DE3104828A1

DE3104828A1 - Bimetallic temperature switch

Info

Publication number: DE3104828A1
Application number: DE19813104828
Authority: DE
Inventors: Antrag Auf Nichtnennung
Original assignee: Limitor Ag 8022 Zuerich; Limitor AG
Current assignee: Limitor Ag Zuerich Ch Uchiya Thermostat Co Mis
Priority date: 1981-02-11
Filing date: 1981-02-11
Publication date: 1982-09-09

Abstract

A bimetallic temperature switch of miniature construction is described which is encapsulated in a flat plastic housing. The plastic housing is metallised on the outside, as a result of which a particularly short response time can be achieved. <IMAGE>

Description

beschreibun(l:description (l:

Die Erfindung geht von einem Bimetalltemperaturschalter mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen aus.The invention is based on a bimetal temperature switch with the im The preamble of claim 1 specified features.

Solche Bimetalltemperaturschalter sind aus der DE-OS 28 31 198 bekannt. Sie finden z.B. Verwendung als Motorschutzschalter oder zur Sicherung elektrischer Heizgeräte gegen Überhitzung. Dabei ist ein möglichst rasches reagieren des Schalters wf Temperaturerhöhungen erw5nscht. Ausgehend von der Erkenntnis, daß die Ansprechgeschwindigkeit eines Bimetalltemperaturschalters wesentlich durch die Wärmekapazität des Gehäuses beeinflußt wird, ist für aus der DE-OS 28 31 198 bekannte Schalter ein Kunststoffgehause vorgesehen. Durch die geringe Wärmekapazität des Kunststoffs wird die im Vergleich zu Metallen wesentlich schlechtere Wärmeleitfähigkeit im Hinblick auf das Ansprechverhalten des Bimetalltemperaturschalters mehr als ausgeglichen, sodaß ein in Kunststoff gekapselter Bimetalltemperaturschalter rasc-her auf Temperaturänderungen anspricht als ein ähnlicher Bimetalltempercturschalter in einem Metallgehäuse.Such bimetal temperature switches are known from DE-OS 28 31 198. They are used, for example, as motor protection switches or to protect electrical ones Heaters against overheating. The switch should react as quickly as possible wf temperature increases are desired. Based on the knowledge that the speed of response of a bimetallic temperature switch mainly due to the heat capacity of the housing is influenced is a plastic housing for switches known from DE-OS 28 31 198 intended. Due to the low heat capacity of the plastic, the significantly poorer thermal conductivity to metals with regard to the response behavior of the bimetallic temperature switch more than balanced, so that a plastic encapsulated Bimetal temperature switch responds more rapidly to temperature changes than a similar one Bimetal temperature switch in a metal housing.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde die Ansprechgeschwindigkeit von in ein Kunststoffgeh.iuse gekapselten Bimetalltemperaturschaltern weiter zu steigern. Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung gelöst durch einen Bimetalltemperaturschalter mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.The invention is based on the object of the response speed of bimetal temperature switches encapsulated in a plastic housing increase. This object is according to the invention solved by a Bimetal temperature switch with the features specified in claim 1. Beneficial Further developments of the invention are the subject of the subclaims.

Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zunutze, daß sowohl dann, wenn der Bimetalltemperaturscllcilter durch Wärmestrahlung beeinflußt wird, als auch dann, wenn er durch Wärmeleitung beeinflußt wird, der Wärmestrom nur einen Teil des Gehäuses trifft.The invention makes use of the knowledge that both when the bimetallic temperature filter is influenced by thermal radiation than even if it is influenced by conduction, the heat flow is only one Part of the housing.

Durch die erfindungsgemäße Metallbeschichtung, welche das Gehäuse vorzugsweise allseitig umgibt (ausgenommen den Bereich, in welchem die elektrischen Anschlußleitungen des Schalters aus dem Gehäuse austreten), wird der auftreffende Wärmestrom gleichmäßiger über eine größere Fläche verteilt und es kann in der Zeiteinheit eine größere Wärmemenge in das Gehäuse eindringen, durch das Bimetallelement im Gehäuse schneller seine vorgegebene Schalttemperatur erreicht. Die Metallschicht kann so dünn gehalten werden, daß sie die Wärmekapazität des Gehäuses nicht wesentlich erhöht.Due to the metal coating according to the invention, which the housing preferably on all sides (with the exception of the area in which the electrical Connecting cables of the switch emerge from the housing), the impinging Heat flow is distributed more evenly over a larger area and it can be in the unit of time penetrate a larger amount of heat into the housing, through the bimetal element in the Housing reaches its specified switching temperature faster. The metal layer can be kept so thin that it does not significantly reduce the heat capacity of the housing elevated.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß lokale Überhitzungen des Kunststoffgehäuses, welche im ungünstigen Fall das Gehäuse schädigen könnten, durch die gleichmäßigere Verteilung des Wärmestroms über die Gehäuseoberfläche wirksam verhindert werden können.Another advantage of the invention is that local overheating the plastic housing, which in the worst case could damage the housing, effective due to the more even distribution of the heat flow over the housing surface can be prevented.

Einen erfindungsgemäßen Effekt erzielt man bereits, wenn man das Gehäuse mit einer dünnen Metallfolie umwickelt, welche vorzugsweise aufgekletat wird. Bevorzugt wird jedoch die Metallschicht nach einem der zum Stand der Technik zählenden Metallisierungsverfahren wie durch chemische Metallabscheidung oder durch Bedampfen aufgebracht. Auf diese Weise lassen sich gut haftende Beschichtungen auf die üblichen Gehäusewerkstoffe (z.B. Polyamid oder Polyäthylenterephtalat) gleichmänig und dünn auftragen.An effect according to the invention can already be achieved if the housing wrapped with a thin metal foil, which is preferably put on. Preferred however, the metal layer is made using one of the prior art metallization processes such as applied by chemical metal deposition or by vapor deposition. To this Well-adhering coatings can be applied to the usual housing materials Apply evenly and thinly (e.g. polyamide or polyethylene terephthalate).

Schichtdicken von maximal 5,um sind völlig ausreichend.Layer thicknesses of a maximum of 5 μm are completely sufficient.

Für die Auswahl des Metalls für die Metallschicht besteht ein weiter Spielraum. Es können reine Metalle oder auch Metalllegierungen verwendet werden. Die'Auswahl richtet sich natürlich auch nach dem gewählten Beschichtungsverfahren. Bevorzugt wer.den Metalle mit guter Wärmeleitfähigkeit und hohem Absorptionskoeffizienten für Wärmestrahlung. Unter dem zuletzt genannten Gesichtspunkt kommen vor allem solche Metalle in Betracht, die eine dunkle, matte Oberfläche haben oder sich oberflächlich schwärzen lassen. Besonders geeignet sind Kupfer, Silber und Aluminium, aber auch z.B. Zinn oder Zink sind geeignet.There is one further for the selection of the metal for the metal layer Leeway. Pure metals or metal alloys can be used. The selection is of course also based on the chosen coating process. Preference is given to metals with good thermal conductivity and high absorption coefficients for thermal radiation. From the last-mentioned point of view, there are above all those Metals are considered that have a dark, matt surface or are superficial let blacken. Copper, silver and aluminum are particularly suitable, but also e.g. tin or zinc are suitable.

Sof.ern nur eine Breitseite des Gehäuses mit Metall beschichtet ist, so sollte jene Breitseite gewählt werden, welche dem Bimetallelement des Schalters benachbart ist, damit die Wärme möglichst ungehindert auf das Bimetallelement gelangen kann. Das Bimetallelement kann zugleich die Kontaktfeder oder ein gesondertes-Bauteil sein. Im letzten prall wird dls Bimetallelement vorzugsweise eine gekrümmte Schnappscheibe verwendet, welche lose zwischen Haken oder dergl. halterungen auf der Oberseite der Kontaktfeder gehalten ist und bei Erreichen der vorgegebenen Schalttemperatur sprunghaft ihre Krümmung umkehrt und dadurch - je nach der Ausgangslage - das bewegliche Kontaktstück vom unbeweglichen Gegenkontakt abhebt oder die beiden Kontakte schließt. Derartige Schnappscheiben sind aus der DE-OS 28 31 198 an sich bekannt.If only one broad side of the housing is coated with metal is, so that broadside should be chosen which corresponds to the bimetallic element of the switch is adjacent so that the heat can reach the bimetal element as unhindered as possible can. The bimetal element can also be the contact spring or a separate component be. In the last bulging part, the bimetal element is preferably a curved snap disk used, which loosely between hooks or the like. Brackets on the top the contact spring is held and when the specified switching temperature is reached suddenly reverses its curvature and thereby - depending on the starting position - the movable one Contact piece lifts off the immovable mating contact or closes the two contacts. Such snap disks are known from DE-OS 28 31 198 per se.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist schematisch in der beigefügten Zeichnung dargestellt.A preferred embodiment of the invention is schematic shown in the accompanying drawing.

F i g . 1 zeigt einen gekapselten Bimetalltemperaturschalter im Längsschnitt, und F i g . 2 zeigt den Horizontalschnitt II-II durch diesen Schalter.F i g. 1 shows an encapsulated bimetal temperature switch in longitudinal section, and F i g. 2 shows the horizontal section II-II through this switch.

In einem flachen, ungefähr 2,5 mm dicken, 6 mm breiten und 12 mm langen Gehäuse 1 aus formstabilem Kunststoff, welches an seinem einen Ende einen Zugang 2 besitzt, befindet sich eine Anordnung aus einem plattenförmigen, elektrisch isolierenden Träger 3, aus einer mit ihrem einen Ende auf. diesem Träger hefestigten Kontaktfeder 4, welche an ihrem beweglichen Ende ein elektris(lles Kontsktstfick < tr;iqt, und aus einem mit seinem einen Ende auf der Unterseite des Trägers 3 befestigten Blechstreifen 6, welcher an seinem anderen Ende stufenförmig hochgebogen und dort zur Bildung eines mit dem Kontaktstück 5 zusammenwirkenden Gegenkontaktstückes 7 mit einer Auflage aus einem Kontaktwerkstoff versehen ist. Die Kontaktfeder 4 ist mit einem ersten Anschlußdraht 8 und der Blechstreifen 6 mit einem zweiten Anschlußdraht 9 verbunden.In a flat one about 2.5mm thick, 6mm wide and 12mm long Housing 1 made of dimensionally stable plastic, which has an access at one end 2, there is an arrangement of a plate-shaped, electrically insulating Carrier 3, from one with its one end on. contact spring attached to this carrier 4, which at its movable end has an electric (lles Kontsktstfick <tr; iqt, and one attached to the underside of the carrier 3 with its one end Sheet metal strip 6, which at its other end is bent up in steps and there to form a mating contact piece 7 cooperating with the contact piece 5 is provided with a pad made of a contact material. The contact spring 4 is with a first connecting wire 8 and the sheet metal strip 6 with a second connecting wire 9 connected.

Die Anordnung ist durch den GehXiusezugang 2 in das Gehäuse 1 so eingeschoben, daß der Blechstreifen 6 der einen Breitseite des Gehäuses 1 anliegt, wobei der Gegenkontakt 7 von dieser Breitseite infolge der stufenf(irmigen Abwinkelung des Endes des Bleichstreifens 6 einen Abstand aufweist. Zur weiteren Fixierung der Lage dieser Anordnung ist oberhalb des Trägers 3 noch ein elektrisch isolierendes füllstück 10 vorgesehen. Schließlich ist der nach außen noch verbleibende Raum im Bereich des Zugangs 2 mit einer Dichtmasse 11 vergossen und hermetisch abgeschlossen.The arrangement is pushed into the housing 1 through the GehXiusezugang 2 so that that the sheet metal strip 6 rests on one broad side of the housing 1, the mating contact 7 from this broad side as a result of the gradual angling of the end of the bleaching strip 6 has a distance. To further fix the position of this arrangement is above of the carrier 3 an electrically insulating filler piece 10 is also provided. In the end is the space remaining to the outside in the area of entrance 2 with a sealing compound 11 potted and hermetically sealed.

Die Kontaktfeder 4 besitzt auf ihrer Oberseite zwei einander zugewandte Laschen 12, zwischen denen eine Bimetallschnapp scheibe 13 gehalten ist, welche bei geschlossenem Schalter - bei Blickrichtung von oben auf die Kontaktfeder 4 - konvex gekrümmt ist. Bei Überschreiten ihrer Schalttemperatur wechselt die Krümmung der Schnappscheibe 13 sprunghaft von konvex nach konkav; dabei stemmt sich die Schnappscheibe 13 mit ihren beiden Enden unter die Laschen 12 und stützt sich mit ihrem Mittelteil zugleich auf einer balligen Erhebung 14 der Kontaktfeder 4 ab, sodaß das Kontaktstück 5 vom Gegenkontakt 7 abgehoben wird.The contact spring 4 has two facing each other on its upper side Tabs 12, between which a bimetallic snap disk 13 is held, which with the switch closed - when looking at the contact spring 4 from above - is convexly curved. When their switching temperature is exceeded, the curvature changes the snap disk 13 abruptly from convex to concave; the snap disk presses itself in the process 13 with both ends under the tabs 12 and is supported with its middle part at the same time on a convex elevation 14 of the contact spring 4, so that the contact piece 5 is lifted from the mating contact 7.

Auf der Außenseite des Gehäuses 1, mit Ausnahme des Zugangs 2 am einen Ende, ist eine dünne, nur wenige /um dicke Aluminiumschicht 15 durch Bedampfen aufgebracht.On the outside of the housing 1, with the exception of the access 2 on one At the end, a thin, only a few / .mu.m thick aluminum layer 15 is applied by vapor deposition.

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Claims

"Bimetal temperature switch claims: In a flat plastic housing encapsulated bimetal temperature switch, especially in miniature design, with a Contact spring, which is firmly clamped at one end and at the other, movable end carries an electrical contact piece; which when closed Switch rests against an immovably arranged counter-contact, characterized in that that the housing (1) at least on one of its broad sides with a thin outside Metal layer (15) is provided.

2. bimetal temperature switch according to claim 1, characterized that the housing (1) at least on its Bimetal element (13) adjacent broadside is provided on the outside with a thin metal layer (15).

3. bimetal temperature switch according to claim 1 or 2, characterized in that that the housing (1) is provided on all sides with a thin metal layer (15) on the outside is.

4. bimetal temperature switch according to one of claims 1 to 3, characterized characterized in that the metal layer (15) is a glued-on metal foil.

5. bimetal temperature switch according to one of claims 1 to 3, characterized characterized in that the metal layer (15) is vapor-deposited.

6. bimetal temperature switch according to one of claims 1 to 3, characterized characterized in that the metal layer (15) is deposited chemically.

7. bimetal temperature switch according to claim 5 or 6, characterized in that that the metal layer (15) is between 1 / µm and 5 / µm thick.

8. bimetal temperature switch according to one of the preceding claims, characterized in that for the metal layer (15) a pure metal or a Metal alloy with high absorption coefficient for thermal radiation selected is.

9. bimetal temperature switch according to one of the preceding claims, characterized in that the metal layer (15) is blackened.

10. bimetal temperature switch according to one of the preceding claims, characterized in that the metal layer (15) is made of copper, silver or aluminum consists.