DE7817937U1

DE7817937U1 - Temperatursicherung für elektrische Geräte

Info

Publication number: DE7817937U1
Application number: DE7817937U
Authority: DE
Original assignee: INTER CONTROL Hermann Koehler Electrik GmbH and Co KG
Current assignee: INTER CONTROL Hermann Koehler Electrik GmbH and Co KG
Priority date: 1978-06-15
Filing date: 1978-06-15
Publication date: 1987-08-20
Also published as: BE876991A; DE2826205C2; GB2027995A; FR2428908B1; DE2826205A1; GB2027995B; FR2428908A1; US4307370A

Description

INTER CONTROL
Hermann Köhler Elektrik
GmbH u. Co. KG

8500 Nürnberg

TEMPERATURSICHERUNG MIT SCHMELZMATERIAL

Die Erfindung betrifft eine Temperatursicherung für elektrische Geräte, bestehend >

aus einem Isolierteil mit elektrischen Anschlüssen und Kontaktfedern zur Herstellung i

eines elektrischen Strompfades, einer Wärmeübertragungsplatte, einem Schmelzma- ;

terialeinsatz als thermischer Auslöser, sowie einem Übertragungsstift aus Isoliermate- $

&iacgr; rial, der im Isolierteil verschiebbar gelagert ist und an seinem einen Ende mit dem ■·

Schmelzmaterialeinsatz und mit seinem anderen Ende mit den Kontaktfedern im Ein- &iacgr;

griff steht. f

Temperatursicherungen mit Schmelzmaterial sind bereits bekannt, insbesondere in f

einer Bauart nach Patent 2 012 426, bei welcher eine elektrisch leitende Hülse ein %

Schmelzsalz enthält, welches über eine Druckfeder mit einem in der Hülse verschieb- '&iacgr;

baren elektrisch leitenden Bauelement verbunden ist, welches einerseits mit einem von i

der Hülse isoliert angeordneten elektrischen Leiter eine elektrische Verbindung her- I

stellt. &iacgr;

Bei Erreichen der vorbestimmten Temperatur fällt das Schmelzsalz in sich zusammen ·

und das verschiebbar in der Hülse gelagerte Bauelement trennt die elektrische Verbin- jj

dung zwischen der Hülse und dem elektrischen Leiter. . |

Der Nachteil dieser bekannten Ausführung ist jedoch, dass die Hülse stromführend ist
und bei der Ankopplung an einer meist berührbaren Wärmeüberfragungsfläche durch
geeignete Maßnahmen elektrisch isoliert werden muss.

notwcndiⁿs IsolGtlon bsdsutst fiir dsn Vsrwsndcr solcher Teir^srotursicherun^s
einen zusätzlichen finanziellen Aufwand. Ausserdem ist durch unterschiedliche Wärmeübertragung bei unterschiedlichen Isolationsbedingungen das thermische Ansprechverhalten beeinträchtigt.

V-VU¹O ·' O ^b

Ein weiterer Nachteil ist die fehlende Befestigungsmöglichkeit, da dies bei derartigen Temperatursicherungen lediglich durch eine Klemmbefestigung erfolgen kann, für die wiederum geeignete Mittel durch den Verwender vorgesehen werden müssen.

Es sind weiterhin Temperatursicherungen mit Schmelzmaterial bekannt geworden, bei weichen in einem Isolierteil Kontaktfedern und elektrische Anschlüsse angeordnet sind und ein Schmelzeinsatz bzw. Schmelzlot als thermischer Auslöser verwendet wird. Durch einen Übertragungsstift aus Isoliermaterial, welcher zwischen dem Schmelzlot und den Kontaktfedern verschiebbar gelagert ist, werden dann nach Schmelzen des Loteinsatzes die Kontaktfedern getrennt.

Bei dieser bekannten Ausführung wurde als Schmelzeinsatz ein Schmelzlot in Form einer runden Scheibe verwendet, weiche auf einer Wärmeübertragungsplatte mit einer Öffnung in der Grosse des Übertragungsstiftes liegt. Beim Schmelzen des Lotes drückt der Stift das Schmelzlot in die Öffnung der Wärmeübertragungsplatte und die Kontaktfedern trennen sich.

Diese Ausführung ist aber bezüglich des schlechten Langzeitverhaltens äusserst nachteilig für den Gebrauch als Temperatursicherung.

Obwohl bei den verwendeten Schmelzloten aufgrund ihrer Legierungszusammensetzung zwar ein definierter Schmelzpunkt zu erwarten isf, tritt jedoch bereits vor Erreichen der Schmelztemperatur eine Erweichung des Schmelzlotes ein. Das bedeutet, dass bei längerer Einwirkung von Temperatur ein Festigkeitsabfall eintritt und durch eine Kraft - beispielsweise erzeugt durch die Federvorspannung der Kontaktfeder- ein frühzeitiges Ansprechen der Temperatursicherung erfolgen kanrr.

Ausserdem ist bei der bekannten Ausführung von Nachteil, dass das Schmelzlot offen liegt. Es ist nämlich möglich, dass verschiedene Schmelzlote bei Einwirkung von Sauerstoff durch die Oxidation ihren Schmelzpunkt verändern.

-Z-

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Temperatursicherung zu schaffen, bei welcher diese Nachteile vermieden sind und die dabei dennoch kostengünstig herzustellen ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass bei einer Temperatursicherung, bestehend

^! Gus einem Isolierteil mit elektrischen Anschlüssen, Kontaktfedern, Übertragungsstift

und Wärmeübertragungsplatte erfindungsgemäss ein Schmelzlot als thermischer Auslöser verwendet wird, welches an seinem Umfang von einer starren, beispielsweise zylindrischen Hülse, umgeben ist.

Die Hülse weist nach einem Vorschlag der Erfindung an ihren Enden Öffnungen auf, sodass das darin befindliche Schmelzlot einerseits direkt mit der Wärmeübertragungsplatte, die gleichzeitig als Befestigungsplafte für die Temperafursicherung zur Halte:- rung in einem elektrischen Gerät dient, in Berührung ist. In der der Wärmeübertragungsplatte gegenüberliegenden Öffnung der Hülse ist andererseits der im Isoliertei! verschiebbar gelagerte Übertragungsstift aus Isoliermaterial so angeordnet, dass er miV dem Schmelzlot und mit einer Kontaktfeder in Eingriff steht. Die Kontaktfeder ist in Richtung zum Isolierteil vorgespannt, sodass beim Schmelzen des Schmeizlotes die Kontaktfedern getrennt werden.

©er Uberiragüngssfifr ist dabei in seiner Dicke so bemessen, dass er ohne Behinderung in der Hülse verschiebbar ist. Wird der Schmelzpunkt des Lotes erreicht, taucht er durch die Federkraft unterstützt, in die Hülse ein und verdrängt das dünnflüssige Lot aus eier Hülse.

Der Vorfeil dieser Anordnung nach der Erfindung ist, dass das in der Hülse befindliche Schmelztet im Falle einer auftretenden Erweichung vor dem Schmelzpunkt aufgrund längerer thermischer Belastung durch die umgebende starre Hülse in ihrer Form gehalten wird. Eine sonst üblicherweise beobachtete Verringerung der Höhe des Schmelzlctes wird dadurch weifgehend verhindert. Da die Hülse durch die Federkraft der Kontaktfeder gegen die Wärmeübertragungsfläche gedrückt wird, ist ein Austreten des Schmelzlotes vor dem endgültigen Schmelzpunkt an dieser Stelle verhindert. Ein

treten des Schmelzlotes an der BerUhrurigsstelle des Übertragungsstiftes ist dadurch er schwert, dass zwischen dieser Berührungsstelle und der WärmeUbertragungsp Satte ein Wärmegefälle besteht, sodass das Schmelzot an der Berührungsstelle zum Übertragungssrlft stets kälter und von grösserer Festigkeit ist, als an der Wärmeübertragungspiatte.

Durch ^iese erfindungsgemässe Anordnung wird zusätzlich erreicht, dass beim Schmelzen des Schmelzlotes der Übergangsbereich, in dem es teigig ist, verzögert wird, sodass die Kontaktfedern mit einer grösseren Geschwindigkeit öffnen.

^f] Bezüglich der Oxidation des Schmelzlotes erweist sich die Anordnung nach der Erfindung besonders vorteilhaft, da das Schmelzlot weitgehend durch die Hülse, den Übertragungsstift und die Wärmeübertragungsplatte eingeschlossen ist. Hierdurch wird der Zutritt von Sauerstoff, und somit die Gefahr von Schmelzpunktveränderungen, weitgehend verringert.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel nach der Erfindung ist das Isolierteil, in welchem die elektrischen Anschlüsse und Kontaktfedern befestigt sind und der Übertragungs- « stift für die Temperatursicherung verschiebbar gelagert ist, so gestaltet, dass in dem

selben Isolierteil die elektrischen Anschlüsse und Kontaktfeder nur elektrischen Kontakten, sowie ein Ubertraqungsstift für einen Temperaturregler mit Bimetall als thermisches Fühieiement angeordnet sind. Die Wärmeübertragungspfatfe, mit welcher das Schmelzlot in Berührung steht, dient hierbei gleichzeitig zur Lagerung des Bimetal Ifüh lers, welcher beispielsweise - wie bereits bekannt - als gewölbte Bimetallscheibe ge-

; formt ist, deren Wölbungshöhe sich bei einer Temperaturänderung momentartig verän-

dert. Der Übertragungsstift gibt die Wölbungshöhenänderung an die Kontaktfeder weiter, wodurch die Kontakte geöffnet oder geschlossen werden.

Vorfeil dieser Ausführung ist eine verbilligte Herstellung des Temperaturreglers und der Temperatursicherung, da diese gleichzeitig montiert werden können. Ausserdem ist eine Baueinheit von Temperaturregler und Temperature! cherung für das thermische Ansprechverhalten insofern günstig, da der Fühlort für die zu überwachende Temperatür an einer gemeinsamen Stelle liegt.

- 5 -

Weiterhin ist die Montage dieser Baueinheit billiger als bei zwei getrennten Einheiten, was für den Benutzer einen wesentlichen Vorteil bietet.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand schemarischer Zeichnungen nöher erläuiert. Es zeigen:

Fig. 1 die Temperatursicherung von der Seite im Schnitt gesehen, yor dem Auslösen,

Fig. 2 die Temperatursicherung von der Seite im Schnitt gesehen, nach dem Auslösen,

Fig. 3 die Temperature!cherung von oben gesehen,

Fig. 4 das weitere Ausführungsbeispiel von der Seite im Schnitt gesehen,

Fig. 5 das weitere Aupführungsbeispiei von oben gesehen.

Bei den Fig. 1-3 sind in einem isolierteil 1 die elektrischen Anschlüsse 2 und j

3, sowie die Kontaktfedern 5 bzw. 6 mittels des Nietes 6 bzw. 7 ortsfest ange- I

ordnet. Die Wärmeübertragungsplatte 8, welche gleichzeitig als Befestigungs- .

platte mit seitlichen Lappen 9 und 10 zur Halterung in einem elektrischen Ge- t

rät dient, ist mit dem Isoltertei! T an der den Kontaktfedern 4 und 5 gegenüber- .

liegenden Seite gehalten. In einer Vertiefung 11 des !soiierteils 1 befindet sich ein Schmelz'oteinsatz 12, welcher an seinem Umfang von einer starren, beispielsweise zylindrischen Hülse 13 umgeben ist. Die Hülse 13 weist an ihren Enden Öffnungen 14 und 15 auf, sodass das darin befindliche Schmelzlot 12 einerseits direkt mit der Wärmeübertragungsplatte 8 in Berührung steht. In der der Wärmeüberfragungsplatte 8 gegenüberliegenden Öffnung 15 der Hülse 13 ist der im Isolierteil 1 verschiebbar gelagerte ÜbertragungssHfr 16 aus Isoliermaterial andererseits so angeordnet, dass er mit dem Schmelzlot 12 und mit der Kontaktfeder 5 in Eingriff sHht. Die Kontaktfeder 5 ist in Richtung zum !Isolierteil 1 vorgespannt, so-

- 6 dass beim Schmelzen des Schmelzlofes 12 die Konfakffedem 4 und 5 getrennt werden.

Wird der Schmelzpunkt des Schmelzlotes 12 erreicht, taucht der Übertragungsstift 16, durch die Federkraft der Kontaktfeder 5 unterstützt, in die Hülse 13 ein und verdrängt das dünnflüssige Schmelzlot 12 aus der Hülse 13.

Aus Fig. 2 ist ersichtlich, wie das bereits geschmolzene Lot 12 aus der Öffnung "¹A der Hülse 13 getreten ist und sich dann in der Vertiefung 11 des Isolierfeiles 1 befindet. Der Übertragungssfiff 16 ist bis zur Wärmeüberfragungsplatte 8 in die Hülse 13 eingetaucht und die Kontaktfeder 5 hat sich von der Kontaktfeder 4 getrennt.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel nach den Fig. 4 und 5 ist das Isolierteil 17, in welchem dse elektrischen Anschlüsse 2 und 3 sowie die Kontaktfedern 4 und 5 befestigt sind und der Übertragungsstift 16 für die Temperatursicherung verschiebbar gelagert ist, so gestaltet, dass in dem selben Isolierteil 17 die elektrischen Anschlüsse 18 und 19 mit dem elektrischen Kontakt 20 und eine Kontaktfeder 21 mit dem elektrischen Kontakt 22, sowie ein Übertragungsstift 23 für einen Temperaturregler mit einer gewölbten Bimetal Ischeibe 2/angeordnet ist. Die in der Wärmeübertragungsplatte 24 gelagerte Bimetal Ischeibe 25 ändert bei einer Temperaturänderung ihre Wölbungshöhe und der Übertragungsstift 23 gibt diese Wölbungshöhenänderung an die Kontaktfeder 21 weiter, wodurch die Kontakte 20 und 22 geöffnet oder geschlossen werden.

Claims

INTER CONTROL Hermann Köhler Elektrik GmbH &ugr;. Co. KG Nürnberg R Ü C H E

1. &xgr; Ternperatursicherung für elektrische Garäte,^besfehend aus einem Isolierteil

mit elektrischen Anschlüssen und Kontaktfedern zur Herstellung eines elektrischen Strompfades, einer Wärmeüberfragunc^platte, einem Schmelzmateriaieinsc*z als thermischer Auslöser, sowie einem Ubertragungsstift aus Isoliermaterial, der im isolierteil verschiebbar gelagert ist und an seinem einen Ende mit dem Schmelzmaterialeinsatz und mit seinem anderen Ende mit den Konfaktfedern in Eingriff steht, dadurch gekennzeichnet, dass als thermischer Auslöser ein Schmelzlot (12) verwendet wird, welches an seinem Umfang von einer starren, vorzugsweise zylindrischen, Hülse (13) umgeben ist, die an ihren Enden Öffnungen (14) bzw. (15) aufweist, sodass das Schmelzlot (12) einerseits direkt mit der Wärmeübetragungsplatte (8) in Berührung steht und dass in der der Wärmeübertragungsplatte (8)gegenüberliegenden Öffnung (15) der Hüise (13) andererseits der im Isolierteil (1) verschiebbar gelageite Überfragungsstift (16) mit dem Schmelzlot (12) in Eingriff steht.

2. Temperatursicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ubertragungsstift (16) in seiner Dicke so bemessen ist, dass er in der Hülse (13) verschiebbar ist.

3., Temperatursicherung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmelzlot (12) durch die Hülse (13) den Übertragungsstift (16) und die Wärmeübertragungsplatte (8) weitgehend eingeschlossen ist.

4. Temperatursicherung, bestehend aus einem Isolisrteil mit elektrischen Anschlüssen und Kontaktfedern, einer Wärmeübertragungsplatte, einem Schmelzmaterialeinsafz, sowie einem Übertragungsstift aus Isoliermaterial, der im Isolierteil verschiebbar gelagert ist und an seinem einen Ende mit dem Schmelzmaterialeinsatz und an seinem anderen Ende mit den Kontaktfedern in Eingriff steht, da-

I. Ib-Ub-r&ogr;

I durch gekennzeichnet, dass in dem Isolierteil(17) ebenso die elektrischen

^:: Anschlüsse (18) und 09) mit einem elektrischen Kontakt (20), eine Kontaktfeder (21) mit einem elektrischen Kontakt (22), sowie ein Überrragungsstift (23) für einen Temperaturregler angeordnet sind, wobei der Überrragungsstift (23) die VVöIbungshöhenänderung einer in der WärmeüberrragungspSafte (24) gelagerten Bimetal Ischnappscheibe (25) auf die Kontaktfeder (21) überträgt.