Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
RESISTOR UNIT, IN PARTICULAR MONITORING UNIT FOR A POWER CONSUMER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1994/018689
Kind Code:
A1
Abstract:
To monitor the safety of at least one consumer, the unit (1) has series resistors (17 to 19) on a ceramic substrate (3), which serve simultaneously as a controlled heating sytem, and are exposed to an air flow in a channel (10). Depending on the temperature of the substrate (3), which acts as a heat sensor (40), a contact breaker (20) is held either closed or open and in the open state fixed by an automatic holding system. The substrate is arranged on a metallic support (6) and secured by this or by conducting intermediate connections (32) to a connection member (5) consisting of an insulating material. In this way, the resistors (17 to 19) can be designed in the form of an integrated circuit as thick-film resistors, and the contact breaker (20) can be directly attached with a protection element (29) to the substrate (3), and be connected in a heat-conducting manner with the latter or be formed by it.

Inventors:
LORENZ JOSEF (DE)
DE MARCO JUERGEN (DE)
KOESSLER ROBERT DI
Application Number:
PCT/EP1994/000313
Publication Date:
August 18, 1994
Filing Date:
February 03, 1994
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
KOESSLER BRIGITTE & HF (DE)
EGO ELEKTRO BLANC & FISCHER (DE)
LORENZ JOSEF (DE)
MARCO JUERGEN DE (DE)
International Classes:
G01D3/08; H01H37/04; H01H37/14; H01H61/02; H01H1/50; (IPC1-7): H01H61/02; H01H37/04; H01H37/14
Foreign References:
DE2544758A11977-04-21
DE8813109U11989-01-05
DE8908841U11989-09-07
DE7622749U11977-01-13
FR2634587A11990-01-26
DE1673529A11971-07-29
FR2598556A11987-11-13
Other References:
D. HOMBURG: "Schaltbeispiele mit thermischen Zeitrelais", ELEKTRONIK, vol. 36, no. 19, 18 September 1987 (1987-09-18), MUNCHEN DE, pages 124 - 126
V ANTONETTI: "Heater-thermoswitch protection", IBM TECHNICAL DISCLOSURE BULLETIN, vol. 11, no. 10, March 1969 (1969-03-01), NEW YORK US, pages 1319
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche1. Widerstandseinheit, insbesondere Überwachungseinheit, für einen Leiεtungs-Verbraucher, wie ein elektrisches Geblä¬ se, einen Scheibenwischermotor oder dgl., mit einem Träger (4) , mindestens einem ggf. zur Abgabe eines thermischen Überwachungsεignales ausgebildeten Widerstand (17 bis 19) , auf das Uberwachungssignal o.dg
1. l. ansprechenden Schutzmitteln (29) und/oder mindestens einem zur Herstellung einer An¬ schlußverbindung mit einer externen Versorgungεleitung zugänglichen Anεchlußglied (7) , dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzmittel (29) o.dgl.
2. wärmeleitend mit mindestens einem Widerstand (17 bis 19, 41) thermisch gekoppelt ist.
3. Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur wärmeleitenden Koppelung ein Wärmeleitglied (30) aus im wesentlichen druckfest formstabilem Substrat, wie Keramik bzw. AI2O3 oder dgl., vorgesehen ist, daß insbesondere ein Wärmeleitglied (30) im wesentlichen entlang einer Oberfläche (12, 13) einen Wärmeleitweg zu einem Schutzglied (29) bildet und daß vorzugsweise ein Wärmeleitglied (30) langgestreckt bzw. plattenförmig ist, beispielsweise eine Querschnittser¬ streckung von weniger als 5 mm aufweist.
4. Einheit nach Anεpruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Widerstand (17 bis 19) als auf einer Isolierfläche (12) angeordneter Schichtwiderstand ausgebildet ist, daß insbesondere eine Isolierfläche (12) durch ein Wärmeleitglied (30) gebildet ist und daß vorzugsweise ein Schutzglied (29) im wesentlichen ausεchließlich von einem Wärmeleitglied (30) getragen iεt.
5. Einheit nach einem der vorhergehenden Anεprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindeεtenε ein Widerstand (17 bis 19) als Vorwiderstand für einen Verbraucher vorgesehen ist, daß insbesondere mehrere Leiεtungεεtufen für einen Verbrau¬ cher vorgesehen sind und daß vorzugsweise mindestens zwei gesondert schaltbare Widerstände (17 biε 19) im wesentlichen über ein gemeinsames Wärmeleitglied (30) mit einem Schutz¬ mittel (29) thermisch gekoppelt und/oder mit elektrischen Unterbrechermitteln (20) in Reihe geschaltet εind.
6. Einheit nach einem der vorhergehenden Anεprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wärmeleitglied (30) zur Aufnahme mindestens eines Widerstandes (17 bis 19) ein Aufnahmefeld bildet, das annähernd bis zu einem Schutzmittel (29) im wesentlichen gleichmäßig mit dem Widerstand (17 bis 19) besetzt und thermisch gekoppelt iεt, daß inεbeεondere ein Widerstand (17 biε 19) auf derselben Seite eines Wärme¬ leitgliedes (30) wie ein Schutzglied (29) liegt und daß vorzugsweise ein Widerstand (17 bis 19) mindestens zwei Anschlußpole (31) bildet, die im Bereich einer von dem Schutzmittel (29) weiter entfernten Außenkante (16) eines Wärmeleitgliedes (30) liegen und/oder daß von mindestens zwei Widerständen (17 bis 19) mit unterschiedlichen Widerstands¬ werten ein niedrigerer Widerstand (17) einen zwischen seine Enden zwischengeεchalteten Unterbrecher (20) aufweiεt und wenigεtens ein höherer Widerstand (18, 19) in Reihe mit dem niedrigeren Widerstand geschaltet ist, daß insbesondere mindestens zwei Widerstände (17 bis 19) in Ansicht auf ein Wärmeleitglied (30) ineinanderliegen und daß vorzugsweise im wesentlichen alle Widerstände (17 bis 19) etwa parallel zueinander bzw. ineinander liegende Streifenbahnen bilden. (29) und dem Wärmeleitglied (30) , einen elektrischen Anschluß (27) für den Leitungsweg bzw. eine Lagesicherung gegenüber dem Wärmeleitglied (30) bildet.
7. 8 Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Wärmeleitglied (30) auf wenigstens einer Seite (12, 13) im wesentlichen frei liegt, daß insbeεondere ein Umgebungεfühler (40) für eine Umgebungs¬ temperatur, eine Strömung oder dgl. vorgesehen iεt und daß vorzugεweise ein Wärmeleitglied (30) bzw. wenigstens ein Widerstand (17 bis 19) einen einer Fluidbewegung ausgesetzten Fühler (40) zur Steuerung eines Unterbrechers (20) bildet und/oder daß einem Wärmeleitglied (30) , mindestenε einem Widerεtand (17 biε 19) bzw. einem Schutzglied (20) eine Kühleinrichtung zugeordnet iεt, daß insbesondere ein Befesti gungsglied (5) zur im wesentlichen frei in einen Fluidkanal (10) ragenden Befestigung eines Wärmeleitgliedes (30) vorge¬ sehen ist und daß vorzugsweiεe einem Wärmeleitglied (30a) mindestens ein gesonderter Kühler bzw. ein Halter (4) zuge¬ ordnet ist.
8. 9 Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestenε eine Oberfläche eineε Wärme¬ leitgliedes (30) , eines Widerstandes (17 bis 19) , eineε Schutzgliedes (29) bzw. eines Unterbrechers (20) als Wärme¬ tauschfläche angeordnet ist, daß inεbeεondere ein Wärmeleit¬ glied (30) einen perforierten Kühlluftεchacht im wesentlichen im Bereich einer Mantelfläche begrenzt und daß vorzugsweiεe ein Halter (4) im wesentlichen nur im Randbereich bzw. an einer von einem Widerstand (17 bis 19) abgekehrten Seite über eine Wärmeleitschicht (42) in Eingriff mit einem Wärmeleit¬ element (30, 30a) εteht und/oder daß ein Träger (4) im weεentlichen über mindestens ein steckbares Befestigungsglied mit einem Wärmeleitglied (30) verbunden ist, daß insbesondere ein Wärmeleitglied (30) im wesentlichen frei außerhalb eines Trägers (4) liegt und daß vorzugsweiεe ein Wärmeleitglied (30) durch unmittelbaren Eingriff bzw. über einen Schenkel (38) eines Halters (4) mit einem Tragsockel (5) verbunden ist.
9. 10 Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Träger (4) einen Steckkörper zum lagegeεicherten Eingriff in eine Öffnung (11) bildet und in Steckrichtung gesehen im wesentlichen allseits seitlich über mindestenε ein Wärmeleitglied (30) , wenigstens einen Widerstand (17 bis 19) , ein Schutzglied (29) , einen Unterbre¬ cher (20) bzw. einen Halter (6) vorsteht, daß insbesondere ein Träger (4) einen mindestens ein Anschlußglied (7) aufwei¬ senden Anschlußkörper (5) für den elektrischen Anschluß der Überwachungseinheit (1) bildet und daß vorzugsweise ein Träger (5) als napfförmiges Gehäuεe auεgebildet ist, welches an der Außenseite einer Bodenwand (39) vorstehend ein Wärme¬ leitglied (30) bzw. in der Napföffnung zugängliche Anschlu߬ glieder (7) für einen Sammelstecker oder dgl. trägt, und/oder daß mindeεtenε ein an einem Widerεtand anzuεchließendes Anschlußεtück (32k) einen Steckkopf (53) bildet, daß insbe¬ sondere ein Anschlußstück (32k) eine einen Widerstandεträger umgreifende Gabel bildet und daß vorzugsweise eine Anschlu߬ fläche eines Anschlußstückes (32k) vorεpringende Nocken (49) zur Bildung eines Lötspalteε bzw. eine Durchgangεöffnung (50) zur Einbringung von Lötmittel aufweiεt.
10. 11 Einheit nach einem der vorhergehenden Anεprüche, dadurch gekennzeichnet, daß einem Unterbrecher (20) für eine Schaltεtellung eine geεondert abzuεchaltende Selbsthaltung (41) zugeordnet ist, daß insbesondere einem Schutzglied (29) eine SelbsthalteBeheizung (41) zugeordnet ist und daß vorzugsweiεe im weεentlichen in Deckung mit einer ein Schutz glied (29) tragenden Baueinheit (20) bzw. in Parallelschal¬ tung zu einem Unterbrecher (20) auf einem Wärmeleitglied (30) ein Heizwiderstand (41) vorgesehen ist, der einen höheren Widerstand als der Unterbrecher (20) im Einschaltzustand aufweiεt und/oder ein mäanderförmig auf ein Wärmeleitglied (30) aufgebrachter Schichtwiderεtand bzw. in Reihe mit einem Vorwiderεtand (17) geschaltet ist.
Description:
Beschreibung

Widerstandseinheit, insbesondere Überwachungseinheit. für einen Leistungs-Verbraucher

Die Erfindung betrifft eine Einheit, die zur Überwachung bzw. Beeinflussung unterschiedlicher Funktionen, z.B. zum Steuern, Regeln oder dgl. von Betriebszuständen, und/oder zur Siche¬ rung gegen Überbelastung geeignet sein soll. Solche Über¬ wachungseinheiten können z.B. in einer Raumgröße von etwa 20 x 10 x 6 cm oder wesentlich weniger in Kraftfahrzeugen bzw. dazu verwendet werden, elektrische oder ähnliche Hilfsag¬ gregate, wie Lüftungsgebläse, Scheibenwischer-Motoren oder dgl. zu steuern.

Zur Erfassung mindestens einer physikalischen Betriebsgröße weist die Überwachungseinheit vorteilhaft ein einziges oder eine Mehrzahl von Erfassungs- bzw. Schutzmitteln auf, wobei das jeweilige Schutzmittel zur Betätigung einer geeigneten Funktionseinheit vorgesehen sein kann, z.B. zur direkten mechanischen Betätigung eines elektrischen Unterbrechers bzw. Kontaktes aufgrund einer erfaßten Temperatur. Die Über¬ wachungseinheit kann statt dessen oder zusätzlich eine oder mehrere Leistungsstufen, insbesondere des Verbrauchers, z.B. dadurch bestimmen, daß sie einen oder mehrere Vorwiderstände bildet, von denen einer oder mehrere wahlweise in Reihe mit dem Verbraucher zu schalten oder im Leitungsweg zu umgehen sind. Des weiteren kann die Überwachungseinheit vorteilhaft

eine z.B. im wesentlichen synchron mit dem Verbraucher in und außer Betrieb zu nehmende Arbeitseinheit, wie eine Arbeitsbe- heizung, aufweisen, deren physikalische Arbeitsgröße zweck¬ mäßig diejenige ist, durch welche das jeweilige Schutzglied betätigt wird. Insbesondere, wenn der Verbraucher keine taktend zu steuernde Heizung oder dgl. aufweist, sondern im Einschaltzustand ununterbrochen mit Energie versorgt werden soll, wie z.B. im Falle eines elektro echanischen Energie¬ wandlers, dient ein Schutzmittel bzw. Unterbrecher nur zur Sicherung gegen Überlastung. Hierbei wird die Überwachungs¬ einheit, insbesondere das Schutzmittel, durch Rückkopplung von mindestens einem anderen Arbeitswert als einer manuellen Betätigung beeinflußt.

Weist die Überwachungseinheit ein Funktionsglied auf, das in einem vorgesehenen Betriebszustand eine Temperatur um 900°C bzw. mehr oder über 400°C haben kann, so besteht die Gefahr, daß Staub oder ähnliche Partikel, benachbarte weitere Bau¬ teile oder dgl. entzündet werden und es zum Brand bzw. Schwelbrand oder Glühen kommt. Dies ist insbesondere dort der Fall, wo die Temperatur einer Steuerbeheizung teilweise oder im wesentlichen durch Infrarotstrahlung auf ein Schutzmittel übertragen wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Überwachungs¬ einheit zu schaffen, bei welcher Nachteile bekannter Ausbil¬ dungen bzw. der beschriebenen Art vermieden sind und die insbesondere bei kompakter bzw. einfacher Bauweise eine hohe Sicherheit bzw. vielseitige Einbaumöglichkeiten zuläßt.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß das Schutzmittel wärmeleitend mit dem oder wenigstens einem der Widerstände thermisch gekoppelt ist. Zweckmäßig werden bei einer solchen Überwachungseinheit in den Bereichen, in denen diese unge-

schützt frei zugänglich ist, keine Anordnungen verwendet, von denen durch Glühen eine Entzündung ausgehen könnte, wobei diese Bereiche vorteilhaft in jedem vorkommenden Betriebszu- stand zwischen höchstens 800°C und weniger als 400°C etwa in 50°-Schritten jede Temperatur einnehmen können, je nachdem welche Anwendungserfordernisse gegeben sind. Unabhängig davon kann das jeweilige Schutzmittel zum überwiegenden Teil bzw. im wesentlichen ausschließlich durch Wärmeleitung mit minde¬ stens einer Steuerbeheizung, einer Steuerkühlung oder dgl. gekoppelt sein.

Ein Wärmeleitglied für diese Kopplung kann über aneinander anschließende Teilabschnitte des Wärmeleitweges bzw. seines Querschnittes aus gleichen und/oder unterschiedlichen Werk¬ stoffen, z.B. aus einem Substrat bzw. aus metallischen Werkstoffen, bestehen. Des weiteren kann das Wärmeleitglied entlang des Wärmeleitweges nebeneinanderliegende Teilwege aus solchen unterschiedlichen Werkstoffen bilden, wobei z.B. ein oder zwei Teilwege im wesentlichen durchgehend metallisch und ein Teilweg durch ein Substrat gebildet sind. Ist das Sub¬ strat ein keramischer Werkstoff, z.B. zu mindestens 85 bzw. 92 bis mindestens 96 % aus AI2O 3 , so kann es eine sehr geringe Dicke von weniger als 10 bzw. 7 bzw. 5 mm, nämlich etwa 1 bis 2 oder 1,5 mm bzw. vorzugsweise zwischen 1,27 und 6 mm aufweisen, wodurch seine thermische Speicherkapazität im Verhältnis zu seinen frei liegenden Oberflächen sehr niedrig gehalten werden kann. Dies führt zu einem sehr schnellen Ansprechen des Schutzgliedeε bzw. dessen Temperatur auf Änderungen der an das Wärmeleitglied angrenzenden Umgebungs¬ temperatur.

Anstatt ein von einem Schutzglied zu betätigendes Funktions¬ glied gesondert vom Wärmeleitglied vorzusehen und mit dem Schutzglied über ein mechanisches oder ähnliches Betätigungs-

glied zu kuppeln, ist dieses Funktionsglied zweckmäßig unmittelbar mit dem Wärmeleitglied verbunden. Dadurch kann das Funktionsglied, z.B. eine Schmelzsicherung in Form eines Löttropfens, eines zerstörungsfrei leicht auswechselbaren Sicherungsgliedes, eines aufgelöteten feinen Schmelzdrahtes oder dgl. bzw. in Form eines PTC-Widerstandes als Steuer¬ beheizung bzw. in Form eines Schalters, wie eines Schnapp¬ schalters oder dgl., unmittelbar am Wärmeleitglied angeordnet oder von diesem getragen sein. Ferner kann das Schutzglied eine vormontierte Baueinheit mit dem Funktionsglied bzw. der Funktionseinheit bilden, beispielsweise im Falle eines Temperaturschalters dadurch, daß ein Bimetall unmittelbar am Lenker eines bewegbaren Kontaktes angeordnet ist.

Das Wärmeleitglied bildet vorteilhaft eine unter allen auftretenden Betriebsbedingungen formsteife Tragplatine, welche im wesentlichen ohne Zwischenglieder an einer Seite oder mehreren gesonderten Seiten die wesentlichen Funktions¬ glieder der Überwachungseinheit unmittelbar tragen kann. Dadurch kann eine geschlossene Baueinheit nach Art einer integrierten Schaltung gebildet werden, die mit einer eine gesonderte Baueinheit bildenden Anεchlußeinheit so verbunden werden kann, daß im wesentlichen alle elektrischen Anschlüsse der Schaltungseinheit über die Anschlußeinheit an externe Leitungen anzuschließen sind. Dieser Anschlußkörper oder ein anderer Körper kann auch denjenigen Sockelkörper der Über¬ wachungseinheit bilden, mit welcher diese an ihrem Verwen¬ dungsort so zu befestigen ist, daß die Schaltungseinheit berührungsfrei frei liegt bzw. als nur an einem Ende befe¬ stigter Kragarm frei ausragt.

Anstatt mindestens eine gesonderte Steuerbeheizung vorzuse¬ hen, kann die jeweilige Steuerbeheizung auch unmittelbar durch einen Vorwiderstand für einen oder mehrere Verbraucher

gebildet sein, so daß auf eine gesonderte Steuerbeheizung vollständig verzichtet werden kann. Die jeweilige Steuer¬ beheizung ist zweckmäßig im wesentlichen symmetrisch zu einer Mittelebene eines Wärmeleitweges bzw. eines Wärmeleitgliedes vorgesehen. Sind mehrere, wahlweise ein- und ausschaltbare Steuerbeheizungen vorgesehen, so liegt jede zweckmäßig ebenfalls entsprechend symmetrisch zu dieser Mittelebene, so daß sich in jedem Betriebszustand eine gleich gute thermische Kopplung zum Schutzglied oder dgl. ergibt. Die Heizkreise bzw. Steuerwiderstände sind derart angeordnet, daß die Verlustwärme in den verschiedenen Leistungsstufen jeweils symmetrisch zur Längsmitte des Trägers freigesetzt wird.

Die Erstreckung der jeweiligen Steuerbeheizung entlang dieses Wärmeleitweges kann größer als quer dazu sein, z.B. wenn die Steuerbeheizung durch einen bandförmigen Strang gebildet ist. Die Steuerbeheizung kann annähernd bis an das Schutzglied bzw. die zugehörige Funktionseinheit reichen und/oder damit durchgehend wärmeleitend bzw. metallisch verbunden sein. Auch das Schutzglied bzw. die zugehörige Funktionseinheit liegt zweckmäßig etwa symmetrisch zur genannten Mittelebene, wobei seine größte Ausdehnung in Ansicht auf das Wärmeleitglied vorteilhaft näher zur genannten Mittelebene liegt.

Erstreckt sich die jeweilige Steuerbeheizung bzw. der jewei¬ lige Vorwiderstand parallel zur genannten Mittelebene an¬ nähernd über die gesamte zugehörige Erstreckung des Wärme¬ leitgliedes, so können Anschlußpole für den jeweiligen Widerstand raumsparend im Bereich von dessen vom Schutzglied entfernten bzw. abgekehrten Endes vorgesehen sein, nämlich nahe benachbart zu bzw. annähernd anschließend an eine Außenkante des Wärmeleitgliedes. Alle genannten Funktionsein¬ heiten können in Ansicht auf das Wärmeleitglied innerhalb von dessen Außenbegrenzungen vorgesehen sein.

Funktionsstörungen des Verbrauchers bzw. eines von diesem betriebenen Systems die Stromzufuhr in spätestens 60 Sekunden unterbrochen wird.

In einer weiteren Überlastungsstufe, z.B. bei hohen Strömen bzw. hohen freigesetzten Leistungen, kann diese Abschaltzeit kürzer, nämlich unter 40 Sekunden verringert sein. Dieses günstige Verhalten ist in einfacher Weise durch die Anordnung der Heizleiter bzw. durch die Stromempfindlichkeit des thermischen Unterbrechers zu erreichen, der selbst unter den auftretenden Strömen als Heizung wirken kann.

Das Schutzmittel kann durch ein von dem Träger und dem oder den Widerständen gesondertes Teil gebildet sein. Es ist aber vorteilhaft auch möglich, den Träger und/oder die Wider¬ standsausbildung so vorzusehen, daß bei einer Übertemperatur der Stromfluß selbsttätig unterbrochen wird, indem der Widerstand sich selbst oder der Träger den Widerstand unter¬ bricht. Das kann dadurch geschehen, daß ein aus Keramik oder einem Werkstoff mit ähnlichen Eigenschaften bestehender Träger aufgrund seiner generellen Material- oder Eigenspan- nungsverhältnisse durch besondere Ausbildung, wie Einkerbung, oder besondere, z.B. unsymmetrische Beheizungsverhältnisse so ausgebildet ist, daß der bei einer vorgegebenen Temperatur reißt und damit den Stromfluß durch den auf ihm z.B. als Dickschichtbahn vorgesehenen Widerstand oder die Zuleitung dazu unterbricht. Der Träger kann durch Wärmespannungen unter Zerstörung so platzen, daß der Heizwiderstand im Bereich der Risse zwischen den Träger-Bruchstücken ebenfalls reißt und so der Stromkreis bereits nach höchstens ein bis zwei oder drei bis vier Sekunden unterbrochen wird. Je nach den Leistungs- verhältnissen kann für diese Unterbrechung jeder Widerstand oder nur ein Teil der Widerstände, insbesondere der jeweils

leistungsstarkere Widerstand bzw. die leistungsstarksten Widerstände, vorgesehen sein.

Diese und weitere Merkmale 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 Aus- führungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten ver¬ wirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz bean¬ sprucht wird. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläu¬ tert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Widerstands- bzw. Überwachungseinheit in Ansicht,

Fig. 2 die Überwachungseinheit gemäß Fig. 1 in Seitenansicht,

Fig. 3 einen Teil der Überwachungseinheit gemäß Fig. 1 in Längsansicht und spiegelver¬ kehrt,

Fig. 4 einen Ausschnitt der Fig. 3 in vergrößer¬ ter Darstellung,

Fig. 5 einen Ausschnitt einer weiteren überwa¬ chungseinheit in Ansicht,

Fig. 6 die Überwachungseinheit gemäß Fig. 5 in

Seitenansicht, Fig. 7 einen Ausschnitt der Fig. 6 in wesentlich vergrößerter Darstellung,

Fig. 8 weitere Ausfuhrungsformen in Darstellun- bis 15 gen entsprechend den Fig. 5 und 6 ,

Fig. 16 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Basis in Ansicht,

Fig. 17 eine weitere Ausfuhrungsform entspre- und 18 chend Fig. 1 oder 2, jedoch in Ausschnit¬ ten,

Fig. 19 eine weitere Ausführungsform entsprechend Fig. 2 im Ausschnitt,

Fig. 20 zwei weitere Ausführungsbeispiele in Darstellungen bis 23 entsprechend den Fig. 1 und 2,

Fig. 24 ein Anschlußglied in Ansicht,

Fig. 25 einen Ausschnitt der Fig. 24 in Ansicht von rechts und

Fig. 26 einen Ausschnitt der Fig. 25 in Ansicht von rechts.

Die Einheit 1 weist eine in sich geschlossen vormontierbare und als solche zerstörungsfrei leicht auswechselbare Schal¬ tungseinheit 2 mit einer durchgehend einteiligen Basis 3 auf, die auswechselbar und im wesentlichen freiliegend an einem Träger 4 annähernd spielfrei mit Vorspannung bzw. federnd und dadurch gedämpft sowie geräuscharm gelagert ist. Der Träger 4 weist in Längsrichtung aneinanderschließend einen im wesent¬ lichen durch einen elektrischen Isolierkörper aus Kunststoff gebildeten sowie im Abstand von der Basis 3 berührungsfrei liegenden Anschlußkörper 5 und einen demgegenüber längeren

Tragkörper 6 aus elektrisch leitfähigem Material, z.B. Blech, auf, welcher vom Anschlußkörper 5 über den größten Teil der Länge der Basis 3 so reicht, daß diese an dem vom Anschlu߬ körper 5 abgekehrten Ende über den Tragkörper 6 vorsteht.

Im Innern des gehäuseförmigen Anschlußkörpers 5 liegen in einer gemeinsamen, zur Basis 3 etwa parallelen Axialebene alle Anschlußglieder 7, die zum elektrischen Anschluß der Schaltungseinheit 2 erforderlich sind und parallel zueinander frei ausragen. Die Anschlußglieder 7 können durch Steck¬ glieder mit zueinander bzw. zur genannten Längsrichtung etwa paralleler Steckrichtung gebildet und zur Kupplung mit einem eine entsprechende Anzahl von Gegengliedern aufweisenden Sammelstecker derart geeignet sein, daß zur Kupplung aus¬ schließlich eine Steckbewegung und zur Entkupplung aus¬ schließlich eine entgegengesetzte Abzugbewegung erforderlich ist.

Die Anschlußglieder ragen von der Schaltungseinheit 2 weg frei aus. Die Schaltungseinheit 2 bzw. deren Basis 3 und/oder eines bis alle ihre übrigen Bauelemente sowie ggf. auch die Anschlußglieder 7 sind im wesentlichen symmetrisch zu einer Mittelebene 8 ausgebildet bzw. angeordnet, die auch die Mittelebene des Trägers 4 bzw. der Körper 5, 6 bildet. Die Steuerungseinheit 1 dient in diesem Fall zur Befestigung an einer Mantel-Wandung 9 eines Strömungskanales 10, welcher zur Führung von Gebläseluft vorgesehen ist, z.B. um in einem Kraftfahrzeug-Fahrgast- und/oder Laderaum eine Be- oder Entlüftung durchzuführen. Der Strömungskanal kann aber auch nur von einem solchen Gebläse versorgt werden, das allein der Kühlung eines Motors dient und dessen Gebläserotor unmittel¬ bar auf der Motorwelle bzw. innerhalb des Motorgehäuses angeordnet sein kann. In der Wandung 9 ist eine eng an die eckigen Außenumrisse des Anschlußkörpers 5 angepaßte Öffnung

parallele Leiterbahnenschenkel, deren etwa ihrer Bahnbreite entsprechende Zwischenabstände kleiner sind als die Zwi¬ schenabstände zu bzw. zwischen seitlich nach außen an¬ schließenden Leiterbahnenschenkeln der weiteren Widerstände 18, 17.

Auch die näher benachbart zum Unterbrecher 20 liegenden Querstege des Widerstandes 19 haben nur den genannten gerin¬ gen Abstand von dem Querεteg des nach außen benachbarten Widerstandes 18. Jeder Widerstand 17, 18, 19 für sich liegt somit im wesentlichen symmetrisch beiderseits der zu den Längskanten 14 parallelen und zur Plattenebene der Basis 3 rechtwinkligen Mittelebene 8 und erstreckt sich von den zugehörigen Anschlußpolen über den größten Teil der Restlänge der Basis 3, wobei diese Länge mit zunehmendem Widerstands¬ wert abgestuft geringer wird, so daß der Widerstand 17 die größte Länge hat, nämlich seine beiden Streifenbahnen, bis in die Endbereiche des Unterbrechers 20 reichen, mit welchem sie wärme- und elektrisch leitend so verbunden sind, daß der Unterbrecher 20 in Reihe zwischen die beiden Leiterbahnen des Widerstandes 17 geschaltet ist.

Der in Ansicht gemäß Fig. 1 längliche und quer zur Mittelebe¬ ne 8 liegende Unterbrecher 20 weist einen entsprechend geformten Sockel 21 auf, der durch zwei einander im Abstand berührungsfrei gegenüberstehende sowie gegeneinander elek¬ trisch isolierte metallische Sockelwangen 22 aus Blech oder dgl. sowie diese verbindende Isolierkörper, nämlich Bolzen 23, gebildet ist. Die zur Plattenfläche 12 etwa parallelen Bolzen 23 bestehen zweckmäßig aus einem keramischen Substrat der beschriebenen Art und sind in aus den Sockelwangen 22 herausgeformte Buchsen derart eingepreßt, daß sie die beiden Sockelwangen 22 nach Art elektrischer Wärmeleitglieder

thermisch leitend verbinden sowie spielfrei starr gegeneinan¬ der festlegen.

Die Sockelwangen 22 sind im Querschnitt U-förmig, und aus dem Quersteg der von den Widerständen 18, 19 weiter entfernt liegenden Sockelwange 22 ist eine Lasche zur anderen Sockel¬ wange 22 hin herausgeformte, welche einen feststehenden Kontakt 24 beträgt. Dieser liegt ein etwa parallel zur Plat¬ tenfläche 12 bewegbarer Kontakt 25 gegenüber, der am freien Ende eines federnd auslenkbaren Schaltar es 26 vorgesehen ist. Das andere Ende dieses Schaltarmes ist mit Abstand vom Kontakt 25 nur auf einem Teil seiner Breite an einer nock- enför igen Erhebung befestigt, die aus dem Quersteg der anderen Sockelwange 22 herausgeformt ist. Die Kontakte 24, 25 und der Schaltarm 26 liegen zwischen den Sockelwangen 22 bzw. zwischen den zur Mittelebene 8 etwa parallelen Bolzen 23.

Im Anschluß an die Aufnahme für das jeweilige Querverbin¬ dungsglied 23 geht jeweils das Ende einer der beiden Sockel¬ wangen 22 einteilig in ein plattenförmiges Verbindungsglied 27 über, das etwa parallel zur Plattenfläche 12 liegt und von der zugehörigen Längskante 14 etwa den gleichen Abstand wie die zugehörige Leiterbahn des Widerstandes 17 hat. An jedem Ende des Sockels 21 ist das Verbindungsglied 27 durch eine andere der beiden Sockelwangen 22 gebildet, wobei die Verbin¬ dungsglieder 27, in Längsrichtung des Sockels 21 gesehen, seitlich nicht oder nur unwesentlich über die voneinander abgekehrten Außenseiten des übrigen Sockels 21 bzw. der Sockelwangen 22 vorstehen. Die Verbindungsglieder 27 liegen etwa in der Ebene der zur Plattenfläche 12 näheren U-Schenkel der Sockelwangen 22, so daß sie nach Auflegen des Unterbre¬ chers 20 auf die Plattenfläche 12 in der Breite vergrößerte, ebene Anschlußpole 28 annähernd vollflächig überdecken, die

durch die zugehörigen Enden der Leiterbahnen des Widerstandes 17 gebildet sind.

Mit diesen Anschlußpolen 28 sind die beiden Verbindungs¬ glieder 27 durch Lötung oder dgl. gut leitend verbunden, wodurch alleine der Unterbrecher 20 auch lagegesichert mechanisch an der Basis 3 befestigt ist. Die Anschlußpole 28 können unmittelbar durch die genannte Schicht des Widerstan¬ des 17 gebildet sein, so daß die entsprechenden Querstege der Sockelwangen 22 annähernd in wärmeleitender Verbindung mit der Plattenfläche 12 stehen oder von dieser allenfalls wenige lOOstel Millimeter Abstand haben. Das in Fig. 1 links und in Fig. 3 rechts erkennbare Verbindungsglied 27 bildet gemeinsam mit der zugehörigen Sockelwange 22 die elektrische Leitungs¬ verbindung zum Kontakt 24, während das andere Verbindungs¬ glied 27 über die andere Sockelwange 22 und den Schaltarm 26 die elektrische Zuleitung zum Kontakt 25 bildet.

Gleichzeitig bilden diese Leitungswege auch Wärmeleitwege für ein als Temperaturfühler arbeitendes Schutzglied 29, das nach Art eines Bimetalles den in sich federnden Schaltarm 26 betätigt und dadurch den Kontakt 25 öffnet oder schließt. Der Schaltarm 26 ist als Schnappfeder ausgebildet, so daß der Kontakt 25 schnappend geöffnet bzw. geschlossen wird. Das Schutzglied 29 ist an der von der zugehörigen Sockelwange 22 bzw. der nockenförmigen Erhebung abgekehrten Seite des zugehörigen Endes des Schaltarmes 26 z.B. dadurch befestigt, daß alle drei genannten Bauteile über eine einzige Punkt- schweißung durchgehend miteinander verbunden εind. Das Schutzglied 29 liegt dadurch zwischen den Sockelwangen 22 bzw. deren Querverbindungen 23 und näher zu der von den Kontakten 24, 25 weiter entfernten Querverbindung, so daß die Kontakte 24, 25 einerseits und das Schutzglied 29 anderer-

zuführt. Je nachdem, ob der Verbraucher nur über den Wider¬ stand 17, über die Widerstände 17, 18 oder über die Wider¬ stände 17 bis 19 betrieben wird, läuft er in einer höheren, einer niedrigeren oder seiner niedrigsten Leistungsstufe, und zwar über den thermisch beeinflußten Unterbrecher 20 gegen Überlastung gesichert. Wird der Verbraucher unter Umgehung aller Widerstände mit Strom versorgt, so läuft er in seiner höchsten Leistungsstufe, dann aber nicht durch den Unter¬ brecher 20, sondern durch eine in dieser zugehörigen Zulei¬ tung bzw. im Verbraucher vorgesehene Sicherung, gesichert.

Der Verbraucher erzeugt einen Luftstrom, der im Strömungs¬ kanal 10 fließt und die Basis 3 bzw. den das Wärmeleitglied 30 bildenden Verbund umspült. Bei Leistungsdurchgang wirkt der jeweils in Betrieb stehende Widerstand 17 bis 19 gleich¬ zeitig als Heizwiderstand, der außer den Leiterbahnen auch die Basis 3 im wesentlichen über ihre gesamte Flächener¬ streckung gleichmäßig erwärmt. Bei strömender Luft liegt dabei die Betriebstemperatur der Basis 3 weit unter 400 °C aufgrund der Luftkühlung. Der Unterbrecher 20 ist so ju¬ stiert, daß er bei dieser Betriebstemperatur geschlossen ist. Aufgrund der Erfassung der Luftströmung durch Temperaturände¬ rungen wirkt das Wärmeleitglied 30 auch als Strömungsfühler 40, der die Menge der je Zeiteinheit durchfließenden Luft sowie deren Temperatur im wesentlichen stufenlos erfassen kann. Sinkt der Luftdurchsatz unter einen bestimmten Wert und/oder steigt die Lufttemperatur über einen vorbestimmten Wert, so steigt die Temperatur des Strömungsfühlers 40 auf einen immer noch unterhalb 400 °C liegenden Reaktionswert an, bei welchem das Schutzglied 29 den Kontakt 25 öffnet. Das Schutzglied 29 ist nämlich ständig wärmeleitend mit dem Strömungsfühler 40 verbunden und hat daher etwa dessen Temperatur, so daß es bei einem Temperaturanstieg im Bereich der Widerstände 17 bis 19 sehr schnell reagiert, zumal die

erneutes Einschalten der Leistungszufuhr der normale Betrieb wieder aufgenommen werden kann, sofern die Störung beseitigt ist.

In den Fig. 5 bis 15 sind für einander entsprechende Teile die gleichen Bezugszeichen wie in den Fig. 1 bis 4, jedoch mit unterschiedlichen Buchstabenindizes verwendet, weshalb alle Beschreibungsteile sinngemäß für alle Ausführungsformen gelten und alle Ausführungsformen miteinander beliebig kombiniert werden können.

Gemäß den Fig. 5 bis 7 ist der Tragkörper 6a im wesentlichen durch ein Winkelprofil gebildet, dessen größerer Schenkel ein Wärmeleitblech bzw. einen Kühlkörper für das Wärmeleitglied 30a bildet, der somit in den Fühlteil des Temperatur- und Strömungsfühlers 40a einbezogen ist. Dieser Schenkel, der sich annähernd über die gesamte Plattenfläche der Basis 3a erstreckt, iεt unter Zwiεchenlage einer sehr dünnen, thermi¬ schen Leitschicht 42 an der Plattenfläche 13a ganzflächig befestigt, wobei die Leitschicht 42 z.B. durch eine Wärme¬ leitpaste gebildet sein kann, welche die beiden Bauteile nach Art einer Haft- bzw. Lötverbindung verbindet. Der kürzere, in Ansicht außerhalb der Querkante 16a liegende Schenkel 38a ist von der Basis 3a weggerichtet und bildet zwei im Abstand nebeneinanderliegende Einzelschenkel, die jeweils an einem höckerartigen Vorsprung des Anεchlußkörpers 5a befestigt εind, εo daß der Schenkel 38a im Abstand vom Boden 39a liegt und wie die Zwischenverbindungen 32a ebenfalls von der Strömung beiderseits umspült werden kann.

Gemäß den Fig. 8 und 9 ist kein gesonderter Tragkörper vorgesehen, sondern dieser unmittelbar durch die Zwischenver¬ bindungen 32b und den Anschlußkörper 5b gebildet. Die Zwi¬ schenverbindungen 32b weisen nur einseitig an der Basis

tragend befestigte Anschlußenden oder annähernd U-förmige Klammern auf, welche die Basis 3b an beiden Plattenflächen 12b, 13b klammerartig und vorgespannt von der Querkante 16b her umgreifen und alleine dadurch die tragende Verbindung zwischen Basiε 3b und Anschlußkörper 5b herstellen. Jeweils ein Schenkel jeder Klammer bildet an seiner Innenseite eine Kontaktkralle, die in den zugehörigen Anschlußpol 31b ein¬ greift und beim Aufstecken der Klammer guer zur Querkante 16b selbsttätig in Eingriff mit diesem Anschlußpol 31b gelangt. Im Anschluß an die Klammer weist die jeweilige Zwischenver- bindung einen federnd spreizbaren Fußabschnitt 43 auf, der in eine an ihn angepaßte Tasche 44 des Anschlußkörpers 5b eingepreßt bzw. eingeschnappt und so angeordnet ist, daß er mit dem zugehörigen Anschlußglied leitend verbunden ist.

Gemäß den Fig. 10 und 11 bildet die Basis 3c im Bereich der kammartig ausgebildeten Querkante 16c im Abstand nebeneinan¬ der liegende Plattenvorsprünge 45, von denen jeder einen Anschlußpol 31c bzw. eine Zwischenverbindung 32c aufnimmt, die zweckmäßig durch eine der genannten Verbindungen lage¬ starr gegenüber der Basis 3c gesichert ist. Jede Zwischenver¬ bindung 32c kann mit ihrem von der Basis 3c abgekehrten Ende unmittelbar das zugehörige Anschlußglied 7c bilden, so daß sich eine durchgehend einteilige Ausbildung ergibt. Benach¬ bart zum Ende des jeweiligen Vorsprungs 45 ist die zugehöri¬ ge, z.B. aus Blech gebogene oder als Stanzbiegeteil ausgebil¬ dete Zwischenverbindung 32c von einem Isoliergehäuse des Anεchlußkörperε 5c umgeben, wobei jede Zwiεchenverbindung 32c ein gesondertes Isoliergehäuse aufweist und die Isolierge¬ häuse im Anschluß an die Basis 13 über den größten Teil ihrer Länge im Abstand nebeneinander liegen. An ihren von der Basis 3c entfernten Enden können die Isoliergehäuse einteilig miteinander verbunden sein, z.B. über Bruchstellen, so daß von einem Strang mit einer Vielzahl von Isoliergehäusen

Flachsteckzunge, bilden kann, so daß alle Anschlußglieder in einer Ebene nebeneinander liegen. An dem der Querkante 16e zugekehrten und von dieser im Abstand liegenden Ende weist der jeweilige Anschlußkörper 5e zwei im Abstand hintereinan¬ der liegende Ösen auf, die durch Stanzschnitte und Heraus¬ biegen aus der Materialebene einteilig mit dem Anschlußkörper 5e so ausgebildet sind, daß die jeweilige Zwischenverbindung 32e in sie eingesteckt und dann durch Verstemmen bzw. pla¬ stische Verformung lagegesichert werden kann. Im Abstand benachbart zur hinteren Öse 46 ist einteilig aus dem An¬ schlußkörper 5e ein Längsanschlag 47 herausgeformt gegen welchen die Zwischenverbindung 32e beim Einstecken in die Ösen 46 mit ihrem zugehörigen Ende anschlagen kann.

Ist für die Überwachungseinheit eine höhere als die genannte Betriebs- bzw. Uberlastungstemperatur vorgesehen, so kann die die Basis einschließende Heizeinheit auf dem Tragkörper auch mit einem temperaturbeständigen Kleber befestigt werden, durch den ein Zerspringen der Basis im Versagensfall ver¬ hindert wird. Durch den Anschlußkorper ist der Tragkörper elektrisch isoliert angeordnet. Dadurch, daß die Verlustwärme in den verschiedenen Leistungsεtufen εymmetriεch zur Längs¬ achse des Substrats freigesetzt wird, kann die erreichbare Flächenbelastung auf der Basis maximiert werden. Alle be¬ schriebenen Eigenschaften können jeweils genau oder nur ungefähr bzw. im wesentlichen vorgesehen sein. Ferner kann jeder der beschriebenen Bauteile bzw. jede der Anordnungen jeweils nur ein einziges Mal oder in einer Mehrzahl vorgese¬ hen sein, z.B. um über eine oder mehrere Schaltungseinheiten mehrere Verbraucher unabhängig voneinander betreiben zu können.

Gemäß Fig. 16 sind die im stoffschlüssigen Verbund mit dem Wärmeleitglied integrierten Widerstände 17f, lδf, 19f so

dabei unter seiner Gewichtskraft gelenkig in eine im wesent¬ lichen feεt beεtimmte Ruhelage fällt, ohne an andere Bauteile in εeiner Umgebung anzustoßen. Die Sicherung kann ein Elasto¬ mer, einen Silikonkleber, eine Harzschicht, eine flächige Armierungslage o.dgl. aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff enthalten und im wesentlichen vollflächig z.B. an der Plattenfläche 13h angebracht sein. Vorteilhaft ist eine mit einer Harzschicht versehene Glasfasermatte mit einem Silikonkleber befestigt, wobei die Sicherung 48 stark pro- greεεiv zugelaεtiεche Eigenεchaften aufweisen kann, so daß sie mit ihrem die Bruchstelle überbrückenden Bereich unter Zugspannung kommt und dadurch das Bruchstück 21a unter dieser Vorspannung federnd hält. Die daε Spalt- bzw. Filmgelenk bildende Schicht 48 kann auch eine Kunεtstoff-Folie oder ein anderer Teil aus elektrisch isolierendem Werkstoff sein.

Die Trag- und Anεchlußklammern der beiden seitlich äußersten Zwischenverbindungen 32h sind hinsichtlich ihrer auf beiden Seiten der Basis 3h liegenden Schenkel einteilig aus Blech o.dgl. ausgebildet. Ein mittlerer Schenkel liegt flächig am Anschlußpol 31h an und ist mit diesem durch eine Lötverbin¬ dung elektrisch leitend verbunden. Zwei seitliche Schenkel sind so zweifach abgewinkelt, daß sie an der davon abgekehr¬ ten Plattenfläche 13h, ggf. unter federnder Vorspannung, mit dem größten Teil ihrer Innenfläche anliegen, wobei ihre Schenkelenden so geringfügig nach außen abgewinkelt sind, daß sich eine trichterartig erweiterte Einführöffnung für den zugehörigen Randbereich der Baεis 3h ergibt. Der streifenför- mige Fußteil 43h durchsetzt eine Stirnwandung des Anschluß- körperε 5h, wodurch allein dessen tragende Verbindung mit dem Träger 4h gebildet ist, wobei das zugehörige Ende der eintei¬ ligen Zwischenverbindung 32 ein Anschlußglied 7h bildet. Die übrigen bzw. mittleren Zwischenverbindungen 32h können nur in eine Plattenseite 12h der Basis 3h eingreifen bzw. durch