus to destruction lead the PTC thermistor can.

Bei einem eventuellen Bruch des Kaltleiters besteht die Gefahr, daß die Bruchstücke in Kontakt miteinander bleiben, so daß der Strom weiterhin über die Bruchstücke fließen kann, was zu sehr starken Temperaturerhöhungen führt, die so hoch ausfallen, daß gegebenenfalls ein Brand des Bauelements und damit des gesamten Geräts eintreten kann.at a possible breakage of the PTC thermistor there is a risk that the fragments in contact with each other stay so that the Electricity continues over the fragments flow can, which leads to very high temperature increases, which are so high that, if necessary a fire of the device and thus the entire device occur can.

Bei dem Dokument DE 196 38 631 A2 sind die Kontaktelemente einstückig ausgebildet, wobei der eine Schenkel der Kontaktelemente der Stromzuführung dient und der andere Schenkel federnd ausgebildet ist und vorgespannt am Kaltleiter anliegt. Durch eine asymmetrische Anordnung der Kontaktelemente wird erreicht, daß bei einem Bruch des Kaltleiters die Bruchstücke voneinander entfernt werden. Allerdings muß dabei, damit durch die Bruchstücke kein Strom fließen kann, der federnd ausgebildete Schenkel unter Zwischenschaltung einer Isolation am Kaltleiter anliegen. Wenn diese Isolation, die beispielsweise durch Glimmerblättchen gebildet wird, beim Zerbrechen der Kaltleiterscheibe entfernt werden sollte, besteht allerdings die vorstehend beschriebene Brandgefahr.At the document DE 196 38 631 A2 the contact elements are integrally formed, wherein the one leg of the contact elements of the power supply is used and the other leg is resilient and biased rests on the PTC thermistor. By an asymmetrical arrangement of the contact elements is achieved that the fragments are removed from each other at a fraction of the PTC thermistor. However, in order to prevent current from flowing through the fragments, the resilient leg must rest against the PTC thermistor with the interposition of insulation. If this insulation, which is formed for example by mica flakes, should be removed when breaking the PTC disc, however, there is the risk of fire described above.

Weiterhin ist aus der EP 0 773 560 A2 eine Kaltleiteranordnung bekannt, bei der Stromzuführungselemente gegeneinander versetzt und unter Vorspannung am Kaltleiter anliegen. Dabei wird der Kaltleiter durch am Gehäuse angeordnete starre Positionierungselemente derart fixiert, daß bei einem Bruch der Kaltleiterscheibe die Kaltleiterbruchstücke durch die Kontaktfedern derart weggedrückt werden, daß die Positionierelemente als Drehachse dienen. Im Gegensatz zum eingangs genannten Dokument, bei dem die Drehachsen der beiden Bruchstücke auf einer Linie symmetrisch in der Mittelebene des Gehäuses angeordnet sind, erfolgt hierbei die Drehung um zwei Drehachsen, die asymmetrisch im Gehäuse liegen.Furthermore, from the EP 0 773 560 A2 a PTC resistor arrangement known, offset in the power supply elements against each other and rest under bias on the PTC thermistor. In this case, the PTC thermistor is fixed by arranged on the housing rigid positioning elements such that at a fraction of the PTC thermistor the PTC fragments are pushed away by the contact springs such that the positioning serve as a rotation axis. In contrast to the document mentioned above, in which the axes of rotation of the two fragments are arranged symmetrically in a line in the median plane of the housing, in this case the rotation takes place about two axes of rotation, which lie asymmetrically in the housing.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das elektrische Bauelement der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß eine möglichst sichere Beabstandung der Teilstücke bei einem Bruch der Kaltleiterscheibe erreicht wird.task The present invention is the electrical component of the aforementioned type such that the safest possible spacing of the cuts is achieved at a fraction of the PTC disk.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine elektrisches Bauelement gelöst, das die Merkmale des Patentanspruchs 1 beziehungsweise des nebengeordneten Anspruchs 2 aufweist.These The object is achieved by a electrical component solved, that the features of claim 1 and the sibling Has claim 2.

Eine vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung besteht darin, daß das Bauelement mittels Abstandhaltern aus Glimmer im Gehäuse gehaltert ist.A advantageous embodiments of the subject invention in that the component is held by means of spacers made of mica in the housing.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Ausführungsbeispiele näher erläutert.The Invention will be explained in more detail with reference to the following embodiments.

In der dazugehörenden Zeichnung zeigenIn the associated Show drawing

1 eine Ansicht des Gehäuses ohne Deckel mit einem darin angeordneten Kaltleiter, 1 a view of the housing without a lid with a PTC thermistor disposed therein,

2 das in 1 dargestellte Gehäuse mit zerbrochener Kaltleiterscheibe, 2 this in 1 illustrated housing with broken PTC thermistor,

3 ein Explosionsbild des elektrischen Bauelements, 3 an exploded view of the electrical component,

4 eine weitere Ausführungsform und 4 another embodiment and

5 die Ausführungsform nach 4 mit zerbrochener Kaltleiterscheibe. 5 the embodiment according to 4 with broken thermistor disk.

In 1 ist eine Kaltleiterscheibe 1 dargestellt, die in einem Kunststoffgehäuse 6 angeordnet ist. Die Stromzuführung für den Kaltleiter 1 erfolgt durch starre (beispielsweise 0,8 mm Stahlblech) stromdurchflossene Kontakte 2, 3 die gegeneinander versetzt am Kaltleiter 1 anliegen. Zur Positionierung des Kaltleiters 1 dienen ferner Stahlfedern 4, 5 die elektrisch isoliert bei C und D am Gehäuse 6 befestigt sind. Die Federn 4 und 5 werden weiterhin bei den Stellen A und B an Zwischenwänden des Gehäuses 6 abgestützt, wodurch hohe Anpreßkräfte der Kontakte an den Kaltleitern erreicht werden (kurze Hebelarme von A bzw. B zum Berührungspunkt G bzw. E am Kaltleiter 1). Die Positionierelemente 4, 5 sind ebenfalls voneinander beabstandet, jedoch näher zur Mittellinie des Kaltleiters 1 angeordnet, als die Kontaktelemente 2, 3. Dadurch wird erreicht, daß bei einem Bruch der Kaltleiter scheibe 1 durch den langen Federweg C – B bzw. D – A die Bruchstücke 1a bzw. 1b um die Drehpunkte F bzw. H soweit verdreht werden, daß der elektrische Kontakt unterbrochen wird, wie es in 2 dargestellt ist. Hierbei heben die Federn 4, 5 von den Zwischenwänden des Gehäuses 6 ab.In 1 is a PTC thermistor disk 1 shown in a plastic case 6 is arranged. The power supply for the PTC thermistor 1 is carried out by rigid (for example, 0.8 mm steel sheet) current-carrying contacts 2 . 3 offset against each other at the PTC thermistor 1 issue. For positioning of the PTC thermistor 1 also serve steel springs 4 . 5 the electrically isolated at C and D on the housing 6 are attached. The feathers 4 and 5 continue to be at the points A and B on partitions of the housing 6 supported, whereby high contact forces of the contacts are achieved at the PTC thermistors (short lever arms of A or B to the contact point G or E on the PTC thermistor 1 ). The positioning elements 4 . 5 are also spaced apart, but closer to the centerline of the PTC thermistor 1 arranged as the contact elements 2 . 3 , This ensures that disc at a fraction of the PTC 1 due to the long spring travel C - B or D - A the fragments 1a respectively. 1b are rotated to the fulcrums F and H so far that the electrical contact is interrupted, as in 2 is shown. This lift the springs 4 . 5 from the partitions of the housing 6 from.

Es gilt somit das Prinzip des kurzen (starke Anpreßkräfte, asymmetrische Belastung des Kaltleiters) und des langen Hebelarms (starke Verkippung der Kaltleiterbruchstücke), wobei die Hauptbruchstücke nach der Verkippung eingeklemmt bleiben.It Thus, the principle of short (strong contact forces, asymmetric load applies of the PTC thermistor) and the long lever arm (strong tilting of the PTC fragments) the main fragments remain trapped after tilting.

Abgesehen von der Abstützfunktion in den Punkten A und B haben die Zwischenwände des Gehäuses 6 die Aufgabe, die stromleitenden Kontaktzuführungen möglichst vom Innenraum des Gehäuses abzuschirmen, so daß kleine Kaltleiterbruchstücke keine Kurzschlüsse zwischen den Zuleitungen produzieren können.Apart from the support function in points A and B have the partitions of the housing 6 the task of shielding the current-conducting contact leads as possible from the interior of the housing, so that small PTC fragments can not produce short circuits between the leads.

3 zeigt eine Explosionszeichnung des Gehäuses 6 mit darin angeordnetem Kaltleiter 1. Das Gehäuse 6 wird nach dem Zusammenbau durch den Deckel 7 verschlossen. Die Kaltleiterscheibe 1 wird im Gehäuse 6 mittels Glimmerblättchen 8, 9 gehaltert, die als Abstandshalter diene. Dadurch wird verhindert, daß im normalen Einsatzfall der erhitzte Kaltleiter Kunststoffteile berührt, wodurch es ermöglicht wird, hohe Sicherheit auch bei Verwendung von thermoplastischen Kuntstoffgehäusen 6, 7 zu erzielen. 3 shows an exploded view of the housing 6 with a PTC thermistor arranged in it 1 , The housing 6 is after assembly through the lid 7 locked. The PTC thermistor disk 1 will be in the case 6 using mica sheets 8th . 9 supported, which serves as a spacer. This prevents that in normal use, the heated PTC plastic parts touches, which makes it possible, high security even when using thermoplastic Kuntstoffgehäusen 6 . 7 to achieve.

4 zeigt eine weitere Ausführungsform, die insbesondere bei kleinen Scheibendurchmessern von Kaltleitern 1 von Vorteil ist. Bei dieser Ausführungsform erfolgt die Stromzuleitung einerseits über das starre Kontaktelement 10 und das federnd ausgebildete Kontaktelement 12. Das Kontaktelement 12 ist an den Stellen I bzw. K am Gehäuse 13 abgestützt und liegt an der Stelle L an der Kaltleiterscheibe 1 an. Da die Elemente 10 bzw. 12 an unterschiedlichen Außendurchmessern der Kaltleiterscheibe 1 anliegen, ist ein Positionierelement 11 als Gegenlager erforderlich, das elektrisch isoliert vom Kontaktelement 10 ist. 4 shows a further embodiment, especially for small disc diameters of PTC thermistors 1 is beneficial. In this embodiment, the power supply takes place on the one hand via the rigid contact element 10 and the resiliently formed contact element 12 , The contact element 12 is at the points I and K on the housing 13 supported and located at the point L on the PTC thermistor disk 1 at. Because the elements 10 respectively. 12 at different outside diameters of the PTC thermistor disk 1 abutment is a positioning element 11 required as an abutment, which is electrically isolated from the contact element 10 is.

Durch diese Ausführungsform wird erreicht, daß bei einem in der 5 dargestellten Bruch der Kaltleiterscheibe 1 in die Bruchstücke 1a bzw. 1b das Bruckstück 1b zwischen dem Kontaktelement 10 und dem elektrisch isolierten Gegenlager 11 in seiner ursprünglichen Lage eingeklemmt bleibt, während das andere mittels des Prinzip des kurzen Hebelarms (Teil des Kontaktes 12 zwischen I und L) deplaziert und gegen das Gehäuse 13 geklemmt wird. Dadurch wird der elektrische Kontakt getrennt. Auch in dieser Variante sind möglichst kleine Gehäuseöffnungen und abschirmende Zwischenwände vorgesehen. Wählt man geeignete Materialien (Metalle oder Glimmer) zur Realisierung des Gegenlagers 11, so wird das Gehäuse 13 auch in dieser Variante vor hohen Betriebstemperaturen des Kaltleiters 1 geschützt.By this embodiment it is achieved that at a in the 5 illustrated fracture of the PTC thermistor 1 into the fragments 1a respectively. 1b the Bruckstück 1b between the contact element 10 and the electrically isolated counter bearing 11 remains clamped in its original position, while the other by means of the principle of the short lever arm (part of the contact 12 between I and L) and placed against the case 13 is clamped. As a result, the electrical contact is disconnected. Also in this variant, the smallest possible housing openings and shielding partitions are provided. If one chooses appropriate materials (metals or mica) for the realization of the counter bearing 11 That's how the case gets 13 also in this variant before high operating temperatures of the PTC thermistor 1 protected.

Claims

Electrical component, in particular switching PTC thermistor ( 1 ) placed in a housing ( 6 ), in which contact ( 2 . 3 ) or positioning elements ( 4 . 5 ) are designed such that in normal operation strong contact forces stress the device asymmetrically, whereas in a fracture, the component due to the long lever arms of the contact ( 2 . 3 ) or positioning elements ( 4 . 5 ) is strongly tilted, wherein the positioning elements ( 4 . 5 ) consist of a part of the contact elements ( 2 . 3 ) is electrically isolated, characterized in that two prestressed positioning elements ( 4 . 5 ) abut the component, and that the positioning elements ( 4 . 5 ) consist of metallic spring plates and are designed such that they relative to the contact elements ( 2 . 3 ) attack closer to the center line of the device and hold a short lever arm, which is located at their abutting ends of the component, the component with strong contact forces in operating position, and tilt the component by means of a long lever arm in a fracture strong.

Electrical component, in particular switching PTC thermistor ( 1 ) placed in a housing ( 13 ), in which contact ( 10 . 12 ) or positioning elements ( 11 ) are designed such that in normal operation strong contact forces stress the device asymmetrically, whereas in a fracture, the component due to the long lever arms of the contact ( 10 . 12 ) or positioning elements ( 11 ) is strongly tilted, wherein the positioning elements ( 11 ) consist of a part which is electrically isolated from the contact elements, characterized in that a rigid contact element ( 10 ), a resiliently formed contact element ( 12 ) and a non-biased positioning element ( 11 ) abut the component that the con tact elements ( 10 . 12 ) abut against different outer diameters of the component, and that the rigid contact element ( 10 ) and serving as an abutment positioning ( 11 ) closer to the means attack line of the device and hold a short lever arm, which is located at their abutting ends of the component, the component with strong contact forces in the operating position, and in case of breakage strongly tilt the device by means of a long lever arm.

Electrical component according to claim 1 or 2, characterized in that the component by means of spacers ( 8th . 9 ) of mica in the housing ( 6 ) is held.