DE4336564A1 - Temperaturwächter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Temperaturwächter mit einem Schaltwerk und einem parallel zu diesem geschalteten PTC- Element.

Bei einem Temperaturwächter mit parallel zum Schaltwerk geschalteten PTC-Element handelt es sich um einen selbst­ haltenden Temperaturwächter. Das Schaltwerk weist ein Bimetall-Element als wirksames Teil auf. Solange das Schalt­ werk geschlossen ist, weist das Schaltwerk nur einen ge­ ringen elektrischen Widerstand auf, so daß der Stromfluß im wesentlichen über das Schaltwerk erfolgt. Wenn ein durch den Temperaturwächter zu schützendes und in dessen Nähe befindliches Gerät eine Übertemperatur annimmt, so schaltet das Bimetall-Schaltwerk aus seinem Schließ- in seinen Öffnungszustand, so daß kein Strom mehr über das Schaltwerk fließen kann. Es ergibt sich dann ein hinrei­ chender Stromfluß über das PTC-Element, welches durch den Stromfluß aufgeheizt wird und das Bimetall-Element des Schaltwerks weiter erwärmt. Damit wird ein Takten des Schaltwerks und damit ein Ein- und Ausschalten des zu schützenden elektrischen Gerätes verhindert, wie dies der Fall wäre, wenn, nach Ausschalten des elektrischen Geräts durch Öffnen des Bimetall-Schaltwerks, dieses sich wieder abkühlt, so daß der Bimetall-Schalter wieder in seinen Schließzustand schalten würde, ohne daß der Fehler am zu schützenden Gerät behoben ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen selbsthaltenden Temperaturwächter zu schaffen, bei dem eine höhere Leistungsumsetzung möglich ist, wodurch ein genaueres Schalten erreichbar ist.

Erfindungsgemäß wird die genannte Aufgabe bei einem Tem­ peraturwächter der eingangs genannten Art gelöst durch einen in Reihe zum Schaltwerk geschalteten und nahe die­ sem angeordneten Heizwiderstand.

In bevorzugter Ausgestaltung ist dabei vorgesehen, daß der Heizwiderstand unterhalb des Schaltwerks angeordnet ist und daß das Schaltwerk mit seiner Bodenseite am Wi­ derstand unter Zwischenschaltung einer Isolierschicht anliegt. Weiterbildungen sehen einen Keramikträger vor, wobei insbesondere der Widerstand als Dickschichtwider­ stand auf dem Keramikträger ausgebildet ist.

Durch die Anordnung des Vorwiderstandes unter dem Schalt­ werk können sehr definierte Abschaltzeiten mit nur geringen Abweichungen vom Sollwert eingestellt werden. Bei einem Dickschichtwiderstand unter dem Schaltwerk und der hier­ durch bedingten guten thermischen Leitfähigkeit und Wärme­ übertragung auf das Schaltwerk kann eine Flächenleistung von ca. 2 W/mm² bis zum Abschaltzeitpunkt des Schaltwerks umgesetzt werden.

Gemäß einer anderen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, daß das PTC-Element ebenfalls von dem Träger getragen wird, wobei in Weiterbildungen insbesondere vorgesehen ist, daß auf dem Träger Lötstellen zum Anschluß einer Litze des PTC-Elements und zur Befestigung und elektrischen Verbindung des Schaltwerks vorgesehen sind.

Die konkrete elektrische Schaltung sieht derart aus, daß Schaltwerk und Heizwiderstand gemeinsam parallel zum PTC- Element geschaltet sind.

Durch den erfindungsgemäßen Temperaturwächter wird eine umgesetzte Leistung von bis zu 2 W pro mm² erreicht, wodurch eine höhere Genauigkeit des Abschaltens sicherzu­ stellen ist.

Die Keramik ist üblicherweise eine Aluminiumoxidkeramik.

Der gesamte Gegenstand kann durch eine Isolierung, wie eine Schrumpffolie oder ein Kunststoffgehäuse umgeben sein.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im einzelnen erläu­ tert ist. Dabei zeigt:

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Temperatur­ wächter im Vertikalschnitt;

Fig. 2 einen Horizontalschnitt durch den Temperaturwächter der Fig. 1;

Fig. 3 ein Schaltbild des erfindungsgemäßen Temperaturwächters;

Fig. 4 eine schematische Darstellung der Keramikplatte mit ihren Aufträgen und

Fig. 5 eine Seitenansicht der mit den Be­ schichtungen versehenen Keramikplatte der Fig. 4 in Richtung des Pfeiles V.

Der erfindungsgemäße Temperaturwächter 1 weist eine mit leitenden und isolierenden Beschichtungen versehene Kera­ mikplatte 2 als Träger auf. Auf der Keramikplatte 2 sitzt ein gekapseltes Schaltwerk 3 mit einem Bimetallschaltele­ ment (nicht dargestellt). Weiterhin sitzt neben dem Schalt­ werk 3 ein PTC-Baustein 4.

Schaltwerk 3 und PTC-Element 4 sind elektrisch parallel geschaltet. Am vom Gehäuse 6 des Schaltwerks 3 isolierten Deckteil 7 desselben ist eine erste Kontaktlitze 8 ange­ lötet, die auch über das PTC-Element 4 (bei 9) führt und dort mit diesem verbunden ist. Eine zweite Litze 11 ist unmittelbar auf dem Träger 2 angelötet und steht zunächst in elektrisch leitender Verbindung mit der Unterseite des PTC-Elements 4.

Das Schaltwerk 3 kann mit einer Isolierkappe 12 versehen sein, die einerseits den Anschluß der Litze 8 am Deckteil 7 freiläßt, andererseits einen Bodenbereich des Gehäuses 6 des Schaltwerks 3 ebenfalls nicht isoliert.

Der Träger 2 weist ausgehend von dem mit der Litze 11a verbundenen Anschlußbereich 11 eine elektrische Leiterbahn 14 auf, die etwa mittig unterhalb des Schaltwerks 3 führt (Fig. 3). Von dort steht die Bahn 14 in Kontakt mit einem Dickschichtwiderstand 16, der wiederum mit einer Leiterbahn 17 in Kontakt steht - so daß also zwischen Leiterbahn 14 und Leiterbahn 17 der Dickschichtwiderstand 16 elektrisch geschaltet ist -, wobei die Leiterbahn 17 als Lötstelle für das Schaltwerk 3 ausgebildet und mit diesem verbunden ist.

Der restliche Bereich des Trägers 2, insbesondere aber der Widerstand 16 kann durch eine Isolierschicht abge­ deckt sein, so daß der Widerstand 16 gegenüber dem sonsti­ gen Bodenbereich des Gehäuses 6 des Schaltwerks 3 isoliert ist.

An der Lötstelle 19, die mit dem Leiter 17 in elektrischer Verbindung steht, ist das PTC-Element 4 auf dem Träger 2 befestigt, so daß es elektrisch parallel zu dem Schalter 6 geschaltet ist.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Temperatur­ wächters wird ein Temperaturwächter geschaffen, der eine hohe Leistungsumsetzung ermöglicht, wobei die Gefahr eines Temperaturschockes weitgehend ausgeschlossen ist.

Claims (8)

1. Temperaturwächter mit einem Schaltwerk und einem paral­ lel zu diesem geschalteten PTC-Element, gekennzeichnet durch einen in Reihe zum Schaltwerk (3) geschalteten und nahe diesem angeordneten Heizwiderstand (16).

2. Temperaturwächter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Heizwiderstand (16) unterhalb des Schalt­ werks (3) angeordnet ist.

3. Temperaturwächter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltwerk (3) mit seiner Bodenseite am Widerstand (16) unter Zwischenschaltung einer Isolierschicht (17) anliegt.

4. Temperaturwächter nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, gekennzeichnet durch einen Keramikträger (2).

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (16) als Dickschichtwiderstand auf dem Keramikträger (2) ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das PTC-Element ebenfalls von dem Trä­ ger (2) getragen wird.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Träger (2) Lötstellen (11, 17, 19) zum Anschluß einer Litze (11) des PTC- Elements (4) und zur Befestigung und elektrischen Verbindung des Schaltwerks (3) vorgesehen sind.

8. Temperaturwächter nach einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Schaltwerk (3) und Heizwiderstand (16) gemeinsam parallel zum PTC- Element (4) geschaltet sind.