DE19517310C2 - Baustein aus Kaltleitermaterial und Temperaturwächter mit einem solchen Baustein - Google Patents
Baustein aus Kaltleitermaterial und Temperaturwächter mit einem solchen BausteinInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Baustein aus Kaltleiter
material und mit zumindest zwei elektrisch mit Gegenkontakten
verbundenen Kontaktflächen.
Ein derartiger Baustein ist aus der CH 301 924 bekannt.
Die Erfindung betrifft ferner einen Temperaturwächter mit einem
bei Übertemperatur schaltenden Bimetall-Schaltwerk und einem
damit verschalteten Kaltleiterwiderstand, der im Sinne einer
Selbsthaltefunktion wirkt, sowie einem das Schaltwerk aufnehmen
dem Gehäuseteil und einem das Gehäuseteil verschließenden
Deckelteil, das durch den Kaltleiterwiderstand gebildet wird.
Ein derartiger Temperaturwächter ist aus der EP 0 284 916 A2
bekannt.
Derartige Bausteine aus Kaltleitermaterial sind allgemein
bekannt, sie werden z. B. als Heizwiderstände oder als Regel
widerstände eingesetzt. Dabei nutzt man den mit der Temperatur
steigenden Widerstand eines Kaltleiters für Regelzwecke oder
zum Schutz des durch den Kaltleiterwiderstand beheizten Gerätes
aus. Da der Kaltleiterwiderstand infolge dieses temperaturab
hängigen Widerstandswertes, der mit steigender Temperatur
zunimmt, in seiner Temperaturausbringung einstellbar ist, bzw.
sich selbst regelt, kann eine irreversible Schädigung des zu
heizenden Teiles infolge von Übertemperaturen vermieden werden.
Derartige Kaltleiter oder PTC-Halbleiter bestehen z. B. aus einer
gesinterten Bariumtitanat-Keramik, die nach dem Sinterprozeß
einer Nachbehandlung unterzogen wird, da sich auf der Oberfläche
Oxidschichten bilden, die einer unmittelbaren Kontaktierung
entgegenstehen.
Die Keramik wird daher nach dem Sinterprozeß zunächst geschlif
fen, um die Oxidschichten zu entfernen. Anschließend wird eine
metallische Kontaktierungsschicht in der Regel aus Aluminium
oder Silber aufgebracht, was entweder durch Siebdrucken oder
Sputtern erfolgt. Die herkömmliche Kontaktierung erfolgt dann
über diese metallischen Kontaktierungsschichten. Diese Kontak
tierung besteht in der Regel in einer Klemmtechnik, wobei die
mit einer Kontaktierungsschicht versehenen Kontaktflächen mit
Gegenkontakten in Anlage gebracht und an diesen festgeklemmt
werden. Es ist auch bekannt, direkt Litzen auf die Kontak
tierungsschichten aufzulöten oder anderweitig zu befestigen.
Aus der eingangs erwähnten CH 301 924 ist ein stabförmiger
NTC-Widerstand bekannt, dessen eines Ende in einer Anschlußkappe
steckt und auf dessen anderes Ende eine Schraubenfeder aufge
schraubt ist. Die Kontaktierung erfolgt einerseits über die
Schraubenfeder und andererseits über die Anschlußkappe, wobei
der Widerstandswert dadurch eingestellt werden kann, daß die
Schraubenfeder mehr oder weniger weit auf den Stab aufgeschraubt
wird. Ob der Stab mit Metallschichten versehen ist oder nicht,
wird nicht erwähnt.
Die DE-PS 12 32 510 beschreibt ein Siebdruckverfahren, um
Keramikscheiben mit Metallschichten zu versehen. Vor der
Metallisierung werden diese Scheiben geschliffen, damit sie
alle die gleiche mechanische Maßhaltigkeit aufweisen, so daß
viele Scheiben parallel nebeneinander bearbeitet werden können.
Die DE-PS 5 53 302 beschreibt einen Widerstandsstab, der an seinem
Kopfende mit einer Metallschicht versehen und dann in eine
Anschlußkappe eingeklemmt wird, wobei eine zwischengeschaltete
Metallschicht vorgesehen ist.
Ein Einsatzbereich für derartige Bausteine aus Kaltleitermaterial
ist der aus der eingangs erwähnten EP-A-0 284 916 bekannte
Temperaturwächter.
Der bekannte Temperaturwächter umfaßt ein von einem Deckelteil
aus Kaltleitermaterial verschlossenes Gehäuseteil, in dem das
Schaltwerk angeordnet ist. Das Bimetall-Schaltwerk umfaßt in
bekannter Weise eine Bimetall-Schnappscheibe sowie eine Feder
scheibe, an der ein bewegliches Kontaktteil gehalten ist.
Unterhalb der Ansprechtemperatur der Bimetall-Schnappscheibe
wird das bewegliche Kontaktteil durch die Federscheibe gegen
ein festes Kontaktteil am Deckel gedrückt, das sich nach Art
eines Nietes durch den Deckel erstreckt und außen in einen Kopf
übergeht. Das Gehäuseteil ist aus elektrisch leitendem Material
gefertigt, so daß das Schaltwerk bei niedrigen Temperaturen
eine leitende Verbindung zwischen dem Gehäuseteil und dem Kopf
des festen Kontaktteiles herstellt. Der Deckel ist in leitender
Verbindung sowohl mit dem festen Kontaktteil als auch mit dem
Gehäuseteil, so daß er elektrisch parallel zu dem Schaltwerk
geschaltet ist.
Wenn das Schaltwerk jetzt infolge einer zu hohen Temperatur
öffnet, fließt der Strom von dem festen Kontaktteil durch den
durch den Deckel gebildeten Kaltleiterwiderstand zu dem Gehäuse
teil, wodurch sich der Kaltleiterwiderstand erwärmt und das
Schaltwerk geöffnet hält, auch wenn die das Schalten auslösende
Übertemperatur nicht mehr vorhanden ist. Auf diese Weise wirkt
der Kaltleiterwiderstand im Sinne einer Selbsthaltefunktion.
Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
den eingangs genannten Baustein aus Kaltleitermaterial derart
weiterzubilden, daß er preiswerter herzustellen ist. Insbesondere
soll der neue Baustein den bisherigen Baustein ohne Änderungen
an dem Gerät ersetzen können, bei dem er eingesetzt wird. So
soll es z. B. möglich sein, den neuen Baustein bei dem eingangs
erwähnten Temperaturwächter zu verwenden, ohne daß die Konstruk
tion des Temperaturwächters geändert werden muß.
Bei dem eingangs erwähnten Baustein wird diese Aufgabe erfin
dungsgemäß dadurch gelöst, daß zumindest eine der Kontaktflächen
derart fein geschliffen ist, daß eine Kontaktierung ohne
Zwischenschaltung von Kontaktierungsschichten dadurch erfolgt,
daß der entsprechende Gegenkontakt unter Druck unmittelbar an
der geschliffenen Kontaktfläche anliegt.
Bei dem eingangs erwähnten Temperaturwächter wird diese Aufgabe
dadurch gelöst, daß der Kaltleiterwiderstand mit einer hin
reichend fein geschliffenen Kontaktfläche ohne Zwischenschaltung
von Kontaktierungsschichten durch Klemmwirkung unmittelbar mit
dem Gehäuseteil in Anlage ist.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird auf diese Weise
vollkommen gelöst. Bei der Anmelderin wurde nämlich gefunden,
daß überraschenderweise auf die Kontaktierungsschichten verzich
tet werden kann, wenn die Kontaktflächen nur hinreichend
geschliffen werden. Zumindest ab einer bestimmten Betriebs
spannung, die im Einsatz über dem neuen Baustein abfällt, zeigt
dieser eine Kennlinie, also eine spannungsabhängige Temperatur
änderung, die der Kennlinie von vergleichbaren Bausteinen mit
Kontaktierungsschicht entspricht. Leichte Verschiebungen in
der Kennlinie können dabei durch geringfügig geänderte Zusammen
setzung des Kaltleitermaterials kompensiert werden.
Zusammengefaßt ist es jetzt also möglich, durch geeignetes
Schleifen des z. B. gesinterten Bausteines diesen auf das
gewünschte Endmaß zu bringen und dabei gleichzeitig die Kontakt
flächen für die erforderliche Anschlußtechnik vorzubereiten.
Der neue Baustein läßt sich damit deutlich preiswerter her
stellen, als es bei dem bekannten Baustein der Fall war. Da
derartige Bausteine während der Produktion zunächst immer mit
Übermaß gefertigt und dann auf das tatsächliche Endmaß geschlif
fen werden, kann lediglich durch Verwendung eines feineren
Schleifmittels in einem einzigen Arbeitsgang der neue Baustein
auf Maß gebracht und für die Anschlußtechnik vorbereitet werden.
Für die technische Funktion eines derartigen Kaltleiterwider
standes ist sein Widerstandswert bei den jeweiligen Betriebs
temperaturen sowie die Widerstandsänderung mit steigender
Temperatur ausschlaggebend. Die Temperaturerhöhung erfolgt durch
den den Widerstand durchfließenden Strom, der Ohmsche Wärme
erzeugt. Daraus folgt aber, daß mit steigender Betriebsspannung
eine größere Wärme in dem Kaltleiterwiderstand erzeugt wird,
so daß dieser sich aufheizt. Infolge der Aufheizung nimmt der
Widerstandswert des Bausteines gemäß seiner charakteristischen
Kennlinie zu, wodurch der Temperaturerhöhung entgegengewirkt
wird.
Auf überraschend einfache Weise ist es nun möglich, derartige
Kaltleiterwiderstände mit den gewünschten elektrischen Eigen
schaften und mechanischen Abmessungen zu erzeugen, ohne daß
die bisher üblichen Kontaktierungsschichten erforderlich sind.
Zwar wird in der Literatur vielfach auf diese Kontaktierungs
schichten nicht expressis verbis hingewiesen, dem Fachmann war
es vor dem Anmeldetag der vorliegenden Erfindung jedoch selbst
verständlich, Kaltleiterwiderstände immer mit Kontaktierungs
schichten aus Aluminium oder Silber zu versehen. Bei den
mechanischen Endabmaßen derartiger bekannter Bausteine mußte
daher immer noch die zusätzliche Dicke dieser Kontaktierungs
schicht mit berücksichtigt werden.
Da diese zusätzlichen Schichten bei dem neuen Baustein fort
fallen, läßt er sich auch mit größerer Genauigkeit und Maßhaltig
keit herstellen.
Insgesamt ist es bevorzugt, wenn die zumindest eine Kontaktfläche
geläppt ist.
Hier ist von Vorteil, daß ein bekanntes Schleifverfahren, nämlich
das Läppen verwendet wird, um die Kontaktflächen fein zu
schleifen. Bei derartigen Läpptechniken wird ein Schleifmittel,
bspw. aus SiC, verwendet, wie es auch ursprünglich schon für
die Herstellung von Kaltleiterbausteinen eingesetzt wurde. Bei
dem bekannten Verfahren wurde jedoch nur ein grobes Schleifen
oder Endbearbeiten verwendet, das nicht zu der erfindungsgemäß
erforderlichen Feinheit der Schleifbearbeitung der Kontaktfläche
führt. Es wurde vielmehr erst im Betrieb der Anmelderin gefunden,
daß derartige Feinbearbeitungen es ermöglichen, daß das Kalt
leitermaterial direkt kontaktiert werden kann.
Dabei kann dann entweder nur eine oder aber mehrere der Kontakt
flächen derart fein geschliffen werden, um verschiedenen Einsatz
bedingungen gerecht zu werden. So kann es z. B. sein, daß der
neue Kaltleiterbaustein an einer seiner Kontaktflächen mit einer
Klemmkontaktierung kontaktiert wird, während eine oder mehrere
andere der Kontaktflächen über eine Lötverbindung kontaktiert
werden, die ggf. noch Kontaktierungsschichten erfordern.
Wenn ein derartiger Baustein als Heizwiderstand vorzugsweise
in einer Aquarienheizung oder einem Bimetall-Temperaturschalter
verwendet wird, so ergeben sich neben den geringeren Herstel
lungskosten für den Kaltleiterwiderstand noch weitere mechanische
Vorteile. Bei dem eingangs genannten Temperaturwächter z. B.
dient der Kaltleiterwiderstand gleichzeitig als Deckelteil und
wird durch einen umgebördelten Rand gegen eine Schulter des
Gehäuseunterteiles gedrückt. Weil das Kaltleitermaterial keine
großen Drücke aufnehmen kann, sind besondere Anforderungen an
die Dicke des Deckelteiles zu stellen. Dieses Deckelteil muß
nämlich mit mechanischen Toleranzen im Bereich eines Zehntel
Millimeter und weniger gefertigt werden, damit es durch den
Bördelprozeß nicht zerstört wird. Gerade wegen der bisher
erforderlichen Kontaktierungsschichten, deren endgültige Dicke
häufig nicht mit der erforderlichen Genauigkeit festgelegt werden
kann, kam es bei dem bekannten Temperaturwächter mit dem
bekannten Kaltleiterwiderstand immer wieder vor, daß bei zu
dickem Deckelteil dieses während des Bördelns zerstört wurde,
oder aber bei einem Deckelteil mit Untermaß der Kontaktdruck
zu gering war, so daß der erforderliche elektrische Kontakt
zwischen dem Gehäuse und dem Deckelteil nicht hergestellt werden
konnte.
Wie es oben bereits ausführlich erwähnt wurde, kann der neue
Kaltleiterwiderstand in einem einzigen Arbeitsprozeß auf Endmaß
gefertigt werden, nachträgliche Beschichtungen, die das Endmaß
unvorhersehbar verändern, sind nicht erforderlich. Da bei dem
neuen Baustein auch ein feinerer Schleifvorgang verwendet wird,
ergibt sich insgesamt eine feiner geschliffene Oberfläche, die
ebenfalls eine größere mechanische Maßhaltigkeit gewährleistet.
Weiter ist es dann bevorzugt, wenn der Kaltleiterwiderstand
elektrisch parallel zu dem Bimetall-Schaltwerk geschaltet ist.
Hier ist von Vorteil, daß sich die Selbsthaltefunktion auf
elektrisch besonders einfache Weise ergibt, wie dies an sich
bereits aus dem Stand der Technik bekannt ist.
Dabei ist es dann bevorzugt, wenn das Gehäuseteil einen Bördel
rand aufweist, der den als Deckelteil dienenden Kaltleiter
widerstand an dem Gehäuseteil festklemmt.
Hier ist von Vorteil, daß das bisher verwendete Verfahren zum
Zusammenbauen des bekannten Temperaturwächters beibehalten werden
kann, es ist lediglich als Deckelteil der neue Baustein einzu
setzen. Da dieser jetzt eine größere mechanische Maßhaltigkeit
aufweist, führt das Umbördeln jetzt zu einem sicheren mecha
nischen Sitz sowie elektrischen Kontakt, so daß die Ausschußrate
bei der Fertigung des neuen Temperaturwächters reduziert wird.
Weiter ist es dann bevorzugt, wenn ein festes Kontaktteil, das
einem beweglichen Kontaktteil des Bimetall-Schaltwerkes zugeord
net ist, an dem Deckelteil derart angeordnet ist, daß es mit
einer weiteren geschliffenen Kontaktfläche in Anlage ist,
vorzugsweise an dieser festgeklemmt ist.
Dies hat den weiteren Vorteil, daß auch die weitere Anschluß
technik bei dem neuen Temperaturwächter so erfolgen kann, wie
dies aus dem Stand der Technik bereits bekannt ist, wobei jedoch
die mit der Maßhaltigkeit verbundenen Probleme erfindungsgemäß
beseitigt wurden.
Hier sei noch abschließend bemerkt, daß aufgrund der direkten
Klemmkontaktierung an dem geschliffenen Kaltleitermaterial eine
Abweichung in der spannungsabhängigen Widerstandskennlinie bei
dem neuen Baustein insofern erfolgt, als daß bei niederen
Betriebsspannungen der meßbare Widerstandswert des neuen
Bausteines erheblich höher ist als der des bekannten Bausteines
mit Kontaktierungsschichten. Für den elektrischen Betrieb des
neuen Bausteines ist dies jedoch nicht hinderlich, solange der
angenähert lineare Kennlinienverlauf dem des bekannten Bausteines
in den Spannungsbereichen entspricht, in denen der neue Baustein
eingesetzt werden soll.
Der eingangs erwähnte Temperaturwächter wird z. B. elektrisch
mit einem zu schützenden Verbraucher in Reihe geschaltet, der
mit 220 V Wechselspannung oder Gleichspannung betrieben wird.
Solange die Temperatur des Verbrauchers im zulässigen Bereich
bleibt, ist der Kaltleiterwiderstand durch das Bimetall-Schalt
werk kurzgeschlossen, so daß der Widerstandswert des Kaltleiter
widerstandes auf die Funktion des Temperaturwächters keinen
Einfluß hat.
Erhöht sich jetzt die Temperatur des zu schützenden Verbrauchers
in unzulässiger Weise, so öffnet das Bimetall-Schaltwerk und
ein großer Teil der Versorgungsspannung fällt über dem Kalt
leiterbaustein ab. Diese mit Betriebsspannung bezeichnete
Spannung, die über dem neuen Kaltleiterbaustein abfällt, liegt
in der Regel oberhalb von 100 V, wo die Kennlinie des neuen
Bausteines der des alten Bausteines soweit angenähert ist, daß
die elektrische Funktion des Temperaturwächters auch bei
ausgetauschtem Kaltleiterwiderstand erhalten bleibt.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der
beigefügten Zeichnung.
Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der
nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen neuen Temperaturwächter mit einem neuen Kalt
leiterwiderstand als Deckelteil; und
Fig. 2 ein Diagramm, das den spannungsabhängigen Widerstands
verlauf des neuen Bausteines verglichen mit dem eines
bekannten Bausteines mit Kontaktierungsschicht dar
stellt.
In Fig. 1 ist als beispielhafter Anwendungsfall für den neuen
Baustein aus Kaltleitermaterial ein Temperaturwächter 10 gezeigt.
Der Temperaturwächter 10 umfaßt ein topfförmiges Gehäuseteil
11 sowie ein das Gehäuseteil 11 verschließendes Deckelteil,
das auf einer umlaufenden Schulter 13 des Gehäuseteiles 11
aufliegt. Der Temperaturwächter 10 ist über einen Bördelrand
14 verschlossen, der das Deckelteil auf die umlaufende
Schultert 13 drückt.
In dem Inneren des Gehäuseteiles 11 befindet sich ein Bimetall-
Schaltwerk 15, das von üblicher Konstruktion ist. Es umfaßt
eine Federscheibe 16, die ein bewegliches Kontaktteil 17 trägt,
über das eine Bimetall-Schnappscheibe 18 gestülpt ist. Die
Federscheibe 16 stützt sich an einem Boden 19 des topfförmigen
Gehäuseteiles 11 ab und spannt so das bewegliche Kontaktteil
17 gegen ein festes Kontaktteil 20 vor, das sich nach Art eines
Nietes durch das Deckelteil 12 nach außen hin erstreckt, wo
ein Kopf 21 sichtbar ist.
In dem in Fig. 1 gezeigten Zustand weist das Schaltwerk 15 eine
Temperatur unterhalb seiner Ansprechtemperatur auf, so daß es
sich im geschlossenen Zustand befindet. Wird die Temperatur
des Schaltwerkes 15 erhöht, so schnappt die Bimetall-Schnapp
scheibe 18 plötzlich von der gezeigten konvexen Form in eine
konkave Form um und stützt sich an der Unterseite des Deckel
teiles derart ab, daß es das bewegliche Kontaktteil 17 gegen
die Kraft der Federscheibe 16 von dem festen Kontaktteil 20
abhebt, wie dies allgemein bekannt ist.
Wesentlich für den neuen Temperaturwächter 10 ist die Gestaltung
des Deckelteiles, das ein Baustein 22 aus Kaltleitermaterial
ist und hier als Heizwiderstand 23, also als Kaltleiter-Wider
stand 24 wirkt, der elektrisch parallel zu dem Bimetall-Schalt
werk 15 geschaltet ist und von diesem in dem in Fig. 1 gezeigten
Schaltzustand kurzgeschlossen ist.
Durch Schwärzungen sind in Fig. 1 Kontaktflächen 25, 26 des
Bausteines 22 angedeutet, die besonders fein geschliffen sind,
weil sie einem Läpp-Vorgang mit sehr feinem Schleifmittel
unterzogen wurden. Zwar ist es möglich, sämtliche Oberflächen
des Bausteines 22 derart fein zu bearbeiten, für den technischen
Einsatz ist es jedoch ausreichend, wenn die Kontaktflächen 25,
26 einer derartigen Bearbeitung unterzogen wurden. Aufgrund
der Feinbearbeitung der Oberflächen des Bausteines 22 weist
dieser sehr definierte mechanische Abmaße auf, so daß sicherge
stellt ist, daß durch den Bördelrand 14 sowie den Niet 21 auf
reproduzierbare Weise eine entsprechende Klemmkontaktierung
an den Kontaktflächen 25, 26 hergestellt wird.
Während die Kontaktfläche 25 auf der Schulter 13 aufliegt und
für einen guten elektrischen Kontakt zwischen dem Kaltleiter
widerstand 24 und dem aus elektrisch leitendem Material bestehen
den Gehäuseteil 11 sorgt, befindet sich die Kontaktfläche 26
im Bereich des festen Kontaktteiles 20 und sorgt dort für eine
entsprechende elektrisch leitende Verbindung zwischen dem
Kaltleiterwiderstand 24 und dem Kontaktteil 20. Da wegen der
fein geschliffenen Oberfläche die mechanischen Maße des Deckel
teiles 12 sehr genau eingestellt werden können, sorgt die
erwähnte Klemmung zwar für einen festen und damit elektrisch
sicheren Sitz des Deckelteiles in dem Bördelrand 14 bzw.
des Nietes 21 in dem Deckelteil, eine mechanische Beschädigung
des Deckelteiles wird jedoch vermieden.
Aufgrund der beschriebenen Anordnung ist der Kaltleiterwiderstand
24 parallel zu dem Schaltwerk 15 geschaltet und bei geschlossenem
Schaltwerk 15 durch dieses überbrückt, so daß sein Widerstands
wert in diesem Schaltzustand für die Funktion des Temperatur
wächters 10 ohne Bedeutung ist. Sobald das Schaltwerk 15 jedoch
öffnet, liegt der Kaltleiterwiderstand 24 im Strompfad zwischen
dem festen Kontaktteil 20 und dem Gehäuseteil 11. Über dem
Kaltleiterwiderstand 24 fällt nun eine Betriebsspannung ab,
die in der Regel größer als 120 bis 130 V beträgt. In diesem
Spannungsbereich zeigt der Baustein 22 ein vergleichbares
Verhalten wie das aus der eingangs erwähnten EP-A-0 284 916
bekannte Deckelteil mit entsprechenden Kontaktierungsschichten.
Wegen seiner temperaturabhängigen Widerstandsänderung sorgt
der Kaltleiterwiderstand 24 nun dafür, daß durch den nun von
ihm übernommenen Strom eine entsprechende Innentemperatur erzeugt
wird, die zwar hinreichend hoch ist, um das Schaltwerk 15
geöffnet zu halten, aber doch so begrenzt wird, daß irreversible
Schädigungen des Schaltwerkes 15 vermieden werden.
In Fig. 2 ist ein Diagramm 31 dargestellt, das für einen
typischen Kaltleiterwiderstand mit Kontaktierungsschichten eine
Kennlinie 32 wiedergibt, die die Widerstandsänderung dieses
Bausteines in Abhängigkeit von der Betriebstemperatur U dar
stellt. In dem Diagramm 31 ist eine weitere Kurve 33 zu erkennen,
die die entsprechende Kennlinie für den neuen Baustein 22
wiedergibt. Sowohl die Betriebsspannung U als auch der Wider
standswert R sind in Fig. 2 in willkürlichen Einheiten angegeben.
Es ist zu erkennen, daß oberhalb einer Betriebsspannung 34 die
Kennlinien 32 und 33 parallel zueinander verlaufen, wobei durch
entsprechende Wahl der Zusammensetzung des Kaltleitermaterials
noch dafür gesorgt werden kann, daß die beiden Kennlinien 32,
33 zusammenfallen.
Dieses Verhalten ist völlig überraschend, da die Fachwelt bisher
immer davon ausgegangen ist, daß eine Kontaktierungs-Zwischen
schicht erforderlich ist, um einen solchen Baustein 22 aus
Kaltleitermaterial zu kontaktieren. Die Kennlinien 32, 33 wurden
im Betrieb der Anmelderin für einen Kaltleiterwiderstand mit
einer Bezugstemperatur von 140°-150°C aufgenommen, wobei die
schwarzen und hellen Vierecke jeweilige Meßpunkte für die
Kennlinien 32, 33 darstellen. Bei einer Messung entsprachen
die Einheiten auf der Spannungsachse einer Volt-Teilung und
die auf der Widerstandsachse einer Teilung in kΩ.
Da das Aufbringen der metallischen Kontaktierungsschichten bei
der Herstellung von Kaltleiterwiderständen der kostenträchtigste
Schritt ist, kommt dem neuen Baustein aus Kaltleitermaterial,
der derartige Kontaktierungsschichten nicht mehr benötigt, eine
erhebliche wirtschaftliche Bedeutung zu.
Durch eine geeignete Wahl der Produktionsparameter kann auch
bei kleineren Spannungen als die erwähnten 120-130 V noch
eine annähernd lineare R(U)-Kennlinie erreicht werden, so daß
die neuartigen Bausteine aus Kaltleitermaterial nicht nur als
Heizwiderstand 23 für Temperaturwächter eingesetzt werden können,
sondern auch bei vielen anderen Geräten, die PTC-Elemente
(Kaltleiterwiderstände) verwenden. So ist es z. B. möglich, die
neuen Bausteine für Aquarienheizungen einzusetzen, wo Scheiben
aus Kaltleitermaterial zwischen metallische Kontaktbleche
geklemmt werden, über die die Scheiben nicht nur mechanisch
gehalten sondern gleichzeitig elektrisch kontaktiert werden.
Hinsichtlich der mechanischen Bruchprobleme und der Klemmkontakte
treten dabei dieselben Probleme auf wie bei dem hier beispielhaft
diskutierten Temperaturwächter 10, so daß die Verwendung des
neuen Bausteines aus Kaltleitermaterial auch hier die ent
sprechenden Vorteile mit sich bringt.
Claims (6)
1. Baustein aus Kaltleitermaterial und mit zumindest zwei
elektrisch mit Gegenkontakten verbundenen Kontaktflächen
(25, 26), dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der
Kontaktflächen (25, 26) derart fein geschliffen ist, daß
eine Kontaktierung ohne Zwischenschaltung von Kon
taktierungsschichten dadurch erfolgt, daß der entsprechende
Gegenkontakt unter Druck unmittelbar an der geschliffenen
Kontaktfläche (25, 26) anliegt.
2. Baustein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
zumindest eine Kontaktfläche (25, 26) geläppt ist.
3. Temperaturwächter mit einem bei Übertemperatur schaltenden
Bimetall-Schaltwerk (15) und einem damit verschalteten
Kaltleiterwiderstand (24), der im Sinne einer Selbst
haltefunktion wirkt, sowie einem das Schaltwerk (15)
aufnehmendem Gehäuseteil (11) und einem das Gehäuseteil
(11) verschließenden Deckelteil, das durch den Kaltleiter
widerstand (24) gebildet wird, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kaltleiterwiderstand (24) mit einer hinreichend
fein geschliffenen Kontaktfläche (25) ohne Zwischenschaltung
von Kontaktierungsschichten durch Klemmwirkung unmittelbar
mit dem Gehäuseteil (11) in Anlage ist.
4. Temperaturwächter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kaltleiterwiderstand (24) elektrisch parallel zu
dem Bimetall-Schaltwerk (15) geschaltet ist.
5. Temperaturwächter nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Gehäuseteil (11) einen Bördelrand (14)
aufweist, der den als Deckelteil dienenden Kaltleiter
widerstand (24) an dem Gehäuseteil (11) festklemmt.
6. Temperaturwächter nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß ein festes Kontaktteil (20), das einem
beweglichen Kontaktteil (17) des Bimetall-Schaltwerkes
(15) zugeordnet ist, an dem Deckelteil derart angeordnet
ist, daß es mit einer weiteren geschliffenen Kontaktfläche
(26) in Anlage ist, vorzugsweise an dieser festgeklemmt
ist.
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