DE102013022331B4 - Temperature dependent switch - Google Patents
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Abstract
Temperaturabhängiger Schalter (10, 10', 10") mit einem ersten und einem zweiten Außenanschluss (11, 12), einem mit dem ersten Außenanschluss (11) elektrisch leitend verbundenen stationären Kontaktteil (15), einem mit dem stationären Kontaktteil (15) zusammenwirkenden beweglichen Kontaktteil (16), das an einem Federteil (17) befestigt ist, das elektrisch leitend mit dem zweiten Außenanschluss (12) verbunden ist, und das das bewegliche Kontaktteil (16) gegen das stationäre Kontaktteil (15) drückt, einem Bimetallteil (19) und einem zwischen dem Bimetallteil (19) und dem Federteil (17) angeordneten Stößel (21), wobei das Bimetallteil (19) bei Überschreiten einer Schalttemperatur den Stößel (21) gegen das Federteil (17) drückt und dadurch das bewegliche Kontaktteil (16) von dem stationären Kontaktteil (15) abhebt, um einen Schaltvorgang zu bewirken, bei dem der Schalter (10, 10', 10") geöffnet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter (10, 10', 10") ferner ein Federschnappteil (33) aufweist, das zumindest bei Überschreiten der Schalttemperatur den Stößel (21) gegen das Federteil (17) drückt und dabei zusammen mit dem Bimetallteil (19) eine kombinierte Druckkraft auf das Federteil (17) ausübt, um die Dynamik des Schaltvorgangs zu erhöhen.Temperature-dependent switch (10, 10 ', 10 ") with a first and a second external connection (11, 12), a stationary contact part (15) which is electrically conductively connected to the first external connection (11), and a stationary contact part (15) which interacts with the stationary contact part (15) movable contact part (16) which is fastened to a spring part (17) which is electrically conductively connected to the second external connection (12) and which presses the movable contact part (16) against the stationary contact part (15), a bimetallic part (19 ) and a plunger (21) arranged between the bimetal part (19) and the spring part (17), the bimetal part (19) pressing the plunger (21) against the spring part (17) and thereby the movable contact part (16) when a switching temperature is exceeded ) lifts off from the stationary contact part (15) in order to effect a switching process in which the switch (10, 10 ', 10 ") is opened, characterized in that the switch (10, 10', 10") also has a spring snap part (33) au That, at least when the switching temperature is exceeded, presses the plunger (21) against the spring part (17) and, together with the bimetallic part (19), exerts a combined pressure on the spring part (17) in order to increase the dynamics of the switching process.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen temperaturabhängigen Schalter gemäß Anspruch 1 mit einem ersten und einem zweiten Außenanschluss, einem mit dem ersten Außenanschluss elektrisch leitend verbundenen stationären Kontaktteil, einem mit dem stationären Kontaktteil zusammenwirkenden beweglichen Kontaktteil, das an einem Federteil befestigt ist, das elektrisch leitend mit dem zweiten Außenanschluss verbunden ist, und das das bewegliche Kontaktteil gegen das stationäre Kontaktteil drückt, einem Bimetallteil und einem zwischen dem Bimetallteil und dem Federteil angeordneten Stößel, wobei das Bimetallteil bei Überschreiten einer Schalttemperatur den Stößel gegen das Federteil drückt und dadurch das bewegliche Kontaktteil von dem stationären Kontaktteil abhebt, um einen Schaltvorgang zu bewirken, bei dem der Schalter geöffnet wird.The present invention relates to a temperature-dependent switch according to claim 1 with a first and a second external connection, a stationary contact part which is electrically conductively connected to the first external connection, a movable contact part which cooperates with the stationary contact part and which is attached to a spring part which is electrically conductive with the second external connection is connected, and which presses the movable contact part against the stationary contact part, a bimetal part and a plunger arranged between the bimetal part and the spring part, the bimetal part pressing the plunger against the spring part when a switching temperature is exceeded and thereby pushes the movable contact part away from the stationary Contact part lifts to cause a switching process in which the switch is opened.
Ein Schalter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der
Der bekannte Schalter ist Temperaturschutzschalter, bei dem die Schaltbewegung einer Bimetallscheibe über einen Stößel auf eine stromführende Schließfeder übertragen wird, die ein bewegliches Kontaktteil trägt, das sie bei geschlossenem Schalter gegen ein stationäres Kontaktteil drückt. Stationäres Kontaktteil und Schließfeder sind jeweils mit einem Anschlussblech verbunden. Die beiden Anschlussbleche sind an einem Isolatorkörper festgelegt, aus dem sie seitlich herausragen. Der Temperaturschutzschalter weist ein flaches Gehäuse auf, aus dem die beiden Anschlussbleche als Außenanschlüsse herausragen.The known switch is a temperature protection switch in which the switching movement of a bimetal disc is transmitted via a plunger to a current-carrying closing spring which carries a movable contact part which it presses against a stationary contact part when the switch is closed. The stationary contact part and the closing spring are each connected to a connecting plate. The two connection plates are fixed on an insulator body from which they protrude laterally. The temperature protection switch has a flat housing from which the two connection plates protrude as external connections.
Derartige temperaturabhängige Schalter werden in bekannter Weise dazu verwendet, elektrische Geräte vor Überhitzung zu schützen. Dazu wird der Schalter über seine beiden Außenanschlüsse elektrisch mit dem zu schützenden Gerät in Reihe geschaltet und mechanisch so an dem Gerät angeordnet, dass er mit diesem in thermischer Verbindung steht.Such temperature-dependent switches are used in a known manner to protect electrical devices from overheating. For this purpose, the switch is electrically connected in series with the device to be protected via its two external connections and mechanically arranged on the device in such a way that it is in thermal connection with it.
In der Ausführung eines Schalters gemäß der
Der Betriebsstrom des zu schützenden Gerätes fließt so durch die beiden Kontaktteile und die Federschnappscheibe in das Unterteil.The operating current of the device to be protected flows through the two contact parts and the spring snap disk into the lower part.
Der aus der
Unterhalb der Ansprechtemperatur der Bimetall-Schnappscheibe ist der Stromkreis geschlossen und das zu schützende Gerät wird über den Schalter mit Strom versorgt. Erhöht sich die Temperatur entweder infolge eines zu hohen Betriebsstromes oder infolge eines zu sehr aufgeheizten, zu schützenden Gerätes über einen zulässigen Wert hinaus, so verformt sich die Bimetall-Schnappscheibe, wodurch die Federschnappscheibe von ihrer ersten stabilen geometrischen Konfiguration, in der sie das bewegliche Kontaktteil gegen das stationäre Kontaktteil drückt, in ihre zweite stabile geometrische Konfiguration umspringt, in der sie das bewegliche Kontaktteil von dem stationären Kontaktteil abhebt. Der Schalter wird geöffnet und die Versorgung des zu schützenden Gerätes wird unterbrochen.The circuit is closed below the response temperature of the bimetal snap-action disk and the device to be protected is supplied with power via the switch. If the temperature rises above a permissible value either as a result of an operating current that is too high or as a result of the device to be protected being overheated, the bimetal snap-action disk deforms, causing the spring snap-action disk to change from its first stable geometric configuration, in which it is the movable contact part presses against the stationary contact part, jumps into its second stable geometric configuration in which it lifts the movable contact part from the stationary contact part. The switch is opened and the supply to the device to be protected is interrupted.
Das jetzt stromlose Gerät kann sich dann wieder abkühlen. Dabei kühlt sich auch der thermisch an das Gerät angekoppelte Schalter wieder ab, der daraufhin selbsttätig wieder schließt. Während ein derartiges Schaltverhalten zum Schutz z.B. eines Haartrockners durchaus sinnvoll sein kann, ist dies überall dort nicht erwünscht, wo sich das zu schützende Gerät nach dem Abschalten nicht automatisch wieder einschalten darf, um Beschädigungen zu vermeiden. Dies gilt z.B. für Elektromotoren, die als Antriebsaggregate eingesetzt werden.The now de-energized device can then cool down again. The switch that is thermally coupled to the device also cools down and then closes again automatically. While such switching behavior is used for protection e.g. a hair dryer can make sense, this is not desirable wherever the device to be protected must not automatically switch on again after being switched off in order to avoid damage. This applies e.g. for electric motors that are used as drive units.
Bei bekannten temperaturabhängigen Schaltern wird deshalb häufig ein sogenannter Selbsthaltewiderstand vorgesehen, der elektrisch parallel zu den Anschlüssen liegt, wie dies ebenfalls in der
Abweichend von der Ausführung des Schalters gemäß der
Das Schaltwerk kann auch eine Bimetall-Federzunge umfassen, wie es in der
Wenn der temperaturabhängige Schalter besonders hohe Ströme führen soll, so wird häufig ein Stromübertragungsglied in Form einer Kontaktbrücke oder eines Kontakttellers eingesetzt, das von einem Federteil bewegt wird und zwei Kontaktteile trägt, die mit zwei stationären Gegenkontakten zusammenwirken; siehe beispielsweise die
Auf diese Weise fließt der Betriebsstrom des zu schützenden Gerätes von dem ersten Gegenkontakt über das erste Kontaktteil in den Kontaktteller, durch diesen hindurch zum zweiten Kontaktteil und von diesem in den zweiten Gegenkontakt. Das Federteil ist somit stromlos. Es ist auch bekannt, das Federteil selbst, also beispielsweise eine Bimetall-Schnappscheibe oder eine gegen ein Bimetallteil arbeitende Federschnappscheibe als Kontaktbrücke zu verwenden, die den Betriebsstrom führt.In this way, the operating current of the device to be protected flows from the first mating contact via the first contact part into the contact plate, through this to the second contact part and from there into the second mating contact. The spring part is thus de-energized. It is also known to use the spring part itself, for example a bimetallic snap disk or a spring snap disk working against a bimetal part, as a contact bridge that carries the operating current.
Die bekannten Schalter müssen dazu in der Lage sein, Motoren sowohl im Grenzbetrieb bei maximal zulässiger Leistung als auch bei blockierendem Rotor zuverlässig zu schützen. Um zu prüfen, ob der Schalter dies auch leistet, werden üblicher Weise zwei Tests durchgeführt.The known switches must be able to reliably protect motors both in limit operation at maximum permissible power and when the rotor is locked. To check whether the switch can do this, two tests are usually carried out.
Bei dem sogennanten Heating Test wird der Motor mit maximaler Leistung betrieben, wobei weder der Stromfluss durch den Schalter noch die dabei von dem Motor auf den Schalter übertragene Hitze den Schalter öffnen darf.In the so-called heating test, the motor is operated at maximum power, whereby neither the current flow through the switch nor the heat transferred from the motor to the switch is allowed to open the switch.
Bei dem sogenannten Locked Rotor Test dagegen wird der Motor bei blockiertem Rotor mit der Betriebsspannung verbunden, was dazu führt, dass ein Betriebsstrom durch den Motor fließt, der drei bis fünf Mal größer ist als der übliche Betriebsstrom.In the so-called locked rotor test, on the other hand, the motor is connected to the operating voltage when the rotor is locked, which means that an operating current flows through the motor that is three to five times greater than the normal operating current.
Dieser hohe Strom führt natürlich auch zu einem Aufheizen des Motors und damit zu einer Temperaturerhöhung an dem Schalter. Um den Motor vor Überhitzung zu schützen, muss für eine gute thermische Ankopplung des Schalters an den Motor gesorgt werden.This high current naturally also leads to the motor heating up and thus to an increase in temperature at the switch. In order to protect the motor from overheating, a good thermal coupling between the switch and the motor must be ensured.
Neben der guten thermischen Ankopplung muss der Schalter auch die erforderliche Zahl von Schaltzyklen erfüllen, die bei typischen Anforderungen, wie sie oben beschrieben wurden, mindestens bei 3.000 liegen sollten.In addition to the good thermal coupling, the switch must also meet the required number of switching cycles, which should be at least 3,000 for typical requirements as described above.
Damit der Schalter hohe Betriebsströme führen kann, ohne dass dadurch die Bimetallscheibe bereits auf ihre Schalttemperatur aufgeheizt wird, schlägt die gattungsbildende
Die Bimetallscheibe wird zudem in einer Vertiefung an einer Außenseite des Isolatorkörpers angeordnet, um sie thermisch einerseits von der stromführenden Schließfeder zu entkoppeln und anderseits eine gute thermische Ankopplung der Bimetallscheibe an das zu schützende Gerät zu ermöglichen.The bimetal disk is also arranged in a recess on an outside of the insulator body in order to thermally decouple it on the one hand from the current-carrying closing spring and on the other hand to enable good thermal coupling of the bimetal disk to the device to be protected.
Das in dem bekannten Schalter verwendete temperaturabhängige Schaltwerk ist prinzipiell so aufgebaut, wie ein sogenannter Thermostatschalter, der zur Regelung der Temperatur eines damit ausgestatteten Gerätes verwendet wird, beispielsweise zur Regelung der Temperatur eine Heizplatte. Beispiele derartiger Thermostatschalter finden sich in folgenden Schutzrechten:
Der aus der gattungsbildenden
Bei dem Schalter gemäß der
Versuche in den Räumen der Anmelderin haben gezeigt, dass der bekannte Schalter bei einem durch die Schließfeder fließenden Strom von 35 A im locked rotor test mit 120 VAC oft schon nach 300 Schaltzyklen nicht mehr öffnet, weil die Kontaktteile durch Lichtbogenbildung miteinander verschweißt wurden.Tests in the applicant's premises have shown that the known switch often no longer opens after 300 switching cycles with a current of 35 A flowing through the closing spring in the locked rotor test with 120 VAC, because the contact parts were welded together by arcing.
Die
Unterhalb ihrer Schalttemperatur drückt die Bimetall-Schnappscheibe den Bolzen in Richtung von zwei stationären Gegenkontakten, an die sich die Kontaktbrücke unter der Kraft der Druckfeder anlegt, die sich anderen Endes an der Bimetall-Schnappscheibe abstützt.Below its switching temperature, the bimetal snap disk pushes the bolt in the direction of two stationary mating contacts, against which the contact bridge rests under the force of the compression spring, which is supported at the other end on the bimetal snap disk.
Erhöht sich die Temperatur der Bimetall-Schnappscheibe, so zieht diese den Bolzen von den beiden stationären Gegenkontakten weg, wobei der Bolzen dabei die Kontaktbrücke von den Gegenkontakten abhebt, so dass der Schalter geöffnet wird.If the temperature of the bimetal snap disk increases, it pulls the bolt away from the two stationary mating contacts, the bolt lifting the contact bridge from the mating contacts so that the switch is opened.
Die
Auf der von dem Stößel abgelegenen Seite der Feder-Schnappscheibe ist eine Bimetall-Schnappscheibe angeordnet, die unterhalb ihrer Schalttemperatur lose unterhalb der Feder-Schnappscheibe liegt, so dass der Schalter geschlossen ist.On the side of the spring snap-action disk remote from the plunger, a bimetal snap-action disk is arranged which, below its switching temperature, lies loosely below the spring snap-action disk, so that the switch is closed.
Erhöht sich die Temperatur der Bimetall-Schnappscheibe, so drückt diese gegen den Stößel und die Feder-Schnappscheibe, so dass sich die Kontaktbrücke von den stationären Gegenkontakten abhebt und die Feder-Schnappscheibe von ihrer ersten in ihre zweite mechanisch stabile Lage umschnappt. In diesem geöffneten Zustand drücken sowohl die Feder-Schnappscheibe als auch die Bimetall-Schnappscheibe die Kontaktbrücke von den stationären Gegenkontakten weg.If the temperature of the bimetal snap disk increases, it presses against the plunger and the spring snap disk so that the contact bridge lifts off the stationary mating contacts and the spring snap disk snaps from its first to its second mechanically stable position. In this open state, both the spring snap-action disk and the bimetal snap-action disk push the contact bridge away from the stationary mating contacts.
Oberhalb der Kontaktbrücke ist ein Schaltstempel vorgesehen, der über eine zweite bistabile Feder-Schnappscheibe an einem Betätigungsknopf angeordnet ist. Wenn der Betätigungsknopf in das Gehäuse des Schalters hineingedrückt wird, so drückt der Schaltstempel bei geöffnetem Schalter gegen die Kontaktbrücke. Die Stellkraft der zweiten Feder-Schnappscheibe ist geringer als die Summe der Stellkräfte der ersten Feder-Schnappscheibe und der Bimetall-Schnappscheibe, so dass beim Eindrücken des Betätigungsknopfes in das Gehäuse die zweite Feder-Schnappscheibe in ihre inaktive Position umschnappt, wenn sich die Bimetall-Schnappscheibe oberhalb ihrer Schalttemperatur befindet.A switching plunger is provided above the contact bridge, which is arranged on an actuating button via a second bistable spring snap disk. When the actuating button is pressed into the housing of the switch, the switching plunger presses against the contact bridge when the switch is open. The actuating force of the second spring snap disk is less than the sum of the actuating forces of the first spring snap disk and the bimetal snap disk, so that when the actuation button is pressed into the housing, the second spring snap disk snaps over into its inactive position when the bimetal Snap disk is above its switching temperature.
Sinkt die Temperatur der Bimetall-Schnappscheibe wieder, so springt diese in ihre unbelastete Stellung zurück, die Kontaktbrücke wird jedoch durch die erste Feder-Schnappscheibe in geöffneter Stellung gehalten. Ein erneutes Drücken auf den Betätigungsknopf bewirkt jetzt, dass der Schaltstempel die Kontaktbrücke nach unten drückt, so dass die erste Feder-Schnappscheibe wieder in ihre erste stabile Position umspringt, in der der Schalter geschlossen ist. Die Stellkraft der zweiten Feder-Schnappscheibe muss dazu größer sein als die der ersten Feder-Schnappscheibe.If the temperature of the bimetal snap disk falls again, it jumps back into its unloaded position, but the contact bridge is held in the open position by the first spring snap disk. Pressing the actuating button again now causes the switching plunger to press the contact bridge downwards, so that the first spring snap-action disk jumps back into its first stable position in which the switch is closed. The actuating force of the second spring snap disk must be greater than that of the first spring snap disk.
Aus der
Die Bimetall-Schnappscheibe ist über eine Federscheibe auf einer Schulter des Gehäuses des temperaturabhängigen Schalters festgelegt. Die Federscheibe ermöglicht ein Umschnappen der Bimetall-Schnappscheibe und dämpft die Bewegung der Bimetall-Schnappscheibe während der Umschaltvorgänge und soll den Wärmeaustausch zwischen der Bimetall-Schnappscheibe und dem Gehäuse verbessern.The bimetal snap disk is fixed on a shoulder of the housing of the temperature-dependent switch via a spring washer. The spring washer enables the bimetal snap disk to snap over and dampens the movement of the bimetal snap disk during the switching processes and is intended to improve the heat exchange between the bimetal snap disk and the housing.
Die
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den eingangs genannten Schalter derart weiterzubilden, dass er bei einfachem und preiswertem Aufbau auch bei höheren Schaltströmen noch eine ausreichende Anzahl von Schaltzyklen bereitstellt.On the basis of this prior art, it is the object of the present invention to develop the switch mentioned at the beginning in such a way that it still provides a sufficient number of switching cycles with a simple and inexpensive construction even with higher switching currents.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei dem eingangs genannten Schalter dadurch gelöst, dass der Schalter ein Federschnappteil aufweist, das zumindest bei Überschreiten der Schalttemperatur den Stößel gegen das Federteil drückt und dabei zusammen mit dem Bimetallteil eine kombinierte Druckkraft auf das Federteil ausübt, um die Dynamik des Schaltvorgangs zu erhöhen.According to the invention, this object is achieved in the aforementioned switch in that the switch has a spring snap-in part which presses the plunger against the spring part at least when the switching temperature is exceeded and, together with the bimetal part, a combined one Exerts pressure force on the spring part in order to increase the dynamics of the switching process.
In einem nicht zu der Erfindung zählenden Ausführungsbeispiel wird der Stößel im Gegensatz zu dem bekannten Schalter nicht nur beim Öffnen des Schalters sondern auch beim Schließen des Schalters die Bewegung des Bimetallteils auf das Federteil überträgt, wird die Schließgeschwindigkeit erhöht, die erfindungsgemäß nicht mehr nur durch die Schließfeder bestimmt wird.In an embodiment that is not part of the invention, the plunger, in contrast to the known switch, not only transmits the movement of the bimetal part to the spring part when the switch is opened but also when the switch is closed, the closing speed is increased, which according to the invention no longer only by Closing spring is determined.
Dabei wird nicht die Lichtbogenausbildung selbst zu beeinflusst oder das Federteil umgestaltet, sondern die Schaltdynamik des bekannten Schalters wird dadurch erhöht, dass zwischen der Schließfeder und dem Bimetallteil eine Zwangskopplung bereitgestellt wird.In this case, the arc formation itself is not influenced or the spring part is redesigned, but the switching dynamics of the known switch are increased in that a forced coupling is provided between the closing spring and the bimetal part.
Diese Zwangskopplung wird auf konstruktiv einfache und preiswerte Weise dadurch erreicht, dass der Stößel nicht nur beim Öffnen in bekannter Weise eine Druckkraft von dem Bimetallteil auf das Federteil überträgt, sondern beim Schließen eine Zugkraft von dem Bimetallteil auf das Federteil überträgt.This positive coupling is achieved in a structurally simple and inexpensive manner in that the plunger not only transfers a pressure force from the bimetal part to the spring part when opening, but also transfers a tensile force from the bimetal part to the spring part when closing.
Diese Maßnahme erhöht die Schließgeschwindigkeit des Schalters, was insbesondere bei hohen geschalteten Strömen wider Erwarten den Kontaktverschleiß bereits deutlich verringert, wodurch nach Erkenntnis der Erfinder der vorliegenden Anmeldung bereits die Lebensdauer, also die Zahl der Schaltzyklen deutlich erhöht.This measure increases the closing speed of the switch, which, contrary to expectations, already significantly reduces the contact wear, especially at high switched currents, which, according to the inventors of the present application, already significantly increases the service life, i.e. the number of switching cycles.
Von Vorteil ist dabei insbesondere, dass nicht die Stellkraft des Federteils erhöht wird, sondern durch die Bimetallscheibe eine zusätzliche Schließkraft aufgebracht wird. Auf diese Weise wird die Öffnungsgeschwindigkeit des Schalters nicht negativ beeinflusst, denn beim Öffnen muss die Bimetallscheibe lediglich nach wie vor die bisherige Schließkraft des Federteils überwinden.It is particularly advantageous that the actuating force of the spring part is not increased, but that an additional closing force is applied by the bimetal disc. In this way, the opening speed of the switch is not adversely affected, because when opening the bimetal disc only has to overcome the previous closing force of the spring part.
Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben anhand der zu der vorliegenden Erfindung führenden Versuche und Überlegungen erkannt, dass unter bestimmten Bedingungen auf die Zwangskopplung zwischen dem Stößel und dem Federteil verzichtet werden, ohne dass alle oben genannten Vorteile verloren gehen.The inventors of the present application have recognized on the basis of the experiments and considerations leading to the present invention that under certain conditions the forced coupling between the plunger and the spring part can be dispensed with without all of the above-mentioned advantages being lost.
Wenn lediglich das Federschnappteil und das Bimetallteil mit dem Stößel verbunden sind, bleibt der Vorteil der erhöhten Öffnungsgeschwindigkeit erhalten. Beim Schließen des Schalters wird der Stößel durch die kombinierte Wirkung von Federschnappteil und Bimetallteil zudem so schnell zurückgezogen, dass die Schließgeschwindigkeit gegenüber dem aus der
Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben ferner anhand der zu der Erfindung führenden Versuche und Überlegungen erkannt, dass unter bestimmten Bedingungen auch auf die Zwangskopplung zwischen dem Stößel und dem Federschnappteil sowie dem Bimetallteil verzichtet werden kann, ohne dass alle oben genannten Vorteile verloren gehen.The inventors of the present application have also recognized on the basis of the experiments and considerations leading to the invention that under certain conditions the forced coupling between the plunger and the spring snap-in part and the bimetal part can be dispensed with without all of the above-mentioned advantages being lost.
Wenn das zusätzliche Federschnappteil vorgesehen ist, so bleibt der Vorteil der erhöhten Öffnungsgeschwindigkeit erhalten. Beim Schließen des Schalters wird der Stößel durch die Wirkung des Federschnappteil auf das Bimetallteil zudem so schnell zurückgezogen, dass die Schließgeschwindigkeit gegenüber dem aus der
Diese Maßnahme ist insofern ungewöhnlich, als der bekannte Schalter ja bereits ein Federteil aufweist, das in bekannter Weise gegen die Kraft des Bimetallteils arbeitet. This measure is unusual in that the known switch already has a spring part that works in a known manner against the force of the bimetal part.
Erfindungsgemäß wird jetzt zusätzlich ein Federschnappteil vorgesehen, um die Dynamik des Schaltvorganges weiter zu erhöhen.According to the invention, a spring snap part is now additionally provided in order to further increase the dynamics of the switching process.
Dies führt dazu, dass der neue Schalter auch bei hohen Schaltströmen die erforderliche Anzahl an Schaltzyklen überstehtThis means that the new switch can withstand the required number of switching cycles even with high switching currents
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst.The object on which the invention is based is completely achieved in this way.
Vorzugsweise sind das Federschnappteil und das Bimetallteil an einem ersten Ende des Stößels und das Federteil an einem zweiten Ende des Stößel angeordnet, wobei weiter vorzugsweise das Federschnappteil und das Bimetallteil so mit dem Stößel verbunden sind, dass sie auf den Stößel Druck- und Zugkräfte übertragen, weiter vorzugsweise weist der Stößel einen Schaft auf, der an seinem ersten Ende einen verjüngten Abschnitt aufweist, der einen gegenüber dem verjüngten Abschnitt verbreiterten Kopf trägt, wobei auf dem verjüngten Abschnitt das Bimetallteil und das Federschnappteil mit ihrem jeweiligen Durchgangsloch derart angeordnet sind, dass das Bimetallteil und das Federschnappteil mit Spiel zwischen dem Kopf und dem Schaft gehalten werden.Preferably, the spring snap part and the bimetal part are arranged at a first end of the plunger and the spring part at a second end of the plunger, wherein the spring snap part and the bimetal part are furthermore preferably connected to the plunger in such a way that they transmit compressive and tensile forces to the plunger, more preferably, the plunger has a shaft which has a tapered section at its first end which carries a head that is wider than the tapered section, the bimetal part and the spring snap-in part with their respective through-hole being arranged on the tapered section in such a way that the bimetal part and the spring snap is held with play between the head and the shaft.
Diese Maßnahmen führen wie die oben diskutierte, beidseitige Zwangskopplung des Stößels auch noch zu einer verbesserten Schaltdynamik, so dass die Anzahl der Schaltzyklen erhöht wird.Like the positive coupling of the plunger on both sides discussed above, these measures also lead to improved switching dynamics, so that the number of switching cycles is increased.
Der verjüngte Abschnitt kann mit dem Kopf oder dem Schaft einstückig ausgebildet sein, wobei entweder der verjüngte Abschnitt in ein in dem Schacht vorgesehenes Sackloch eingesetzt wird oder der Kopf auf den verjüngten Abschnitt aufgesetzt wird. Der Kopf kann auch als Niet ausgebildet sein, dessen Bolzen in ein in dem verjüngten Abschnitt vorgesehenes Sackloch eingesetzt wird.The tapered portion can be formed in one piece with the head or the shaft, either the tapered section is inserted into a blind hole provided in the shaft or the head is placed on the tapered section. The head can also be designed as a rivet, the bolt of which is inserted into a blind hole provided in the tapered section.
Dabei ist es bevorzugt, wenn das Bimetallteil zwischen dem Stößel und dem Federschnappteil angeordnet ist.It is preferred if the bimetal part is arranged between the plunger and the spring snap part.
Hier ist von Vorteil, dass das Federschnappteil außen an dem Bimetallteil liegt und dieses schützt.The advantage here is that the spring snap part lies on the outside of the bimetal part and protects it.
Alternativ ist es bevorzugt, wenn das Federschnappteil zwischen dem Stößel und dem Bimetallteil angeordnet ist.Alternatively, it is preferred if the spring snap part is arranged between the plunger and the bimetal part.
Hier ist zum einen von Vorteil, dass das außen liegende Bimetallteil thermisch gut an ein zu schützendes Gerät angekoppelt werden kann, wobei ferner von Vorteil ist, dass auch ohne Zwangskopplung zwischen Stößel und Bimetallteil sowie Federschnappteil das Bimetallteil das in Richtung Stößel über ihm liegende Federschnappteil beim Öffnen des Schalters sehr schnell zum Umschnappen bringt.The advantage here is, on the one hand, that the bimetal part located on the outside can be thermally well coupled to a device to be protected, and it is also advantageous that the bimetal part has the spring snap-in part above it in the direction of the plunger even without a forced coupling between the plunger and bimetal part and spring snap part Opening the switch makes it snap very quickly.
Unter einem „Federschnappteil“ wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Federteil verstanden, das zwei stabile geometrische Konfigurationen aufweist, wie dies für Federschnappscheiben bei temperaturabhängigen Schaltern allgemein bekannt ist. Durch das Bimetallteil wird das Federschnappteil von seiner einen in Richtung auf die andere geometrisch stabile Konfiguration gedrückt, bis das Federschnappteil dann schlagartig vollständig umspringt.In the context of the present invention, a “spring snap part” is understood to mean a spring part which has two stable geometric configurations, as is generally known for spring snap disks in temperature-dependent switches. The spring snap part is pressed by the bimetal part from its one in the direction of the other, geometrically stable configuration, until the spring snap part then suddenly springs over completely.
Der Schalter kann jeweils mit einem Heizwiderstand für definiertes stromabhängiges Schalten und ggf. zusätzlich mit einem Selbsthaltewiderstand versehen sein, damit der geöffnete Schalter nicht abkühlt und selbsttätig wieder schließt.The switch can each be provided with a heating resistor for defined current-dependent switching and, if necessary, additionally with a self-holding resistor so that the open switch does not cool down and close again automatically.
Weiter ist es bevorzugt, wenn das Bimetallteil als längliche Zunge ausgebildet ist, die an ihren gegenüberliegenden Schmalseiten jeweils zwischen zwei Widerlagern angeordnet ist, die sich in Längsrichtung des Stößels gegenüberliegen, weiter vorzugsweise das Federschnappteil als längliche Zunge ausgebildet ist, die an ihren gegenüberliegenden Schmalseiten jeweils zwischen zwei Widerlagern angeordnet ist, die sich in Längsrichtung des Stößels gegenüberliegen, weiter vorzugsweise das Bimetallteil als Bimetall-Scheibe ausgebildet ist, die an ihren Rand zwischen zwei Widerlagern angeordnet ist, die sich in Längsrichtung des Stößels gegenüberliegen, weiter vorzugsweise das Federschnappteil als Feder-Schnappscheibe ausgebildet ist, die an ihren Rand zwischen zwei Widerlagern angeordnet ist, die sich in Längsrichtung des Stößels gegenüberliegen.It is also preferred if the bimetal part is designed as an elongated tongue, which is arranged on its opposite narrow sides between two abutments that are opposite in the longitudinal direction of the plunger, further preferably the spring snap-in part is designed as an elongated tongue which is in each case on their opposite narrow sides is arranged between two abutments that are opposite each other in the longitudinal direction of the plunger, further preferably the bimetal part is designed as a bimetal disc, which is arranged at its edge between two abutments that are opposite in the longitudinal direction of the plunger, further preferably the spring snap part as a spring Snap disk is formed, which is arranged at its edge between two abutments which are opposite in the longitudinal direction of the plunger.
Diese Maßnahmen betreffen die möglichen Ausgestaltungen von Federschnappteil und Bimetallteil als längliche Zunge oder Scheibe. Wobei unter einer „Scheibe“ im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein allgemein rundes, kreisrundes, ovales oder abgerundetes Teil verstanden wird.These measures relate to the possible configurations of the spring snap part and the bimetallic part as an elongated tongue or disc. Whereby a “disk” in the context of the present invention is understood to mean a generally round, circular, oval or rounded part.
Allgemein ist es bevorzugt, wenn der erste und zweite Außenanschluss an einem Isolatorkörper festgelegt sind, wobei vorzugsweise der erste und der zweite Außenanschluss als erstes bzw. zweites Anschlussblech ausgebildet sind, die beiden Anschlussbleche aus dem Isolatorkörper herausragen, und der Isolatorkörper in einem Gehäuse angeordnet ist, weiter vorzugsweise das Federteil einen ersten und einen zweiten Schenkel aufweist, das bewegliche Kontaktteil an dem ersten Schenkel befestigt ist, der zweite Schenkel elektrisch mit dem zweiten Anschlussblech verbunden ist, und der Stößel zwischen dem ersten Schenkel und dem Bimetallteil angeordnet ist, weiter vorzugsweise das Gehäuse eine Oberseite und eine Unterseite aufweist, die über Schmalseiten miteinander verbunden sind, und das Gehäuse an einer seiner Schmalseiten eine Öffnung aufweist und mit dieser Öffnung auf den Isolatorkörper gesteckt ist, weiter vorzugsweise die beiden Schenkel zum Unterbrechen einer leitenden Verbindung zwischen den beiden Anschlussblechen von dem Stößel auseinandergebogen werden, weiter vorzugsweise der zweite Schenkel an dem zweiten Anschlussblech anliegt, weiter vorzugsweise der Isolatorkörper aus zwei Teilkörpern zusammengesetzt ist, und die beiden Anschlussbleche zwischen den beiden Teilkörpern liegen.In general, it is preferred if the first and second external connections are fixed to an insulator body, the first and second external connections preferably being designed as first and second connection plates, the two connection plates protruding from the insulator body, and the insulator body being arranged in a housing , further preferably the spring part has a first and a second leg, the movable contact part is attached to the first leg, the second leg is electrically connected to the second connection plate, and the plunger is arranged between the first leg and the bimetal part, more preferably that Housing has an upper side and a lower side, which are connected to one another via narrow sides, and the housing has an opening on one of its narrow sides and is plugged with this opening onto the insulator body, further preferably the two legs to interrupt a conductive connection between d en both connection plates are bent apart by the plunger, further preferably the second leg rests against the second connection plate, further preferably the insulator body is composed of two sub-bodies, and the two connection plates lie between the two sub-bodies.
Ferner ist es bevorzugt, wenn das Bimetallteil in einer Vertiefung an einer Außenseite des Isolatorkörpers angeordnet ist, weiter vorzugsweise das Federschnappteil in einer Vertiefung an einer Außenseite des Isolatorkörpers angeordnet ist, und schließlich in der Vertiefung ein von außen eingesetzter Ring vorgesehen ist, der als Widerlager für das Federschnappteil und/oder das Bimetallteil dientFurthermore, it is preferred if the bimetal part is arranged in a recess on an outside of the insulator body, more preferably the spring snap part is arranged in a recess on an outside of the insulator body, and finally a ring inserted from the outside is provided in the recess, which acts as an abutment serves for the spring snap part and / or the bimetal part
Diese Maßnahmen sind konstruktiv von Vorteil, sie führen zu einem kompakten preiswerten Schalter.These measures are structurally advantageous, they lead to a compact, inexpensive switch.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der beigefügten Zeichnung.Further advantages emerge from the description and the attached drawing.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It goes without saying that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the respectively specified combination, but also in other combinations or alone, without departing from the scope of the present invention.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der beigefügten Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
-
1 einen schematischen, nicht maßstabsgetreuen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines temperaturabhängigen Schalters, das nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist und bei dem in einem Schaltwerk ein bewegliches Kontaktteil mit einem stationären Kontaktteil zusammenwirkt, und bei dem zwischen einem Bimetallteil und einem Federteil ein Stößel angeordnet ist; -
2 in einer schematischen Explosionsdarstellung einen Schalter, der das Schaltwerk aus1 verwendet; -
3 den zusammengebauten Schalter aus2 in einem Längsschnitt; -
4 den Schalter aus3 in Draufsicht, jedoch ohne Gehäuse; -
5 in einer Darstellung wie1 ein erstes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel für den temperaturabhängigen Schalter; und -
6 in einer Darstellung wie1 ein zweites erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel für den temperaturabhängigen Schalter.
-
1 a schematic, not true to scale longitudinal section through an embodiment of a temperature-dependent switch, which is not the subject of the present invention and in which a movable contact part cooperates with a stationary contact part in a switching mechanism, and in which a plunger is arranged between a bimetal part and a spring part; -
2 in a schematic exploded view of a switch that switches off the switching mechanism1 used; -
3 the assembled switch2 in a longitudinal section; -
4th the switch off3 in plan view, but without housing; -
5 in a representation like1 a first embodiment of the invention for the temperature-dependent switch; and -
6 in a representation like1 a second inventive embodiment for the temperature-dependent switch.
In
Das Schaltwerk
Das Federteil
Das Schaltwerk
In an sich bekannter Weise drückt das Bimetallteil
Das Bimetallteil
Der Stößel
Der Schaft
In dem in
Die Schmalseiten
Beim Überschreiten seiner Schalt- oder Ansprechtemperatur klappt das Bimetallteil
Sinkt die Temperatur des Bimetallteils
Parallel zu dem Bimetallteil
Das Federschnappteil
Das Federschnappteil
Das Umspringen des Federschnappteils
Da das Federschnappteil
Der Schalter
Das Federteil
Beim Zusammenbau des Schalters
Der Isolatorkörper
Das Bimetallteil
In die Vertiefung
Zwischen den Widerlagern
Der Stößel
Nach dem Zusammenbau verläuft der Stößel
Der Kopf
Der erste Schenkel
Auf diese Weise sind erster Schenkel
Wird der Stößel
In
Der Schalter
Obwohl also der Kopf
Das Federteil
Beim Schließen des Schalters
Dabei wird das Federteil
Bei dem Schalter
Weil bei dem Schalter
Beim Zusammenbau wird zunächst der Isolatorkörper
Der Stößel
Bei dem Schalter
Obwohl beide Köpfe
Wenn sich die Temperatur des Bimetallteils
Das Federteil
Beim Schließen des Schalters
Dabei wird das Federteil
Bei dem Schalter
Weil bei dem Schalter
Zunächst wird der Isolatorkörper
Danach wird der Stößel
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