DE3733693A1 - Gekapselter temperaturschalter - Google Patents
Gekapselter temperaturschalterInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen gekapselten Temperaturschalter.
Temperaturschalter ansich sind in vielfältiger Ausgestaltung
bekannt. Derartige Schalter können nicht in korrosiven oder
explosiven Umgebungen eingesetzt werden, sofern sie nicht her
metisch dicht gekapselt sind. Gleiches gilt für höhere Drücke
aufweisende Umgebungen, da dies zu einer Verformung der Umhül
lung des eigentlichen Schalters oder der Überdruck in den
Schalter eindringen und damit zu einer Hemmung der den Schalt
vorgang bewirkenden Bimetallscheibe oder zumindestens zu einer
Veränderung der Schalttemperatur führen kann.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen druck
festen Schalter zu schaffen, der auch in korrosiven Umgebungen
eingesetzt werden kann und vorzugsweise explosionsgeschützt
ist.
Erfindungsgemäß wird die genannte Aufgabe durch einen gekap
selten Temperaturschalter gelöst, der gekennzeichnet ist durch
ein zugeschweißtes Metallgehäuse und durch Druckglasdurch
führungen herausgeführte Anschlußleitungen. Soweit ein vom
eigentlichen Metallgehäuse separater Deckel, der ebenfalls aus
Metall ist, vorgesehen ist, so ist dieser vorzugsweise mit dem
Gehäuse verschweißt. Bei der Herstellung wird nach Einsetzen
des Schalters das Gehäuse vorzugsweise mit inertem Gas ge
spült und gegebenenfalls gefüllt. Hierzu können Helium oder
Stickstoff verwendet werden. Das Metallgehäuse selbst besteht
aus Stahl, vorzugsweise aus nicht korrosierendem Edelstahl.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird erreicht, daß
jedes herkömmliche auf Temperatur oder Überstrom ansprechende
Schaltwerk, das in der Regel als aktives Schaltelement eine
Bimetallscheibe aufweist zuverlässig gegen schädliche äußere
Einwirkungen, wie Druck, korrosive Einflüsse etc. geschützt
werden kann.
In bevorzugter Ausgestaltung kann weiterhin vorgesehen sein,
daß die Anschlußleitungen an Kontakten des Schalters ange
schweißt sind, wobei insbesondere die Anschlußleitungen laser
geschweißt sind. Die Anschlußleitungen sind also an den Kon
takten nicht angelötet. Hierdurch werden bessere elektrische
Werte, d.h. geringere Übergangswiderstände an den Anschlüssen
und eine festere Verbindung erzielt, die insbesondere wünschens
wert ist, wenn der Schalter in noch zu beschreibender Weise
über die Anschlußleitungen kraftschlüssig im Gehäuse gehalten
wird.
Zum kraftschlüssigen Halten des Schalters im Gehäuse sieht die
Erfindung vorzugsweise vor, daß zwischen Schalter und zumin
destens einer Wand des Gehäuses zumindestens ein elastisches
Einsatzteil angeordnet ist oder aber das Gehäuse nut- oder
schulterartige Einprägungen aufweist, die am Schalter anliegen.
Weiterbildungen sehen insbesondere vor, daß der Schalter zur
Festlegung eine über die Anschlußkontakte hervorragende Rippe
aufweist bzw. daß die Anschlußleitungen im Inneren des Gehäuses
vom Schalter fort abgebogen sind und aus elastisch verformbaren
Material bestehen.
Eine gas- und druckdichte Verbindung von Gehäusetopf und Deckel
kann insbesondere dadurch ausgebildet sein, daß das Gehäuse
topfartig ausgebildet ist und im Bereich seiner Öffnung einen
nach außen abgebogenen Ansatz aufweist, der durch entsprechende
Ansätze des Deckels übergriffen wird und mit diesem verschweißt
ist. In einer Ausgestaltung ist dabei vorgesehen, daß der
Deckel aus verformten, wie tiefgezogenem, geprägten Blech, vor
zugsweise Stahlblech besteht und eine Vertiefung um Durch
führungen für die Anschlußleitungen aufweist, die vollständig
mit Druckglasmasse ausgegossen ist. Eine andere Ausgestaltung
sieht vor, daß der Deckel ein massives Metallteil mit einer
Bohrung zur Durchführung der Anschlußleitungen ist, wobei le
diglich die Bohrung um die Anschlußleitungen mit Druckglas
masse ausgegossen ist.
Während grundsätzlich zwei Anschlußleitungen an zwei Kontakten
des Schalters angeschweißt und aus dem Gehäuse durch Druck
glasdurchführungen herausgeführt sind, sieht eine besondere
Ausführungsform vor, daß lediglich ein elektrischer Kontakt
über eine aus dem Gehäuse herausgeführte Anschlußleitung er
folgt, während der andere elektrische Kontakt über das Gehäuse
direkt erfolgt, wobei insbesondere mit dem Gehäuse oder mit dem
Deckel eine elektrische Anschlußlasche elektrisch verbunden ist.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung eines gekapselten Schal
ters wird insgesamt erreicht, daß herkömmliche Schalter bei
geringen Abmessungen gas- und explosionsgeschützt eingekap
selt werden können und hierfür keine speziellen elektro
mechanischen Bimetallschalter geschaffen werden müssen.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus
den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der
Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die
Zeichnung im einzelnen erläutert sind. Dabei zeigt:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungs
form des Schalters;
Fig. 2 einen Längsschnitt in einer zur Schnittebene der
Fig. 1 senkrechten Schnittebene des gleichen
Schalters;
Fig. 3 einen Schnitt entsprechend III-III der Fig. 2;
Fig. 4 eine abgewandelte Herausführung der Anschluß
kontakte in einem Teilschnitt entsprechend Fig.
2;
Fig. 5 die abgewandelte Herausführung der Anschlußkon
takte im Teilschnitt entsprechend Fig. 1;
Fig. 6 eine andere Ausführungsform des erfindungsge
mäßen Schalters in einer Darstellung entsprechend
Fig. 1;
Fig. 7 einen Schnitt entsprechend VII-VII in der Fig.
6;
Fig. 8 einen Schnitt entsprechend Fig. 2 durch einen
Schalter, bei dem ein elektrischer Kontakt durch
das Gehäuse erfolgt;
Fig. 9 einen Schnitt entlang der Linie IX-IX der Fig.
8;
Fig. 10 eine Außenansicht des Schalters nach den Fig.
8, 9;
Fig. 11 einen Längsschnitt entsprechend dem der Fig.
1 durch eine andere Ausführungsform des Schalters,
bei dem die Festlegung über die Anschlußleitung
(en) erfolgt;
Fig. 12 einen Querschnitt entlang der Linie XII-XII der
Fig. 11; und
Fig. 13 die Herausführung der Anschlußleitungen aus dem
umgebenden Gehäuse beim Schalter der Fig. 11
ähnlich der Herausführungen der Fig. 4, 5.
In den Figuren ist der Temperaturschalter mit dem Bezugszeichen
1 bezeichnet. Er beinhaltet zumindestens eine in der Umhüllung
geeigneter Weise gelagerte (nicht dargestellte) Bimetallscheibe,
die durch Umschnappen direkt oder indirekt eine elektrische
Verbindung zwischen zwei Anschlußkontakten, von denen einer
die Umhüllung des Schalters selbst sein kann, in ansich be
kannter Weise herstellt. Derartige Temperaturschalter ansich
sind dem Fachmann bekannt. Unter der allgemeinen Bezeichnung
Temperaturschalter werden Temperaturregler, rückstellbare und nicht
rückstellbare Temperaturbegrenzer, Temperaturwächter etc. ver
standen. Der Schalter 1 ist an seinen Anschlußkontakten 2 mit
elektrischen Zuleitungen 3 versehen, die vorzugsweise an den
Kontakten 1 angeschweißt sind, wobei das Verschweißen mittels
Laser erfolgt. Hierdurch werden bessere elektrische Werte, d.h.
ein geringerer Kontaktübergangswiderstand und eine starrere
Befestigung der Anschlußleitungen 3 erreicht, als es beim her
kömmlichen Löten der Fall ist.
Der Schalter 1 selbst ist in einem stabilen Metallgehäuse 4
eingesetzt, das vorzugsweise aus Stahl, wie Edelstahl, besteht.
Das Gehäuse 4 ist durch einen Deckel 6 oder 7 verschlossen,
der eine Durchführung 8 für die Anschlußleitungen 3 aufweist,
die um die Anschlußleitungen 3 herum durch Druckglasmasse 9
verschlossen ist.
Der Deckel 6 ist aus einem Stahlblech geformt, beispielsweise
geprägt, tiefgezogen oder dergleichen und weist eine zentrale
Vertiefung auf, die vollständig mit der Druckglasmasse 9 aus
gefüllt ist. Die Vertiefung wird durch Ränder 11 begrenzt, von
denen sich ein außen abgebogener Ansatz 12 erstreckt. Das Ge
häuse 4 ist im Bereich seiner Öffnung 13 ebenfalls mit einem
rundumlaufenden nach außen abgebogenen Ansatz 14 versehen. Der
aufgesetzte Deckel 6 sitzt mit seinen Ansätzen 12 auf den An
sätzen 14 des Gehäuses 4 dicht auf und ist mit diesen ver
schweißt.
Alternativ kann der Deckel 7 aus einem massivem Metallteil
durch spanabhebende Bearbeitung hergestellt sein, wobei er eben
falls den abgebogenen Ansätzen 14 entsprechende Ansätze 16 auf
weist, über die er mit dem eigentlichen Gehäuse 4 verschweißt
ist.
Der Schalter ist mit einem elektrisch isolierendem Teflon
schlauch 31 versehen. Zum Ausgleich der durch die zur Schaffung
der Schweißnaht 32 vorgesehenen Flansche 12, 14 ist zwischen
Teflonschlauch 31 und Gehäuse 4 eine Ausgleichslage 33 in Form
eines gut wärmeleitenden Metallrohrteils angeordnet.
Bei der Ausführungsform der Fig. 1 bis 7 weist der Tem
peraturschalter 1 auf seiner Oberseite zwischen den Kontakten
2 eine Rippe 21 auf, über die er im Gehäuse 4 reibschlüssig
festgelegt ist. Hierzu ist bei der Ausgestaltung der Fig.
1 bis 3 im Gehäuse 4 ein elastisches Teil, wie ein Kunststoff
teil untergebracht, dessen Abmessungen im Hinblick auf die Ab
messungen des Gehäuses 4 gerade derart sind, daß der einge
schobene Schalter 1 mit seiner der Rippe 21 gegenüberliegenden
Seite an der Gehäusewandung anliegt und durch die Rippe 21
reibschlüssig sicher und fest im Gehäuse gehalten wird.
Bei der Ausgestaltung der Fig. 6 und 7 ist demgegenüber das
Gehäuse 4 in seinem unteren Bereich mit einer von außen einge
prägten Nut 23 versehen, die über den unteren Teil des Gehäuses
mittig in Längsrichtung desselben verläuft, in das Gehäuse 4
also als Vorsprung hineinragt, an dem die Rippe 21 zur Fest
legung des Schalters anliegt.
Bei der Ausgestaltung der Fig. 8 bis 10 ist der Schalter
1 nur mit einem punktförmigen Anschlußkontakt 2 versehen, an
dem eine einzige Anschlußleitung 3 angebracht ist. Der zweite
elektrische Kontakt wird über die Umhüllung des Schalters 1
und das Gehäuse 4 direkt hergestellt, wobei der Ansatz 12 des
Deckels einseitig eine Verlängerung 24 aufweist, an der eine
Anschlußleitung angeschlossen werden kann, bzw. die einen Masse
kontakt herstellt.
Bei dem Schalter der Fig. 8 bis 10 weist das Gehäuse 4 im
Randbereich eingeprägte Schultern 26 auf, die in diesem Be
reich die Innenhöhe des Gehäuses 4 gerade an die Höhe des
Schalters 1 in seinen Randbereichen anpassen, so daß der Schal
ter über die Schultern 26 reibschlüssig im Gehäuse gehalten
wird. Die eingeprägten Schultern sind vorzugsweise im unteren
Endbereich 27 des Gehäuses 4 ausgebildet, so daß sich auf dem
Schalter eine Aufsicht in Richtung des Pfeiles X entsprechend
der Darstellung der Figur X ergibt.
Bei der Ausgestaltung der Fig. 11 und 12 ist ähnlich wie bei
der Ausgestaltung der Fig. 1 bis 3 im Gehäuse 4 ein Einsatz
teil 22, vorzugsweise aus Kunststoff, vorgesehen. Der Schalter
1 weist hier aber keine Rippe 21 auf. Statt dessen ist die An
schlußleitung 3 zunächst von der Oberfläche des Schalters 1
abgebogen und nach einer weiteren Abbiegung mittig aus durch
den Deckel 6 herausgeführt. Die Abbiegung 28 ist derart be
messen, daß sie am Zwischenteil 22 anliegt und der Schaltung
daher über seine Anschlußleitung 3 reibschlüssig im Gehäuse
4 festgelegt ist. Vorzugsweise besteht die Anschlußleitung
aus einem mehr elastisch als plastisch verformbaren Material.
Die Fig. 13 zeigt wieder bei einer aus dem Gehäuse 4 heraus
geführten Anschlußleitung 3 einen spanabhebend gebildeter Deckel
entsprechend der Fig. 4, 5, bei dem die Druckglasfüllung
nur den Raum der Höhe des Deckels 7 einnimmt.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung ist der Schalter kor
rosionsfest und explosionsgeschützt im Gehäuse 4 eingeschlossen.
Die Herstellung des gekapselten Schalters erfolgt vorzugsweise
derart, daß die Anschlußleitungen 3 an den Kontakten 2 zunächst
mittels Laser festgeschweißt werden. Nach Einsetzen des Schal
ters in das Gehäuse wird dieses evakuiert, mit inertem Gas,
wie Helium oder Stickstoff, gespült und gegebenenfalls ver
füllt und schließlich erfolgt das gasdichte Verschließen. Hier
zu werden die Durchführungen für die Anschlußdrähte 3 mit Druck
glasmasse vergossen, also Druckglasdurchführungen ausgebildet
und die Deckel am Gehäuse im Bereich der Ansätze 12, 14 mit
einander verschweißt.
Claims (15)
1. Gekapselter Temperaturschalter, gekennzeichnet durch ein
zugeschweißtes Metallgehäuse (4, 6, 7) und durch Druck
glasdurchführungen (9) herausgeführte Anschlußleitungen
(3).
2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Anschlußleitungen (3) an Kontakten (2) des Schalters (1)
angeschweißt sind.
3. Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Anschlußleitungen lasergeschweißt sind.
4. Schalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Schalter (1) im Gehäuse (4) kraft
schlüssig gehalten ist.
5. Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen Schalter (1) und zumindestens einer Wand des Ge
häuses (4) zumindestens ein elastisches Einsatzteil (22)
angeordnet ist.
6. Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das
Gehäuse nut- oder schulterartige Einprägungen (23, 26) auf
weist, die am Schalter (1) anliegen.
7. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Schalter zur Festlegung eine über die
Anschlußkontakte (2) hervorragende Rippe (21) aufweist.
8. Schalter nach einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Anschlußleitungen (3) im Inneren des Ge
häuses (4) vom Schalter (1) fort abgebogen sind und aus
elastisch verformbaren Material bestehen.
9. Schalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das Gehäuse (4) topfartig ausgebildet
ist und im Bereich seiner Öffnung (13) einen nach außen
abgebogenen Ansatz (14) aufweist, der durch entsprechende
Ansätze (12, 16) des Deckels übergriffen wird und mit diesem
verschweißt ist.
10. Schalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Deckel aus verformten, wie tief
gezogenem, geprägtem Blech, vorzugsweise Stahlblech be
steht und eine Vertiefung um Durchführungen (8) für die
Anschlußleitungen (3) aufweist, die vollständig mit Druck
glasmasse ausgegossen ist.
11. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Deckel ein massives Metallteil mit einer
Bohrung zur Durchführung der Anschlußleitungen (3) ist, wobei
lediglich die Bohrung um die Anschlußleitungen (3) mit
Druckglasmasse ausgegossen ist.
12. Schalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß lediglich ein elektrischer Kontakt
über eine aus dem Gehäuse (4) herausgeführte Anschluß
leitung (3) erfolgt, während der andere elektrische Kontakt
über das Gehäuse (4) direkt erfolgt.
13. Schalter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß mit
dem Gehäuse (4) eine elektrische Anschlußlasche (24) elek
trisch verbunden ist.
14. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Gehäuse von elektrisch isolierendem,
vorzugsweise wärmefesten Material (31), wie einem Teflon
schlauch versehen ist.
15. Schalter nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß bei
über die Flächen des Schalters hinausragenden Ansätzen (12,
14) für eine Schweißnaht zum Ausgleich zwischen eigent
lichem Gehäuse (4) und Isolierschicht (31) eine Ausgleichs
lage aus gut wärmeleitenden Material, wie Metall, gegebenen
falls in Form eines Metallrohrteils (33) angeordnet ist.
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
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Owner name: HOFSAESS, GEB. ZEITZ, ULRIKA, 75181 PFORZHEIM, DE |
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