DE3733693C2 - Temperaturschalteinrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Temperaturschaltein­ richtung mit einem Temperaturschalter in einem zugeschweißten Metallgehäuse, aus dem durch eine Glasabdichtung zumindest eine Anschlußleitung herausgeführt ist.

Eine derartige Temperaturschalteinrichtung ist aus der US 4,287,499 bekannt.

Bei der bekannten Temperaturschalteinrichtung ist innerhalb des äußeren Metallgehäuses unmittelbar ein temperaturabhängiges Schaltwerk angeordnet, das einen festen Kontakt sowie einen be­ weglichen Gegenkontakt umfaßt, wobei der bewegliche Gegen­ kontakt an einer Federzunge angeordnet ist, die ihre Lage tem­ peraturabhängig verändert. Das Metallgehäuse weist an seiner Schmalseite eine Öffnung auf, die mittels eines Metalldeckels verschlossen ist, der mit dem Restgehäuse verschweißt ist. Ein zu dem festen Kontakt führender Anschluß ist durch eine Öffnung im Metalldeckel hindurchgeführt, wobei die Durchführungsöffnung um den Anschluß herum mit Glas abgedichtet ist.

Die Anordnung ist so getroffen, daß der feststehende Kontakt lediglich durch den durch die Glasabdichtung hindurchgeführten Anschluß gehalten wird, während der bewegliche Kontakt über einen Träger mit dem Metalldeckel verschweißt ist.

Eine vergleichbare Temperaturschalteinrichtung ist aus der DE-AS 14 90 761 bekannt, wobei hier der bewegliche Kontakt nicht an dem Metalldeckel sondern an dem Restgehäuse auf kom­ plizierte Weise befestigt ist.

Bei beiden Temperaturschalteinrichtungen ist von Nachteil, daß die elektrische Verbindung zu dem beweglichen Gegenkontakt über das Metallgehäuse geführt wird, so daß das Metallgehäuse selbst im Stromkreis angeordnet und damit stromführend ist. Als explo­ sionsgeschützte Schalter sind die bekannten Schalter daher nicht einsetzbar.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrun­ de, eine Temperaturschalteinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die explosionsgeschützt ausgebildet ist und auch in korrosiven Umgebungen eingesetzt werden kann.

Bei der eingangs genannten Temperaturschalteinrichtung wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Tempera­ turschalter innerhalb des Metallgehäuses mit einer Umhüllung versehen ist, der Temperaturschalter mittels mindestens eines Zwischenteils im Gehäuse reibschlüssig gehalten ist und beide Anschlußleitungen durch die Glasabdichtung aus dem Metallgehäu­ se herausgeführt sind.

Soweit ein vom eigentlichen Metallgehäuse separater Deckel, der ebenfalls aus Metall ist, vorgesehen ist, so ist dieser vor­ zugsweise mit dem Metallgehäuse verschweißt. Bei der Herstel­ lung wird nach Einsetzen des Temperaturschalters das Metall­ gehäuse vorzugsweise mit inertem Gas gespült und gegebenenfalls gefüllt. Hierzu können Helium oder Stickstoff verwendet werden.

Das Metallgehäuse selbst besteht aus Stahl, vorzugsweise aus nicht-korrodierendem Edelstahl. Durch die erfindungsgemäße Aus­ gestaltung wird erreicht, daß jedes herkömmliche, auf Tempera­ tur oder Überstrom ansprechende Schaltwerk, das in der Regel als aktives Schaltelement eine Bimetallscheibe aufweist, zuver­ lässig gegen schädliche äußere Einwirkungen, wie Druck, korro­ sive Einflüsse etc. geschützt werden kann und dennoch explosi­ onsgeschützt ist.

Zum kraftschlüssigen Halten des Temperaturschalters im Metall­ gehäuse sieht die Erfindung vor, daß zwischen dem Temperatur­ schalter und zumindest einer Wand des Gehäuses zumindest ein elastisches Einsatzteil angeordnet ist, oder aber das Gehäuse nutartige Einprägungen aufweist, die am Schalter anliegen. Wei­ terbildungen sehen insbesondere vor, daß der Schalter zur Fest­ legung eine über die Anschlußkontakte hervorragende Rippe auf­ weist bzw. daß die Anschlußleitungen im Inneren des Metall­ gehäuses vom Temperaturschalter fort abgebogen sind und aus elastisch verformbarem Material bestehen.

In bevorzugter Ausgestaltung kann weiterhin vorgesehen sein, daß die Anschlußleitung an Kontakten des Schalters ange­ schweißt sind, wobei insbesondere die Anschlußleitungen laser­ geschweißt sind. Die Anschlußleitungen sind also an den Kontak­ ten nicht angelötet. Hierdurch werden bessere elektrische Wer­ te, d. h. geringere Übergangswiderstände, bei den Anschlüssen und eine festere Verbindung erzielt, die insbesondere wün­ schenswerte ist, wenn der Schalter über die Anschlußleitungen kraftschlüssig im Metallgehäuse gehalten wird.

Eine gas- und druckdichte Verbindung kann insbesondere dadurch ausgebildet sein, daß das Metallgehäuse topfartig ausgebildet ist und im Bereich seiner Öffnung einen nach außen abgebogenen Ansatz aufweist, der durch entsprechende Ansätze eines Metall­ deckels übergriffen wird und mit diesen verschweißt ist. In einer Ausgestaltung ist dabei vorgesehen, daß der Metalldeckel aus verformtem, wie tiefgezogenem, geprägtem Blech, vorzugswei­ se Stahlblech, besteht und eine Vertiefung um Durchführungen für die Anschlußleitungen aufweist, die vollständig mit Druck­ glasmasse ausgegossen ist. Eine andere Ausgestaltung sieht vor, daß der Metalldeckel ein massives Metallteil mit einer Bohrung zur Durchführung der Anschlußleitungen ist, wobei lediglich die Bohrung um die Anschlußleitungen mit Druckglasmasse ausgegossen ist.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Temperaturschaltein­ richtung wird insgesamt erreicht, daß herkömmliche Temperatur­ schalter bei geringen Abmessungen gas- und explosionsgeschützt eingekapselt werden können und hierfür keine speziellen, elek­ tromechanischen Bimetallschalter geschaffen werden müssen.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der beigefügten Beschreibung, in der Ausführungsbeipiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung im einzelnen erläutert sind. Dabei zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform der Temperaturschalteinrichtung;

Fig. 2 einen Längsschnitt in einer zur Schnittebene der Fig. 1 senkrechten Schnittebene der gleichen Tempe­ raturschalteinrichtung;

Fig. 3 einen Schnitt entsprechend III-III der Fig. 2;

Fig. 4 eine abgewandelte Herausführung der Anschlußkontakte in einem Teilschnitt entsprechend Fig. 2;

Fig. 5 die abgewandelte Herausführung der Anschlußkontakte im Teilschnitt entsprechend Fig. 1;

Fig. 6 eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Temperaturschalteinrichtung in einer Darstellung entsprechend Fig. 1;

Fig. 7 einen Schnitt entsprechend VII-VII in der Fig. 6;

Fig. 8 einen Längsschnitt entsprechend dem der Fig. 1 durch eine andere Ausführungsform der Temperaturschaltein­ richtung, bei der die Festlegung über die Anschluß­ leitungen erfolgt;

Fig. 9 einen Querschnitt längs der Linie XII-XII der Fig. 8; und

Fig. 10 die Herausführung der Anschlußleitungen aus dem um­ gebenden Metallgehäuse beim Schalter der Fig. 8 ähn­ lich der Herausführungen der Fig. 4 und 5.

In den Figuren ist ein Temperaturschalter mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet. Er beinhaltet zumindest eine in seiner Umhüllung in geeigneter Weise gelagerte (nicht dargestellte) Bimetall­ scheibe, die durch Umschnappen direkt oder indirekt eine elek­ trische Verbindung zwischen zwei Anschlußkontakten in an sich bekannter Weise herstellt. Derartige Temperaturschalter an sich sind dem Fachmann bekannt. Unter der allgemeinen Bezeichnung Temperaturschalter werden Temperaturregler, rückstellbare und nicht-rückstellbare Temperaturbegrenzer, Temperaturwächter etc. verstanden. Der Temperaturschalter 1 ist an seinen Anschluß­ kontakten 2 mit Anschlußleitungen 3 versehen, die vorzugsweise an den Kontakten 2 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 herkömmlichen Löten der Fall ist.

Der Temperaturschalter 1 selbst ist in einem stabilen Metall­ gehäuse 4 eingesetzt, das vorzugsweise aus Stahl, wie Edel­ stahl, besteht. Das Metallgehäuse 4 ist durch einen Metall­ deckel 6 oder 7 verschlossen, der eine Durchführung 8 für die Anschlußleitungen 3 aufweist, wobei die Durchführung 8 um die Anschlußleitungen 3 herum durch Druckglasmasse 9 verschlossen ist.

Der Metalldeckel 6 ist aus einem Stahlblech geformt, beispiels­ weise geprägt, tiefgezogen oder dergleichen und weist eine zen­ trale Vertiefung auf, die vollständig mit der Druckglasmasse 9 ausgefüllt ist. Die Vertiefung wird durch Ränder 11 begrenzt, von denen sich ein außen abgebogener Ansatz 12 erstreckt. Das Metallgehäuse 4 ist im Bereich seiner Öffnung 13 ebenfalls mit einem rundum laufenden, nach außen abgebogenen Ansatz 14 verse­ hen. Der aufgesetzte Metalldeckel 6 sitzt mit seinen Ansätzen 12 auf den Ansätzen 14 des Metallgehäuses 4 dicht auf und ist mit diesen verschweißt.

Alternativ kann der Metalldeckel 7 aus einem massiven Metall­ teil durch spanabhebende Bearbeitung hergestellt sein, wobei er ebenfalls den abgebogenen Ansätzen 14 entsprechende Ansätze 16 aufweist, über die er mit dem eigentlichen Metallgehäuse 4 ver­ schweißt ist.

Die Temperaturschalteinrichtung ist mit einem elektrisch iso­ lierenden Teflonschlauch 31 versehen. Zum Ausgleich der durch die zur Schaffung einer Schweißnaht 32 vorgesehenen Flansche 12, 14 ist zwischen Teflonschlauch 31 und Metallgehäuse 4 eine Ausgleichslage 33 in Form eines gut wärmeleitenden Metallrohr­ teils angeordnet.

Bei der Ausführungsform der Fig. 1 bis 7 weist der Tempera­ turschalter 1 an 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 Metallgehäuse 4 ein elastisches Teil, wie ein Kunststoffteil 22, untergebracht, dessen Abmessungen im Hinblick auf die Ab­ messungen des Metallgehäuses 4 gerade derart sind, daß der ein­ geschobene Temperaturschalter 1 mit seiner der Rippe 21 gegen­ überliegenden Seite an der Gehäusewandung anliegt und durch die Rippe 21 reibschlüssig sicher und fest im Metallgehäuse 4 ge­ halten wird.

Bei der Ausgestaltung der Fig. 6 und 7 ist demgegenüber das Metallgehäuse 4 in seinem unteren Ende mit einer von außen ein­ geprägten Nut 23 versehen, die über den unteren Teil des Me­ tallgehäuses 4 mittig in Längsrichtung desselben verläuft, in das Metallgehäuse 4 also als Vorsprung hineinragt, an dem die Rippe 21 zur Festlegung des Temperaturschalters 1 anliegt.

Bei der Ausgestaltung der Fig. 8 und 9 ist ähnlich wie bei der Ausgestaltung der Fig. 1 bis 3 im Metallgehäuse 4 ein Einsatzteil 22, vorzugsweise aus Kunststoff, vorgesehen. Der Temperaturschalter 1 weist hier aber keine Rippe 21 auf. Statt dessen sind die Anschlußleitungen 3 zunächst von der Oberfläche des Schalters 1 abgebogen und nach einer weiteren Abbiegung mittig durch den Metalldeckel 6 herausgeführt. Die Abbiegung 28 ist derart bemessen, daß sie am Zwischenteil 22 anliegt und der Temperaturschalter 1 daher über seine Anschlußleitungen 3 reib­ schlüssig im Metallgehäuse 4 festgelegt ist. Vorzugsweise be­ stehen die Anschlußleitungen 3 aus einem mehr elastisch als plastisch verformbarem Material.

Die Fig. 10 zeigt wieder bei einer aus dem Metallgehäuse 4 her­ ausgeführten Anschlußleitung 3 einen spanabhebend gebildeten Metalldeckel entsprechend der Fig. 4, 5, bei dem die Druck­ glasfüllung nur den Raum der Höhe des Metalldeckels 7 einnimmt.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung ist der Temperaturschal­ ter 1 korrosionsfest und explosionsgeschützt im Metallgehäuse 4 eingeschlossen.

Die Herstellung der gekapselten Temperaturschalteinrichtung er­ folgt vorzugsweise derart, daß die Anschlußleitungen 3 an den Kontakten 2 zunächst mittels Laser festgeschweißt werden. Nach Einsetzen des Temperaturschalters in das Metallgehäuse wird dieses evakuiert, mit inertem Gas, wie Helium oder Stickstoff, gespült und gegebenenfalls verfüllt, und schließlich erfolgt das gasdichte Verschließen. Hierzu werden die Durchführungen für die Anschlußdrähte 3 mit Druckglasmasse vergossen, also Druckglasdurchführungen ausgebildet und der Metalldeckel am Me­ tallgehäuse im Bereich der Ansätze 12, 14 verschweißt.

Claims (10)

1. Temperaturschalteinrichtung mit einem Temperaturschalter (1) in einem zugeschweißten Metallgehäuse (4, 6, 7), aus dem durch eine Glasabdichtung (9) mindestens eine An­ schlußleitung (3) herausgeführt ist, dadurch gekennzeich­ net, daß der Temperaturschalter (1) innerhalb des Metall­ gehäuses (4, 6, 7) mit einer Umhüllung versehen ist, der Temperaturschalter (1) mittels mindestens eines Zwischen­ teiles (21, 22) in dem Metallgehäuse (4, 6, 7) reibschlüs­ sig gehalten ist und beide Anschlußleitungen (3) durch die Glasabdichtung (9) aus dem Metallgehäuse (4, 6, 7) heraus­ geführt sind.

2. Temperaturschalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Anschlußleitungen (3) an Kontakten (2) des Temperaturschalters (1) angeschweißt sind.

3. Temperaturschalteinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß das Zwischenteil (21, 22) ein elastisches Einsatzteil (22) umfaßt, das zwischen dem Tem­ peraturschalter (1) und zumindest einer Wand des Metall­ gehäuses (4, 6, 7) angeordnet ist.

4. Temperaturschalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenteil (21, 22) eine über Kontakte (2) des Temperaturschalters (1) hervor­ ragende Rippe (21) aufweist.

5. Temperaturschalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußleitungen (3) im Inneren des Metallgehäuses (4, 6, 7) von dem Tempera­ turschalter (1) fort abgebogen sind und aus elastisch ver­ formbarem Material bestehen.

6. Temperaturschalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallgehäuse (4, 6, 7) topfartig ausgebildet ist und im Bereich seiner Öffnung (13) einen nach außen abgebogenen Ansatz (14) aufweist, der durch entsprechende Ansätze (12, 16) eines Deckels (6) übergriffen wird und mit diesem verschweißt ist.

7. Temperaturschalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Deckel (6) aus verform­ tem, wie tiefgezogenem, geprägtem Blech, vorzugsweise Stahlblech besteht und eine Vertiefung um Durchführungen (8) für die Anschlußleitungen (3) aufweist, die vollstän­ dig mit Druckglasmasse (9) ausgegossen ist.

8. Temperaturschalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Deckel (7) ein massives Metallteil mit einer Bohrung zur Durchführung der An­ schlußleitungen (3) ist, wobei lediglich die Bohrung um die Anschlußleitungen (3) mit Druckglasmasse (9) ausgegos­ sen ist.

9. Temperaturschalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallgehäuse (4, 6, 7) von elektrisch isolierendem, vorzugsweise wärmefestem Ma­ terial (31), wie einem Teflonschlauch, umgeben ist.

10. Temperaturschalteinrichtung nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß bei über die Flächen des Temperatur­ schalters (1) hinausragenden Ansätzen (12, 14) für eine Schweißnaht zum Ausgleich zwischen dem eigentlichen Metallgehäuse (4, 6, 7) und einer Isolierschicht (31) eine Ausgleichslage aus gut wärmeleitendem Material, wie Metall, gegebenenfalls in Form eines Metallrohrteiles (33) angeordnet ist.