DE102011016896C5 - Thermostatic switch - Google Patents
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Abstract
Temperaturschutzschalter mit einem ersten Anschlussblech (1) mit einem Festkontakt (2), einem zweiten Anschlussblech (3), das elektrisch leitend mit einem beweglichen Kontakt (5) verbunden ist, einem Isolatorkörper, aus dem die beiden Anschlussbleche (1, 3) herausragen, einer Bimetallscheibe (7), die bei Überschreiten einer Schalttemperatur eine leitende Verbindung zwischen den beiden Anschlussblechen (1, 3) trennt, einem Gehäuse (10), in das der Isolatorkörper (6a, 6b) gesteckt ist, wobei der bewegliche Kontakt (5) an einem ersten Schenkel (4a) einer U-förmig gebogenen Feder (4) befestigt ist, die mit einem zweiten Schenkel (4b) das zweite Anschlussblech (3) kontaktiert, wobei zwischen dem ersten Schenkel (4a) der Feder (4) und der Bimetallscheibe (7) ein Stößel (8) angeordnet ist, den die Bimetallscheibe (7) bei Überschreiten der Schalttemperatur gegen den ersten Schenkel (4a) drückt und so den beweglichen Kontakt (5) von dem Festkontakt (2) abhebt, wobei das Gehäuse (10) eine Oberseite und eine Unterseite aufweist, die über Schmalseiten miteinander verbunden sind, und wobei das Gehäuse (10) an einer seiner Schmalseiten offen ist und mit dieser Seite auf den Isolatorkörper (6a, 6b) gesteckt ist.Temperature protection switch having a first connection plate (1) with a fixed contact (2), a second connection plate (3) which is electrically conductively connected to a movable contact (5), an insulator body, from which the two connection plates (1, 3) protrude, a bimetal disc (7) which, when a switching temperature is exceeded, separates a conductive connection between the two terminal plates (1, 3), a housing (10) into which the insulator body (6a, 6b) is inserted, the movable contact (5) is attached to a first leg (4a) of a U-shaped bent spring (4) which contacts the second connecting plate (3) with a second leg (4b), wherein between the first leg (4a) of the spring (4) and the Bimetallscheibe (7) a plunger (8) is arranged, which presses the bimetallic disc (7) when the switching temperature against the first leg (4a) and thus lifts the movable contact (5) from the fixed contact (2), wherein the housing ( 10) e ine top and a bottom, which are connected to each other via narrow sides, and wherein the housing (10) is open at one of its narrow sides and is inserted with this side on the insulator body (6a, 6b).
Description
Die Erfindung betrifft einen Temperaturschutzschalter.The invention relates to a temperature protection switch.
Ein solcher Temperaturschutzschalter dient dem Schutz von elektrischen Geräten, Motoren, Transformatoren und dergleichen vor Überhitzung. Er soll öffnen, wenn die Temperatur an seinem Einsatzort einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt. Dieser Grenzwert wird nachfolgend als die Schalttemperatur bezeichnet. Die Schalttemperatur wird durch eine Bimetallscheibe vorgegeben, die ihre Gestalt bzw. Krümmung nicht stetig ändern kann, sondern nur sprunghaft, wenn sich durch Temperaturänderung in der Bimetallscheibe eine von der Gestalt der Bimetallscheibe und von ihren elastischen Eigenschaften bestimmte mechanische Mindestspannung aufgebaut hat. Aus Sicherheitsgründen sind für die Schalttemperatur vorgegebene Toleranzgrenzen einzuhalten.Such a temperature protection switch is used to protect electrical equipment, motors, transformers and the like from overheating. It should open when the temperature at its place of use exceeds a predetermined limit. This limit is hereinafter referred to as the switching temperature. The switching temperature is dictated by a bimetallic disc, which can not change its shape or curvature continuously, but only by leaps and bounds, when a minimum mechanical stress determined by the shape of the bimetallic disc and by its elastic properties has built up by temperature change in the bimetallic disc. For safety reasons, tolerance limits specified for the switching temperature must be observed.
Aus der
Aus der
Ein Temperaturschutzschalter für hohe Ströme ist auch aus der
Aus der
Um Temperaturschutzschalter als Stromwächter auszubilden, d. h. bei einem kritischen Strom ein Auslösen des Schalters zu erzwingen, ist es bekannt, den elektrischen Widerstand des Schalters zu erhöhen, beispielsweise indem die Anschlusselektroden mit einem Heizwiderstand in Reihe geschaltet sind oder selbst einen relativ hohen elektrischen Widerstand haben, der sich durch deren Länge, Querschnitt und Material einstellen lässt. Wesentlich schwieriger ist es aber, ein strombedingtes Auslösen eines Temperaturschutzschalters zu verhindern.To form temperature circuit breakers as current monitors, d. H. In the case of a critical current, to force a triggering of the switch, it is known to increase the electrical resistance of the switch, for example by the terminal electrodes are connected in series with a heating resistor or even have a relatively high electrical resistance, which is characterized by its length, cross section and material can be adjusted. But it is much more difficult to prevent a current-induced triggering of a thermal circuit breaker.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es einen Weg aufzuzeigen, wie sich ein kompakter Temperaturschutzschalter realisieren lässt, der ein zuverlässiges Schaltverhalten zeigt, welches von der im Temperaturschutzschalter erzeugten Stromwärme weitestgehend unbeeinflusst ist.Object of the present invention is to show a way to realize a compact thermal circuit breaker, which shows a reliable switching behavior, which is largely unaffected by the current heat generated in the temperature protection switch.
Diese Aufgabe wird durch einen Temperaturschutzschalter mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.This object is achieved by a temperature protection switch having the features specified in
Bei dem erfindungsgemäßen Temperaturschutzschalter fließt der Strom durch eine Kontaktfeder, die an einem ersten Schenkel den beweglichen Kontakt trägt und mit einem zweiten Schenkel das zweiten Anschlussblech kontaktiert. Zwischen dem ersten Schenkel der Feder und der Bimetallscheibe ist ein Stößel angeordnet, den die Bimetallscheibe bei Überschreiten der Schalttemperatur gegen den ersten Schenkel drückt und so den beweglichen Kontakt von dem Festkontakt abhebt. Die erfindungsgemäße Konstruktion ermöglicht einen kompakten Temperaturschutzschalter, der auch bei hohen elektrischen Leistungen eingesetzt werden kann, beispielsweise für Ströme von mehr als 10 A bei einer Netzspannung von 230 V. Insbesondere hat ein erfindungsgemäßer Temperaturschutzschalter gegenüber bekannten Temperaturschutzschaltern die folgenden Vorteile: Die Stromtragfähigkeit eines erfindungsgemäßen Schalters ist höher als bei dem aus der
Ein erfindungsgemäßer Temperaturschutzschalter hat vorteilhaft einen ebenso flachen Aufbau wie der aus der
Die Stromtragfähigkeit eines erfindungsgemäßen Schalters ist ebenso gut wie die Stromtragfähigkeit des aus der
Eine vorteilhafte Weiterbildung der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass die beiden Schenkel der Feder zum Öffnen des Schalters von dem Stößel auseinander gebogen werden. Bei einem Umschnappen der Bimetallscheibe drückt der Stößel den ersten Schenkel der Feder, der den beweglichen Kontakt trägt, also von dem zweiten Schenkel weg. Mit anderen Worten wird die Feder eines erfindungsgemäßen Temperaturschutzschalters beim Öffnen des Schalters also auf Zug beansprucht, während im Gegensatz dazu die Schenkel der Kontaktfeder bei dem aus der
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Feder an dem zweiten Anschlussblech mit einem Abschnitt befestigt ist, der sich quer zur Längsrichtung der beiden Federschenkel erstreckt. Auf diese Weise kann die Feder kompakt zwischen den beiden Anschlussblechen angeordnet werden.A further advantageous development of the invention provides that the spring is fastened to the second connection plate with a section which extends transversely to the longitudinal direction of the two spring legs. In this way, the spring can be arranged compactly between the two connecting plates.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Isolatorkörper aus zwei Teilkörpern zusammengesetzt ist, wobei die beiden Anschlussbleche zwischen den Teilkörpern liegen. Auf diese Weise lässt sich die Herstellung eines erfindungsgemäßen Temperaturschutzschalters erheblich vereinfachen. Die Anschlussbleche können zusammen mit der Feder und den beiden Kontakten in einen ersten Teilkörper eingelegt werden. Danach wird auf die Kontaktbleche ein zweiter Teilkörper aus einem elektrisch isolierenden Material, bevorzugt aus Kunststoff, auf die Anschlussbleche gelegt. Die beiden Teilkörper können formschlüssig miteinander verbunden werden, beispielsweise durch verbördeln oder verrasten, kraftschlüssig, beispielsweise durch verklemmen oder heißverprägen, oder stoffschlüssig verbunden werden, beispielsweise verklebt oder verschweißt werden. Die beiden Teilkörper können aber beispielsweise auch durch das aufgeschobene Gehäuse zusammengehalten werden. Als Alternative zu der Verwendung von Teilkörpern ist es auch möglich, den Isolatorkörper durch Umspritzen der Anschlussbleche herzustellen.A further advantageous development of the invention provides that the insulator body is composed of two sub-bodies, wherein the two connecting plates are located between the sub-bodies. In this way, the production of a thermal circuit breaker according to the invention can be considerably simplified. The connection plates can be inserted together with the spring and the two contacts in a first part body. Thereafter, a second part body made of an electrically insulating material, preferably made of plastic, placed on the contact plates on the contact plates. The two body parts can be positively connected with each other, for example, by crimping or latching, non-positively, for example, by jamming or hot stamping, or are materially connected, for example, glued or welded. However, the two partial bodies can also be held together by the deferred housing, for example. As an alternative to the use of partial bodies, it is also possible to produce the insulator body by encapsulation of the connection plates.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Bimetallscheibe außen an dem Isolatorkörper sitzt. Die Temperatur der Bimetallscheibe nährt sich auf diese Weise weitestgehend an die Umgebungstemperatur des Temperaturschutzschalters an und bleibt weitestgehend von Verlustwärme des durch den Temperaturschutzschalter fließenden Stroms unbeeinflusst. Bevorzugt sitzt die Bimetallscheibe in einer Vertiefung an der Außenseite des Isolatorkörpers. Auf diese Weise lässt sich vorteilhaft die Montage des Temperaturschutzschalters erleichtern.A further advantageous development of the invention provides that the bimetal disc is seated on the outside of the insulator body. The temperature of the bimetallic disc nourishes in this way largely to the ambient temperature of the thermal circuit breaker and remains largely unaffected by heat loss of the current flowing through the thermal circuit breaker. Preferably, the bimetallic disc sits in a recess on the outside of the insulator body. In this way, it is advantageous to facilitate the assembly of the temperature protection switch.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Gehäuse eine Oberseite und eine Unterseite aufweist, die über Schmalseiten miteinander verbunden sind. Ein solches Gehäuse ist flach, was ein wichtiger Vorteil bei einer Verwendung des Temperaturschutzschalters zum Schutz von Motoren und ähnlichen Geräten ist. Das Gehäuse ist an einer seiner Schmalseiten offen und mit dieser Seite auf den Isolatorkörper aufgesteckt. Besonders bevorzugt ist, das Gehäuse länglich. Die sich in Längsrichtung des Gehäuse erstreckenden Schmalseiten haben dann eine größere Länge als die sich quer zur Längsrichtung erstreckende Gehäuseöffnung.According to the invention it is provided that the housing has an upper side and a lower side, which are connected to each other via narrow sides. Such a housing is flat, which is an important advantage in using the thermal protector to protect motors and similar equipment. The housing is open on one of its narrow sides and attached with this side on the insulator body. Particularly preferred is the housing elongated. The extending in the longitudinal direction of the housing narrow sides then have a greater length than the transverse to the longitudinal direction extending housing opening.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass ein Abschnitt des Isolatorkörpers aus dem Gehäuse herausragt, beispielsweise kann der Isolatorkörper einen Anschlag für das Gehäuse bilden. Bevorzugt ist in einem aus dem Gehäuse herausragenden Abschnitt ein Abschnitt der Feder angeordnet. Besonders bevorzugt ist dabei, dass ein gebogener Abschnitt der Feder, der die beiden Federschenkel verbindet, in dem aus dem Gehäuse herausragenden Abschnitt des Isolatorkörpers angeordnet. Dies bedeutet, dass eine durch die Gehäuseöffnung definierte Schnittebene durch die Feder hindurch verläuft.A further advantageous development of the present invention provides that a portion of the insulator body protrudes from the housing, for example, the insulator body form a stop for the housing. Preferably, a portion of the spring is arranged in a protruding from the housing portion. It is particularly preferred that a bent portion of the spring, which connects the two spring legs, arranged in the protruding from the housing portion of the insulator body. This means that a cutting plane defined by the housing opening passes through the spring.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass der Isolatorkörper an einer Stirnseite, aus der die Anschlussbleche herausragen, einen hervorstehenden Abschnitt hat, der zischen den Anschlussblechen liegt. Bevorzugt liegt in diesem Abschnitt der gebogene Abschnitt der Feder, der die beiden Federschenkel verbindetA further advantageous development of the present invention provides that the insulator body has on a front side, from which protrude the terminal plates, a protruding portion which lies between the connecting plates. Preferably lies in this section of the bent portion of the spring which connects the two spring legs
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass das Gehäuse aus einem ferromagnetischen Material, beispielsweise aus Stahl ist. Auf diese Weise kann vorteilhaft mit einfachen Mitteln eine magnetische Abschirmung erreicht werden.A further advantageous development of the present invention provides that the housing is made of a ferromagnetic material, for example of steel. In this way, a magnetic shield can advantageously be achieved by simple means.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass der Stößel bei geöffnetem Schalter zwischen den beiden Anschlussblechen hindurchragt. Bevorzugt ragt der Stößel auch bei geschlossenem Schalter zwischen den Anschlussblechen hindurch.A further advantageous development of the present invention provides that the plunger protrudes between the two connecting plates when the switch is open. Preferably, the plunger protrudes between the terminal plates even when the switch is closed.
Der Festkontakt kann bei einem erfindungsgemäßen Temperaturschutzschalter von dem ersten Anschlussblech gebildet werden. Bevorzugt ist der Festkontakt aber ein separates Bauteil, das auf dem Anschlussblech befestigt ist.The fixed contact can be formed in a temperature protection switch according to the invention of the first terminal plate. Preferably, however, the fixed contact is a separate component which is fastened on the connection plate.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden an Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Gleiche und einander entsprechende Komponenten sind darin mit übereinstimmenden Bezugszahlen bezeichnet. Es zeigen:Further details and advantages of the invention will be explained with reference to embodiments with reference to the accompanying drawings. Identical and corresponding components are designated therein by corresponding reference numerals. Show it:
Der in den
Der Festkontakt
Die beiden Anschlussbleche
Außen an dem Isolatorkörper, bevorzugt in einer Ausnehmung des ersten Teilkörpers
Die Bimetallscheibe
Der Isolatorkörper
Die Anschlussbleche
Das Gehäuse
Die Bimetallscheibe
Ein elektrischer Widerstand für eine Selbsthaltefunktion kann beispielsweise auch außerhalb von dem Gehäuse, beispielsweise auf einer aus der Gehäuseöffnung herausragenden Stirnseite des Isolatorkörpers
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- erstes Anschlussblechfirst connecting plate
- 22
- Festkontaktfixed contact
- 33
- zweites Anschlussblechsecond connecting plate
- 44
- Kontaktfedercontact spring
- 4a4a
- erste Schenkelfirst thighs
- 4b4b
- zweite Schenkelsecond leg
- 55
- beweglicher Kontaktmoving contact
- 6a6a
- erster Teilkörperfirst part body
- 6b6b
- zweiter Teilkörpersecond part body
- 77
- Bimetallscheibebimetal disc
- 88th
- Stößeltappet
- 99
- Ringring
- 1010
- Gehäusecasing
- 1111
- Widerstandresistance
- 1212
- Blattfederleaf spring
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R016 | Response to examination communication | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R026 | Opposition filed against patent | ||
R026 | Opposition filed against patent |
Effective date: 20121120 |
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R008 | Case pending at federal patent court | ||
R030 | Patent maintained unamended by decision of federal patent court | ||
R031 | Decision of examining division/federal patent court maintaining patent unamended now final | ||
R034 | Decision of examining division/federal patent court maintaining patent in limited form now final | ||
R206 | Amended patent specification |