EP0138069A2 - Protective switch - Google Patents

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EP0138069A2
EP0138069A2 EP84110937A EP84110937A EP0138069A2 EP 0138069 A2 EP0138069 A2 EP 0138069A2 EP 84110937 A EP84110937 A EP 84110937A EP 84110937 A EP84110937 A EP 84110937A EP 0138069 A2 EP0138069 A2 EP 0138069A2
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EP
European Patent Office
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temperature
heating resistor
switch
sensitive component
circuit breaker
Prior art date
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EP84110937A
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German (de)
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EP0138069B1 (en
EP0138069A3 (en
Inventor
Peter Ruppert
Heinz Schiebelhuth
Erich Horn
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Braun GmbH
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Braun GmbH
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00—Contacts
    • H01H1/50—Means for increasing contact pressure, preventing vibration of contacts, holding contacts together after engagement, or biasing contacts to the open position
    • H01H1/504—Means for increasing contact pressure, preventing vibration of contacts, holding contacts together after engagement, or biasing contacts to the open position by thermal means

Definitions

  • the invention relates to a circuit breaker for electrically operated devices, which prevents an overheating of a temperature-sensitive component of such devices during operation and which for this purpose contains an automatic, temperature-dependent circuit breaker (thermal switch) which interrupts the power supply of the device when a predetermined maximum temperature is reached and then held in its "open" position by an electrically parallel heating resistor.
  • a circuit breaker for electrically operated devices, which prevents an overheating of a temperature-sensitive component of such devices during operation and which for this purpose contains an automatic, temperature-dependent circuit breaker (thermal switch) which interrupts the power supply of the device when a predetermined maximum temperature is reached and then held in its "open" position by an electrically parallel heating resistor.
  • Circuit breakers are used very frequently in technology when it is important to protect electrical devices from overheating. In the case of motor-driven electrical household appliances, there is, for. B. the risk of the motor windings overheating if the devices are overloaded or even blocked. In such a case, circuit breakers automatically interrupt the power supply to the device, so that on the one hand the device itself and on the other hand the environment is protected from damage.
  • a disadvantage of the circuit breaker known from the above-mentioned DE-A-27 52 430 is that when the thermal switch is triggered - ie opened - two contradicting requirements must be placed on the parallel connected heating resistor with regard to its dimensioning:
  • the resistance value of the heating resistor should be so large That at the load resistance of the device in series with it, for example the windings of a motor, only such a small voltage drops that the motor cannot start again unintentionally after the causes of an overheating of its winding or even its blocking can be restarted.
  • the thermal switch 6 By opening the thermal switch 6, the electric motor 2 is put out of operation and should only start again when the operator has previously opened the power switch 3 or has disconnected the power plug 1 from the electrical network. It is the task of the circuit breaker 5 to prevent the uncontrolled or undesired start-up when the electric motor 2 cools down, and this is brought about by the fact that when the power switch 3 is closed and the power plug 1 is connected to the electrical network, the thermal switch 6 is emitted by the heat output from the heating resistor 7 is held in its open position.
  • the heating resistor 7 only has to emit a relatively small heating power in order to hold the thermal switch 6 securely in the open position - even at room temperatures well below the usual about 20 ° Celsius -.
  • a preferably used PTC heating resistor in the stationary heated state which it reaches in a few seconds, may have a relatively high resistance value.
  • the voltage drop across it is so great that the electric motor 2 only drops such a small voltage that it cannot start again and, if it is blocked in the stator winding 4, only negligible heat development occurs.
  • circuit breaker is not limited to its attachment to stator windings of electric motors. Rather, it can also be used on electrically driven mechanical components that can overheat or on other immovable electrical or mechanical components, provided that the cause of their overheating is eliminated by interrupting the power supply.

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  • Protection Of Generators And Motors (AREA)
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Abstract

1. A protective switch (5) for preventing overheating of a temperature-sensitive component (4) of an electrical device (2) in operation, which includes a thermostatic switch (6) which is in thermal contact with the temperature-sensitive component (4) and automatically cuts off the supply of current to the device (2) on attainment of a maximum permissible temperature, and a heating resistor (7) which is electrically connected in parallel with the thermostactic switch (6) and in good thermal contact therewith, said heating resistor keeping the thermostatic switch (6), after it is tripped, in the open position as long as voltage is applied to the device (2) characterized in that the arrangement comprising thermostatic switch (6) and heating resistor (7) is held together by a shrink tubing (10) whose area which is in thermal contact with the temperature-sensitive component (4) is thinner than its other areas whereby the arrangement (6, 7) has a good thermal insulation relative to the outside while its thermal contact with the temperature-sensitive component (4) is sufficient to ensure opening of the termostatic switch (6) due to undue heating of the temperature-sensitive component (4).

Description

Die Erfindung betrifft einen Schutzschalter für elektrisch betriebene Geräte, der eine während des Betriebes auftretende Uberhitzung eines temperaturempfindlichen Bauteils solcher Geräte verhindert und der zu diesem Zweck einen selbsttätigen, temperaturabhängig ansprechenden Stromunterbrecher (Thermoschalter) enthält, der bei Erreichen einer vorgegebenen Maximaltemperatur die Stromversorgung des Gerätes unterbricht und anschließend durch einen elektrisch parallelgeschalteten Heizwiderstand in seiner "Offen"-Stellung gehalten wird.The invention relates to a circuit breaker for electrically operated devices, which prevents an overheating of a temperature-sensitive component of such devices during operation and which for this purpose contains an automatic, temperature-dependent circuit breaker (thermal switch) which interrupts the power supply of the device when a predetermined maximum temperature is reached and then held in its "open" position by an electrically parallel heating resistor.

Schutzschalter werden in der Technik sehr häufig eingesetzt, wenn es darauf ankommt, elektrische Geräte vor Überhitzung zu schützen. Bei motorisch angetriebenen elektrischen Haushaltsgeräten besteht z. B. die Gefahr einer Überhitzung der Wicklungen der Motoren, wenn die Geräte überlastet werden oder sogar blockiert sind. Schutzschalter unterbrechen in einem solchen Fall selbsttätig die Stromzuführung des Gerätes, so daß einerseits das Gerät selbst, andererseits aber auch die Umgebung vor Schaden bewahrt wird.Circuit breakers are used very frequently in technology when it is important to protect electrical devices from overheating. In the case of motor-driven electrical household appliances, there is, for. B. the risk of the motor windings overheating if the devices are overloaded or even blocked. In such a case, circuit breakers automatically interrupt the power supply to the device, so that on the one hand the device itself and on the other hand the environment is protected from damage.

Neben Temperatursicherungen, welche sich bei einem zu hohen Stromfluß so erhitzen, daß sie durchschmelzen und dadurch die Stromzufuhr unterbrechen, sind auch schon Schutzschalter mit einem Thermoschalter bekannt geworden, welche bei Überschreiten einer vorgegebenen Temperatur selbsttätig den Strom ausschalten und nach Abkühlung des Gerätes automatisch wieder einschalten.In addition to temperature fuses, which heat up when the current flow is too high so that they melt and thereby interrupt the power supply, circuit breakers with a thermal switch have also become known, which automatically switch off the current when a predetermined temperature is exceeded and switch on again automatically after the device has cooled down .

Ein Nachteil der Schmelzsicherungen besteht darin, daß diese nach jeder Auslösung ausgewechselt werden müssen. Dagegen weisen die bekannten Thermoschalter den Nachteil auf, daß sie - sofern der Betreiber es unterläßt, entweder den Hauptschalter auf die "Aus"-Stellung zurückzustellen oder den Netzstecker zu ziehen - das Gerät zu einem für den Betreiber unerwarteten Zeitpunkt selbsttätig wieder in Betrieb setzen können, sobald die Überhitzung abgeklungen ist.A disadvantage of the fuses is that they have to be replaced after each trip. In contrast, the known thermal switches have the disadvantage that - if the operator fails to either reset the main switch to the "off" position or pull the mains plug - the device at an unexpected time for the operator can restart automatically as soon as the overheating has subsided.

Zur Vermeidung dieses vom Betreiber nicht steuerbaren selbsttätigen Wiedereinschaltens des Gerätes weist ein beispielsweise aus der DE-A-27 52 430 bekannter Schutzschalter einen zu einem Thermoschalter parallelgeschalteten Heizwiderstand auf, der nach dem Öffnen des Thermoschalters so viel Wärme an diesen abgeben soll, daß dieser erst dann wieder in seine Ausgangsstellung zurückkehren kann, wenn der Benutzer des Gerätes entweder dessen Hauptschalter in die "Aus"-Stellung gebracht oder den Netzstecker gezogen hat.In order to avoid this automatic switch-on of the device, which cannot be controlled by the operator, a circuit breaker known for example from DE-A-27 52 430 has a heating resistor connected in parallel with a thermal switch which, after opening the thermal switch, should emit so much heat that it only starts can then return to its starting position when the user of the device has either set its main switch to the "off" position or has pulled the mains plug.

Ein Nachteil des aus der obengenannten DE-A-27 52 430 bekannten Schutzschalters besteht darin, daß bei ausgelöstem - d.h. geöffnetem - Thermoschalter an den parallelgeschalteten Heizwiderstand hinsichtlich seiner Dimensionierung zwei sich widersprechende Anforderungen gestellt werden müssen: Einerseits soll der Widerstandswert des Heizwiderstandes so groß sein, daß an dem mit ihm in Reihe liegenden Lastwiderstand des Gerätes, beispielsweise den Wicklungen eines Motors, nur noch eine so kleine Spannung abfällt, daß der Motor nach Wegfall der eine Überhitzung seiner Wicklung oder gar seine Blockierung verursachenden Gründe nicht unbeabsichtigt wieder anlaufen kann. Andererseits soll der Widerstandswert des Heizwiderstands so klein sein, daß bei der durch die Netzspannung vorgegebenen Versorgungsspannung in der Reihenschaltung aus Heizwiderstand und Lastwiderstand ein Strom fließt, der ausreichend ist, um im Heizwiderstand eine Heizleistung zu erzeugen, durch die der Thermoschalter sicher in der geöffneten Stellung gehalten wird, und zwar auch dann, wenn sich das betref- fende Gerät in einem Raum befindet, in dem eine deutlich niedrigere Temperatur als die übliche Raumtemperatur von 200 Celsius herrscht.A disadvantage of the circuit breaker known from the above-mentioned DE-A-27 52 430 is that when the thermal switch is triggered - ie opened - two contradicting requirements must be placed on the parallel connected heating resistor with regard to its dimensioning: On the one hand, the resistance value of the heating resistor should be so large That at the load resistance of the device in series with it, for example the windings of a motor, only such a small voltage drops that the motor cannot start again unintentionally after the causes of an overheating of its winding or even its blocking can be restarted. On the other hand, the resistance value of the heating resistor should be so small that at the supply voltage specified by the mains voltage, a current flows in the series circuit comprising the heating resistor and the load resistor, which is sufficient to generate a heating power in the heating resistor, by means of which the thermal switch is safely in the open position is maintained, even if the Subject Author - Fende unit in a room is, in which a considerably lower temperature prevails than the usual room temperature of 20 0 C.

Es war daher Aufgabe der Erfindung, einen Schutzschalter mit einem Thermoschalter und einem dazu elektrisch parallelgeschalteten Heizwiderstand anzugeben, der hinsichtlich der Dimensionierung des Widerstandswertes dieses Heizwiderstandes weniger kritisch ist und der das selbsttätige Wiedereinschalten eines aufgrund einer eingetretenen Überhitzung automatisch abgeschalteten Gerätes auch bei Umgebungstemperaturen, die deutlich unterhalb der üblichen Raumtemperatur von 20° Celsius liegen, verhindert.It was therefore an object of the invention to provide a circuit breaker with a thermal switch and a heating resistor connected electrically in parallel, which is less critical with regard to the dimensioning of the resistance value of this heating resistor and which automatically switches on a device which is automatically switched off due to overheating, even at ambient temperatures which are clearly below the usual room temperature of 20 ° Celsius prevented.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Schutzschalter so aufgebaut wird, daß einerseits der Thermoschalter und der Heizwiderstand so angeordnet sind, daß sie miteinander in sehr gutem Wärmekontakt stehen und daß andererseits diese Anordnung nach außen gut wärmeisoliert ist und nur mit dem im Falle einer Überhitzung eine relativ große Wärmeleistung abgebenden Bauteil in ausreichendem Wärmekontakt steht.This object is achieved in that the circuit breaker is constructed so that on the one hand the thermal switch and the heating resistor are arranged so that they are in very good thermal contact with one another and that on the other hand this arrangement is well insulated from the outside and only with that in the case of a Overheating is a relatively large heat output component in sufficient thermal contact.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.Advantageous further developments can be found in the subclaims.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schutzschalters dargestellt. Es zeigen:

  • Fig. 1 in schematischer Darstellung eine zum Stand der Technik gehörende Anordnung und elektrische Schaltung eines Schutzschalters für einen Elektromotor, die bezüglich des elektrischen Schaltbildes unverändert für den Einsatz des Schutzschalters gemäß der vorliegenden Erfindung übernommen werden kann;
  • Fig. 2 und 3 in schematischer Darstellung, teilweise geschnitten, einen Querschnitt bzw. Längsschnitt des erfindungsgemäßen Schutzschalters.
In the drawing, an embodiment of the circuit breaker according to the invention is shown. Show it:
  • Figure 1 is a schematic representation of a prior art arrangement and electrical circuit of a circuit breaker for an electric motor, which can be adopted unchanged with regard to the electrical circuit diagram for the use of the circuit breaker according to the present invention.
  • 2 and 3 in a schematic representation, partially in section, a cross section or longitudinal section of the circuit breaker according to the invention.

Die Figur 1 zeigt einen Netzstecker 1, über den ein Elektromotor 2 durch Schließen des Netzschalters 3 mit elektrischem Strom versorgt werden kann. Der Elektromotor 2 weist eine Statorwicklung 4 auf, an der ein Schutzschalter 5 angebracht ist. Der Schutzschalter 5, dessen wesentliche elektrische Bauteile ein Thermoschalter 6 und ein Heizwiderstand 7 sind, ist über eine vom Netzstecker 1 ausgehende Leitung 16 und eine zum Elektromotor 2 führende Leitung 17 mit dem Elektromotor 2 elektrisch in Reihe geschaltet. Innerhalb des Schutzschalters 5 sind die beiden ihm angehörigen elektrischen Bauteile, nämlich der Heizwiderstand 7 und der Thermoschalter 6 zueinander elektrisch parallelgeschaltet.FIG. 1 shows a mains plug 1, via which an electric motor 2 can be supplied with electrical current by closing the mains switch 3. The electric motor 2 has a stator winding 4 on which a circuit breaker 5 is attached. The circuit breaker 5, the essential electrical components of which are a thermal switch 6 and a heating resistor 7, is electrically connected in series with the electric motor 2 via a line 16 starting from the mains plug 1 and a line 17 leading to the electric motor 2. Within the circuit breaker 5, the two electrical components belonging to it, namely the heating resistor 7 and the thermal switch 6, are electrically connected in parallel with one another.

Die prinzipielle Funktionsweise des beispielsweise durch eine hier nicht dargestellte Klammer an die Statorwicklung 4 des Elektromotors 2 gepreßten Schutzschalters 5 ist die folgende:

  • Unter Normalbedingungen, das heißt bei einem sich in etwa auf Raumtemperatur befindlichen Thermoschalter 6 wird bei an das elektrische Netz angeschlossenem Netzstecker 1 der Elektromotor 2 des elektrisch betriebenen Gerätes durch Schließen des Netzschalters 3 eingeschaltet. Durch den Heizwiderstand 7 fließt dabei nur ein vernachlässigbarer Strom, da der elektrisch parallelgeschaltete, geschlossene Thermoschalter 6 nur einen vergleichsweise. minimalen Widerstandswert aufweist. Erhitzt sich nun die Statorwicklung 4 des Elektromotors 2, beispielsweise durch dessen Uberlastung oder gar Stillstand, fließt aufgrund des Wärmekontakts zwischen der Statorwicklung 4 und dem Schutzschalter 5 ein Wärmestrom in den Thermoschalter 6. Dieser öffnet sich dann nach einer bestimmten Zeitspanne, die von der von der Statorwicklung 4 abgegebenen Wärmeleistung, von der Wärmeankopplung des Thermoschalters 6 an die Statorwicklung 4 und von der speziellen Auslegung des Thermoschalters 6 abhängt.
The basic mode of operation of the circuit breaker 5, which is pressed onto the stator winding 4 of the electric motor 2, for example by a clip (not shown here), is as follows:
  • Under normal conditions, that is to say when the thermal switch 6 is approximately at room temperature, the electric motor 2 of the electrically operated device is switched on by closing the power switch 3 when the power plug 1 is connected to the electrical network. In this case, only a negligible current flows through the heating resistor 7, since the closed, thermoswitch 6 which is connected in parallel is only a comparatively small one. has minimal resistance. If the stator winding 4 of the electric motor 2 heats up, for example due to its overload or even standstill, a heat flow flows into the thermal switch 6 due to the thermal contact between the stator winding 4 and the circuit breaker 5. This then opens after a certain period of time, which is different from that of the stator winding 4 delivered heat output, depends on the thermal coupling of the thermal switch 6 to the stator winding 4 and on the special design of the thermal switch 6.

Durch das Öffnen des Thermoschalters 6 wird der Elektromotor 2 außer Betrieb gesetzt, und er soll erst dann wieder anlaufen, wenn die Bedienungsperson zuvor den Netzschalter 3 geöffnet oder den Netzstecker 1 vom elektrischen Netz getrennt hat. Es ist die Aufgabe des Schutzschalters 5, bei Abkühlung des Elektromotors 2 dessen unkontrollierte oder unerwünschte Inbetriebsetzung zu verhindern, und dies wird dadurch bewirkt, daß bei geschlossenem Netzschalter 3 und an das elektrische Netz angeschlossenem Netzstecker 1 der Thermoschalter 6 durch die vom Heizwiderstand 7 abgegebene Wärmeleistung in seiner geöffneten Stellung gehalten wird.By opening the thermal switch 6, the electric motor 2 is put out of operation and should only start again when the operator has previously opened the power switch 3 or has disconnected the power plug 1 from the electrical network. It is the task of the circuit breaker 5 to prevent the uncontrolled or undesired start-up when the electric motor 2 cools down, and this is brought about by the fact that when the power switch 3 is closed and the power plug 1 is connected to the electrical network, the thermal switch 6 is emitted by the heat output from the heating resistor 7 is held in its open position.

Sobald sich der Thermoschalter 6 geöffnet hat, ist nämlich der Heizwiderstand 7 mit dem Elektromotor 2 in Reihe geschaltet. Der Heizwiderstand 7 muß dann einen solchen Widerstandswert haben, daß einerseits an ihm eine so große Spannung abfällt, daß der Elektromotor 2 nicht wieder anlaufen kann und im Falle seiner Blockierung in der Statorwicklung 4 lediglich eine unschädliche Wärmeleistung erzeugt wird. Andererseits muß der Widerstandswert des Heizwiderstands 7 so bemessen sein, daß die von ihm erzeugte Heizleistung ausreicht, den Thermoschalter 6 in der geöffneten Stellung zu halten.As soon as the thermal switch 6 has opened, the heating resistor 7 is connected in series with the electric motor 2. The heating resistor 7 must then have such a resistance value that, on the one hand, such a large voltage drops across it that the electric motor 2 cannot start again and, if it is blocked in the stator winding 4, only a harmless heat output is generated. On the other hand, the resistance value of the heating resistor 7 must be dimensioned such that the heating power generated by it is sufficient to hold the thermal switch 6 in the open position.

Bei bisher bekannten Schutzschaltern war diese Dimensionierung des Heizwiderstandes äußerst problematisch. Dagegen wird sie in dem Schutzschalter gemäß der vorliegenden Erfindung ohne Schwierigkeiten beherrschbar.With previously known circuit breakers, this dimensioning of the heating resistor was extremely problematic. On the other hand, it can be easily controlled in the circuit breaker according to the present invention.

Das in den Fig. 2 und 3 dargestellte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schutzschalters 5 enthält einen hier nur schematisch in seinen Umrissen wiedergegebenen Thermoschalter 6, beispielsweise einen der von Texas Instruments hergestellten, im Katalog "Motor-Wicklungs-Protektoren Serie 15 AM" (Copyright Texas Instruments Holland B.V. 2000/3-82) aufgeführten Thermoschalter. Der Thermoschalter 6 besitzt ein ihn zu einem großen Teil umhüllendes und gut wärmeleitendes Gehäuse 13, dem eine erste Kontaktfahne 12 angeformt ist, an welcher eine zum Netzstecker 1 führende elektrische Leitung 16 (Fig. 1) angelötet ist. Das Gehäuse 13 stellt somit zusammen mit der Kontaktfahne 12 den netzsteckerseitigen elektrischen Anschluß des Thermoschalters dar. Das Gehäuse 13 ist von einer ebenfalls gut wärmeleitenden Metallhülse 14, beispielsweise aus Bronze- oder Kupferblech umgeben. Die Metallhülse 14 weist einen Schlitz 15 auf, so daß sie durch seitliches Zusammenpressen vorgespannt werden kann und demzufolge eng und daher gut wärme- und elektrischleitend an dem Gehäuse 13 anliegt. Auf der Oberseite der Metallhülse 14 ist ein vorzugsweise aus einem Kaltleiter (PTC) bestehender Heizwiderstand 7 angeordnet, der auf seiner Unter- und Oberseite je eine, beispielsweise aus Aluminium oder Silber bestehende, aufgedampfte Leitschicht 8 bzw. 9 aufweist. Die auf der Oberseite des PTC-Heizwiderstands 7 angebrachte Leitschicht 9 ist mittels einer an ihr angelöteten elektrischen Leitung 18 mit der zweiten Kontaktfahne 11 des Thermoschalters 6 elektrisch verbunden. An dieser zweiten Kontaktfahne 11, die den motorseitigen Anschluß des Thermoschalters 6 darstellt, ist auch die zum Elektromotor 2 führende elektrische Leitung 17 (Fig. 1) angelötet.The exemplary embodiment of a circuit breaker 5 according to the invention shown in FIGS. 2 and 3 contains a thermal switch 6, only schematically represented here in its outline, for example one of the ones manufactured by Texas Instruments, in the Catalog "Motor winding protectors series 15 AM" (Copyright Texas Instruments Holland BV 2000 / 3-82) listed thermal switches. The thermal switch 6 has a largely enveloping and good heat-conducting housing 13, to which a first contact tab 12 is formed, to which an electrical line 16 leading to the power plug 1 (FIG. 1) is soldered. The housing 13 thus, together with the contact lug 12, represents the electrical connection of the thermal switch on the plug side. The housing 13 is surrounded by a metal sleeve 14, which is also a good heat conductor, for example made of bronze or copper sheet. The metal sleeve 14 has a slot 15 so that it can be pretensioned by lateral compression and consequently rests closely and therefore with good heat and electrical conductivity on the housing 13. Arranged on the top of the metal sleeve 14 is a heating resistor 7, preferably consisting of a PTC thermistor, which has a vapor-deposited conductive layer 8 or 9, for example made of aluminum or silver, on its bottom and top. The conductive layer 9 attached to the top of the PTC heating resistor 7 is electrically connected to the second contact lug 11 of the thermal switch 6 by means of an electrical line 18 soldered to it. The electrical line 17 (FIG. 1) leading to the electric motor 2 is also soldered to this second contact lug 11, which represents the motor-side connection of the thermal switch 6.

Der Heizwiderstand 7 ist damit einerseits über seine untere Leitschicht 8, die Metallhülse 14 sowie das Gehäuse 13 und andererseits über seine obere Leitschicht 9, die elektrische Leitung 18 und die Kontaktfahne 11 zum Thermoschalter 6 elektrisch parallelgeschaltet.The heating resistor 7 is thus electrically connected in parallel to the thermal switch 6 on the one hand via its lower conductive layer 8, the metal sleeve 14 and the housing 13 and on the other hand via its upper conductive layer 9, the electrical line 18 and the contact tab 11.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die mechanische Befestigung des Heizwiderstandes 7 auf der Metallhülse 14 mittels eines sogenannten Schrumpfschlauches 10, der die vorgenannte Anordnung fast vollständig umhüllen kann, da nur die beiden elektrischen Leitungen 16 und 17 herausgeführt werden müssen. Der Schrumpfschlauch 10 kann beispielsweise aus einer Polyesterfolie bestehen, die nach ihrer Erwärmung und Wiederabkühlung unter einer gewissen Spannung an dem Heizwiderstand 7 und der Metallhülse 14 anliegt und dieselben daher in elektrisch leitender Verbindung und in gutem Wärmekontakt hält.In a preferred embodiment of the invention, the heating resistor 7 is mechanically attached to the metal sleeve 14 by means of a so-called shrink tube 10, which can encase the above arrangement almost completely, since only the two electrical lines 16 and 17 have to be led out. The shrink tube 10 can consist, for example, of a polyester film which, after it has been heated and cooled again, is applied to the heating resistor 7 and the metal sleeve 14 under a certain voltage and therefore keeps the same in an electrically conductive connection and in good thermal contact.

Neben dieser rein mechanischen Wirkung, die Teile des Schutzschalters zusammenzuhalten und zusammenzupressen, übernimmt der in dieser bevorzugten Ausführungsform verwendete, den gesamten Schutzschalter einkapselnde Schrumpfschlauch auch die im Rahmen der vorliegenden Erfindung wesentliche Funktion der guten Wärmeisolation des Schutzschalters nach außen. Es wird also erreicht, daß der Thermoschalter 6 und der Heizwiderstand 7 miteinander in gutem Wärmekontakt stehen, nach außen aber durch den Schrumpfschlauch 10 wärmeisoliert sind. Dabei reicht aber der Wärmekontakt zwischen dem Schutzschalter 5 und der Statorwicklung 4 immer noch aus, um im Falle einer Uberhitzung der Statorwicklung infolge Überlastung oder gar Stillstand des Elektromotors 2 den Thermoschalter 6 auszulösen.In addition to this purely mechanical effect of holding the parts of the circuit breaker together and pressing them together, the shrink tube which is used in this preferred embodiment and encapsulates the entire circuit breaker also takes on the function of good thermal insulation of the circuit breaker, which is essential in the context of the present invention. It is thus achieved that the thermal switch 6 and the heating resistor 7 are in good thermal contact with one another, but are thermally insulated from the outside by the shrink tube 10. However, the thermal contact between the circuit breaker 5 and the stator winding 4 is still sufficient to trigger the thermal switch 6 in the event of the stator winding overheating as a result of an overload or even a standstill of the electric motor 2.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schutzschalters ist der Schrumpfschlauch in seinem mit dem temperaturempfindlichen Gerätebauteil in Wärmekontakt stehenden Bereich dünner ausgebildet als in seinen übrigen Bereichen. Hierdurch kann der Wärmehaushalt des Schutzschalters - d.h., das Verhältnis der Wärmeaufnahme zur Wärmeabgabe - auf besonders einfache Weise im Sinne der vorliegenden Erfindung an die Gegebenheiten des betreffenden elektrischen Gerätes angepaßt sein und fertigungstechnisch entsprechend eingestellt werden. Zur Erzielung der angegebenen Dickenverteilung des Schrumpfschlauches kann der Schrumpfungsvorgang bei der Anbringung des Schrumpfschlauches durch lokale Wärmeanwendung so gesteuert werden, daß sich infolge der bereichsweise unterschiedlichen Schrumpf- und Reckverhältnisse die beabsichtigten Wandstärken ergeben.In a particularly advantageous embodiment of the circuit breaker according to the invention, the shrink tube is made thinner in its area that is in thermal contact with the temperature-sensitive device component than in its other areas. As a result, the heat balance of the circuit breaker - ie, the ratio of heat absorption to heat emission - can be adapted in a particularly simple manner in the sense of the present invention to the conditions of the electrical device in question and can be adjusted accordingly in terms of production technology. To achieve the specified thickness distribution of the shrink tube the shrinking process when attaching the shrink tube can be controlled by local heat application in such a way that the intended wall thicknesses result from the regionally different shrinkage and stretching conditions.

Als Folge der durch die erfindungsgemäße Anordnung erzielten Verhältnisse hinsichtlich des Wärmeübergangs zwischen den beteiligten Bauelementen ergibt sich, daß der Heizwiderstand 7 nur eine relativ kleine Heizleistung abgeben muß, um den Thermoschalter 6 sicher in der geöffneten Stellung zu halten - und zwar auch bei Raumtemperaturen deutlich unterhalb der üblichen etwa 20° Celsius - . Dies bedeutet, daß ein vorzugsweise verwendeter PTC-Heizwiderstand im stationären erhitzten Zustand, den er in wenigen Sekunden erreicht, einen relativ hohen Widerstandswert haben darf. Das hat wiederum zur Folge, daß die an ihm abfallende Spannung so groß ist, daß am Elektromotor 2 nur noch eine so kleine Spannung abfällt, daß dieser nicht wieder anlaufen kann und im Falle seiner Blockierung in der Statorwicklung 4 nur eine vernachlässigbare Wärmeentwicklung auftritt.As a result of the conditions achieved by the arrangement according to the invention with regard to the heat transfer between the components involved, it follows that the heating resistor 7 only has to emit a relatively small heating power in order to hold the thermal switch 6 securely in the open position - even at room temperatures well below the usual about 20 ° Celsius -. This means that a preferably used PTC heating resistor in the stationary heated state, which it reaches in a few seconds, may have a relatively high resistance value. This in turn has the consequence that the voltage drop across it is so great that the electric motor 2 only drops such a small voltage that it cannot start again and, if it is blocked in the stator winding 4, only negligible heat development occurs.

Es ist nicht unbedingt notwendig, für den erfindungsgemäßen Schutzschalter als Heizwiderstand ein PTC-Element zu verwenden. Die bekannten Vorteile eines PTC-Heizelements, nämlich die kurze Aufheizzeit und die schnelle Erhöhung der Heizleistung bei einer Temperaturerniedrigung seiner Oberfläche, ergeben aber zusammen mit den übrigen Merkmalen des erfindungsgemäßen Schutzschalters eine noch größere Sicherheit dafür, daß der erfindungsgemäße Schutzschalter die in der Beschreibungseinleitung genannte Aufgabe erfüllen kann.It is not absolutely necessary to use a PTC element as the heating resistor for the circuit breaker according to the invention. The known advantages of a PTC heating element, namely the short heating-up time and the rapid increase in heating power when the temperature of its surface is reduced, but together with the other features of the circuit breaker according to the invention result in an even greater certainty that the circuit breaker according to the invention fulfills the task mentioned in the introduction to the description can meet.

Die Verwendung des erfindungsgemäßen Schutzschalters ist nicht auf dessen Anbringung an Statorwicklungen von Elektromotoren beschränkt. Er kann vielmehr auch an elektrisch angetriebenen mechanischen Bauteilen angebracht werden, die heißlaufen können oder an anderen unbeweglichen elektrischen oder mechanischen Bauteilen, sofern durch die Unterbrechung der Stromzuführung die Ursache für deren Überhitzung beseitigt wird.The use of the circuit breaker according to the invention is not limited to its attachment to stator windings of electric motors. Rather, it can also be used on electrically driven mechanical components that can overheat or on other immovable electrical or mechanical components, provided that the cause of their overheating is eliminated by interrupting the power supply.

Claims (4)

1. Schutzschalter zur Verhinderung der Überhitzung eines temperaturempfindlichen Bauteils eines in Betrieb genommenen elektrischen Gerätes, der einen mit dem temperaturempfindlichen Bauteil in thermischem Kontakt stehenden, den Betriebsstrom des Gerätes bei Erreichen einer maximal zulässigen Temperatur selbsttätig abschaltenden Thermoschalter und einen zu dem Thermoschalter elektrisch parallelgeschalteten und zu diesem in thermischem Kontakt stehenden Heizwiderstand aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Thermoschalter (6) und der Heizwiderstand (7) so angeordnet sind, daß sie miteinander in gutem Wärmekontakt stehen und daß diese Anordnung (6, 7) nach außen gut wärmeisoliert ist, während sie mit dem temperaturempfindlichen Bauteil (4) in einem Wärmekontakt steht, der lediglich ausreicht, um das Öffnen des Thermoschalters (6) infolge einer unzulässigen Erhitzung des temperaturempfindlichen Bauteils (4) sicherzustellen.1. Circuit breaker to prevent overheating of a temperature-sensitive component of an electrical device put into operation, which has a thermal switch that is in thermal contact with the temperature-sensitive component and automatically switches off the operating current of the device when a maximum permissible temperature is reached, and a thermal switch that is electrically connected in parallel with the thermal switch has this heating resistor in thermal contact, characterized in that the thermal switch (6) and the heating resistor (7) are arranged so that they are in good thermal contact with one another and that this arrangement (6, 7) is well thermally insulated from the outside, while it is in thermal contact with the temperature-sensitive component (4), which is only sufficient to ensure the opening of the thermal switch (6) as a result of inadmissible heating of the temperature-sensitive component (4). 2. Schutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Thermoschalter (6) und der Heizwiderstand (7) zur Erzeugung eines guten gegenseitigen Wärmekontaktes mit einem Wärmeleitblech (14) in Berührung stehen und gemeinsam in einem gut wärmeisolierenden Schrumpfschlauch (10) eingekapselt sind.2. Circuit breaker according to claim 1, characterized in that the thermal switch (6) and the heating resistor (7) for generating a good mutual thermal contact with a heat conducting plate (14) are in contact and are encapsulated together in a heat-insulating shrink tube (10). 3. Schutzschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeleitblech als eine den Thermoschalter (6) formschlüssig umhüllende Metallhülse (14) ausgebildet ist, auf deren Außenseite der Heizwiderstand (7) durch den Schrumpfschlauch (10) gepreßt wird.3. Circuit breaker according to claim 2, characterized in that the heat-conducting sheet is designed as a metal sleeve (14) which positively surrounds the thermal switch (6) and on the outside of which the heating resistor (7) is pressed through the shrink tube (10). 4. Schutzschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schrumpfschlauch (10) in dem mit dem temperaturempfind- lichen Bauteil (4) in Wärmekontakt stehenden Bereich dünner ausgebildet ist als in seinen übrigen Bereichen.4. Circuit breaker according to claim 3, characterized in that the shrink tube (10) is made thinner in the area in thermal contact with the temperature-sensitive component (4) than in its other areas.
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