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Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Temperaturschalter, der von einem Bimetallelement Gebrauch macht, insbesondere betrifft sie einen kompakten Temperaturschalter, der einen starken Strom durchlässt oder unterbricht, wie er von einem elektrischen Kompaktgerät verwendet wird, das einen starken Strom verbraucht.
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Hintergrund
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Temperaturschalter mit einem Bimetallelement sind bekannt. Beispielsweise wurde ein Temperaturschalter mit einem Aufbau vorgeschlagen, bei dem Festkontakte an den Enden zweier Anschlüsse angeordnet sind, die parallel angeordnet sind und von einem einzelnen beweglichen Kontakt geöffnet und geschlossen werden, der abhängig von den Arbeitsbewegungen des Bimetallelements betätigt wird (siehe zum Beispiel Patentdokument 1).
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In dem Temperaturschalter nach Patentschrift 1 sind die beiden Anschlüsse parallel angeordnet, wie oben angesprochen wurde und die Stromdurchlassrichtung wird an dem Kontaktteil innerhalb des Schalters gewendet, sodass Ströme nur an dem Kontakt innerhalb des Schalters fließen, nicht aber in anderen Bestandteilen wie zum Beispiel einem Bimetallelement, einer beweglichen Platte, etc.
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Da die Stromdurchlassrichtung gemäß obiger Beschreibung an einem Kontaktteil gewendet wird, was zu einem minimalen Stromdurchlassweg innerhalb des Schalters führt, d. h., zu einem minimalen Innenwiderstand des Schalters, so erzeugt dieser Aufbau eine sehr geringe Wärmemenge aufgrund des elektrischen Widerstands und löst damit das Problem, wonach die Betriebstemperatur des Schalters geringer wird als die aktuelle Betriebstemperatur, welche vorab eingestellt wird.
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Dieser Temperaturschalter basiert auf der Annahme, dass von eingebetteten elektrischen Geräten verwendete Spannungen niedrige Werte haben, sodass es zu Problemen auch dann nicht kommt, wenn zwischen den parallelen Anschlüssen nur ein geringer Abstand vorhanden ist, und dementsprechend der Ausbau mit der Stromrichtungsumkehrung an dem Kontaktmechanismus den Vorteil erbringt, dass man den Gesamtaufbau des Temperaturschalters kompakt gestalten kann.
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Schrift zum Stand der Technik
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Patentschrift
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- [Patentschrift 1] Internationale Veröffentlichung Nr. WO2008/053575
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Offenbarung
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Wenn im Übrigen in Ländern, in denen übliche Haushaltsspannungen wie zum Beispiel 200 V bis 250 V in Eigenheime etc. geliefert werden, und beispielsweise ein elektrisches Gerät wie zum Beispiel ein Haartrockner mit einem darin befindlichen Temperaturschalter bei einer Spannung von 250 V betrieben wird, besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit dafür, dass der Aufbau wie beispielsweise der des Temperaturschalters nach Patentschrift 1 mit einem kleinen Zwischenraum zwischen den parallelen Anschlüssen der beiden Stromdurchlassrichtungen zu einem Kurzschluss zwischen den Anschlüssen führt.
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Eine Vergrößerung des Abstands zwischen den Anschlüssen kann diese Möglichkeit ausschließen. Allerdings macht ein größerer Abstand zwischen den beiden parallel angeordneten Anschlüssen den Gesamtaufbau des Temperaturschalters entsprechend größer, und somit ist es schwierig, einen derartigen Temperaturschalter in kompakten Elektrogeräten, beispielsweise in einem Haartrockner, einzubetten, was problematisch ist.
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Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, das oben angesprochene herkömmliche Problem zu lösen, d. h., einen kompakten Temperaturschalter anzugeben, der einen starken, von einem elektrischen Kompaktgerät verwendeten Strom durchlässt oder unterbricht.
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Um das obige Problem zu lösen, enthält ein Temperaturschalter gemäß der Erfindung:
eine erste Anschlusseinheit, eine Schaltkörpereinheit, eine zweite Anschlusseinheit, die sequentiell in Linie angeordnet sind, wobei
die erste Anschlusseinheit einen ersten Anschluss an einem Außenende und einen ersten Festkontakt an einem Innenende innerhalb der Schaltkörpereinheit enthält,
die zweite Anschlusseinheit einen zweiten Anschluss an einem Außenende und einen zweiten Festkontakt an einem Innenende innerhalb der Schaltkörpereinheit enthält, wobei der zweite Festkontakt einen vorbestimmten Abstand von dem ersten Festkontakt aufweist,
die Schaltkörpereinheit einen Isolierstoff, eine bewegliche Platte und ein Bimetallelement enthält, wobei
der Isolierstoff enthält:
eine erste Haltereinheit, die einen Verbindungsteil zwischen dem ersten Anschluss und dem ersten Festkontakt hält,
eine zweite Haltereinheit, die einen Verbindungsteil zwischen dem zweiten Anschluss und dem zweiten Festkontakt hält, und
eine Freiträgerhaltereinheit, die die bewegliche Platte und das Bimetallelement in einem Zustand hält, in welchem ein Ende der beweglichen Platte und ein Ende des Bimetallelements einander überlappen, wobei
die bewegliche Platte
zwischen der ersten Haltereinheit und der zweiten Haltereinheit eingerichtet ist,
eine Hakeneinheit enthält, die an einem Ende abgewandt von dem einen Ende gebildet ist, und
einen Zungenteil enthält, der in einem Mittelbereich ausgebildet ist und der von einem Umgebungsbereich mit Ausnahme eines Fußbereichs getrennt ist,
der Zungenteil aufweist:
einen beweglichen Kontakt, der an einer dem ersten Festkontakt und dem zweiten Festkontakt gegenüberliegenden Fläche angebracht ist, und
eine Federeigenschaft des Zurückbiegens des beweglichen Kontakts (18) in eine Richtung, in der der bewegliche Kontakt sich von dem ersten Festkontakt (6) und dem zweiten Festkontakt fortbewegt, und
das Bimetallelement
ein dem einen Ende abgewandtes Ende an der Hakeneinheit der beweglichen Platte hält,
eine Zurückbiegerichtung in eine Form umkehrt, die in jeder Kontaktrichtung konkav ist, wenn der bewegliche Kontakt in Bezug auf den ersten Festkontakt und den zweiten Festkontakt öffnet, und eine Vorspannkraft der Federeigenschaft des Zungenteils freigibt, und
eine Zurückbiegerichtung in eine Form umkehrt, die in jeder Kontaktrichtung konvex ist, wenn der bewegliche Kontakt in Bezug auf den ersten Festkontakt und den zweiten Festkontakt schließt, und den Zungenteil in den konvex geformten Mittelteil bezüglich des ersten Festkontakts und des zweiten Festkontakts drückt.
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Die vorliegende Erfindung kann einen kompakten Temperaturschalter schaffen, der einen großen Strom durchlässt oder unterbricht, wie er in einem kompakten elektrischen Gerät geführt wird.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1A ist eine seitliche Schnittansicht eines Temperaturschalters nach Beispiel 1;
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1B ist eine auseinandergezogene, perspektivische Ansicht der 1A;
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1C ist eine auseinandergezogene, perspektivische Ansicht der 1A;
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1D ist eine auseinandergezogene, perspektivische Ansicht der 1A;
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1E ist eine auseinandergezogene, perspektivische Ansicht der 1A;
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2A ist eine seitliche Schnittansicht, die einen Betriebszustands des Temperaturschalters nach Beispiel 1 veranschaulicht;
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2B ist eine seitliche Schnittansicht, die einen Betriebszustand des Temperaturschalters nach Beispiel 1 veranschaulicht;
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3A ist eine perspektivische Ansicht, die einen Aufbau einer beweglichen Platte des Temperaturschalters nach Beispiel 2 darstellt;
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3B ist eine seitliche Schnittansicht eines Betriebszustands des Temperaturschalters nach Beispiel 2;
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3C ist eine seitliche Schnittansicht eines Betriebszustands des Temperaturschalters nach Beispiel 2;
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4A ist eine perspektivische Ansicht einer Konfiguration einer beweglichen Platte eines Temperaturschalters nach Beispiel 3;
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4B ist eine perspektivische Ansicht eines Aufbaus einer beweglichen Platte eines Temperaturschalters nach Beispiel 3;
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4C ist eine perspektivische Ansicht einer Eingriffsbeziehung zwischen der beweglichen Platte und dem Bimetallelement des Temperaturschalters nach Beispiel 3 in deren Betriebszuständen;
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4D ist eine perspektivische Ansicht einer Eingriffsbeziehung zwischen der beweglichen Platte und dem Bimetallelement des Temperaturschalters nach Beispiel 3 und deren Betriebszuständen;
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5A zeigt Schritte zum Ausbilden eines Spitzenvorsprungs eines Zungenteils in einer beweglichen Platte eines Temperaturschalters nach Beispiel 4;
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5B zeigt Schritte zum Ausbilden eines Spitzenvorsprungs eines Zungenteils in einer beweglichen Platte eines Temperaturschalters nach Beispiel 4;
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5C zeigt Schritte zum Ausbilden eines Spitzenvorsprungs eines Zungenteils in einer beweglichen Platte eines Temperaturschalters nach Beispiel 4;
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5D zeigt Schritte zum Ausbilden eines Spitzenvorsprungs eines Zungenteils in einer beweglichen Platte eines Temperaturschalters nach Beispiel 4;
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5E zeigt Schritte zum Ausbilden eines Spitzenvorsprungs eines Zungenteils in einer beweglichen Platte eines Temperaturschalters nach Beispiel 4;
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5F zeigt Schritte zum Ausbilden eines Spitzenvorsprungs eines Zungenteils in einer beweglichen Platte eines Temperaturschalters nach Beispiel 4;
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5G zeigt Schritte zum Ausbilden eines Spitzenvorsprungs eines Zungenteils in einer beweglichen Platte eines Temperaturschalters nach Beispiel 4;
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5H zeigt Schritte zum Ausbilden eines Spitzenvorsprungs eines Zungenteils in einer beweglichen Platte eines Temperaturschalters nach Beispiel 4;
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6A ist eine Grundrissansicht eines Temperaturschalters, in welchem die beweglichen Platte mit dem Aufbau nach Beispiel 4 eingebettet wurde;
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6B ist eine seitliche Schnittansicht, die einen Betriebszustand von 6A veranschaulicht;
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6C ist eine seitliche Schnittansicht, die einen Betriebszustand von 6A veranschaulicht;
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7A ist eine Grundrissansicht eines Temperaturschalters nach Beispiel 5;
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7B ist eine Schnittansicht eines Betriebszustands von 7A;
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7C ist eine Schnittansicht eines Betriebszustands von 7A;
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7D zeigt ein Beispiel einer Schnittansicht entlang der Linie A-A in 7B und 7C;
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7E zeigt ein Beispiel einer Schnittansicht entlang der Linie A-A' in 7B und 7C; und
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7F zeigt ein Beispiel einer Schnittansicht entlang der Linie A-A' in 7B und 7C.
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Beschreibung von Ausführungsbeispielen
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Im Folgenden werden detaillierte Erläuterungen für die Ausführungsformen der Erfindung angeboten. Man beachte, dass ein Temperaturschalter gemäß der Erfindung ein kompakter Temperaturschalter ist, der einen starken Strom durchlässt oder unterbricht, wie er von einem kompakten Elektrogerät verbraucht wird, beispielsweise einem Haartrockner oder dergleichen.
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[Beispiel 1]
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1A ist eine perspektivische Erscheinungsbildansicht eines Temperaturschalters nach Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung, und 1B bis 1E sind auseinandergezogene perspektivische Ansichten des Temperaturschalters. Wie in den 1A bis 1D gezeigt ist, enthält ein Temperaturschalter 1 nach Beispiel 1 eine erste Anschlusseinheit 2, eine Schaltkörpereinheit 3 und eine zweite Anschlusseinheit 4, die in Linie angeordnet sind.
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Die erste Anschlusseinheit 2 enthält ein Flachstück-Metallmaterial und besitzt einen ersten Anschluss 5 an dem Außenende und einen ersten Festkontakt 6 an dem Innenende, welches sich innerhalb der Schaltkörpereinheit 3 befindet.
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Die zweite Anschlusseinheit 4 enthält ebenfalls ein Flachstück-Metallmaterial und besitzt einen zweiten Anschluss 7 an dem Außenende und einen zweiten Festkontakt 8 an dem Innenende innerhalb der Schaltkörpereinheit 3. Der zweite Festkontakt 8 ist mit einem vorbestimmten Zwischenabstand „a” von dem ersten Festkontakt 6 angeordnet.
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Außerdem besitzt die Schaltkörpereinheit 3 einen Isolierstoff 10, der die erste Anschlusseinheit 2 und die zweite Anschlusseinheit 4 integriert. Der Isolierstoff 10 besitzt eine erste Haltereinheit 11, die den Verbindungsteil zwischen dem Anschluss 5 und dem ersten Festkontakt 6 hält, und eine zweite Haltereinheit 12, die den Verbindungsteil zwischen dem zweiten Anschluss 7 und dem zweiten Festkontakt 8 hält.
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Weiterhin besitzt der Isolierstoff 10 in dem oberen Bereich von einer der ersten Haltereinheit 11 und der zweiten Haltereinheit 12 (bei dem in 1A und 1B dargestellten Beispiel ist es die zweite Haltereinheit 12) eine Isolierstütze, die als Freiträgerhaltereinheit fungiert und einen rechteckigen Querschnitt aufweist. Weiterhin besitzt der Isolierstoff 10 eine Isolierhakeneinheit 14 im oberen Teil der anderen von der ersten Haltereinheit 11 und der zweiten Haltereinheit 12 (in dem in den 1A und 1B dargestellten Beispiel handelt es sich um die erste Haltereinheit 11).
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Die obige Konfiguration wird erhalten durch Verwendung von gewalztem Flachmaterial für die erste Anschlusseinheit 2 und die zweite Anschlusseinheit 4 und durch Erzeugen der benötigten Form durch Pressen. Anschließend werden die erste Anschlusseinheit 2 und die zweite Anschlusseinheit 4 mit dem Isolierstoff 10 durch Kunstharzguß eingeformt, und der erste Festkontakt 6 und der zweite Festkontakt 8 werden mit den Enden beider Anschlusseinheiten im Mittelbereich vereint.
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Außerdem besitzt die Schaltkörpereinheit 3 eine bewegliche Platte 15. Die bewegliche Platte 15 besitzt in ihrem Mittelbereich einen Zungenteil 17, der von einem Umgebungsbereich 16 mit Ausnahme der Fußbereiche getrennt ist. In anderen Worten, die bewegliche Platte 15 ist aufgeteilt in den Zungenteil 17 und den Umgebungsbereich 16.
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Diese Ausgestaltung ist derart geformt, dass zwei Elemente unabhängig voneinander und ohne gegenseitige Beeinflussung verformt werden können durch Beseitigen der Grenze zwischen den beiden Elementen durch Stanzen. An der Unterseite des Zungenteils 17 ist ein beweglicher Kontakt 18 fixiert angebracht.
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Eine Stützfassungseinheit 19 ist an einem Ende dieser beweglichen Platte 15 in den Längsrichtungen (das rechte Ende, mit dem der Zungenteil 17 an dem Umgebungsbereich 16 in dem in 1C dargestellten Beispiel angebracht ist) ausbgebildet. Außerdem ist eine Hakeneinheit 21, gebildet durch Biegen eines Materials zu zwei Schichten, an dem anderen Ende der beweglichen Platte 15 in den Längsrichtungen ausgebildet.
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Diese bewegliche Platte 15 ist zwischen der ersten Haltereinheit 11 und der zweiten Haltereinheit 12 des Isolierstoffs 10 derart eingerichtet, dass sie mit der Hakeneinheit 21 bei der Isolierhakeneinheit 14 lose eingepasst ist, wobei die Stützfassungseinheit 19 stramm in der Isolierstütze 13 sitzt, um dadurch von dem Isolierstoff 10 nach Art eines Freiträgers gehalten zu werden.
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Die Isolierstütze 13 besteht aus Metall, um die freiträgerartige Lagerung zu verstärken. Wenn die erste Anschlusseinheit 2 und die zweite Anschlusseinheit 4, die oben erläutert wurden, mit dem Isolierstoff 10 durch Kunstharzgießen integriert werden, so werden sie mit beiden Anschlusseinheiten integriert und dadurch elektrisch von beiden Anschlusseinheiten getrennt, dass nach dem Gießvorgang ein Bereich abgeschnitten wird.
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In dem oben erläuterten eingebetteten Zustand ist der bewegliche Kontakt 18 des Zungenteils 17 an einer Stelle angeordnet, die sowohl dem ersten Festkontakt 6 als auch dem zweiten Festkontakt 8 gegenüberliegt, d. h., an einer Stelle, an welcher der bewegliche Kontakt 18 die beiden Festkontakte überbrückt.
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In dem oberen Teil dieser beweglichen Platte 15 ist als thermisch betätigtes Element ein Bimetallelement 22 angeordnet. Das Bimetallelement 22 enthält eine Freiträgerfixiereinheit 23 und eine umgekehrte Betätigungseinheit 24, und in der Freiträgerfixiereinheit 23 ist ein Passloch 25 ausgeformt.
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Das Bimetallelement 22 ist zwischen der ersten Haltereinheit 11 und der zweiten Haltereinheit 12 des Isolierstoffs 10 in dem oberen Bereich der beweglichen Platte 15 eingerichtet. Das freie Ende der umgekehrten Betätigungseinheit 24 des Bimetallelements 22 (das linke Ende) wird durch die Isolierhakeneinheit 14 der beweglichen Platte 15 gehalten, und das Passloch 25 der Freiträgerfixiereinheit 23 ist auf die Stützenfassungseinheiten 19 der beweglichen Platte 15 von außen aufgesetzt.
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Hierdurch wird ein Fixierhilfselement 26 in Form eines Kastendeckels und bestehend aus Metall von außen mit der Stützfassungseinheit 19 der beweglichen Platte 15 vereint, d. h., einerseits wird es von außen auf die Isolierstütze 13 des Isolierstoffs 10 aufgepasst, andererseits wird es von außen mit dem Passloch 25 des Bimetallelements 22 zusammengebracht.
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Hierdurch werden ein Ende der beweglichen Platte 15 (das Ende mit der Stützfassungseinheit 19) und ein Ende des Bimetallelements 22 (die Freiträgerfixiereinheit 23) fest an der zweiten Haltereinheit 12 des Isolierstoffs 10 durch die Isolierstütze 13 und das Fixierhilfselement 26 nach Art eines Freiträgers gehalten.
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2A und 2B sind seitliche Schnittansichten, die Betriebszustände des Temperaturschalters 1 nach Beispiel 1 veranschaulichen, wobei 2A einen Zustand zeigt, in welchem der Kontakt als Temperaturschalter 1 offen ist, während 2B einen Zustand zeigt, in welchem der Kontakt als Temperaturschalter 1 geschlossen ist.
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Man beachte, dass in 2A die gleichen Bestandteile wie in 1A bis 1E mit gleichen Symbolen wie in diesen Figuren bezeichnet sind und dass auch in 2B nur die für die Erläuterungen benötigten Teile die gleichen Bezugszeichen wie in 2A tragen.
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Außerdem kann bei sämtlichen unten erläuterten Beispielen für die vorliegende Erfindung der Temperaturschalter als normalerweise geöffneter Schalter (wie in dem Zustand nach 2A bei Normaltemperaturen) verwendet werden, doch auch als normalerweise geschlossener Schalter (wie zum Beispiel entsprechend dem in 2B für Normaltemperaturen dargestellten Zustand).
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Insbesondere dann, wenn das Bimetallelement 22 mit einer konvexen Form in die Öffnungsrichtung des Kontakts bei Normaltemperaturen eingebettet ist, nimmt der Schalter den in 2A dargestellten bei Normaltemperatur offenen Zustand ein (ein normalerweise offener Schalter). Wenn in diesem Zustand die Umgebungstemperatur zunimmt, kehrt sich das Bimetallelement 22 in Rückwärtsbiegerichtung bei einer vorbestimmten Temperatur um.
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Dann nimmt gemäß 2B das Bimetallelement 22 einen Zustand ein, in welchem der bewegliche Kontakt 18 in Richtung des ersten Festkontakts 6 und des zweiten Festkontakts 8 gedrückt wird, wobei der bewegliche Kontakt 18 in Berührung mit dem ersten Festkontakt 6 liegt und dem zweiten Festkontakt 8 tritt, um den Kontaktschaltkreis zu schließen, sodass ein Strom zwischen dem ersten Anschluss 5 und dem zweiten Anschluss 7 fließt.
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Wenn die Umgebungstemperatur abnimmt, um die Erholungstemperatur des Bimetallelements 22 nach Schließen des Kontaktschaltkreises wieder zu erreichen, wird die Zurückbiegerichtung des Bimetallelements 22 umgekehrt, demzufolge der bewegliche Kontakt und die beiden Festkontakte geöffnet werden, und es wird wieder der Zustand des normalerweise offenen Schalters eingenommen.
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Wenn das obige Bimetallelement 22 in der umgekehrten Richtung angebracht wird, nimmt der Schalter den bei normaler Temperatur geschlossenen Zustand gemäß 2B ein (ein normalerweise geschlossener Schalter). Wenn dann die Umgebungstemperatur anormal hoch wird, nimmt der Temperaturschalter eine Konfiguration an, wie sie in 2A ist, wobei das Bimetallelement 22 in einen umgekehrten Zustand wechselt, um den Strom zu unterbrechen.
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Zur Vereinfachung der Erläuterung der obigen Beispiele gehen sämtliche Erläuterungen von der Annahme aus, dass der Temperaturschalter ein normalerweise geschlossener Schalter ist, d. h., ein Schalter, dessen Kontakt bei Normaltemperaturen schließt, wie in 2B gezeigt ist, und bei einer Umgebungstemperatur gleich oder höher als ein vorbestimmter Wert offen ist, wie in 2A dargestellt ist.
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Bei dem vorliegenden Beispiel wird auf den Zungenteil 17 eine Federkraft zum Zurückbiegen in der Richtung aufgebracht, in der der bewegliche Kontakt 18 sich von den Festkontakten 6 und 8, d. h., in Kontakt-Öffnungsrichtung, bewegt. Der bewegliche Kontakt 18 und die Festkontakte 6 und 8 können unter Verwendung eines beliebigen Verfahrens angebracht werden, so zum Beispiel durch Schweißen, Kleben, Schmieden, etc., solange diese Elemente an den Teilen und Bereich fixiert sind, mit denen sie vereint werden sollen.
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Dieser Temperaturschalter 1 hat den beweglichen Kontakt 18 in Bezug auf den ersten Festkontakt 6 und den zweiten Festkontakt 8 bei Normaltemperaturen gemäß 2B geschlossen, sodass ein Strom zwischen dem ersten Anschluss 5 und dem zweiten Anschluss 7 fließt.
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Zu dieser Zeit verformt das Bimetallelement 22 die Rückwärtsbiegerichtung umgekehrt zu einer Form, die in jeder Kontaktrichtung konvex ist. Der konvex geformte Mittelbereich des Bimetallelements 22, der in jede Kontaktrichtung umgekehrt verformt ist, hat die Wirkung, den Zungenteil 17 der beweglichen Platte 15 zu drücken, während er basierend auf der Federeigenschaft der Vorspannkraft widersteht.
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Hierdurch wird der bewegliche Kontakt 18 in Richtung des ersten Festkontakts 6 und des zweiten Festkontakts 8 zusammen mit dem Zungenteil 17 gedrückt, was eine Kontaktkraft zwischen dem beweglichen Kontakt 18, dem ersten Festkontakt 6 und dem zweiten Festkontakt 8 hervorruft, sodass zwischen dem ersten Anschluss 5 und dem zweiten Anschluss 7 kontinuierlich ein Strom fließen kann, während diese Kontaktkraft anhält.
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Wenn ein länger anhaltender Stromfluss zwischen dem ersten Anschluss 5 und dem zweiten Anschluss 7 in dem Kontaktbereich Wärme erzeugt, oder wenn Heißluft oder dergleichen die Umgebungstemperatur erhöht, ändert sich die Zurückbiegeform des Bimetallelements 22 allmählich, sodass sich die Zurückbiegerichtung umgekehrt verformt zu einer Gestalt, die in jeder Kontaktrichtung konkav ist, was bei einer vorbestimmten Temperatur geschieht, wie in 2A gezeigt ist, wobei dies zu einer Aufhebung des Drucks auf den Zungenteil 17 und der Freisetzung der Vorspannkraft aufgrund der Federeigenschaft des Zungenteils 17 führt.
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Dies biegt den Zungenteil 17 in die entgegengesetzte Richtung bezüglich des ersten Festkontakts 6 und des zweiten Festkontakts 8 aufgrund der Vorspannkraft der Federeigenschaft zurück, sodass der bewegliche Kontakt 18 von dem ersten Festkontakt 6 und dem zweiten Festkontakt 8 unter Aufhebung der Kontaktgabe abrückt, wodurch ein Stromfluss zwischen dem ersten Anschluss 5 und dem zweiten Anschluss 7 unterbrochen wird.
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[Beispiel 2]
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3A ist eine perspektivische Ansicht einer Konstruktion einer beweglichen Platte eines Temperaturschalters nach Beispiel 2, und 3B sowie 3C sind seitliche Schnittansichten von Betriebszuständen des Temperaturschalters mit dieser eingebauten beweglichen Platte. In den 3A bis 3C sind gleiche Bestandteile oder Funktionen wie in den 1A bis 1E, 2A und 2B mit gleichen Bezugszeichen wie in den 1A bis 1E, 2A und 2B bezeichnet.
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Wie in den 3A bis 3C gezeigt ist, besitzt der Zungenteil 17 der beweglichen Platte 15 des Temperaturschalters 27 nach Beispiel 2 einen Vorsprung 28 an einer Stelle, die dem beweglichen Kontakt 18 entspricht, jedoch auf der Seite, die der den beweglichen Kontakt 18 haltenden Seite abgewandt ist.
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Wenn bei diesem Aufbau der bewegliche Kontakt 18 bezüglich des ersten Festkontakts 6 und des zweiten Festkontakts 8 gemäß 3B geschlossen wird, drückt das Bimetallelement 22 den Vorsprung 28 den Mittelbereich 22-1, der konvex geformt ist, in die Rückbiegerichtung, umgekehrt, die in jeder Kontaktrichtung konvex ist. Dies macht es möglich, den Kompaktdruck des beweglichen Kontakts auf den Festkontakt zu erhöhen.
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Die gegenseitige verriegelnde Beziehung zwischen dem Bimetallelement 22, der beweglichen Platte 15 und dem Zungenteil 17 bei dem Vorgang, bei dem der bewegliche Kontakt 18 eine Öffnung bezüglich des ersten Festkontakts 6 und des zweiten Festkontakts 8 ausführt, ist ähnlich wie in 2A gezeigt, ungeachtet des Vorhandenseins oder des Fehlens des Vorsprungs 28.
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[Beispiel 3]
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4A und 4B sind perspektivische Ansichten von Konfigurationen eines Temperaturschalters und der beweglichen Platte 15 nach Beispiel 3, und 4A und 4D sind perspektivische Ansichten einer Eingriffsbeziehung zwischen der beweglichen Platte 15 und dem Bimetallelement 22 in deren Betriebszuständen. Es sei angemerkt, dass der Temperaturschalter nach Beispiel 3 sich von jenem der Beispiele 1 und 2 im Aufbau der beweglichen Platte 15 und des Bimetallelements 22 unterscheidet und somit nicht in seiner Gesamtheit dargestellt ist.
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Wie in den 4A und 4B gezeigt ist, enthält der Zungenteil 17 der beweglichen Platte 15 einen hakenförmigen Vorsprung 29 an einer Stelle, die dem beweglichen Kontakt 18 entspricht, und zwar auf einer Seite, die der den beweglichen Kontakt 18 haltenden Seite 18 abgewandt ist. Der hakenförmige Vorsprung 29 ist gebildet durch Ausführen eines Schnitts in dem Zungenteil 17 und nach-oben-Ziehen des Fußes des Schnitts auf der Seite abgewandt von dem beweglichen Kontakt 18.
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In dieser Phase allerdings befindet sich der hakenförmige Vorsprung 29 in einem Zustand, in welchem eine Muldenfaltung 31 in seiner Mitte schwach ausgebildet ist und das nach-oben-Ziehen von dem Fuß aus nur schwach ist und zu einer Abschrägung führt. An dem Bimetall 22 ist ein Loch 32 an einer dem hakenförmigen Vorsprung 29 entsprechenden Stelle ausgebildet, wenn das Bimetallelement in die bewegliche Platte 15 eingebaut wird, wie in den 4C und 4D zu sehen ist.
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Dementsprechend durchdringt gemäß 4C der hakenförmige Vorsprung 29 nach 4A und 4B in einfacher Weise das Loch 32 und kommt oberhalb des oberen Teils des Lochs 32 frei, weil die Muldenfaltung 31 flach ist, und das nach-oben-Ziehen des Fußes ebenfalls geringfügig ist, wenn das Bimetallelement 22 eingesetzt wird in einer zu der beweglichen Platte 15 konvexen Form, wie in 4 gezeigt ist.
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Wenn die Muldenfaltung 31 des hakenförmigen Vorsprungs 29 zu 90 Grad gebogen wird, und der sanft nach oben gezogene Teil von dem Fuß an auf 90 Grad nach oben gezogen wird, wird ein um 90 Grad in Bezug auf den vertikalen Teil horizontal gebogener Haken 33 an der Spitze des hakenförmigen Vorsprungs 29 gebildet, der in Bezug auf die Fläche des Zungenteils 17 vertikal verläuft. Entweder das Biegen oder das Hochziehen kann als erster Schritt ausgeführt werden.
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In dieser Konfiguration sperrt der hakenförmige Vorsprung 29 den Haken 33 am Rand des Lochs 32, um dadurch die Rückwärtsbiegung des Zungenteils 17 in der Richtung zu unterstützen, in der dieser sich von dem ersten und dem zweiten Festkontakt 6 und 8 wegbewegt, wenn das Bimetallelement 22 die Rückwärtsbiegerichtung zu einer Form umkehrt, die in jeder Kontaktrichtung in dem Temperaturschalter nach Beispiel 3 konkav ist (Zustand nach 4D, vergleiche auch 2A). Dies erzwingt das Lösen der Kontakte.
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Wenn das Bimetallelement 22 die Rückwärtsbiegerichtung zu einer Form umkehrt, die in jeder Kontaktrichtung konvex ist (Zustand nach 4C, vergleiche auch 2B) und den Zungenteil 17 in Richtung des ersten Festkontakts 6 und des zweiten Festkontakts 8 in dem Mittelbereich presst, der in der umgekehrten Rückziehrichtung konvex geformt ist, bringt der hakenförmige Vorsprung 29 den Haken dazu, aus dem Loch 32 nach außen vorzuragen, um dadurch die Verriegelung mit dem Rand des Lochs auszuhebeln und das Andrücken gegen den Zungenteil 17 durch das Bimetallelement 22 aufzuheben.
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[Beispiel 4]
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5A bis 5H zeigen Schritte zum Bilden des Spitzenvorsprungs des Zungenteils in der beweglichen Platte des Temperaturschalters nach Beispiel 4. In den 5A bis 5H sind gleiche Bestandteile oder Funktionen wie diejenigen nach 3A bis 3C mit gleichen Bezugszeichen wie in diesen 3A bis 3C bezeichnet. Außerdem zeigen die 5B, 5D, 5F und 5H perspektivisch die Rückseiten der Konfigurationen nach 5A, 5C, 5E bzw. 5G mit gestrichelten Linien.
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Wie in 5A und 5B gezeigt ist, besitzt der Zungenteil 17 der beweglichen Platte 15 einen Schmalbereich 34 mit vorbestimmter Breite an seinem Ende (das freie Ende gegenüber der Hakeneinheit 21), wobei der Schmalbereich 34 von der Spitze des Zungenteils 17 ausgehend von der Mitte über die halbe Länge getrennt ist, und getrennt ist in einem Verbindungsbereich 34-1 an der Zungenspitze und mit einem Lösebereich 34-2 an der Zungenspitze.
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Eine sanfte Muldenfaltung 35 ist an der Grenze zwischen dem Verbindungsbereich 34-1 und dem Lösebereich 34-2 ausgebildet, d. h., an dem Fuß des Lösebereichs 34-2, und der Lösebereich 34-2 ist diagonal nach oben gezogen (in die von der Fläche, an der der bewegliche Kontakt 18 angeordnet ist, entgegengesetzter Richtung), um dadurch einen Vorsprung 36 (34-2) mit vorstehender Form zu erhalten.
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5C und 5D zeigen die in den 5A und 5B dargestellten Elemente in einem vertikal umgedrehten Zustand. Wie in 5C und 5D zu sehen ist, ist zwischen der Spitze des Zungenteils 17 und dem Umgebungsbereich 16 auf der Seite der Hakeneinheit 21 der beweglichen Platte 15 ein Stanzloch 37 ausgebildet, das eine größere Weite besitzt als die, die bei dem Stanzprozess an der Seitenfläche des Zungenteils 17 entfernt wurde.
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5E und 5F zeigen Zustände, in denen der Verbindungsbereich 34-1 des Schmalbereichs 34 um 90 Grad zu der Seite der Oberfläche gebogen ist, an der der bewegliche Kontakt 18 angeordnet ist, ausgehend von den in den 5C bzw. 5D gezeigten Zustände. Der Vorsprung 36 (34-2) nach 5C und 5D besitzt eine sanfte Muldenfaltung der oben beschriebenen Muldenfaltung 35, und der Hochziehwinkel ist geneigt.
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Aufgrund der 90-Grad-Biegung des Verbindungsbereichs 34-1 kann der Vorsprung 36 (34-2) mühelos von der Seite abgewandt von der Fläche mit dem beweglichen Kontakt 18 durch das Stanzloch 37 passieren, um sich zu der Seite zu der Fläche hin zu biegen, an der der bewegliche Kontakt 18 angeordnet ist.
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Wenn die Muldenfaltung der Multenfaltung 35 des Vorsprungs 36 auf 90 Grad gebogen ist, wie in den 5G und 5H zu sehen ist, erstreckt sich der Vorsprung 36 geradeaus in die Richtung der Umgebung 16 der Seite der Hakeneinheit 21 der beweglichen Platte 15, sodass die Spitze des Vorsprungs 36 anschlägt und in Eingriff tritt mit dem Rand des Stanzlochs 37.
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5H zeigt die Anordnung nach 5G in vertikal umgedrehtem Zustand. Wie oben für das Beispiel 1 beschrieben wurde, wird auf den Zungenteil 17 eine Federkraft ausgeübt, die in Rückwärtsrichtung in die Richtung wirkt, in der der bewegliche Kontakt 18 sich von den Festkontakten 6 und 8 wegbewegt, d. h., in Kontaktöffnungsrichtung.
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Wie in 5G und 5H gezeigt ist, schlägt in einem freien Zustand ohne äußere Krafteinwirkung auf den Zungenteil 17 die Spitze des Vorsprungs 36 an dem Umgebungsbereich 16 in Spitzenrichtung des Zungenteils 17 an (in Richtung der Hakeneinheit 21), d. h., an den Rand des Stanzlochs 37 von der Kontaktseite her, um die Rückwärtsbiegung des Zungenteils 17 zu unterdrücken bei gleichzeitigem Widerstehen der Vorspannkraft aufgrund der Federeigenschaft.
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6A ist eine Grundrissansicht des Temperaturschalters 38, in dem die bewegliche Platte 15 mit dem oben beschriebenen Aufbau eingebettet ist, und 6B und 6C sind Schnittansichten, die seine Betriebszustände veranschaulichen. In den 6A bis 6C sind gleiche Bestandteile oder Funktionen wie diejenigen aus 2A und 2B mit gleichen Bezugszeichen wie in diesen Figuren bezeichnet.
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Außerdem wird bei diesem Temperaturschalter 38 des Beispiels 4 ein Draht 41 als Material für die erste Anschlusseinheit 2 und die zweite Anschlusseinheit 4 anstelle von gewalztem Flachmaterial verwendet. Wenn der Draht 41 für die erste Anschlusseinheit 2 und die zweite Anschlusseinheit 4 verwendet wird, ist in einem Körpermittelbereich 42 eine aus Isolierharz bestehende Kontaktaufnahmeeinheit 43 gebildet.
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Durchgangslöcher für den Draht 41 sind in dem Isolierharz auf beiden Seiten dieses Körpermittelbereichs 42 vorgesehen. Der Draht 41 ist gebildet durch Formen eines Runddrahts in der Weise, dass der Draht einen quadratischen Querschnitt besitzt und er ist durch Durchgangslöcher gleicher Form eingesetzt. Dies kann eine Verdrehung des Drahts 41 verhindern.
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Weiterhin ist es auch möglich, die Spitze des Drahts 41, die in die Kontaktaufnahmeeinheit 43 des Körpermittelbereichs 42 ragt, nachdem sie das Durchgangsloch durchdrungen hat, anzuquetschen und den ersten Festkontakt 6 und den zweiten Festkontakt 8 in einem vorbestimmten Abstand zu verschweißen, um diese als Paar fester Kontakte mit Leitungsanschluss zu konfigurieren.
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Ferner ist bei diesem Temperaturschalter 38 des Beispiels 4 die Isolierhakeneinheit 14, die für die Beispiele 1 bis 3 beschrieben wurde, nicht an dem oberen Bereich der ersten Haltereinheit 11 ausgebildet, welche den Verbindungsteil zwischen der ersten Anschlusseinheit 2 und dem ersten Festkontakt 6 hält.
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Selbst wenn die Isolierhakeneinheit 14 nicht an dem oberen Teil der ersten Haltereinheit 11 ausgebildet ist und die bewegliche Platte 15 lediglich von der zweiten Haltereinheit 12 nach Art eines Freiträgers in oben beschriebener Weise fixiert ist, erhält die bewegliche Platte 15 eine Federkraft in Rückwärtsbiegerichtung zu der Seite abgewandt von dem Zungenteil 17 hin, d. h., zu der Seite des Festkontakts.
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Weil also die Hakeneinheit 21 in die Richtung des kontinuierlichen Anschlagens an der Oberseite der ersten Haltereinheit 11 vorgespannt ist, wird in ähnlicher Weise wie bei den anderen Beispielen der gleiche Vorgang erzielt, wenn die Hakeneinheit 21 von der Isolierhakeneinheit 14 gehalten wird.
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In diesem Temperaturschalter 38 kehrt, während der Kontakt offen ist, wie in 6B gezeigt, das Bimetallelement 22 die Rückwärtsbiegerichtung um zu einer Form, die in jeder Kontaktrichtung konkav ist, und hebt das Andrücken gegen den Zungenteil 17 auf, und wenn der Zungenteil 17 frei wird, zeigt er die Neigung, den beweglichen Kontakt 18 zurückzubiegen in die Richtung, in der er sich von dem ersten Festkontakt 6 und dem zweiten Festkontakt 8 wegbewegt.
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Wie in den 5G, 5H und 6B gezeigt ist, schlägt dann die Spitze des Vorsprungs 36 des Zungenteils 17 an dem Umgebungsbereich 16 (dem Rand des Stanzlochs 37) in der Richtung der Hakeneinheit 21 von der Kontaktseite her an. Dies verhindert, dass der Zungenteil 17 in Berührung mit dem Bimetallelement 22 durch den Effekt des Vorsprungs 36 bei offenem Kontakt gelangt.
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Wenn der Zungenteil 17 in Berührung mit dem Bimetallelement 22 steht, während der Kontakt offen ist, bringt der Zungenteil 17 eine Kraft auf, welche die Biegekraft des Bimetallelements 22 verhindert, welches zu der Umkehrung wechselt, wenn eine Änderung in der Umgebungstemperatur des Bimetallelements 22 umkehrt.
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Weil im vorliegenden Beispiel der Vorsprung 36 verhindert, dass der Zungenteil 17 aufgrund der Vorspannkraft der Federeigenschaft des Bimetallelements mit diesem in Kontakt tritt, wenn der Kontakt geöffnet ist, wird die Biegekraft des Bimetallelements 22, die sich bei der Anfangsbewegung der Umkehrung des Bimetallelements 22, welches aus der Öffnung des Kontakts in Richtung der Schließung des Kontakts übergeht, nicht verhindert.
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Hierdurch nimmt das Bimetallelement 22 keinen Widerstand gegen die Betätigung in Richtung der Umkehrung im Zuge der Anfangsbewegung dieser Umkehrung auf, wodurch des möglich ist, den Umkehrvorgang mit einer Vorspannung bei einer eigenen Umkehrtemperatur durchzuführen, und dadurch die Kraft in Kontaktrichtung des Mittelbereichs des Bimetallelements 22 zu erhöhen.
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[Beispiel 5]
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7A ist eine Grundrissansicht eines Temperaturschalters nach Beispiel 5, 7B und 7C sind Schnittansichten von dessen Betriebszuständen, und 7D, 7E und 7F zeigen drei Beispiele von Schnittansichten entlang der Linie A-A' in 7B und 7C. In den 7A bis 7C sind gleiche Bestandteile oder Funktionen wie in den 6A bis 6C mit gleichen Bezugszeichen wie in diesen Figuren bezeichnet.
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Dieser Temperaturschalter 39 nach Beispiel 5 verwendet ebenfalls einen Draht 41 als Material für die erste Anschlusseinheit 2 und die zweite Anschlusseinheit 4 anstelle von gewalzten Flachmaterialien. Das Verfahren beim Einbau derselben in die Kontaktaufnahmeeinheit 43 ist ähnlich wie in den Fällen der 6A bis 6C.
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Dieser Temperaturschalter 39 nach Beispiel 5 besitzt ebenfalls nicht die Isolierhakeneinheit 14 der Beispiele 1 bis 3 im oberen Bereich der ersten Haltereinheit 11. Außerdem gibt es beim Beispiel 4 keinen Vorsprung 36.
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Auch bei dieser Konfiguration arbeitet und funktioniert der Temperaturschalter 39 im Wesentlichen ähnlich wie der Temperaturschalter 27 nach Beispiel 2, wie in den 3A bis 3C gezeigt ist.
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Auch im Beispiel 5 ist die Leitungsanschlusseinheit nicht gerade, sondern hat einen Bogenbildungsprozess erfahren, sodass sie eine Rundlochform hat, wie in den 7A bis 7C gezeigt ist. Diese Form erleichtert den Anschluss an eine externe Stromleitung.
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Während der Querschnitt des Bereichs, durch den hindurch ein Leitungsdraht in den Isolierteil einsticht, hier gemäß 7D quadratisch ist, um zu verhindern, dass der Leitungsdraht sich drehen kann, wie in den obigen Beispielen 4 und 5, können auch andere Formen eingesetzt werden, solange eine Funktion des Verhinderns, dass sich der Leitungsdraht dreht, erreicht wird, beispielsweise kann die Form rechteckig oder dreieckig sein, wie in den 7E und 7F gezeigt ist. Es können auch andere Polygonformen sein.
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Wie oben beschrieben, ist bei den jeweiligen Ausführungsformen der Erfindung der Stromdurchlassweg des Schalters gerade (gestreckt) und der erste und der zweite Anschluss sind an beiden Enden der linearen Richtungen des Stromwegs angeordnet, wodurch die Möglichkeit eines Kurzschlusses zwischen dem ersten und dem zweiten Anschluss ausgeschlossen wird, sodass der Schalter ohne Probleme auch dann eingesetzt werden kann, wenn hohe Spannungen betroffen sind, die einen hohen Unterbrechungsstrom oder Einfallsstrom beim Öffnen bzw. beim Schließen des Schalters verursachen.
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Weil außerdem der erste und der zweite Anschluss sich in lineare Richtungen erstrecken und zwei Befestigungsanschlüsse des ersten und des zweiten Anschlusses in linearer Richtung angeordnet sind, lässt sich der Abstand zwischen den beiden Festkontakten mit der Breite des Schaltmechanismus einstellen, der mit minimal möglicher Größe ausgebildet wird, und die Erfindung lässt sich in einfacher Weise in kleine Elektrogeräte einbauen, ungeachtet des Spannungspegels.
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Weil außerdem keine Wege vorhanden sind, in denen ein Strom zu dem Schaltmechanismus fließt, ausgenommen die Kontaktteile des beweglichen Kontakts und des Festkontakts, wird nur eine sehr geringe Wärmemenge von dem durch den Schalter fließenden Strom auch bei hoher Spannung erzeugt, wodurch es möglich ist, eine Reduzierung der tatsächlichen Betriebstemperatur auf einen Minimumwert zu erreichen, wobei diese Betriebstemperatur leicht durch innere Wärmeerzeugung beeinflusst wird.
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Selbstverständlich können verschiedene Änderungen an den obigen Beispielen vorgenommen werden, ohne vom Schutzumfang der Ausführungsformen abzuweichen.
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Die vorliegende Erfindung kann für einen Kompakttemperaturschalter verwendet werden, der einen starken Strom durchlässt oder unterbricht, wie er bei einem elektrischen Kompaktgerät zum Einsatz kommt, das einen starken Strom führt, beispielsweise bei einem Haartrockner oder dergleichen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Temperaturschalter nach Beispiel 1
- 2
- erste Anschlusseinheit
- 3
- Schaltkörpereinheit
- 4
- zweite Anschlusseinheit
- 5
- erster Anschluss
- 6
- erster Festkontakt
- 7
- zweiter Anschluss
- 8
- zweiter Festkontakt
- 10
- Isolierstoff
- 11
- erste Haltereinheit
- 12
- zweite Haltereinheit
- 13
- Isolierstützen
- 14
- Isolierhakeneinheit
- 15
- bewegliche Platte
- 16
- Umgebungsbereich
- 17
- Zungenteil
- 18
- beweglicher Kontakt
- 19
- Stützenfassungseinheit
- 21
- Hakeneinheit
- 22
- Bimetallelement
- 22-1
- Mittelbereich, der in Rückbiegerichtung konvex ist
- 23
- Freiträgerfixiereinheit
- 24
- umgekehrte Betätigungseinheit
- 25
- Passloch
- 26
- Fixierhilfselement
- 27
- Temperaturschalter nach Beispiel 2
- 28
- Vorsprung
- 29
- hakenförmiger Vorsprung
- 31
- Muldenfaltung
- 32
- Loch
- 33
- Haken
- 34
- Schmalbereich
- 34-1
- Verbindungsbereich an Zungenspitze
- 34-2
- Lösebereich an Zungenspitze (Vorsprung)
- 35
- Muldenfaltung
- 36
- Vorsprung
- 37
- Stanzloch
- 38
- Temperaturschalter nach Beispiel 4
- 39
- Temperaturschalter nach Beispiel 5
- 41
- Draht
- 42
- Körpermittelbereich
- 43
- Kontaktaufnahmeeinheit
