EP0249766A2 - Isoliergehäuse für Thermoschalter - Google Patents

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EP0249766A2
EP0249766A2 EP87107470A EP87107470A EP0249766A2 EP 0249766 A2 EP0249766 A2 EP 0249766A2 EP 87107470 A EP87107470 A EP 87107470A EP 87107470 A EP87107470 A EP 87107470A EP 0249766 A2 EP0249766 A2 EP 0249766A2
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housing
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thermal switch
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H37/00—Thermally-actuated switches
    • H01H37/02—Details
    • H01H37/32—Thermally-sensitive members
    • H01H37/52—Thermally-sensitive members actuated due to deflection of bimetallic element
    • H01H37/54—Thermally-sensitive members actuated due to deflection of bimetallic element wherein the bimetallic element is inherently snap acting
    • H01H37/5427—Thermally-sensitive members actuated due to deflection of bimetallic element wherein the bimetallic element is inherently snap acting encapsulated in sealed miniaturised housing

Definitions

  • the invention relates to an insulating housing for thermal switches, with a plastic casing.
  • Insulations for thermal switches are known in various configurations.
  • DE-GM 73 33 932 it is known from DE-GM 73 33 932 to provide such a switch with insulation from a thermoformed plastic cap which can be pushed onto the switch itself and which fully encloses this up to the connection end face, the connection side of the switch being embedded by means of casting resin.
  • DE-OS 27 28 487 it was known from DE-OS 27 28 487 that at least at least the free part of the switch, in particular in the case of switches with a fully enclosing insulating material cap Area of the connection elements to be encapsulated under pressure.
  • a casing have a housing pot consisting of a thermoplastic, into which the component, in particular a switch, is inserted, and a housing cover connected to it by means of an ultrasonic weld seam (DE-GM 80 28 913).
  • insulating housings all fill the important task of good heat conduction from the outside to the thermal switch, so that it responds quickly and reliably to changes in temperature.
  • the known insulating housings have very thin plastic walls, so that they cannot meet the protection requirements of higher protection classes. In order to meet these protection requirements, much thicker walls of the insulating housing would be required, but this would reduce the quality of the entire insulated thermal switch, in particular with regard to its response speed, and would therefore make such a switch unusable.
  • the invention is therefore based on the object of providing an insulating housing for thermal switches which nevertheless ensures good and rapid heat transfer from the outside to the switch arranged in the housing with high insulating capability.
  • an insulating housing of the type mentioned at the outset which is characterized in that an at least one ceramic part is arranged at least on one side of the thermal switch between the latter and the casing.
  • a preferred embodiment of the insulating housing according to the invention provides that the oxide ceramic parts are arranged on the side facing away from the connection contacts of the switch.
  • the plastic sheathing is a pre-sprayed sheathing which has an insertion side with a guide into which the Oxide ceramic parts are inserted, and in addition guide grooves are formed between a bottom of the plastic casing formed on the side thereof facing away from the connections of the switch, into which the oxide ceramic parts are inserted.
  • the insertion opening of the pre-molded insulating housing is closed after the introduction of switches and oxide ceramic plates, for example in the manner known per se, by casting or pressure spraying.
  • switches and oxide ceramic plates for example in the manner known per se, by casting or pressure spraying.
  • the sheathing can consist of any plastics, the use of doroplasts being preferred to thermoplastics at higher temperatures.
  • MgO or aluminum oxide ceramics which have good heat conduction and high insulation behavior can preferably be used as oxide ceramics. This should be due in particular to the flat heat transfer path created by the oxide ceramic parts. Basically, the replacement of an oxide ceramic part is possible, but preferably two platelets are used.
  • the housing consists of a lower part and an upper part, which can be inserted into one another in a form-fitting manner, leaving only passages for connecting lines free.
  • This initially enables simple assembly of the overall switch.
  • a part carries two webs with a relative spacing, between which, in addition to the cavity for the switch and the ceramic parts, a further air chamber is formed, webs being tight rest on the connecting cables.
  • the upper part has at least one attachment, by which at assembled housing, the ceramic parts are pressed against the bottom of the lower part.
  • the insulating housing 1 initially has a pre-injected plastic sheathing 2, which has a cavity 3 for receiving the thermal switch 4.
  • the thermal switch 4 has on one side 6 two connection contacts 7, to which connection lines 8 are fastened, in particular soldered, which are led out of the housing 1 through an insertion opening 9.
  • the thermal switch 4 has a metal housing which is in contact with one of the contacts 7 and one of the connecting lines 8 and is therefore a live part. While the parts of the casing 2 on the side of the contacts 7 and connecting lines 8 and in the region of the end face 11 of the casing 2 have a sufficient thickness, in particular of more than 2 mm, to meet specified insulation requirements, the side of the casing facing away from the contacts 7 is extremely thin trained so that it essentially only meets mechanical and stability requirements.
  • the ceramic parts 14 ', 14' are highly insulating, so that it fulfills the required dielectric strength tests with high requirements with even a small thickness and overall there is sufficient insulation on the bottom of the switch 2, but still the high response speed of the thermal switch 2 is ensured on temperature increases, since the additional ceramic parts 14 ', 14', in addition to their high insulating ability as such and also with the small thickness in which they can be used, enable good heat conduction. Basically, only one ceramic part or several parts can be used one above the other, in all cases the thickness of the entire ceramic layer can be kept limited by a correspondingly small plate thickness.
  • the same features are designated with the same reference symbols as in the embodiment of FIGS. 1 and 2.
  • the configuration of FIG. 3 consists of a two-part preformed housing 1 'with a bottom part 21 and top part 22 which are matched to one another in such a way that they initially leave the cavity 3 free for the oxide ceramic parts 14, 14 'and the actual thermal switch can be positively and firmly inserted into one another.
  • the upper part 22 has in the lower part 21 protruding lugs 24 which do not extend to the bottom 12 of the lower part 21, but just leave such a space that the ceramic plates 14, 14 'to be used are firmly against the bottom 12 by the lugs 24 of the lower part 21 pressed and the shape by the sentences 24 are held.
  • the lower part 2 has webs 26, 27 which extend perpendicularly to its bottom surface 12 and which are at a distance from one another, through which an air chamber 28 is formed in addition to the cavity 3.
  • the formation of the webs and their spacing create a sufficient creepage and air gap, the dimensions of which can be designed according to requirements.
  • the upper and lower parts fit tightly together. If necessary, they can also be welded to one another in the area of their contact seam, for example by ultrasound.

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Abstract

Die Erfindung schlägt ein Isoliergehäuse für Thermoschalter mit einer Kunststoffummantelung vor, bei dem zumindest einseitig des Thermoschalters (4) zwischen diesem und der Ummantelung (2) mindestens ein Oxidkeramikteil (14, 14') angeordnet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Isoliergehäuse für Thermoschalter, mit einer Kunststoff-Ummantelung.
  • Isolierungen für Thermoschalter, insbesondere Miniatur-Bi-Metallschalter sind in verschiedenartiger Ausgestaltunq bekannt. So ist aus der DE-GM 73 33 932 bekannt, einen derartigen Schalter mit einer Isolierung aus einer auf den Schalter selbst aufschiebbaren, diesen bis auf die Anschlußstirnseite satt umschließenden tiefgezogenen Kunststoffkappe zu versehen, wobei die Anschlußseite des Schalters mittels Gießharz eingebettet ist. Weiter wurde aus der DE-OS 27 28 487 bekannt, bei Schaltern mit einer satt umschließenden Isolierstoffkappe zumindestens den freien Teil des Schalters, also insbesondere im Bereich der Anschlußelemente, unter Druck zu umspritzen. Schließlich wurde vorgeschlagen, daß eine Ummantelung einen aus einen Thermoplasten bestehenden Gehäusetopf, in den das Bauelement, also insbesondere ein Schalter eingesetzt ist, und einen mit diesem mittels einer Ultraschall-Schweißnaht verbundenen Gehäusedeckel aufweist(DE-GM 80 28 913).
  • Diese Isoliergehäuse füllen sämtlich die bei Thermoschaltern wichtige Aufgabe einer guten Wärmeleitung vom Außenraum zum Thermoschalter, damit dieser schnell und zuverlässig auf Temperaturänderungen anspricht. Die bekannten Isoliergehäuse weisen recht dünne Kunststoffwandungen auf, so daß sie den Schutzanforderungen höherer Schutzklassen nicht genügen können. Um diesen Schutzanforderungen zu genügen, wären wesentlich stärkere Wandungen der Isoliergehäuse erforderlich, was aber die Qualität des gesamten isolierten Thermoschalters, insbesondere hinsichtlich seiner Ansprechgeschwindigkeit reduzieren und soqar einen solchen Schalter insofern unbrauchbar machen würde.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Isoliergehäuse für Thermoschalter zu schaffen, das bei hoher Isolierfähiqkeit dennoch einen guten und schnellen Wärmeübergang von Außen zum im Gehäuse angeordneten Schalter sicher stellt.
  • Erfindungsgemäß wird die genannte Aufgabe durch ein Isolierqehäuse der eingangs genannten Art gelöst, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß zumindest einseitiq des Thermoschalters zwischen diesem und der Ummantelunq ein mindestens nxidkeramikteil angeordnet ist. Eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Isoliergehäuses sieht vor, daß die Oxidkeramikteile auf der den Anschlußkontakten des Schalters abgewandten Seite angeordnet ist. Weiterhin ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß die Kunststoff-Ummantelung eine vorqespritzte Ummantelung ist, die eine Einschubseite mit einer Führung aufweist, in die die Oxidkeramikteile eingeschoben sind, wobei darüberhinaus zwischen einem auf der den Anschlüssen des Schalters abgewandten Seite desselben ausgebildeten Boden der Kunststoff-Ummantelung Führungsnuten ausgebildet sind, in die die Oxidkeramikteile eingeschoben sind. Die Einschuböffnung des vorgespritzten Isoliergehäuses ist nach Einbringen von Schalter und Oxidkeramikplatten verschlossen beispielsweise in der ansich bekannten Art durch Gießen oder Druckspritzen. Insbesondere bei plattenförmiger Ausgestaltung der Oxidkeramikteile hat sich in überraschender Weise herausgestellt, daß die Ansprechgeschwindigkeit sogar höher ist als ohne das Teil bei gleicher Ummantelungsstärke. Die Ummantelung kann aus beliebigen Kunststoffen bestehen, wobei hei höheren Temperaturen der Einsatz von Doroplasten gegenüber Thermoplasten vorzuziehen ist. Als Oxidkeramik kann vorzugsweise MgO oder Aluminiumoxidkeramik eingesetzt werden,die eine gute Wärmeleitung bei hohem Isolationsverhalten aufweisen. Dies dürfte insbesondere auch an den flächigen Wärmeübergangsweg, der durch die Oxidkeramikteile geschaffen wird,liegen. Grundsätzlich ist der Ersatz eines Oxidkeramikteils möglich, vorzugsweise werden aber zwei Plättchen verwendet.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Gehäuse aus Unterteil und Oberteil besteht, die formschlüssig unter Freilassung lediglich von Durchlassen für Anschlußleitungen ineinander einsetzbar sind. Hierdurch wird zunächst ein einfacher Zusammenbau des Gesamtschalters ermöglicht. Weiterhin kann durch eine derartige Ausgestaltung Isolieranforderungen genüge getan werden, indem insbesondere in weiterer bevorzugter Ausqestaltung vorgesehen ist, daß ein Teil zwei einen Relativabstand aufweisende Stege trägt, zwischen denen neben dem Hohlraum für den Schalter und die Keramikteile eine weitere Luftkammer gebildet ist, wobei Stege dicht an den Anschlußleitungen anliegen. Zum sicheren und festen Halten der Keramikplatten sieht eine weitere Ausgestaltung vor, daß das Oberteil zumindestens einen Ansatz aufweist, durch den bei zusammengesetzten Gehäuse die Keramikteile gegen den Boden des Unterteils gedrückt werden.
  • Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Isoliergehäuses unter Bezugnahme auf die Zeichnung im einzelnen erläutert ist. Dabei zeigt:
    • Fig. 1 Einen Längsschnitt durch das erfindunqsgemäße Isoliergehäuse;
    • Fig. 2 eine Sicht auf das Isoliergehäuse in Richtung der Einführöffnung bei noch geöffneter Einführöffnung; und
    • Fig. 3 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform des Isoliergehäuses.
  • Das erfindungsgemäße Isoliergehäuse 1 weist zunächst eine vorgespritzte Kunststoff-Ummantelung 2 auf, die einen Hohlraum 3 zur Aufnahme des Thermoschalters 4 hat. Der Thermoschalter 4 weist auf einer Seite 6 zwei Anschlußkontakte 7 auf, an denen Anschlußleitungen 8 befestigt, insbesondere festgelötet sind, die aus dem Gehäuse 1 durch eine Einführöffnunq 9 herausgeführt sind. Der Thermoschalter 4 hat ein Metallgehäuse, das mit einem der Kontakte 7 und einer der Anschlußleitunqen 8 in Berührung steht und damit ein spannungsführendes Teil ist. Während die Teile der Ummantelung 2 auf der Seite der Kontakte 7 und Anschlußleitungen 8 sowie im Bereich der Stirnseite 11 der Ummantelung 2 eine ausreichende Stärke, insbesondere von mehr als 2mm zur Erfüllung vorgegebener Isolieranforderunqen aufweisen, ist die den Kontakten 7 abgewandte Seite der Umhüllung äußerst dünn ausgebildet,so daß sie im wesentlichen nur mechanischen und Stabilitätsanforderungen genügt. Oberhalb des dünnen Bodens 12 zwischen diesen und den verdickten Seitenwänden 11 'sind beidseitig der Ausnehmung 3 und an einer Stirnseite Nuten 13 ausgebildet, in die Oxidkeramikteile 14, 14 'eingeschoben sind, die aufeinander liegen und von denen eines 14 mit seiner Unterseite an der dünnen Wandung 12 und das andere 14 mit seiner Oberseite an dem den Kontakten 7 abgewandten Boden des Thermoschalters 4 anliegt. Die Keramikteile 14 ', 14' sind hochisolierend, so daß es erforderliche Spannungsfestigkeitsprüfungen mit hohen Anforderungen bei auch nur geringer Stärke erfüllt und insgesamt auch auf der Seite des Bodens des Schalters 2 eine den Anforderungen genügende Isolierung gegeben ist, dennoch aber die hohe Ansprechgeschwindigkeit des Thermoschalters 2 auf Temperaturerhöhungen sichergestellt ist, da die zusätzlichen Keramikteile 14 ', 14 'neben ihrer hohen Isolierfähigkeit als solches und auch bei der geringen Dicke,in der sie eingesetzt werden können, eine gute Wärmeleitung ermöglicht. Grundsätzlich kann auch lediglich ein Keramikteil oder es können mehrere Teile übereinander eingesetzt werden, wobei in allen Fällen die Stärke der gesamten Keramikschicht durch entsprechend gerinqe Plättchendicke begrenzt gehalten werden kann.
  • Bei der Ausgestaltung der Figur 3 sind gleiche Merkmale mit den gleichen Bezugszeichen wie bei der Ausgestaltung der Figuren 1 und 2 bezeichnet. Im Gegensatz zur Ausgestaltung der Figuren 1 und 2 besteht die Ausgestaltung der Figur 3 aus einem zweiteiligen vorgeformten Gehäuse 1 'mit.Unterteil 21 und Oberteil 22, die derart aneinander angepaßt sind, daß sie unter Freilassung zunächst des Hohlraums 3 für die Oxidkeramikteile 14, 14 'und den eigentlichen Thermoschalter formschlüssig und fest ineinander gesetzt werden können. Das Oberteil 22 weist dabei in das Unterteil 21 ragende Ansätze 24 auf, die sich nicht bis zum Boden 12 des Unterteils 21 erstrecken, sondern gerade einen solchen Freiraum freilassen, daß die einzusetzenden Keramikplättchen 14, 14 'durch die Ansätze 24 fest gegen den Boden 12 des Unterteils 21 gedrückt und der Gestalt durch die Ansätze 24 gehalten werden.
  • Im Bereich der Anschlußeitungen 8 weist das Unterteil 2 sich senkrecht zu seiner Bodenfläche 12 erstreckende Stege 26, 27 auf, die einen Abstand zueinander aufweisen, durch den zusätzlich zu dem Hohlraum 3 eine Luftkammer 28 gebildet wird. Die Stege 26, 27 schließen zusammen mit dem darüber befindlichen Bereich des Oberteils 22 die Anschlußleitungen 8 dicht ein. Durch die Ausbildung der Stege und ihren Abstand wird eine hinreichende Kriech- und Luftstrecke geschaffen, deren Dimension je nach Anforderungen ausgebildet sein können.
  • Oberteile und Unterteil sitzen dicht ineinander. Gegebenenfalls können sie im Bereich ihrer Berührungsnaht noch miteinander, beispielsweise durch Ultraschall, verschweißt werden.

Claims (8)

1. Isolierqehäuse für Thermoschalter, mit einer Kunststoff- Ummantelung, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einseitig des Thermoschalters (4) zwischen diesem und der Ummantelung (2) mindestens ein Oxidkeramikteil (14, 14 ') angeordnet ist.
2. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile (14, 14 ') plattenförmig sind.
3. Gehäuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile (14, 14 ') auf der den Anschlußkontakten (7) des Schalters (4) abgewandten temperaturempfindlichen Seite angeordnet sind.
4. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoff-Ummantelung (2) eine vorgespritzte Ummantelunq ist, die eine Einschubseite mit einer Führung aufweist, in die die Teile (14, 14 ') eingeschoben sind.
5. Gehäuse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem auf der den Anschlüssen (7) des Schalters (4) abqewandten Seite desselben ausgebildeten Boden (12) der Kunststoff-ummantelung (2) und Seitenwänden (11) der Kunststoff-Ummantelung (2) Führungsnuten (13) ausgebildet sind, in die die Teile (14, 14 ') eingeschoben sind.
6. Gehäuse für Thermoschalter, mit einer Kunststoffummantelung, insbesondere nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1 ') aus Unterteil (21) und Oberteil (22) besteht, die formschlüssig unter Freilassung lediglich von Durchlässen für Anschlußleitungen (8) ineinander einsetzbar sind.
7. Gehäuse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Oberteil (22) zumindestens einen Ansatz (24) aufweist, durch den bei zusammengesetzten Gehäuse die Keramikteile (14, 14 ') gegen den Boden (12) des Unterteils (21) gedrückt werden.
8. Gehäuse nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil (22) zwei einen Relativabstand aufweisende Stege (26, 27) trägt, zwischen denen neben dem Hohlraum (3) für den Schalter (4) und die Keramikteile (14, 14 ') eine weitere Luftkammer (2R) gebildet ist, wobei die Steae (26, 27) dicht an den Anschlußleitungen (8) anliegen.
EP87107470A 1986-06-14 1987-05-22 Isoliergehäuse für Thermoschalter Expired - Lifetime EP0249766B1 (de)

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