DE4336564C2 - Temperature monitor - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Temperaturwächter mit einem Schaltwerk, einem zu diesem parallel geschalteten PTC-Element, zwei Anschlüssen für ein zu schützendes elektrisches Gerät, und einem zwischen die Anschlüsse und in Reihe zu dem Schaltwerk geschalteten und nahe diesem angeordneten Heizwiderstand.The invention relates to a temperature monitor with a Rear derailleur, a PTC element connected in parallel to this, two connections for an electrical device to be protected, and one between the connectors and in series with the rear derailleur switched and arranged near this heating resistor.
Ein derartiger Temperaturwächter ist aus der DE 84 24 557 U1 bekannt. Bei dem bekannten Temperaturwächter wird über den Heizwiderstand eine Stromabhängigkeit sowie über das PTC-Element eine Selbsthaltefunktion realisiert, wobei jedoch eine räumliche Trennung von Schaltwerk und thermischem Teil vorgesehen ist.Such a temperature monitor is from DE 84 24 557 U1 known. In the known temperature monitor is about Heating resistor a current dependency as well as via the PTC element realized a self-holding function, but a spatial one Separation of switchgear and thermal part is provided.
Bei einem Temperaturwächter mit parallel zum Schaltwerk geschal teten PTC-Element handelt es sich um einen selbsthaltenden Temperaturwächter. Das Schaltwerk weist ein Bimetall-Element als wirksames Teil auf. Solange das Schaltwerk geschlossen ist, weist das Schaltwerk nur einen geringen elektrischen Widerstand auf, so daß der Stromfluß im wesentlichen über das Schaltwerk erfolgt. Wenn ein durch den Temperaturwächter zu schützendes und in dessen Nähe befindliches Gerät eine Übertemperatur annimmt, so schaltet das Bimetall-Schaltwerk aus seinem Schließ- in seinen Öffnungszustand, so daß kein Strom mehr über das Schaltwerk fließen kann. Es ergibt sich dann ein hinreichender Stromfluß über das PTC-Element, welches durch den Stromfluß aufgeheizt wird und das Bimetall-Element des Schaltwerkes weiter erwärmt. Damit wird ein Takten des Schaltwerkes und damit ein Ein- und Ausschalten des zu schützenden elektrischen Gerätes verhindert, wie dies der Fall wäre, wenn, nach Ausschalten des elektrischen Gerätes durch Öffnen des Bimetall-Schaltwerkes, dieses sich wieder abkühlt, so daß der Bimetall-Schalter wieder in seinen Schließzustand gelangen würde, ohne daß der Fehler am zu schützenden Gerät behoben ist. With a temperature monitor with formwork parallel to the switchgear PTC element is a self-holding Temperature monitor. The rear derailleur has a bimetal element as an effective part. As long as the rear derailleur is closed, the rear derailleur has only a low electrical resistance on so that the current flow essentially through the switching mechanism he follows. If one to be protected by the temperature monitor and nearby device an overtemperature assumes, the bimetallic switching mechanism switches from its in its open state, so that no more current through the Rear derailleur can flow. A sufficient result is then obtained Current flow through the PTC element, which is caused by the current flow is heated and the bimetallic element of the rear derailleur continues warmed up. So that a switching of the rear derailleur and thus Switching the electrical device to be protected on and off prevents, as would be the case if, after switching off the electrical device by opening the bimetal switchgear, this cools down again, so that the bimetal switch again would get into its closed state without the error is fixed on the device to be protected.
Weiterhin ist aus der DE 36 01 055 A1 ein Temperaturwächter bekannt, bei dem zu dem Schaltwerk ein Heizwiderstand parallel geschaltet ist, der bei geöffnetem Schaltwerk im Sinne einer Selbsthaltefunktion wirkt. In Reihe mit dem Temperaturwächter ist ein Verbraucher geschaltet, zu dem parallel eine Reihen schaltung aus einem Vorwiderstand sowie einem lage- oder beschleunigungsabhängigem Schalter angeordnet ist. Wenn der lage- oder beschleunigungsabhängige Schalter schließt, wird der Verbraucher durch den Vorwiderstand überbrückt, der so dicht am Schaltwerk angeordnet ist und eine so große Heizleistung entwickelt, daß sich das Schaltwerk öffnet. In diesem geöffneten Zustand wird es dann durch die Wärmeentwicklung des Heiz widerstandes, der nunmehr in Reihe zu dem Vorwiderstand geschal tet ist, gehalten. In diesem Schaltzustand ist der Verbraucher stromlos.Furthermore, a temperature monitor is known from DE 36 01 055 A1 known in which a heating resistor in parallel with the switching mechanism is switched, with the derailleur open in the sense of a Self-holding function works. In line with the temperature monitor is connected to a consumer, in parallel with a row circuit consisting of a series resistor and a position or acceleration-dependent switch is arranged. If the position-dependent or acceleration-dependent switch closes the consumer is bridged by the series resistor, which is so tight is arranged on the switchgear and such a large heating output developed that the rear derailleur opens. In this open It then becomes state through the heat development of the heating resistance, which is now in series with the series resistor is held. The consumer is in this switching state de-energized.
Um einen günstigen Wärmeübergang von den Widerständen auf das Schaltwerk zu erreichen, sind diese als Dickschichtwiderstände auf einem Keramikträger unterhalb des Schaltwerkes angeordnet.To ensure a favorable heat transfer from the resistors to the Switchgear can be reached as thick-film resistors arranged on a ceramic support below the rear derailleur.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen selbsthaltenden Temperaturwächter zu schaffen, bei dem der Schaltpunkt des Schaltwerkes einstellbar ist, so daß ein genaueres Schalten erreicht werden kann.Against this background, the invention is based on the object to create a self-holding temperature monitor, in which the switching point of the rear derailleur is adjustable so that a more precise switching can be achieved.
Bei dem eingangs genannten Temperaturwächter wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Heizwiderstand als Dickschichtwiderstand auf einem Keramikträger ausgebildet ist, das Schaltwerk auf dem Keramikträger in thermischem Kontakt mit dem Heizwiderstand angeordnet ist, und das PTC-Element von dem Keramikträger getragen wird. With the temperature monitor mentioned at the beginning, this task solved in that the heating resistor as a thick film resistor is formed on a ceramic carrier, the rear derailleur the ceramic carrier in thermal contact with the heating resistor is arranged, and the PTC element from the ceramic carrier will be carried.
Durch diese Anordnung ist schon bei geschlossenem Schaltwerk und angeschlossenem Verbraucher eine höhere Leistungsumsetzung möglich, wodurch der Schaltpunkt einstellbar und damit ein genaueres Schalten erreichbar ist. This arrangement is already with the rear derailleur closed and connected consumers a higher power conversion possible, which makes the switching point adjustable and thus a more precise switching is achievable.
In bevorzugter Ausgestaltung ist dabei vorgesehen, daß der Heizwiderstand unterhalb des Schaltwerks angeordnet ist und daß das Schaltwerk mit seiner Bodenseite am Wi derstand unter Zwischenschaltung einer Isolierschicht anliegt.In a preferred embodiment it is provided that the heating resistor is located below the rear derailleur is and that the rear derailleur on the Wi was the interposition of an insulating layer is present.
Durch die Anordnung des Vorwiderstandes unter dem Schalt werk können sehr definierte Abschaltzeiten mit nur geringen Abweichungen vom Sollwert eingestellt werden. Bei einem Dickschichtwiderstand unter dem Schaltwerk und der hier durch bedingten guten thermischen Leitfähigkeit und Wärme übertragung auf das Schaltwerk kann eine Flächenleistung von ca. 2 W/mm2 bis zum Abschaltzeitpunkt des Schaltwerks umgesetzt werden. By arranging the series resistor under the switching mechanism, very defined switch-off times can be set with only slight deviations from the setpoint. With a thick-film resistor under the switchgear and the good thermal conductivity and heat transfer to the switchgear, an area power of approx. 2 W / mm 2 can be implemented until the switchgear is switched off.
Gemäß einer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, daß auf dem Träger Lötstellen zum Anschluß einer Litze des PTC-Elements und zur Befestigung und elektrischen Verbindung des Schaltwerks vorgesehen sind.According to one embodiment, that solder joints on the carrier for connecting a stranded wire of the PTC element and for fastening and electrical Connection of the rear derailleur are provided.
Die konkrete elektrische Schaltung sieht derart aus, daß Schaltwerk und Heizwiderstand gemeinsam parallel zum PTC- Element geschaltet sind.The specific electrical circuit looks like that Switchgear and heating resistor together in parallel to the PTC Element are switched.
Durch den erfindungsgemäßen Temperaturwächter wird eine umgesetzte Leistung von bis zu 2 W pro mm2 erreicht, wodurch eine höhere Genauigkeit des Abschaltens sicherzu stellen ist.A converted power of up to 2 W per mm 2 is achieved by the temperature monitor according to the invention, as a result of which a higher accuracy of switching off must be ensured.
Die Keramik ist üblicherweise eine Aluminiumoxidkeramik.The ceramic is usually an aluminum oxide ceramic.
Der gesamte Gegenstand kann durch eine Isolierung, wie eine Schrumpffolie oder ein Kunststoffgehäuse umgeben sein.The entire item can be insulated, such as be surrounded by a shrink film or a plastic housing.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im einzelnen erläu tert ist. Dabei zeigt:Further advantages and features of the invention result from the claims and from the description below, in the a preferred embodiment of the invention with reference to the drawings in detail is tert. It shows:
Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Temperatur wächter im Vertikalschnitt; Figure 1 shows a temperature monitor according to the invention in vertical section.
Fig. 2 einen Horizontalschnitt durch den Temperaturwächter der Fig. 1; FIG. 2 shows a horizontal section through the temperature monitor of FIG. 1;
Fig. 3 ein Schaltbild des erfindungsgemäßen Temperaturwächters; Fig. 3 is a circuit diagram of the temperature controller of the invention;
Fig. 4 eine schematische Darstellung der Keramikplatte mit ihren Aufträgen und Fig. 4 is a schematic representation of the ceramic plate with its orders and
Fig. 5 eine Seitenansicht der mit den Be schichtungen versehenen Keramikplatte der Fig. 4 in Richtung des Pfeiles V. Fig. 5 is a side view of the coatings with the ceramic plate provided Be of Figure 4 in the direction of arrow V..
Der erfindungsgemäße Temperaturwächter 1 weist eine mit leitenden und isolierenden Beschichtungen versehene Kera mikplatte 2 als Träger auf. Auf der Keramikplatte 2 sitzt ein gekapseltes Schaltwerk 3 mit einem Bimetallschaltele ment (nicht dargestellt). Weiterhin sitzt neben dem Schalt werk 3 ein PTC-Baustein 4.The thermal protector 1 of the invention includes a conductive-and insulating coatings Kera mikplatte 2 as carrier. On the ceramic plate 2 is an encapsulated switching mechanism 3 with a bimetallic switching element (not shown). A PTC module 4 is also located next to the switching mechanism 3 .
Schaltwerk 3 und PTC-Element 4 sind elektrisch parallel geschaltet. Am vom Gehäuse 6 des Schaltwerks 3 isolierten Deckteil 7 desselben ist eine erste Kontaktlitze 8 ange lötet, die auch über das PTC-Element 4 (bei 9) führt und dort mit diesem verbunden ist. Eine zweite Litze 11 ist unmittelbar auf dem Träger 2 angelötet und steht zunächst in elektrisch leitender Verbindung mit der Unterseite des PTC-Elements 4.Switch mechanism 3 and PTC element 4 are electrically connected in parallel. On the housing 6 of the switchgear 3 insulated cover part 7 of the same a first contact wire 8 is soldered, which also leads via the PTC element 4 (at 9 ) and is connected to it there. A second strand 11 is soldered directly onto the carrier 2 and is initially in electrically conductive connection with the underside of the PTC element 4 .
Das Schaltwerk 3 kann mit einer Isolierkappe 12 versehen sein, die einerseits den Anschluß der Litze 8 am Deckteil 7 freiläßt, andererseits einen Bodenbereich des Gehäuses 6 des Schaltwerks 3 ebenfalls nicht isoliert.The switching mechanism 3 can be provided with an insulating cap 12 , which on the one hand leaves the connection of the stranded wire 8 to the cover part 7 , and on the other hand also does not isolate a bottom region of the housing 6 of the switching mechanism 3 .
Der Träger 2 weist ausgehend von dem mit der Litze 11a verbundenen Anschlußbereich 11 eine elektrische Leiterbahn 14 auf, die etwa mittig unterhalb des Schaltwerks 3 führt (Fig. 3). Von dort steht die Bahn 14 in Kontakt mit einem Dickschichtwiderstand 16, der wiederum mit einer Leiterbahn 17 in Kontakt steht - so daß also zwischen Leiterbahn 14 und Leiterbahn 17 der Dickschichtwiderstand 16 elektrisch geschaltet ist -, wobei die Leiterbahn 17 als Lötstelle für das Schaltwerk 3 ausgebildet und mit diesem verbunden ist.The carrier 2 has, starting from the connection area 11 connected to the stranded wire 11 a, an electrical conductor track 14 which leads approximately centrally below the switching mechanism 3 ( FIG. 3). From there, the track 14 is in contact with a thick-film resistor 16 , which in turn is in contact with a conductor track 17 - so that the thick-film resistor 16 is electrically connected between the conductor track 14 and the conductor track 17 - the conductor track 17 being the soldering point for the switching mechanism 3 trained and connected to this.
Der restliche Bereich des Trägers 2, insbesondere aber der Widerstand 16 kann durch eine Isolierschicht abge deckt sein, so daß der Widerstand 16 gegenüber dem sonsti gen Bodenbereich des Gehäuses 6 des Schaltwerks 3 isoliert ist.The remaining area of the carrier 2 , but in particular the resistor 16 can be covered by an insulating layer, so that the resistor 16 is insulated from the bottom region of the housing 6 of the switching mechanism 3 .
An der Lötstelle 19, die mit dem Leiter 17 in elektrischer Verbindung steht, ist das PTC-Element 4 auf dem Träger 2 befestigt, so daß es elektrisch parallel zu dem Schalter 6 geschaltet ist.At the solder joint 19 , which is in electrical connection with the conductor 17 , the PTC element 4 is fastened on the carrier 2 , so that it is electrically connected in parallel with the switch 6 .
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Temperatur wächters wird ein Temperaturwächter geschaffen, der eine hohe Leistungsumsetzung ermöglicht, wobei die Gefahr eines Temperaturschockes weitgehend ausgeschlossen ist.Due to the configuration of the temperature according to the invention a temperature monitor is created, the one enables high performance conversion, the risk of a Temperature shock is largely excluded.
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Legal Events
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