DE202010014432U1 - Electrical equipment - Google Patents

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Abstract

Elektrisches Gerät, mit einem Gehäuse (2), mit mindestens zwei Leiterabschnitten (3a, 3b, 4a, 4b) und mit einem innerhalb des Gehäuses (2) angeordneten Verbindungsbauteil (5), dadurch gekennzeichnet,
dass innerhalb des Gehäuses (2) ein wärmeausdehnbares Material (8) derart angeordnet ist, dass das Verbindungsbauteil (5) durch das wärmeausdehnbare Material (8) aus einer ersten Position in eine zweite Position verbringbar ist, wenn sich das wärmeausdehnbare Material (8) aufgrund einer Aktivierung oberhalb einer bestimmten Aktivierungstemperatur ausdehnt,
wobei entweder in der ersten Position oder in der zweiten Position des Verbindungsbauteils (5) die zweiten Enden (9a, 9b) zweier Leiterabschnitte (3a, 3b, 4a, 4b) mit dem Verbindungsbauteil (5) in elektrischem Kontakt stehen, so dass die beiden Leiterabschnitte (3a, 3b, 4a, 4b) über das Verbindungsbauteil (5) elektrisch miteinander verbunden sind.Electrical device, comprising a housing (2), with at least two conductor sections (3a, 3b, 4a, 4b) and with a connection component (5) arranged inside the housing (2), characterized
in that a heat-expandable material (8) is arranged within the housing (2) such that the connecting component (5) can be brought from the first position to the second position by the heat-expandable material (8) as the heat-expandable material (8) moves due to an activation above a certain activation temperature expands,
wherein either in the first position or in the second position of the connection component (5) the second ends (9a, 9b) of two conductor sections (3a, 3b, 4a, 4b) are in electrical contact with the connection component (5), so that the two Conductor portions (3a, 3b, 4a, 4b) via the connecting member (5) are electrically connected together.

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Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Gerät, mit einem Gehäuse, mit mindestens zwei Leiterabschnitten und mit einem innerhalb des Gehäuses angeordneten Verbindungsbauteil, wobei jeweils ein erstes Ende der Leiterabschnitte als Anschlusselement aus dem Gehäuse herausragt.The invention relates to an electrical device having a housing, with at least two conductor sections and with a connection component arranged within the housing, wherein in each case a first end of the conductor sections protrudes as a connection element from the housing.

Elektrische oder elektronische Geräte weisen häufig Bauelemente auf, die einer potenziellen Überlastungsgefahr ausgesetzt sind. Eine das Bauelement bzw. das elektrische oder elektronische Gerät beschädigende oder zerstörende Überlast kann durch verschiedene unvorhersehbare Ereignisse hervorgerufen werden. Beispielsweise kann ein Defekt eines vor- oder nachgeschalteten Bauelements oder eines mit dem betroffenen Gerät elektrisch verbundenen anderen Geräts zu einem unzulässig hohen Leistungsumsatz in dem betroffenen Bauelement führen, verursacht durch eine zu hohe anliegende Spannung oder einen zu großen, durch das Bauelement fließenden Strom. Ebenso kann durch unsachgemäßen Gebrauch oder durch fehlerhafte Installation eines elektrischen oder elektronischen Geräts eine Überlastung des Geräts bzw. eines in dem Gerät angeordneten Bauelements verursacht werden. Der daraus resultierende hohe Leistungsumsatz führt zu einer ansteigenden Eigenerwärmung des Bauelements, die schließlich zu einem Entzünden des Bauelements und damit des gesamten Geräts führen kann, so dass ein unzulässig hoher Leistungsumsatz in einem überlasteten Bauelement eine akute Brandgefahr darstellt.Electrical or electronic equipment often has components that are subject to potential overloading. An overload that damages or destroys the component or the electrical or electronic device can be caused by various unforeseeable events. For example, a defect of a upstream or downstream device or another device electrically connected to the device concerned lead to an inadmissibly high power consumption in the affected device, caused by an excessive voltage applied or too large current flowing through the device current. Likewise, by improper use or by incorrect installation of an electrical or electronic device, an overload of the device or a device arranged in the device can be caused. The resulting high power conversion leads to an increasing self-heating of the device, which can eventually lead to ignition of the device and thus the entire device, so that an unacceptably high power conversion in an overloaded device represents an acute fire hazard.

Die Gefahr eines Brandes eines elektrischen oder elektronischen Geräts kann darüber hinaus auch durch den Alterungsprozess bestimmter elektronischer Bauelemente hervorgerufen werden. Gegen Ende des Lebenszyklus kann bei bestimmten elektronischen Bauelementen, beispielsweise bei Halbleitern, eine fortschreitende Impedanzabnahme stattfinden, so dass in zunehmendem Maße Leckströme auftreten können, die zu einer Eigenerwärmung des betroffenen Bauelements führen können. Dabei können die Eigenerwärmung und der erhöhte Leckstrom den Alterungsprozess des Bauelements zusätzlich beschleunigen.The danger of a fire of an electrical or electronic device can also be caused by the aging process of certain electronic components. Towards the end of the life cycle, with certain electronic components, for example semiconductors, a progressive decrease in impedance can take place, so that increasingly leakage currents can occur which can lead to self-heating of the component concerned. The self-heating and the increased leakage current can additionally accelerate the aging process of the component.

Aus diesem Grunde werden in elektrischen und elektronischen Geräten, bei denen eine derartige Brandgefahr besteht, sogenannte Temperatursicherungen bzw. Thermosicherungen eingesetzt, deren Aufgabe es ist, bei einer zu hohen Temperatur eines überwachten Bauelements die Stromversorgung des Bauelements abzuschalten, so dass eine weitere Eigenerwärmung des Bauelements und die sich daraus ergebende Brandgefahr verhindert wird.For this reason, so-called temperature fuses or thermal fuses are used in electrical and electronic equipment in which there is a fire risk, the object is to switch off the power supply of the device at too high a monitored component temperature, so that a further self-heating of the device and the resulting fire hazard is prevented.

Derartige Temperatursicherungen bestehen in der Regel aus einem Gehäuse, in dem zwei Drähte angeordnet sind, die auf einer Seite des Gehäuses als Anschlussdrähte aus dem Gehäuse herausragen. Im Inneren des Gehäuses sind die beiden Drähte über einen in der Regel horizontal angeordneten leitfähigen Verbindungssteg elektrisch miteinander verbunden, wozu der Verbindungssteg an seinen beiden Endbereichen jeweils mit einem Draht verlötet ist. Unterhalb des Verbindungsstegs ist ein Federelement angeordnet, das im Normalzustand der Temperatursicherung gegen den Verbindungssteg drückt. Das Federelement bewirkt dabei ein Abheben des Verbindungsstegs von den beiden Anschlussdrähten und damit eine Unterbrechung der leitfähigen Verbindung, wenn die Lötstellen zwischen dem Verbindungssteg und den beiden Drähten aufgrund einer Erwärmung nicht mehr die erforderliche Gegenkraft zur Federkraft des Federelements aufbringen können.Such thermal fuses usually consist of a housing in which two wires are arranged, which protrude on one side of the housing as connecting wires from the housing. Inside the housing, the two wires are electrically connected to each other via a generally horizontally arranged conductive connecting web, for which purpose the connecting web is soldered at its two end regions in each case with a wire. Below the connecting web, a spring element is arranged, which presses in the normal state of the thermal fuse against the connecting web. The spring element causes a lifting of the connecting web of the two connecting wires and thus an interruption of the conductive connection when the solder joints between the connecting web and the two wires due to heating no longer can muster the required counterforce to the spring force of the spring element.

Eine derartige Temperatursicherung ist auch aus der DE 10 2005 045 778 A1 bekannt. Diese Temperatursicherung weist einen Leitersteg auf, der zwei Abschnitte eines stromführenden Leiters im Normalzustand der Temperatursicherung elektrisch leitend miteinander verbindet, indem der Leitersteg mit den Enden der beiden Leiterabschnitte über jeweils eine Lötverbindung verbunden ist. Im thermischen Fehlerfall wird die elektrische Verbindung zwischen dem Leitersteg und den beiden Leiterabschnitten durch ein Öffnungselement aufgetrennt, bei dem es sich beispielsweise um ein vorgespanntes Federelement handeln kann. Im Normalzustand der Temperatursicherung ist das Federelement dabei durch ein Halteelement arretiert, dessen Material bei Überschreitung der kritischen Temperatur mechanisch nachgibt, so dass das mechanisch vorgespannte Federelement den Leitersteg von den Enden der Leiterabschnitte abhebt.Such a thermal fuse is also from the DE 10 2005 045 778 A1 known. This temperature fuse has a conductor bar which electrically conductively connects two sections of a current-carrying conductor in the normal state of the temperature fuse by the conductor bar being connected to the ends of the two conductor sections via a respective solder connection. In the event of a thermal fault, the electrical connection between the conductor bar and the two conductor sections is separated by an opening element, which may, for example, be a prestressed spring element. In the normal state of the thermal fuse, the spring element is locked by a holding element, the material of which mechanically yields when the critical temperature is exceeded, so that the mechanically prestressed spring element lifts off the conductor bar from the ends of the conductor sections.

Gemäß eines anderen Ausführungsbeispiels der bekannten Temperatursicherung wird als Öffnungselement ein Zylinder mit einem Kolben verwendet. Im thermischen Fehlerfall erfolgt eine elektrische Ansteuerung des Kolbens derart, dass durch ein Hervorschnellen des Kolbens der Leiterstieg von den beiden Leiterabschnitten abgehoben und somit die über die Lötverbindungen realisierte elektrische Brücke aufgetrennt wird.According to another embodiment of the known thermal fuse is used as the opening element, a cylinder with a piston. In the event of a thermal fault, an electrical activation of the piston takes place in such a manner that the conductor step is lifted off the two conductor sections by a protrusion of the piston and thus the electrical bridge realized via the soldering connections is separated.

Der Nachteil einer herkömmlichen Temperatursicherung, bei der im Normalzustand ein Federelement permanent gegen den Verbindungsstieg drückt, besteht darin, dass dadurch die Lötverbindungen zwischen dem Verbindungsstieg und den Anschlussdrähten dauerhaft mechanisch beansprucht werden. Dieser Nachteil wird bei der aus der DE 10 2005 045 778 A1 bekannten Temperatursicherung zwar vermieden, bei dieser Temperatursicherung ist jedoch der Aufbau des Öffnungselements mit einem zusätzlichen Halteelement oder einer erforderlichen elektrischen Schaltung zur Ansteuerung eines Kolbens wesentlich aufwendiger.The disadvantage of a conventional thermal fuse, in the normal state, a spring element permanently presses against the connection, is that thereby the solder joints between the connecting step and the leads are permanently mechanically stressed. This disadvantage is at the out of the DE 10 2005 045 778 A1 Although known temperature fuse avoided in this Temperature fuse, however, the structure of the opening element with an additional holding element or a required electrical circuit for driving a piston is much more expensive.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein elektrisches Gerät anzugeben, welches bei möglichst einfachem Aufbau zuverlässig auf die Überlastung und Alterung von elektronischen Bauelementen in elektrischen oder elektronischen Geräten reagiert, so dass ein unzulässig hoher Leistungsumsatz in dem überwachten Bauelement detektiert und entsprechende Sicherungsmaßnahmen ausgelöst werden können.The present invention is therefore an object of the invention to provide an electrical device that responds reliably with the simplest possible structure to the overloading and aging of electronic components in electrical or electronic devices, so that an unacceptably high power conversion detected in the monitored component and triggered appropriate security measures can be.

Diese Aufgabe ist bei dem eingangs beschriebenen elektrischen Gerät dadurch gelöst, dass innerhalb des Gehäuses ein wärmeausdehnbares Material derart angeordnet ist, dass das Verbindungsbauteil durch das wärmeausdehnbare Material aus einer ersten Position in eine zweite Position verbringbar ist, wenn sich das wärmeausdehnbare Material aufgrund einer Aktivierung oberhalb einer bestimmten Aktivierungstemperatur ausdehnt. Dabei stehen entweder in der ersten Position oder in der zweiten Position des Verbindungsbauteils die zweiten Enden zweier Leiterabschnitte mit dem Verbindungsbauteil in elektrischen Kontakt, so dass diese beiden Leiterabschnitte über das Verbindungsbauteil elektrisch miteinander verbunden sind. Bei dem erfindungsgemäßen elektrischen Gerät übernimmt das innerhalb des Gehäuses angeordnete wärmeausdehnbare Material sowohl die Funktion eines Sensors, der eine unzulässige Eigenerwärmung eines zu überwachenden Bauelements detektiert, als auch die Funktion eines Aktors, der das Verbindungsbauteil aus seiner ersten Position in eine zweite Position verbringt.This object is achieved in the electrical device described above in that within the housing, a heat-expandable material is arranged such that the connecting member by the heat-expandable material from a first position can be brought into a second position when the heat-expandable material due to activation above a certain activation temperature expands. In this case, either in the first position or in the second position of the connection component, the second ends of two conductor sections are in electrical contact with the connection component, so that these two conductor sections are electrically connected to one another via the connection component. In the electrical device according to the invention, the heat-expandable material arranged inside the housing assumes both the function of a sensor, which detects an inadmissible self-heating of a component to be monitored, and the function of an actuator, which spends the connection component from its first position to a second position.

Das wärmeausdehnbare Material, welches sich beispielsweise aus einem niedrig schmelzenden Material, beispielsweise einem Kunststoff, z. B. Polyethylen (PE) oder Polypropylen (PP), und einem Treibmittel zusammensetzt, befindet sich im Normalzustand, d. h. im normalen Betriebszustand des zu überwachenden Bauelements, in dem dieses keine erhöhte Temperatur aufweist, in einem festen Zustand. Erhöht sich die Temperatur des wärmeausdehnbaren Materials, z. B. aufgrund einer erhöhten Eigenerwärmung des zu überwachenden Bauelements, so wechselt das wärmeausdehnbare Material seinen Aggregatzustand und wird flüssig. Nach Überschreiten einer bestimmten Temperatur, reagiert das wärmeausdehnbare Material mit einer starken Volumenzunahme; z. B. schäumt das wärmeausdehnbare Material auf. Diese durch den Temperaturanstieg hervorgerufene starke Volumenzunahme des wärmeausdehnbaren Materials wird bei dem erfindungsgemäßen elektrisch Gerät dazu genutzt, das Verbindungsbauteil aus einer ersten Position in eine zweite Position zu verbringen.The heat-expandable material, which is made of, for example, a low-melting material, such as a plastic, e.g. As polyethylene (PE) or polypropylene (PP), and a propellant is in the normal state, d. H. in the normal operating state of the component to be monitored, in which this has no elevated temperature, in a solid state. As the temperature of the heat-expandable material, e.g. B. due to increased self-heating of the monitored component, the heat-expandable material changes its state of aggregation and becomes liquid. After exceeding a certain temperature, the heat-expandable material reacts with a large volume increase; z. B. Foams the heat-expandable material. This large increase in volume of the heat-expandable material caused by the rise in temperature is used in the electric device according to the invention to transfer the connecting component from a first position to a second position.

In einer Ausführungsform liegt die bestimmte Aktivierungstemperatur des wärmeausdehnbaren Materials über 80°C, insbesondere über 120°C.In one embodiment, the particular activation temperature of the heat-expandable material is above 80 ° C, especially above 120 ° C.

In einer weiteren Ausführungsform weist das wärmeausdehnbare Material eine Volumenzunahme von mindestens dem zweifachen Ausgangsvolumen vor der Aktivierung auf.In another embodiment, the heat-expandable material has a volume increase of at least twice the initial volume before activation.

In noch einer weiteren Ausführungsform weist das wärmeausdehnbare Material eine Reaktionszeit von weniger als 1 Sekunde für die Aktivierung auf.In yet another embodiment, the heat-expandable material has a response time of less than 1 second for activation.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das wärmeausdehnbare Material ein thermoplastisches Trägermittel auf.According to another embodiment of the invention, the heat-expandable material comprises a thermoplastic carrier.

Das wärmeausdehnbare Material kann beispielsweise ein thermoplastisches polymerbasiertes Trägermittel aufweisen, welches ausgewählt ist aus der Gruppe aufweisend: Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Polyamide (PA), Polylacetat (PLA), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polycarbonat (PC), Polyethylenterephthalat (PET), Polyolefine, wie z. B. Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polyisobutylen (PIB), Polybutylen (PB), Polystyrol (PS), Polyetheretherketon (PEEK), Polyvinylchlorid (PVC), Polybutylenterephtalat (PBT) und Celluloid, oder aber das irreversible wärmeausdehnbare Materialein Elastomer mit einer Shore-A Härte von weniger als 20 als Trägermittel aufweist.The heat-expandable material may comprise, for example, a thermoplastic polymer-based carrier selected from the group consisting of: acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS), polyamides (PA), polylacetate (PLA), polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), polyethylene terephthalate (PC). PET), polyolefins, such as. Polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyisobutylene (PIB), polybutylene (PB), polystyrene (PS), polyetheretherketone (PEEK), polyvinyl chloride (PVC), polybutylene terephthalate (PBT) and celluloid, or the irreversible thermally expandable material Having elastomer with a Shore A hardness of less than 20 as a carrier.

Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform wird die Aktivierung durch äußeren Energieeintrag, z. B. im Fehlerfall, bewirkt. Äußerer Energieeintrag kann auch mittels einer Heatpipe oder durch einen entsprechenden Wärmeleiter eingebracht werden.According to yet another embodiment, the activation by external energy input, z. B. in case of error, causes. External energy input can also be introduced by means of a heat pipe or by a corresponding heat conductor.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die Aktivierung durch ein Widerstandsheizelement bewirkt, wobei das Widerstandsheizelement an den Stromkreis angeschlossen ist.In a further embodiment of the invention, the activation is effected by a resistance heating element, wherein the resistance heating element is connected to the circuit.

In noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das wärmeausdehnbare Material Microsphären auf.In yet another embodiment of the invention, the heat-expandable material comprises microspheres.

Weiterhin ist in einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass das wärmeausdehnbare Material ein Treibmittel und Trägermittel aufweist, wobei die Aktivierungstemperatur des Treibmittels geringer ist als die Erweichungstemperatur des Trägermaterials.Furthermore, in a further embodiment it is provided that the heat-expandable material comprises a blowing agent and carrier, wherein the activation temperature of the blowing agent is lower than the softening temperature of the carrier material.

Weiterhin ist in noch einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass das ausdehnbare Material ein Treibmittel und Trägermittel aufweist, wobei die Aktivierungstemperatur des Treibmittels höher ist als die Erweichungstemperatur des Trägermaterials.Furthermore, in yet another embodiment, it is provided that the expandable material comprises a propellant and carrier, wherein the activation temperature of the blowing agent is higher than the softening temperature of the support material.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das wärmeausdehnbare Material ein irreversibel ausdehnbares Material auf.In another embodiment, the heat-expandable material comprises an irreversibly-extensible material.

Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform ist das Gerät eine Baueinheit.According to yet another embodiment, the device is a structural unit.

Die Wärmeausdehnung des Treibmaterials ist im Allgemeinen irreversibel.The thermal expansion of the propellant is generally irreversible.

Durch geeignete Auswahl und Anordnung von Treibmaterial und Trägermaterial kann jedoch erreicht werden, dass das Trägermaterial bei einer Abkühlung das Treibmittel wieder in seinen Ausgangszustand, d. h. in den Normalzustand, überführt.By suitable selection and arrangement of propellant material and carrier material, however, it can be achieved that the carrier material, upon cooling, returns the propellant to its initial state, ie. H. into the normal state, transferred.

Diese wärmeausdehnbaren Materialien werden im Allgemeinen als intumeszente Materialien bezeichnet.These heat-expandable materials are generally referred to as intumescent materials.

Da sich das wärmeausdehnbare Material erst bei einer entsprechenden Erwärmung, d. h. im thermischen Fehlerfall ausdehnt, wird der elektrische Kontakt zwischen dem Verbindungsbauteil und den zweiten Enden der Leiterabschnitte im Normalzustand durch das wärmeausdehnbare Material mechanisch nicht beansprucht. Darüber hinaus ist auch die Verwendung eines Rückhalteelements oder einer Schaltung zur Aktivierung des das wärmeausdehnbaren Materials nicht erforderlich.Because the heat-expandable material does not expand until it heats up, i. H. extends in the thermal fault, the electrical contact between the connecting member and the second ends of the conductor sections in the normal state is not mechanically stressed by the heat-expandable material. In addition, the use of a retaining element or a circuit for activating the heat-expandable material is not required.

Gemäß einer ersten Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen elektrischen Geräts mit zwei Leiterabschnitten sind die beiden Leiterabschnitte in der ersten Position des Verbindungsbauteils über das Verbindungsbauteil elektrisch miteinander verbunden, während die beiden Leiterabschnitte in der zweiten Position des Verbindungsbauteils durch das wärmeausdehnbare Material gegeneinander isoliert sind. Handelt es sich bei dem Verbindungsbauteil um eine leitfähige Kontaktplatte oder einen leitfähigen Verbindungssteg, so stellt das Gerät einen Schalter in Form eines Öffners dar.According to a first embodiment of an electrical device according to the invention with two conductor sections, the two conductor sections in the first position of the connection component are electrically connected to one another via the connection component, while the two conductor sections are insulated from one another in the second position of the connection component by the heat-expandable material. If the connecting component is a conductive contact plate or a conductive connecting web, the device represents a switch in the form of an opener.

Ein derartiges elektrisches Gerät kann beispielsweise als Temperatursicherung verwendet werden, wozu das Gerät in der Nähe des zu überwachenden Bauelements angeordnet sein muss, damit eine Eigenerwärmung des zu überwachenden Bauelements von dem wärmeausdehnbare Material detektiert, d. h. zu einer entsprechenden Erwärmung des wärmeausdehnbare Materials führen kann. Durch die Unterbrechung der leitfähigen Verbindung der beiden Leiterabschnitte über das Verbindungsbauteil kann die elektrische Energiezufuhr des überwachten Bauelements ab Erreichung einer kritischen Temperatur unterbrochen werden, so dass ein Entzünden des Bauelements und damit auch ein Entzünden eines elektrischen oder elektronischen Geräts, in dem das zu überwachende Bauelement angeordnet ist, verhindert werden kann.Such an electrical device can be used, for example, as a temperature fuse, for which purpose the device must be arranged in the vicinity of the component to be monitored so that self-heating of the component to be monitored from the heat-expandable material is detected, ie. H. can lead to a corresponding heating of the heat-expandable material. By interrupting the conductive connection of the two conductor sections via the connection component, the electrical energy supply of the monitored component can be interrupted from reaching a critical temperature, so that ignition of the device and thus also ignition of an electrical or electronic device, in which the device to be monitored is arranged, can be prevented.

Gemäß einer alternativen Ausgestaltung kann das Gerät auch die Funktion eines Schließers aufweisen, wobei dann die beiden Leiterabschnitte in der ersten Position des Verbindungsbauteils elektrisch nicht miteinander verbunden sind, während die Leiterabschnitte in der zweiten Position des Verbindungsbauteils über das Verbindungsbauteil elektrisch miteinander verbunden werden. Mit einem derartigen als Schließer ausgebildeten Schalter bzw. elektrischen Gerät kann beispielsweise ein überlastetes Bauelement kurzgeschlossen werden, wenn die Eigenerwärmung des Bauelements dazu führt, dass die Aktivierungstemperatur des wärmeausdehnbaren Materials erreicht wird, so dass sich das wärmeausdehnbare Material ausdehnt und dadurch das Verbindungsbauteil in die zweite Position verschiebt.According to an alternative embodiment, the device may also have the function of a closer, in which case the two conductor sections are not electrically connected to each other in the first position of the connecting member, while the conductor sections are electrically connected to each other in the second position of the connecting member via the connecting member. For example, with such a normally-open switch or electrical device, when the self-heating of the device causes the activation temperature of the heat-expandable material to reach such that the heat-expandable material expands, thereby expanding the connection component into the second Position moves.

Gemäß einer weiteren alternativen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen elektrischen Geräts, welches ein erstes Paar von einander zugeordneten Leiterabschnitten und ein zweites Paar von einander zugeordneten Leiterabschnitten aufweist, sind in der ersten Position des Verbindungsbauteils die beiden Leiterabschnitte des ersten Paares über das Verbindungsbauteil elektrisch miteinander verbunden, während die beiden Leiterabschnitte des zweiten Paares elektrisch nicht miteinander verbunden sind. In der zweiten Position des Verbindungsbauteils sind dagegen die beiden Leiterabschnitte des zweiten Paares über das Verbindungsbauteil elektrisch miteinander verbunden, während die beiden Leiterabschnitte des ersten Paares elektrisch nicht miteinander verbunden sind. Wenn das Verbindungsbauteil durch die Ausdehnung des wärmeausdehnbaren Materials aus seiner ersten Position in seine zweite Position verbracht wird, führt dies somit zu einem Umschalten zweier Kontakte, wobei in der ersten Position des Verbindungsbauteils die beiden Leiterabschnitte des ersten Paares und in der zweiten Position des Verbindungsbauteils die beiden Leiterabschnitte des zweiten Paares über das Verbindungsbauteil elektrisch miteinander verbunden sind. Anstelle der Ausbildung von vier einzelnen Leiterabschnitten können lediglich drei einzelne Leiterabschnitte vorgesehen sein, wobei dann ein Leiterabschnitt sowohl dem ersten Paar als auch dem zweiten Paar zugeordnet ist.According to a further alternative embodiment of the electrical device according to the invention, which has a first pair of conductor sections assigned to one another and a second pair of conductor sections assigned to one another, in the first position of the connection component, the two conductor sections of the first pair are electrically connected to one another via the connection component, while the two conductor sections of the second pair are not electrically connected to each other. In the second position of the connecting member, however, the two conductor portions of the second pair are electrically connected to each other via the connecting member, while the two conductor portions of the first pair are not electrically connected to each other. When the connecting component is brought from its first position to its second position by the expansion of the heat-expandable material, this thus leads to a switching over of two contacts, wherein in the first position of the connecting component the two conductor sections of the first pair and in the second position of the connecting component two conductor portions of the second pair are electrically connected to each other via the connecting member. Instead of the formation of four individual conductor sections, only three individual conductor sections may be provided, in which case a conductor section is assigned to both the first pair and the second pair.

Wird als Verbindungsbauteil eine leitfähige Kontaktplatte oder ein leitfähiger Verbindungssteg verwendet, so stellt das erfindungsgemäße elektrische Gerät einen Schalter dar, dessen Schalterstellung in Abhängigkeit von der Temperatur eines zu überwachenden Bauelements verändert wird. Ein derart ausgebildetes elektrisches Gerät kann dabei – wie zuvor im Einzelnen beschrieben – je nach Anordnung des Verbindungsbauteils und je nach Anzahl der vorhandenen Leiterabschnitte die Funktion eines Öffners, eines Schließers oder eines Umschalters aufweisen.If a conductive contact plate or a conductive connecting web is used as the connecting component, the electrical device according to the invention represents a switch whose switch position is changed as a function of the temperature of a component to be monitored. Such trained electrical device can thereby - As previously described in detail - depending on the arrangement of the connection component and depending on the number of existing conductor sections have the function of an opener, a closer or a changeover switch.

Gemäß einer alternativen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen elektrischen Geräts kann es sich bei dem Verbindungsbauteil auch um ein elektrisches oder elektronisches Bauelement, beispielsweise einen Widerstand oder ein Halbleiterbauelement oder um ein Überspannungsschutzelement, beispielsweise einen Gasableiter, handeln. In diesem Fall ist dann vorzugsweise vorgesehen, dass das Verbindungsbauteil in seiner ersten Position mit den zweiten Enden zweier Leiterabschnitte in elektrischem Kontakt steht. Eine aufgrund einer Erwärmung des wärmeausdehnbaren Materials erfolgende Ausdehnung des Materials führt dann dazu, dass der elektrische Kontakt zwischen dem Verbindungsbauteil und den Leiterabschnitten getrennt wird, d. h. das Verbindungsbauteil wird elektrisch abgetrennt.According to an alternative embodiment of the electrical device according to the invention, the connection component can also be an electrical or electronic component, for example a resistor or a semiconductor component, or an overvoltage protection element, for example a gas discharge tube. In this case, it is then preferably provided that the connecting component is in electrical contact with the second ends of two conductor sections in its first position. Expansion of the material due to heating of the heat-expandable material then causes the electrical contact between the connection member and the conductor portions to be disconnected, i. H. the connection component is electrically disconnected.

Ein derartiges elektrisches Gerät kann dann auch dazu verwendet werden, ein in dem Gehäuse angeordnetes Verbindungsbauteil, beispielsweise ein Halbleiterbauelement oder ein Überspannungsschutzelement, das im Normalzustand mit den zweiten Enden der beiden Leiterabschnitte in elektrischem Kontakt steht, selber vor einer zu starken Eigenerwärmung aufgrund einer Überlastung oder eines zu großen Leckstromes zu schützen. Das in dem Gehäuse angeordnete überlastete Verbindungsbauteil wird dann durch das sich ausdehnende wärmeausdehnbare Material von den Leiterabschnitten abgetrennt, d. h. der Stromfluss durch das Verbindungsbauteil wird unterbrochen. In diesem Fall dient das elektrische Gerät nicht zur Detektion der unzulässigen Erwärmung eines anderen Bauelements, sondern zur Detektion der unzulässigen Erwärmung des in dem Gehäuse des elektrischen Geräts angeordneten Bauelements und zu dessen Abschaltung, um ein Entzünden des Bauelements – und damit auch des elektrischen Geräts – zu verhindern.Such an electrical device can then also be used to arrange a connection component arranged in the housing, for example a semiconductor component or an overvoltage protection element, which is in electrical contact with the second ends of the two conductor sections in the normal state, itself from excessive self-heating due to overloading or To protect a too large leakage current. The overloaded connection member disposed in the housing is then separated from the conductor sections by the expanding thermally expandable material, i. H. the flow of current through the connection component is interrupted. In this case, the electrical device is not used to detect the inadmissible heating of another component, but to detect the inadmissible heating of the arranged in the housing of the electrical device device and its shutdown to ignite the device - and thus the electrical device - to prevent.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des elektrischen Geräts, welche unabhängig davon vorgesehen sein kann, wie das Verbindungsbauteil ausgebildet ist, weist das elektrische Gerät eine optische Zustandsanzeige auf, wozu in einer Seite des Gehäuses ein Sichtfenster ausgebildet ist. Gemäß einer ersten Ausgestaltung ist dabei das Gehäuse derart dimensioniert und das Sichtfenster so angeordnet, dass sich das Verbindungsbauteil in seiner zweiten Position unterhalb des Sichtfensters befindet, während das Verbindungsbauteil in seiner ersten Position beabstandet vom Sichtfenster angeordnet ist. Die Verschiebung des Verbindungsbauteils kann somit zur Anzeige des Funktionsstatus des elektrischen Geräts bzw. eines überwachten Bauelements genutzt werden.According to a preferred embodiment of the electrical device, which may be provided independently of how the connection component is formed, the electrical device has an optical status display, for which purpose a viewing window is formed in one side of the housing. According to a first embodiment, the housing is dimensioned such that the viewing window is arranged so that the connecting member is located in its second position below the viewing window, while the connecting member is arranged in its first position spaced from the viewing window. The displacement of the connecting component can thus be used to display the functional status of the electrical device or a monitored component.

Gemäß einer alternativen Ausgestaltung ist das Sichtfenster derart im Gehäuse angeordnet, dass das wärmeausdehnbare Material im ausgedehnten Zustand unterhalb des Sichtfensters angeordnet ist, so dass es durch das Sichtfenster erkennbar ist. In diesem Fall ist das wärmeausdehnbare Material vorzugsweise eingefärbt, beispielsweise rötlich eingefärbt, so dass durch einen Blick auf das Sichtfenster für den Benutzer leicht erkennbar ist, wenn sich das wärmeausdehnbare Material ausgedehnt hat. In dieser Ausführungsvariante wird die Ausdehnung des wärmeausdehnbaren Materials selber zur Anzeige des Funktionsstatus des elektrischen Geräts bzw. eines überwachten Bauelements genutzt.According to an alternative embodiment, the viewing window is arranged in the housing such that the heat-expandable material is arranged in the expanded state below the viewing window, so that it can be seen through the viewing window. In this case, the heat-expandable material is preferably colored, for example colored reddish, so that by looking at the viewing window for the user is easily recognizable when the heat-expandable material has expanded. In this embodiment, the expansion of the heat-expandable material itself is used to indicate the functional status of the electrical device or a monitored device.

Alternativ oder zusätzlich zu der zuvor beschriebenen optischen Zustandsanzeige kann das elektrische Gerät auch eine fernübertragbare Zustandsanzeige aufweisen, wozu innerhalb des Gehäuses ein Fernmeldekontakt angeordnet ist, der dann aktiviert wird, wenn sich das Verbindungsbauteil durch das sich ausdehnende wärmeausdehnbare Material aus der ersten Position in die zweite Position bewegt oder bewegt hat. Je nach Anordnung des Fernmeldekontakts innerhalb des Gehäuses wird dieser somit entweder erst dann betätigt, wenn sich das Verbindungsbauteil in der zweiten Position befindet, oder bereits zu einem etwas früheren Zeitpunkt, wenn es aus der ersten Position in die zweite Position verschoben wird.As an alternative or in addition to the above-described optical status display, the electrical device may also have a remotely transferable status indication, within which a telecommunications contact is arranged within the housing, which is activated when the connecting member is moved from the first position to the second by the expanding heat expansive material Position has moved or moved. Depending on the arrangement of the telecommunications contact within the housing, this is thus actuated either only when the connecting member is in the second position, or already at a slightly earlier time when it is moved from the first position to the second position.

Neben dem zuvor beschriebenen elektrischen Gerät betrifft die Erfindung auch die Verwendung eines wärmeausdehnbaren Materials als Funktionswerkstoff zur Detektion einer unzulässigen Erwärmung eines elektrischen oder elektronischen Bauelements aufgrund einer Überlastung oder einer Alterung des Bauelements, wobei sich das wärmeausdehnbare Material bei einer Erwärmung oberhalb einer bestimmten Aktivierungstemperatur ausdehnt und durch die Ausdehnung des wärmeausdehnbaren Materials die elektrische Energiezufuhr des Bauteils unterbrochen oder kurzgeschlossen wird.In addition to the electrical device described above, the invention also relates to the use of a heat-expandable material as a functional material for detecting an improper heating of an electrical or electronic device due to overloading or aging of the device, wherein the heat-expandable material expands when heated above a certain activation temperature and the expansion of the heat-expandable material causes the component's electrical energy supply to be interrupted or short-circuited.

Wärmeausdehnbare Materialien werden bisher in erster Linie im Bereich des Brandschutzes in Gebäuden verwendet. So ist aus der DE 296 17 849 U1 ein Kabelkanal zum Verlegen von elektrischen Leitungen bekannt, dessen Segmente aus einem hitzebeständigen Intumeszenz-Schaumstoff bestehen, der im Brandfall unter Bildung einer resistenten Kohlenstoffstruktur aufschäumt und den Innenraum der Segmente unter dichtem Einschluss der Leitungen ausfüllt, was zum Erlöschen eines Brandes innerhalb eines Kabelkanals sowie zum Erlöschen eines Kabelbrandes führt.Heat-expandable materials have hitherto been used primarily in the field of fire protection in buildings. So is out of the DE 296 17 849 U1 a cable duct for laying electrical lines known whose segments consist of a heat-resistant intumescent foam, which foams in the event of fire to form a resistant carbon structure and fills the interior of the segments under close enclosure of the lines, resulting in the extinguishment of a fire within a cable channel and the Going out of a cable fire leads.

Bei der erfindungsgemäßen Verwendung des wärmeausdehnbaren Materials wird dagegen die elektrische Energiezufuhr eines überwachten elektrischen oder elektronischen Bauelements unterbrochen, wenn sich das Bauelement unzulässig stark erwärmt hat. Das wärmeausdehnbare Material übernimmt dabei als Funktionswerkstoff sowohl eine sensorische als auch eine aktorische Funktion, indem es einerseits den kritischen Bauelementezustand anhand einer unzulässigen Erwärmung erkennt und andererseits die elektrische Energiezufuhr des Bauelements direkt oder indirekt unterbricht. In the use of the heat-expandable material according to the invention, however, the electrical power supply of a monitored electrical or electronic component is interrupted when the component has heated excessively. The heat-expandable material takes over as a functional material both a sensory and an actoric function by recognizing the one hand, the critical component state based on an impermissible heating and on the other hand, the electrical energy supply of the device directly or indirectly interrupts.

Gemäß einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung kann es sich bei dem zu überwachenden Bauelement um ein in einem Gehäuse eines Überspannungsschutzelements angeordnetes überspannungsbegrenzendes Bauelement, insbesondere einen Varistor oder einen gasgefüllten Überspannungsableiter, handeln, wobei das Überspannungsschutzelement zwei Anschlusselemente zum elektrischen Anschluss an einen zu schützenden Strom- oder Signalpfad aufweist.According to a first advantageous embodiment, the component to be monitored may be a surge-limiting component arranged in a housing of an overvoltage protection element, in particular a varistor or a gas-filled surge arrester, wherein the overvoltage protection element comprises two connection elements for electrical connection to a current or signal path to be protected having.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Verwendung eines wärmeausdehnbaren Materials als Funktionswerkstoff zur Detektion einer unzulässigen Erwärmung eines überspannungsbegrenzenden Bauelements befindet sich das überspannungsbegrenzende Bauelement im Normalzustand des Überspannungsschutzelements in einer ersten Position, in der jeweils ein Pol des überspannungsbegrenzenden Bauelements in elektrisch leitendem Kontakt mit einem Anschlusselement steht, während das überspannungsbegrenzende Bauelement bei thermischer Überlastung durch das sich aufgrund der Erwärmung ausdehnende wärmeausdehnbaren Material in eine zweite Position verbracht wird, in der die beiden Pole des überspannungsbegrenzenden Bauelements nicht mehr mit den Anschlusselementen in elektrisch leitendem Kontakt stehen. Durch die Ausdehnung des wärmeausdehnbare Materials wird das überspannungsbegrenzende Bauelement somit von den Anschlusselementen weg bewegt, wodurch der elektrische Anschluss des überspannungsbegrenzenden Bauelements unterbrochen wird. Dabei besteht das wärmeausdehnbare Material aus einem isolierenden Material, so dass ein beim Trennen des elektrischen Kontaktes zwischen den Polen des überspannungsbegrenzenden Bauelements und den Anschlusselementen eventuell auftretender Lichtbogen durch das aufschäumende, wärmeausdehnbare Material gelöscht wird.According to a preferred embodiment of the use of a heat-expandable material as a functional material for detecting an impermissible heating of an overvoltage limiting component, the overvoltage limiting component is in the normal state of the overvoltage protection element in a first position, in which in each case one pole of the overvoltage limiting component is in electrically conductive contact with a connection element, while the overvoltage limiting device is placed in thermal overload by the heat expansive expandable material in a second position in which the two poles of the overvoltage limiting device are no longer in electrical contact with the terminal elements. As a result of the expansion of the heat-expandable material, the overvoltage-limiting component is thus moved away from the connection elements, whereby the electrical connection of the overvoltage-limiting component is interrupted. In this case, the heat-expandable material consists of an insulating material, so that a possibly occurring during separation of the electrical contact between the poles of the overvoltage limiting component and the connecting elements arc is extinguished by the foaming, heat-expandable material.

Um das überspannungsbegrenzende Bauelement bei thermischer Überlastung aus der ersten Position in die zweite Position zu verbringen, ist es erforderlich, dass auf das Bauelement eine entsprechende Kraft wirkt, die das Bauelement von den Anschlusselementen wegbewegt. Diese Kraft wird – wie zuvor ausgeführt – vorzugsweise von dem wärmeausdehnbaren Material selber aufgebracht, dass derart im Gehäuse angeordnet ist, dass es bei einer unzulässigen Erwärmung des überspannungsbegrenzenden Bauelements das Bauelement von den Anschlusselementen weg drückt, wenn sich das wärmeausdehnbare Material ausdehnt. Grundsätzlich ist es jedoch auch möglich, dass die Kraft zum Verschieben des überspannungsbegrenzenden Bauelements von einem separaten Federelement aufgebracht wird, dass zwischen dem Gehäuse und dem überspannungsbegrenzenden Bauelement angeordnet ist.In order to transfer the overvoltage-limiting component from the first position to the second position under thermal overload, it is necessary for a corresponding force to act on the component, which moves the component away from the connection elements. This force is preferably applied, as stated above, by the heat-expandable material itself, which is disposed in the housing such that, in the event of undue heating of the over-voltage limiting device, it pushes the device away from the terminals as the heat-expandable material expands. In principle, however, it is also possible that the force for displacing the overvoltage limiting component is applied by a separate spring element which is arranged between the housing and the overvoltage limiting component.

Gemäß einer alternativen Ausgestaltung der Verwendung eines wärmeausdehnbaren Materials als Funktionswerkstoff zur Detektion einer unzulässigen Erwärmung eines überspannungsbegrenzenden Bauelements, bei der im Normalzustand des Überspannungsschutzelements ebenfalls jeweils ein Pol des überspannungsbegrenzenden Bauelements in elektrisch leitendem Kontakt mit einem Anschlusselement steht, ist vorgesehen, dass mindestens ein Pol des überspannungsbegrenzenden Bauelements über eine bewegliches Verbindungselement mit einem Anschlusselement in elektrisch leitendem Kontakt steht. Bei thermischer Überlastung wird dabei das dem einen Pol des überspannungsbegrenzenden Bauelements zugewandte Ende des Verbindungselements so ausgelenkt, dass der Pol nicht mehr mit dem korrespondierenden Anschlusselement in elektrisch leitendem Kontakt steht.According to an alternative embodiment of the use of a heat-expandable material as a functional material for detecting an inadmissible heating of a surge-limiting device, in the normal state of the overvoltage protection element is also one pole of the overvoltage limiting component in electrically conductive contact with a connection element, it is provided that at least one pole of overvoltage limiting component via a movable connecting element with a connection element is in electrically conductive contact. In the case of thermal overload, the end of the connecting element facing the one pole of the overvoltage limiting component is deflected in such a way that the pole is no longer in electrically conductive contact with the corresponding connecting element.

Als Verbindungselement kann dabei ein leitender Schieber oder eine Metallzunge eingesetzt werden, dessen erstes Ende mit einem Anschlusselement und dessen zweites Ende im Normalzustand des Überspannungsschutzelements über eine Lötstelle mit einem Pol des überspannungsbegrenzenden Bauelements verbunden ist. Kommt es zu einer unzulässigen Erwärmung des überspannungsbegrenzenden Bauelements, so führt dies zu einem Aufschmelzen der Lötverbindung und der Schieber oder zumindest das eine Ende der Metallzunge wird von dem Pol, vorzugsweise durch das sich aufgrund der Erwärmung ausdehnende wärmeausdehnbare Material, weggedrückt bzw. ausgelenkt, so dass der Pol nicht mehr mit dem korrespondierenden Anschlusselement in elektrisch leitendem Kontakt steht.In this case, a conductive slide or a metal tongue can be used as a connecting element, the first end of which is connected to a connection element and the second end in the normal state of the overvoltage protection element via a solder joint to a pole of the overvoltage limiting component. If there is an inadmissible heating of the overvoltage-limiting component, this leads to a melting of the solder joint and the slider or at least one end of the metal tongue is pushed away or deflected by the pole, preferably by the expands due to the heating heat-expandable material, so that the pole is no longer in electrically conductive contact with the corresponding connection element.

Anstelle eines Schiebers oder einer Metallzunge kann auch eine federnde Trennzunge als Verbindungselement verwendet werden, die im angelöteten Zustand aus ihrer Ruhelage ausgelenkt ist und beim Aufschmelzen der Lötverbindung zurückfedert, so dass sich das freie Ende der Trennzunge vom Pol wegbewegt, wodurch das überspannungsbegrenzende Bauelement ebenfalls elektrisch abgetrennt wird.Instead of a slider or a metal tongue and a resilient separating tongue can be used as a connecting element which is deflected in the soldered state from its rest position and springs back during melting of the solder joint, so that the free end of the separation tongue moves away from the pole, whereby the overvoltage limiting component also electrically is separated.

Wie zuvor ausgeführt worden ist, wird vorzugsweise die Kraft zum Verschieben des überspannungsbegrenzenden Bauelements oder die Kraft zum Wegdrücken des Schiebers bzw. zum Auslenkens des Endes der Metallzunge von dem wärmeausdehnbare Material selber aufgebracht. Grundsätzlich kann diese Kraft jedoch auch von einem separaten Federelement bzw. von der Federkraft der federnden Trennzunge aufgebracht werden. In diesem Fall kann das wärmeausdehnbare Material auch lediglich dazu verwendet werden, beim Wegbewegen des überspannungsbegrenzenden Bauelements bzw. beim Auslenken des Verbindungselements in den entstehenden Zwischenraum zwischen mindestens einem Pol des überspannungsbegrenzenden Bauelements und mindestens einem Anschlusselement bzw. dem Ende des Verbindungselements einzubringen, so dass ein beim Auftrennen des elektrischen Kontakts zwischen einem Pol und einem Anschlusselement entstehender Lichtbogen durch das sich ausdehnende wärmeausdehnbare Material gelöscht wird. As previously stated, it is preferable to apply the force for displacing the overvoltage limiting component or the force for pushing away the slider or for deflecting the end of the metal tongue from the heat-expandable material itself. In principle, however, this force can also be applied by a separate spring element or by the spring force of the resilient separating tongue. In this case, the heat-expandable material can also be used only to bring when moving the surge-limiting component or when deflecting the connecting element in the resulting gap between at least one pole of the surge-limiting component and at least one connection element or the end of the connecting element, so that a when the electrical contact between a pole and a terminal is broken, the arc resulting from the expansion of the heat-expandable material is extinguished.

Alternativ dazu kann das wärmeausdehnbare Material auch dazu verwendet werden, eine im Gehäuse des Überspannungsschutzelements verschiebbar angeordnete lichtbogenlöschende Barriere bei thermischer Überlastung durch die Ausdehnung des wärmeausdehnbare Materials zwischen mindestens einen Pol des überspannungsbegrenzenden Bauelements und mindestens ein Anschlusselement bzw. das Ende des Verbindungselements zu verschieben oder zu verschwenken, so dass ein beim Auftrennen des elektrischen Kontakts entstehender Lichtbogen durch die Barriere unterbrochen und damit gelöscht wird. Auch diese Variante der Verwendung eines wärmeausdehnbare Materials kann unabhängig davon verwirklicht werden, ob das überspannungsbegrenzende Bauelement bzw. das bewegliche Verbindungselement im Überlastfall durch das wärmeausdehnbare Material selber oder durch eine Feder von den Anschlusselementen bzw. von dem Pol des überspannungsbegrenzenden Bauelements weg bewegt wird.Alternatively, the heat-expandable material may also be used to displace or displace an arc-extinguishing barrier slidably disposed in the housing of the overvoltage protection element by the expansion of the heat-expandable material between at least one pole of the overvoltage-limiting device and at least one connection element or the end of the connection element pivot, so that an emerging when disconnecting the electrical contact arc is interrupted by the barrier and thus deleted. This variant of the use of a heat-expandable material can be realized regardless of whether the overvoltage-limiting component or the movable connecting element is moved in the event of an overload by the heat-expandable material itself or by a spring away from the connecting elements or from the pole of the surge-limiting component.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann das wärmeausdehnbare Material zusätzlich dazu verwendet werden, bei thermischer Überlastung durch die Ausdehnung des wärmeausdehnbaren Materials eine Änderung einer optischen Zustandsanzeige zu bewirken und/oder einen Fernmeldekontakt einer fernübertragbaren Zustandsanzeige zu betätigen. Auch bei diesen Ausführungsformen wird von dem wärmeausdehnbaren Material als Funktionswerkstoff sowohl eine sensorische Funktion als auch eine aktorische Funktion ausgeübt.According to a further advantageous embodiment, the heat-expandable material may additionally be used to cause a change in an optical status indication upon thermal overload by the expansion of the heat-expandable material and / or to actuate a remote-communicable status indication telecommunications contact. Also in these embodiments, the heat-expandable material as the functional material exerts both a sensory function and an actuator function.

Im Einzelnen gibt es nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, das erfindungsgemäße elektrische Gerät sowie die erfindungsgemäße Verwendung eines wärmeausdehnbaren Materials auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird verwiesen sowohl auf die den Patentansprüchen 1 und 10 nachgeordneten Patentansprüche, als auch auf die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen elektrischen Geräts in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigenIn particular, there are now a variety of ways to design and further develop the electrical device according to the invention and the inventive use of a heat-expandable material. Reference is made to both the patent claims 1 and 10 subordinate claims, as well as to the following description of preferred embodiments of the electrical device according to the invention in conjunction with the drawings. In the drawing show

1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines elektrischen Geräts, mit einem Verbindungsbauteil in einer ersten Position und in einer zweiten Position, 1 a first embodiment of an electrical device, with a connecting member in a first position and in a second position,

2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines elektrischen Geräts, mit einem Verbindungsbauteil in einer ersten Position und in einer zweiten Position, und 2 a second embodiment of an electrical device, with a connecting member in a first position and in a second position, and

3 ein drittes Ausführungsbeispiel eines elektrischen Geräts, mit einem Verbindungsbauteil in einer ersten Position und in einer zweiten Position, 3 A third embodiment of an electrical device, with a connecting member in a first position and in a second position,

4 ein Beispiel einer aktiven Beheizung gemäß einem Ausführungsbeispiel eines elektrischen Gerätes, 4 an example of an active heating according to an embodiment of an electrical device,

5 ein Beispiel einer aktiven Beheizung gemäß einem Ausführungsbeispiel eines elektrischen Gerätes, 5 an example of an active heating according to an embodiment of an electrical device,

6 ein Beispiel einer aktiven Beheizung gemäß einem Ausführungsbeispiel eines elektrischen Gerätes, und 6 an example of an active heating according to an embodiment of an electrical device, and

7 ein Beispiel einer aktiven Beheizung gemäß einem Ausführungsbeispiel eines elektrischen Gerätes. 7 an example of an active heating according to an embodiment of an electrical device.

Die 1 und 2 zeigen zwei verschiedene Ausführungsbeispiele eines elektrischen Geräts 1 mit einem Gehäuse 2 und mit zwei einander zugeordneten Leiterabschnitten 3a, 3b, die die Kontakte eines Schalters bilden. Im Unterschied dazu zeigt die 3 ein Ausführungsbeispiel eines elektrischen Geräts 1 mit einem Gehäuse 2, welches neben einem ersten Paar einander zugeordneter Leiterabschnitte 3a, 3b zusätzlich noch ein zweites Paar einander zugeordneter Leiterabschnitte 4a, 4b aufweist. Bei den in den Figuren dargestellten elektrischen Geräten 1 ist innerhalb des Gehäuses 2 darüber hinaus ein Verbindungsbauteil 5 derart verschiebbar angeordnet, dass es aus einer ersten Position in eine zweite Position verbracht werden kann, wobei die 1a, 2a und 3a jeweils ein elektrisches Gerät 1 mit einem Verbindungsbauteil 5 in der ersten Position und die 1b, 2b und 3b ein elektrisches Gerät 1 mit einem Verbindungsbauteil 5 in der zweiten Position zeigen. Die ersten Enden 6a, 6b der einzelnen Leiterabschnitte 3a, 3b, 4a, 4b ragen jeweils auf einer Seite 7 – in den dargestellten Ausführungsbeispielen der Unterseite – aus dem Gehäuse 2 heraus, so dass sie als Anschlusselemente für das elektrische Gerät 1 dienen.The 1 and 2 show two different embodiments of an electrical device 1 with a housing 2 and with two associated conductor sections 3a . 3b which form the contacts of a switch. In contrast, the shows 3 an embodiment of an electrical device 1 with a housing 2 , which next to a first pair of mutually associated conductor sections 3a . 3b in addition, a second pair of mutually associated conductor sections 4a . 4b having. In the electrical devices shown in the figures 1 is inside the case 2 In addition, a connection component 5 slidably disposed so that it can be moved from a first position to a second position, wherein the 1a . 2a and 3a one electrical device each 1 with a connection component 5 in the first position and the 1b . 2 B and 3b an electrical device 1 with a connection component 5 show in the second position. The first ends 6a . 6b the individual conductor sections 3a . 3b . 4a . 4b each protrude on one side 7 - In the illustrated embodiments of the bottom - from the housing 2 out, so that they as connection elements for the electrical device 1 serve.

Im Normalzustand (1a, 2a, 3a) des elektrischen Geräts 1 ist unterhalb des Verbindungsbauteils 5 ein wärmeausdehnbares Material 8 im Gehäuse 2 angeordnet, das im normalen Betriebszustand zunächst fest ist, bei ansteigender Temperatur jedoch seinen Aggregatzustand ändert und flüssig wird. Bei Überschreiten einer Aktivierungstemperatur reagiert das wärmeausdehnbare Material 8 mit einer starken Volumenzunahme, d. h. das Material 8 schäumt auf und dehnt sich aus. Dies führt dann dazu, dass das verschiebbar in dem Gehäuse 2 angeordnete Verbindungsbauteil 5 von dem sich ausdehnenden wärmeausdehnbaren Material 8 aus seiner ersten Position (1a, 2a und 3a) in seine zweite Position (1b, 2b und 3b) verschoben wird.In the normal state ( 1a . 2a . 3a ) of the electrical device 1 is below the connection component 5 a heat-expandable material 8th in the case 2 arranged, which is first fixed in the normal operating state, but changes its state of aggregation and becomes liquid with increasing temperature. When an activation temperature is exceeded, the heat-expandable material reacts 8th with a strong volume increase, ie the material 8th foams up and expands. This then causes that to be slidable in the housing 2 arranged connection component 5 of the expanding thermally expandable material 8th from his first position ( 1a . 2a and 3a ) into its second position ( 1b . 2 B and 3b ) is moved.

Bei dem in 1 dargestellten elektrischen Gerät 1 kontaktieren die zweiten Enden 9a, 9b der Leiterabschnitte 3a, 3b das Verbindungsbauteil 5 in der ersten Position, so dass die beiden Leiterabschnitte 3a, 3b über das Verbindungsbauteil 5 elektrisch miteinander verbunden sind. Die Kontaktstellen können dabei als Druckkontaktierungen ausgebildet sein, so dass auf Lötverbindungen verzichtet werden kann. Wird die Aktivierungstemperatur des wärmeausdehnbaren Materials 8 überschritten, so beginnt der nicht reversible Prozess der Volumenzunahme, was dazu führt, dass sich in dem von dem Gehäuse 2 und dem Verbindungsbauteil 5 umschlossenen Raum, in dem das wärmeausdehnbare Material 8 angeordnet ist, ein Überdruck aufbaut. Übersteigt die aus dem Überdruck resultierende Kraft auf das Verbindungsbauteil 5 die Kontaktkraft zwischen dem Verbindungsbauteil 5 und den zweiten Enden 9a, 9b der beiden Leiterabschnitte 3a, 3b, so öffnen die Kontaktstellen und das Verbindungsbauteil 5 wird aus seiner ersten Position in seine zweite Position verschoben. Das elektrische Gerät 1 gemäß 1 entspricht von seiner Funktion somit einem als Öffner ausgebildeten Schalter.At the in 1 illustrated electrical device 1 contact the second ends 9a . 9b the conductor sections 3a . 3b the connection component 5 in the first position, leaving the two conductor sections 3a . 3b over the connecting component 5 electrically connected to each other. The contact points can be designed as pressure contacts, so that can be dispensed with solder joints. Will the activation temperature of the heat-expandable material 8th exceeded, then begins the non-reversible process of volume increase, resulting in that of the housing 2 and the connection component 5 enclosed space in which the heat-expandable material 8th is arranged, an overpressure builds up. Exceeds the force resulting from the overpressure on the connecting component 5 the contact force between the connecting member 5 and the second ends 9a . 9b the two conductor sections 3a . 3b , so open the contact points and the connecting member 5 is moved from its first position to its second position. The electrical device 1 according to 1 corresponds to its function thus designed as an opener switch.

Da das verwendete wärmeausdehnbare Material 8 isolierend ist, wird die elektrische Verbindung zwischen den beiden Leiterabschnitten 3a, 3b zunächst dadurch unterbrochen, dass das sich ausdehnende wärmeausdehnbare Material 8 das Verbindungsbauteil 5 nach oben drückt, d. h. die Kontaktstellen geöffnet werden, und dann das wärmeausdehnbare Material 8 die beiden Leiterabschnitte 3a, 3b gegeneinander isoliert. Das Auftreten eines Schaltlichtbogens beim Öffnen der Kontakte zwischen dem Verbindungsbauteil 5 und den zweiten Enden 9a, 9b der Leiterabschnitte 3a, 3b wird dabei durch das sich ausdehnende, aufschäumende wärmeausdehnbare Material 8 unterbunden.Since the used heat-expandable material 8th Insulating is the electrical connection between the two conductor sections 3a . 3b initially interrupted by the fact that the expanding heat-expandable material 8th the connection component 5 pushes up, ie the contact points are opened, and then the heat-expandable material 8th the two conductor sections 3a . 3b isolated against each other. The occurrence of a switching arc when opening the contacts between the connecting component 5 and the second ends 9a . 9b the conductor sections 3a . 3b is characterized by the expanding, intumescent heat-expandable material 8th prevented.

Im Unterschied zu dem in 1 dargestellten elektrischen Gerät 1 sind bei dem in 2 dargestellten elektrischen Gerät 1 die beiden Leiterabschnitte 3a, 3b in der ersten Position des Verbindungsbauteils 5 elektrisch nicht miteinander verbunden. Eine elektrisch leitende Verbindung der beiden Leiterabschnitte 3a, 3b über das Verbindungsbauteil 5 erfolgt bei diesem Ausführungsbeispiel erst dann, wenn das Verbindungsbauteil 5 durch das sich ausdehnende wärmeausdehnbare Material 8 in seine zweite – in 2b dargestellte – Position verschoben worden ist. In der zweiten Position wird das Verbindungsbauteil 5 von den beiden zweiten Enden 9a, 9b der beiden Leiterabschnitte 3a, 3b kontaktiert. Das elektrische Gerät 1 gemäß 2 entspricht von seiner Funktion somit einem als Schließer ausgebildeten Schalter. Bei dieser Ausführungsform des elektrischen Geräts 1 ist es nicht erforderlich, dass das wärmeausdehnbare Material 8 elektrisch isolierend ist, da die Leiterabschnitte 3a, 3b derart in einer Ausnehmung in der Gehäusewandung 10 angeordnet sind, dass nur die zweiten Enden 9a, 9b aus der Gehäusewandung 10 heraus ins Innere des Gehäuses 2 ragen.Unlike the in 1 illustrated electrical device 1 are at the in 2 illustrated electrical device 1 the two conductor sections 3a . 3b in the first position of the connection component 5 electrically not connected to each other. An electrically conductive connection of the two conductor sections 3a . 3b over the connecting component 5 takes place in this embodiment only when the connecting member 5 by the expanding heat-expandable material 8th in his second - in 2 B shown - position has been moved. In the second position becomes the connecting member 5 from the two second ends 9a . 9b the two conductor sections 3a . 3b contacted. The electrical device 1 according to 2 corresponds to its function thus designed as a closer switch. In this embodiment of the electrical device 1 it is not necessary that the heat-expandable material 8th is electrically insulating, since the conductor sections 3a . 3b such in a recess in the housing wall 10 are arranged that only the second ends 9a . 9b from the housing wall 10 out into the interior of the case 2 protrude.

3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines elektrischen Geräts 1, wobei bei diesem elektrischen Gerät 1 – im Unterschied zu den beiden elektrischen Geräten 1 gemäß den 1 und 2 – neben einem ersten Paar von einander zugeordneten Leiterabschnitten 3a, 3b noch ein zweites Paar von einander zugeordneten Leiterabschnitten 4a, 4b vorgesehen ist. Die beiden Leiterabschnitte 3a, 4a sind dabei einstückig miteinander verbunden. Das elektrische Gerät 1 gemäß 3 entspricht von seiner Funktion somit einem als Umschalter ausgebildeten Schalter. 3 shows a further embodiment of an electrical device 1 , wherein in this electrical device 1 - unlike the two electrical devices 1 according to the 1 and 2 - In addition to a first pair of mutually associated conductor sections 3a . 3b a second pair of associated conductor sections 4a . 4b is provided. The two conductor sections 3a . 4a are integrally connected. The electrical device 1 according to 3 corresponds to its function thus designed as a switch switch.

In der ersten Position des Verbindungsbauteils 5 (3a) sind die beiden Leiterabschnitte 3a, 3b des ersten Paares über das Verbindungsbauteil 5 elektrisch miteinander verbunden, während die beiden Leiterabschnitte 4a, 4b des zweiten Paares elektrisch nicht miteinander verbunden sind. Im Unterschied dazu sind in der zweiten Position des Verbindungsbauteils 5 (3b) die beiden Leiterabschnitte 4a, 4b des zweiten Paares über das Verbindungsbauteil 5 elektrisch miteinander verbunden, während die beiden Leiterabschnitte 3a, 3b des ersten Paares elektrisch nicht miteinander verbunden sind. In der ersten Position des Verbindungsbauteils 5 ist somit der durch die beiden Leiterabschnitte 3a, 3b gebildete erste Schalter geschlossen und der durch die beiden Leiterabschnitte 4a, 4b gebildete zweite Schalter geöffnet, während in der zweiten Position des Verbindungsbauteils 5 der durch die beiden Leiterabschnitte 3a, 3b gebildete erste Schalter geöffnet und der durch die beiden Leiterabschnitte 4a, 4b gebildete zweite Schalter geschlossen ist. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel besteht das wärmeausdehnbare Material 8 aus einem elektrisch isolierenden Material.In the first position of the connection component 5 ( 3a ) are the two conductor sections 3a . 3b of the first pair via the connecting member 5 electrically connected together while the two conductor sections 4a . 4b of the second pair are not electrically connected to each other. In contrast, in the second position of the connecting member 5 ( 3b ) the two conductor sections 4a . 4b of the second pair via the connecting member 5 electrically connected together while the two conductor sections 3a . 3b of the first pair are not electrically connected to each other. In the first position of the connection component 5 is thus the through the two conductor sections 3a . 3b formed first switch closed and passing through the two conductor sections 4a . 4b formed second switch, while in the second position of the connecting member 5 the through the two conductor sections 3a . 3b formed first switch and opened by the two conductor sections 4a . 4b formed second switch is closed. This also exists in this embodiment heat-expandable material 8th made of an electrically insulating material.

Die in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen elektrischen Geräts 1 weisen auf einer Oberseite 11 des Gehäuses 2 ein Sichtfenster 12 auf.The embodiments illustrated in the figures of the electrical device according to the invention 1 point on a top 11 of the housing 2 a viewing window 12 on.

Durch die Verschiebung des Verbindungsbauteils 5 durch das sich ausdehnende wärmeausdehnbare Material 8 wird dabei nicht nur ein Kontakt geöffnet oder geschlossen, sondern zugleich auch der Zustand des elektrischen Geräts 1 angezeigt. Durch eine entsprechende farbige Markierung auf der Oberseite des Verbindungsbauteils 5 ist somit auf einfache Art und Weise eine optische Zustandserkennung möglich, da das Verbindungsbauteil 5 in seiner zweiten Position unmittelbar unterhalb des Sichtfensters 12 in der Oberseite 11 des Gehäuses 2 angeordnet ist. Befindet sich das Verbindungsbauteil 5 in seiner zweiten Position, so ist dies von einem Benutzer einfach durch einen Blick auf das Sichtfenster 12 erkennbar.By the displacement of the connecting component 5 by the expanding heat-expandable material 8th not only a contact is opened or closed, but also the state of the electrical device 1 displayed. By a corresponding colored marking on the top of the connecting component 5 Thus, optical state detection is possible in a simple manner, since the connection component 5 in its second position immediately below the viewing window 12 in the top 11 of the housing 2 is arranged. Is the connection component 5 in its second position, this is by a user simply by looking at the viewing window 12 recognizable.

Zusätzlich oder alternativ zu einer optischen Zustandsanzeige kann bei dem elektrischen Gerät 1 auch eine fernübertragbare Zustandsüberwachung vorgesehen sein. Hierzu kann innerhalb des Gehäuses 2, vorzugsweise unterhalb der Oberseite 11, ein Fernmeldekontakt angeordnet sein, der durch das Verbindungsbauteil 5 betätigt wird, wenn sich das Verbindungsbauteil 5 in seiner zweiten Position befindet. In einer Ausführungsform liegt die bestimmte Aktivierungstemperatur des wärmeausdehnbaren Materials 8 über 80°C, insbesondere über 120°C.In addition or as an alternative to an optical status indication, the electrical device can 1 also be provided a fernübertragbare condition monitoring. This can be done inside the case 2 , preferably below the top 11 , a telecommunications contact to be arranged by the connecting member 5 is actuated when the connecting member 5 located in its second position. In one embodiment, the particular activation temperature of the heat-expandable material is 8th above 80 ° C, especially above 120 ° C.

In einer weiteren Ausführungsform weist das wärmeausdehnbare Material 8 eine Volumenzunahme von mindestens dem zweifachen Ausgangsvolumen vor der Aktivierung auf.In another embodiment, the heat-expandable material 8th an increase in volume of at least twice the initial volume before activation.

In noch einer weiteren Ausführungsform weist das wärmeausdehnbare Material 8 eine Reaktionszeit von weniger als 1 Sekunde für die Aktivierung auf.In yet another embodiment, the heat-expandable material 8th a response time of less than 1 second for activation.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das wärmeausdehnbare Material 8 ein thermoplastisches Trägermittel auf.According to another embodiment of the invention, the heat-expandable material 8th a thermoplastic carrier.

Das wärmeausdehnbare Material 8 kann beispielsweise ein thermoplastisches polymer basiertes Trägermittel aufweisen, welches ausgewählt ist aus der Gruppe aufweisend: Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Polyamide (PA), Polylacetat (PLA), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polycarbonat (PC), Polyethylenterephthalat (PET), Polyolefine, wie z. B. Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polyisobutylen (PIB), Polybutylen (PB), Polystyrol (PS), Polyetheretherketon (PEEK), Polyvinylchlorid (PVC), Polybutylenterephtalat (PBT) und Celluloid, oder aber das irreversible wärmeausdehnbare Material 8 ein Elastomer mit einer Shore-A Härte von weniger als 20 als Trägermittel aufweist.The heat-expandable material 8th may comprise, for example, a thermoplastic polymer-based carrier selected from the group consisting of: acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS), polyamides (PA), polylacetate (PLA), polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), polyethylene terephthalate (PET) , Polyolefins, such as. Polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyisobutylene (PIB), polybutylene (PB), polystyrene (PS), polyetheretherketone (PEEK), polyvinyl chloride (PVC), polybutylene terephthalate (PBT) and celluloid, or the irreversible thermally expandable material 8th an elastomer having a Shore A hardness of less than 20 as a carrier.

Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform wird die Aktivierung durch äußeren Energieeintrag, z. B. im Fehlerfall, bewirkt.According to yet another embodiment, the activation by external energy input, z. B. in case of error, causes.

Diese Aktivierung kann unterschiedlicher Natur sein. Beispielsweise kann die Aktivierungsenergie dadurch eingebracht werden, dass das wärmeausdehnbare Material 8 selbst elektrisch leitfähig ist. Hierzu kann das wärmeausdehnbare Material 8 Anteile leitfähiger Materialien wie z. B. Kupfer oder Graphit oder aber ein elektrisch leitendes Polymer aufweisen. Ein solcher materialunterstützter Energieeintrag ist in 4 dargestellt.This activation can be different. For example, the activation energy may be introduced by the heat-expandable material 8th itself is electrically conductive. For this purpose, the heat-expandable material 8th Shares of conductive materials such. As copper or graphite or an electrically conductive polymer. Such a material-supported energy input is in 4 shown.

Weiterhin kann der Energieeintrag mittels eines Energie-Eintrag-Elements 13 alternativ oder zusätzlich auch mittels einer Heatpipe realisiert sein, wie in 5 dargestellt.Furthermore, the energy input by means of an energy-entry element 13 Alternatively or additionally be implemented by means of a heat pipe, as in 5 shown.

Weiterhin kann der Energieeintrag mittels eines Energie-Eintrag-Elements 13 alternativ oder zusätzlich auch mittels eines Widerstandsheizelements bewirkt werden, wobei das Widerstandsheizelement an den Stromkreis angeschlossen ist. Eine solche Maßnahme ist in 6 und 7 gezeigt.Furthermore, the energy input by means of an energy-entry element 13 alternatively or additionally be effected by means of a resistance heating element, wherein the resistance heating element is connected to the circuit. Such a measure is in 6 and 7 shown.

In 6 und 7 wird der Energieeintrag mittels eines Widerstandsdrahtes als Energie-Eintrag-Element 13 realisiert. Hierbei wird in der Ausführungsform in 6, der Strom über den Schalter auch zur Ansteuerung verwendet. Im Gegensatz dazu wird in 7 der Strom durch eine weitere Einrichtung im Aktivierungsfall zur Verfügung gestellt.In 6 and 7 The energy input by means of a resistance wire as an energy-entry element 13 realized. Here, in the embodiment in FIG 6 , which also uses power through the switch for driving. In contrast, in 7 the current provided by another device in the activation case.

In noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das wärmeausdehnbare Material 8 Microsphären auf.In yet another embodiment of the invention, the heat-expandable material 8th Microspheres on.

Weiterhin ist in einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass das wärmeausdehnbare Material 8 ein Treibmittel und Trägermittel aufweist, wobei die Aktivierungstemperatur des Treibmittels geringer ist als die Erweichungstemperatur des Trägermaterials.Furthermore, it is provided in a further embodiment that the heat-expandable material 8th a propellant and carrier, wherein the activation temperature of the propellant is less than the softening temperature of the carrier material.

Weiterhin ist in noch einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass das wärmeausdehnbare Material 8 ein Treibmittel und Trägermittel aufweist, wobei die Aktivierungstemperatur des Treibmittels höher ist als die Erweichungstemperatur des Trägermaterials.Furthermore, in still another embodiment, it is contemplated that the heat-expandable material 8th a propellant and carrier, wherein the activation temperature of the propellant is higher than the softening temperature of the carrier material.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das ausdehnbare Material 8 ein irreversibel ausdehnbares Material auf.According to another embodiment, the expandable material 8th an irreversibly expandable material.

Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform ist das Gerät 1 eine Baueinheit. According to yet another embodiment, the device is 1 a structural unit.

In noch einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass das wärmeausdehnbare Material 8 zwei Komponenten aufweist, die im nicht aktivierten Zustand getrennt voneinander sind und im aktivierten Zustand die Trennung aufgehoben ist. Z. B. kann das das wärmeausdehnbare Material 8 Natriumhydrogencarbonat und eine Säure aufweisen, die zunächst getrennt sind. Wird die Trennung aufgehoben, sei es durch mechanische Einwirkung oder thermischer Einwirkung, reagieren die Komponenten. Bei der Reaktion wird Gas frei, das zu einer Volumenzunahme führt. Ähnliche Reaktionen sind auch mit mehr-Komponenten Polyurethanen oder aber mittels schnell ablaufender Oxidationen, z. B. bei Zündung eines Verbrennungsprozesses, zu erzielen.In yet another embodiment, it is contemplated that the heat-expandable material 8th has two components that are separated from each other in the non-activated state and in the activated state, the separation is canceled. For example, this may be the heat-expandable material 8th Sodium bicarbonate and an acid, which are initially separated. If the separation is abolished, either by mechanical action or thermal action, the components react. The reaction releases gas, which leads to an increase in volume. Similar reactions are also with more-component polyurethanes or by means of fast-running oxidations, eg. B. at ignition of a combustion process to achieve.

Die Wärmeausdehnung des Treibmaterials ist im Allgemeinen irreversibel.The thermal expansion of the propellant is generally irreversible.

Durch geeignete Auswahl und Anordnung von Treibmaterial und Trägermaterial kann jedoch erreicht werden, dass das Trägermaterial bei einer Abkühlung das Treibmittel wieder in seinen Ausgangszustand, d. h. in den Normalzustand, überführt.By suitable selection and arrangement of propellant material and carrier material, however, it can be achieved that the carrier material, upon cooling, returns the propellant to its initial state, ie. H. into the normal state, transferred.

Diese wärmeausdehnbaren Materialien werden im Allgemeinen als intumeszente Materialien bezeichnet.These heat-expandable materials are generally referred to as intumescent materials.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
elektrisches Gerät, Vorrichtungelectrical device, device
22
Gehäusecasing
3a, 3b, 4a, 4b3a, 3b, 4a, 4b
Leiterabschnittconductor section
55
Verbindungsbauteilconnecting member
6a, 6b6a, 6b
erste Enden eines Leiterabschnittsfirst ends of a conductor section
77
Seitepage
88th
wärmeausdehnbares Materialheat-expandable material
9a, 9b9a, 9b
zweite Enden eines Leiterabschnittssecond ends of a conductor section
1010
Gehäusewandunghousing
1111
Oberseite des Gehäuses 2 Top of the housing 2
1212
Sichtfensterwindow
1313
Energie-Eintrag-ElementEnergy input element

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102005045778 A1 [0006, 0008] DE 102005045778 A1 [0006, 0008]
  • DE 29617849 U1 [0039] DE 29617849 U1 [0039]

Claims (16)

Elektrisches Gerät, mit einem Gehäuse (2), mit mindestens zwei Leiterabschnitten (3a, 3b, 4a, 4b) und mit einem innerhalb des Gehäuses (2) angeordneten Verbindungsbauteil (5), dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Gehäuses (2) ein wärmeausdehnbares Material (8) derart angeordnet ist, dass das Verbindungsbauteil (5) durch das wärmeausdehnbare Material (8) aus einer ersten Position in eine zweite Position verbringbar ist, wenn sich das wärmeausdehnbare Material (8) aufgrund einer Aktivierung oberhalb einer bestimmten Aktivierungstemperatur ausdehnt, wobei entweder in der ersten Position oder in der zweiten Position des Verbindungsbauteils (5) die zweiten Enden (9a, 9b) zweier Leiterabschnitte (3a, 3b, 4a, 4b) mit dem Verbindungsbauteil (5) in elektrischem Kontakt stehen, so dass die beiden Leiterabschnitte (3a, 3b, 4a, 4b) über das Verbindungsbauteil (5) elektrisch miteinander verbunden sind.Electrical device, with a housing ( 2 ), with at least two conductor sections ( 3a . 3b . 4a . 4b ) and with one inside the housing ( 2 ) arranged connecting member ( 5 ), characterized in that inside the housing ( 2 ) a heat-expandable material ( 8th ) is arranged such that the connecting component ( 5 ) by the heat-expandable material ( 8th ) can be brought from a first position to a second position when the heat-expandable material ( 8th ) due to an activation above a certain activation temperature, wherein either in the first position or in the second position of the connection component ( 5 ) the second ends ( 9a . 9b ) of two conductor sections ( 3a . 3b . 4a . 4b ) with the connecting component ( 5 ) are in electrical contact, so that the two conductor sections ( 3a . 3b . 4a . 4b ) via the connecting component ( 5 ) are electrically connected together. Elektrisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die bestimmte Aktivierungstemperatur des wärmeausdehnbaren Materials (8) über 80°C, insbesondere über 120°C, liegt.Electrical device according to claim 1, characterized in that the determined activation temperature of the heat-expandable material ( 8th ) above 80 ° C, in particular above 120 ° C, is located. Elektrisches Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das wärmeausdehnbare Material (8) eine Volumenzunahme von mindestens dem zweifachen Ausgangsvolumen vor der Aktivierung aufweist.Electrical device according to claim 1 or 2, characterized in that the heat-expandable material ( 8th ) has a volume increase of at least twice the initial volume before activation. Elektrisches Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wärmeausdehnbare Material (8) eine Reaktionszeit von weniger als 1 Sekunde für die Aktivierung aufweist.Electrical device according to one of the preceding claims, characterized in that the heat-expandable material ( 8th ) has a response time of less than 1 second for activation. Elektrisches Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wärmeausdehnbare Material (8) ein thermoplastisches Trägermittel aufweist.Electrical device according to one of the preceding claims, characterized in that the heat-expandable material ( 8th ) comprises a thermoplastic carrier. Elektrisches Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wärmeausdehnbare Material (8) ein thermoplastisches polymer basiertes Trägermittel aufweist, welches ausgewählt ist aus der Gruppe aufweisend: Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Polyamide (PA), Polylacetat (PLA), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polycarbonat (PC), Polyethylenterephthalat (PET), Polyolefine, wie z. B. Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polyisobutylen (PIB), Polybutylen (PB), Polystyrol (PS), Polyetheretherketon (PEEK), Polyvinylchlorid (PVC), Polybutylenterephtalat (PBT) und Celluloid, oder aber das irreversible wärmeausdehnbare Material (8) ein Elastomer mit einer Shore-A Härte von weniger als 20 als Trägermittel aufweist.Electrical device according to one of the preceding claims, characterized in that the heat-expandable material ( 8th ) comprises a thermoplastic polymer-based carrier selected from the group consisting of: acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS), polyamides (PA), polylacetate (PLA), polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), polyethylene terephthalate (PET), Polyolefins, such as. Polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyisobutylene (PIB), polybutylene (PB), polystyrene (PS), polyetheretherketone (PEEK), polyvinyl chloride (PVC), polybutylene terephthalate (PBT) and celluloid, or the irreversible thermally expandable material ( 8th ) comprises an elastomer having a Shore A hardness of less than 20 as the carrier. Elektrisches Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivierung des wärmeausdehnbaren Materials (8) durch äußeren Energieeintrag bewirkt wird.Electrical device according to one of the preceding claims, characterized in that the activation of the heat-expandable material ( 8th ) is effected by external energy input. Elektrisches Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivierung durch ein Widerstandsheizelement bewirkt wird, wobei das Widerstandsheizelement an den Stromkreis angeschlossen ist.Electrical device according to one of the preceding claims, characterized in that the activation is effected by a resistance heating element, wherein the resistance heating element is connected to the circuit. Elektrisches Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wärmeausdehnbare Material (8) Microsphären aufweist.Electrical device according to one of the preceding claims, characterized in that the heat-expandable material ( 8th ) Has microspheres. Elektrisches Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wärmeausdehnbare Material (8) ein Treibmittel und Trägermittel aufweist, wobei die Aktivierungstemperatur des Treibmittels geringer ist als die Erweichungstemperatur des Trägermaterials.Electrical device according to one of the preceding claims, characterized in that the heat-expandable material ( 8th ) comprises a propellant and carrier, wherein the activation temperature of the propellant is less than the softening temperature of the carrier material. Elektrisches Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das wärmeausdehnbare Material (8) ein Treibmittel und Trägermittel aufweist, wobei die Aktivierungstemperatur des Treibmittels höher ist als die Erweichungstemperatur des Trägermaterials.Electrical device according to one of the preceding claims 1 to 9, characterized in that the heat-expandable material ( 8th ) comprises a propellant and carrier, wherein the activation temperature of the propellant is higher than the softening temperature of the carrier material. Elektrisches Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wärmeausdehnbare Material (8) ein irreversibel ausdehnbares Material (8) aufweist.Electrical device according to one of the preceding claims, characterized in that the heat-expandable material ( 8th ) an irreversibly expandable material ( 8th ) having. Elektrisches Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät (1) eine Baueinheit ist.Electrical device according to one of the preceding claims, characterized in that the device ( 1 ) is a structural unit. Elektrisches Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wärmeausdehnbare Material (8) zwei Komponenten aufweist, die im nicht aktivierten Zustand getrennt voneinander sind und im aktivierten Zustand die Trennung aufgehoben ist.Electrical device according to one of the preceding claims, characterized in that the heat-expandable material ( 8th ) has two components which are separated from each other in the non-activated state and in the activated state, the separation is canceled. Elektrisches Gerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufhebung der Trennung mechanisch oder thermisch herbeigeführt wird.Electrical device according to claim 14, characterized in that the cancellation of the separation is brought about mechanically or thermally. Elektrisches Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wärmeausdehnbare Material (8) elektrisch leitfähig ist.Electrical device according to one of the preceding claims, characterized in that the heat-expandable material ( 8th ) is electrically conductive.
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