DE2129587A1

DE2129587A1 - Vorrichtung zum halten und kontaktieren von thermisch belasteten keramikwiderstaenden

Info

Publication number: DE2129587A1
Application number: DE19712129587
Authority: DE
Inventors: Hans-Kristian Pedersen; Poul Petersen
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1971-06-15
Filing date: 1971-06-15
Publication date: 1973-01-04
Also published as: FR2141840B1; DE2129587C3; BR7203880D0; DD97970A5; JPS5219669B1; JPS5625148Y2; AR194958A1; GB1395353A; FR2141840A1; JPS5564240U; CA949665A; ES403840A1; IT959103B; DE2129587B2; SE382134B; DK137736C; AU4338572A; DK137736B; AU472323B2

Description

Vorrichtung zum Halten und Kontaktieren von thermisch belasteten

Keramikwiderständen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Halten und Kontaktieren von thermisch belasteten Keramikwiderständen, insbesondere PTC-Widerständen.

Keramikwiderstände haben einerseits einen nicht unbeachtlichen Wärmeausdehnungs-Koeffizienten und andererseits nur eine beschränkte Festigkeit. Dies führt dazu, daß sie insbesondere bei höherer thermischer Belastung, z. B. über 100° C, sehr leicht springen, sei es daß die Erwärmung oder Abkühlung ungleichmäßig erfolgt, sei es daß ihrer Wärmeausdehnung durch die Haltevorrichtung Widerstand entgegengesetzt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfach und billig aufgebaute Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art anzugeben, mit der Keramikwiderstände, auch wenn sie thermisch hochbelastet werden, sicher gehalten und kontaktiert werden können, ohne daß die Gefahr einer Zerstörung des Widerstandes besteht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Widerstandkörper mit seinem mittleren Teil in einem seinem Umriß entsprechenden Loch einer gehäusefest gehaltenen Scheibe aus temperaturbeständigem Material angeordnet und durch an beiden etwa parallel

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zur Scheibenebene verlaufenden Stirnflächen kraftschlüssig anliegende elektrische Kontakte in dieser Lage gehalten ist.

Bei dieser Vorrichtung ist der Widerstandskörper in seinem mittleren Teil abgestützt. Dort eventuell auftretende radiale Haltekräfte sind wesentlich ungefährlicher als aa den Stirnseiten des Widerstandskörpers. Denn an den Stirnseiten können bei Belastungen leicht Kanten des PTC-WiderStandes wegbrechen. Im übrigen genügt es, den Widerstandskörper lose in der Lochscheibe anzuordnen, so daß er sich in Radialrichtung frei ausdehnen kann. Denn er wird durch die kraftschlüssig anliegenden elektrischen Kontakte sicher in seiner Lage gehalten. Hierfür genügen axiale Kräfte, die die zulässige Belastung des Widerstandskörpers nicht überschreiten. Bei einer axialen Wärmedehnung können die nur kraftschlüssig anliegenden Kontakte ausweichen. Bei alledem ist die Oberfläche des Widerstandskörpers weitgehend der Umgebungsluft zugänglich, so daß sich eine gleichmäßige Erwärmung und Abkühlung der Oberfläche ergibt.

Des weiteren ist es günstig, wenn lediglich die Stirnflächen der Widerstandskörper geschliffen und die Toleranzunterschiede des ungeschliffenen Umfangs durch Wahl der Lochform und/oder Größe in der Scheibe ausgeglichen sind. Bei scheibenförmigen Widerstandskörpern mit Kreisquerschnitt kommt man trotz der bekannten großen Toleranzunterschiede solcher Widerstandskörper in der Regel mit nur drei unterschiedlichen Lochscheiben aus, weil eine lose Passung des Widerstandskörpers in der Lochscheibe nicht stört.

Des weiteren ist es empfehlenswert, daß an jeder Stirnseite zwei gegeneinander versetzte Kontakte anliegen und die Versetzungsrichtung der einen Stirnseite gegenüber der Versetzungsrichtung der anderen Stirnseite einen Winkel, insbesondere 90°, bildet. Auf diese Weise ergibt sich eine Art kardanische Aufhängung des Widerstandskörpers, die eine besonders sichere Halterung in der Lochscheibe ermöglichte

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Obwohl es in vielen Fällen günstig ist, den Widerstandskörper an beiden Stirnseiten durch federnde Kontakte zu halten, genügt es auch, wenn der Widerstandskörper durch mindestens einen an der einen Stirnseite anliegenden federnden Kontakt mit der anderen Stirnseite kraftschlüssig gegen mindestens einen starren Kontakt gehalten ist.

Des weiteren können zwei parallele Lochscheiben mit je einem Widerstandskörper in einem gemeinsamen Gehäuse gehalten sein. Durch die Paralle!-Anordnung ergibt sich ein nur geringfügig größerer Raumbedarf. Es können sogar wahlweise in einem Gehäuse ein oder zwei Widerstandskörper untergebracht werden.

In diesem Zusammenhang ist es empfehlenswert, wenn miteinander verbundene federnde Kontakte zwischen den Widerstandskörpern angeordnet sind und die Widerstandskörper gegen ebenfalls miteinander verbundene starre Kontakte kraftschlüssig halten. Dies ergibt auf kleinem Raum eine Parallelschaltung zweier Widerstandskörper. Dieser Aufbau empfiehlt sich, wenn der Gesamtwiderstand kleiner ist als der herstellungstechnisch mögliche Widerstand eines einzelnen PTC-Körpers.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung empfiehlt sich ein Gehäuse aus zwei miteinander verbundenen Teilen, von denen mindestens eines eine Nut aufweist, in die die Lochscheibe lediglich eingeschoben ist. Verbindet man alsdann die Gehäuseteile, ist die Lochscheibe sicher gehalten. Dies ergibt eine sehr einfache Montage.

Des weiteren können Nuten in der Gehäusemitte und Zusatznuten zu deren beiden Seiten vorgesehen sein. Hierbei können in die mittlere Nut eine Lochscheibe und in die Zusatznut zwei Kontakte tragende Schienen eingeschoben sein. Statt dessen können in die Zusatznuten zwei Lochscheiben und in die mittlere Nut eine zwei Widerstandskörpern zugeordnete Kontakte tragende Schiene eingeschoben sein. Das Gehäuse ist dann wahlweise für einen oder zwei Widerstandskörper brauchbar.

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Vorzugsweise tunfaßt das eine Gehäuseteil einen größeren Abschnitt des Lochscheibenumfangs und ist mit Luftdurchtrittsöffnungen versehen. Bei dieser Konstruktion befindet sich auch der Widerstandskörper weitgehend in dem die Luftdurchtrittsöffnungen aufweisenden Gehäuseteil und wird entsprechend gut gekühlt.

Mit besonderem Vorteil besteht die Lochscheibe aus einem elektrisch isolierenden Material. Wegen der elektrischen Isolationsfähigkeit kann das Gehäusematerial aus beliebigem Werkstoff gewählt werden.

Als sehr geeignet hat sich eine Lochscheibe aus einem vorzugsweise glasfaserverstärktem aromatischen Polyamid erwiesen. Andere faserverstärkte Kunststoffe sind aber ebenfalls brauchbar.

In weiterer Ausgestaltung ist dafür gesorgt, daß das Gehäuse den Fortsatz eines AnschlußSteckers für eine gekapselte Kältemaschine ist, der PTC-Widerstand die Anlaßvorrichtung für den Einphasen-Asynchronmotor der Kältemaschine bildet und die an den Stirnseiten des Widerstandskörpers, anliegenden Kontakte elektrisch mit zwei Kontakten des Anschlußsteckers innerhalb des Gehäuses verbunden sind. Hiermit entfällt die Notwendigkeit, das Gehäuse speziell zu befestigen. Es ergibt sich eine gedrungene kleine Bauform. Die erfindungsgemäße Vorrichtung läßt Temperaturbelastungen bis 180° C und mehr zu.

Eine gute Platzausnutzung ergibt sich ferner, wenn die für den Anschluß der Netzleitung bestimmten Kontakte des Anschlußsteckers von dem den PTC-Widerstand aufnehmenden Teil des Gehäuses überragt werden.

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Die Erfindung wird nachstehend anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in Verbindung mit einem Anschlußstecker für eine gekapselte Kleinkältemaschine von der Außer- oder Vorderseite,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung, teilweise in Seitenansicht,

Fig. 3 eine Rückansicht der Vorrichtung der Fig. 1, wobei ein Gehäuseteil teilweise weggebrochen ist,

Fig. 4 eine Draufsicht auf die Vorrichtung der Fig. 1, teilweise im Schnitt,

Fig. 5 den oberen Teil einer abgewandelten Ausführungsform in einer Fig. 3 entsprechenden Darstellung,

Fig. 6 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung der Fig. 5 in einer Fig. 2 entsprechenden Darstellung und

Fig. 7 eine Draufsicht auf die Vorrichtung der Fig. 5, teilweise im Schnitt.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 4 ist ein Gehäuse 1, in welchem ein PTC-Widerstand 2 gehalten und kontaktiert werden soll, als Fortsatz eines Anschlußsteckers 3 für eine gekapselte Kältemaschine ausgebildet. Es sind zwei Gehäuseteile 4 und 5 vorgesehen, die mit Hilfe eines Niets 6 miteinander verbunden sind. Die Gehäuseteile haben Profilierungen, durch die ihre gegenseitige Lage fixiert ist und zwischen denen drei Steckbuchsen 7» 8 und 9 zum Aufstecken auf Steckerstifte in einer Durchführung der Kapselwand festgehalten sind. Die Steckbuchsen können, je nach Bedarf, mit nach außen ragenden Laschen 10 zum Anschluß der Netzleitung versehen sein. Ein weiteres Laschenpaar 11 ist vorgesehen, um einen Erdleiter anschließen zu können.

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Der Gehäuseteil 5 hat oben eine Erweiterung 12, die mit Luftdurchtrittsöffnungen 13 und 14 versehen ist. In den Gehäuseteilen 4 und 5 sind je eine Mittelnut 15» 16 und symmetrisch zu beiden Seiten Zusatznuten 17, 18 vorgesehen.

In die Mittelnut 15, 16 ist eine Scheibe 19 aus einem aromatischen Polyamid (Handelsbezeichnung "Nomex") eingeschoben, die ein Loch 20 aufweist. In dieses Loch ist der Widerstandskörper 2 lose eingesetzt. In die Zusatznuten 18 greifen Nasen 21 von Schienen 22, 23, welche einerseits mit den Buchsen 8, verbunden sind und andererseits federnde Kontakte 24, 25 bzw. w 26, 27 tragen, welche kraftschlüssig an den Stirnseiten 28, des Widerstandskörpers 2 anliegen. Da die Lage der Lochscheibe 19 durch die Nuten 15, 16 und die Lage der Schienen 22, 23 durch die Zusatznuten 18 sowie die Verbindung mit den Buchsen 8, 9 festgelegt ist und da die Ausbildung der Kontakte 24 bis 27 vorgegeben ist, wird der Widerstandskörper 2 sicher im Loch 20 der Scheibe 19 gehalten.

Fig. 2 läßt erkennen, daß die Kontakte 24 und 25 in Richtung der Linie X gegeneinander versetzt sind. Die Kontakte 26 und 27 dagegen sind in Richtung der Linie Y gegeneinander versetzt, die im Winkel von 90° ar Linie Y steht. Auf diese Weise ergibt sich eine "kardanisch« Aufhängung" des Widerstandskörpers 2 in der Lochscheibe 19.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 5 bis 7 ist dasselbe Gehäuse wie bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 4 verwendet. Daher werden auch weitgehend die gleichen Bezugszeichen benutzt.

In diesem Fall sind zwei Lochscheiben 30 und 31 vorhanden, die je einen Widerstandskörper 32 und 33 tragen. Die beiden Lochscheiben 30 sind in den Zusatznuten 17» 18 der Bauteile 4 und 5 geführt. Eine Außenkontaktschiebe 34 läuft U-förmig längs der Innenfläche des Bauteils 5. Sie hat vier Kontakte 35, 36 und 37, 38, die mit den äußeren Stirnseiten der beiden Wider-

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standskörper 32 und 33 in Berührung stehen. Außerdem ist die Schiene 34 über eine Verbindungsschiene 40 mit der Steckbuchse 8 verbunden. Zur Aufnahme der Schiene 34 ist in dem Bauteil 5 eine entsprechende Nut 41 vorgesehen. In die mittlere Nut 15 ist eine Schiene 42 eingesetzt, die über eine Verlängerung mit der Steckbuchse 9 verbunden ist und zwei Paar federnde Kontakte 43, 44 und 45, 46 trägt. Diese federnden Kontakte drücken die Widerstandskörper 32, 33· kraftschlüssig gegen die starren Kontakte 35 - 38. Wie ein Vergleich der Fig. 6 und 7 zeigt, sind die Kontakte 43, 44 bzw. 45, 46 in senkrechter Richtung gegeneinander versetzt, während die Kontakte 35, 36 bzw. 37, 38 in horizontaler Richtung gegeneinander versetzt sind. Auch hierdurch ergibt sich wieder eine kardanische Lagerung der beiden Körper 32 und 33 in der Lochscheibe 30, 31. Außerdem ist erkennbar, daß die beiden Widerstandskörper 32, 33 elektrisch parallel geschaltet sind.

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Claims

- 8 Patentansprüche

ί 1^ Vorrichtung zum Halten und Kontaktieren von thermisch belasteten Keramik-Widerständen» insbesondere PTC-Widerständen, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstandskörper (2; 32, 33) mit seinem mittleren Teil in einem seinem Umriß entsprechenden Loch (20) einer gehäusefest gehaltenen Scheibe (19; 30, 31) aus temperaturbeständigem Material angeordnet und durch an beiden etwa parallel zur Scheibenebene verlaufenden Stirnflächen (28, 29) kraftschlüssig anliegende elektrische Kontakte (24 - 27J 35-38, 43-46) in dieser Lage gehalten ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß lediglich die Stirnflächen (28, 29) des Widerstandskörpers (2) geschliffen und die Toleranzunterschiede des ungeschliffenen Umfangs durch Wahl der Lochform und/oder Größe in der Scheibe (19) ausgeglichen sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder Stirnseite zwei gegeneinander versetzte Kontakte (24, 25; 26, 27; 35· - 38 und 43 - 46) anliegen und die Versetzungsrichtung (X) der einen Stirnseite gegenüber der Versetzungsrichtung (Y) der anderen Stirnseite einen Winkel, insbesondere 90°, bildet.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstandskörper (32, 33) durch mindestens einen an der einen Stirnseite anliegenden federnden Kontakt (43 - 46) mit der anderen Stirnseite kraftschlüssig gegen mindestens einen starren Kontakt (35 - 38) gehalten ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet', daß zwei parallele Lochscheiben (30, 31) mit je einem Widerstandskörper (32, 33) in einem gemeinsamen

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_ 9 Gehäuse (1) gehalten sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß miteinander verbundene federnde Kontakte (43 - 46) zwischen den Widerstandskörpern (32, 33) angeordnet sind und die ,Widerstandskörper gegen ebenfalls miteinander verbundene starre Kontakte (35 - 38) kraftschlüssig halten.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch ein Gehäuse aus zwei miteinander verbundenen Teilen (4·» 5), von denen mindestens eines eine Nut (15 - 18) aufweist, in die die Lochscheibe (19; 30, 31) lediglich eingeschoben ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Nuten (15, 16) in der Gehäusemitte und Zusatznuten (17, 18) zu deren beiden Seiten vorgesehen sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in die mittlere Nut (15, 16) eine Lochscheibe (19) und in die Zusatznuten (17, 18) zwei Kontakte tragende Schienen (22, 23) eingeschoben sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in die Zusatznuten (17, 18), zwei Lochscheiben (30, 31) und in die mittleraiNuten (15, 16) eine zwei Widerstandskörpern zugeordnete, Kontakte tragende Schiene (42) eingeschoben sind.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Gehäuseteil (5) einen größeren Abschnitt des Lochscheibenumfangs umfaßt und mit Luftdurchtrittsöffnungen (13, 14) versehen ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochscheibe (19; 30, 31) aus einem elektrisch isolierenden Material besteht.

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- ίο -
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochscheibe (19; 30, 31) aus einem vorzugsweise glasfaserverstärktem aromatischen Polyamid besteht.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) den Fortsatz eines Anschlußsteckers (3) für eine gekapselte Kältemaschine ist, der PTC-Widerstand (2; 32, 33) die Anlaßvorrichtung für den Einphasen-Asynchronmotor der Kältemaschine bildet und die an den Stirnseiten des Widerstandskörpers anliegenden Kontakte elektrisch mit zwei Kontakten (8, 9) des AnschlußSteckers innerhalb des Gehäuses verbunden sind.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die für den Anschluß der Netzleitung bestimmten Kontakte (10) des Anschlußsteckers (3) von dem den PTC-Widerstand (2) aufnehmenden Teil (5) des Gehäuses überragt werden.

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