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EP1685580B1 - Verfahren zur herstellung einer bertemperatursicherung und bertemperatursicherung - Google Patents

Verfahren zur herstellung einer bertemperatursicherung und bertemperatursicherung Download PDF

Info

Publication number
EP1685580B1
EP1685580B1 EP04797766A EP04797766A EP1685580B1 EP 1685580 B1 EP1685580 B1 EP 1685580B1 EP 04797766 A EP04797766 A EP 04797766A EP 04797766 A EP04797766 A EP 04797766A EP 1685580 B1 EP1685580 B1 EP 1685580B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fuse element
fuse
heating conductor
excess temperature
heating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP04797766A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1685580A1 (de
Inventor
Michael Tafferner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
EGO Elektro Geratebau GmbH
Original Assignee
EGO Elektro Geratebau GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by EGO Elektro Geratebau GmbH filed Critical EGO Elektro Geratebau GmbH
Priority to PL04797766T priority Critical patent/PL1685580T3/pl
Publication of EP1685580A1 publication Critical patent/EP1685580A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1685580B1 publication Critical patent/EP1685580B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H37/00—Thermally-actuated switches
    • H01H37/74—Switches in which only the opening movement or only the closing movement of a contact is effected by heating or cooling
    • H01H37/76—Contact member actuated by melting of fusible material, actuated due to burning of combustible material or due to explosion of explosive material
    • H01H37/761—Contact member actuated by melting of fusible material, actuated due to burning of combustible material or due to explosion of explosive material with a fusible element forming part of the switched circuit

Definitions

  • the invention relates to a method for producing an overtemperature fuse according to the preamble of claim 1 and a safety device or overtemperature fuse according to the preamble of claim 8.
  • a metal layer is known as a fuse element which is applied to a carrier by, for example, vacuum evaporation or sputtering.
  • the fuse element in the form of the metal layer is here applied directly to the two contacts to be connected.
  • the invention has for its object to provide an aforementioned method and an aforementioned over-temperature protection, with which problems of the prior art can be avoided and in particular an over-temperature protection can be easily and easily made customizable, which can be integrated into small layouts, is reliable and versatile.
  • a heating element or a heater is arranged in the manufacturing process on a support, such as a ceramic support.
  • a heating element or a heater is arranged in the heating or heating range of a heat conductor and in the current path to the power supply of the heating element.
  • an over-temperature protection is provided in the heating or heating range of a heat conductor and in the current path to the power supply of the heating element.
  • a fuse element melting at a certain temperature is mechanically fixed in each case with a region or end at least in the vicinity of the heating conductor in a first step.
  • the mechanical fixation which is electrically insulating, can be advantageously carried out as a prefixing by gluing or with an adhesive.
  • the fuse element can each reach an electrical conductor on both sides of the interruption or at least come close to it.
  • the electrical contacting between the areas or ends of the fuse element on the one hand and on the other hand the heating conductor or its supply line is made.
  • the further manufacture, in particular the electrical contacting can be carried out more easily by prefixing the securing element.
  • the electrical contacting can take place in a continuous process in which further electrical contacts are made. This will be explained in more detail below.
  • the adhesive for mechanical fixing or prefixing should remain stable and stable at the working temperature of the heat conductor or the heater, so that its fixing effect is maintained. It can be self-setting or curable by means of a hardener.
  • the application of an adhesive can be carried out in a manner customary for manufacturing processes, for example in a continuous installation by means of screen printing, dispensers or the like.
  • the adhesive can be applied directly to the carrier. This is advantageously carried out between two open ends of an electrical line or in the current path for supplying the heat conductor or in the course of the heating element itself. This gap may be formed in the manner of a gap. After applying the adhesive, the fuse element can be placed.
  • an electrically conductive and contacting mass is applied to the heating conductor or other conductor forming the current path.
  • Polymer pastes with very highly conductive metals, for example silver, are suitable for this purpose.
  • the drying or curing temperature of such a polymer paste should be below the melting temperature of the fuse element itself. This ensures that the process step with the polymer paste does not give any problems with the mechanical stability of the securing element.
  • the securing element is advantageously elongated, for example as a rod with a flat cross-section.
  • the flat cross-section has the advantage that thereby a heat from the heating on the fuse element can be done very well to improve the rapid response of the fuse.
  • the fuse element can consist of a low-melting alloy on the one hand or on the other hand pure metal.
  • a melting point on the one hand and the melting behavior on the other hand can be influenced to the desired extent.
  • the securing element from a powder which is a polymer paste by means of a mixed and organic carrier.
  • This paste can be applied for example by screen printing or by a dispenser.
  • the properties of the adhesive for prefixing can be set by the polymer paste itself.
  • Such a paste can be hardened after it has been applied.
  • electrical contacting takes place on the conductor or the current path after curing by a separate process in the aforementioned inventive manner.
  • a cover can be applied after the electrical contacting, in particular a layer of covering material. It can also serve as isolation.
  • an elastic, resistant cover material can be taken, in particular silicone.
  • the distance between the heating conductor or conductor of the current path on the one hand and fuse element on the other hand is chosen so large that after the response of the fuse, the galvanic distance is at least 0.8 mm, advantageously 1 mm or more.
  • contact fields can be provided in the region of the conductors or heating conductors, to which contact is mainly made by means of the securing element.
  • silver contacts can be used.
  • Fig. 1 an over-temperature fuse 11 is shown as it can be built integrated into a heater.
  • a support 13 which may be, for example, a thin ceramic plate, a heating element 15 is arranged.
  • the heating conductor 15 may be a thick-film heating, as for example from the DE 10021512 A1 evident.
  • an adhesive 21 is located in the interruption 17 and on the carrier 13, an adhesive 21.
  • an elongated securing element 24 is pressed.
  • the securing element 24 projects beyond the length of the interruption 17 in such a way that it overlaps over the silver contact fields 19.
  • the securing element 24 does not directly contact the silver contact fields 19.
  • a thin layer of adhesive 21 in between is a thin layer of adhesive 21 in between.
  • a silver polymer paste 26 is provided at both ends of the fuse element 24 or in the region of the ends of the heating conductor 15. As can be seen, this overlaps in the manner of a soldering both the ends of the fuse element 24 and a part of the silver contact pads 19 and especially the end portions of the heating conductor 15.
  • a cover 28 be applied from silicone. This covers the entire structure shown, so that only the heating element 15 come out under the cover 28.
  • the illustrated fuse element 24 may for example consist of tin, which has a melting point of 232 ° C. Copper can be alloyed for higher release temperatures or, for example, zinc can be used. As dimensions, for example, 3mm length, 2mm width and 0.1mm height can be taken. Thus, a heater with a rated power of over 2000 watts can be protected against excess temperature.
  • a fuse element 124 is also prefixed by means of an adhesive 121 in the region of an interruption 117 between the ends of the heating element 115.
  • the electrical contacting takes place in that after the prefixing and possibly curing of the adhesive, the left and the right end of the fuse element 124 are welded to the silver Kunststofffeldem 119.
  • the weld 129 may be contact welding.
  • Glue 121 which may be between silver contact pad 119 and fuse element 124, is burned or vaporized by the high temperature of the welding, so that in any case an electrically continuous connection is created.
  • FIG. 3 shows how on the one hand in the overtemperature protection 11 of the adhesive 21 emerges laterally and also between Contact field 19 and fuse element 24 is.
  • the adhesive 121 does not protrude and is also not visible.
  • the carrier 13 with the heating conductors 15 is already present.
  • the silver contact pads 19 can be applied as a coating.
  • the heating conductors 15 can be provided with a good conductive coating, for example of silver.
  • a small amount of adhesive 21 is placed in the break 17. This can be done by different application devices, for example by a spray metering or screen printing.
  • the fuse element 24 is placed such that it rests with its ends in each case if possible on the silver contact pads 19 or heating conductors 15 or at least overlaps. Depending on the adhesive 21, it may have to be hardened or it may harden by itself. If the adhesive 21 is hard, the prefixing of the securing element 24 has taken place.
  • the electrical contact between fuse element 24 and heating element 15 must still be done.
  • either the above-described silver polymer paste 26 can be applied. This can be done, for example, in the same way as before the adhesive 21. After curing of the silver polymer paste 26, the properties or the structure of the fuse element 24 should not adversely affect. If the over-temperature protection is to be provided for high temperatures, it is also possible to work with a silver conductive paste instead of a silver-polymer paste 26.
  • a cover is placed on the securing device 11 or 111, for example in the form of the above-described silicone layer.
  • a cover is also plastic or other coatings possible.
  • this contacting is less sensitive to a temperature increase. This leads to a slower response of the fuse.
  • welded connection makes the contacting relatively susceptible to temperature fluctuations, in particular a temperature increase. If a particularly fast response is desired, then the use of a welded joint is recommended.
  • overtemperature fuses With one of the two overtemperature fuses shown in the figures, it is possible for an integration in the heating element to monitor this heating element and thus the heating cable directly. It is also possible to provide such over-temperature protection in the region of a supply line to a heating conductor, ie only in actually electrical supply lines. Thus, at certain, selectable points the occurrence of excessive temperatures can be safely avoided.
  • a possible application example is a heater for a kettle or a hotplate. If all the water evaporates after cooking, the temperature would exceed a maximum permissible value. Here can then with an inventive Securing device exceeding an adjustable temperature, for example, about 230 ° C, can be prevented.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Übertemperatursicherung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Sicherungseinrichtung bzw. Übertemperatursicherung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 8.
  • Es ist aus der DE 101 50 027 C1 bekannt, ein Dickschicht-Sicherungsbauelement mit Schmelz-Leitelement und Heizwiderstandselement auszubilden. Eine Widerstandsschicht als Schmelz-Leitelement wird direkt über eine Lücke zwischen zwei Enden einer Leiterschicht des Heizwiderstandselements aufgetragen. Wird die Temperatur zu hoch, schmilztdas Schmelz-Leitelement und unterbricht die elektrische Zuleitung.
  • Aus der DE 197 04 097 ist es des weiteren bekannt, auf einem Träger aus Glaskeramik eine Übertemperatursicherung mit einem Schmelz-Leitelement auszubilden.
  • Aus der WO 1998/31033 A1 ist es bekannt, wie ein Sicherungselement mittels einer als Kleber wirkenden Wärmeleitpaste an einem Träger befestigt wird, wobei das Sicherungselement an zwei Leitern anliegt. Dabei wird die Verklebung sowie die elektrische Kontaktierung gleichzeitig vorgenommen, wobei die elektrische Kontaktierung durch das Sicherungselement direkt vorgenommen wird.
  • Aus der US-PS 3,401,452 ist eine Metallschicht als Sicherungselement bekannt, welche durch beispielsweise Vakuumverdampfen oder Sputtern auf einen Träger aufgebracht wird. Das Sicherungselement in Form der Metallschicht wird hier direkt auf die beiden zu verbindenden Kontakte aufgebracht.
    • Aufgabe und Lösung
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Verfahren sowie eine eingangs genannte Übertemperatursicherung zu schaffen, mit denen Probleme des Standes der Technik vermieden werden können und insbesondere eine Übertemperatursicherung einfach und gut anpassbar hergestellt werden kann, welche auch in kleine Layouts integriert werden kann, funktionssicher ist und vielfältig anwendbar ist.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie eine Übertemperatursicherung mit den Merkmalen des Anspruchs 8. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche und werden im folgenden näher erläutert. Dabei beziehen sich die Merkmale der Ausgestaltung der Übertemperatursicherung gemäß dem Herstellungsverfahren auch auf die Übertemperatursicherung selber. Der Wortlaut der Ansprüche wird durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht. Merkmale, die sowohl die Übertemperatursicherung als auch das Herstellungsverfahren betreffen, werden im folgenden teilweise nur einmal beschrieben, gelten aber gleichermaßen für Übertemperatursicherung und Herstellungsverfahren.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass bei dem Herstellungsverfahren auf einem Träger, beispielsweise einem Keramikträger, ein Heizleiter oder eine Heizung angeordnet ist. Im Heizbereich bzw. Erwärmungsbereich eines Heizleiters sowie im Stromweg zu der Stromversorgung des Heizleiters ist eine Übertemperatursicherung vorgesehen. Zur Herstellung dieser Übertemperatursicherung wird in einem ersten Schritt ein bei einer bestimmten Temperatur schmelzendes Sicherungselement mit jeweils einem Bereich oder Ende zumindest in der Nähe des Heizleiters mechanisch fixiert. Die mechanische Fixierung, die elektrisch isolierend ist, kann vorteilhaft als Vorfixierung durch Klebung bzw. mit einem Kleber erfolgen. Dabei kann das Sicherungselement jeweils einen elektrischen Leiter zu beiden Seiten der Unterbrechung erreichen oder zumindest nahe an ihn heranreichen. In einem zweiten Schritt wird die elektrische Kontaktierung zwischen den Bereichen oder Enden des Sicherungselements einerseits und andererseits dem Heizleiter oder seiner Zuleitung vorgenommen. Dies bedeutet, dass durch die Vorfixierung des Sicherungselements die weitere Herstellung, insbesondere die elektrische Kontaktierung, einfacher vorgenommen werden kann. So kann beispielsweise die elektrische Kontaktierung in einem Durchlaufverfahren stattfinden, in welchem auch weitere elektrische Kontaktierungen vorgenommen werden. Dies wird nachfolgend noch näher erläutert.
  • Der Kleber für das mechanische Fixieren bzw. Vorfixieren sollte bei der Arbeitstemperatur des Heizleiters oder der Heizung stabil und beständig bleiben, so dass seine Fixierungswirkung erhalten bleibt. Er kann selbst abbindend sein oder mittels eines Härters aushärtbar. Das Auftragen eines Klebers kann auf eine für Herstellungsverfahren übliche Art und Weise erfolgen, beispielsweise in einer Durchlaufanlage mittels Siebdruck, Dispenser dergleichen. Dabei kann der Kleber direkt auf den Träger aufgebracht werden. Dies erfolgt vorteilhaft zwischen zwei offenen Enden einer elektrischen Leitung bzw. im Stromweg zur Versorgung des Heizleiters oder im Verlauf des Heizleiters selber. Dieser Zwischenraum kann nach Art einer Lücke ausgebildet sein. Nach dem Aufbringen des Klebers kann das Sicherungselement aufgesetzt werden.
  • Zur Herstellung der elektrischen Kontaktierung werden bei der Erfindung eine elektrisch leitende und kontaktierende Masse auf den Heizleiter oder sonstige, den Stromweg bildende Leiter aufgebracht. Hierfür eignen sich beispielsweise Polymerpasten mit sehr gut leitfähigen Metallen darin, beispielsweise Silber. Die Trocknungs- bzw. Aushärtetemperatur einer solchen Polymerpaste sollte unterhalb der Schmelztemperatur des Sicherungselement selber liegen. So ist sichergestellt, dass sich durch den Arbeitsschritt mit der Polymerpaste keine Probleme mit der mechanischen Stabilität des Sicherungselements vergeben.
  • Das Sicherungselement ist vorteilhaft länglich ausgebildet, beispielsweise als Stab mit flachem Querschnitt. Der flache Querschnitt weist den Vorteil auf, dass dadurch eine Wärmeeinwirkung von der Beheizung auf das Sicherungselement sehr gut erfolgen kann zur Verbesserung des, raschen Ansprechens der Sicherung. Das Sicherungselement kann dabei aus einer niedrig schmelzenden Legierung einerseits oder andererseits reinem Metall bestehen. Hier können durch Auswahl der Bestandteile und durch ein genaues Legierungsverhältnis ein schmelzpunkt einerseits sowie das Schmelzverhalten andererseits in gewünschtem Maß beeinflusst werden.
  • Des weiteren ist es möglich, das Sicherungselement aus einem Pulver herzustellen, welches mittels eines beigemischten und organischen Trägers eine Polymerpaste wird. Diese Paste kann beispielsweise mittels Siebdruck oder durch einen Dispenser aufgebracht werden. In diesem Fall können die Eigenschaften des Klebers für die Vorfixierung durch die Polymerpaste selber gestellt werden. Eine solche Paste kann nach ihrer Aufbringung gehärtet werden:, Dabei erfolgt eine elektrische Kontaktierung an den Leiter oder den Strompfad nach der Härtung durch einen separaten Vorgang auf die vorgenannte erfinderische Art.
  • Auf den vorbeschriebenen Aufbau kann nach erfolgter elektrischer Kontaktierung eine Abdeckung aufgebracht werden, insbesondere eine Schicht aus Abdeckmaterial. Sie kann auch als Isolation dienen. Hierzu kann vorteilhaft ein elastisches, resistente Abdeckmaterial genommen werden, insbesondere Silikon. Dadurch wird die Sicherungseinrichtung bzw. die Übertemperatursicherung vor äußeren Einflüssen geschützt, welche die Funktion negativ beeinträchtigen könnten vor, während oder nach dem Schmelzen des Sicherungselements.
  • Von Bedeutung ist, dass der Abstand zwischen Heizleiter bzw. Leiter des Stromwegs einerseits und Sicherungselement andererseits so groß gewählt wird, dass nach dem Ansprechen der Sicherung der galvanische Abstand mindestens 0,8mm beträgt, vorteilhaft 1 mm oder mehr. An beiden Seiten der Unterbrechung können im Bereich der Leiter bzw. Heizleiter Kontaktfelder vorgesehen sein, zu welchen hin hauptsächlich die Kontaktierung mittels des Sicherungselements erfolgt. Hier können Silber-Kontakte verwendet werden.
  • Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird. Die Unterteilung der Anmeldung in einzelne Abschnitte sowie Zwischen-Überschriften beschränken die unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.
    • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
    • Fig. 1
    einen Querschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer Übertemperatursicherung, mit einer Kontaktierung zwischen Heizleitern und Sicherungselement mittels leitfähiger Polymerpaste,
    Fig. 2
    eine nicht zur Erfindung gehörende Abwandlung des Ausführungsbeispiels aus Fig. 1 gemäß dem Stand der Technik, mit einer elektrische Kontaktierung durch Schweißen zwischen Sicherungselement und Kontaktfeldern am Heizleiter und
    Fig. 3
    eine Draufsicht auf die beiden Ausführungsbeispiele in einer gemeinsamen Darstellung.
    Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • In Fig. 1 ist eine Übertemperatursicherung 11 dargestellt, wie sie in eine Heizeinrichtung integriert aufgebaut sei kann. Auf einem Träger 13, der beispielsweise eine dünne Keramikplatte sein kann, ist ein Heizleiter 15 angeordnet. Dabei kann der Heizleiter 15 ein Dickschichtheizelement sein, wie es beispielsweise aus der DE 10021512 A1 hervorgeht. Im Verlauf des Heizleiters befindet sich eine Unterbrechung 17. Sie ist einige mm breit. Die an diese Unterbrechung 17 heranreichenden Enden der Heizleiter 15 tragen Silber-Kontaktfelder 19.
  • Wie zu erkennen ist, befindet sich in der Unterbrechung 17 und auf dem Träger 13 ein Kleber 21. Auf dem Kleber 21 wiederum ist ein längliches Sicherungselement 24 aufgedrückt. Dabei überragt das Sicherungselement 24 die Länge der Unterbrechung 17 derart, dass es über die Silber-Kontaktfelder 19 überlappt.. Es ist jedoch deutlich zu erkennen, dass das Sicherungselement 24 die Silber-Kontaktfelder 19 nicht direkt berührt. Hier ist eine dünne Schicht des Klebers 21 dazwischen.
  • Für die elektrische Kontaktierung ist an beiden Enden des Sicherungelements 24 bzw. im Bereich der Enden der Heizleiter 15 eine Silber-Polymerpaste 26 vorgesehen. Wie zu erkennen ist, überlappt diese nach Art einer Lötung sowohl die Enden des Sicherungselements 24 als auch einen Teil der Silber-Kontaktfelder 19 und vor allem die Endbereiche der Heizleiter 15. Abschließend kann auf die Anordnung eine Abdeckung 28 aus Silikon aufgebracht werden. Diese überdeckt den gesamten dargestellten Aufbau, so dass unter der Abdeckung 28 lediglich die Heizleiter 15 herauskommen.
  • Das dargestellte Sicherungselement 24 kann beispielsweise aus Zinn bestehen, welches einen Schmelzpunkt von 232 °C aufweist. Für höhere Auslösetemperaturen kann Kupfer zulegiert werden oder beispielsweise Zink verwendet werden. Als Maße können beispielsweise 3mm Länge, 2mm Breite und 0,1mm Höhe genommen werden. Damit kann eine Heizeinrichtung mit einer Nennleistung von über 2000 Watt gegen Übertemperätur abgesichert werden.
  • Bei der nicht zur Erfindung gehörenden und in Fig. 2 dargestellten Übertemperatursicherung 111 ist ebenfalls ein Sicherungselement 124 mittels eines Klebers 121 im Bereich einer Unterbrechung 117 zwischen den Enden der Heizleiter 115 vorfixiert. Die elektrische Kontaktierung findet hier jedoch dadurch statt, dass nach dem Vorfixieren und eventuell Aushärten des Klebers das linke und das rechte Ende des Sicherungselements 124 mit den Silber-Kontaktfeldem 119 verschweißt werden. Die Verschweißung 129 kann ein Kontaktschweißen bzw. Heften sein. Kleber 121, der sich unter Umständen zwischen Silber-Kontaktfeld 119 und Sicherungselement 124 befindet, wird durch die hohe Temperatur des Schweißens verbrannt bzw. verdampft, so dass auf alle Fälle eine elektrisch durchgängige Verbindung geschaffen wird.
  • Somit ist hier zwar einerseits ein zweifacher Schweißvorgang notwendig. Andererseits kann die Aufbringung der kontaktierenden PolymerPaste nach Fig. 1 eingespart werden. Abschließend wird die Sicherungseinrichtung wiederum mit einer Abdeckung 128 überdeckt.
  • Aus der Draufsicht in Fig. 3 geht hervor, wie einerseits bei der Übertemperatursicherung 11 der Kleber 21 seitlich hervortritt und auch zwischen Kontaktfeld 19 und Sicherungselement 24 ist. Bei der rechts dargestellten Übertemperatursicherung 111 dagegen tritt der Kleber 121 nicht hervor und ist auch nicht sichtbar.
    • Herstellungsverfahren
  • Bei einem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren für eine vorbeschriebene Übertemperatursicherung ist der Träger 13 mit den Heizleitern 15 bereits vorhanden. Zu beiden Seiten der Unterbrechung 17 können die Silber-Kontaktfelder 19 als Überzug aufgebracht werden. Alternativ können in diesem Bereich auch die Heizleiter 15 mit einem gut leitenden Überzug, beispielsweise aus Silber, versehen werden.
  • Als nächstes wird eine geringe Menge Kleber 21 in die Unterbrechung 17 platziert. Dieses kann durch verschiedene Aufbringungseinrichtungen erfolgen, beispielsweise durch eine Spritzdosierung oder Siebdruck. Auf den Kleber wird dann das Sicherungselement 24 aufgesetzt derart, dass es mit seinen Enden jeweils nach Möglichkeit auf den Silber-Kontaktfeldern 19 oder Heizleitern 15 aufliegt oder diese zumindest überlappt. Je nach Kleber 21 muss dieser unter Umständen gehärtet werden oder kann von selber aushärten. Ist der Kleber 21 hart, so ist die Vorfixierung des Sicherungselements 24 erfolgt.
  • Nun muss noch die elektrische Kontaktierung zwischen Sicherungselement 24 und Heizleiter 15 erfolgen. Dazu kann entweder die vorbeschriebene Silber-Polymerpaste 26 aufgebracht werden. Dies kann beispielsweise auf dieselbe Art erfolgen wie zuvor der Kleber 21. Nach Aushärten der Silber-Polymerpaste 26 sollten die Eigenschaften bzw. den Aufbau des Sicherungselements 24 nicht negativ beeinträchtigen. Soll die Übertemperatursicherung für hohe Temperaturen vorgesehen sein, so kann anstelle einer Silber-Polymerpaste 26 auch mit einer Silber-Leitpaste gearbeitet werden.
  • Bei der nicht zur Erfindung gehörenden Alternative gemäß Fig. 2 wird nach dem Aushärten des Klebers 121 das jeweilige Ende des Sicherungselements 124 mit dem darunter liegenden Silber-Kontaktfeld 119 verschweißt.
  • abschließend wird eine Abdeckung auf die Sicherungseinrichtung 11 bzw. 111 gebracht, beispielsweise in Form der vorbeschriebenen Silikonschicht. Hier sind auch Kunststoff- oder sonstige Beschichtungen möglich.
  • Bei Verwendung einer Silber-Polymer oder sonstigen Silber-Paste gemäß Fig. zur Herstellung der elektrischen Kontaktierung ist diese Kontaktierung unempfindlicher gegenüber einem Temperaturanstieg. Dies führt zu einem langsameren Ansprechen der Sicherungseinrichturig. Die in Fig. 2 dargestellte Schweißverbindung dagegen macht die Kontaktierung relativ anfällig für Temperaturschwankungen, insbesondere einen Temperaturanstieg. Wird ein besonders schnelles Ansprechen gewünscht, so empfiehlt sich die Verwendung einer Schweißverbindung.
  • Mit einer der beiden in den Figuren dargestellten Übertemperatursicherungen ist es bei einer Integration in den Heizleiter möglich, diesen Heizleiter und somit die Heizleitung direkt zu überwachen. Es ist auch möglich, eine solche Übertemperatursicherung in den Bereich einer Zuleitung zu einem Heizleiter vorzusehen, also ausschließlich in eigentlich elektrischen Zuleitungen. So kann an bestimmten, auswählbaren Stellen das Auftreten von zu hohen Temperaturen sicher vermieden werden.
  • Ein mögliches Anwendungsbeispiel ist eine Heizeinrichtung für einen Wasserkocher oder eine Kochstelle. Ist hier nach dem Kochen das gesamte Wasser verdampft, so würde die Temperatur einen maximal zulässigen Wert überschreiten. Hier kann dann mit einer erfindungsgemäßen Sicherungseinrichtung das Überschreiten einer einstellbaren Temperatur, beispielsweise ca. 230°C, verhindert werden.

Claims (15)

  1. Verfahren zur Herstellung einer Übertemperatursicherung (11), wobei auf einem Träger (13) ein Heizleiter (15) angeordnet ist und im Erwärmungsbereich eines Heizleiters sowie im Stromweg dieses Heizleiters eine Übertemperatursicherung vorgesehen ist, wobei ein bei bestimmter Temperatur schmelzendes Sicherungselement (24) mit jeweils einem Ende zumindest in der Nähe des Heizleiters in einem ersten Schritt mechanisch fixiert wird, vorzugsweise mit einem Kleber (21), wobei in einem zweiten Schritt die elektrische Kontaktierung zwischen den Enden des Sicherungselements und dem Heizleiter oder seiner Zuleitung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Kontaktierang des Sicherungselements (24 an den Heizleiter (15) bzw. seinen Stromweg mittels einer elektrisch leitenden, kontaktierenden und aufzubringenden Masse (26) erfolgt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mechanische Fixieren im ersten Schritt mittels eines Klebers (21) erfolgt, insbesondere eines isolierenden Klebers, welcher bei den Arbeitstemperaturen des Heizleiters (15) stabil und beständig ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kleber (21) direkt auf den Träger (13) aufgebracht ist und anschließend das Sicherungselement (24) aufgesetzt wird, wobei vorzugsweise der Kleber in einem Zwischenraum (17) zwischen zwei offenen Enden einer elektrischen Leitung im Stromweg des Heizleiters aufgebracht wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Masse eine Ag-Polymerpaste (26) ist, wobei die Trocknungs- oder Aushärtetemperatur der Ag-Polymerpaste unterhalb der Schmelztemperatur des Materials des Sicherurigselements liegt.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement (24) länglich ist, insbesondere stabförmig, wobei es vorzugsweise aus einer niedrig schmelzenden Legierung oder reinem Metall besteht und ein Bauteil ist.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement in Pulverform mit Hilfe eines beigemischten organischen Trägers als Polymerpaste aufgebracht wird, wobei vorzugsweise die Aufbringung mit Hilfe eines Dispensers oder durch Siebdruck erfolgt und insbesondere die Polymerpaste nach der Aufbringung lediglich gehärtet wird.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Aufbau der Übertemperatursicherung (11) eine Schicht Abdeckmaterial gebracht wird, vorzugsweise Silikon (28).
  8. Übertemperatursicherung, insbesondere für eine Heizung, die einen Träger (13) aufweist mit einem Heizleiter (15) darauf, wobei dem Heizleiter bzw. seiner elektrischen Zuleitung ein Stromweg zugeordnet ist, der eine Unterbrechung (17) nach Art einer Lücke aufweist, wobei ein bei bestimmter Temperatur schmelzendes Sicherungselerrient (24) mittels einer Vorfixierung (21) derart im Bereich dieser Unterbrechung angeordnet und fixiert ist, dass es jeweils einen Leiter bzw. Heizleiter zu beiden Seiten der Unterbrechung zumindest beinahe erreicht und zusätzlich eine weitere elektrische Verbindung (26) zwischen den Leitern bzw. Heizleitern zeitlich neben der Lücke und dem Sicherungselement gegeben ist; dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Verbindung des Sicherungselements (24) mit den Leitern bzw. Heizleitern (15) eine elektrisch leitfähige und kontaktierende Masse (26) ist.
  9. Übertemperatursicherung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Vorfixierung ein Kleber (21) ist, mit welchem das Sicherungs element (24) an den Leitern (15) bzw. auf dem Träger (13) gehalten ist.
  10. Übertemperatursicherung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Masse eine Ag-Polymerpaste (26) ist.
  11. Übertemperatursicherung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement (24) im Heizbereich des Heizleiters (15) angeordnet ist, wobei vorzugsweise der Abstand zwischen Heizleiter bzw. Leiter und Sicherungselement derart ausgebildet ist, dass nach dem Auslösen der Übertemperatursicherung durch Schmelzen des Sicherungelements (24) der elektrische Stromweg getrennt ist, und insbesondere der Trenn-Abstand mindestens 0,8mm beträgt
  12. Übertemperatursicherung nach einem der Ansprüche 8 bis 11 dadurch gekennzeichnet, dass das Material des Sicherungselements (24) ein reines Metall oder eine niedrigschmelzende Legierung ist, wobei vorteilhaft der Schmelzpunkt einer Legierung oder eines Metalls auf die Auslösetemperatur der Übertemperatursicherung (11) abgestimmt ist.
  13. Übertemperatursicherung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest über dem Sicherungselement (24) eine Abdeckung (28) unlösbar vorgesehen ist, wobei die Abdeckung vorzugsweise Silikon aufweist oder aus Silikon besteht.
  14. Übertemperatursicherung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass im Stromweg am Rand der Unterbredhung (17) den Leitern bzw. Heizleitern (15) Kontaktfelder (19), insbesondere Silber-Kontakte, zur Kontaktierung an das Sicherungselement (24) vorgesehen sind.
  15. Übertemperatursicherung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement (24) ein Formteil ist, insbesondere länglich und in Stabform.
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