DE1690287B2 - Elektrischer schalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter mit einem Gehäuse, in dem mindestens ein stationä= 5^ rer Kontakt und ein mit diesem zusammenwirkender beweglicher Koniakt angeordnet ist, der über ein auf Wärme ansprechendes Betätigungsglied bewegbar ist, das durch eine in guter wärmeleitender Verbindung stehende Heizvorrichtung erwärmbar ist, die eine Trägerplatte hat, auf der eine Widerstandsschicht aufgebracht ist, mit der an zwei im Abstand angeordneten Anschlußstellen je ein Ende eines Anschlußdrahtes elektrisch verbunden ist, deren andere Enden mit einem Schalterteil elektrisch und mechanisch verbunden sind.

Es ist bereits ein thermostatischer Schalter bekannt, bei dem eine Heizvorrichtuna auf eine Bimctallscheibe wirkt. Die Heizvorrichtung hat eine aus Isoliermaterial bestehende Trägerscheibe mit einer hohen thermischen Leitfähigkeit, auf deren Unterseite eine bogenförmige Widerstandsschicht aufgebracht ist. Die Anschlußdrähte zu dieser Widerstandsschicht sind mit der Unterfläche der Trägerscheibe verschweißt und berühren die Widerstandsschicht an ihren Enden. Diese Konstruktion ist durch das Anschweißer -η dem Material der Trägerscheibe umständlich. Vor allem hat diese Bauart jedoch den Nachteil, daß der AnpreCdruck der Anschlußdrähte praktisch unkontrollierbar ist. Inibesondere ist es nach dem Anschweißen gar nicht mehr ohne weiteres möglich, den Anpreßdruck einzustellen, beispielsweise zu erhöhen (USA.-Patentschrift 3 248 501).

Bekannt ist es auch, die elektrische Verbindung mit einer dünnen Schicht dadurch herzustellen, daß eine sehr schwache Feder mit ihrem vorderen haarnadelartigen Ende gegen diese dünne Schicht anliegt. Eine solche Konstruktion ist jedoch für eine λ erhältnismäßig loouste Schalterbauart unbrauchbar (USA.-Patentschrift 3 290 636).

Der Erfindung liegt daher die Aufgebe zugrunde, eine elektrisch gute und mechanisch kräftige Verbindung einfacher Art ohne Schweißen oder Löten zwischen einer Widerstandsschicht und den zugehörigen Anschlußdrähten zu schaffen. Diese Aufgab** \>:rJ gemäß der Erfindung bei dem eingangs erwähnten elektrischen Schalter dadurch gelöst, daß auf der Widerstandsschicht an den Anschlußstellen je eine leitende Schicht fest aufgebracht ist, gegen die als Anschlußd.ähte wirkende, entsprechend steife Federdrähte mit einem abgebogenen Endstück anliegen. Da die Endstücke der Federdrähte nicht gegen die Widerstandsschicht, sondern g»gsn die auf ihr angebrachten leitenden Schichten gepreßt werden, können die Federdrähte einen verhältnismäßig hohen vorbestimmten, gegebenenfalls einstellbaren Anpreßdruck ausüben, wodurch eine gute e'ektrische Verbindung hergestellt wird.

An Hand der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine Draufsicht auf einen Schalter.

F i g. 2 einen Querschnitt nach Linie 2-2 der Fig.l,

F i g. 3 einen Querschnitt nach Linie 3-3 der Fig. 2,

F i g. 4 einen Teilschnitt nach Linie 4-4 der F ig. 3,

F i g. 5 einen Teilschnitt nach Linie 5-5 der Fig. 4,

F i g. 6 eine Untersicht auf die bewegliche Kontaktbaugruppe,

F i g. 7 einen Teilschnitt nach Linie 7-7 der F ig. 6,

Fig. 8 eine schaubildliche Ansicht der Heizvorrichtung, wobei einzelne Teile abgebrochen sind.

In dem Ausführungsbeispiel nach df: Fig.l bis 8 ist ein thermostatischer Schalter als üanzes mit 10 bezeichnet. Ein Gehäuse 12 aus einem üblichen, verformbaren Isoliermaterial, wie beispielsweise Phenolharz, ist napfförmig und hat einen Hohlraum 14. Im Gehäuse 12 sind Nuten 13 vorgesehen, um eine Kappe 16 durch Anstauchcn leicht befestigen zu können. Die Kappe 16, die vorzugsweise aus einem Material mit einer guten thermischen Leitfähigkeit ist, um ein günstiges Ansprechen des thermostat!-

sehen Elements zu erhalten, schließt den Hohlraum 14 ab und hat einen Montageflansch 18. Der Montageflansch 18 hat öffnungen 20, die zur Montage des Schalters 10 an einem nicht dargestellten Träger dienen.

Die Kappe 16 ist napfförmig und hat ein offenes oder ein geschlossenes Ende 22 mit Ringsitzen 24 und 26. Im Ringsitz 24 ist eine mit Schnappwirkung arbeitende, als Betätigungsglied dienende Bimetallscheibe 30 angeordnet. Das Gehäuse 12 wird teleskopisch in die Kappe 16 eingeführt, wobei der Ringsitz 26 der Kappe 16 den äußeren Wandteil des Gehäuses 12 aufnimmt. Dieser äußere Wandteil des Gehäuses 12 hat eine Ringausnehmung, die eine Schulter 32 hat und in der ein scheibenförmiges Führungselied 34 angeordnet ist. Das Führungsglied 34 ist aus Isoliermaterial und kann hohe Temperaturen aushalicn, insbesondere wird als Material ein keramisches Mitcrial verwendet. Das Führungsglied ist mit einem koii\ialen Durchbruch 36 versehen, den ein Stift 38 durchdringt, der ebenfalls aus Isoliermaterial ist und i/n Durchbrach verschoben werden kann. Die Funktion dieses Stiftes wird weiter unten näher beschrieben.

mungen mit den Kontaktschichten 46 und 48 fluchten. Die Endstücke 60 liegen unter Federdruck gegen die Kontaktschichten 46 und 48 an, so daß ein guter elektrischer Kontaktdruck gewährleistet ist. Die Heizvorrichtung 42 ist in der Ringausnehmung 40 durch keramischen Zement 62 üblicher Art festgehalten. Die äußeren Enden 64 der Federdrähte 56 sind durch ösen 66 hindurchgefädelt und beispielsweise durch Löten oder Schweißen mit Anschlußstücken 70, 72 verbunden, die im Gehäuse 12 montiert sind.

Der elektrische Hauptstromkreis is weise an am Gehäuse 12 befestigte An 74, 76 angeschlossen. Am Gehäuse sii— ~._rr— . _ vorgesehen, um die Anschlußstücke voneinander zu trennen und gegeneinander zu isolieren. Die Anschlußstücke 74 und 76 greifen in Ausnehmungen 78 und 80 des Gehäuses 12 ein. ^ie Ausnehmungen 78 und 80 haben mindestens teilweise i Wände 79 und 81. so daß eine seitliche V

der Anschlußstücke verhindert und der .

die Befestigung der Anschlußstücke 74. 76 am Ge-

Das Führungsglied 34 kann gegebenenfalls mit Nasen versehen sein, die dazu dienen, das FührungscR-d im Schalter in die richtige Läse zu bringen.

Das Führungsglied 34 hat eine Ringausnehmung 40 die als Sitz für eine Heizvorrichtung 42 dient, uie -nc ringförmige Trägerplatte 43 aufweist, die ebenfalls au. Isoliermaterial ist und hohe Temperaturen aushalten kann, insbesondere also aus einem keramisehen Material besteht. Auf der Oberfläche der Tnu-erplatte 43 ist eine dünne Widerstandsschicht 44 angeordnet. Die Widerstandsschicht 44 kann beispielsweise eine übliche Gold-, Platin- oder Silberwiderstandslegierung sein. Ein bevorzugtes Wider-Standsmaterial ist glasiertes Palladium-Silber, das in günstiger Weise durch Rasterdruckverfahren aufgebncht werden kann

Auf der Widerstandsschicht 44 (s. insbesondeie Fig 8) können im Abstand voneinander in der gleichen Weise Schichten 46 und 48. beispielsweise aus einem leitend η Kontaktmaterial wie Silber, aufgebracht werden, die Jeweils nur einen Teil der Widersfindsschicht abdecken

Tn der Bohrung 'si der Trägerplatte 43 können zwei Nuten 50 (s. F i g. 8) derart vorgesehen sein, daß d e Kontaktschichten^g46 und 48 «,"einfacher Weise während des Zusammenbaus des Schalters 10 zum Fluchten gebracht werden können.

Das Führungsglied 34 hat zwei im Abstand angeortete Löc^She^gr 54, durch welche jeweils ein Federdraht 56 eingesteckt ist, die aus einem Material bestehen, das sowohl eine hohe elektrische Leitfähigkeit als auch gute Federmerkmale hat. Es wurde festgestellt, daß "ein mehrschichtiges Material für dieses Teil besonders vorteilhaft ist, also beispielsweise ein Material, das einen Kern aus Federstahl oder rostfreiem Stahl hat. mit dem ein Kupfermantel verbunden ist. Der Stahl ergibt die Federcharakteristik, die für einen guten elektrischen Kontaktdruck mit den Kontaktschichten erforderlich ist, während das Kupfer eine gute elektrische Leitfähigkeit erzeugt und außcrdem das Anlöten der Teüe an die Anschlußstücke ermöglicht. Das innere Endstück 60 der Federdrähte 56 ist jeweils in einen Hohlraum 58 des Führungsgliedes 34 eingesteckt, wobei die Ausnehschlußstück 98 ebenfalls vorgesehen.

Ein verhältnismäßig ste.fer, L-formiger. stationarer Kontaktträger 82, der vorzugsweise aus Bronze ist, wird durch ein Loch 83 des t-^{jehauses χ}~ ^c^ steckt und mit einem Ende des Anschlußstuekes 4 durch bekannte Mittel, be.spielswe.se durch Anstauchen, verbunden, wie dies bei 75 angedeutet isiijl Kontaktträger 82 trägt ein als stationärer Kontak dienendes Kontaktstück 84 aus e.nem elektrisch gut leitenden Material, wie beispielsweise Silber uurcn ein Loch 87 im Gehäuse 12 ist ferner e.r beweglicher Kontaktträger 86, vorzugsweise au:. Messing;,e ngesteckt und mit dem Anschlußstuck 76 m ahn.eher Weise verbunden wie der Kontaktträger 82 m dem Anschlußstück 74. Em vorzugswe.se aus Beryjhurnkupfer gebildeter, beweglicher Kontaktarm 90, der sowohl eine hohe elektrische Leitfähigkeit als aucn gute Federmerkmale hat, ist freitrageno am ireien Ende des Kontaktträgers 86 beispielsweise durch ein Niet 85, befestigt. Mit dem St.ft »Huditeteme Ausdrückung 92 des Kontaktarmes 90. An dem freien Ende des Kontaktarmes 90 .st ein als beweglicher Kontakt dienendes Kontaktstück 94 aus einem. elektrisch gut leitenden Material, beispielsweise Silber, angeordnet. Am Kontaktstuck 94 hegt «n Abschirmglied 96 an, das vorzugswe.se aus Kupfer besteht und den Kontaktarm 90 gegen schädliche Wnkungen bei Funkenbildung schützt.

F i g. 7 z^igt den Kontaktträger 86 m ausgezogenen

und gestrichelten Linien um anzudeuter der

Kontaktträger 86 waJrend .des Zu»a™nenbMS gebogen wird, wodurch der Kontaktdruck zwischen den Kontaktstücken 84 und 94 eingestellt w.nl·

Fig.2 zeigt die Kontakte ,η Sch 'eßstel'Unj m ausgezogenen Linien und in Offenstellung in gestrchelten Linie.,. Wenn em vorbeJmmter Tempe aturwert erreicht .st, so schnappt die Bimetal scheibe 30 aus der ausgezogenen Stellung in die gescheite Lage so daß nun eine Bewegung über den Sti. t auf die Ausdruckung 92 des ^Κ°^ί^α™« ⁹" "^.¹T tragen wird, wodurch d.e Kontaktstucke 84.. 94 s,< h trennen.

Die Heizvorrichtung 42 gestattet infolge ihrer besonderen Konstruktion d.e Verwendung von höheren

Temperaturen als sie bei bekannten Heizvorrichtungen verwendet werden können. Die Federdrähte sind in Druckberührung und nicht, wie bei den bekannten Vorrichtungen, übei eine angelötete Kupi'erleitung verbunden. Hierdurch ergeben sich mehrere Vorteile. Einmal ist die Heiztemperatur nicht durch die Lötverbindung begrenzt, zum anderen ist keine schwache mechanische Verbindung vorhanden, die von der Zugfestigkeit von Silber abhängt, und schließlich wird der Zusammenbau der Vorrichtung erheblich erleichtert. Die Heizvorrichtung hat vorzugsweise einen ganz keramischen Aufbau, jedoch mit Ausnahme der NViderstandsschicht 44, der Kontaktschichten 46 und 48 und der Federdrähte 56. Hierdurch sind höhere Heiztemperaturen als bei anderen bekannten Heizvorrichtungen möglich, die Phenolharzmaterialien benützen.

Es sei darauf hingewiesen, daß die steifen Federdrähte 56 den Zusammenbau erleichtern, da deren Enden ohne weiteres durch die kleinen ösen 66 hindurchgesteckt werden können. Es zeigt sich ferner, daß bewegliche Leitungen schwieriger anzubringen wären und eine umfangreiche Zusammenbauarbeit erforderlich machen würden.

Die Heizvorrichtung wird normalerweise im Schalter verwendet, um das Ansprechtemperaturdifferential und die Ansprechzeit herabzusetzen. Dies geschieht dadurch, daß die Bimetallscheibe 30 ihre Arbeitstemperatur erreicht, bevor dies durch die Außentemperatur ermöglicht würde. Ferner dient die Heizvorrichtung dazu, die Ein- oder Aus-Zeit da· durch zu erhöhen, daß Wärme zum Aufrechterhaltet der Scheibentemperatur oberhalb der Ansprechtem peratur zugeführt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Elektrischer Schalter mit einem Gehäuse, in dem mindestens ein stationärer Kontakt und ein mit diesem zusammenwirkender beweglicher Kontakt angeordnet ist, der über ein auf Wärme ansprechendes Betätigungsglied Lcwegbar ist, das durch eine in guter wärmeleitender Verbindung stehende Heizvorrichtung erwärmbar ist, die eine Trägerplatte hat,auf der eine Widerstandsschicht aufgebracht ist, mit der an zwei im Abstand an geordneten Anschlußstellen je ein Ende eines Anschlußdrahtes elektrisch verbunden ist, deren andere Enden mit einem Schalterteil elektrisch und mechanisch verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Widerstandsschicht (44) an den Anschlußstellen je eine leitende Schicht (46. 48) fest aufgebracht ist, gegen die als Anschlußdrähte wirkende, entsprechend steife Federdrähte (56) mit einem abgebogenen Endstück (60) anliegen.

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Endstück (60) gebogen, beispielsweise spiralförmig gebogen ist.

3. Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Federdrähte (56) einen aus gut fedemdeiii Material gebildeten Kern haben, der mindestens teilweise mit einem aus elektrisch gut leitendem Material gebildeten Mantel versehen ist.

4. Schalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Federdrähte (56) einen Stahlkern haben, der mit Kupfer ummantelt ist.

5. Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung (42) durch ein aus Isoliermaterial bestehendes Führungsglied (34) unter Bildung eines Hohlraums (58) oberhalb der Widerstandsschicht (44) überfangen ist, in dem das Endstück (60) der Federdrähte (56) angeordnet ist, die das Führungsglied (34) durchgreifen.

6. Schalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Endstück (60) sich gegen den Boden des Hohlraums (58) abstützt.

7. Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte (43) und das Führungsglied (34) ringförmig sind.

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