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Temperaturwächter
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D ie Erfindung betrifft einen Temperaturwächter mit einer Kontaktanordnung
aus einem beweglichen Kontakt und einem Gegenkontakt, mit einem den Kontakt vom
Gegenkontakt abhebenden Bimetallfühler und mit einem Widerstand.
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8ei bekannten Temperaturwächtern wird im Fehlerfal le zunächst einmal
der Stromkreis zum Verbraucher, beispielsweise einem Heizkörper, unterbrochen.
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Nach Abkühlung des Bimetallfühlcrs wird der Kontakt wieder hergestellt
und der Stromkreis mit dem Heizkörper ist wieder geschlossen. Sind die Fehlerquellen
bzw. die Ursachen, die zum Öffnen des Temperaturwächters führten, nicht behoben,
so erfolgt eine erneute Abschaltung. Diese Abschaltun-gen können immer häufiger
und in kürzeren Abständen auftreten, so daß es zu Belastungen des Bimetallstreifens
und der Kontaktflächen kommen kann, die durch die elektrische Stromwärme verursacht
werden, die von der Kontaktanordnung nicht mehr in geeigneter Weise aufgenommen
und abgegeben werden kann. Durch ein häufiges Schalten bei übermäßigen Temperaturen
können die Kontakte miteinander verschweißen. E in solches unerwünschtes Schaltverhalten
eines Temperaturwächters mit wiederholtem Aus- und Wiedereinschalten wird als "Reglertakten;'
bezeichnet. Beim Festbrennen bzw. Verschweißen der Kontaktflächen kann eine Überwachung
der Temperatur und durch den Temperaturwächter nicht mehr erfolgen, da der Strom
permanent am Heizkörper steht und der Temperaturwächter ihn nicht mehr abschalten
kann. Es
folgt eine vollständige Zerstörung des Verbrauchers bzw.
weiterer angeschlossener Geräte. Es besteht die Gefahr, daß durch die Funktionsunfähigkeit
des Reglers Brände ausgelöst werden.
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Es sind weiterhin Temperaturwächter bekannt, bei denen zur Verhinderung
des Reglertaktens sogenannte D i cksch i chtwiderstände der Kontaktanordnung parallel
geschaltet sind. Diese Dickschichtwiderstände sind rein ohm'sche Widerstände, wobei
eine Widerstandspaste im Siebdruckverfahren auf ein wärmebeständiges Material aufgebracht
und bei erhöhter Temperatur eingebrannt wird. Die Wärmeauskopplung dieser Widerstände
und die Anbringung an Metallteilen ist sehr aufwendig und oftmals gar nicht durchführbar.
Weitere Nachteile bestehen darin, daß durch die unbefriedigende Wärmeauskopplung
zur Kontaktanordnung hin erhöhte Temperaturen am Widerstand notwendig sind1 die
aufgrund übermäßiger spezifischer Temperaturbelastung einmal dazu führen, daß die
Widerstände selbst thermisch überlastet sind, wobei die Gefahr der Selbstzerstörung
besteht, und zum anderen die oftmals vorhandenen Kunststaffteile des Wächters verspröden,
wobei es zur Rißbildung und evti. zum Bruch dieser Teile kommt. Insbesondere die
erste Gefahr ist auch bei einer Ausgestaltung gegeben, bei der ein sich erwärmender
ohm 8 scher Widerstand über Anschlußdrähte zwischen den beiden Seiten der Kontaktanordnung
geschaltet ist.
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Demgegenüber liegt der Neuerung die Aufgabe zugrunde einen Wächter
der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß unter Vermeidung der genannten
Nachteile eine Wiedereinschaltung für den Fall ausgeschlossen bleibt, solange die
ursächliche Fehlerquelle nicht behoben ist, wobei die Auskopplung der Wärmeenergie
auf optimalem und kürzestem Wege durch einfache M ittel erreicht werden soll und
ein Ansteigen der Umgebungstemperatur im Fehlerfalle vermieden wird.
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Erfindungsgemäß wird die genannte Aufgabe dadurch gel öst, daß der
Widerstand als PTC-Widerstand an der Kontaktanordnung angebracht ist.
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Durch die erfindungsgemäße Anordnung eines PTC-Bausteins wird eine
zuverlässige sichere und schnelle Abgabe der in ihm bei Stromfluß erzeugten Wärme
an die Kontaktandrdnung gewährleistet. Durch die Temperatur-Widerstandsverhältnisse
bei einem solchen PTC-Baustein wird zunächst erreicht, daß neben der Öffnung der
Kontaktanordnung aufgrund der übermäßigen Umgebungswärme die Leitfähigkeit des PTC-Bausteins
derart gering ist, daß praktisch kein Strom mehr fließt. Bei Abkühlung der Udigebung
stabilisiert sich der Stromfluß durch das PTC-Element und die hiermit verbundene
Temperaturabgabe auf einen Wert, durch den die Kontaktanordnung zuverlässig offengehalten
werden kann, bis eine externe Stromunterbrechung, spielsweise durch Ausschalten
des Gerätes oder Ziehen des Netzsteckers erfolgt-. Erst hiernach, was bei einem
ungewünschten Ausschalten des Verbrauchers durch den Temperaturwächter auch erst
ein Überprüfen und gegebenenfalls Reparieren vor einer Neueinschaltung bewirkt,
spricht die Kontaktanordnung des Temperaturwächters wieder an.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Neuerung ergeben sich aus den Ansprüchen
und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele des neuerungsgemäßen
Temperaturwächters im einzelnen erläutert sind. Dabei zeigt: Fig. 1 eine erste Ausführungsform
des neuerungsgemäßen Temperaturwächters in Seitenansicht; Fig. 2 einen Schnitt durch
die Ausführungsform in der Fig. 1 entlang der Linie 11-11;
Fig.
3 ein Schaltbild eines neuerungsgemäßen Temperaturwächters; Fig. 4 eine weitere
Ausgestaltung eines neuerungsgemäßen Temperaturwächters; Fig. 5 einen Schnitt entsprechend
V-V der Fig. 4; Fig. 6 eine andere Ausführungsform eines neuerungsgemäßen Temperaturwächters;
Fig. 7 eine weitere Ausgestaltung des neuerungsgemäßen Temperaturwächters; und Fig.
8 einen Schnitt entsprechend der Linie VIII - Vlli der Fig. 7.
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Der in der Fig. 1 dargestellte neuerungsgemäße Temperaturwächt er
1 weist Anschluß- bzw. Befestigungszungen 2 auf, die an einem Isolierteil 3 des
Temperaturwächters 1 festgelegt sind. Es ist weiterhin eine Kontaktanordnung vorhanden,
die aus einem mit einer Anschlußzunge 2 elektrisch verbundenen und durch diese gehaltenen
Bimetallstreifen 5 besteht, an dessen Ende ein knopfartiger Kontakt 5' befestigt
ist. Dem Kontakt 5' ist ein Gegenkontakt 4 zugeordnet, der an der anderen Kontaktzunge
2' befestigt ist. An der Kontaktzunge 2 ist ein Federstreifen 7 befestigt, indem
er mit einem Umbug 8 auf die Kontaktlasche 2 aufgepunktet ist. Der Federstreifen
7 ragt von dort bis unterhalb der Kontaktlasche 2', wobei unter auf die Kontaktlasche
2' hingerichteter Federwirkung steht. Zwischen der Kontaktlasche 2' und dem Federstreifen
7 ist eine PTC-W iderstandstablette angeordnet, die unter der Federwirkung des Federstreifens
7 gegen die Kontaktlasche 2 gedrückt und so festgehalten wird.
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Der neuerungsgemäße Temperaturwächter 1 wird in der aus der Fig. 3
ersichtlichen Weise in Reihe mit einem Verbraucher 9, wie einem Heizgerät od. dgl.
geschaltet. Aus der Schaltskizze der Fig. 3 ist ersichtlich, daß der PTC-Widerstand
6 zur Kontaktanordnung parallel geschaltet ist, diese also überbrückt. Wird nun
Strom angelegt, so fließt dieser von einer Anschlußzunge, beispielsweise 2, über
das Bimetallteil 5, den an diesem befestigten Kontakt 5' zum Gegenkontakt 4 und
von diesem zur Anschlußzunge 2' und von dort zum Verbraucher 9, der dann beispielsweise
beheizt wird. Tritt nun ein Fehler auf, beispielsweise wird der Verbraucher 9 über
eine gewisse Grenze hinaus überhitzt, so öffnet der Bimetallstreifen 5 des Temperaturwächters
1, der - wie üblich - in der Nachbarschaft zum Verbraucher9 angeordnet wird, die
Kontaktanordnung 4, 5', hebt also den Kontakt 5' vom Gegenkontakt 4 ab. Der Stromfluß
durch die Kontaktanordnung wird daher unterbrochen. Aufgrund der vom Verbraucher
9 abgegebenen Umgebungswärme hat auch der PTC-Widerstand eine solch geringe Leitfähigkeit,
daß über ihn praktisch kein Strom mehr zum Verbraucher 9 fließt. Der Verbraucher
9 wird so nicht mehr belastet und die Temperatur im Verbraucher 9 sinkt ab. Mit
Absinken der Temperatur erhöht sich aber die Leitfähigkeit im PTC-Widerstand 6,
wodurch sich dieser selbst erwärmt und sich mit einem geringen Stromfluß und diesem
entsprechender Erwärmung stabilisiert, wobei die Temperaturabgabe an die Umgebung,
insbesondere im dargestellten Ausführungsbeispiel zum Gegenkontakt 4 und von diesem
abstrahlend auf die Dimetallstreifen 5 derart ist, daß die Kontaktanordnung 4, 5'
weiterhin geöffnet bleibt. Der Verbraucher kann daher nicht überlastet werden. Eine
nennenswerte Abgabe elektrischer Leistung als Wärme vom Verbraucher 9 oder Heizkörper
ist daher nicht möglich. Erst nach Abschalten des Verbrauchers 9 von Hand fließt
auch durch den PTC-Widerstand 6 kein Strom mehr, so daß dieser sich abkühlt, und
der Bimetallstreifen 5 die Kontaktanordnung 4, 5' schließt und der Verbraucher nach
einer gewissen Zeit, insbesondere nach
einer Überprüfung der Fehlerquelle
wieder genutzt werden kann. Der bei geöffneter Kontaktanordnung durch den PTC-Widerstand
6 erfolgende Stromfluß kann dabei in geeigneter Weise gewählt werden.
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Während bei der Ausgestaltung nach den Fig. 1 und 2 der PTC-Widerstand
6 lediglich zwischen der Anschlußlasche 2' und der Feder 7 festgeklemmt ist, kann
er gegebenenfalls, als dies notwendig ist, beispielsweise wenn das Gerät, in dem
der Temperaturwächter 1 eingesetzt wird, Erschütterungen ausgesetzt'wird, noch sicherer
befestigt sein. Gemäß der Ausgestaltung der Fig. 4 und 5 ist gemeinsam über die
Anschlußlasche 2', den PTC-Widerstand 6 und das diesen erhaltende Ende der Feder
7 ein Schrumpfschlauch 10 gezogen und über den genannten Teil aufgeschrumpft. Der
PTC-Baustein 6 wird hierdurch sicher und noch fester an der Kontaktzunge 2' gehalten,
so daß die Wärmeauskopplung aus dem Baustein verbessert wird.
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Bei der Ausgestaltung nach der Fig. 6 ist der PTC-Widerstand 6 mittels
Klebstoff 11, beispielsweise Siliconkautschuk, an der Kontaktzunge 2' festgeklebt.
Auch hierdurch wird eine sichere Befestigung gewährleistet.
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Eine andere Befestigung ist die der Ausgestaltung nach den Fig. 7
und 8.
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Hier ist über den PTC-Baustein 6 eine Kunststoffhülse 12 gezogen,
die diesen festlegt und gegen eine Kontaktzunge 2' andrückt.
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Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den
Ansprüchen offenbarten Merkmale in der Erfindung können sowohl einzeln als auch
in geeigneten Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen
Ausführungsformen wesentlich sein.
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B ezug sze i chen - L i ste 1 Temperaturwächter 2 Anschluß- bzw.
Befestigungszunge, Kontaktzunge, Kontaktlasche 2' Kontaktzunge, Kontaktlasche, Anschlußlasche
3 Isolierteil 4 Gegenkontakt, Kontaktanordnung 5 Bimetallstreifen, Bimetallteil
5' Kontakt, Kontaktanordnung 6 PTC-Widerstand, PTC-Baustein 7 Federstreifen, Feder
8 Umbug 9 Verbraucher 10 Schrumpfschlauch 11 Klebstoff 12 Kunststoffhül se
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