DE9214940U1 - Temperature monitor - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Temperaturwächter mit einem Schaltwerk und einem parallel zu diesem geschalteten PTC-Element. The invention relates to a temperature monitor with a switching mechanism and a PTC element connected in parallel to it.
Bei einem Temperaturwachter mit parallel zum Schaltwerk geschalteten 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 Temperaturwachter 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-ElementA temperature monitor with a PTC element connected in parallel to the switchgear is a self-holding temperature monitor. The switchgear has a bimetal element as an active part. As long as the switchgear is closed, the switchgear has only a low electrical resistance, so that the current flows essentially through the switchgear. If a device that is to be protected by the temperature monitor and is located in its vicinity reaches an excess temperature, the bimetal switchgear switches from its closed to its open state so that no more current can flow through the switchgear. This results in a sufficient current flow through the PTC element, which is heated up by the current flow and the bimetal element
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des Schaltwerks weiter erwärmt. Damit wird ein Takten des Schaltwerks und damit ein Ein- und Ausschalten des zu schützenden elektrischen Gerätes verhindert, wie dies der Fall wäre, wenn, nach Ausschalten des elektrischen Geräts durch Öffnen des Bimetall-Schaltwerks, dieses sich wieder abkühlt, so daß der Bimetall-Schalter wieder in seinen Schließzustand schalten würde, ohne daß der Fehler am zu schützenden Gerät behoben ist.of the switching mechanism continues to heat up. This prevents the switching mechanism from cycling and thus the electrical device to be protected from switching on and off, as would be the case if, after the electrical device was switched off by opening the bimetal switching mechanism, it cooled down again so that the bimetal switch would switch back to its closed state without the fault in the device to be protected being rectified.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen selbsthaltenden Temperaturwächter zu schaffen, bei dem eine höhere Leistungsumsetzung möglich ist, wodurch ein genaueres Schalten erreichbar ist.The invention is therefore based on the object of creating a self-holding temperature monitor in which a higher power conversion is possible, whereby more precise switching can be achieved.
Erfindungsgemäß wird die genannte Aufgabe bei einem Temperaturwächter der eingangs genannten Art gelöst durch einen in Reihe zum Schaltwerk geschalteten und nahe diesem angeordneten Heizwiderstand.According to the invention, the above-mentioned object is achieved in a temperature monitor of the type mentioned at the outset by a heating resistor connected in series with the switching mechanism and arranged close to it.
In bevorzugter Ausgestaltung ist dabei vorgesehen, daß der Heizwiderstand unterhalb des Schaltwerks angeordnet ist und daß das Schaltwerk mit seiner Bodenseite am Widerstand unter Zwischenschaltung einer Isolierschicht anliegt. Weiterbildungen sehen einen Keramikträger vor, wobei insbesondere der Widerstand als Dickschichtwiderstand auf dem Keramikträger ausgebildet ist.In a preferred embodiment, it is provided that the heating resistor is arranged below the switching mechanism and that the switching mechanism rests with its base on the resistor with an insulating layer interposed. Developments provide a ceramic carrier, whereby in particular the resistor is designed as a thick-film resistor on the ceramic carrier.
Durch die Anordnung des Vorwiderstandes unter dem Schaltwerk können sehr definierte Abschaltzeiten mit nur geringen Abweichungen vom Sollwert eingestellt werden. Bei einem Dickschichtwiderstand unter dem Schaltwerk und der hierdurch bedingten guten thermischen Leitfähigkeit und Wärmeübertragung 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 target value. With a thick-film resistor under the switching mechanism and the resulting good thermal conductivity and heat transfer to the switching mechanism, a surface power of approx. 2 W/mm 2 can be achieved up to the time the switching mechanism switches off.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, daß das PTC-Element ebenfalls von dem Träger getragen wird, wobei in Weiterbildungen insbesondere vorgesehen ist, daß auf dem Träger Lötstellen zum Anschluß einer Litze des PTC-Elements und zur Befestigung und elektrischen Verbindung des Schaltwerks vorgesehen sind.According to another embodiment, it can be provided that the PTC element is also carried by the carrier, whereby in further developments it is particularly provided that soldering points are provided on the carrier for connecting a strand of the PTC element and for fastening and electrically connecting the switching mechanism.
Die konkrete elektrische Schaltung sieht derart aus, daß Schaltwerk und Heizwiderstand gemeinsam parallel zum PTC-Element geschaltet sind.The actual electrical circuit is such that the switching mechanism and heating resistor are connected together in parallel to the PTC element.
Durch den erfindungsgemäßen Temperaturwächter wird eineThe temperature monitor according to the invention ensures
2 umgesetzte Leistung von bis zu 2 W pro mm erreicht, wodurch eine höhere Genauigkeit des Abschaltens sicherzustellen ist.2 A power of up to 2 W per mm is achieved, which ensures greater switch-off accuracy.
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 object may be surrounded by insulation, such as shrink wrap or a plastic casing.
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 erläutert ist. Dabei zeigt:Further advantages and features of the invention emerge from the claims and from the following description, in which a preferred embodiment of the invention is explained in detail with reference to the drawings.
Figur 1 einen erfindungsgemäßen Temperaturwächter im Vertikalschnitt; 30Figure 1 shows a temperature monitor according to the invention in vertical section; 30
Figur 2 einen Horizontalschnitt durch den Temperaturwächter der Figur 1;Figure 2 shows a horizontal section through the temperature monitor of Figure 1;
Figur 3 ein Schaltbild des erfindungsgemäßen Temperaturwächters;Figure 3 is a circuit diagram of the temperature monitor according to the invention;
Figur 4 eine schematische Darstellung der Keramikplatte mit ihren AufträgenFigure 4 is a schematic representation of the ceramic plate with its applications
undand
Figur 5 eine Seitenansicht der mit den Beschichtungen versehenen Keramikplatte der Figur 4 in Richtung des Pfeiles V.Figure 5 is a side view of the ceramic plate provided with the coatings of Figure 4 in the direction of arrow V.
Der erfindungsgemäße Temperaturwächter 1 weist eine mit leitenden und isolierenden Beschichtungen versehene Keramikplatte 2 als Träger auf. Auf der Keramikplatte 2 sitzt ein gekapseltes Schaltwerk 3 mit einem Bimetallschaltelement (nicht dargestellt). Weiterhin sitzt neben dem Schaltwerk 3 ein PTC-Baustein 4.The temperature monitor 1 according to the invention has a ceramic plate 2 provided with conductive and insulating coatings as a carrier. On the ceramic plate 2 sits an encapsulated switching mechanism 3 with a bimetal switching element (not shown). Furthermore, next to the switching mechanism 3 sits a PTC module 4.
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 angelötet, 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.Switching mechanism 3 and PTC element 4 are electrically connected in parallel. A first contact wire 8 is soldered to the cover part 7 of the switching mechanism 3, which is insulated from the housing 6 of the switching mechanism 3. This wire also runs over the PTC element 4 (at 9) and is connected to it there. A second wire 11 is soldered directly to 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 strand 8 to the cover part 7 free, but on the other hand also does not insulate a base area 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 führtStarting from the connection area 11 connected to the strand 11a, the carrier 2 has an electrical conductor track 14 which runs approximately centrally below the switching mechanism 3
(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.(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 - whereby the conductor track 17 is designed as a soldering point for the switching mechanism 3 and is connected to it.
Der restliche Bereich des Trägers 2, insbesondere aber der Widerstand 16 kann durch eine Isolierschicht abgedeckt sein, so daß der Widerstand 16 gegenüber dem sonstigen 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 remaining base area 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.The PTC element 4 is attached to the carrier 2 at the soldering point 19, which is electrically connected to the conductor 17, so that it is electrically connected in parallel to the switch 6.
0 Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Temperaturwächters wird ein Temperaturwächter geschaffen, der eine hohe Leistungsumsetzung ermöglicht, wobei die Gefahr eines Temperaturschockes weitgehend ausgeschlossen ist.0 The inventive design of the temperature monitor creates a temperature monitor that enables high performance conversion, whereby the risk of temperature shock is largely excluded.
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