EP0928492A1

EP0928492A1 - Einrichtung zum schutz von elektrischen einrichtungen gegen überhitzen

Info

Publication number: EP0928492A1
Application number: EP97909150A
Authority: EP
Inventors: Bernd Gruhn
Original assignee: Siemens Matsushita Components GmbH and Co KG; Epcos AG
Current assignee: TDK Electronics AG
Priority date: 1996-09-27
Filing date: 1997-09-18
Publication date: 1999-07-14
Anticipated expiration: 2017-09-18
Also published as: DK0928492T3; KR20000048633A; DE19639942A1; DE59702740D1; EP0928492B1; ATE198008T1; DE19639942C2; US6222715B1; ES2153184T3; BR9711577A; JP2001504628A; CN1231759A; WO1998013846A1

Description

Beschreibung

Einrichtung zum Schutz von elektrischen Einrichtungen gegen Überhitzen

Die erfindung betrifft eine Einrichtung zum Schutz von elektrischen Einrichtungen gegen Oberhitzen.

Beispielsweise ist bei Kühlaggregaten von Kühlschränken, de- ren Elektromotoren, auf deren Antriebswelle der Kühlkompressor sitzt, ein sogenannter Motorstart-Kaltleiter (PTC- Widerstände) vorgeschaltet. Jeweils in der Anlauf- oder Startphase des Elektromotors erwärmt der durch den PCT- Widerstand fließende Strom den Kaltleiter sehr stark, wodurch der Widerstandswert des Kaltleiterε von einigen Ohm in kaltem Zustand in sehr kurzer Zeit, oftmals innerhalb weniger Sekunden, auf sehr hohe Widerstandswerte zunimmt.

Da in der Umgebung beispielsweise von Motorstart-Kaltleitern Olrückstände oder eine insgesamt ölhaltige Atmosphäre u.ä. anzutreffen ist, besteht ein gewisses Risiko darin, daß sich derartige Rückstände unter ungünstigen Voraussetzungen entzünden können. Im ungünstigsten Fall könnte dies dazu führen, daß es beispielsweise im Bereich des Kühlaggregats eines Kühlschranks, welchem ein Motorstart-Kaltleiter zugeordnet ist, ein Schwelbrand entsteht.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, elektrische Einrichtungen vor Überhitzen so zu schützen, daß selbst die Gefahr, daß örtliche Schwelbrände entstehen können, nicht mehr besteht.

Gemäß der Erfindung ist diese Aufgabe durch die Merkmale im Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand weiterer Ansprüche. Gemäß der Erfindung ist zum Schutz von elektrischen Einrichtungen gegen Überhitzen eine thermische Sicherung im Inneren eines Gehäuses einer zu schützenden elektrischen Einrichtung vorgesehen.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die thermische Sicherung in unmittelbarer Nähe eines kritischen Elements der elektrischen Einrichtung vorgesehen. Vorzugsweise besteht die thermische Sicherung aus einem niedrig schmel- zendem Material.

Ein besonderer Vorteil bei der erfinderischen Lösunςj liegt darin, daß bestehende elektrische Einrichtungen nur geringfügig abgeändert werden müssen, damit eine thermische Siche- rung, die gemäß der Erfindung in unmittelbarer Nähe eines kritischen Elements anzuordnen ist, untergebracht werden kann. Auf diese Weise sind somit bestehende elektrische Einrichtungen gemäß der Erfindung mit einer thermischen Sicherung nachrüstbar.

Wenn beispielweise bei Motorstarteinrichtungen mit Kaltleitern gemäß der Erfindung eine thermische Sicherung in unmittelbarer Nähe des kritischen Elements, in diesem Fall in unmittelbarer Nähe des Kaltleiters, angeordnet ist, ist bei Ge- fahr eines Überhitzens ein sofortiges Ansprechen der thermischen Sicherung gewährleistet und somit eine gemäß der Erfindung aus- oder nachgerüstete, elektrische Einrichtung absolut sicher vor Überhitzen geschützt.

Bei Schmelzen der gemäß der Erfindung an bevorzugten Stellen angeordneten thermischen Sicherung wird die Stromzufuhr zu der zu schützenden elektrischen Einrichtung sofort unterbrochen, so daß die Gefahr, daß es gegebenenfalls doch zu einem Schwelbrand kommen könnte, von vornherein sicher unterbunden ist. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die thermische Sicherung U- bzw. V-förmig ausgebildet. Bei erfindungsgemäßer Anordnung und Unterbringung einer thermischen Sicherung im Inneren des Gehäuses einer elektrischen Einrichtung, beispielsweise einer Motorεtarteinrichtung mit Kaltleiter, befindet sich somit der Scheitelpunkt der U- bzw. V- förmig ausgebildeten Sicherung in unmittelbarer Nähe des kritischen Elements, d.h. des Kaltleiters.

Bei Verwenden der gemäß der Erfindung in vorteilhafter Weise speziell ausgebildeten thermischen Sicherung und deren Anordnung in unmittelbarer Nähe des zu überwachenden Elements, beispielsweise eines Kaltleiters, erfolgt somit wegen des ge- ringen Abstandes zwischen der thermischen Sicherung und dem vor Überhitzen zu schützenden kritischen Element ein Schmelzen der thermischen Sicherung besonders schnell .

Um ein Ausbreiten eines im Entstehen begriffenen Schwelbran- des von vorne herein zu verhindern, ist daher zusätzlich und sicherheitshalber zumindest ein Teil des die elektrische Einrichtung umgebenden Gehäuses aus selbstverlöschendem Kunststoff oder das Gehäuse selbst mit einem selbstverlöschendem Kunststoff ausgekleidet.

Da sich jedoch nach dem - wenn auch möglicherweise kurze Zeit später erfolgenden - Schmelzen der thermischen Sicherung und dem damit verbundenen Unterbrechen der Stromzufuhr die Wärmequelle, im vorstehend angeführten Beispiel der Kaltleiter der Motorstarteinrichtung, nicht mehr weiter erhitzen kann, erlischt ein in der Entstehung begriffener Schwelbrand wegen des Auskleidens zumindest eines Teils eines die elektrische Einrichtung umgebenen Gehäuses bzw. des gesamten Gehäuses mit selbsverlöschendem Kunststoff sofort. Damit ist auch ein Aus- breiten eines Schwelbrandes absolut sicher unterbunden. Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer bevorzuςrten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig.l eine schematische Draufsicht einer Motorstarteinrich- tung mit Kaltleiter;

Fig.2 schematisch in Vergrößerung einen Teil eines Bereichs der in Fig.l dargestellten Motorstarteinrichtung, in welchem gemäß der Erfindung eine bevorzugte Ausführungsform einer thermischen Sicherung untergebracht is ;

Fig.3 schematisch in Vergrößerung den Teil eines Bereichs der in Fig.l dargestellten Motorstarteinrichtung, in welcher gemäß der Erfindung eine weitere bevorzugte Ausführungsform einer thermischen Sicherung untergebracht ist, und

Fig.4 schematisch ebenfalls vergrößert eine Draufsicht auf die in Fig.3 wiedergegebene Ausführung einer thermischen Sicherung.

In der in Fig.l dargestellten schematischen Draufsicht einer Motorstarteinrichtung ist ein Kaltleiter 3 in einem Gehäuse 1 über Halterungen 2a und 2b gehalten. Auf einander gegenüberliegenden Seiten des Kaltleiters 3 liegen Federkontakte 5a und 5b an dem Kal leiter an, über welche Strom zugeführt wird.

Die Federkontakte 5a und 5b sind mit Anschlußteilen 4a bzw. 4b leitend verbunden, die über Verlängerungen 4a' bzw. 4b' mit schematisch angedeuteten Stromzuführ-Steckkontakten 7a bzw. 7b verbunden sind. In Fig.l ist die Verlängerung 4b' des Anschlußteils 4b an einer mit dem Bezugszeichen 6 bezeichneten Stelle aufgetrennt und damit unterbrochen.

Wie im einzelnen vergrößert in Fig.2 dargestellt ist, ist die Trennstelle 6 durch eine thermische Sicherung 8 überbrückt, indem deren beide etwa um 90° abgewinkelten Enden 81 und 82 an durch die Trennstelle 6 voneinander getrennten Bereichen der Verlängerung 4b', beispielsweise mittels in Fig.2 durch gestrichelte Linien angedeutete Niete 9 befestigt sind.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der thermischen Sicherung 8 in Fig.2 hat die Form des Großbuchstabens U, und deren in Fig.2 nach unten weisender Scheitelpunkt 83 reicht so nahe wie nur irgend möglich an den Kontaktleiter 3 heran.

Die thermische Sicherung 61 ist aus einem niedrig schmelzenden Material hergestellt, dessen Schmelzpunkt so gewählt ist, daß er unter einer für den Kaltleiter 3 kritischen Temperatur liegt. Dadurch ist sichergestellt, daß von dem Kaltleiter 3 bzw. der Motorstarteinrichtung, in welcher der Kaltleiter 3 untergebracht ist, die maximal zulässige Temperatur nicht überschritten wird.

In Fig.3 ist eine der Fig.2 entsprechende Draufsicht wieder- gegeben, die ebenfalls gegenüber der Draufsicht in Fig.l um

90° gedreht ist. In Fig.4 ist dagegen eine Draufsicht auf einen 6-armigen Federkontakt 5b entlang einer Linie IV-IV in Fig.3 in Richtung auf den Anschlußteil 4b und dessen Verlängerung 4b' wiedergegeben.

Wie der Draufsicht von Fig.3 zu entnehmen ist, ist gemäß der Erfindung eine modifizierte Weiterbildung der thermischen Sicherung 8' etwa V-förmig ausgebildet, wobei der Scheitel bzw. Umkehrpunkt 83' der V-förmigen thermischen Sicherung 8' wie- derum in unmittelbarer Nähe des Kaltleiters 3 angeordnet ist. Bei der in Fig.4 dargestellten Ausführung der erfindungsgemäßen Einrichtung weist die Verlängerung 4b' an ihrem dem Steckkontakt 7b benachbarten Ende der Trennstelle 6 eine kreislinienförmige oder v-förmige Einbuchtung 41b' auf. Der gegenüberliegende Randbereich der Trennstelle 6 ist vorzugsweise komplementär zu der Einbuchtung 41b' ausgeführt .

Wie aus einer Zusammenschau der Fig.3 und 4 zu ersehen ist, ist eine modifizierte Weiterbildung einer thermischen Sicherung 8' mit ihrem linksseitigen abgewinkelten Fortsatz 81' an der Verlängerung 4b' und mit ihrem anderen Ende 82' zwischen dem Federkontakt 5b und dem Anschlußtteil 4b mittels eines in Fig.3 durch eine gestrichelte Linie und in Fig.4 durch einen Punkt angedeuteten Niets 10 befestigt.

Wie Fig.4 zu entnehmen ist, kann der Scheitel- oder Umkehrpunkt 83' der V-förmigen thermischen Sicherung 8' jedoch auch zwischen zwei Armen 5bι und 5b₂ des 6-armigen Federkontakts 5b angeordnet sein. Auf diese Weise kann der Abstand zwischen dem beispielsweise vor Überhitzung zu schützenden Kaltleiter 3 und der thermischen Sicherung 8' besonders klein gehalten werden .

Wegen diesen geringen Abstands zwischen der thermischen Sicherung 8' bzw. deren Scheitelpunkt 83' und dem Kaltleiter 3 ist ein unmittelbares Ansprechen, d.h. Schmelzen der Sicherung gewährleistet, sobald eine Temperatur erreicht ist, die entweder für den Kaltleiter 3 selbst oder für die Einrich- tung, in deren Gehäuse 1 er untergebracht ist, kritisch werden könnte.

Besonders vorteilhaft bei den in Fig.3 und 4 dargestellten Ausführungsformen ist, daß ein Ende der thermischen Sicherung 8', nämlich der abgewinkelte Fortsatz 82' mittels desselben Niets 10 zwischen dem Anschlußteil 4b und dem Federkontakt 5b gehalten und gesichert ist. Somit wird im Unterschied zu der in Fig.2 wiedergegebenen Befestigungsmöglichkeit der thermischen Sicherung 8 bei der Ausführungsform der thermischen Si- cherung 8' der Fig.4 nur eine zusätzliche Nietstelle für den Niet 10 benötigt.

Dies ist insbesondere dann besonders vorteilhaft, wenn beispielsweise eine Motorstarteinrichtung mit Kaltleiter von vornherein mit der gemäß der Erfindung vorgesehenen thermischen Sicherung 8' ausgerüstet wird.

Obwohl die in Fig.3 und 4 wiedergegebene Unterbringung und Befestigung der V-förmigen thermischen Sicherung 8' auch bei einem Nachrüsten möglich ist, ist bei einem Nachrüsten im allgemeinen die in Fig.2 dargestellte Ausführung und Unterbringung der thermischen Sicherung 8 vorzuziehen, obwohl in diesem Fall zwei Löcher zum Einbringen der Niete 9 vorgesehen sein müssen.

Bei einem Nachrüsten mit der thermischen Sicherung 8' gemäß Fig.3 und 4 müßte dagegen der Niet aufgebohrt werden, mittels welchem der 6-armige Federkontakt 5b an dem Anschlußteil 4b befestigt ist. Nach Einführen des Fortsatzes 82' der ther i- sehen Sicherung 8 'zwischen den Anschlußteil 4b und den Federkontakt 5b sind mittels eines neuen Niets 10 der Anschlußteil 4b, der Fortsatz 82' der thermischen Sicherung 8' und Federkontakt 5b fest miteinander zu verbinden.

Claims

Patentansprüche

1. Einrichtung zum Schutz von elektrischen Einrichtungen gegen Überhitzen durch eine thermische Sicherung (8, 3'), wel- ehe im Inneren eines Gehäuses (1) der gegen Überhitzen zu schützenden, elektrischen Einrichtung vorgesehen ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die thermische Sicherung (8, 8') in unmittelbarer Nähe eines kritischen Ele- ments (3) der elektrischen Einrichtung vorgesehen ist.

3. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei welcher die thermische Sicherung (8, 8') aus niedrig schmelzendem Metall besteht.

4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die thermische Sicherung (8, 8') U- oder V-förmig ausgebildet und so angeordnet ist, daß deren Scheitelpunkt (83, 83') sich in unmittelbarer Nähe des kritischen Elements (3) befindet.

5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher das kritische Element ein Kaltleiter (3) ist.

6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die gegen Überhitzen zu schützende elektrische Einrichtung eine Motorstarteinrichtung mit Kaltleiter ist.

7.Verwenden der Einrichtung nach einem der vorhergehenden An- Sprüche, insbesondere bei einer Motorstarteinrichtu g mit Kaltleiter, bei welcher eine mit einem Steckkontakt (7b) elektrisch leitend verbundene Verlängerung (4b') in der N he des Steckkontakts (7b) eine Trennstelle (6) aufweist, und abgewinkelte Enden (81, 82) der U-förmigen thermischen Siche- rung (8) an einander gegenüberliegenden Rändern der Trenn- stelle (6) befestigt sind, so daß deren Scheitelpunkt (8c) sehr nahe an den Kaltleiter (3) heranreicht.

8. Verwenden der Einrichtung nach einem der vorhergehenden An- sprύche, insbesondere bei einer Motorstarteinrichtung mit

Kaltleiter, bei welcher eine mit einem Steckkontakt (7b) elektrisch leitend verbundene Verlängerung (4b') in der Nähe des Steckkontakts (7b) eine Trennstelle (6') aufweist, und an einem dem Steckkontakt (7b) benachbarten Ende der Verlänge- rung (4b') ein abgewinkelter Fortsatz (81') der V-förmigen thermischen Sicherung (8') befestigt ist, deren anderer Fortsatz (82') zwischen dem Anschlußteil (4b) und einem am Kaltleiter (3) anliegenden Federkontakt (5b) befestigt ist, so daß der Scheitel- oder Umkehrpunkt (83') der Sicherung (8) sehr nahe an den Kaltleiter (3) heranreicht.

9. Einrichtung nach einem der vorhergehenden, bei welcher zumindest ein Teil eines die elektrische Einrichtung umgebenden Gehäuses (1) aus selbstverlöschendem Kunststoff besteht und/oder das Gehäuse (1) mit selbstverlöschendem Kunststoff ausgekleidet ist.