DE8713380U1

DE8713380U1 - Gekapselter Temperaturschalter

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Publication number: DE8713380U1
Application number: DE8713380U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-10-28
Filing date: 1987-10-06
Publication date: 1987-11-26

Description

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PATENTANWÄLTE" ·■ ·

RJNQ, HANS LiCHTI

NQ. HEINER LICHTI D-7500Karlsruhe41

DUHLACHER STRAOSE 3t DIPL-PHYS₄DR,RER,NAf. JOST LEMPERT TEL:<or2i)48511

01. Oktober 1987

Peter Hofsäss
Strietweg 45

D-7530 Pforzheim 8799.0/87-Le

Gekapselter Temperaturschalter

Die Erfindung betrifft einen gekapselten Temperaturschalter,

Temperaturschalter ansich sind in vielfältiger Ausgestaltung bekannt. Derartige Schalter können nicht in korrosiven öder explosiven Umgebungen, eingesetzt werden, sofern sie nicht hermetisch dicht gekapselt sind. Gleiches gilt für höhere Drücke aufweisende Umgebungen, da dies zu einer Verformung der Umhüllung des eigentlichen Schalters oder der Überdruck in den Schalter eindringen und damit zu einer Hemmung der den Schaltvorgangbewirkenden Bimetallscheibe öder zumindestens zu einer Veränderung der Schalttemperatur führen kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen druck-

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festen Schalter zu schaffen, der auch in korrosiven Umgebungen eingesetzt V/erden kann und vorzugsweise explosionsgeschützt ist.

Erfindüngsgemäß wird die genannte Aufgabe durch einen gekapselten Temperaturschalter gelöst, der gekennzeichnet ist durch •in zugeschweißtes Metallgehäuse und durch Druckglasdurchführungen herausgeführte Anschlußleitüngen. Soweit ein vom eigentlichen Metallgehäuse separater Deckel, der ebenfalls aus Metall ist, vorgesehen ist, so ist dieser vorzugsweise mit dem Gehäuse Vk'xschweißt. Bei der Herstellung v?irä nsch Einsetzen des Schalters das Gehäuse vorzugsweise mit inertem Gas gespült und gegebenenfalls gefüllt. Hierzu können Helium oder Stickstoff verwendet werden. Das Metallgehäuse selbst besteht aus Stahl, vorzugsweise aus nicht korrosierendem Edelstahl. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird erreicht, daß j ödes 'herkömmliche auf Temperatur oder überstrom ansprechende Schaltwerk, das in der Regel als aktives Schaltelement eine Bimetallscheibe aufweist zuverlässig gegen schädliche äußere Einwirkungen, wie Druck, korrosive Einflüsse etc. geschützt werden kann.

In bevorzugter Ausgestaltung kann weiterhin vorgesehen sein, daß die Anschlußleitungen an Kontakten des Schalters angeschweißt sind, wobei insbesondere die Anschlußleitungen lasergeschweißt sind. Die Anschlußleitungen sind also an den Kontakten nicht angelötet. Hierdurch werden bessere elektrische Vierte,, d.h. geringere Übergangswiderstände an den Anschlüssen und eine festere Verbindung erzielt, die insbesondere wünschenswert ist, wenn der Schalter in noch zu beschreibender fteise über die Anschlußleitungen kraftschlüssig im Gehäuse gehalten wird.

Zürn kraftsdhlüssigen Halten des Schalters im Gehäuse sieht die Erfindung vorzugsweise vor, daß zwischen Schalter und zumindestens einer Wand des Gehäuses zumindestens ein elastisches Einsatzteil angeordnet ist oder aber das Gehäuse nut- oder schulterartige Einprägungen aufweist, die am Schalter anliegen.

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Weiterbildungen sehen insbesondere Vor, daß der Schalter zur Festlegung ein? über die: «nschlußkor.takte hervorragende Rippe aufweist bzw* daß die Anschlußleitüngen im Inneren des Gehäuses vom Schalter fort abgebogen sind und aus elastisch verformbaren Material bestehen.

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Eine gas- und druckdichte Verbindung von Gehäusetopf und Deckel kann insbesondere dadurch ausgebildet sein, daß das Gehäuse topfartig ausgebildet ist und im Bereich seiner Öffnung einen nach außen abgebogenen Ansatz aufweist, der durch entsprechende Tinsstzs Giss DssKsls übergriffen wird und ntit dissein veirsQliweiilfe ist. ^Tn einer Ausgestaltung ist dabei vorgesehen, daß der Deckel aus verformten, wie tiefgezogenem, geprägten Blech, vorzugsweise Stahlblech besteht und eine Vertiefung um Durchführungen für die Anschlußleitüngen aufweist, die vollständig mit Druckglasmasse ausgegossen ist. Eine andere Ausgestaltung sieht vor, daß der Deckel ein massives Metallteil mit einer Bohrung zur Durchführung der Anschlußleitungen ist, wobei lediglich die Bohrung um die Anschlußleitungen mit Druckglasmasse ausgegossen ist.

Während grundsätzlich zwei Anschlußleitungen an zwei Kentakten des Schalters angeschweißt und aus dem Gehäuse durch Druckglasdurchführungen herausgeführt sind, sieht eine besondere Ausführungsform vor, daß lediglich ein elektrischer Kontakt über eine aus dem Gehäuse herausgeführte Anschlußleitung erfolgt, während der andere elektrische Kontakt über das Gehäuse direkt erfolgt, wobei insbesondere mit dem Gehäuse oder mit dem Deckel eine elektrische Anschlußlasche elektrisch verbunden ist.

Durch die erfindungsgeiwße Ausbildung eines gekapselten Schalters wird insgesamt erreicht, daß herkömmliche Schalter bei geringen Abmessungen gas- und explosionsgeschützt eingekapselt werden können und hierfür keine speziellen elektromechanischen Bimetallschalter geschaffen werden müssen.

VZeitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sie* sv , den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der

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Fig. 6 eine andere Ausführungsform des erfindung&ge-

mäßen Schalters in einer Parstellung entsprechend
Figur 1;

Fig« 7 einen Schnitt entsprechend VII-VII in der Figur
6;

Fig. 8 einen Schnitt entsprechend Figur 2 durch einen

Schalter, bei dem ein elektrischer Kontakt durch
das Gehäuse erfolgt;

Fig. 9 einen Schnitt entlang der Linie IX-IX der Figur
8;

Fig. 10 eine Äußenansicht des Schalters nach den Figuren
8/ 9;

Fig. 11 eineri Längssehnitt entsprechend dem der Figur

1 durch eine andere AusführungSförm des Schalters,

Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die j

Zeichnung im einzelnen erläutert sind. Dabei zeigt: |

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungs- \ form des Schalters; !

i Fig. 2 einen Längsschnitt in einer zur Schnittebene der

Figur 1 senkrechten Schnittebene des gleichen
Schalters;

Fig. 3 einen Schnitt entsprechend III-III der Figur 2;

Fig. 4 eine abgewandelte. Herausführung der Anschlußkontakte in einem Teilschnitt entsprechend Figur &idiagr;

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Fig. 5 die abgewandelte Herausführung der Anschlußkon- | takte im Teilschnitt entsprechend Figur 1; I

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bei dem die Festlegung über die Anschlußleitung (en) erfolgt;

Fig. 12 einen Querschnitt entlang der Linie XII-XII der Figur 11; und

Fig. 13 die Herausführung der Anschlußleitungen aus dem umgebenden Gehäuse beim Schalter der Figur 11 ähnlich der Herausführungen der F'iguren 4, 5.

In den Figuren ist der Temperaturschalter mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet. Er beinhaltet zumindestens eine in der Umhüllung geeigneter Weise gelagerte (nicht dargestellte) Bimetallscheibe, die durch Umschnappen direkt oder indirekt eine elektrische Verbindung zwischen zwei Anschlußkontakten, von denen einer die Umhüllung des Schalters selbst sein kann, in ansich bekannter Weise herstellt. Derartige Temperaturschalter ansich sind dem Fachmann bekannt. Unter der allgemeinen Bezeichnung Temperaturschalter werden Temperaturregler,rückstelIbare und nichtrückstellbare Temperaturbegrenzer, Temperaturwächter etc. verstanden. Der Schalter 1 ist an seinen Anschlußkontakten 2 mit elektrischen Zuleitungen 3 versehen, die vorzugsweise an den Kontakten 1 angeschweißt sind, wobei das Verschweißen mittels Laser erfolgt. Hierdurch werden bessere elektrische Werte, d.h. ein geringerer Kontaktübergangswiderstand und eine starrere Befestigung der Anschlußleitungen 3 erreicht, als es beim herkömmlichen Löten der Fall ist.

Der Schalter 1 selbst ist in einem stabilen Metallgehäuse 4 eingesetzt, das vorzugsweise aus Stahl, wie Edelstahl, besteht. Das Gehäuse 4 ist durch einen Deckel 6 oder 7 verschlossen, der eine Durchführung 8 für die Anschlußleitungen 3 aufweist, die um die Anschlußleitungen 3 herum durch Druckglasmasse 9 verschlossen ist.

Der Deckel 6 ist aus einem Stahlblech geformt, beispielsweise geprägt, tiefgezogen oder dergleichen und weist eine zentralä

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Vertiefung auf, die vollständig mit der Druckglasmasse 9 ausgefüllt ist.. Die Vertiefung wird durch Ränder 11 begrenzt, von denen sich ein außen abgebogener Ansatz 12 erstreckt. Das Gehäuse 4 ist im Eereich seiner Öffnung 13 ebenfalls mit einem rundumlaufenden nach außen abgebogenen Ansatz 14 versehen. Der aufgesetzte Deckel 6 sitzt mit seinen Ansätzen 12 auf den Ansätzen 14 des Gehäuses 4 dicht auf und ist mit diesen verschweißt.

Alternativ kann der Deckel 7 aus einem massivem Metallteil durch spanabhebende Bearbeitung hergestellt sein, wobei er ebenfalls dex?. abgebogenen Ansätzen 14 entsprechende Ansätze 16 aufweist, über die er mit dem eigentlichen Gehäuse 4 verschweißt ist.

Der Schalter ist mit einem elektrisch isolierendem Teflonschlauch 31 versehen. Zum Ausgleich der durch die zur Schaffung der Schweißnaht 32 vorgesehenen Flansche 12, 14 ist zwischen Teflonschlauch 31 &igr; nd Gehäuse 4 eine Ausgleichslage 33 in Form eines gut wärmeleitenden Metallrohrteils angeordnet.

Bei der Ausführungsform der Figuren 1 bis 7 weist der Temperaturschalter 1 auf seiner Oberseite zwischen den Kontakten 2 eine Rippe 21 auf, über die er im Gehäuse 4 reibschlüssig festgelegt ist. Hierzu ist bei der Ausgestaltung der Figuren 1 bis 3 im Gehäuse 4 ein elastisches Teil, wie ein Kunststoffteil untergebracht, dessen Abmessungen im Hinblick auf die Abmessungen des Gehäuses 4 gerade derart sind, daß der eingeschobene Schalter 1 mit seiner der Rip-pe 21 gegenüberliegenden Seite an der Gehäusewandung anliegt und durch die Rippe 21 reibschlüssig sicher und fest im Gehäuse gehalten wird.

Bei der Ausgestaltung der Figuren 6 und 7 ist demgegenüber das Gehäuse 4 in seinem unteren Bereich mit einer von außen eingeprägten Nut 23 versehen, die über den unteren Teil des Gehäuses mittig in Längsrichtung desselben verläuft, in das Gehäuse 4 also alls Vorsprung hineinragt, an dem die Rippe 21 zur Festlegung deö Schalters anliegt.

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Bei der Ausgestaltung der Figuren 8 bis 10 ist der Schalter 1 nur mit einem punktförmigen Anschlußkontakt 2 versehen, an dem eine einzige Anschlußleitung 3 angebracht ist. Der zweite elektrische Kontakt wird über die Umhüllung des Schalters 1 und das Gehäuse 4 direkt hergestellt, wobei der Ansatz 12 des Deckels einseitig eine Verlängerung 24 aufweist, an der eine Anschlußleitung angeschlossen werden kann, bzw. die einen Massekontakt herstellt.

Bei dem Schalter dtr Figuren 8 bis 10 weist das Gehäuse 4 im Randbereich eingeprägte Schultern 26 auf, die in diesem Brreich die Innenhöhe des Gehäuses 4 gerade an die Höhe des Schalters 1 in seinen Randbereichen anpassen, so daß der Schalter über die Schultern 26 reibschlüssig im Gehäuse gehalten wird. Die eingeprägten Schultern sind vorzugsweise im unteren Endbereich 27 des Gehäuses 4 ausgebildet, so daß sich aut dem Schalter eine Aufsicht in Richtung des Pfeiles X entsprechend der Darstellung der Figur X ergibt.

Bei der Ausgestaltung der Figuren 11 und 12 ist ähnlich wie bei der Ausgestaltung der Figuren 1 bis 3 im Gehäuse 4 ein Einsatzteil 22, vorzugsweise aus Kunststoff, vorgesehen. Der Schalter 1 weist hier aber keine Kippe 21 r>uf. Statt dessen ist die Anschlußleitung 3 zunächst von der Oberfläche des Schalters 1 abgebogen und nach einer weiteren Abbiegung mittig aus duich den Deckel 6 herausgeführt. Die Abbiegung 28 ist derart bemessen, daß sie am Zwischenteil 22 anliegt und der Schaltung daher über seine Anschlußleitung 3 reibschlüssig im Gehäuse 4 festgelegt: ist. Vorzugsweise besteht die Anschlußleitung aus einem mehr elastisch als plastisch verformbaren Material.

Die Figur 13 zeigt wieder bei einer aus dem Gehäuse 4 herausgeführten Anschlußleitung 3 einen spanabhebend gebildeter Deckel entsprechend der Figuren 4, 5, bei dem die Druckglasfüllung nur den Raum der Höhe des Deckels 7 einnim.nt.

Durch die effindungsgemaße Ausbildung ist der Schalter kor-

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f2St und explosionsgeschützt im Gehäuse 4 eingeschlossen.

Die Herstellung des gekapselten Schalters erfolgt Vorzugsweise derart, daß die AhschlUßleitungen 3 an den Kontakten 2 zunächst mittels Laser festgeschveißt v/erden, liach Einsetzen des Schalters in das Gehäuse wird dieses evakuiert, mit inertem Gas/ wie Helium oder Stickstoff, gespült und gegebenenfalls verfüllt und schließlich erfolgt das gasdichte Verschließen . Hierzu werden die Durchführungen für die Anschlüßdrähte 3 mit Druckglasffiasse vergossen, äxsö ufuckgiäsaürchführüilyen ausgsbildst und die Deckel am Gehäuse im Bereich der Ansätze 12, 14 miteinander verschweißt.

Claims

DR.1NG. HANS LlCHTI «PMHQ. HEINER LlCHTI SlPL-PHYS.DR.RER.NAT. JOST LEMPERT TEL:(0721)48511 01. Oktober 1 987 Peter Hofsass Strietweg 45 D-7530 Pforzheim 8799.0/87-Le Schützansprüche

1. Gekapselter Temperatürschalter, gekennzeichnet durch ein zugeschweißtes Metallgehäuse (4, 6, 7) und durch Druckglasdurchführungen (9) herausgeführte Anschlußleitungen (3).

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet/ daß die Anschlußleitungen (3) an Kontakten (2) des Schalters (1) angeschweißt sind.

3. Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußleitungen lasergeschweißt sind.

4.. Schalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (1) im Gehäuse (4) kraft-

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schlüssig gehalten ist.

5. Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Schalter (1) und zumindestens einer Wand des Geh^ases (4) zumindestens ein elastisches Einsatzteil (22) angeordnet ist.

6. Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse nut- oder schulterartige Einprägungen (23, 26) aufweist, die am Schalter (1) anliegen.

7. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurrh gekennzeichnet, daß der Schalter zur Festlegung eine übex die Anschlußkontakte (2) hervorragende Rippe (21) aufweist.

8. Schalter nach einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlxißleitungen (3) im Inneren des Ge-J . häuses (4) vom Schalter (1) fort abgebogen sind und aus

elastisch verformbaren Material bestehen.

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9. Schalter nach einem der vorangehenden Ansprüche/ dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (4) topfartig ausgebildet ^ist und im Bereich seiner Öffnung (13) einen nach außen

&ldquor; abgebogenen Ansatz (14) aufweist, der durch entspreenende

· Ansätze (12,16) des Deckels übergriffen wird und mit diesem

s verschweißt ist.

10. Schalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel aus verformten, wie tiefgezogenem, geprägtem Blech, vorzugsweise Stahlblech besteht und eine Vertiefung um Durchführungen (8) für die Anschlußleitungen (3) aufweist, die vollständig mit Druckglasmasse ausgegossen ist.

Vl. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel ein massives Metallteil mit einer Bohrung zur Durchführung der Anschlußloitungen (3) ist,wobei &ldquor; lediglich die Bohrung um die Anschlußleitungen (3) mit

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Druckglasmasse ausgegossen ist*

12. Schalter nach einem der Vorangehenden Ansprüche/ dadurch gekennzeichnet/ daß iedigliöh ein elektrischer Kontakt über eine aus dem Gehäuse (4) herausgeführte Änschlußleitung (3) erfolgt, während der andere elektrische Kontakt über das Gehäuse (4) direkt erfolgt.

I3i Schalter nach Anspruch 12/ dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Gehäuse (4) eine elektrische Anschlußlasche (24) elektrisch verbunden ist_t

14. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse von elektrisch isolierendem, vorzugsweise wärmefesteri Material (31), wie einem Teflonschlauch versehen ist.

15. Schalter nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß bei über die Flächen des Schalters hinausragenden Ansätzen (12, 14) für eine Schweißnaht zum Ausgleich zwischen eigentlichem Gehäuse (4) und Isolierschicht (31) eine Aüsgleichslage aus gut wärmeleitenden Material, wie Metall, gegebenenfalls in Form eines Metallrohrteils (33) angeordnet ist.