EP0928492B1 - Einrichtung zum schutz von elektrischen einrichtungen gegen überhitzen - Google Patents

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EP0928492B1
EP0928492B1 EP97909150A EP97909150A EP0928492B1 EP 0928492 B1 EP0928492 B1 EP 0928492B1 EP 97909150 A EP97909150 A EP 97909150A EP 97909150 A EP97909150 A EP 97909150A EP 0928492 B1 EP0928492 B1 EP 0928492B1
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EP
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thermal fuse
ptc thermistor
electrical device
contact
plug
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Bernd Gruhn
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Epcos AG
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    • H01H37/76—Contact member actuated by melting of fusible material, actuated due to burning of combustible material or due to explosion of explosive material
    • H—ELECTRICITY
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    • H01H37/76—Contact member actuated by melting of fusible material, actuated due to burning of combustible material or due to explosion of explosive material
    • H01H37/761—Contact member actuated by melting of fusible material, actuated due to burning of combustible material or due to explosion of explosive material with a fusible element forming part of the switched circuit
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01H85/02—Details
    • H01H85/04—Fuses, i.e. expendable parts of the protective device, e.g. cartridges
    • H01H85/041—Fuses, i.e. expendable parts of the protective device, e.g. cartridges characterised by the type
    • H01H85/048—Fuse resistors
    • H01H2085/0483—Fuse resistors with temperature dependent resistor, e.g. thermistor

Definitions

  • the invention relates to an electrical device with a Device to protect them from overheating according to the Preamble of claim 1.
  • the object of the invention is therefore electrical devices Protect from overheating so that even the risk that local smoldering fires can occur, no longer exists.
  • this object is characterized by the features in Claim 1 solved.
  • the inventive solution has a particular advantage in that existing electrical equipment is only marginally must be changed so that a thermal fuse, according to the invention in the immediate vicinity of a critical element is to be arranged can. In this way, there are existing electrical devices according to the invention with a thermal fuse can be retrofitted.
  • a thermal fuse in the immediate vicinity Proximity of the critical element in this case in the immediate vicinity Proximity to the PTC thermistor, is in danger overheating an immediate thermal response Secured fuse and thus one according to the invention Equipped or retrofitted electrical equipment absolutely protected against overheating.
  • the thermal fuse is U-shaped or V-shaped, is in the arrangement and placement of a thermal Fuse inside the housing of an electrical Device, for example with an engine starting device PTC thermistor, thus the apex of the U- or V-shaped Backup in the immediate vicinity of the critical Elements, i.e. of the PTC thermistor.
  • thermal fuse When using the according to the invention advantageously specially designed thermal fuse and its arrangement in the immediate vicinity of the element to be monitored, for example a PTC thermistor, is therefore due to the low Distance between the thermal fuse and the A critical element to be protected from overheating thermal fuse particularly quickly.
  • the heat source in the above example the PTC thermistor Engine start device, can no longer heat up, goes out an emerging smoldering fire because of lining the housing surrounding the electrical device or the entire housing with self-extinguishing Plastic immediately. This is also a spreading one Smoldering is prevented absolutely safely.
  • the engine starting device is a PTC thermistor 3 in a housing 1 held by brackets 2a and 2b. On opposite sides of the PTC thermistor 3 are spring contacts 5a and 5b on the PTC, via which current is supplied becomes.
  • the spring contacts 5a and 5b are with connecting parts 4a and 4b connected conductively, the extensions 4a 'and 4b' with schematically indicated power supply plug contacts 7a or 7b are connected.
  • the extension 4b 'of Connection part 4b to one designated by reference numeral 6 Part separated and thus interrupted.
  • a preferred embodiment of the thermal fuse 8 in Fig.2 has the shape of the capital letter U, and their in Fig.2 downward apex 83 is as close as possible as close as possible to the contact conductor 3.
  • the thermal fuse 8 is made of a low melting Made of material whose melting point is selected that it is under a temperature critical for the PTC thermistor 3 lies. This ensures that the PTC thermistor 3 or the engine starting device in which the PTC thermistor 3 the maximum permissible temperature is not is exceeded.
  • FIG. 3 shows a top view corresponding to FIG. 2, which also compared to the top view in Fig.1 Is rotated 90 °.
  • Figure 4 is a plan view of a 6-arm spring contact 5b along a line IV-IV in 3 in the direction of the connecting part 4b and its extension 4b 'reproduced.
  • thermal protection 8 'approximately V-shaped the apex or Turn point 83 'of the V-shaped thermal fuse 8' again is arranged in the immediate vicinity of the PTC thermistor 3.
  • Figure 4 Device has the extension 4b 'at its Plug contact 7b adjacent end of the separation point 6 a Circular or V-shaped indentation 41b '.
  • the opposite edge area of the separation point 6 is preferred Complementary to the recess 41b 'executed.
  • FIGS. 3 and 4 is a modified further development of a thermal fuse 8 'with its angled extension 81' on the left the extension 4b 'and with its other end 82' between the spring contact 5b and the connecting part 4b by means of a 3 by a dashed line and in FIG. 4 by a Point indicated rivets 10 attached.
  • the apex or reversal point 83 'of the V-shaped thermal fuse 8' can also be arranged between two arms 5b 1 and 5b 2 of the 6-arm spring contact 5b. In this way, the distance between the thermistor 3 to be protected against overheating and the thermal fuse 8 'can be kept particularly small.
  • the rivet When retrofitting with the thermal fuse 8 'according to 3 and 4, on the other hand, the rivet would have to be drilled out by means of which the 6-armed spring contact 5b on the connecting part 4b is attached. After insertion of the extension 82 'of the thermal Fuse 8 'between the connecting part 4b and the spring contact 5b are the connecting part by means of a new rivet 10 4b, the extension 82 'of the thermal fuse 8' and spring contact 5b to be firmly connected.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Einrichtung mit einer Einrichtung zum Schutz derselben vor Überhitzung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Derartige Einrichtungen sind aus der DE 23 42 015 A1 bekannt.
Beispielsweise ist bei Kühlaggregaten von Kühlschränken, deren Elektromotoren, auf deren Antriebswelle der Kühlkompressor sitzt, ein sogenannter Motorstart-Kaltleiter (PTC-Widerstände) vorgeschaltet. Jeweils in der Anlauf- oder Startphase des Elektromotors erwärmt der durch den PCT-Widerstand fließende Strom den Kaltleiter sehr stark, wodurch der Widerstandswert des Kaltleiters von einigen Ohm in kaltem Zustand in sehr kurzer Zeit, oftmals innerhalb weniger Sekunden, auf sehr hohe Widerstandswerte zunimmt.
Da in der Umgebung beispielsweise von Motorstart-Kaltleitern Ölrückstände oder eine insgesamt ölhaltige Atmosphäre u.ä. anzutreffen ist, besteht ein gewisses Risiko darin, daß sich derartige Rückstände unter ungünstigen Voraussetzungen entzünden können. Im ungünstigsten Fall könnte dies dazu führen, daß es beispielsweise im Bereich des Kühlaggregats eines Kühlschranks, welchem ein Motorstart-Kaltleiter zugeordnet ist, ein Schwelbrand entsteht.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, elektrische Einrichtungen vor Überhitzen so zu schützen, daß selbst die Gefahr, daß örtliche Schwelbrände entstehen können, nicht mehr besteht.
Gemäß der Erfindung ist diese Aufgabe durch die Merkmale im Anspruch 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand weiterer Ansprüche.
Ein besonderer Vorteil bei der erfinderischen Lösung liegt darin, daß bestehende elektrische Einrichtungen nur geringfügig abgeändert werden müssen, damit eine thermische Sicherung, die gemäß der Erfindung in unmittelbarer Nähe eines kritischen Elements anzuordnen ist, untergebracht werden kann. Auf diese Weise sind somit bestehende elektrische Einrichtungen gemäß der Erfindung mit einer thermischen Sicherung nachrüstbar.
Wenn beispielweise bei Motorstarteinrichtungen mit Kaltleitern gemäß der Erfindung eine thermische Sicherung in unmittelbarer Nähe des kritischen Elements, in diesem Fall in unmittelbarer Nähe des Kaltleiters, angeordnet ist, ist bei Gefahr eines Überhitzens ein sofortiges Ansprechen der thermischen Sicherung gewährleistet und somit eine gemäß der Erfindung aus- oder nachgerüstete, elektrische Einrichtung absolut sicher vor Überhitzen geschützt.
Bei Schmelzen der gemäß der Erfindung an bevorzugten Stellen angeordneten thermischen Sicherung wird die Stromzufuhr zu der zu schützenden elektrischen Einrichtung sofort unterbrochen, so daß die Gefahr, daß es gegebenenfalls doch zu einem Schwelbrand kommen könnte, von vornherein sicher unterbunden ist.
Da die thermische Sicherung U- bzw. V-förmig ausgebildet ist, befindet sich bei Anordnung und Unterbringung einer thermischen Sicherung im Inneren des Gehäuses einer elektrischen Einrichtung, beispielsweise einer Motorstarteinrichtung mit Kaltleiter, somit der Scheitelpunkt der U- bzw. V-förmig ausgebildeten Sicherung in unmittelbarer Nähe des kritischen Elements, d.h. des Kaltleiters.
Bei Verwenden der gemäß der Erfindung in vorteilhafter Weise speziell ausgebildeten thermischen Sicherung und deren Anordnung in unmittelbarer Nähe des zu überwachenden Elements, beispielsweise eines Kaltleiters, erfolgt somit wegen des geringen Abstandes zwischen der thermischen Sicherung und dem vor Überhitzen zu schützenden kritischen Element ein Schmelzen der thermischen Sicherung besonders schnell.
Um ein Ausbreiten eines im Entstehen begriffenen Schwelbrandes von vorne herein zu verhindern, ist daher zusätzlich und sicherheitshalber das die elektrische Einrichtung umgebende Gehäuse aus selbstverlöschendem Kunststoff oder das Gehäuse selbst mit einem selbstverlöschendem Kunststoff ausgekleidet.
Da sich jedoch nach dem - wenn auch möglicherweise kurze Zeit später erfolgenden - Schmelzen der thermischen Sicherung und dem damit verbundenen Unterbrechen der Stromzufuhr die Wärmequelle, im vorstehend angeführten Beispiel der Kaltleiter der Motorstarteinrichtung, nicht mehr weiter erhitzen kann, erlischt ein in der Entstehung begriffener Schwelbrand wegen des Auskleidens des die elektrische Einrichtung umgebenen Gehäuses bzw. des gesamten Gehäuses mit selbsverlöschendem Kunststoff sofort. Damit ist auch ein Ausbreiten eines Schwelbrandes absolut sicher unterbunden.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:
Fig.1
eine schematische Draufsicht einer Motorstarteinrichtung mit Kaltleiter;
Fig.2
schematisch in Vergrößerung einen Teil eines Bereichs der in Fig.1 dargestellten Motorstarteinrichtung, in welchem gemäß der Erfindung eine bevorzugte Ausführungsform einer thermischen Sicherung untergebracht ist;
Fig.3
schematisch in Vergrößerung den Teil eines Bereichs der in Fig.1 dargestellten Motorstarteinrichtung, in welcher gemäß der Erfindung eine weitere bevorzugte Ausführungsform einer thermischen Sicherung untergebracht ist, und
Fig.4
schematisch ebenfalls vergrößert eine Draufsicht auf die in Fig.3 wiedergegebene Ausführung einer thermischen Sicherung.
In der in Fig.1 dargestellten schematischen Draufsicht einer Motorstarteinrichtung ist ein Kaltleiter 3 in einem Gehäuse 1 über Halterungen 2a und 2b gehalten. Auf einander gegenüberliegenden Seiten des Kaltleiters 3 liegen Federkontakte 5a und 5b an dem Kaltleiter an, über welche Strom zugeführt wird.
Die Federkontakte 5a und 5b sind mit Anschlußteilen 4a bzw. 4b leitend verbunden, die über Verlängerungen 4a' bzw. 4b' mit schematisch angedeuteten Stromzuführ-Steckkontakten 7a bzw. 7b verbunden sind. In Fig.1 ist die Verlängerung 4b' des Anschlußteils 4b an einer mit dem Bezugszeichen 6 bezeichneten Stelle aufgetrennt und damit unterbrochen.
Wie im einzelnen vergrößert in Fig.2 dargestellt ist, ist die Trennstelle 6 durch eine thermische Sicherung 8 überbrückt, indem deren beide etwa um 90° abgewinkelten Enden 81 und 82 an durch die Trennstelle 6 voneinander getrennten Bereichen der Verlängerung 4b' beispielsweise mittels Nieten befestigt sind.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der thermischen Sicherung 8 in Fig.2 hat die Form des Großbuchstabens U, und deren in Fig.2 nach unten weisender Scheitelpunkt 83 reicht so nahe wie nur irgend möglich an den Kontaktleiter 3 heran.
Die thermische Sicherung 8 ist aus einem niedrig schmelzenden Material hergestellt, dessen Schmelzpunkt so gewählt ist, daß er unter einer für den Kaltleiter 3 kritischen Temperatur liegt. Dadurch ist sichergestellt, daß von dem Kaltleiter 3 bzw. der Motorstarteinrichtung, in welcher der Kaltleiter 3 untergebracht ist, die maximal zulässige Temperatur nicht überschritten wird.
In Fig.3 ist eine der Fig.2 entsprechende Draufsicht wiedergegeben, die ebenfalls gegenüber der Draufsicht in Fig.1 um 90° gedreht ist. In Fig.4 ist dagegen eine Draufsicht auf einen 6-armigen Federkontakt 5b entlang einer Linie IV-IV in Fig.3 in Richtung auf den Anschlußteil 4b und dessen Verlängerung 4b' wiedergegeben.
Wie der Draufsicht von Fig.3 zu entnehmen ist, ist gemäß der Erfindung eine modifizierte Weiterbildung der thermischen Sicherung 8' etwa V-förmig ausgebildet, wobei der Scheitel bzw. Umkehrpunkt 83' der V-förmigen thermischen Sicherung 8' wiederum in unmittelbarer Nähe des Kaltleiters 3 angeordnet ist.
Bei der in Fig.4 dargestellten Ausführung der erfindungsgemäßen Einrichtung weist die Verlängerung 4b' an ihrem dem Steckkontakt 7b benachbarten Ende der Trennstelle 6 eine kreislinienförmige oder v-förmige Einbuchtung 41b' auf. Der gegenüberliegende Randbereich der Trennstelle 6 ist vorzugsweise komplementär zu der Einbuchtung 41b' ausgeführt.
Wie aus einer Zusammenschau der Fig.3 und 4 zu ersehen ist, ist eine modifizierte Weiterbildung einer thermischen Sicherung 8' mit ihrem linksseitigen abgewinkelten Fortsatz 81' an der Verlängerung 4b' und mit ihrem anderen Ende 82' zwischen dem Federkontakt 5b und dem Anschlußtteil 4b mittels eines in Fig.3 durch eine gestrichelte Linie und in Fig.4 durch einen Punkt angedeuteten Niets 10 befestigt.
Wie Fig.4 zu entnehmen ist, kann der Scheitel- oder Umkehrpunkt 83' der V-förmigen thermischen Sicherung 8' jedoch auch zwischen zwei Armen 5b1 und 5b2 des 6-armigen Federkontakts 5b angeordnet sein. Auf diese Weise kann der Abstand zwischen dem beispielsweise vor Überhitzung zu schützenden Kaltleiter 3 und der thermischen Sicherung 8' besonders klein gehalten werden.
Wegen diesen geringen Abstands zwischen der thermischen Sicherung 8' bzw. deren Scheitelpunkt 83' und dem Kaltleiter 3 ist ein unmittelbares Ansprechen, d.h. Schmelzen der Sicherung gewährleistet, sobald eine Temperatur erreicht ist, die entweder für den Kaltleiter 3 selbst oder für die Einrichtung, in deren Gehäuse 1 er untergebracht ist, kritisch werden könnte.
Besonders vorteilhaft bei den in Fig.3 und 4 dargestellten Ausführungsformen ist, daß ein Ende der thermischen Sicherung 8', nämlich der abgewinkelte Fortsatz 82' mittels desselben Niets 10 zwischen dem Anschlußteil 4b und dem Federkontakt 5b gehalten und gesichert ist. Somit wird im Unterschied zu der in Fig.2 wiedergegebenen Befestigungsmöglichkeit der thermischen Sicherung 8 bei der Ausführungsform der thermischen Sicherung 8' der Fig.4 nur eine zusätzliche Nietstelle für den Niet 10 benötigt.
Dies ist insbesondere dann besonders vorteilhaft, wenn beispielsweise eine Motorstarteinrichtung mit Kaltleiter von vornherein mit der gemäß der Erfindung vorgesehenen thermischen Sicherung 8' ausgerüstet wird.
Obwohl die in Fig.3 und 4 wiedergegebene Unterbringung und Befestigung der V-förmigen thermischen Sicherung 8' auch bei einem Nachrüsten möglich ist, ist bei einem Nachrüsten im allgemeinen die in Fig.2 dargestellte Ausführung und Unterbringung der thermischen Sicherung 8 vorzuziehen, obwohl in diesem Fall zwei Löcher zum Einbringen der Niete 9 vorgesehen sein müssen.
Bei einem Nachrüsten mit der thermischen Sicherung 8' gemäß Fig.3 und 4 müßte dagegen der Niet aufgebohrt werden, mittels welchem der 6-armige Federkontakt 5b an dem Anschlußteil 4b befestigt ist. Nach Einführen des Fortsatzes 82' der thermischen Sicherung 8'zwischen den Anschlußteil 4b und den Federkontakt 5b sind mittels eines neuen Niets 10 der Anschlußteil 4b, der Fortsatz 82' der thermischen Sicherung 8' und Federkontakt 5b fest miteinander zu verbinden.

Claims (5)

  1. Elektrische Einrichtung mit einer Einrichtung zum Schutz derselben vor Überhitzung durch eine thermische Sicherung (8, 8'), welche im Inneren eines Gehäuses (1) der gegen Überhitzen zu schützenden, elektrischen Einrichtung vorgesehen ist, bei welcher die thermische Sicherung (8, 8') in unmittelbarer Nähe eines kritischen Elements (3) der elektrischen Einrichtung vorgesehen ist, und bei welcher die thermische Sicherung (8, 8') aus niedrig schmelzendem Metall besteht,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die thermische Sicherung (8, 8') U- oder V-förmig ausgebildet und so angeordnet ist, daß deren Scheitelpunkt (83, 83') sich in unmittelbarer Nähe des kritischen Elements (3) befindet.
  2. Elektrische Einrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das kritische Element ein Kaltleiter (3) ist.
  3. Elektrische Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das die elektrische Einrichtung umgebende Gehäuse (1) aus selbstverlöschendem Kunststoff besteht und/oder daß das Gehäuse (1) mit selbstverlöschendem Kunststoff ausgekleidet ist.
  4. Verwendung einer elektrischen Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 bei einer Motorstarteinrichtung mit Kaltleiter, bei welcher eine mit einem Steckkontakt (7b) elektrisch leitend verbundene Verlängerung (4b') in der Nähe des Steckkontakts (7b) eine Trennstelle (6) aufweist, und abgewinkelte Enden (81, 82) der U-förmigen thermischen Sicherung (8) an einander gegenüberliegenden Rändern der Trennstelle (6) befestigt sind, so daß deren Scheitelpunkt (83) sehr nahe an den Kaltleiter (3) heranreicht.
  5. Verwendung einer elektrischen Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 bei einer Motorstarteinrichtung mit Kaltleiter, bei welcher eine mit einem Steckkontakt (7b) elektrisch leitend verbundene Verlängerung (4b') in der Nähe des Steckkontakts (7b) eine Trennstelle (6') aufweist, und an einem dem Steckkontakt (7b) benachbarten Ende der Verlängerung (4b') ein abgewinkelter Fortsatz (81') der V-förmigen thermischen Sicherung (8') befestigt ist, deren anderer Fortsatz (82') zwischen dem Anschlußteil (4b) und einem am Kaltleiter (3) anliegenden Federkontakt (5b) befestigt ist, so daß der Scheitel- oder Umkehrpunkt (83') der Sicherung (8) sehr nahe an den Kaltleiter (3) heranreicht.
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