DE10119467B4

DE10119467B4 - Wärmeschutzeinrichtung

Info

Publication number: DE10119467B4
Application number: DE10119467A
Authority: DE
Inventors: Hideaki Takeda
Original assignee: Uchiya Thermostat Co Ltd
Current assignee: Uchiya Thermostat Co Ltd
Priority date: 2000-04-17
Filing date: 2001-04-12
Publication date: 2008-12-04
Anticipated expiration: 2021-04-13
Also published as: JP2001307607A; CN1180508C; US6515571B2; DE10119467A1; JP3787482B2; US20010050609A1; CN1318876A

Abstract

Wärmeschutzeinrichtung mit einem Schaltmechanismus, umfassend eine feststehende leitende Platte (10, 10''), die einen ersten Anschluss (11, 11'', 12) für einen äußeren Stromkreis hat und die einen feststehenden Kontakt (13, 13'') an ihrer Oberfläche aufweist; eine bewegliche Platte (20, 20', 20'') aus federndem Material, die sich oberhalb der feststehenden leitenden Platte (10, 10'') befindet, und die einen zweiten Anschluss (22, 22'') für den äußeren Stromkreis an ihrem hinteren Ende hat und die einen beweglichen Kontakt (21, 21'') gegenüberliegend zum feststehenden Kontakt (13, 13'') an der unteren Fläche ihres vorderen Endabschnitts aufweist; und ein Bimetallelement (30, 30', 30''), das sich oberhalb der beweglichen Platte (20, 20', 20'') befindet, und dessen vorderer, mit der beweglichen Platte (20, 20', 20'') verbundener Endabschnitt durch Biegekraft den vorderen Endabschnitt der beweglichen Platte (20, 20', 20'') anhebt, wenn eine festgelegte Temperatur überschritten ist, wodurch der bewegliche Kontakt (21, 21'') von dem feststehenden Kontakt (13, 13'') getrennt wird,...

Description

GEBIET DER ERFINDUNG UND DARLEGUNG DES STANDES DER TECHNIK
Diese Erfindung bezieht sich auf eine Wärmeschutzeinrichtung, die in geeigneter Weise an einem kleinen Batterieteil angebracht ist, welches für Funktelefone und ähnliches verwendet wird.
16 zeigt ein Beispiel für eine herkömmliche Wärmeschutzeinrichtung, die in einem kleinen Batterieteil oder ähnlichem integriert ist. Diese Wärmeschutzeinrichtung ist so angeordnet, dass sich ein Bimetallelement 2 und eine bewegliche Platte 3 aufeinanderfolgend über einer feststehenden leitenden Platte 1 befinden, wobei die feststehende leitende Platte 1 mit der Klemme 4 und die bewegliche Platte 3 mit der Klemme 5 verbunden ist.
Bei dieser Wärmeschutzeinrichtung führt das Bimetallelement 2 eine Umkehrbewegung aus, wenn die Umgebungstemperatur des Bimetallelements 2 einen festgelegten Wert erreicht hat. Dadurch drückt der vordere Bereich des Bimetallelements 2 die bewegliche Platte 3 über einen Vorsprung 3a an der unteren Fläche der beweglichen Platte 3 nach oben. Im Ergebnis wird der bewegliche Kontakt 3b an der beweglichen Platte 3 von dem feststehenden Kontakt 1a an der feststehenden leitenden Platte 1 getrennt, wodurch die Klemmen 4 und 5 elektrisch nichtleitend werden.
Somit wird durch die Zwischenschaltung dieser Wärmeschutzeinrichtung in einen stromführenden Pfad des Batterieteils die Batterie gegen Überstrom oder ähnliches geschützt.
Bei der oben genannten Wärmeschutzeinrichtung liegt durch das Bimetallelement 2 wegen der gezogenen Form des Bimetallelements 2 an der beweglichen Platte 3 immer eine Andruckkraft an, so dass es schwierig ist, eine Presskraft des beweglichen Kontakts 3b gegen den feststehenden Kontakt 1a mittels einer Federkraft der beweglichen Platte 3 zu gewährleisten.
Um dieses Problem zu vermeiden ist es nur notwendig, die Größe des Bimetallelements 2 zu begrenzen. Wenn jedoch die Größe des Bimetallelements 2 begrenzt wird, ist eine rückwärts treibende Kraft des Bimetallelements 2 nicht mehr ausreichend, so dass zu befürchten ist, dass ein normaler Schaltvorgang nicht mehr ausgeführt werden kann.
Insbesondere ist beispielsweise ein Zustand gegeben, bei welchem, nachdem der Kontakt 3b durch den Umkehrvorgang des Bimetallelements 2 infolge des Anstiegs der Umgebungstemperatur angehoben wurde, die Umgebungstemperatur sinkt. In diesem Fall tritt manch mal ein Zustand ein, bei welchem die Kraft zur Aufrechterhaltung des Umkehrzustands des Bimetallelements 2 niedriger als die Federkraft der beweglichen Platte 3 ist, durch welche der Kontakt 3b geschlossen wird.
Bei der Wärmeschutzeinrichtung gemäß der oben beschriebenen Bauweise wird auch die bewegliche Platte 3 oft verwendet, indem diese in eine Chevron-Form gebogen wird. In diesem Fall ist die bewegliche Platte 3, da das Gehäuse 6 in Richtung der Dicke keinen Spielraum aufweist, derart eingefügt, dass der Scheitelpunkt der beweglichen Platte 3 zur Innenfläche des Gehäuses 6 gedrückt wird. Im Ergebnis ist die tatsächliche Spannweite, bei welcher das Bimetallelement 2 die bewegliche Platte 3 anhebt, kleiner als die Spannweite, wenn sich die bewegliche Platte 3 in freiem Zustand befindet. Das heißt, die obere Grenze der oben beschriebenen tatsächlichen Spannweite entspricht der Höhe des Scheitelpunkts der beweglichen Platte 3, die an die Innenseite des Gehäuse 6 gedrückt wird.
Wie oben beschrieben, erhöht sich die an Bimetallelement 2 anliegende Spannung um ein Mehrfaches, wenn die Pendelspannweite der beweglichen Platte 3 begrenzt wird, so dass ein Zustand eintritt, bei dem ein normaler Schaltvorgang nicht durchgeführt werden kann. Andererseits ist bei der oben beschriebenen herkömmlichen Wärmeschutzeinrichtung an der unteren Fläche der beweglichen Platte 3 ein Vorsprung 3a vorhanden, der als Angriffspunkt für den Umkehrvorgang dient, wodurch die Wärmeschutzeinrichtung in der Dicke zunimmt. Tatsächlich ist es, trotz der Tatsache, dass eine Wärmeschutzeinrichtung zur Verwendung für ein Batterieteil dünn sein muss, schwierig, die Gesamtdicke des feststehenden Kontakts 1a und des beweglichen Kontakts 3b zu verringern, und einen Raum für den Umkehrvorgang des Bimetallelements 2 in Kombination mit der beweglichen Platte 3 zu gewährleisten, um den Schaltvorgang auch mit geringeren Abmessungen problemlos ausführen zu können.
Es wird praktisch eine Wärmeschutzeinrichtung verwendet, bei der das Bimetallelement über der beweglichen Platte angeordnet ist. Bei der herkömmlichen Wärmeschutzeinrichtung dieses Typs ist die Anordnung derart, dass ein Endbereich des Bimetallelements in verriegelter Form an einer Schließklaue angebracht ist, die über die obere Fläche der beweglichen Platte ragt, was insofern problematisch ist, als die Dicke des Schaltmechanismus als Ganzes zunimmt.
Außerdem wird eine Wärmeschutzeinrichtung ohne bewegliche Platte verwendet, das heißt, eine Wärmeschutzeinrichtung, die so angeordnet ist, dass der bewegliche Kontakt am Bimetallelement installiert ist, und ein Laststrom derart übertragen wird, dass praktisch ein Bimetallelement verwendet wird. Bei dieser Wärmeschutzeinrichtung ist es schwierig, am Bimetallelement einen dünnen Kontakt anzubringen. Auch in dem Fall, wo der Kontakt am Bimetallelement installiert ist, ist es schwierig, eine stabile Qualität zu erreichen, weil die Kennwerte des Bimetallelements stark schwanken.
Neben diesem Stand der Technik sei noch auf die Folgenden Schriften verwiesen.
Aus der DE 31 04 828 A1 ist ein Bimetalltemperaturschalter bekannt, der in ein flaches Kunststoffgehäuse gekapselt ist, das auf der Außenseite metallisiert ist, so dass besonders kurze Ansprechzeiten erzielbar sind.
Bei der Wärmeschutzeinrichtung nach der DE 197 03 758 A1 ist am vorderen freien Ende des beweglichen Streifens eine Umbiegung vorgesehen, mit der der Bimetallstreifen in Eingriff bringbar ist.
Verglichen mit den Wärmeschutzeinrichtungen, wie sie aus der DE 33 04 121 , der DE OS 28 21 457 oder der US 4,517,541 bekannt sind, baut diese Wärmeschutzeinrichtung schon relativ klein.
GEGENSTAND UND ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Wärmeschutzeinrichtung in dünner Bauweise zu realisieren, ohne dass die Stabilität der Funktion beeinträchtigt wird.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß bei einer Wärmeschutzeinrichtung mit einem Schaftmechanismus, umfassend eine feststehende leitende Platte, die einen ersten Anschluss für einen äußeren Stromkreis hat und die einen feststehenden Kontakt an ihrer Oberfläche aufweist; eine bewegliche Platte aus federndem Material, die sich oberhalb der feststehenden leitenden Platte befindet, und die einen zweiten Anschluss für den äußeren Stromkreis an ihrem hinteren Ende hat und die einen beweglichen Kontakt gegenüberliegend zum feststehenden Kontakt an der unteren Fläche ihres vorderen Endabschnitts aufweist; und ein Bimetallelement, das sich oberhalb der beweglichen Platte befindet, und dessen vorderer, mit der beweglichen Platte verbundener Endabschnitt durch Biegekraft den vorderen Endabschnitt der beweglichen Platte anhebt, wenn eine festgelegte Temperatur überschritten ist, wodurch der bewegliche Kontakt von dem feststehenden Kontakt getrennt wird, dadurch, dass die bewegliche Platte in ihrer Kontur mit einer Stufe ausgebildet ist, die gegenüber dem vorderen Endabschnitt der beweglichen Platte, der den beweglichen Kontakt aufweist, nach unten gerichtet ist, und dass in oder an der Stufe eine Öffnung vorgesehen ist, in welche der vordere Endabschnitt des Bimetallelementes eingepasst ist.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Öffnung in der Stufe vorgesehen und als Loch ausgebildet und der vordere Endabschnitt des Bimetallelementes ist in das Loch eingeführt.
Die Öffnung ist in einem mittleren Bereich in Richtung der Breite der beweglichen Platte ausgeführt.
Alternativ kann die Öffnung an beiden Seiten in Richtung der Breite der beweglichen Platte ausgeführt sein.
Vorzugsweise ist die Höhe der Öffnung so bemessen, dass die Oberseite des vorderen Endabschnittes des Bimetallelementes sich im Wesentlichen mit der Befestigungsfläche des beweglichen Kontaktes an der beweglichen Platte deckt.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Wärmeschutzeinrichtung ist vorgesehen, dass ein Teil der feststehenden leitenden Platte an einer aus einem elektrisch isolierenden Harz bestehenden Auflage befestigt ist, die die seitliche Begrenzungsfläche der beweglichen Platte und des Bimetallelementes umgibt, und es ist eine Schutzabdeckung aus Metallblech vorgesehen ist, die sich über dem Bimetallelement befindet.
Dabei ist an der inneren Fläche der Schutzabdeckung ein konvex geformter Bereich zum Andrücken an die obere Fläche des mittleren Bereichs des Bimetallelements gebildet ist.
Der konvex geformte Bereich ist derart gestaltet, dass er eine Presskraft auf das Bimetallelement ausübt, wenn sich der bewegliche Kontakt und der feststehende Kontakt berühren.
Weiterhin ist vorgesehen, dass die Außenfläche der feststehenden leitenden Platte mit einer elektrisch isolierenden Schicht von geringer Dicke bedeckt ist.
Dabei ist die elektrisch isolierende Schicht nicht dicker als 50 μm.
Mit der vorliegenden Erfindung gemäß der oben beschriebenen Bauweise werden folgende Wirkungen erzielt.

1) Es kann eine dünne Bauform realisiert werden. Insbesondere kann die Dicke bis zu 1 mm betragen, so dass die Wärmeschutzeinrichtung gemäß vorliegender Erfindung für Batterieteile in kleinen Geräten wie Funktelefonen verwendet werden kann.
2) Trotz der dünnen Bauform können durch Verwendung des Bimetallelements sowohl Einschalt- als auch Ausschaltvorgänge normal ausgeführt werden. Insbesondere kann ein Schaftvorgang ausgeführt werden, bei dem das Umschalten des Bimetallelements und das Öffnen/Schließen des Kontakts synchron erfolgen.
3) Da der bewegliche Kontakt auf Grund des Wischvorgangs gleitet, werden die Kontakteigenschaften der Kontakte stabilisiert und die Zuverlässigkeit verbessert.
4) Trotz der dünnen Bauform wird der Schaltvorgang normal ausgeführt, während ein hoher Kontaktdruck der Kontakte gewährleistet ist. Deshalb kann für die Wärmeschutzeinrichtung gemäß vorliegender Erfindung eine Leistung garantiert werden, die der einer Wärmeschutzeinrichtung mit mindestens dem 2-fachen der Dicke entspricht.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Grundriss, der die Wärmeschutzeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
2 ist eine Unteransicht der in 1 gezeigten Wärmeschutzeinrichtung; 3 ist eine Schnittdarstellung entlang der Linie A-A gemäß 1; 4 ist eine Schnittdarstellung entlang der Linie B-B gemäß 3; 5 ist eine teilweise vergrößerte Schnittdarstellung, die den Zustand zeigt, bei welchem ein Bimetallelement und eine bewegliche Platte ineinandergreifen;
6 ist eine teilweise vergrößerte perspektivische Ansicht, die den Zustand zeigt, bei welchem ein Bimetallelement und eine bewegliche Platte ineinandergreifen;
7 ist ein Längsschnitt, der den Zustand zeigt, bei welchem ein Bimetallelement einen Umkehrvorgang ausführt;
8 ist ein Längsschnitt der zweiten Darstellungsform einer Wärmeschutzeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
9 ist ein Grundriss der dritten Darstellungsform einer Wärmeschutzeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
10 ist eine teilweise vergrößerte perspektivische Darstellung des Eingriffszustands eines Bimetallelements in der Wärmeschutzeinrichtung gemäß 9;
11 ist ein Längsschnitt der vierten Darstellungsform einer Wärmeschutzeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
12 ist eine Schnittdarstellung entlang der Linie C-C gemäß 11;
13 ist eine teilweise vergrößerte perspektivische Darstellung, die den Eingriffszustand eines Bimetallelements bei der Wärmeschutzeinrichtung gemäß 11 zeigt;
14 ist ein Längsschnitt, der den Zustand zeigt, bei welchem ein Bimetallelement der Wärmeschutzeinrichtung gemäß 11 einen Umkehrvorgang ausführt;
15 ist ein Längsschnitt, der die fünfte Darstellungsform einer Wärmeschutzeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; und
16 ist ein Längsschnitt, der in charakteristischer Weise die Anordnung einer herkömmlichen Wärmeschutzeinrichtung zeigt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN DARSTELLUNGSFORMEN
Die 1 und 2 stellen den Grundriss bzw. die Unteransicht einer Wärmeschutzeinrichtung gemäß vorliegender Erfindung dar. Außerdem ist 3 eine Schnittdarstellung entlang der Linie A-A gemäß 1 und 4 eine Schnittdarstellung entlang der Linie B-B gemäß 3.
Bei dieser Wärmeschutzeinrichtung hat eine feststehende leitende Platte 10 erste Klemmen 11 und 12 für den Anschluss an einen äußeren Stromkreis an dem einen Ende bzw. an dem anderen Ende, und ist ebenfalls mit einem feststehenden Kontakt 13 an der oberen Fläche an einem Endbereich derselben versehen.
Eine bewegliche Platte 20, die aus einem elastischen Metallblech gebildet wird, ist mit einem beweglichen Kontakt 21 gegenüber dem feststehenden Kontakt 13 an der unteren Fläche am vorderen Bereich desselben versehen, und ist mit einer zweiten Klemme 22 zum Anschluss an einen äußeren Stromkreis auf der Rückseite derselben versehen.
Wie in den 5 und 6 für die bewegliche Platte 20 vergrößert dargestellt, ist ein Bereich auf der Rückseite und nahe des beweglichen Kontakts 21 in einem Winkel θ1 nach unten gebogen, wobei eine schräg verlaufende Linie 20a der beweglichen Platte 20 eine gekrümmte Linie bildet, und in Richtung entgegen der obigen Beschreibung (nach oben) in einem Winkel θ2 gebogen ist, wobei eine schräg verlaufende Linie 20b auf der Rückseite der schräg verlaufenden Linie 20a eine gekrümmte Linie darstellt. Deshalb weist das Seitenprofil der beweglichen Platte 20, die sich in diesem gekrümmten Teil befindet, eine im Wesentlichen gekröpfte Form auf, mit anderen Worten, es ist eine Form, bei welcher der Buchstabe Z durch Ziehen des oberen und unteren Endes desselben nach links und rechts deformiert wird.
Andererseits wird die bewegliche Platte 20 gebildet, wobei sich ein erhöhter Bereich 23 in mittlerer Position in Richtung der Breite zwischen den Linien 20a und 20b befindet. Der erhöhte Bereich 23 wird gebildet durch Extrudieren des entsprechenden Bereichs der beweglichen Platte 20 mittels einer Presse oder ähnlichem nach Bildung einer Schnittlinie entlang der Linie 20b. Bei diesem Beispiel ragt der erhöhte Bereich 23 nach oben über eine Entfernung entsprechend der Dicke von im Wesentlichen einer Platte der beweglichen Platte 20, wobei die Befestigungsfläche des Kontakts 21 der Bezugspunkt ist.
Durch Biegen und Extrudieren an der beweglichen Platte 20 wird rechts auf der Rückseite des erhöhten Bereichs 23 ein im Wesentlichen herabgesetzter Bereich gebildet. Der erhöhte Bereich 23 und der herabgesetzte Bereich 24 bilden eine Öffnung (Zwischenraum), die auf die Rückseite der beweglichen Platte 20 zeigt.
Über der beweglichen Platte 30 befindet sich das Bimetallelement 30. Das Bimetallelement 30 hat eine Zunge 31, die in einen mittleren Bereich am vorderen Ende desselben ragt, welche durch die Öffnung 24 in den erhöhten Bereich 23 eingefügt wird. Wie auch in 4 dargestellt, greift das hintere Ende des Bimetallelements 30 in das Verriegelungselement 25 ein, das am hinteren Ende der beweglichen Platte 20 erhöht gebildet wird.
Wie in 5 dargestellt, deckt sich die obere Fläche des vorderen Endes von Zunge 31 des Bimetallements 30 im Wesentlichen mit der Befestigungsfläche von Kontakt 21 an der beweglichen Platte 20. Tatsächlich sind die Biegewinkel θ1 und θ2 der beweglichen Platte 20 unter Berücksichtigung von Krümmung, Dicke und ähnlichen Werten des Bimetallelements 30 festgelegt, um zu verhindern, dass das vordere Ende der Zunge 31 der Kontaktbefestigungsfläche der beweglichen Platte 20 stark nach unten übersteht. Außerdem ist die ansteigende Höhe des erhöhten Bereichs 23 so festgelegt, dass die Öffnung 24 eine solche Höhe hat, dass die Zunge 31 mit Öffnung 24 mit einem Spiel ineinandergreifen kann.
Über dem Bimetallelement 30 befindet sich eine Abdeckung 40 aus dünnem Metallblech (zum Beispiel nichtrostendes Stahlblech, 0,1 mm dick). Wie in 3 dargestellt, ist die Abdeckung 40 mit einem konvex geformten Teil 41 versehen, das in einem mittleren Bereich derselben nach unten übersteht, und der konvex geformte Bereich 41 drückt einen mittleren Bereich des Bimetallelements 30 nach unten.
Eine Auflage 50, die aus einem elektrisch nichtleitenden Harz gebildet wird, enthält einen peripheren Wandbereich 51, der die seitliche Begrenzungsfläche eines Schaltmechanismus umgibt, bestehend aus der beweglichen Platte 20 und dem Bimetallelement 30 und einem inneren Auflagebereich 52, welcher bis zur Innenseite des peripheren Wandbereichs 51 reicht.
Die feststehende leitende Platte 10 ist in einem Stück mit der Auflage 50 durch Einbettung eines Teils derselben (Ausschnitt oder gebogener Bereich) im Harz der Auflage 50 eingearbeitet. Außerdem ist die bewegliche Platte 20 gefalzt, indem im hinteren Ende derselben an einem Vorsprung 52a des inneren Auflagebereichs 52 ein Loch angebracht und dann der obere Bereich von Vorsprung 52a ausgebrochen wird. Die bewegliche Platte 20 wird gebildet, wobei sich im mittleren Bereich derselben ein Loch 26 befindet und ein konvex geformter Bereich 52b des inneren Auflagebereichs 52 in Loch 26 positioniert ist.
Außerdem wird die Abdeckung 40 gequetscht, indem die Löcher 42 im peripheren Bereich derselben an den Vorsprüngen 51a angebracht werden, welche sich an der oberen Fläche des peripheren Wandbereichs 51 von Auflage 50 befinden, und dann die oberen Bereiche der Vorsprünge 51a ausgebrochen werden.
Die oben beschriebene Wärmeschutzeinrichtung funktioniert wie unten erläutert. Bei normaler Temperatur, bei welcher das Bimetallelement 30 keinen Umkehrvorgang ausführt, wie in 3 dargestellt, wird die obere Fläche des mittleren Bereichs des Bimetallelements 30 durch den konvex geformten Bereich 41 der Abdeckung 40 gedrückt. Die Presskraft des konvex geformten Bereichs 41 liegt ebenfalls an der beweglichen Platte 20 über Bimetallelement 30 an. Deshalb ist Kontakt 21 zusätzlich zur Presskraft auf Grund der Elastizität der beweglichen Platte 20 der Presskraft durch den konvex geformten Bereich 41 ausgesetzt. Im Ergebnis wird der Kontaktdruck von Kontakt 21 wesentlich erhöht.
Wenn sich die Umgebungstemperatur der Temperatur nähert, bei welcher das Bimetallelement 30 auslöst, ändert sich die Kontraktionsform des Bimetallelements 30 und die Krümmung desselben wird stärker. Die Presskraft durch den konvex geformten Bereich 41 wird freigegeben infolge einer veränderten Kontraktionsform, die erfolgt, wenn die Umgebungstemperatur auf einen Wert nahe der Temperatur steigt, bei welcher der Umkehrvorgang des Bimetallelements 30 ausgelöst wird.
Das heißt, die Höhe des Vorsprungs des konvex geformten Bereichs 41 ist so festgelegt, dass der konvex geformte Bereich 41 keine Kraft auf die obere Fläche des Bimetallelements 30 in einem Stadium ausübt, bei welchem die Umgebungstemperatur auf einen Wert kurz vor der Auslösung des Umkehrvorgangs ansteigt.
Das bedeutet, dass die Temperatur zur Auslösung des Umkehrvorgangs des Bimetallelements 30 durch den konvex geformten Bereich 41 nicht verändert wird, mit anderen Worten, das Bimetallelement 30 führt den Umkehrvorgang bei einer festgelegten Umkehrtemperatur zuverlässig aus.
Wie in 7 dargestellt, greifen die obere Fläche des vorderen Bereichs des Bimetallelements 30 mit dem erhöhten Bereich 23 der beweglichen Platte 20 ineinander ein, wenn das Bimetallelement 30 einen Umkehrvorgang ausführt, wodurch der vordere Bereich der be weglichen Platte 20 angehoben wird. Deshalb hebt sich der bewegliche Kontakt 21 vom feststehenden Kontakt 13 ab, so dass die elektrische Verbindung zwischen Klemme 11 (12) und Klemme 22 unterbrochen wird.
Zu diesem Zeitpunkt kommt die untere Fläche des mittleren Bereichs von Bimetallelement 30 in Kontakt mit dem konvex geformten Bereich 52b des inneren Auflagebereichs 52, und außerdem kommt die obere Fläche des hinteren Bereichs desselben in Kontakt mit den Vorsprüngen 43, die an der unteren Fläche der Abdeckung 40 überstehen.
Für die Wärmeschutzeinrichtung gemäß der oben beschriebenen Darstellungsform kann die Bauform in Richtung der Dicke bei Gewährleistung einer stabilen Schaltfunktion verringert werden, da der vordere Bereich des Bimetallelements 30 in die Öffnung 24 eingepasst ist und in diese eingreift, welche durch den erhöhten Bereich 23 und den herabgesetzten Bereich 27 an der Rückseite des beweglichen Kontakts 21 gebildet wird. Außerdem kann im Ergebnis eine sehr dünne Bauform von bis zu 1 mm Stärke realisiert werden, da die Abdeckung 40 aus dünnem Edelstahlblech gebildet wird und die Abdeckung 40 an der oberen Fläche von Auflage 50 gequetscht ist.
Auch reibt der bewegliche Kontakt 21 am feststehenden Kontakt 13 auf Grund der Durchbiegung der beweglichen Platte 20, verursacht durch Umkehr- und Rückstellvorgänge (Wischerbetrieb) des Bimetallelements 30, da der vordere Bereich des Bimetallelements 30 mit der beweglichen Platte 20 an einem Bereich auf der Rückseite des beweglichen Kontakts 21 ineinandergreift. Im Ergebnis werden die Kontakteigenschaften der Kontakte 13 und 21 verbessert.
Wenn die Abdeckung 40 aus Harz gebildet wird, muss die Dicke wegen der Einschränkung der im Sicherheitsstandard vorgeschriebenen Mindestdicke mindestens 0,2 mm betragen. Es ist deshalb wünschenswert, dass die Abdeckung 40 wie in der oben beschriebenen Darstellungsform aus Metallblech besteht.
Um eine dünnere Bauform zu realisieren, können auch Anwendung finden: eine Beschichtungstechnologie zur Gestaltung des feststehenden Kontakts 13, indem in der leitenden Platte 10 ein Kontaktmaterial eingebettet wird, eine Technologie zur Gestaltung des Kontakts 13 durch Aufbringen einer dünnen Metallschicht auf der leitenden Platte 10 mittels durchgehenden Schweißens (Nahtschweißung), eine Technologie zur Bearbeitung der Einzelkontakte 13 und 21 durch Schweißen oder Quetschen, um eine dünne Bauform zu erhalten, eine Technologie zur Gestaltung der Kontakte 13 und 21 durch Plattierung und andere Technologien.
Beim Einbau der oben beschriebenen Wärmeschutzeinrichtung in ein Gehäuse, wo die untere Fläche (Außenseite) der feststehenden leitenden Platte 10 elektrisch isoliert sein muss, ist es nur notwendig, eine Isolierschicht 60 mit geringer Dicke, vorzugsweise mit einer Dicke von bis zu 50 μm, auf der unteren Fläche der leitenden Platte 10 aufzubringen. Es erübrigt sich zu sagen, dass dieselbe Isolierschicht bei Bedarf auch auf der Außenseite der Abdeckung 40 angebracht wird. Anstelle der oben beschriebenen Isolierschicht kann auch ein Wärmeschrumpfrohr mit geringer Wanddicke verwendet werden. In diesem Fall wird das Rohr nach dem Abdecken der Wärmeschutzeinrichtung mit dem Schrumpfrohr durch Wärme geschrumpft.
8 zeigt eine Wärmeschutzeinrichtung gemäß einer zweiten Erfindung der vorliegenden Erfindung. Diese Wärmeschutzeinrichtung weist eine Bauart auf, bei welcher ein Rahmen 70 in einem Stück um die Abdeckung 40 angebracht ist, wobei der Rahmen 70 an die obere Fläche des peripheren Wandbereichs 51 der Auflage 50 geschweißt ist, indem ein Ultraschall-Schweißverfahren oder ähnliches angewandt wird, und die Unterteile der Klemmen 11, 12 und 22 durch einen Klebstoff abgedichtet sind. Gemäß dieser Wärmeschutzeinrichtung kann die Abdichtung verbessert werden.
Bei dieser Wärmeschutzeinrichtung wird die Höhe des peripheren Wandbereichs 51 durch die Dicke des Rahmens 70 niedrig gehalten.
9 zeigt eine Wärmeschutzeinrichtung gemäß der dritten Darstellungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in 10, die einen wesentlichen Bereich vergrößert darstellt, zu sehen ist, werden bei dieser Wärmeschutzeinrichtung gemäß 6 an beiden Seiten in Richtung der Breite bei einem vorderen Bereich einer beweglichen Platte 20' ein erhöhter Bereich 23' und ein herabgesetzter Bereich 27' entsprechend dem erhöhten Bereich 23 und dem herabgesetzten Bereich 27 gebildet, und es wird außerdem an beiden Seiten in Richtung der Breite am vorderen Ende eines Bimetallelements 30' die Zunge 31' entsprechend Zunge 31 gebildet, durch welche Zunge 31' in einen Zwischenraum 24' eingepasst ist, der durch den erhöhten Bereich 23' und den herabgesetzten Bereich 27' gebildet wird.
Entsprechend dieser Darstellungsform kann wie auch wie bei der oben beschriebenen ersten und zweiten Darstellungsform bei Gewährleistung einer stabilen Schaltfunktion eine dünne Bauform realisiert werden.
11 ist der Längsschnitt einer Wärmeschutzeinrichtung gemäß der vierten Darstellungsform der vorliegenden Erfindung, und 12 eine Schnittdarstellung entlang der Linie C-C gemäß 11. Bei diesen Abbildungen werden Elemente mit einer Anordnung und einer Funktion entsprechend derjenigen Elemente gemäß 3 mit einer Bezugszahl gekennzeichnet, wobei der Bezugszahl des in 3 dargestellten Elements ein doppeltes Anführungszeichen hinzugefügt wird. Da die Elemente entsprechend den in 3 dargestellten Elementen die entsprechende Funktion ausführen, wird auf eine Erklärung dieser Elemente verzichtet.
Wie in 13, die einen wesentlichen Bereich vergrößert darstellt, zu sehen ist, ist eine bewegliche Platte 20'' der Wärmeschutzeinrichtung gemäß der vierten Darstellungsform mit einem erhöhten Bereich 23'' versehen, der sich in Richtung der Rückseite der beweglichen Platte 20'' in einen Bereich am hinteren Ende und nahe des beweglichen Kontakts 21'' erstreckt.
Der erhöhte Bereich 23'' wird gebildet durch Bildung einer Schnittlinie entlang der Kontur des erhöhten Bereichs 23'' an der beweglichen Platte 20'' und dann durch Biegen der beiden Seiten eines vorderen Bereichs der beweglichen Platte 20'' in eine Stufenform.
Der vordere Bereich der beweglichen Platte 20'' befindet sich im Wesentlichen durch die Dicke der beweglichen Platte 20'' in einer oberen Position verglichen mit dem hinteren Bereich der beweglichen Platte 20'' durch den oben beschriebenen Biegevorgang. Deshalb wird am hinteren Ende des erhöhten Bereichs 23'' eine Öffnung (Zwischenraum) 24'' in Richtung Rückseite der beweglichen Platte 20'' gebildet, und ein vorderer Bereich eines Bimetallelements 30'' ist in diese Öffnung 24'' eingepasst.
Das senkrechte Maß der Öffnung 24'' ist etwas größer als die Dicke des Bimetallelements 30''. Wie in 11 dargestellt, deckt sich die obere Fläche des vorderen Bereichs des Bimetallelements 30'' im Wesentlichen mit der Befestigungsfläche des Kontakts 21'' an der beweglichen Platte 20''.
Bei der Wärmeschutzeinrichtung auch gemäß dieser Darstellungsform kann die Bauform in Richtung der Dicke bei Gewährleistung einer stabilen Schaltfunktion verringert werden, da der vordere Bereich des Bimetallelements 30'' in die Öffnung 24'' eingepasst ist und mit ihr in Eingriff steht, welche durch den erhöhten Abschnitt 23'' gebildet wird.
Obwohl bei der Wärmeschutzeinrichtung dieser Darstellungsform eine Abdeckung 40'' aus Harz gestaltet ist, kann die Abdeckung 40'' wie bei den Wärmeschutzeinrichtungen der oben beschriebenen Darstellungsformen tatsächlich auch aus Metallblech gestattet werden.
Auch kann der erhöhte Bereich 23'' an beiden Seiten der beweglichen Platte 20'' vorgesehen werden, wie in der Darstellungsform in 10 dargestellt, obwohl sich der erhöhte Bereich 23'' in einem mittleren Bereich der beweglichen Platte 20'' bei der Wärmeschutzeinrichtung dieser Darstellungsform befindet.
15 ist die perspektivische Ansicht einer Wärmeschutzeinrichtung gemäß einer fünften Darstellungsform der vorliegenden Erfindung.
Bei dieser Wärmeschutzeinrichtung ist ein Bereich nahe des hinteren Endes des beweglichen Kontakts 21'' der beweglichen Platte 20'' in Stufenform gebogen, wie es bei der Darstellungsform in 13 der Fall ist, aber die Biegeposition ist im Vergleich zum Fall der Darstellungsform in 13 leicht nach hinten versetzt.
Bei dieser Wärmeschutzeinrichtung ist ein Zungeneinführungsloch 29 in einem mittleren Bereich einer ansteigenden Fläche 28 vorhanden, die durch den oben beschriebenen Biegevorgang gebildet wird, und in das Zungeneinführungsloch 29 ist die Zunge 31'' eingesetzt, die im vorderen Bereich des Bimetallelements 30'' gebildet wird. Die Spitze der Zunge 31'' hebt sich leicht vom hinteren Ende des beweglichen Kontakts 21'' ab, und die obere Fläche derselben deckt sich im Wesentlichen mit der Befestigungsfläche des Kontakts 21''.
Das senkrechte Maß des Zungeneinführungsloches 29 ist etwas größer als die Dicke des Bimetallelements 30''.
Bei der Wärmeschutzeinrichtung auch dieser Darstellungsform kann die Bauform in Richtung der Dicke bei Gewährleistung einer stabilen Schaltfunktion verringert werden.
Die Wärmeschutzeinrichtung dieser Darstellungsform hat dieselbe Bauweise wie diejenige gemäß der oben beschriebenen vierten Darstellungsform mit Ausnahme der Eingriffsfunktion des Bimetallelements 30'' in Bezug auf die bewegliche Platte 20''.
Obwohl bei der Wärmeschutzeinrichtung dieser Darstellungsform die Zunge 31'' im mittleren Bereich des Bimetallelements 30'' vorhanden ist, kann die Zunge 31'' auch an beiden Seiten des Bimetallelements 30'' angebracht werden. Es ist eine Selbstverständlichkeit, dass in diesem Fall das Zungeneinführungsloch 29 an beiden Seiten der ansteigenden Fläche 28 gebildet wird.

Claims

Wärmeschutzeinrichtung mit einem Schaltmechanismus, umfassend eine feststehende leitende Platte (10, 10''), die einen ersten Anschluss (11, 11'', 12) für einen äußeren Stromkreis hat und die einen feststehenden Kontakt (13, 13'') an ihrer Oberfläche aufweist; eine bewegliche Platte (20, 20', 20'') aus federndem Material, die sich oberhalb der feststehenden leitenden Platte (10, 10'') befindet, und die einen zweiten Anschluss (22, 22'') für den äußeren Stromkreis an ihrem hinteren Ende hat und die einen beweglichen Kontakt (21, 21'') gegenüberliegend zum feststehenden Kontakt (13, 13'') an der unteren Fläche ihres vorderen Endabschnitts aufweist; und ein Bimetallelement (30, 30', 30''), das sich oberhalb der beweglichen Platte (20, 20', 20'') befindet, und dessen vorderer, mit der beweglichen Platte (20, 20', 20'') verbundener Endabschnitt durch Biegekraft den vorderen Endabschnitt der beweglichen Platte (20, 20', 20'') anhebt, wenn eine festgelegte Temperatur überschritten ist, wodurch der bewegliche Kontakt (21, 21'') von dem feststehenden Kontakt (13, 13'') getrennt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die bewegliche Platte (20, 20', 20'') in ihrer Kontur mit einer Stufe ausgebildet ist, die gegenüber dem vorderen Endabschnitt der beweglichen Platte (20, 20', 20''), der den beweglichen Kontakt (21, 21'') aufweist, nach unten gerichtet ist, und dass in oder an der Stufe eine Öffnung (24, 24', 24'', 29) vorgesehen ist, in welche der vordere Endabschnitt des Bimetallelementes (30, 30', 30'') eingepasst ist.
Wärmeschutzeinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Öffnung (29) in der Stufe vorgesehen und als Loch ausgebildet ist und der vordere Endabschnitt des Bimetallelementes (30'') in das Loch eingeführt ist.
Wärmeschutzeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Öffnung (24, 24'', 29) in einem mittleren Bereich in Richtung der Breite der beweglichen Platte (20, 20'') ausgeführt ist.
Wärmeschutzeinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Öffnung (24') an beiden Seiten in Richtung der Breite der beweglichen Platte (20') ausgeführt ist.
Wärmeschutzeinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Höhe der Öffnung (24, 24', 24'', 29) so bemessen ist, dass die Oberseite des vorderen Endabschnittes des Bimetallelementes (30, 30', 30'') sich im Wesentlichen mit der Befestigungsfläche des beweglichen Kontaktes (21, 21'') an der beweglichen Platte (20, 20', 20'') deckt.
Wärmeschutzeinrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Teil der feststehenden leitenden Platte (10, 10'') an einer aus einem elektrisch isolierenden Harz bestehenden Auflage (50) befestigt ist, die die seitliche Begrenzungsfläche der beweglichen Platte und des Bimetallelementes umgibt, und eine Schutzabdeckung (40, 40'') aus Metallblech vorgesehen ist, die sich über dem Bimetallelement befindet.
Wärmeschutzeinrichtung nach Anspruch 6, wobei an der inneren Fläche der Schutzabdeckung (40, 40'') ein konvex geformter Bereich (41, 41'') zum Andrücken an die obere Fläche des mittleren Bereichs des Bimetallelements (30, 30', 30'') gebildet ist.
Wärmeschutzeinrichtung nach Anspruch 7, wobei der konvex geformte Bereich (41, 41'') derart gestaltet ist, dass er eine Presskraft auf das Bimetallelement (30, 30', 30'') ausübt, wenn sich der bewegliche Kontakt und der feststehende Kontakt berühren.
Wärmeschutzeinrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Außenfläche der feststehenden leitenden Platte (10) mit einer elektrisch isolierenden Schicht (60) von geringer Dicke bedeckt ist.
Wärmeschutzeinrichtung gemäß Anspruch 9, wobei die elektrisch isolierende Schicht nicht dicker als 50 μm ist.