EP1079406B1 - Übertemperaturschutzvorrichtung - Google Patents

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EP1079406B1
EP1079406B1 EP00111463A EP00111463A EP1079406B1 EP 1079406 B1 EP1079406 B1 EP 1079406B1 EP 00111463 A EP00111463 A EP 00111463A EP 00111463 A EP00111463 A EP 00111463A EP 1079406 B1 EP1079406 B1 EP 1079406B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
overtemperature protection
temperature
spring
protection apparatus
dependent switch
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP00111463A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP1079406A1 (de
Inventor
Michael Becher
Edwin Güttinger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Thermik Geraetebau GmbH
Original Assignee
Thermik Geraetebau GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Thermik Geraetebau GmbH filed Critical Thermik Geraetebau GmbH
Publication of EP1079406A1 publication Critical patent/EP1079406A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1079406B1 publication Critical patent/EP1079406B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H37/00—Thermally-actuated switches
    • H01H37/02—Details
    • H01H37/04—Bases; Housings; Mountings
    • H01H37/043—Mountings on controlled apparatus
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H37/00—Thermally-actuated switches
    • H01H37/002—Thermally-actuated switches combined with protective means
    • H—ELECTRICITY
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H37/00—Thermally-actuated switches
    • H01H37/02—Details
    • H01H37/04—Bases; Housings; Mountings
    • H01H37/06—Bases; Housings; Mountings to facilitate replacement, e.g. cartridge housing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H37/00—Thermally-actuated switches
    • H01H37/02—Details
    • H01H37/64—Contacts
    • H01H37/70—Resetting means

Definitions

  • the present invention relates to an overtemperature protection device, which for an electrical device with preferably a hot plate provided and electrically to the device can be connected in series to its voltage supply in the event of overtemperature switch off with a temperature-dependent switch, which has a first connection contact on its bottom, via both electrical and thermal contact the device can be manufactured.
  • Such an overtemperature protection device is from DE-A1-197 05 410 known.
  • Overtemperature protection devices are generally state of the art known in the art. On the one hand, they serve one overheated electrical equipment, such as a hair dryer, temporarily turn off until it cools down again has that it can be operated safely.
  • Over-temperature protection devices usually include temperature dependent switch with a temperature dependent deforming member, e.g. made of memory metal, made of bimetal or can be made of trimetal.
  • the overtemperature protection device known from the aforementioned DE-A1-197 05 410 comprises a plastic housing, in that the temperature-dependent switch is inserted from below becomes.
  • a terminal lug soldered through the Plastic housing extends outwards and there the External connection of the heating plate is used.
  • the second connection contact the temperature-dependent switch is through its housing bottom formed, which rests on a contact surface of the heating plate and there for both electrical and thermal Contact ensures.
  • the plastic housing is held by a metal bracket that is soldered or glued to the heating plate and so the Bottom of the temperature-dependent switch on the contact surface suppressed.
  • this overtemperature protection device is a reliable one Control and monitoring of the temperature of the heating plate enables it shows a number of constructive disadvantages on. For example, does not guarantee that the pressure force, with which the metal bracket the bottom of the temperature-dependent Presses the switch on the contact surface in all operating states for a good electrical and thermal Contact ensures.
  • Another disadvantage is that a large metal bracket is used, e.g. at a Loosen the contact shoe pushed onto the connection lug can produce a short circuit with this, so that this construction overall security concerns especially with such encountered electrical devices that are frequently transported so that there is a risk of loosening the cable lug.
  • the object underlying the invention is at the outset solved overtemperature protection device, that it has a holder for the temperature-dependent switch, which can be releasably locked to the device under spring tension is.
  • the inventors of the present application have recognized that that by the spring tension for good electrical and thermal contact to the device is ensured, so that by the good temperature connection overheating the device efficiently is prevented.
  • overtemperature protection device to be small compact unit can be designed when locking to the Device e.g. in the manner of a bayonet lock by the spring is held securely, the spring also simultaneously for good electrical and thermal contact between the temperature dependent Switches and the device ensures and mechanical Can compensate for changes in distance.
  • the holder is a hollow, cylindrical one Has housing in which the spring is arranged against the force of the temperature-dependent switch in the housing can be inserted.
  • This measure is also structurally advantageous because the temperature-dependent one Switch is through him at least partially surrounding housing protected before and when the overtemperature protection device on the electrical to be protected Device is mounted. This measure is therefore also regarding safety-related aspects of advantage, because once tested overtemperature protection device cannot be caused by improper Handling before or during installation in the protective device may be damaged or destroyed.
  • the housing on its upper, from the temperature-dependent switch remote end a system bundle having.
  • the temperature-dependent switch sits in a stepped holding part, from which the Bottom of the temperature-dependent switch protrudes and on whose upper shaft the spring sits with its first end, whereby preferably the spring with its second end in one Hole is clamped in the housing.
  • This measure is also preferred from a design point of view, because through the Holding part results in a guide of the temperature-dependent Switch in the housing, so that tilting during assembly is prevented. As a result, a secure fit of the temperature-dependent switch on the device to be protected, furthermore an unintentional destruction in the Assembly is prevented.
  • the bore is a stepped bore is in its section with a larger diameter the spring sitting.
  • the bore is a Through hole is in the one projecting radially inwards Collar is provided on which the spring is supported and the temperature-dependent switch against the force of the Spring is held.
  • a second connection contact is provided, which by the housing can be contacted, preferably on a contact lug is attached to the second connection contact, which projects upwards through the spring in the housing.
  • the invention further relates to an electrical one Device with at least one new overtemperature protection device, as described above.
  • the device comprises a heating plate, on the heating substrate the bottom of the temperature-dependent Switch rests under the force of the spring.
  • this measure offers constructive advantages, both External connections of the device are made via the new overtemperature protection devices, so that for mounting the above advantages mentioned apply.
  • Another advantage is in safety aspects, because even if an overtemperature protection device malfunction or too high would have shutdown temperature, would be the shutdown security guaranteed by the other overtemperature protection device. The same applies to the switch-back temperature. Self if one of the two overtemperature protection devices is one would have such a switch-back temperature that it is in the range the room temperature already closes again, so it lasts the other overtemperature protection device the circuit so long opened until e.g. of cold spray too this temperature-dependent switch is closed again.
  • FIG. 1 10 is a schematically illustrated electrical Device referred to that a heating plate 11 with a heating substrate 12 and an insulating plate 14 covering this.
  • the insulation plate 14 In the insulation plate 14 are two through holes 15, in which overtemperature protection devices 16 are arranged, the Detachable on the heating plate 11 in the manner of a bayonet catch are attached.
  • the overtemperature protection devices 16 are at their lower End with the heating substrate 12 and at its upper end with one Power supply 18 connected such that they are in series arranged between the voltage supply 18 and the heating substrate 12 are.
  • a temperature-dependent one indicated schematically at 19 Switch arranged which when reaching a certain Switching temperature ST the electrical connection between the substrate 12 and the voltage supply 18 opens and thus prevents the heating plate 12 from overheating.
  • a temperature sensor is in the heating substrate 12 for temperature control of type PT 100 arranged with a temperature control circuit 22 is connected, which in turn the Power supply 18 controls.
  • the temperature of the heating plate 11 is thus via the temperature sensor 21 and the temperature control circuit 22 controlled. If there is a defect in this temperature control the heating plate 11 continues to heat up unhindered, until the switching temperature ST is reached and the two Open temperature-dependent switch 19.
  • This switching behavior the overtemperature protection devices 16 is shown in FIG. 4, where on the X axis the temperatures and on the Y axis the two switching states with 1 for on and 0 for off are indicated.
  • FIG. 4 shows switching diagram opens the switch at Exceeding the temperature ST.
  • the switch cools down switch 19 remains at room temperature RT open, only when the temperature drops significantly below RT, in the selected embodiment is below 5 ° C, closes switch 19 again, and that shown in FIG The hysteresis curve closes.
  • the two overtemperature protection devices work 16 like fuses after the temperature-dependent Switch 19 was opened once, it closes at usual Operating conditions not even when the power supply 18 is completely switched off. Only by cooling down overtemperature protection devices 16, e.g. by means of a cold spray to below 5 ° C, the switch is closed again.
  • a hysteresis curve as shown in Fig. 4 is unusual for temperature-dependent switches, but it can be by choosing the right bimetal material Embossing the active made from the bimetal material Switching element and the after-treatment of this switching element adjust in a manner known per se to the person skilled in the art.
  • the overtemperature protection device 16 a Includes holder 24, which has a housing 25 made of insulating material, in which a stepped bore 26 is provided.
  • the stepped bore bears in its lower, larger diameter Section 27 a compression spring 28 with its upper End 29 clamped captive in the lower section 27 is.
  • the compression spring 28 is on a shaft 32 of a stepped holding part 33 pushed so that Holding part 33 captive in the lower via the compression spring 28 Section 27 is held and against the force of the compression spring 28 can be inserted into the stepped bore 26.
  • the holding part 33 carries at its lower end in one there provided opening 34 a temperature-dependent switch 19th of a design known per se.
  • a temperature-dependent switch 19th of a design known per se.
  • An example of one Temperature-dependent switch 19 is described in DE 21 21 802 A1.
  • the temperature-dependent switch 19 comprises a metallic housing, that with its bottom 35 down from the opening 34 protrudes.
  • the bottom 35 is also the first connection contact 36 designed for the temperature-dependent switch 19.
  • the temperature-dependent switch 19 has at its upper end a second connection contact 38 to which a contact tab 39 is soldered, which extends through the holding part 33 and in an upper portion 40 of the stepped bore 26 protrudes.
  • a conventional cable lug is on this contact lug 39 postponed, the. through the housing 25 surrounding it is well insulated on the outside.
  • the holding part 33 is either temperature-dependent Switch 19 sprayed around with soldered contact lug 39 or but prefabricated so that the switch 19 with terminal lug 39 pushed from below into the opening 34 and clamped there become.
  • the housing 25 On its outer wall 41, the housing 25 has two more diametrically opposite locking projections 42 on which it comes into contact with the insulation plate 14. Furthermore, is still a system collar 43 is provided, through which the Overheating protection device 16 too far into the through holes 15 can be inserted.
  • FIG. 3 shows a second exemplary embodiment in a representation like FIG. 2 the overtemperature protection device 16 shown in which a through hole 46 is provided in the housing 25 is in which a radially inwardly projecting collar 47 e.g. is provided in the form of a snap ring.
  • the holding part 33 has an upper shoulder 48 and a lower shoulder 49, with the upper shoulder 48 lying on the collar 47, so that the holding part 33 in Fig. 3 is not down from the housing 25 can fall out.
  • the compression spring 28 already known from FIG. 2 arranged, which pushes the holding part 33 down.
  • Fig. 3 is the overtemperature protection device in a view from below 16 shown in Fig. 2 and leaves the two Recognize locking projections 42 well again.
  • the relative movement between the housing 25 and the holding part 33 is made possible by the compression spring 28 in the stepped bore 26 and / or on the shaft 32 is rotatable without however, in the removed state, the holding part 33 from the stepped bore 26 can fall out.

Landscapes

  • Thermally Actuated Switches (AREA)
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  • Central Heating Systems (AREA)

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Übertemperaturschutzvorrichtung, die für ein elektrisches Gerät mit vorzugsweise einer Heizplatte vorgesehen und elektrisch zu dem Gerät in Reihe schaltbar ist, um bei Übertemperatur dessen Spannungsversorgung wegzuschalten, mit einem temperaturabhängigen Schalter, der an seinem Boden einen ersten Anschlußkontakt aufweist, über den sowohl elektrischer als auch thermischer Kontakt zu dem Gerät herstellbar ist.
Eine derartige Übertemperaturschutzvorrichtung ist aus der DE-A1-197 05 410 bekannt.
Übertemperaturschutzvorrichtungen sind allgemein aus dem Stand der Technik bekannt. Sie dienen zum einen dazu, ein überhitztes elektrisches Gerät, wie bspw. einen Haartrockner, vorübergehend abzuschalten, bis er sich wieder so weit abgekühlt hat, daß er gefahrlos weiterbetrieben werden kann. Derartige Übertemperaturschutzvorrichtungen umfassen in der Regel temperaturabhängige Schalter mit einem sich temperaturabhängig verformenden Glied, das z.B. aus Memory-Metall, aus Bimetall oder aus Trimetall gefertigt sein kann.
Bei höheren Sicherheitsanforderungen wird einem derartigen temperaturabhängigen Schalter ein Parallelwiderstand beigegeben, der beim Ansprechen, also Öffnen des temperaturabhängigen Schalters einen Reststrom übernimmt, durch den der Widerstand so weit aufgeheizt wird, daß der Schalter geöffnet bleibt. Auf diese Weise wird dafür gesorgt, daß erst nach einem aktiven Abschalten der Spannungsversorgung der Schalter so weit abkühlt, daß er wieder schließt und das Gerät erneut betrieben werden kann.
Die aus der eingangs genannten DE-A1-197 05 410 bekannte Übertemperaturschutzvorrichtung umfaßt ein Kunststoffgehäuse, in das der temperaturabhängige Schalter von unten eingeschoben wird. An den oberen Anschlußkontakt des temperaturabhängigen Schalters ist eine Anschlußfahne angelötet, die sich durch das Kunststoffgehäuse hindurch nach außen erstreckt und dort dem Außenanschluß der Heizplatte dient. Der zweite Anschlußkontakt des temperaturabhängigen Schalters wird durch dessen Gehäuseboden gebildet, der auf einer Kontaktfläche der Heizplatte aufliegt und dort sowohl für elektrischen als auch für thermischen Kontakt sorgt.
Das Kunststoffgehäuse ist von einem Metallbügel gehalten, der auf die Heizplatte aufgelötet oder aufgeklebt wird und so den Boden des temperaturabhängigen Schalters auf die Kontaktfläche drückt.
Obwohl diese Übertemperaturschutzvorrichtung eine zuverlässige Regelung und Überwachung der Temperatur der Heizplatte ermöglicht, weist sie doch eine Reihe von konstruktiven Nachteilen auf. So ist z.B. nicht gewährleistet, daß die Andruckkraft, mit der der Metallbügel den Boden des temperaturabhängigen Schalters auf die Kontaktfläche drückt, in allen Betriebszuständen für einen guten elektrischen und thermischen Kontakt sorgt. Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, daß ein großer metallener Bügel verwendet wird, der z.B. bei einem Lösen des auf die Anschlußfahne aufgeschobenen Kontaktschuhs mit diesem einen Kurzschluß erzeugen kann, so daß diese Konstruktion insgesamt Sicherheitsbedenken insbesondere bei solchen elektrischen Geräten begegnet, die häufig transportiert werden, so daß die Gefahr des Lösens des Kabelschuhs besteht.
Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Übertemperaturschutzvorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die universell einsetzbar ist, wobei ihre Funktion auf preiswerte Weise garantiert und die Montage auf einfache Weise realisiert werden sollen.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird bei der eingangs erwähnten Übertemperaturschutzvorrichtung dadurch gelöst, daß sie für den temperaturabhängigen Schalter einen Halter aufweist, der unter Federspannung lösbar an dem Gerät verriegelbar ist.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst.
Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben nämlich erkannt, daß durch die Federspannung für einen guten elektrischen und thermischen Kontakt zu dem Gerät gesorgt wird, so daß durch die gute Temperaturanbindung ein Überhitzen des Gerätes effizient verhindert wird.
Dabei ist es bevorzugt, wenn die Federspannung durch eine an dem Halter vorgesehene Feder bereitgestellt wird.
Dadurch kann die Übertemperaturschutzvorrichtung als kleine kompakte Einheit ausgelegt werden, die beim Verriegeln an dem Gerät z.B. nach Art eines Bajonett-Verschlusses durch die Feder sicher gehalten wird, wobei die Feder ferner gleichzeitig für guten elektrischen und thermischen Kontakt zwischen dem temperaturabhängigen Schalter und dem Gerät sorgt und mechanische Abstandsänderungen ausgleichen kann.
Auf diese Weise wird eine leichte Montierbarkeit sowie ein einfacher Austausch der Übertemperaturschutzvorrichtung erreicht.
Dabei ist es bevorzugt, wenn der Halter ein hohles, zylinderförmiges Gehäuse aufweist, in dem die Feder angeordnet ist, gegen deren Kraft der temperaturabhängige Schalter in das Gehäuse einschiebbar ist.
Auch diese Maßnahme ist konstruktiv von Vorteil, denn der temperaturabhängige Schalter wird durch das ihn zumindest teilweise umgebende Gehäuse geschützt, bevor und wenn die Übertemperaturschutzvorrichtung an dem zu schützenden elektrischen Gerät montiert wird. Diese Maßnahme ist somit auch bezüglich sicherheitstechnischer Aspekte von Vorteil, denn eine einmal getestete Übertemperaturschutzvorrichtung kann nicht durch unsachgemäße Handhabung vor oder bei dem Einbau in das zu schützende Gerät beschädigt oder zerstört werden.
Dabei ist es bevorzugt, wenn das Gehäuse an seinem oberen, von dem temperaturabhängigen Schalter abgelegenen Ende einen Anlagebund aufweist.
Auch diese Maßnahme ist konstruktiv von Vorteil, denn durch den Anlagebund wird verhindert, daß die Übertemperaturschutzvorrichtung zu weit in das zu schützende Gerät hineingesteckt wird, daß im Umkehrschluß verhindert wird, daß der temperaturabhängige Schalter zu weit in das Gehäuse hineingeschoben wird, wodurch die Feder in ihrer Rückstellkraft beeinträchtigt werden könnte.
Weiter ist es bevorzugt, wenn der temperaturabhängige Schalter in einem gestuften Halteteil sitzt, aus dem nach unten der Boden des temperaturabhängigen Schalters hervorsteht und auf dessen oberem Schaft die Feder mit ihrem ersten Ende sitzt, wobei vorzugsweise die Feder mit ihrem zweiten Ende in einer Bohrung in dem Gehäuse eingeklemmt ist.
Auch diese Maßnahme ist konstruktiv bevorzugt, denn durch das Halteteil ergibt sich eine Führung des temperaturabhängigen Schalter in dem Gehäuse, so daß ein Verkanten bei der Montage verhindert wird. Hierdurch wird zum einen ein sicherer Sitz des temperaturabhängigen Schalters an dem zu schützenden Gerät erreicht, wobei ferner eine unbeabsichtigte Zerstörung bei der Montage verhindert wird.
Dabei ist es bevorzugt, wenn die Bohrung eine Stufenbohrung ist, in deren Abschnitt mit größerem Durchmesser die Feder sitzt.
Auch diese Maßnahme führt zu einer konstruktiv einfachen und damit preiswerten Übertemperaturschutzvorrichtung, die Feder wird lediglich einen Endes in die Stufenbohrung eingeschoben, wo sie sich verklemmt, während die Feder anderen Endes auf dem Schaft des Halteteiles sitzt und dieses somit sicher in der Stufenbohrung hält. Beim Zusammenbau der neuen Übertemperaturschutzvorrichtung ist es daher lediglich erforderlich, zunächst die Feder auf das Halteteil und dann dieses mit dem zweiten Ende der Feder voran in die Stufenbohrung einzuschieben, komplizierte Befestigungsmaßnahmen sind nicht erforderlich.
Andererseits ist es jedoch bevorzugt, wenn die Bohrung eine Durchgangsbohrung ist, in der ein radial nach innen vorspringender Kragen vorgesehen ist, an dem sich die Feder abstützt und der temperaturabhängige Schalter gegen die Kraft der Feder gehalten ist.
Diese Maßnahme erfordert zwar einen aufwendigeren Zusammenbau der neuen Übertemperaturschutzvorrichtung, der temperaturabhängige Schalter ist jedoch über den Kragen sicher am Herausfallen aus dem Halter geschützt. Dies ist inbesondere dann von Vorteil, wenn die Übertemperaturschutzvorrichtung an dem zweiten Anschlußkontakt des temperaturabhängigen Schalters kontaktiert wird, bevor sie an dem Gerät montiert wird.
Es ist nämlich bevorzugt, wenn an dem temperaturabhängigen Schalter ein zweiter Anschlußkontakt vorgesehen ist, der durch das Gehäuse hindurch kontaktierbar ist, wobei vorzugsweise an dem zweiten Anschlußkontakt eine Kontaktfahne befestigt ist, die in dem Gehäuse durch die Feder hindurch nach oben ragt.
Diese Maßnahme ist konstruktiv und sicherheitstechnisch von Vorteil, denn zum einen ist eine Kontaktierung des temperaturabhängigen Schalters an dessen zweitem Anschlußkontakt möglich, bevor die Übertemperaturschutzvorrichtung endgültig an dem Gerät montiert wird. Mit anderen Worten, auch eine an sich unzugänglich montierte Übertemperaturschutzvorrichtung kann vor dessen Montage an die entsprechende Anschlußleitung angeschlossen werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der für das Kontaktieren der Anschlußfahne benötigte Kabelschuh in der Bohrung des Gehäuses angeordnet ist, so daß ein sich lösender Kabelschuh oder eine brechende Anschlußfahne nicht zu einem Kurzschluß führen, diese Teile verbleiben vielmehr in der Bohrung in dem Gehäuse, so daß sie nicht zu Kurzschlüssen führen können, wie dies beim Stand der Technik möglich ist.
Vor diesem Hintergrund betrifft die Erfindung ferner ein elektrisches Gerät mit zumindest einer neuen Übertemperaturschutzvorrichtung, wie sie oben beschrieben wurde.
Dabei ist es bevorzugt, wenn das Gerät eine Heizplatte umfaßt, auf deren Heizsubstrat der Boden des temperaturabhängigen Schalters unter der Kraft der Feder aufliegt.
Diese Maßnahme ist wiederum konstruktiv von Vorteil, denn in dem Gehäuse des Gerätes muß lediglich eine Einstecköffnung für die neue Übertemperaturschutzvorrichtung vorgesehen sein, wobei unter der Einstecköffnung eine Konstaktfläche auf dem Heizsubstrat freigegeben sein muß. Lediglich durch das Einschieben und Verdrehen/Verriegeln der Übertemperaturschutzvorrichtung wird sowohl der elektrische als auch der thermische Kontakt zu dem Heizsubstrat hergestellt, wobei die Feder mechanische Toleranzen und temperaturbedingte Maßänderungen ausgleicht.
Dabei ist es bevorzugt, wenn zwei Übertemperaturschutzvorrichtungen vorgesehen sind, die derart beide mit dem Gerät in Reihe geschaltet sind, daß sie beide Außenanschlüsse des Gerätes bilden.
Diese Maßnahme bietet zum einen konstruktive Vorteile, beide Außenanschlüsse des Gerätes erfolgen über die neuen Übertemperaturschutzvorrichtungen, so daß für die Montage die oben erwähnten Vorteile gelten. Ein weiterer Vorteil liegt in sicherheitstechnischen Aspekten, denn selbst wenn eine Übertemperaturschutzvorrichtung eine Fehlfunktion oder eine zu hohe Abschalttemperatur aufweisen würde, wäre doch die Abschaltsicherheit durch die andere Übertemperaturschutzvorrichtung gewährleistet. Gleiches gilt für die Rückschalttemperatur. Selbst wenn eine der beiden Übertemperaturschutzvorrichtungen eine derartige Rückschalttemperatur aufweisen würde, daß sie im Bereich der Raumtemperatur bereits wieder schließt, so hält doch die andere Übertemperaturschutzvorrichtung den Stromkreis so lange geöffnet, bis durch den Einsatz z.B. von Kältespray auch dieser temperaturabhängige Schalter wieder geschlossen wird.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der beigefügten Zeichnung.
Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den jeweils angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1
in einer schematischen Ansicht ein elektrisches Gerät mit zwei neuen Übertemperaturschutzvorrichtungen;
Fig. 2
in einer geschnittenen Seitenansicht die Übertemperaturschutzvorrichtung aus Fig. 1 in einem ersten Ausführungsbeispiel;
Fig. 3
in einer Darstellung wie Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der Übertemperaturschutzvorrichtung;
Fig. 4
ein schematisches Schaltdiagramm der neuen Übertemperaturschutzvorrichtung;
Fig. 5
eine Draufsicht auf die Isolationsplatte aus Fig. 1, im vergrößerten Ausschnitt; und
Fig. 6
eine Ansicht auf die Übertemperaturschutzvorrichtung aus Fig. 2 in Richtung des Pfeiles VI.
In Fig. 1 ist mit 10 ein schematisch dargetelltes elektrisches Gerät bezeichnet, das eine Heizplatte 11 mit einem Heizsubstrat 12 sowie einer dieses abdeckenden Isolationsplatte 14 umfaßt.
In der Isolationsplatte 14 sind zwei Durchgangslöcher 15, in denen Übertemperaturschutzvorrichtungen 16 angeordnet sind, die nach Art eines Bajonettverschlusses lösbar an der Heizplatte 11 befestigt sind.
Die Übertemperaturschutzvorrichtungen 16 sind an ihrem unteren Ende mit dem Heizsubstrat 12 und an ihrem oberen Ende mit einer Spannungsversorgung 18 derart verbunden, daß sie in Reihe zwischen der Spannungsversorgung 18 und dem Heizsubstrat 12 angeordnet sind. In den Übertemperaturschutzvorrichtungen 16 ist jeweils ein bei 19 schematisch angedeuteter temperaturabhängiger Schalter angeordnet, der bei Erreichen einer bestimmten Schalttemperatur ST die elektrische Verbindung zwischen dem Substrat 12 und der Spannungsversorgung 18 öffnet und somit eine Überhitzung der Heizplatte 12 verhindert.
Zur Temperaturregelung ist in dem Heizsubstrat 12 ein Temperaturfühler vom Typ PT 100 angeordnet, der mit einer Temperaturregelungsschaltung 22 verbunden ist, die wiederum die Spannungsversorgung 18 steuert.
Im normalen Betrieb wird die Temperatur der Heizplatte 11 also über den Temperaturfühler 21 und die Temperaturregelungsschaltung 22 gesteuert. Bei einem Defekt in dieser Temperaturregelung heizt sich die Heizplatte 11 ungehindert weiter auf, bis die Schalttemperatur ST erreicht ist und die beiden temperaturabhängigen Schalter 19 öffnen. Dieses Schaltverhalten der Übertemperaturschutzvorrichtungen 16 ist in Fig. 4 dargestellt, wo auf der X-Achse die Temperaturen und auf der Y-Achse die beiden Schaltzustände mit 1 für ein und 0 für aus angedeutet sind. Beim Durchlaufen des oberen Astes des in Fig. 4 dargestellten Schaltdiagrammes öffnet der Schalter also bei Überschreiten der Temperatur ST. Beim Abkühlen des Schalters auf Raumtemperatur RT bleibt der Schalter 19 weiterhin geöffnet, erst wenn die Temperatur deutlich unter RT sinkt, in dem gewählten Ausführungsbeispiel unter 5° C liegt, schließt der Schalter 19 wieder, und die in Fig. 4 gezeigte Hysteresekurve schließt sich.
Auf diese Weise wirken die beiden Übertemperaturschutzvorrichtungen 16 wie Schmelzsicherungen, nachdem der temperaturabhängige Schalter 19 einmal geöffnet wurde, schließt er bei üblichen Betriebsbedingungen auch dann nicht, wenn die Spannungsversorgung 18 vollständig abgeschaltet wird. Erst durch ein Abkühlen der Übertemperaturschutzvorrichtungen 16, z.B. mittels eines Kältesprays auf unter 5° C, wird der Schalter wieder geschlossen.
Eine Hysteresekurve, wie sie in Fig. 4 dargestellt wird, ist für temperaturabhängige Schalter unüblich, sie läßt sich jedoch durch die Auswahl des richtigen Bimetall-Materials, durch die Prägung des aus dem Bimetall-Material gefertigten aktiven Schaltelements sowie die Nachbehandlung dieses Schaltelements auf dem Fachmann an sich bekannte Weise einstellen.
Wie die lösbare Befestigung der Übertemperaturschutzvorrichtung 16 an der Heizplatte 11 sowie die Kontaktierung des Heizsubstrates 12 realisiert werden, soll jetzt anhand der Fig. 2 beschrieben werden.
In der längs geschnittenen Darstellung der Fig. 2 ist zunächst zu erkennen, daß die Übertemperaturschutzvorrichtung 16 einen Halter 24 umfaßt, der ein Gehäuse 25 aus Isoliermaterial aufweist, in dem eine Stufenbohrung 26 vorgesehen ist. Die Stufenbohrung trägt in ihrem unteren, einen größeren Durchmesser aufweisenden Abschnitt 27 eine Druckfeder 28, die mit ihrem oberen Ende 29 in den unteren Abschnitt 27 unverlierbar eingeklemmt ist.
An ihrem unteren Ende 31 ist die Druckfeder 28 auf einen Schaft 32 eines gestuften Halteteils 33 aufgeschoben, so daß das Halteteil 33 über die Druckfeder 28 unverlierbar in dem unteren Abschnitt 27 gehalten ist und gegen die Kraft der Druckfeder 28 in die Stufenbohrung 26 einschiebbar ist.
Das Halteteil 33 trägt an seinem unteren Ende in einer dort vorgesehenen Öffnung 34 einen temperaturabhängigen Schalter 19 von an sich bekannter Bauart. Ein Beispiel für einen derartigen temperaturabhängigen Schalter 19 ist in der DE 21 21 802 A1 beschrieben.
Der temperaturabhängige Schalter 19 umfaßt ein metallisches Gehäuse, das mit seinem Boden 35 nach unten aus der Öffnung 34 herausragt. Der Boden 35 ist gleichzeitig als erster Anschlußkontakt 36 für den temperaturabhängigen Schalter 19 ausgebildet.
An seinem oberen Ende weist der temperaturabhängige Schalter 19 einen zweiten Anschlußkontakt 38 auf, an den eine Kontaktfahne 39 angelötet ist, die sich durch das Halteteil 33 hindurch erstreckt und in einen oberen Abschnitt 40 der Stufenbohrung 26 hineinragt. Auf diese Kontaktfahne 39 ist ein üblicher Kabelschuh aufschiebbar, der. durch das ihn umgebende Gehäuse 25 nach außen gut isoliert ist.
Das Halteteil 33 ist entweder um den temperaturabhängigen Schalter 19 mit angelöteter Kontaktfahne 39 herumgespritzt oder aber vorgefertigt, so daß der Schalter 19 mit Anschlußfahne 39 von unten in die Öffnung 34 hineingeschoben und dort festgeklemmt werden.
Auf seiner Außenwand 41 weist das Gehäuse 25 noch zwei einander diametral gegenüberliegende Rastvorsprünge 42 auf, über die es mit der Isolationsplatte 14 in Anlage gelangt. Ferner ist noch ein Anlagebund 43 vorgesehen, über den verhindert wird, daß die Übertemperaturschutzvorrichtung 16 zu weit in die Durchgangslöcher 15 eingeschoben werden kann.
In Fig. 3 ist in einer Darstellung wie Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der Übertemperaturschutzvorrichtung 16 gezeigt, bei dem in dem Gehäuse 25 eine Durchgangsbohrung 46 vorgesehen ist, in der ein radial nach innen vorspringender Kragen 47 z.B. in Form eines Sprengringes vorgesehen ist. Das Halteteil 33 weist eine obere Schulter 48 sowie eine untere Schulter 49 auf, wobei die obere Schulter 48 auf dem Kragen 47 liegt, so daß das Halteteil 33 in Fig. 3 nicht nach unten aus dem Gehäuse 25 herausfallen kann. Zwischen dem Kragen 47 und der unteren Schulter 49 ist die bereits aus Fig. 2 bekannte Druckfeder 28 angeordnet, die das Halteteil 33 nach unten drückt.
In Fig. 5 ist in einer ausschnittsweisen, vergrößerten Draufsicht auf die Isolationsplatte 14 zu erkennen, daß das Durchgangsloch 15 jeweils zwei einander diametral gegenüberliegende Ausklinkungen aufweist, durch die hindurch die Rastvorsprünge 42 unter die Isolationsplatte 14 gelangen.
In Fig. 3 ist in einer Ansicht von unten die Übertemperaturschutzvorrichtung 16 aus Fig. 2 gezeigt und läßt die beiden Rastvorsprünge 42 noch einmal gut erkennen.
Bei der Montage der Übertemperaturschutzvorrichtung 16 aus Fig. 2 an dem elektrischen Gerät 10 aus Fig. 1 wird die Übertemperaturschutzvorrichtung 16 so von oben durch das Loch 15 derart durchgeschoben, daß die Rastvorsprünge 42 durch die Ausklinkungen 52 hindurchgehen. Danach wird die Übertemperaturschutzvorrichtung 16 um 90° verdreht, so daß die Rastvorsprünge 42 unter der Isolationsplatte 14 zu liegen kommen, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist.
Beim Einschieben der Übertemperaturschutzvorrichtung 16 gelangt der temperaturabhängige Schalter 19 mit seinem Boden 35 in Anlage mit dem Heizsubstrat 12. Beim weiteren Einschieben der Übertemperaturschutzvorrichtung 16 wird über den Boden 35 und gegen die Kraft der Druckfeder 26 dann der temperaturabhängige Schalter 19 und damit auch das Halteteil 33 in den unteren Abschnitt 27 der Stufenbohrung 26 hineingeschoben. Nach dem Verdrehen der Übertemperaturschutzvorrichtung 16 verspannt sich diese somit unter der Kraft der Druckfeder 26 zwischen der Isolationsplatte 14 und dem Heizsubstrat 12, wodurch eine gute elektrische und thermische Verbindung zwischen dem Boden 35 des temperaturabhängigen Schalters 19 und dem Substrat 12 hergestellt wird. Bei dem Verdrehen der Übertemperaturschutzvorrichtung 16 verdreht sich das Halteteil 33 gegenüber dem Gehäuse 25, so daß der Boden 35 nicht auf dem Substrat 12 verrutschen muß, das Substrat 12 wird durch diese bajonettverschlußartige Verriegelung der Übertemperaturschutzvorrichtung 16 nicht beschädigt.
Die Relativbewegung zwischen dem Gehäuse 25 und dem Halteteil 33 wird durch die Druckfeder 28 ermöglicht, die in der Stufenbohrung 26 und/oder auf dem Schaft 32 verdrehbar ist, ohne daß jedoch im ausgebauten Zustand das Halteteil 33 aus der Stufenbohrung 26 herausfallen kann.

Claims (15)

  1. Übertemperaturschutzvorrichtung, die für ein elektrisches Gerät (10) mit vorzugsweise einer Heizplatte (11) vorgesehen und elektrisch zu dem Gerät (10) in Reihe geschaltet ist, um. bei Übertemperatur dessen Spannungsversorgung (18) wegzuschalten, mit einem temperaturabhängigen Schalter, der an seinem Boden (35) einen ersten Anschlußkontakt (36) aufweist, über den sowohl elektrischer als auch thermischer Kontakt zu dem Gerät (10) herstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertemperaturschutzeinrichtung für den temperaturabhängigen Schalter (19) einen Halter (24) aufweist, der unter Federspannung lösbar an dem Gerät (10) verriegelt ist.
  2. Übertemperaturschutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federspannung durch eine an dem Halter (24) vorgesehene Feder (28) bereitgestellt wird.
  3. Übertemperaturschutzvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der temperaturabhängige Schalter (19) über die Feder (28) an dem Halter (24) gelagert ist.
  4. Übertemperaturschutzvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (24) ein hohles, zylinderförmiges Gehäuse (25) aufweist, in dem die Feder (28) angeordnet ist, gegen deren Kraft der temperaturabhängige Schalter (19) in das Gehäuse (25) einschiebbar ist.
  5. Übertemperaturschutzvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (25) an seiner Außenwand (41) zumindest einen, vorzugsweise zwei einander diametral gegenüberliegende Rastvorsprünge (42) aufweist.
  6. Übertemperaturschutzvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (25) an seinem oberen, von dem temperaturabhängigen Schalter (19) abgelegenen Ende einen Anlagebund (43) aufweist.
  7. Übertemperaturschutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der temperaturabhängige Schalter (19) in einem gestuften Halteteil (33) sitzt, aus dem nach unten der temperaturabhängige Schalter (19) mit seinem Boden (35) hervorsteht und auf dessen oberem Schaft (32) die Feder (28) mit ihrem ersten Ende (31) sitzt.
  8. Übertemperaturschutzvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (28) mit ihrem zweiten Ende (29) in einer Bohrung (26) in dem Gehäuse (25) eingeklemmt ist.
  9. Übertemperaturschutzvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (26) eine Stufenbohrung ist, in deren Abschnitt (27) mit größerem Durchmesser die Feder (28) sitzt.
  10. Übertemperaturschutzvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung eine Durchgangsbohrung (46) ist, in der ein radial nach innen vorspringender Kragen (47) vorgesehen ist, an dem sich die Feder (28) abstützt und der temperaturabhängige Schalter (19) gegen die Kraft der Feder (28) gehalten ist.
  11. Übertemperaturschutzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem temperaturabhängigen Schalter (19) ein zweiter Anschlußkontakt (38) vorgesehen ist, der durch das Gehäuse (25) hindurch kontaktierbar ist.
  12. Übertemperaturschutzvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß an dem zweiten Anschlußkontakt (38) eine Kontaktfahne (39) befestigt ist, die in dem Gehäuse (25) durch die Feder (28) hindurch nach oben ragt.
  13. Elektrisches Gerät mit mindestens einer Übertemperaturschutzvorrichtung (16) nach einem der Ansprüche 1 bis 12.
  14. Elektrisches Gerät mit mindestens einer Übertemperaturschutzvorrichtung (16) nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Heizplatte (11) umfaßt, auf deren Heizsubstrat (12) der temperaturabhängige Schalter (19) mit seinem Boden (35) unter der Kraft der Feder (28) aufliegt.
  15. Elektrisches Gerät nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Übertemperaturschutzvorrichtungen (16) vorgesehen sind, die derart beide mit dem Gerät (10) in Reihe geschaltet ist, daß sie beide Außenanschlüsse des Gerätes (10) bilden.
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