DE4117762C2 - Thermische Schutzvorrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine thermische Schutzvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, die in unterschiedlichen elektrischen Bauteilen und Geräten eingesetzt wird, um diese gegen Brand infolge von Störfällen bezüglich einer Über­ hitzung und vor Überströmen zu schützen.

Diese Art einer konventionellen thermischen Schutzvorrichtung ist aus der US 3,278,705 bekannt und so aufgebaut, daß eine Elektrodenhalterung mit einer bewegbaren Elektro­ de und einer stationären Elektrode, die einander gegenüberliegen, und darauf durch eine Glasperle befestigt sind, in einer Glasumhüllung eingeschlossen ist, die Öffnung der Glasumhüllung, die unter der Glas­ perle liegt, durch Erhitzung geschmolzen wird, um deren Quetschdich­ tung zu bewirken, und dann die Glasumhüllung evakuiert und mit einem inaktiven Gas gefüllt wird, worauf der obere Abschnitt der Glasum­ hüllung zu einer Spitze gezogen wird, um eine hermetische Abdichtung zu vervollständigen.

Eine derartige thermische Schutzvorrichtung wird an den Orten erhöh­ ter Temperatur unterschiedlicher elektrischer Bauteile und Geräte an­ gebracht und weist eine nachstehend angegebene Schutzfunktion auf: Wenn eine Überhitzung oder ein Überstrom an diesem Ort infolge unge­ wöhnlicher Umstände auftritt, so kehrt sich ein mit Schnappwirkung ausgestattetes und wärmeempfindliches Element einer bewegbaren Elek­ trode um, um sich von einer stationären Elektrode zu trennen, wodurch der Fluß des elektrischen Stromes zu den elektrischen Bauteilen und Geräten unterbrochen wird.

Bei dieser Art einer thermischen Schutzvorrichtung hat sich ein Bedarf für die Entwicklung einer thermischen Schutzvorrichtung ergeben, die einen weiter miniaturisierten Aufbau aufweist, und zwar infolge des Trends in Richtung auf eine weitere Miniaturisierung unterschiedlicher elektrischer Bauteile und Geräte. Es hat sich allerdings als schwierig herausgestellt, eine konventionelle thermische Schutzvorrichtung bezüg­ lich ihres Aufbaus zu miniaturisieren, da bei einem konventionellen Aufbau die Formen und Abmessungen einer Glasperle oder eines quetsch­ gedichteten Abschnitts, die Entfernungen zwischen einer Glasperle und der inneren Oberfläche einer Glasumhüllung oder zwischen einer Glas­ perle und der inneren Oberfläche eines quetschgedichteten Abschnitts, usw., begrenzt waren infolge von Problemen, die mit einer hermetischen Abdichtung und Glasbrüchen zusammenhängen.

Aus dem Buch "Taschenbuch der Hochfrequenztechnik" von H. Meinke und F.W. Gundlach, 1956, Seiten 587-591, 594-597 ist die Verwendung von Sinterglas in Verbindung mit Elektronenröhren bekannt, um derartige Röhren im Bereich der elektrischen Durchführungen zu verschließen.

Aus der DE 37 14 100 C2 sind Zusammensetzungen zur Herstellung von Glas­ frittenkörpern bekannt, wobei hier auch Borsilikat-Bleigläser als Bestandteile von Frittenglaspasten herangezogen werden.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine thermische Schutzvorrichtung so herstellen zu können, daß durch übermäßige Temperaturen beim Herstellen die bewegliche Elektrode bzw. die stationäre Elektrode nicht beschädigt werden und dabei die Abmessungen der thermischen Schutzvorrichtung verringert werden können.

Diese Aufgabe wird durch eine thermische Schutzvorrichtung mit den im Patent­ anspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform besteht der Glasfrittenkörper, insbesondere die Glasfrittenperle aus einem Material, welches durch Drucksinterung kristallisiert ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist ein vorstehender Abschnitt auf der Unterseite der Glasfrittenperle ausgebildet, zwei Einführungsöffnun­ gen sind auf der Glasfrittenperle durch den vorstehenden Abschnitt hin­ durch ausgebildet, und die bewegliche Elektrode und die stationäre Elek­ trode werden separat in jede Einführungsöffnung eingeschoben.

Daher ermöglicht die hier beschriebene Erfindung das Ziel der Bereit­ stellung einer miniaturisierten thermischen Schutzvorrichtung, die bei­ nahe dieselben elektrischen Pegelwerte aufweist wie der konventionelle Typ, ohne einen Brand zu verursachen, selbst wenn ein Einsatz bei unter­ schiedlichen elektrischen Bauteilen und Geräten erfolgt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Aus­ führungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt

Fig. 1 eine teilweise weggeschnittene Vorderansicht einer thermischen Schutzvorrichtung;

Fig. 2 eine teilweise weggeschnittene Seitenansicht der thermischen Schutzvorrichtung;

Fig. 3 eine Perspektivansicht einer Glasfrittenperle, die bei der thermischen Schutzvorrichtung eingesetzt wird; und

Fig. 4 eine Perspektivansicht eines weiteren Beispiels der Glasfrit­ tenperle, die bei der thermischen Schutzvorrichtung eingesetzt wird.

Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, weist bei einer thermischen Schutz­ vorrichtung als Beispiel für die vorliegende Erfindung eine bewegliche Elektrode ein mit Schnappwirkung ausgestattetes, wärmeempfindliches Element 5 mit einem Kontakt 3 auf, der an dem Element durch Anschweißen an dessen Spitze befestigt ist, eine Metallplatte 6, deren eine Kante an eine Kante des Elements angeschweißt ist, und eine Zuführungsleitung 1, die an eine andere Kante der Metallplatte angeschweißt ist, für eine bewegliche Elektrode. Eine stationäre Elektrode weist eine Zuführungs­ leitung 2 für die stationäre Elektrode mit einem Kontakt 4 auf, der hieran durch Anschweißen befestigt ist, wobei der Kontakt 4 so angeord­ net ist, daß er mit dem Kontakt 3 unter einem vorbestimmten Berührungs­ druck in Berührung kommt. Die bewegliche Elektrode und die stationäre Elektrode liegen einander gegenüber und werden durch eine Glasfritten­ perle 7 zusammengehalten, die durch Drucksinterung kristallisiert wurde, um eine derartige mechanische und thermische Festigkeit auszubilden, daß sie eine Elektrodenhalterung bildet. Ein vorstehender Abschnitt 10, der zwei Einführungsöffnungen 11 aufweist, ist auf der Unterseite einer Glasfrittenperle 7 (vgl. Fig. 3) ausgebildet, jede Elektrodenzuführungs­ leitung ist separat in diese Einführungsöffnungen eingeführt, und dann wird der vorstehende Abschnitt 10 mit Hilfe eines Brenners und derglei­ chen geschmolzen, um jede Elektrodenzuführungsleitung in der Einfüh­ rungsöffnung 11 der Glasfrittenperle 7 abzudichten.

Die auf diese Weise hergestellte Elektrodenhalterung ist in einer Glas­ hülle 8 eingeschlossen, und dann wird der Raum zwischen der Öffnung der Glashülle 8 und der Glasfrittenperle 7 mit einer Glasfrittenpaste des Borsilikat-Bleiglastyps gefüllt, die einen niedrigen Schmelzpunkt aufweist. Nachdem die Paste durch Heißluft getrocknet wurde, wird sie durch Erhitzung mit einem Brenner oder dergleichen geschmolzen, um ei­ ne hermetische Abdichtung der Öffnung der Glashülle 8 und der Glasfrit­ tenperle 7 durchzuführen, wodurch ein abgedichteter Abschnitt 9 ausge­ bildet wird.

Dann wird die Luft in der Glashülle 8 abgepumpt, und dann wird dort sau­ bere trockene Luft abgedichtet eingeführt, worauf die Spitze der Glas­ hülle 8 abgeschmolzen wird.

Da bei der thermischen Schutzvorrichtung mit dem voranstehend beschrie­ benen Aufbau gemäß der vorliegenden Erfindung die Öffnung der Glashül­ le 8 und der Glasfrittenperle 7, welche die stationäre Elektrode und die bewegliche Elektrode zusammenhält, dadurch abgedichtet werden, daß dazwischen ein Frittenglas geschmolzen wird, um den abgedichteten Ab­ schnitt 9 auszubilden, kann die Länge der Glashülle 8 verkürzt werden, verglichen mit einer konventionellen thermischen Schutzvorrichtung, bei welcher die Öffnung einer Glashülle, die unter einer Glasperle liegt, durch Erhitzen erweicht wird, um eine Abdichtung herzustellen. Da die voranstehend angegebene Abdichtung bei niedrigeren Temperaturen durch­ geführt werden kann, kann zusätzlich die Entfernung zwischen dem abge­ dichteten Abschnitt 9 der Glashülle 8 und dem mit Schnappwirkung ver­ sehenen, wärmeempfindlichen Element 5 verkürzt werden, verglichen mit der voranstehend angegebenen konventionellen thermischen Schutzvorrich­ tung. Daher kann die Gesamtlänge der Glashülle 8 weiter verringert werden, wodurch eine Miniaturisierung einer thermischen Schutzvorrich­ tung erreicht wird. Darüber hinaus kann der Abdichtvorgang bei niedri­ geren Temperaturen durchgeführt werden, wodurch eine sehr einfache Fer­ tigungsstraße eingesetzt werden kann. Dies verringert die Herstellungs­ kosten für eine thermische Schutzvorrichtung, verbunden mit einer Ver­ ringerung der eingesetzten Materialmengen infolge der Miniaturisie­ rung.

Fig. 4 zeigt ein weiteres Beispiel für eine Glasfrittenperle, die kei­ nen vorspringenden Abschnitt aufweist und geschmolzen werden kann, um jede Elektrodenzuführungsleitung daran abzudichten, mit Hilfe eines Brenners und dergleichen.

Es wurde eine thermische Schutzvorrichtung mit dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Aufbau und den in Tabelle 1 (ein Beispiel für die vor­ liegende Erfindung) abgegebenen Abmessungen hergestellt. Dann wurden unterschiedliche Arten von Versuchen unternommen, deren Ergebnisse in Tabelle 2 dargestellt sind.

In diesen Tabellen weist ein Muster mit einem konventionellen Aufbau den Aufbau einer voranstehend genannten thermischen Schutzvorrichtung auf.

Tabelle 1

Tabelle 2

Wie aus den Tabellen 1 und 2 hervorgeht, erhält eine thermische Schutzvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung dieselbe Quali­ tät wie eine konventionelle thermische Schutzvorrichtung und ver­ ringert den Volumenprozentsatz um 64%, verglichen mit einer kon­ ventionellen thermischen Schutzvorrichtung, wodurch eine thermische Schutzvorrichtung wesentlich miniaturisiert wird.

Claims (3)

1. Thermische Schutzvorrichtung

• - mit einer beweglichen Elektrode, die einer stationären Elektrode gegenüberliegt und ein mit Schnappwirkung versehenes, wärmeempfindliches Element aufweist, welches mit der stationären Elektrode in Berührung und außer Berührung gelangt,
• - mit einer Elektrodenhalterung, an der die stationäre Elektrode und die bewegliche Elektrode befestigt sind, und
• - mit einer die Elektrodenhalterung einschließenden Glashülle mit einer Öffnung,
• - wobei die Elektrodenhalterung eine bzw. einen die stationäre Elektrode und die bewegliche Elektrode haltenden Glasfrittenkörper aufweist,
  gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
• a) die Zuleitungen (1, 2) der Elektroden verlaufen durch die Öffnung der Glashülle (8);
• b) ein den Glasfrittenkörper (7) umfassender Abschnitt (9) zur Abdichtung der Öffnung der Glashülle (8) ist durch Einschmelzen von Frittenglas mittels einer Glasfrittenpaste vom Borsilikat-Bleiglastyp herge­ stellt.

2. Schutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Glasfrittenkörper (7), insbesondere eine Glas­ frittenperle, aus einem Material besteht, welches durch Drucksinterung kristallisiert ist.

3. Schutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein vorstehender Abschnitt (10) auf der Unterseite des Glasfrittenkörpers (7) ausgebildet ist, daß zwei Einführungsöff­ nungen (11) auf dem Glas­ frittenkörper (7) durch den vorspringenden Abschnitt (10) hindurch vorgesehen sind, und daß die bewegliche Elektrode (1, 3, 5, 6) und die stationäre Elektrode (2, 4) getrennt in jede Einführungsöffnung (11) eingeführt sind.