DE4336564A1 - Temp. monitor for protecting electrical equipment against excessively high temp. - has switching mechanism in parallel with PTC element and in series with heating resistance - Google Patents

Temp. monitor for protecting electrical equipment against excessively high temp. - has switching mechanism in parallel with PTC element and in series with heating resistance

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Abstract

The monitor has a switching mechanism (3), a PTC element (4) connected in parallel with it and a heating resistance connected in series with and close to the switching mechanism. The heating resistance can be mounted beneath the switching mechanism. The switching mechanism rests with its base on the resistance with an insulating layer between them. The temp. monitor can have a ceramic carrier (2) on which the thick film resistance is mounted. ADVANTAGE - Ensures that accurate switching is achieved.

Description

Die Erfindung betrifft einen Temperaturwächter mit einem Schaltwerk und einem parallel zu diesem geschalteten PTC- Element.The invention relates to a temperature monitor with a Switchgear and a PTC- connected in parallel to it 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.With a temperature monitor with parallel to the switching mechanism switched PTC element is a self holding temperature monitor. The rear derailleur has one Bimetal element as an effective part. As long as the switching is closed, the rear derailleur has only one ge wrinkle electrical resistance so that the current flow essentially via the rear derailleur. When a to be protected by the temperature monitor and in it Nearby device takes on an excess temperature, so switches the bimetal switchgear from its closing position its opening condition so that no more current over it Rear derailleur can flow. Then there is an indulgence Current flow over the PTC element, which by the current flow is heated and the bimetal element  of the rear derailleur further heated. So that is a clocking of the rear derailleur and thus switching the on and off prevent electrical device to be protected like this the case would be if, after switching off the electrical Device by opening the bimetal rear derailleur, this itself cools down again, so that the bimetal switch back in would switch its closed state without the error is fixed on the device to be protected.

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.The invention is therefore based on the object to create self-retaining temperature monitor, in which a higher power conversion is possible, whereby a more precise switching is achievable.

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.According to the invention, the task mentioned is at a tem temperature guard of the type mentioned solved by one connected in series to the rear derailleur and close to the arranged heating resistor.

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.In a preferred embodiment it is provided that the heating resistor is located below the rear derailleur is and that the rear derailleur on the Wi was the interposition of an insulating layer is present. Further developments provide for a ceramic support in particular the resistance as a thick film stood on the ceramic support.

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. By arranging the series resistor under the switching mechanism, very defined switch-off times can be set with only slight deviations from the setpoint. With a thick-film resistor under the switchgear and the good thermal conductivity and heat transfer to the switchgear, an area power of approx. 2 W / mm 2 can be implemented until the switchgear is switched off.

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.According to another embodiment, it can be provided that the PTC element is also carried by the wearer is provided, in particular in further developments, that solder joints on the carrier for connecting a stranded wire of the PTC element and for fastening and electrical Connection of the rear derailleur are provided.

Die konkrete elektrische Schaltung sieht derart aus, daß Schaltwerk und Heizwiderstand gemeinsam parallel zum PTC- Element geschaltet sind.The specific electrical circuit looks like that Switchgear and heating resistor together in parallel to the PTC Element are switched.

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.A converted power of up to 2 W per mm 2 is achieved by the temperature monitor according to the invention, as a result of which a higher accuracy of switching off must be ensured.

Die Keramik ist üblicherweise eine Aluminiumoxidkeramik.The ceramic is usually an aluminum oxide ceramic.

Der gesamte Gegenstand kann durch eine Isolierung, wie eine Schrumpffolie oder ein Kunststoffgehäuse umgeben sein.The entire item can be insulated, such as be surrounded by a shrink film or a plastic housing.

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:Further advantages and features of the invention result from the claims and from the description below, in the a preferred embodiment of the invention with reference to the drawings in detail is tert. It shows:

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Temperatur­ wächter im Vertikalschnitt; Figure 1 shows a temperature monitor according to the invention in vertical section.

Fig. 2 einen Horizontalschnitt durch den Temperaturwächter der Fig. 1; FIG. 2 shows a horizontal section through the temperature monitor of FIG. 1;

Fig. 3 ein Schaltbild des erfindungsgemäßen Temperaturwächters; Fig. 3 is a circuit diagram of the temperature controller of the invention;

Fig. 4 eine schematische Darstellung der Keramikplatte mit ihren Aufträgen und Fig. 4 is a schematic representation of the ceramic plate with its orders and

Fig. 5 eine Seitenansicht der mit den Be­ schichtungen versehenen Keramikplatte der Fig. 4 in Richtung des Pfeiles V. Fig. 5 is a side view of the coatings with the ceramic plate provided Be of Figure 4 in the direction of arrow 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.The thermal protector 1 of the invention includes a conductive-and insulating coatings Kera mikplatte 2 as carrier. On the ceramic plate 2 is an encapsulated switching mechanism 3 with a bimetallic switching element (not shown). A PTC module 4 is also located next to the switching mechanism 3 .

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.Switch mechanism 3 and PTC element 4 are electrically connected in parallel. On the housing 6 of the switchgear 3 insulated cover part 7 of the same a first contact wire 8 is soldered, which also leads via the PTC element 4 (at 9 ) and is connected to it there. A second strand 11 is soldered directly onto the carrier 2 and is initially in electrically conductive connection with the underside of the PTC element 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.The switching mechanism 3 can be provided with an insulating cap 12 , which on the one hand leaves the connection of the stranded wire 8 to the cover part 7 , and on the other hand also does not isolate a bottom region of the housing 6 of the switching mechanism 3 .

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.The carrier 2 has, starting from the connection area 11 connected to the stranded wire 11 a, an electrical conductor track 14 which leads approximately centrally below the switching mechanism 3 ( FIG. 3). From there, the track 14 is in contact with a thick-film resistor 16 , which in turn is in contact with a conductor track 17 - so that the thick-film resistor 16 is electrically connected between the conductor track 14 and the conductor track 17 - the conductor track 17 serving as a soldering point for the switching mechanism 3 trained and connected to this.

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.The remaining area of the carrier 2 , but in particular the resistor 16 can be covered by an insulating layer, so that the resistor 16 is insulated from the bottom region of the housing 6 of the switching mechanism 3 .

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.At the solder joint 19 , which is in electrical connection with the conductor 17 , the PTC element 4 is fastened on the carrier 2 , so that it is electrically connected in parallel with the switch 6 .

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Temperatur­ wächters wird ein Temperaturwächter geschaffen, der eine hohe Leistungsumsetzung ermöglicht, wobei die Gefahr eines Temperaturschockes weitgehend ausgeschlossen ist.Due to the configuration of the temperature according to the invention a temperature monitor is created, the one enables high performance conversion, the risk of a Temperature shock is largely excluded.

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).1. Temperature monitor with a switching mechanism and a parallel to this switched PTC element, characterized by a series-connected switching mechanism ( 3 ) and arranged near this heating resistor ( 16 ). 2. Temperaturwächter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Heizwiderstand (16) unterhalb des Schalt­ werks (3) angeordnet ist.2. Temperature monitor according to claim 1, characterized in that the heating resistor ( 16 ) below the switching mechanism ( 3 ) is arranged. 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.3. Temperature monitor according to claim 1 or 2, characterized in that the switching mechanism ( 3 ) rests with its bottom side on the resistor ( 16 ) with the interposition of an insulating layer ( 17 ). 4. Temperaturwächter nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, gekennzeichnet durch einen Keramikträger (2). 4. Temperature monitor according to one of the preceding claims, characterized by a ceramic carrier ( 2 ). 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (16) als Dickschichtwiderstand auf dem Keramikträger (2) ausgebildet ist.5. The device according to claim 4, characterized in that the resistor ( 16 ) is designed as a thick-film resistor on the ceramic carrier ( 2 ). 6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das PTC-Element ebenfalls von dem Trä­ ger (2) getragen wird.6. Apparatus according to claim 4 or 5, characterized in that the PTC element is also carried by the carrier ( 2 ). 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.7. Device according to one of claims 4 to 6, characterized in that on the carrier ( 2 ) solder joints ( 11 , 17 , 19 ) for connecting a strand ( 11 ) of the PTC element ( 4 ) and for fastening and electrical connection of the Rear derailleur ( 3 ) are provided. 8. Temperaturwächter nach einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Schaltwerk (3) und Heizwiderstand (16) gemeinsam parallel zum PTC- Element (4) geschaltet sind.8. Temperature monitor according to one of the preceding claims, characterized in that the switching mechanism ( 3 ) and heating resistor ( 16 ) are connected in parallel to the PTC element ( 4 ).
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