DE3733693A1 - Gekapselter temperaturschalter - Google Patents

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.