DE102011009042A1

DE102011009042A1 - Temperatursicherung

Info

Publication number: DE102011009042A1
Application number: DE201110009042
Authority: DE
Inventors: Stefan Ay
Original assignee: Norbulb Sprinkler Elemente GmbH
Current assignee: Norbulb Sprinkler Elemente GmbH
Priority date: 2011-01-20
Filing date: 2011-01-20
Publication date: 2012-07-26
Also published as: WO2012097811A9; WO2012097811A2; WO2012097811A3

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Temperatursicherung sowie die Verwendung eines thermischen Auslöseelements zur Herstellung einer Temperatursicherung. Die Temperatursicherung verfügt hierbei über ein thermisches Auslöseelement, das bei Erreichen einer vorgegebenen Temperatur zerplatzt, wobei infolge des Zerplatzens eine elektrisch leitende Verbindung unterbrochen wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Temperatursicherung sowie die Verwendung eines thermischen Auslöseelements zur Herstellung einer Temperatursicherung.
Temperatursicherungen sind allgemein bekannt. Sie dienen zur Abschaltung eines Stromkreises bei zu hoher Temperatur. Hierbei unterscheidet man rückstellbare und nicht rückstellbare Temperatursicherungen. Letztere verfügen häufig über schmelzende Lötverbindungen. Eine derartige Temperatursicherung ist in US 7,173,510 B2 beschrieben und auch als Schmelzlotkapsel bekannt. Schmelzlotkapseln eignen sich eher für niedere Stromstärken.
Eine andere, ebenfalls nicht rückstellbare Temperatursicherung beschreibt DE 10 2008 050 523 A1 . Diese Temperatursicherung wird bei einer Auslösetemperatur ausgelöst, die durch die Zusammensetzung eines wärmeempfindlichen Kunstharzes bestimmt wird. Darüber hinaus verlangt diese Temperatursicherung das Zusammenwirken von zwei unterschiedlich starken Federn, so dass die Herstellung einer solchen Temperatursicherung technisch aufwändig ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Temperatursicherung auch für höhere Stromstärken bereitzustellen, die möglichst einfach herstellbar ist und zuverlässig auslösen soll.
Erfindungsgemäß erfolgt die Lösung der gestellten Aufgabe dadurch, dass die Temperatursicherung über ein thermisches Auslöseelement verfügt, das bei Erreichen einer vorgegebenen Temperatur (Auslösetemperatur) zerplatzt, wobei infolge des Zerplatzens eine elektrisch leitende Verbindung unterbrochen wird.
Eine solche Temperatursicherung hat den Vorteil, dass das Auslöseelement separat, relativ einfach und in verschiedenen Abmessungen und Ausführungsformen hergestellt werden kann. Geeignete Auslöseelemente sind zum Beispiel Auslöseglieder für Sprinkler, wie sie in WO 97/26945 A1 beschrieben sind. Es sind aber auch Auslöseelemente einsetzbar, die aus anderen zerbrechlichen Materialien bestehen wie Keramik oder Kunststoff.
Nach einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass es sich bei dem thermischen Auslöseelement um eine Glasampulle handelt. Eine solche Glasampulle kann, wie andere Auslöseelemente auch, mit einer Sprengflüssigkeit gefüllt sein, wie sie typisch für Auslöseglieder von Sprinklern ist. Eine bevorzugte Sprengflüssigkeit ist ebenfalls in WO 97/26945 A1 beschrieben. Auf diese Druckschrift und ihren gesamten Inhalt wird hier ausdrücklich Bezug genommen. Bei der dort offenbarten Sprengflüssigkeit handelt es sich um einen Stoff, der sich von einem halogenfreien oder halogenierten Kohlenwasserstoff ableitet. Allerdings sind auch andere Sprengflüssigkeiten einsetzbar, die ein zuverlässiges Zerplatzen des Auslöseelements bei Erreichen der Auslösetemperatur ermöglichen. Sprengflüssigkeiten können sogar Isolatoren sein, die bei einem Zerplatzen des Auslöseelements keine weiteren elektrischen Probleme verursachen und aus Geräten oder dergleichen ohne besondere Schwierigkeiten auch wieder entfernt werden können.
Die Auslösetemperatur lässt sich insbesondere durch die Füllmenge an Sprengflüssigkeit bestimmen. Dabei ist die Auslösetemperatur frei wählbar und liegt vorzugsweise in einem Bereich zwischen 40 und 250°C.
Das erfindungsgemäße thermische Auslöseelement bietet den Vorteil, eine sehr konkrete Auslösetemperatur zu ermöglichen. Bis zur Auslösung bleibt das Auslöseelement praktisch unverändert. Bei Erreichen der vorbestimmten Temperatur erfolgt die Auslösereaktion dann sehr schnell und genau, d. h. innerhalb eines engen Toleranzbereiches, so dass keine Temperaturübergangsbereiche entstehen, innerhalb derer eine Auslösung nicht sichergestellt ist.
Bevorzugte Auslöseelemente sind Glasampullen mit einem Durchmesser von 2 bis 5 mm und einer Länge von 10 bis 20 mm. Darüber hinaus bieten Glasampullen den Vorteil, dass sie einen stabilen Körper mit einer geschlossenen Oberfläche aufweisen. Eine Glasampulle ist chemisch resistent und ändert ihre Form und Eigenschaften auch über die Zeit nicht. Sie kann dauerhaft hohe axiale Kräfte von z. B. 1000 N und mehr aufnehmen. Wenn sie zerplatzt, erfolgt dies schlagartig, präzise und irreversibel. Übergangsformen, die eine Stromunterbrechung in kritischen Situationen verhindern würden, kommen bei Glasampullen praktisch nicht vor. Eine Glasampulle ist elektrisch nicht leitend. Sie erlaubt jederzeit eine visuelle Kontrolle der technischen Funktionsfähigkeit der Temperatursicherung.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass zwei Anschlusselemente mit Kontaktgliedern verbunden sind, wobei das eine Kontaktglied von dem Auslöseelement gegen das andere Kontaktglied gedrückt wird. Dabei ist das eine Kontaktglied federnd ausgebildet. Zerplatzt das Auslöseelement, federt das eine Kontaktglied zurück, so dass der Kontakt zwischen beiden Kontaktgliedern unterbrochen wird. Der Anpressdruck, mit dem das eine Kontaktglied von dem Auslöseelement gegen das andere Kontaktglied gedrückt wird, kann über eine Verstelleinrichtung einstellbar sein. Darüber hinaus besteht der Vorteil, dass Anschlusselemente und Kontaktglieder ohne Weiteres auch für hohe Stromstärken ausgelegt sein können.
Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist das Auslöseelement mit einer elektrischen Leiterbahn versehen, die vorzugsweise aus Metall besteht. Dabei ist die Leiterbahn entweder auf der Oberfläche des Auslöseelements angebracht oder teilweise in die Wand des Auslöseelements eingelassen. Bei einem Zerplatzen des Auslöseelements kommt es dann zwangsläufig zu einem Zerreißen der Leiterbahn, wodurch der Stromkreis unterbrochen wird.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung sind an dem Auslöseelement Kontaktkappen angebracht. Die Kontaktkappen sind elektrisch leitend und bestehen vorzugsweise aus Metall. An den Kontaktkappen können Anschlusselemente angebracht sein. Andererseits ist es möglich, die Kontaktkappen so auszubilden, dass die Temperatursicherung von einem Sicherungsträger, beispielsweise einem üblichen Klemmsicherungsträger, aufgenommen werden kann. An den Kontaktkappen sind dann keine Anschlusselemente angebracht. Die Anschlusselemente sind in diesem Falle mit dem Sicherungsträger verbunden.
Ist ein elektrischer Leiter vorgesehen, der die beiden Kontaktkappen verbindet, hat es sich bewährt, den elektrischen Leiter mittels eines Halteelements an dem Auslöseelement anzubringen. Dies gilt insbesondere im Falle eines federnden Leiters, der beim Zerplatzen des Auslöseelements in seine Ausgangsform zurückspringt und dadurch den Stromkreis unterbricht.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Auslöseelement in einem Metallgehäuse angeordnet ist, wobei ein bewegliches Schaltglied vorgesehen ist, das Anschlusselemente über das Metallgehäuse verbindet. Das Auslöseelement drückt hierbei über das Schaltglied auf eine Feder. Nach dem Zerplatzen des Auslöseelements wird das Schaltglied von dem mit dem Schaltglied in Kontakt stehenden Anschlusselement getrennt, wodurch auch hier der Stromkreis unterbrochen wird.
Schließlich ist vorgesehen, dass das Auslöseelement in einem Gehäuse derart angeordnet ist, dass es auf ein Kontaktelement drückt, das Anschlusselemente verbindet. Die Anschlusselemente befinden sich hierbei auf derselben Seite des Gehäuses und verlaufen im Wesentlichen parallel zueinander. Das Kontaktelement kann mit einem Kontaktring versehen sein, der für eine leitende Verbindung der Anschlusselemente sorgt. Eine derartige Temperatursicherung ist leicht handhabbar. Sie ermöglicht insbesondere eine einfache Bedienung der Stellschraube, mit der der Druck auf das Auslöseelement einstellbar ist.
Mit der erfindungsgemäßen Verwendung eines thermischen Auslöseelements zur Herstellung einer Temperatursicherung ist eine zuverlässige Möglichkeit gegeben, Temperatursicherungen auslösesicher und zugleich temperaturgenau auszubilden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigt:
1a und 1b eine Temperatursicherung vor und nach Auslösung im Längsschnitt,
2 eine Temperatursicherung, die ein Auslöseelement mit Leiterbahn aufweist, in schematischer Seitenansicht,
3 eine Temperatursicherung mit Kontaktkappen und Leiterbahn im Längsschnitt,
4a eine Temperatursicherung mit Kontaktkappen und elektrischem Leiter im Längsschnitt,
4b eine Temperatursicherung nach Auslösung in schematischer Seitenansicht,
5 eine in einem Sicherungsträger angeordnete Temperatursicherung mit Kontaktkappen und elektrischem Leiter im Längsschnitt,
6a und 6b eine Temperatursicherung vor und nach Auslösung jeweils im Längsschnitt,
7 eine Temperatursicherung nach 5 mit zum Teil offenem Gehäuse in perspektivischer Seitenansicht sowie
8a und 8b eine Temperatursicherung mit einseitig angeordneten Anschlusselementen vor und nach Auslösung jeweils im Längsschnitt.
In 1a ist eine Temperatursicherung mit einem Auslöseelement 1 dargestellt. Das Auslöseelement 1 hat Ampullenform. Mit seinem bodenseitigen Ende 20 drückt es gegen ein Kontaktglied 7a, so dass das Kontaktglied 7a mit einem zweiten Kontaktglied 7b in Kontakt gebracht wird. Die Kontaktglieder 7a, 7b führen jeweils zu Anschlusselementen 2a, 2b. Darüber hinaus sorgt eine Verstelleinrichtung 8 für den nötigen Anpressdruck, mit dem das Kontaktglied 7a von dem Auslöseelement 1 gegen das Kontaktglied 7b gedrückt wird. Die Verstelleinrichtung 8 weist hierzu eine Verstellschraube 21 auf, die auf die Schulter 22 des Auslöseelements 1 drückt.
Wie in 1b dargestellt, ist das Kontaktglied 7a federnd ausgebildet. Nach einem Zerplatzen des hier nicht mehr dargestellten Auslöseelements 1 federt das Kontaktglied 7a zurück, so dass der Kontakt und damit auch der Stromfluss zwischen beiden Kontaktgliedern 7a, 7b unterbrochen wird.
Nach der Ausführungsform gemäß 2 ist das Auslöseelement 1 mit einer elektrischen Leiterbahn 9 versehen und zwischen Anschlusselementen 3a, 3b angeordnet. Die Anschlusselemente 3a, 3b sind winkelförmig ausgebildet und weisen an ihren Enden 23a, 23b jeweils eine Durchbrechung 24a, 24b auf, über die das Anschlusselement 1 gehalten wird, so dass die Leiterbahn 9 mit beiden Anschlusselementen 3a, 3b in Kontakt kommt. Hierbei ist die Leiterbahn 9 entweder auf der Oberfläche 10 des Auslöseelements 1 angebracht oder teilweise in die Wand 11 des Auslöseelements 1 eingelassen. Zerplatzt das Auslöseelement 1, zerreißt auch die Leiterbahn 9.
Die Ausführungsform gemäß 3 zeigt eine Temperatursicherung, die ein Auslöseelement 1 mit Kontaktkappen 12a, 12b aufweist. Die Kontaktkappen 12a, 12b sind elektrisch leitend und mit der Leiterbahn 9 verbunden. Die Kontaktkappen 12a, 12b können zusätzlich mit Anschlusselementen 4a, 4b verbunden sein, wie hier dargestellt.
Gemäß 4a ist ein elektrischer Leiter 13 vorgesehen, der die beiden Kontaktkappen 12a, 12b verbindet. Die Kontaktkappen 12a, 12b sind nicht mit Anschlusselementen 4a, 4b versehen. Entsprechende Anschlusselemente können beispielsweise in einem geeigneten Sicherungsträger (s. 5) vorgesehen sein. Der elektrische Leiter 13 ist mittels eines Halteelements 14 an dem Auslöseelement 1 angebracht. In 4b erkennt man, dass der elektrische Leiter 13 als federnder Leiter ausgebildet ist, der nach dem Zerplatzen des Auslöseelements 1 in seine Ausgangsform zurückspringt und dadurch den Stromkreis unterbricht.
Bei der in 5 dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist ein mit Kontaktkappen 12a, 12b versehenes Auslöseelement 1 mittels einer Klemmeinrichtung 31 in einem Sicherungsträger 29 angeordnet. Der Sicherungsträger 29 verfügt über Anschlusselemente 30a, 30b, die über die Kontaktkappen 12a, 12b mit dem Leiter 13 verbunden sind.
6a und 6b zeigen eine weitere Ausführungsform der Erfindung, wonach ein bewegliches Schaltglied 16 vorgesehen ist, das die beiden Anschlusselemente 5a, 5b über ein Metallgehäuse 15 verbindet. Das Auslöseelement 1 drückt hierbei auf das Schaltglied 16 und sorgt für einen Kontakt zwischen dem Schaltglied 16 und dem Anschlusselement 5a. Nach dem Zerplatzen des Auslöseelements 1 drückt eine Feder 25 das Schaltglied in die entgegen gesetzte Richtung und trennt das Schaltglied 16 von dem Anschlusselement 5a, wodurch auch hier der Stromkreis unterbrochen wird.
7 zeigt eine Temperatursicherung nach 6 mit zum Teil offenem Metallgehäuse 15 in perspektivischer Seitenansicht. Man erkennt eine Verstellschraube 28, mittels der das Auslöseelement 1 gegen das hier nicht dargestellte Schaltglied 16 gedrückt wird. Das zum Teil offene Metallgehäuse 15 bietet den Vorteil, dass der Zustand des Auslöseelements 1 jederzeit visuell prüfbar ist. Dadurch lässt sich jederzeit erkennen, ob die Temperatursicherung funktionsfähig ist.
Schließlich ist gemäß 8a das Auslöseelement 1 in einem Gehäuse 17 derart angeordnet, dass es auf ein Kontaktelement 18 drückt, das die beiden Anschlusselemente 6a, 6b verbindet. Anschlusselemente 6a, 6b befinden sich hierbei auf derselben Seite des Gehäuses 17 und verlaufen im Wesentlichen parallel zueinander. Das Kontaktelement 18 weist einen Kontaktring 19 auf und verbindet die Anschlusselemente 6a, 6b. Zerplatzt das Auslöseelement 1, drückt eine Feder 26 über einen Stößel 27 das Kontaktelement 18 von den Anschlusselementen 6a, 6b weg, so dass der Stromkreis unterbrochen wird (s. 8b).
Bezugszeichenliste

1: Auslöseelement
2ab: Anschlusselement
3ab: Anschlusselement
4ab: Anschlusselement
5ab: Anschlusselement
6ab: Anschlusselement
7ab: Kontaktglied
8: Verstelleinrichtung
9: Leiterbahn
10: Oberfläche
11: Wand
12ab: Kontaktkappe
13: Leiter
14: Halteelement
15: Metallgehäuse
16: Schaltglied
17: Gehäuse
18: Kontaktelement
19: Kontaktring
20: Ende
21: Verstellschraube
22: Schulter
23ab: Ende
24ab: Durchbrechung
25: Feder
26: Feder
27: Stößel
28: Verstellschraube
29: Sicherungsträger
30ab: Anschlusselement
31: Klemmeinrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 7173510 B2 [0002]
DE 102008050523 A1 [0003]
WO 97/26945 A1 [0006, 0007]

Claims

Temperatursicherung, die bei Erreichen einer vorgegebenen Temperatur eine Stromunterbrechung ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatursicherung über ein thermisches Auslöseelement (1) verfügt, das bei Erreichen der vorgegebener Temperatur zerplatzt, wobei infolge des Zerplatzens eine elektrisch leitende Verbindung unterbrochen wird.
Temperatursicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem thermischen Auslöseelement (1) um eine Glasampulle handelt.
Temperatursicherung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das thermische Auslöseelement (1) mit einer Sprengflüssigkeit gefüllt ist.
Temperatursicherung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Anschlusselemente (2a, 2b) vorgesehen sind, die Kontaktglieder (7a, 7b) aufweisen, wobei das eine Kontaktglied (7a) von dem Auslöseelement (1) gegen das andere Kontaktglied (7b) gedrückt wird.
Temperatursicherung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktglied (7a) federnd ausgebildet ist.
Temperatursicherung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Anpressdruck, mit dem das eine Kontaktglied (7a) von dem Auslöseelement (1) gegen das andere Kontaktglied (7b) gedrückt wird, über eine Verstelleinrichtung (8) einstellbar ist.
Temperatursicherung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslöseelement (1) mit einer Leiterbahn (9) versehen ist.
Temperatursicherung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahn (9) auf der Oberfläche (10) des Auslöseelements (1) angebracht ist.
Temperatursicherung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahn (9) teilweise in die Wand (11) des Auslöseelements (1) eingelassen ist.
Temperatursicherung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Auslöseelement (1) Kontaktkappen (12a, 12b) angebracht sind.
Temperatursicherung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass an den Kontaktkappen (12a, 12b) Anschlusselemente (4a, 4b) angebracht sind und/oder die Kontaktkappen (12a, 12b) mit Anschlusselementen (30a, 30b) in leitenden Kontakt gebracht sind.
Temperatursicherung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktkappen (12a, 12b) für einen Einsatz in einem Sicherungsträger ausgebildet sind.
Temperatursicherung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktkappen (12a, 12b) mit einer Leiterbahn (9) oder einem elektrischen Leiter (13) verbunden sind.
Temperatursicherung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Leiter (13) mittels eines Halteelements (14) an dem Auslöseelement (1) angebracht ist, so dass er die beiden Kontaktkappen (12a, 12b) verbindet.
Temperatursicherung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslöseelement (1) in einem Metallgehäuse (15) angeordnet ist, wobei ein bewegliches Schaltglied (16) vorgesehen ist, das Anschlusselemente (5a, 5b) über das Metallgehäuse (15) verbindet.
Temperatursicherung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslöseelement (1) in einem Gehäuse (17) angeordnet ist und auf ein Kontaktelement (18) drückt, das Anschlusselemente (6a, 6b) verbindet.
Verwendung eines thermischen Auslöseelements zur Herstellung einer Temperatursicherung.
Verwendung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das thermische Auslöseelement bei Erreichen einer vorgegebenen Temperatur zerplatzt und dadurch eine Stromunterbrechung hervorruft.
Verwendung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem thermischen Auslöseelement um eine Glasampulle handelt.
Verwendung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das thermische Auslöseelement mit einer Sprengflüssigkeit gefüllt ist.