DE457181C

DE457181C - Thermal fuse for electric heating and cooking apparatus, especially heating pads

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Publication number: DE457181C
Application number: DESCH74579D
Authority: DE
Original assignee: Scherbius & Ritter
Current assignee: Scherbius & Ritter
Priority date: 1925-06-25
Filing date: 1925-06-25
Publication date: 1928-03-10

Description

Es ist bekannt, in elektrische Heiz- und Kochapparate, insbesondere „auch in elektrische Heizkissen, sogenannte .Wärmeschmelzsicherungen einzubauen, bei denen ein bestimmtes Metall oder auch ein Salz zur Verwendung kommt, welches bei einer ganz bestimmten Temperatur schmilzt und dadurch in irgendeiner Weise einen Mechanismus auslöst, der den Strom unterbricht.It is known to work in electrical heating and cooking appliances, in particular "also in electrical" Install heating pads, so-called thermal fuses, in which a certain metal or a salt is used, which is used for a whole certain temperature melts and thereby in some way a mechanism triggers that interrupts the current.

Besonders wichtig sind derartige Schmelzsicherungen bei elektrischen Heizkissen, da . gerade diese Heizkissen bei unzulässigen Temperaturerhöhungen besonders gefährdet sind, weil sie schon bei Übertemperatur von einigen Dutzend Graden die Stoffe in die Nähe der Zündtemperatur bringen und dadurch Brandgefahren erzeugen. Es hat sich nun herausgestellt, daß derartige Schmelzsicherungen im Heizkissen und in anderen Heiz- und Kochapparaten einwandfrei arbeiten, wenn diese Apparate an die Spannung, für welche sie gebaut sind, angeschlossen werden. Durch die besondere Brandgefahr der Heizkissen aber einerseits und andererseits durch die ausschließliche Verwendung derselben durch Laien sind die Forderungen immer dringender, derartige Heizkissen auch dann noch gegen Brandgefahr zu schützen, wenn sie an eine höhere Spannung als diejenige, für welche sie gebaut sind, angeschlossen werden. Es soll beispielsweise ein Heizkissen, welches für 110 Volt gebaut ist, auch beim Anschluß von 220 Volt noch brandsicher sein. Wird nun ein Heizkissen für ΐίολ^οΐί, welches mit einer Sicherung der bekannten Konstruktion versehen ist, an 220 Volt angeschlossen, so nimmt es bekanntlich die vierfache Energie auf und geht nach wenigen Minuten in Flammen auf. Bei dem gleichen Heizkissen würde bei Anschluß an 110 Volt die Schmelzsicherung vor Erreichung der Entflammungstemperatur ordnungsmäßig angesprochen haben.Such fuses are particularly important in electrical heating pads because . it is precisely these heating pads that are particularly at risk in the event of impermissible temperature increases, because at an excess temperature of a few dozen degrees the substances are in the vicinity bring it to the ignition temperature and thereby create fire hazards. It has now been found that such fuses work properly in the heating pad and in other heating and cooking appliances, when these devices are connected to the voltage for which they are designed. Due to the particular fire hazard of the heating pad on the one hand and on the other hand through The demands are always the exclusive use of these by laypeople It is more urgent to protect such heating pads against the risk of fire even if they are connected to a higher voltage than that for which they are designed. For example, a heating pad that is built for 110 volts should also be used when it is connected of 220 volts can still be fireproof. Now becomes a heating pad for ΐίολ ^ οΐί, which with a fuse of the known construction is provided, connected to 220 volts, so As is well known, it takes up four times the energy and goes up in flames after a few minutes on. With the same heating pad, the fuse would be connected to 110 volts properly addressed before the ignition temperature is reached to have.

Der Grund dafür, daß das Heizkissen bei 110 Volt arbeitet und bei 220 Volt versagt, liegt darin, daß die Sicherung, so klein sie auch konstruktiv ausgeführt wird, immerhin eine nicht unbeträchtliche Masse haben muß, die zur Erwärmung eine gewisse Zeit braucht. Wird nun durch den Anschluß an 220 Volt dem Heizkissen sehr schnell Energie zugeführt, so kommt die Schmelzsicherung in ihrer Temperaturerhöhung nicht schnell genug nach, die Heizelemente und die Stoffe, welche eine verhältnismäßig sehr kleine Wärmekapazität haben, werden schneller warm und erreichen daher die Entflammungstemperatur schneller, als die Schmelzsicherung die Abschmelztemperatur erreicht hat, so daß sie für diese Überlastung keinen Schutz bietet. Bei anderen Heiz- und Kochapparaten liegen die Verhältnisse ganz ähnlich.The reason the heating pad works at 110 volts and fails at 220 volts, lies in the fact that the fuse, no matter how small it is constructed, at least must have a not inconsiderable mass that needs a certain time to warm up. If the heating pad is now supplied with energy very quickly by connecting it to 220 volts, so the fuse does not keep up with its temperature increase quickly enough, the heating elements and the substances which have a relatively very small heat capacity, get warm faster and therefore reach the ignition temperature faster than the fuse reaches the melting temperature has reached so that it offers no protection for this overload. With other heating and cooking appliances, the Conditions are very similar.

Die vorliegende Erfindung stellt eine Schmelzsicherung dar, welche auch bei beliebigen Spannungsüberlastungen einen absoluten Schutz gegen Übertemperaturen bildet. Die Erfindung besteht darin, daß bei einer Wärmesicherung für elektrische Heiz- undThe present invention represents a fuse, which can also be used in any Voltage overloads provide absolute protection against excess temperatures. The invention consists in that in a thermal fuse for electrical heating and

Kochapparate, bei welcher in an sich bekannter Weise eine durch Federspannung mechanisch beanspruchte Lötstelle von einem Metallstück getragen wird, letzteres von einer besonderen elektrischen Heizwicklung beheizt wird.Cooking appliances in which, in a manner known per se, a mechanical spring tension stressed solder joint is carried by a piece of metal, the latter heated by a special electrical heating coil will.

Auf der Zeichnung zeigen: Abb. ι eine Schmelzsicherung in der Seitenansicht,
ίο Abb. 2 eine Vorderansicht undThe drawing shows: Fig. Ι a fuse in the side view,
ίο Fig. 2 a front view and

Abb. 3 einen Schnitt der Schmelzsicherung. Abb. 4 ist ein Kupferdraht mit Schlingen. In den Abb. ι bis 3 bedeutet 1 ein Röhrchen, welches aus Fiber, Porzellan oder Steatit bestehen kann. Das Röhrchen trägt an den Stellen 2, 3, 4 und 5 Schlitze. In die Schlitze 2 und 3 ist ein Metallrohr 6 hineingesteckt; dieses hat eine halbkreisförmige Öffnung, durchdringt das Rohr 1 im Durchmesser und umschließt außen die eine Hälfte desselben, wie dies aus Abb. 2 zu erkennen ist. Auf dieses Metallrohr und um das Rohr 1 ist die Heizwicklung 7 gewickelt. Diese ist bei 8 mit ihrem einen Ende an das Metallrohr 6 angelötet und mit ihrem anderen Ende mit der an das Rohr 1 eingeschraubten Schraube 9 verbunden. Auf der anderen Seite des Rohres 1 ist ein ebensolches Rohr 10 mit halbkreisförmigem Querschnitt angebracht. Dieses Rohr ist in die Schlitze 4 und 5 eingesteckt und durchdringt das Rohr 1 ebenso im Durchmesser. In das Rohr 10 ist die Feder 11 eingehakt, wie aus der Abb. 3 zu ersehen ist. Die Feder 11 hängt an der anderen Seite in einer Öse 12, zu welcher das Ende eines Kupferdrahtes 13 gebogen ist. Die öse 12 ist mit Hilfe eines Tropfens des besonderen Schmelzlotes 14 an den Durchmesserteil des Rohres 6 angelötet. Der Draht 13 mit seiner Schlinge 12 ist in Abb. 4 noch einmal besonders gezeichnet. Diese Schmelzsicherung wird nun in den zu schützenden Apparat eingelegt und beispielsweise in Reihe mit der Hauptheizwicklung dieses Apparates geschaltet, wobei der Strom einerseits mit Hilfe der Zuleitung 16 an die Schraube 9 und andererseits mit Hilfe der Zuleitung 15 an den Ring 10 angeschlossen wird. Fließt nun ein Strom, so wird das Rohr 6, welches zweckmäßig aus Kupfer besteht, ganz unmittelbar' durch die aufgelegte Heizwicklung 7 beheizt. Infolge der guten Leitfähigkeit des Kupfers wird die Wärme sehr schnell an die Lötstelle 14 übertragen, so daß die Erwärmung auch bei übermäßig hoher Belastung des Heizkörpers und damit des Heizapparates ebenso schnell an die Lötstelle geleitet werden kann, wie sie an die gefährdeten Teile des Heizapparates, also beim Heizkissen beispielsweise an den empfindlichen Stoff, gelangt. Es ist durch Versuche nachgewiesen, daß man es durch starke Dimensionierung der Heizwicklung leicht erreichen kann, daß die maximale Temperatur des Apparates, beispielsweise des Heizkissenstoffes, kurz vor dem Abschmelzen um so niedriger wird, je höher die angelegte Spannung wird. Dies hat seinen Grund darin, daß die Wärmeleitung zum Schmelzgut noch schneller vor sich geht als die zum Stoff. Durch diese Tatsache ist erwiesen, daß jede Brandsicherheit auch bei hohen Überspannungen unbedingt zu erreichen ist. Vorbedingung für die einwandfreie Wirkungsweise ist eine Konstruktion, welche es erreicht, daß die an der Schmelzsicherung selbst erzeugte Wärme schnell zu dem Schmelzlot hingeleitet wird. Dies ist in der durch die Abbildungen dargestellten beispielsweisen Ausführung eben dadurch erreicht, daß das Kupferrohr 6 einerseits direkt die Lötstelle des Schmelzmetalls und andererseits die Heizwicklung trägt.Fig. 3 shows a section of the fuse. Fig. 4 is a copper wire with loops. In Figs. 1 to 3, 1 means a tube made of fiber, porcelain or steatite can exist. The tube has slots at positions 2, 3, 4 and 5. A metal tube 6 is inserted into the slots 2 and 3; this has a semicircular opening, penetrates the tube 1 in diameter and encloses one half of the same on the outside, as can be seen from Fig. 2. On this metal pipe and around the pipe 1 the heating coil 7 is wound. This is at 8 with one end to the metal tube 6 soldered on and the other end screwed to the tube 1 Screw 9 connected. On the other side of the pipe 1 is a similar pipe 10 attached with a semicircular cross-section. This tube is inserted into the slots 4 and 5 and penetrates the tube 1 also in diameter. The spring 11 is hooked into the tube 10, as shown in FIG. 3 can be seen. The spring 11 hangs on the other side in an eyelet 12 to which the End of a copper wire 13 is bent. The eyelet 12 is with the help of a drop of the special fusible solder 14 is soldered to the diameter part of the tube 6. Of the Wire 13 with its loop 12 is shown in Fig. 4 again especially. These Fuse is now inserted into the apparatus to be protected and, for example connected in series with the main heating winding of this apparatus, with the current on the one hand with the help of the supply line 16 to the screw 9 and on the other hand with the help of Feed line 15 is connected to ring 10. If a current flows now, it will Tube 6, which is suitably made of copper, very directly 'by the placed Heating coil 7 heated. Due to the good conductivity of copper, the heat transferred very quickly to the solder joint 14, so that the heating even with excessive high load on the radiator and thus the heating device just as quickly to the soldering point can be directed, as it is to the endangered parts of the heating apparatus, so the heating pad, for example, to the sensitive substance. It has been proven by experiments that you can get through it strong dimensioning of the heating coil can easily reach the maximum temperature of the apparatus, for example the material of the heating pad, shortly before melting, the lower the higher the applied Tension becomes. The reason for this is that the heat conduction to the melting material is still goes faster than the one on the subject. By this fact it is proved that each Fire safety is essential to achieve even with high overvoltages. precondition for the proper functioning is a construction which it achieves that the heat generated at the fuse itself is quickly conducted to the fusible link will. This is in the exemplary embodiment shown in the figures just achieved by the fact that the copper pipe 6 on the one hand directly the soldering point of the molten metal and on the other hand carries the heating coil.

Um die Gewähr dafür zu haben, daß die Schmelzsicherung in der beschriebenen Weise einwandfrei funktioniert, ist noch eine zweite Konstruktionseinzelheit von großer Bedeutung. Der Widerstand 7 ist verhältnismäßig sehr klein, da er ja nur eine sehr geringe Masse zu beheizen hat. Damit die Sicherung einwandfrei arbeitet, muß dieser Widerstand ziemlich genau hergestellt sein. Würde der Widerstand nun durch veränderliche Kontaktwiderstände verändert werden, so könnte dadurch das gute Arbeiten der Sicherung in Frage gestellt sein. Um so gefährlicher sind derartige Zusatzwiderstände, je näher sie in der Nähe der Lötstellen sind. Der Strom nimmt seinen Weg von der Schraube 9 durch den Widerstand 7, zur Lötstelle 14, durch die Schlinge 12, durch die Feder 11, zum Rohr 10 und von dort zur Zuleitung 15. An der Einhängestelle der Feder 11 in die öse 12 ist ein reiner Berührungskontakt, der insbesondere bei Eintreten der Oxydation einen verhältnismäßig starken Widerstand haben kann. Um diese Unsicherheit zu vermeiden, ist der Draht 13 zu einer Öse 12 gebogen und dann bei 17 an das Rohr 10 angelötet. Schmilzt nun das Löttröpfchen 14, so wird die öse 12 von der Feder 11 abgerissen und das Drahtende 13 mit nach links gezogen. Dadurch nun, daß der Zuleitungsdraht 13 mit der öse 12 ein Stück bildet, ist erreicht, daß die Sicherung im geschlossenen Zustand keinerlei unsichere Kontaktstellen enthält und dadurch einen ganz unveränderlichen Widerstand hat. Zur Erreichung des Erfindungszweckes kann auch die Widerstandswicklung 7 vollkommen weggelassen und der Draht 13 als Widerstandsdraht ausgeführt werden. Auch dieser Widerstandsdraht er-To have the guarantee that the fuse will work in the manner described works perfectly, a second construction detail is of great importance. The resistor 7 is relatively very small, since it only has to heat a very small mass. So that the backup works properly, this resistor must be made fairly accurately. Would the Resistance can now be changed by changing contact resistances, so this could the good work of the fuse in question. The closer they are in are close to the soldering points. The current takes its way from the screw 9 through the resistor 7, to the solder joint 14, through the loop 12, through the spring 11, to the pipe 10 and from there to the supply line 15. At the point of attachment of the spring 11 in the eyelet 12 is a pure touch contact, which is a relative one, especially when oxidation occurs can have strong resistance. In order to avoid this uncertainty, the wire 13 is bent into an eyelet 12 and then soldered to tube 10 at 17. If the solder droplet 14 now melts, then the eyelet 12 torn from the spring 11 and the wire end 13 is pulled to the left. Thereby now that the lead wire 13 with the eyelet 12 forms one piece, it is achieved that the fuse in the closed state no contains unsafe contact points and therefore a completely unchangeable resistance Has. To achieve the purpose of the invention, the resistance winding 7 can be completely omitted and the Wire 13 can be designed as a resistance wire. This resistance wire is also

reicht den Erfindungszweck sehr gut, indem auch er eine unmittelbare Beheizung der Lötstelle erreicht. In diesem Fall muß die Feder Ii von dem Rohr ίο durch eine Isolierbuchse 18 isoliert sein.the purpose of the invention suffices very well in that it also provides direct heating of the solder joint achieved. In this case, the spring Ii must be removed from the tube ίο through an insulating bushing 18 be isolated.

Die Erfindung kann überall dort Verwendung finden, wo die direkte Zuleitung der Wärme vom zu schützenden Heizapparat zu langsam erfolgt, insbesondere bei solchenThe invention can be used wherever the direct supply of the Heat from the heating apparatus to be protected occurs too slowly, especially with such

ίο Apparaten, die durch andere Thermostaten reguliert werden, bei denen die Anheizzeit gering sein muß, und die daher mit einem verhältnismäßig hohen Anschlußwert ausgeführt werden, und außerdem bei solchen, welche betriebsmäßig an verschiedenen Spannungen benutzt werden sollen, wie dies beispielsweise heute schon bei den sogenannten Reiseheizkissen der Fall ist.ίο apparatus controlled by other thermostats are regulated, in which the heating-up time must be short, and therefore with a relatively high connected load are carried out, and also with those which are operationally at different voltages should be used, as is already the case today, for example, with the so-called travel heating pads.

Claims

Patent claims:

i. Thermal fuse for electrical heating and cooking apparatus, in particular heating pads, in which a solder joint that is mechanically stressed by spring tension is carried by a piece of metal, thereby characterized in that the metal piece is heated by a special heating coil.

2. Heat fuse according to claim i, characterized in that the Metal piece on which the melting is soldered, is a piece of pipe with a semicircular cross-section, which is in the Slots of an insulating tube is inserted and carries the heating coil on its curved part.

3. Heat fuse according to claim ι and 2, characterized in that that with the help of the fusible link attached to the end of a wire eyelet is soldered to the piece of metal, in the one tensioned spring hangs.

4. Heat fuse according to claim ι to 3, characterized in that that the wire provided with the eyelet is made of resistance material.

1 sheet of drawings.