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Die vorliegende Erfindung betrifft einen temperaturabhängigen Schalter gemäß Anspruch 1.
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Temperaturabhängige Schalter sind grundsätzlich bereits in einer Vielzahl bekannt. Ein beispielhafter temperaturabhängiger Schalter ist in der
DE 196 09 310 A1 offenbart.
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Derartige temperaturabhängige Schalter dienen in an sich bekannter Weise dazu, die Temperatur eines Gerätes zu überwachen. Hierzu wird der Schalter bspw. über eine seiner Außenflächen in thermischen Kontakt mit dem zu schützenden Gerät gebracht, so dass die Temperatur des zu schützenden Gerätes die Temperatur des im Inneren des Schalters angeordneten Schaltwerks beeinflusst.
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Der Schalter wird dabei typischerweise über Anschlussleitungen elektrisch in Reihe in den Versorgungsstromkreis des zu schützenden Gerätes geschaltet, so dass unterhalb der Ansprechtemperatur des Schalters der Versorgungsstrom des zu schützenden Gerätes durch den Schalter fließt.
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Der aus der
DE 196 09 310 A1 bekannte Schalter weist ein Schaltergehäuse auf, in dessen Inneren ein Schaltwerk hermetisch versiegelt angeordnet ist. Das Schaltergehäuse ist zweiteilig aufgebaut. Es weist ein Unterteil aus Isoliermaterial sowie ein Deckelteil aus elektrisch leitendem Material auf. Das Deckelteil ist in das Unterteil eingelegt und von einem oberen Rand des Unterteils gehalten. Das Schaltwerk ist zwischen dem Deckelteil und dem Unterteil geklemmt angeordnet. Das Schaltwerk wird bei der Herstellung des Schalters zunächst lose in das Unterteil eingelegt. Anschließend wird darauf das Deckelteil platziert und mit dem Unterteil fest verbunden.
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Das in dem Schaltergehäuse angeordnete temperaturabhängige Schaltwerk weist eine Feder-Schnappscheibe, an der ein bewegliches Kontaktteil befestigt ist, sowie eine über das bewegliche Kontaktteil gestülpte Bimetall-Schnappscheibe auf. Die Feder-Schnappscheibe drückt das bewegliche Kontaktteil gegen einen stationären Gegenkontakt, der auf der Innenseite des Schaltergehäuses an dem Deckelteil angeordnet ist. Mit ihrem äußeren Rand stützt sich die Feder-Schnappscheibe an einem zweiten stationären Gegenkontakt ab, der in das elektrisch isolierende Unterteil eingelegt ist. Der elektrische Strom fließt damit von dem einen stationären Gegenkontakt durch das bewegliche Kontaktteil und die Feder-Schnappscheibe in den zweiten stationären Gegenkontakt. Die beiden stationären Gegenkontakte sind mit jeweiligen elektrischen Anschlüssen des Schalters verbunden.
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Für das temperaturabhängige Schaltverhalten des Schalters ist im Wesentlichen die temperaturabhängige Bimetall-Schnappscheibe verantwortliche. Diese ist meist als mehrlagiges, aktives, blechförmiges Bauteil aus zwei, drei oder vier miteinander verbundenen Komponenten mit unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten ausgebildet. Die Verbindung der einzelnen Lagen aus Metallen oder Metalllegierungen sind bei derartigen Bimetall-Schnappscheiben meist stoffschlüssig oder formschlüssig und werden bspw. durch Walzen erreicht.
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Eine derartige Bimetall-Schnappscheibe weist bei tiefen Temperaturen, unterhalb der Ansprechtemperatur der Bimetall-Schnappscheibe, eine erste stabile geometrische Konfiguration (Tieftemperaturkonfiguration) und bei hohen Temperaturen, oberhalb der Ansprechtemperatur der Bimetall-Schnappscheibe, eine zweite stabile geometrische Konfiguration (Hochtemperaturkonfiguration) auf. Die Bimetall-Schnappscheibe springt temperaturabhängig nach Art einer Hysterese von ihrer Tieftemperaturkonfiguration in ihre Hochtemperaturkonfiguration um. Bei diesem Vorgang spricht man häufig von einem „Umschnappen“, was auch die Bezeichnung als „Schnappscheibe“ begründet.
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Sofern keine Rückschaltsperre vorgesehen ist, schnappt die Bimetall-Schnappscheibe wieder in ihre Tieftemperaturkonfiguration zurück, so dass der Schalter wieder geschlossen wird, sobald sich die Temperatur der Bimetall-Schnappscheibe infolge der Abkühlung des zu schützenden Gerätes unterhalb der sog. Rücksprungtemperatur der Bimetall-Schnappscheibe absenkt.
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Bei einer Vielzahl von temperaturabhängigen Schaltern wird die Bimetall-Schnappscheibe bei der Herstellung des Schalters vorzugsweise als loses Einzelteil in das Schaltergehäuse eingelegt, wobei die Bimetall-Schnappscheibe bspw. mit einem darin vorgesehenen zentrischen Durchgangsloch über das an der Feder-Schnappscheibe befestigte Kontaktteil gestülpt wird. Erst durch das Verschließen des Schaltergehäuses wird die Bimetall-Schnappscheibe dann in ihrer Lage fixiert und deren Position relativ zu den übrigen Bauteilen des Schaltwerks festgelegt. So wird dies auch bei dem eingangs genannten aus der
DE 196 09 310 A1 bekannten Schalter gemacht.
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Die Produktion eines derartigen Schalters, bei dem die Bimetall-Schnappscheibe einzeln eingesetzt wird, hat sich jedoch als relativ umständlich herausgestellt, da mehrere Schritte zum Einsetzen des Schaltwerks in das Schaltergehäuse notwendig sind.
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Bei einem aus der
DE 10 2011 119 632 B3 bekannten Schalter wird die Bimetall-Schnappscheibe bereits vorab (außerhalb des Schaltergehäuses) mit dem an der Feder-Schnappscheibe befestigten Kontaktteil verbunden. Hierzu wird die Bimetall-Schnappscheibe über das Kontaktteil gestülpt und anschließend ein oberer Kragen des Kontaktteils umgeklappt. Infolgedessen ist nicht nur die Feder-Schnappscheibe an dem Kontaktteil befestigt, sondern auch die Bimetall-Schnappscheibe an diesem unverlierbar gehalten.
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Das aus der Bimetall-Schnappscheibe, der Feder-Schnappscheibe und dem beweglichen Kontaktteil bestehende Schaltwerk lässt sich damit bereits vorab als Halbfabrikat herstellen, welches eine unverlierbare Einheit bildet und separat als Schüttgut auf Lager gehalten werden kann. Bei der Herstellung des Schalters kann das Schaltwerk dann als unverlierbare Einheit in das Schaltergehäuse eingesetzt werden. Dies vereinfacht die Produktion des Schalters um ein Vielfaches.
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Die Feder-Schnappscheibe ist bei dem aus der
DE 10 2011 119 632 B3 bekannten Schalter mit dem Kontaktteil verschweißt oder verlötet, um einen möglichst guten elektrischen Kontakt zwischen diesen beiden Bauteilen herzustellen. Es hat sich jedoch gezeigt, dass es insbesondere bei der Schüttgut-Lagerhaltung des als Halbfabrikat vorproduzierten Schaltwerks zu einem Bruch der Schweiß- oder Lötverbindung zwischen dem Kontaktteil und der Feder-Schnappscheibe kommen kann. Derartige defekte Schalter lassen sich dann natürlich nicht mehr einsetzen. Problematisch ist allerdings, dass sich Defekte am Schaltwerk häufig erst nach der Montage des gesamten Schalters erkennen lassen, da eine Funktionsprüfung des Schaltwerks erst im Zustand des fertig zusammengebauten Schalters möglich ist.
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Die
DE 10 2013 017 232 A1 offenbart ein temperaturabhängiges Schaltwerk mit einer Bimetall-Schnappscheibe und einer Feder-Schnappscheibe, die ein bewegliches Kontaktteil trägt, wobei die Bimetall-Schnappscheibe und die Feder-Schnappscheibe unverlierbar von einem ringförmigen Rahmen gehalten werden.
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Die
DE 10 2019 125 453 A1 offenbart einen temperaturabhängigen Schalter, mit einem temperaturabhängigen Schaltwerk, welches ein erstes temperaturabhängiges Schnappteil aufweist, das bei Überschreiten einer ersten Schalttemperatur aus seiner geometrischen Tieftemperaturkonfiguration in seine geometrische Hochtemperaturkonfiguration umschnappt und bei einem anschließenden Unterschreiten einer ersten Rückschalttemperatur wieder aus seiner geometrischen Hochtemperaturkonfiguration zurück in seine geometrische Tieftemperaturkonfiguration umschnappt. Der Schalter weist ferner ein zweites temperaturabhängiges Schnappteil auf, das bei Überschreiten einer zweiten Schalttemperatur aus seiner geometrischen Tieftemperaturkonfiguration in seine geometrische Hochtemperaturkonfiguration umschnappt und bei einem anschließenden Unterschreiten einer zweiten Rückschalttemperatur wieder aus seiner geometrischen Hochtemperaturkonfiguration zurück in seine geometrische Tieftemperaturkonfiguration umschnappt. Die zweite Rückschalttemperatur ist niedriger als die erste Rückschalttemperatur und das zweite Schnappteil ist dazu eingerichtet, den Schalter auch dann geöffnet zu halten, wenn sich der Schalter über die erste und die zweite Schalttemperatur erhitzt und nachträglich auf eine Temperatur zwischen der ersten und der zweiten Rückschalttemperatur abgekühlt hat.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen temperaturabhängigen Schalter bereitzustellen, dessen Schaltwerk sich als Halbfabrikat vorproduzieren lässt, ohne dabei anfällig für Beschädigungen zu sein, und mit dem ein Funktionstest des Schaltwerks bereits vor dessen schlussendlichem Einbau in den Schalter möglich ist.
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Ferner sollte der Schalter vergleichsweise einfach montierbar sein, eine geringe Bauhöhe aufweisen und druckstabil ausgestaltet sein.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen temperaturabhängigen Schalter gemäß Anspruch 1 gelöst, welcher folgende Bauteile umfasst:
- - ein temperaturabhängiges Schaltwerk mit einer Schaltwerkseinheit, die ein mit einer Bimetall-Schnappscheibe gekoppeltes, bewegliches Kontaktteil aufweist, und mit einem Schaltwerksgehäuse, in dem die Schaltwerkseinheit angeordnet und darin unverlierbar gehalten ist, wobei das Schaltwerksgehäuse einen ersten Grundkörper aus elektrisch leitfähigem Material aufweist;
- - ein Schaltergehäuse mit einem zweiten Grundkörper aus elektrisch isolierendem Material, in dem das Schaltwerksgehäuse angeordnet und darin unverlierbar gehalten ist, wobei das Schaltergehäuse ein stationäres Kontaktteil aufweist, das als Gegenkontakt zu dem beweglichen Kontaktteil fungiert;
- ein erstes Anschluss-Kontaktteil, das mit dem ersten Grundkörper des Schaltwerksgehäuses elektrisch verbunden ist; und
- ein zweites Anschluss-Kontaktteil, das mit dem stationären Kontaktteil elektrisch verbunden ist;
- wobei der erste Grundkörper des Schaltwerksgehäuses die Schaltwerkseinheit von einer ersten Gehäuseseite, einer der ersten Gehäuseseite gegenüberliegenden zweiten Gehäuseseite und einer zwischen und quer zu der ersten und der zweiten Gehäuseseite verlaufenden Gehäuseumfangsseite umgibt und auf der ersten Gehäuseseite eine Öffnung aufweist, durch die das bewegliche Kontaktteil mit dem stationären Kontaktteil zusammenwirkt, und
- wobei der zweite Grundkörper des Schaltergehäuses die erste Gehäuseseite und die Gehäuseumfangsseite des Schaltwerksgehäuses umgibt.
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Der erfindungsgemäße Schalter umfasst also ein Schaltwerk, welches ein zusätzliches Schaltwerksgehäuse aufweist, in dem die Schaltwerkseinheit, welche die Bimetall-Schnappscheibe und das bewegliche Kontaktteil aufweist, unverlierbar gehalten ist. Das Schaltwerksgehäuse umgibt die Schaltwerkseinheit, nämlich sowohl von einer ersten Gehäuseseite als auch von einer der ersten Gehäuseseite gegenüberliegenden zweiten Gehäuseseite als auch von einer zwischen und quer der ersten und der zweiten Gehäuseseite verlaufenden Gehäuseumfangsseite. Das Schaltwerksgehäuse umgibt die Schaltwerkseinheit somit aus allen sechs Raumrichtungen jeweils zumindest teilweise, so dass das Schaltwerk nicht aus dem Schaltwerksgehäuse herausfallen kann.
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Das Schaltwerk ist somit inklusive der Schaltwerkseinheit und inklusive dem die Schaltwerkseinheit umgebenden Schaltwerksgehäuse als Halbfabrikat vorproduzierbar, bevor es in das Schaltergehäuse eingesetzt wird. Das als Halbfabrikat vorproduzierte Schaltwerk kann als Schüttgut auf Lager gehalten werden. Während dieser Schüttgut-Lagerhaltung sind die fragilen Bauteile der Schaltwerkseinheit, insbesondere die Bimetall-Schnappscheibe und das bewegliche Kontaktteil, von dem Schaltwerksgehäuse geschützt. Beschädigungen dieser fragilen Bauteile während der Schüttgut-Lagerhaltung sind weitgehend ausgeschlossen, da die fragilen Bauteile der Schaltwerkseinheit in dem Schaltwerksgehäuse sicher gekapselt sind.
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Das Schaltwerksgehäuse bietet jedoch nicht nur den Vorteil einer sicheren Verwahrung der darin angeordneten Schaltwerkseinheit, es ermöglicht auch eine wesentlich einfachere Art der Herstellung des temperaturabhängigen Schalters. Anders als bei einem herkömmlichen Schaltergehäuse handelt es sich bei dem nun zusätzlich vorgesehenen Schaltwerksgehäuse um kein geschlossenes Gehäuse, in dem das Schaltwerk hermetisch versiegelt ist, sondern um ein teilweise offenes Gehäuse, das auf der ersten Gehäuseseite eine Öffnung aufweist, durch die das bewegliche Kontaktteil von außerhalb des Schaltwerksgehäuses zugänglich ist. Das Schaltwerk kann somit samt dem Schaltwerksgehäuse als Einheit in ein vereinfacht aufgebautes Schalterumgehäuse, welches das letztendliche Schaltergehäuse bildet, eingesetzt werden.
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Während das Schaltwerksgehäuse einen ersten Grundkörper aus elektrisch leitfähigem Material aufweist, weist das Schalter(um)gehäuse einen zweiten Grundkörper aus elektrisch isolierendem Material auf. An diesem elektrisch isolierenden zweiten Grundkörper ist ein elektrisch leitfähiges, stationäres Kontaktteil angeordnet, das als Gegenkontakt zu dem beweglichen Kontaktteil fungiert und durch die Öffnung im Schaltwerksgehäuse hindurch mit dem beweglichen Kontaktteil des Schaltwerks zusammenwirkt.
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Bei der Herstellung des temperaturabhängigen Schalters kann das erfindungsgemäße Schaltwerk also mitsamt seinem Schaltwerksgehäuse zunächst als Halbfabrikat vorproduziert werden und dann als Ganzes in das Schaltergehäuse eingesetzt werden. Hierdurch wird nicht nur die Lagerhaltung des Schaltwerks, sondern auch die Herstellung des temperaturabhängigen Schalters um ein Vielfaches vereinfacht.
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Die beiden Anschluss-Kontaktteile, von denen eines mit dem ersten Grundkörper des Schaltwerksgehäuses elektrisch verbunden ist und das andere mit dem stationären Kontaktteil elektrisch verbunden ist, sind vorzugsweise in dem elektrisch isolierenden, zweiten Grundkörper des Schaltergehäuses angeordnet bzw. in diesen direkt integriert. Dies hat den Vorteil, dass beim Einsetzen des Schaltwerks mitsamt seinem Schaltwerksgehäuse sich dieses direkt mit den beiden Anschluss-Kontaktteilen verbinden lässt. Diese Verbindung des Schaltwerks mit den beiden Anschluss-Kontaktteilen erfolgt automatisch bereits beim Einsetzen des Schaltwerksgehäuses in das Schaltergehäuse und erfordert keinen zusätzlichen Arbeitsschritt.
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Wie bereits erwähnt, handelt es sich bei dem Schaltwerksgehäuse um ein teilweise offenes Gehäuse. Während es sich bei der zweiten Gehäuseseite und der Gehäuseumfangsseite des Schaltwerksgehäuses vorzugsweise jeweils um geschlossene Gehäuseseiten handelt, handelt es sich bei der ersten Gehäuseseite aufgrund der erwähnten Öffnung nur um eine teilweise geschlossene bzw. um eine teilweise geöffnete Gehäuseseite.
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Die teilweise geöffnete erste Gehäuseseite des Schaltwerksgehäuses wird jedoch durch den elektrisch isolierenden, zweiten Grundkörper des Schaltergehäuses verdeckt. Dieser elektrisch isolierende, zweite Grundkörper fungiert als Schalterumgehäuse bzw. als Schalter-Unterteil, der die erste Gehäuseseite und die Gehäuseumfangsseite des Schaltwerksgehäuses zumindest teilweise umgibt.
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Insgesamt entsteht damit also ein aus relativ wenigen Bauteilen einfach aufgebauter Schalter, der sich in vergleichsweise wenigen Arbeitsschritten produzieren lässt. Das in dem Schalter verwendete Schaltwerk lässt sich zusammen mit dem Schaltwerksgehäuse vorproduzieren und als Schüttgut auf Lager halten. Das aus Schaltergehäuse und Schaltwerksgehäuse aufgebaute Gehäuse des Schalters ist vergleichsweise druckstabil aufgebaut und kann dennoch relativ kompakt/platzsparend ausgestaltet sein.
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Die oben genannte Aufgabe ist somit vollständig gelöst.
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Gemäß einer Ausgestaltung bildet ein Teil des ersten Grundkörpers, der die zweite Gehäuseseite des Schaltwerksgehäuses bildet, eine frei zugängliche Außenseite des Schalters.
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Dieser Teil des ersten Grundkörpers des Schaltwerksgehäuses ist in fertig montiertem Zustand des Schalters nicht von dem Schaltergehäuse umgeben. Somit kann dieser Teil des Schaltwerksgehäuses als unmittelbare elektrische Anschlussfläche für das erste Anschluss-Kontaktteil dienen.
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Der erwähnte Teil des ersten Grundkörpers des Schaltwerksgehäuses, welcher eine frei zugängliche Außenseite des Schalters bildet, weist vorzugsweise einen nach außen gewölbten, kuppel- oder topfförmigen Abschnitt auf. Dieser kuppel- oder topfförmige Abschnitt des Schaltwerksgehäuses ragt vorzugsweise zumindest zu einem Teil aus dem Schaltergehäuse hinaus. Mit „nach außen gewölbt“ ist an dieser Stelle gemeint, dass der kuppel- oder topfförmige Abschnitt aus Sicht des Schaltergehäuses nach außen, also aus dem Schaltergehäuse-Inneren hinausgewölbt ist. Die Außenseite des Schalters ist an dieser Stelle konvex gewölbt.
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Dieser Ausgestaltung des Schaltwerksgehäuses macht den Schalter extrem druckstabil. Zudem lässt sich der kuppel- oder topfförmige Abschnitt sehr einfach als Außenanschlussfläche des Schalters verwenden.
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Alternativ zur Nutzung der von außen frei zugänglichen zweiten Gehäuseseite des Schaltwerksgehäuses als Anschluss für das erste Anschluss-Kontaktteil kann das erste Anschluss-Kontaktteil auch im Inneren des Schaltergehäuses an dem ersten Grundkörper des Schaltwerksgehäuses elektrisch angeschlossen sein und durch den zweiten Grundkörper hindurch nach außen aus dem Schaltergehäuse geführt sein.
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Dies hat den Vorteil, dass das erste Anschluss-Kontaktteil bereits vorab, also noch vor dem Einsetzen des Schaltwerks, in das Schaltergehäuse integriert werden kann. Das erste Anschluss-Kontaktteil ist dabei vorzugsweise derart im Inneren des Schaltergehäuses angeordnet, dass das erste Anschluss-Kontaktteil automatisch mit dem elektrisch leitfähigen ersten Grundkörper des Schaltwerksgehäuses in Kontakt tritt, wenn das Schaltwerk in das Schaltergehäuse eingesetzt wird.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass das zweite Anschluss-Kontaktteil im Inneren des Schaltergehäuses an dem stationären Kontaktteil elektrisch angeschlossen ist und durch den zweiten Grundkörper hindurch nach außen aus dem Schaltergehäuse geführt ist.
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Damit lässt sich auch das zweite Anschluss-Kontaktteil bereits vorab, vor dem Einsetzen des Schaltwerks, in das Schaltergehäuse integrieren. Das zweite Anschluss-Kontaktteil und der stationäre Gegenkontakt sind dabei vorzugsweise derart im Schaltergehäuse angeordnet, dass die Kontaktierung mit dem Schaltwerk automatisch beim Einsetzen des Schaltwerksgehäuses in das Schaltergehäuse erfolgt.
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Da der zweite Grundkörper des Schaltergehäuses aus elektrisch isolierendem Material ist, können beide Anschluss-Kontaktteile durch den zweiten Grundkörper hindurchgeführt sein, ohne dass dabei ein elektrischer Kurzschluss entsteht. Vorzugsweise sind die beiden Anschluss-Kontaktteile durch entsprechende Öffnungen im zweiten Grundkörper des Schaltergehäuses passgenau hindurchgesteckt. Sofern diese Öffnungen nicht passgenau ausgestaltet sind, sollten diese mit zusätzlichem Isoliermaterial versiegelt sein, damit das Innere des Schalters gut abgedichtet ist und keine Verunreinigungen durch das Schaltergehäuse hindurch in das Schalter-Innere eintreten können.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist das Schaltergehäuse auf einer dem Schaltwerksgehäuse zugewandten Innenseite eine erste Anschluss-Kontaktteil-Aufnahme, in der das erste Anschluss-Kontaktteil angeordnet ist, und eine zweite Anschluss-Kontaktteil-Aufnahme, in der das zweite Anschluss-Kontaktteil angeordnet ist, auf.
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Die erste Anschluss-Kontaktteil-Aufnahme weist vorzugsweise eine erste Aussparung auf, in die das erste Anschluss-Kontaktteil eingebettet ist. Die zweite Anschluss-Kontaktteil-Aufnahme weist vorzugsweise eine zweite Aussparung auf, in die das zweite Anschluss-Kontaktteil eingebettet ist.
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Die beiden Anschluss-Kontaktteil-Aufnahmen sind jeweils vorzugsweise als eine Art „Kontaktnest“ ausgebildet, in dem die beiden Anschluss-Kontaktteile jeweils geschützt angeordnet sind. Die Anordnung der beiden Anschluss-Kontaktteile ist jeweils derart, dass diese automatisch mit dem Schaltwerk in Kontakt treten, wenn das Schaltwerk bei der Montage des Schalters in das Schaltergehäuse eingesetzt wird. Die Montage und elektrische Kontaktierung des Schalters sind damit denkbar einfach möglich.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung liegen die erste Aussparung und die zweite Aussparung in einer gemeinsamen Ebene.
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Damit sind beide Anschlussnester auf gleicher Höhe angeordnet. Dies vereinfacht den Anschluss der Anschluss-Kontaktteile an das Schaltwerk.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung umgibt das erste Anschluss-Kontaktteil das zweite Anschluss-Kontaktteil zumindest teilweise.
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Das stationäre Kontaktteil, mit dem das zweite Anschluss-Kontaktteil verbunden ist, ist vorzugsweise zentral in dem Schaltergehäuse angeordnet. Das erste Anschluss-Kontaktteil ist gemäß dieser Ausgestaltung als Teilkreisring ausgestaltet. Genauer gesagt hat das erste Anschluss-Kontaktteil einen im Inneren des Schaltergehäuses angeordneten Abschnitt, der die Form eines Kreisringsektors hat. Dieser Abschnitt kann entlang eines Teils des Innenwand-Umfangs des Schaltergehäuses verlaufen und das zweite Anschluss-Kontaktteil umgeben.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist zwischen dem zweiten Anschluss-Kontaktteil und dem Schaltwerksgehäuse ein Zwischenlageteil aus elektrisch isolierendem Material angeordnet.
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Dieses Zwischenlageteil ermöglicht es, den elektrisch leitfähigen ersten Grundkörper des Schaltwerksgehäuses direkt auf dem Zwischenlageteil anzuordnen. Das Zwischenlageteil isoliert dabei das zweite Anschluss-Kontaktteil von dem elektrisch leitfähigen ersten Grundkörper des Schaltwerksgehäuses.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung liegt das Schaltwerksgehäuse mit einem auf der ersten Gehäuseseite angeordneten ersten Gehäuseabschnitt auf dem Zwischenlageteil auf und mit einem auf der ersten Gehäuseseite angeordneten zweiten Gehäuseabschnitt entweder direkt auf dem ersten Anschluss-Kontaktteil oder unter Zwischenlage eines Verbindungsteils aus elektrisch leitfähigem Material auf dem ersten Anschluss-Kontaktteil auf.
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Beim Einsetzen des Schaltwerksgehäuses in das Schaltergehäuse ist somit automatisch ein elektrischer zwischen dem Schaltwerksgehäuse und dem ersten Anschluss-Kontaktteil hergestellt, während das Schaltwerksgehäuse aufgrund des Zwischenlageteils von dem zweiten Anschluss-Kontaktteil elektrisch isoliert ist. Eine Oberfläche des Zwischenlageteils liegt vorzugsweise in einer Ebene mit einer Oberfläche des ersten Anschluss-Kontaktteils oder einer Oberfläche des Verbindungsteils (sofern vorhanden). Das Schaltwerksgehäuse lässt sich somit zu dieser Ebene ausgerichtet eben in das Schaltergehäuse einsetzen.
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Vorzugsweise ist das erste Anschluss-Kontaktteil über das Verbindungsteil aus elektrisch leitfähigem Material, das zwischen dem ersten Anschluss-Kontaktteil und dem ersten Grundkörper des Schaltwerksgehäuses angeordnet ist, mit dem ersten Grundkörper des Schaltwerksgehäuses elektrisch verbunden.
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Dieses Verbindungsteil stellt den elektrischen Kontakt zwischen dem ersten Anschluss-Kontaktteil und dem ersten Grundkörper des Schaltwerksgehäuses her. Das Verbindungsteil wird vorzugsweise bereits vorab, vor dem Einsetzen des Schaltwerks, in dem Schaltergehäuse montiert.
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Gemäß einer Ausgestaltung ist das Verbindungsteil im Querschnitt L-förmig ausgestaltet und liegt an der ersten Gehäuseseite und an der Gehäuseumfangsseite des Schaltwerksgehäuses an.
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Ein solcher L-förmiger Querschnitt hat den Vorteil, dass dadurch die Kontaktfläche vergrö-ßert wird. Dies verbessert die Kontaktierung zwischen dem ersten Anschluss-Kontaktteil und dem ersten Grundkörper des Schaltwerksgehäuses.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung liegt eine an der Gehäuseumfangsseite angeordnete Außenumfangsfläche des Schaltwerksgehäuses an einer im Inneren des Schaltergehäuses angeordneten Innenumfangsfläche des Schaltergehäuses an.
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Vorzugsweise liegt die Außenumfangsfläche des Schaltwerksgehäuses passgenau an der Innenumfangsfläche des Schaltergehäuses an. Dies hat im Wesentlichen den Vorteil, dass das Schaltwerk beim Einsetzen des Schaltwerksgehäuses in das Schaltergehäuse in Bezug auf das stationäre Kontaktteil korrekt ausgerichtet ist. Eine Ausrichtung des beweglichen Kontaktteils des Schaltwerks relativ zu dem stationären Kontaktteil erfolgt automatisch beim Einsetzen des Schaltwerksgehäuses in das Schaltergehäuse.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist ein Durchmesser der Öffnung kleiner als ein parallel dazu gemessener Durchmesser der Bimetall-Schnappscheibe. Die Bimetall-Schnappscheibe ist somit sicher in dem Schaltwerksgehäuse gehalten und kann sich auch bei entsprechender Erschütterung aus diesem nicht herauslösen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Schaltwerk dazu eingerichtet, unterhalb einer Ansprechtemperatur der Bimetall-Schnappscheibe den Schalter in einer Tieftemperaturstellung zu halten, in der das Schaltwerk über das bewegliche Kontaktteil eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten Anschluss-Kontaktteil und dem zweiten Anschluss-Kontaktteil herstellt, und bei Überschreiten der Ansprechtemperatur, den Schalter in eine Hochtemperaturstellung zu bringen, in der das Schaltwerk die elektrische Verbindung unterbricht.
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Vorzugsweise ist die Bimetall-Schnappscheibe dazu eingerichtet, bei Überschreiten der Ansprechtemperatur von einer geometrisch stabilen Tieftemperaturkonfiguration in eine geometrisch stabile Hochtemperaturkonfiguration umzuschnappen, wobei sich die Bimetall-Schnappscheibe in ihrer Hochtemperaturkonfiguration an einer auf der ersten Gehäuseseite des Schaltwerksgehäuses angeordneten Abstützfläche abstützt, die an dem ersten Grundkörper des Schaltwerksgehäuses ausgebildet ist, und dabei das bewegliche Kontaktteil auf Abstand zu dem stationären Kontaktteil hält.
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Da die Schaltwerkseinheit, wie bereits erwähnt, gemäß der vorliegenden Erfindung in dem Schaltwerksgehäuse gekapselt ist und sich die Bimetall-Schnappscheibe in ihrer Hochtemperaturkonfiguration an der genannten Abstützfläche im Inneren des Schaltwerksgehäuses abstützt, lässt sich eine Funktionsüberprüfung des Schaltwerks auch bereits bei dem als Halbfabrikat vorproduzierten Schaltwerk durchführen, also noch bevor das Schaltwerk in das Schaltergehäuse verbaut und der Schalter komplett montiert ist. Die Bimetall-Schnappscheibe kann nämlich bereits dann ihre beiden temperaturabhängigen Konfigurationen im Inneren des Schaltwerksgehäuses einnehmen.
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Bei herkömmlichen Schaltern ist dies nicht möglich, da sich die Bimetall-Schnappscheibe aufgrund des Fehlens des nunmehr extra vorgesehenen Schaltwerksgehäuses in ihrer Hochtemperaturkonfiguration an dem Schaltergehäuse abstützt, so dass eine Funktionsüberprüfung nur in fertig montiertem Zustand des Schalters möglich ist.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist die Schaltwerkseinheit ferner eine mit dem beweglichen Kontaktteil gekoppelte Feder-Schnappscheibe auf, die sich in der Tieftemperaturstellung des Schalters an einer auf der zweiten Gehäuseseite im Inneren des Schaltwerksgehäuses angeordneten Innenfläche abstützt. Bei dieser Innenfläche handelt es sich vorzugsweise um eine Innenfläche des elektrisch leitfähigen ersten Grundkörpers des Schaltwerksgehäuses.
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Das zusätzliche Vorsehen einer solchen Feder-Schnappscheibe hat insbesondere den Vorteil, dass dadurch die Bimetall-Schnappscheibe entlastet wird. In der Tieftemperaturkonfiguration des Schalters, also wenn der Stromkreis über den Schalter geschlossen ist, dient die Feder-Schnappscheibe gemäß dieser Ausgestaltung als stromführendes Bauteil. Die Bimetall-Schnappscheibe ist dann hingegen kein stromführendes Bauteil.
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Zudem erzeugt die Feder-Schnappscheibe in der Tieftemperaturstellung des Schalters den Schließdruck, mit dem das bewegliche Kontaktteil gegen das stationäre Kontaktteil gedrückt wird. Die Bimetall-Schnappscheibe kann in der Tieftemperaturstellung des Schalters hingegen nahezu kräftefrei gelagert sein. Dies wirkt sich positiv auf die Lebensdauer der Bimetall-Schnappscheibe aus und bewirkt, dass sich der Schaltpunkt, also die Ansprechtemperatur der Bimetall-Schnappscheibe, auch nach vielen Schaltzyklen nicht verändert.
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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 Ramen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische Schnittansicht des temperaturabhängigen Schalters gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei der Schalter in seiner Tieftemperaturstellung gezeigt ist;
- 2 eine schematische Schnittansicht des in 1 gezeigten Schalters, wobei der Schalter in seiner Hochtemperaturstellung gezeigt ist;
- 3 eine schematische Schnittansicht, die einen Bearbeitungsschritt während der Herstellung des temperaturabhängigen Schalters gemäß dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel veranschaulicht; und
- 4 eine schematische Draufsicht von oben auf das Schaltergehäuse des temperaturabhängigen Schalters gemäß dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel.
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1 und 2 zeigen ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schalters jeweils in einer schematischen Schnittansicht. Der Schalter ist darin in seiner Gesamtheit mit der Bezugsziffer 100 gekennzeichnet.
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1 zeigt die Tieftemperaturstellung des Schalters 100. 2 zeigt die Hochtemperaturstellung des Schalters 100.
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Der Schalter 100 weist ein temperaturabhängiges Schaltwerk 10 auf, das in einem Schaltergehäuse 12 angeordnet ist. Das Schaltergehäuse 12 weist einen Grundkörper 14 (vorliegend als „zweiter Grundkörper“ bezeichnet) aus Isoliermaterial, bspw. aus Kunststoff, auf. Dieser Grundkörper 14 bildet das Unterteil des Schalters 100.
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Das Schaltwerk 10 weist eine funktionale Schaltwerkseinheit 16 sowie ein diese Schaltwerkseinheit 16 umgebendes Schaltwerksgehäuse 18 auf. Das Schaltwerksgehäuse 18 umgibt die Schaltwerkseinheit 16 von allen sechs Raumrichtungen zumindest teilweise. Wie nachfolgend im Detail erläutert ist, ist das Schaltwerksgehäuse 18 jedoch als teilweise offenes Gehäuse ausgestaltet, so dass die Schaltwerkseinheit 16 von zumindest einer Raumrichtung aus, vorzugsweise von nur einer Raumrichtung aus, von außerhalb des Schaltwerksgehäuses 18 zugänglich ist.
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Aufgrund der Tatsache, dass das Schaltwerksgehäuse 18 die Schaltwerkseinheit 16 von allen sechs Raumrichtungen zumindest teilweise umgibt, ist die Schaltwerkseinheit 16 in dem Schaltwerksgehäuse 18 unverlierbar gehalten. Die Schaltwerkseinheit 16 kann sich also aus dem Schaltwerksgehäuse 18 nicht herauslösen.
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Solange das Schaltwerk 10 nicht in dem Schalter 100 bzw. dessen Schaltergehäuse 12 eingebaut ist, liegt vorzugsweise ein gewisses Spiel zwischen der Schaltwerkseinheit 16 und dem Schaltwerksgehäuse 18 vor. In dem in 1 gezeigten Einbauzustand des Schalters 100 ist die Schaltwerkseinheit 16 jedoch fest verspannt. In der in 1 gezeigten Tieftemperaturstellung des Schalters 100 ist die Schaltwerkseinheit 16 zwischen dem Schaltergehäuse 12 und dem Schaltwerksgehäuse 18 eingespannt.
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Die Schaltwerkseinheit 16 ist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel dreiteilig aufgebaut. Die Schaltwerkseinheit 16 weist eine temperaturabhängige Bimetall-Schnappscheibe 20, eine temperaturunabhängige Feder-Schnappscheibe 22 sowie ein bewegliches Kontaktteil 24 auf. Die Bimetall-Schnappscheibe 20 und die Feder-Schnappscheibe 22 sind an dem Kontaktteil 24 unverlierbar gehalten. Die Schaltwerkseinheit 16 kann somit als Halbfabrikat vorproduziert werden und dann als Ganzes in das Schaltwerksgehäuse 18 eingesetzt werden.
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Das Schaltwerk 10 mitsamt der Schaltwerkseinheit 16 und dem Schaltwerksgehäuse 18 bilden ebenfalls ein Halbfabrikat für den daraus später produzierten temperaturabhängigen Schalter 100. Da sowohl die drei Bauteile 20, 22, 24 der Schaltwerkseinheit 16 unverlierbar miteinander verbunden sind als auch die Schaltwerkseinheit 16 in dem Schaltwerksgehäuse 18 unverlierbar gehalten ist, lässt sich das Schaltwerk 10 als Schüttgut auf Lager halten, bis es in dem temperaturabhängigen Schalter 100 verbaut wird.
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Das Schaltwerksgehäuse 18 weist einen Grundkörper 26 (vorliegend als „erster Grundkörper“ bezeichnet) aus elektrisch leitfähigem Material auf. Dieser erste Grundkörper 26 des Schaltwerksgehäuses 18 umgibt die Schaltwerkseinheit 16 von einer ersten Gehäuseseite 28, einer der ersten Gehäuseseite 28 gegenüberliegenden zweiten Gehäuseseite 30 und einer zwischen und quer zu der ersten und zweiten Gehäuseseite 28, 30 verlaufenden Gehäuseumfangsseite 32 (siehe 3).
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Vorzugsweise umgibt das Schaltwerksgehäuse 18 die Schaltwerkseinheit 16 sowohl von der zweiten Gehäuseseite 30 als auch von der Gehäuseumfangsseite 32 vollständig. Die zweite Gehäuseseite 30 und die Gehäuseumfangsseite 32 bilden also vorzugsweise geschlossene Gehäuseseiten des Schaltwerksgehäuses 18. Lediglich bei der ersten Gehäuseseite 28 handelt es sich um eine teilweise offene Gehäuseseite des Schaltwerksgehäuses 18.
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Mit anderen Worten umgibt die Gehäuseumfangsseite 32 die Schaltwerkseinheit 16 entlang des gesamten Umfangs, also auf insgesamt vier zueinander orthogonal ausgerichteten Raumrichtungen. Ferner umgibt das Schaltwerksgehäuse 18 die Schaltwerkseinheit 16 aus einer weiteren Raumrichtung vollständig, nämlich aus einer orthogonal zu der zweiten Gehäuseseite 30 ausgerichteten Raumrichtung. Lediglich aus der sechsten Raumrichtung, welche orthogonal zu der ersten Gehäuseseite 28 ausgerichtet ist, umgibt das Schaltwerksgehäuse 18 die Schaltwerkseinheit 16 nur teilweise.
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An der ersten Gehäuseseite 28 weist das Schaltwerksgehäuse 18 eine Öffnung 34 auf (siehe 3), durch die das bewegliche Kontaktteil 24 von außerhalb des Schaltwerksgehäuses 18 zugänglich ist. Durch diese Öffnung 34 im Schaltwerksgehäuse 18 hindurch, wirkt das bewegliche Kontaktteil 24 des Schaltwerks 10 mit einem stationären Kontaktteil 36 zusammen, das auf einer Innenseite 38 des Schaltergehäuses 12 angeordnet ist (siehe 1). Ein Durchmesser der Öffnung 34 im ersten Grundkörper 26 des Schaltwerksgehäuses 18 ist kleiner als ein parallel dazu gemessener Durchmesser der Bimetall-Schnappscheibe 20 und/oder der Feder-Schnappscheibe 22. Somit ist das bewegliche Kontaktteil 24 zwar von außerhalb des Schaltwerksgehäuses 18 durch die Öffnung 34 zugänglich, die Bimetall-Schnappscheibe 20 und die Feder-Schnappscheibe 22 können sich jedoch nicht aus dem Schaltwerksgehäuse 18 lösen oder aus diesem heraustreten.
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Der erste Grundkörper 26 des Schaltwerksgehäuses 18 ist aus elektrisch leitfähigem Material, bspw. aus Metall, ausgebildet. Die zweite Gehäuseseite 30 dieses elektrisch leitfähigen Grundkörpers 26 bildet in dem vorliegend gezeigten Ausführungsbeispiel eine frei zugängliche Außenseite des Schalters 100 (siehe 1). Die erste Gehäuseseite 28 und die Gehäuseumfangsseite 32 des Schaltwerksgehäuses 18 sind vollständig innerhalb des Schaltergehäuses 12 angeordnet und daher von außerhalb des Schalters 100 nicht zugänglich.
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Die auf der ersten Gehäuseseite 28 im Schaltwerksgehäuse 18 angeordnete Öffnung 34 wird in montiertem Zustand des Schalters 100 durch den zweiten Grundkörper 14 des Schaltergehäuses 12 vollständig verdeckt. Das Schaltwerksgehäuse 18 ist in dem Schaltergehäuse 12 angeordnet und an diesem unverlierbar gehalten. Hierzu wird während der Herstellung des Schalters 100 ein oberer, umlaufender Rand 40 radial nach innen auf das Schaltwerksgehäuse 18 gedrückt. Dieser Vorgang, welcher mit Hilfe der Pfeile 42 schematisch in 3 angedeutet ist, erfolgt vorzugsweise durch ein Heißprägeverfahren. Die Grenzflächen zwischen dem oberen Rand 40 des Grundkörpers 14 des Schaltergehäuses 12 und dem Grundkörper 26 des Schaltwerksgehäuses 18 können mittels weiterer Abdichtmittel, bspw. mit Hilfe eines Versiegelungslacks, zusätzlich abgedichtet werden. Somit ist die Schaltwerkseinheit 16 im Inneren des Schalters 100 nach außen hin hermetisch abgedichtet. Flüssigkeiten oder sonstige Verunreinigungen treten in das Schalter-Innere daher nicht ein.
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Bevor das Schaltergehäuse 12 mit dem Schaltwerksgehäuse 18 verbunden und versiegelt wird, wird das Schaltwerksgehäuse als Ganzes mit der darin befindlichen Schaltwerkseinheit 16, wie in 3 gezeigt, in das Schaltergehäuse 12 eingesetzt. Die entsprechenden Kontakte für den elektrischen Anschluss des Schaltwerks sind dabei bereits in dem Schaltergehäuse 12 vormontiert, so dass das Schaltwerk 10 nicht extra angeschlossen werden muss, sondern dessen elektrischer Anschluss automatisch bereits beim Einsetzen des Schaltwerksgehäuses 18 in das Schaltergehäuse 12 erfolgt.
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An dem Schaltergehäuse 12 sind zwei Anschluss-Kontaktteile 44, 46. Beide Anschluss-Kontaktteile 44, 46 umfassen jeweils einen Kabelschuh 48, 50 sowie einen mit dem Kabelschuh 48, 50 verbundenen Anschlussleiter 52, 54. Der Anschlussleiter 52 des ersten Anschluss-Kontaktteils 44 ist im Inneren des Schalters 100 mit dem elektrisch leitfähigen ersten Grundkörper 26 des Schaltwerksgehäuses 18 elektrisch verbunden. Der Anschlussleiter 54 des zweiten Anschluss-Kontaktteils 46 ist im Inneren des Schalters 100 mit dem stationären Kontaktteil 36 elektrisch verbunden. 4 zeigt das mit den beiden Anschluss-Kontaktteilen 44, 46 versehen Schaltergehäuse 12 in einer Draufsicht von oben bevor das Schaltwerk 10 in das Schaltergehäuse 12 eingesetzt ist.
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Die beiden Anschlussleiter 52, 54 der Anschluss-Kontaktteile 44, 46 sind jeweils von au-ßen durch die Gehäusewand 56 des zweiten Grundkörpers 14 in das Schalter-Innere hindurchgeführt. Der Anschlussleiter 52 des ersten Anschluss-Kontaktteils 44 ist in einer ersten Anschluss-Kontaktteil-Aufnahme 58 angeordnet, die als eine erste Aussparung/Vertiefung 60 auf der Innenseite 38 des Schaltergehäuses 12 ausgebildet ist. Die Vertiefung 60, welche die erste Anschluss-Kontaktteil-Aufnahme 58 bildet, ist vorzugsweise derart ausgestaltet, dass der Anschlussleiter 52 des ersten Anschluss-Kontaktteils 44 darin passgenau aufgenommen ist.
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Der Anschlussleiter 54 des zweiten Anschluss-Kontaktteils 46 ist in einer zweiten Anschluss-Kontaktteil-Aufnahme 62 angeordnet. Diese zweite Anschluss-Kontaktteil-Aufnahme 62 ist als eine zweite Vertiefung 64 ausgebildet, die in die Innenseite 38 des elektrisch isolierenden Grundkörpers 14 des Schaltergehäuses 12 eingebracht ist.
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Die Aussparungen/Vertiefungen 60, 64, welche die beiden Anschluss-Kontaktteil-Aufnahmen 58, 62 bilden, liegen vorzugsweise in einer gemeinsamen Ebene. Die erste Aussparung 58 umgibt die zweite Vertiefung 64 zumindest teilweise (siehe 4).
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Die erste Vertiefung 60 und der erste Anschlussleiter 52 haben, in der Draufsicht betrachtet, die Form eines Kreisringsektors (siehe 4). Die zweite Vertiefung 64 und der darin angeordnete zweite Anschlussleiter 54 können hingegen gerade oder, wie in 4 gezeigt, abgewinkelt ausgestaltet sein.
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Der Anschlussleiter 52 des ersten Anschluss-Kontaktteils 44 ist in eingebautem Zustand des Schalters 100 über ein Verbindungsteil 66 mit dem Schaltwerksgehäuse 18 verbunden. Bei diesem Verbindungsteil 66 handelt es sich um ein Bauteil aus elektrisch leitfähigem Material, das den elektrischen Kontakt zwischen dem ersten Anschluss-Kontaktteil 44 und dem elektrisch leitfähigen Grundkörper 26 des Schaltergehäuses 18 herstellt. In dem vorliegend gezeigten Ausführungsbeispiel ist dieses Verbindungsteil 66 im Querschnitt betrachtet L-förmig, um eine möglichst große elektrische Kontaktfläche bereitstellen zu können. Das Verbindungsteil 66 liegt unmittelbar auf der Oberseite des ersten Anschlussleiters 52 auf.
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Grundsätzlich ist dieses Verbindungsteil 66 nicht zwangsläufig notwendig, da der erste Anschlussleiter 52 des ersten Anschluss-Kontaktteils 44 auch direkt mit dem Grundkörper 26 des Schaltwerksgehäuses 18 verbunden sein kann. Das Verbindungsteil 66 hat jedoch auch den Vorteil, dass mit diesem ein relativ einfacher Höhenausgleich möglich ist.
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Der zuletzt genannte Höhenausgleich ist insbesondere deshalb vonnöten, weil zwischen dem Anschlussleiter 54 des zweiten Anschluss-Kontaktteils 46 und dem Grundkörper 26 des Schaltwerksgehäuses 18 ein Zwischenlageteil 68 angeordnet ist. Dieses Zwischenlageteil 68 ist aus elektrisch isolierendem Material. Es sorgt für eine elektrische Isolierung des Schaltwerksgehäuses 18 gegenüber dem zweiten Anschluss-Kontaktteil 46.
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Die Oberseite des Verbindungsteils 66 liegt vorzugsweise in einer Ebene mit der Oberseite des Zwischenlageteils 68, so dass das Schaltwerksgehäuse 18 mit seiner ersten Gehäuseseite 28 auf beiden Teilen 66, 68 eben aufliegt.
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Eine an der Gehäuseumfangsseite 32 des Schaltwerksgehäuses 18 angeordnete Außenumfangsfläche 70 liegt in montiertem Zustand des Schalters 100 an einer im Inneren des Schaltergehäuses 12 angeordneten Innenumfangsfläche 72 an (vgl. 1 und 3). Vorzugsweise liegt die Außenumfangsfläche 70 passgenau an der Innenumfangsfläche 72 an. Das Schaltwerk 10 wird somit bereits beim Einsetzen dessen in das Schaltergehäuse 12 bereits automatisch in Bezug auf das stationäre Kontaktteil 36 korrekt ausgerichtet. Genauer gesagt wird dadurch bei der Montage des Schalters 100 das bewegliche Kontaktteil 24 des Schaltwerks 10 in Bezug auf das stationäre Kontaktteil 36 ausgerichtet.
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In der in 1 gezeigten Tieftemperaturstellung des Schalters 100 fließt der elektrische Strom, also von dem ersten Anschluss-Kontaktteil 44 über den elektrisch leitfähigen Grundkörper 26 des Schaltwerksgehäuses 18, die Feder-Schnappscheibe 22, das bewegliche Kontaktteil 24 und das stationäre Kontaktteil 36 zu dem zweiten Anschluss-Kontaktteil 46.
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In der Tieftemperaturstellung des Schalters 100 befindet sich die temperaturunabhängige Feder-Schnappscheibe 22 in ihrer ersten Konfiguration und die temperaturabhängige Bimetall-Schnappscheibe 20 in ihrer Tieftemperaturkonfiguration. Die Feder-Schnappscheibe 22 drückt das bewegliche Kontaktteil 24 gegen das als Gegenkontakt fungierende stationäre Kontaktteil 36. Der Schalter 100 befindet sich somit in seiner geschlossenen Stellung, in der eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den beiden Anschluss-Kontaktteilen 44, 46 hergestellt ist.
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Der Kontaktdruck zwischen dem beweglichen Kontaktteil 24 und dem stationären Kontaktteil 36 wird durch die Feder-Schnappscheibe 22 erzeugt. Die Bimetall-Schnappscheibe 20 ist in diesem Zustand hingegen nahezu kräftefrei in dem Schaltwerksgehäuse 18 gelagert.
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Erhöht sich nun die Temperatur des zu schützenden Gerätes und damit die Temperatur des Schalters 100 sowie der darin angeordneten Bimetall-Schnappscheibe 20 auf die Schalttemperatur der Bimetall-Schnappscheibe 20 oder über die Schalttemperatur hinaus, so schnappt die Bimetall-Schnappscheibe 20 von ihrer in 1 gezeigten konkaven Tieftemperaturstellung in ihre in 2 gezeigte konvexe Hochtemperaturstellung um. Bei diesem Umschnappen stützt sich die Bimetall-Schnappscheibe 20 mit ihrem äußeren Rand 74 an einer auf der ersten Gehäuseseite 28 des Schaltwerksgehäuses 18 angeordneten Abstützfläche 76 ab (siehe 2). Dadurch biegt sich gleichzeitig die Feder-Schnappscheibe 22 an ihrem Zentrum nach oben durch, so dass die Feder-Schnappscheibe 22 von ihrer in 1 gezeigten, ersten stabilen geometrischen Konfiguration in ihrer in 2 gezeigte, zweite geometrisch stabile Konfiguration umschnappt.
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2 zeigt die Hochtemperaturstellung des Schalters 100, in der dieser geöffnet ist. Der Stromkreis ist damit unterbrochen.
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Wenn sich das zu schützende Gerät und damit der Schalter 100 samt der Bimetall-Schnappscheibe 20 dann wieder abkühlen, schnappt die Bimetall-Schnappscheibe 20 bei Erreichen der Rückschalttemperatur, welche auch als Rücksprungtemperatur bezeichnet wird, wieder in ihre Tieftemperaturstellung um, wie sie bspw. in 1 gezeigt ist. Somit lässt sich ein reversibles Schaltverhalten realisieren.
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Grundsätzlich ist es auch möglich, die Schaltwerkseinheit 16 ohne Feder-Schnappscheibe 22 auszustatten. In einem solchen Fall weist die Schaltwerkseinheit 16 dann „nur“ die Bimetall-Schnappscheibe 20 und das bewegliche Kontaktteil 24 auf. Die Bimetall-Schnappscheibe 20 sorgt dann nicht nur für das Schaltverhalten, sondern erzeugt in der Tieftemperaturstellung des Schalters 100 auch gleichzeitig den Kontaktdruck zwischen dem beweglichen Kontaktteil 24 und dem stationären Kontaktteil 36. Die Bimetall-Schnappscheibe 20 wird dann also als stromführendes Bauteil des Schaltwerks 10 eingesetzt.
