DE19509656C2 - Temperaturschutzschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Temperaturschutzschalter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Temperaturschutzschalter sind hinreichend bekannt. Gegenüber offenen Temperaturschutzschaltern werden geschlossene Ausfüh­ rungen überall dort verwendet, wo die Kontakteinrichtung eines Schutzes bedarf, sei es vor mechanischer Einwirkung, wie z. B. dem Druck bei der Herstellung einer Wicklung, oder gegen Umwelteinflüsse.

Eine für allgemeine Zwecke verwendbare Ausführung eines Tempe­ raturschutzschalters zeigt die US-Patentschrift 3,747,208. In einem Sockel mit rundem Querschnitt aus einem Isoliermaterial ist eine aus zwei Bimetallfedern bestehende Kontakteinrichtung gehaltert. Der Sockel hat am vorderen Ende einen stufenförmi­ gen Absatz, auf den eine die Kontakteinrichtung schützende zylindrische Kappe aufgesteckt ist. - Als Wicklungsschutz­ schalter ist diese Ausführung wegen ihres runden Querschnitts ungeeignet, da sie beim Überwickeln eine zu starke Auswölbung verursacht.

Eine als Wicklungsschutzschalter geeignete Ausführung ist durch die US-Patentschrift 4,866,408 bekannt. Bei dieser ist eine flach ausgebildete Kontakteinrichtung in einer Kopf­ platte aus Metall isoliert gehaltert. Eine die Kontaktein­ richtung schützende flache Kappe aus Metall, die einen recht­ eckigen Querschnitt hat, ist mit der Kopfplatte hermetisch verschweißt. - Die den Fertigungsprozeß des Schalters ab­ schließende Wärmebehandlung durch das Verschweißen kann sich auf die voreingestellte Ansprechtemperatur negativ auswirken. Außerdem ist die Schutzkappe nur bedingt druckstabil.

Eine weitere bekannte Ausführung eines gekapselten Temperatur­ schutzschalters mit einem flachen rechteckigem Querschnitt ist der Wicklungsprotektor 9700 der Firma Texas Instruments Hol­ land B.V., der als temperaturabhängiger und/oder stromabhängi­ ger Schalter eingesetzt werden kann. Das flache Schutzgehäuse, das auf einen Ansatz des die Kontakteinrichtung tragenden Sockels aufgesteckt ist, und die Kontakteinrichtung selbst sind sind so ausgebildet, daß eine Justage des Schaltelementes noch im montierten Zustand des Temperaturwächters durch Verbiegen des freien Endes des Gehäuses erfolgen kann. - Durch die Art der Schaltelementjustage und der dadurch bedingten Gehäuseform ist dieser Temperaturschutzschalter gegenüber Druck von außen empfindlich. Für den Einsatz in Motor- und Transformatorenwick­ lungen ist diese Art daher nicht optimiert.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, einen Tempera­ turschutzschalter mit einem flachen Gehäusequerschnitt zu schaffen, der sich bezüglich seiner Druckfestigkeit besonders für die Verwendung im Elektromotoren- und Transformatorenbau eignet.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merk­ male gelöst. Die Unteransprüche zeigen vorteilhafte Ausge­ staltungen des Erfindungsgegenstandes auf.

Die durch die Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbeson­ dere darin, daß das flache Gehäuse durch seine allseitig nach außen gewölbte Wandung besonders druckstabil ist. Die Stabi­ lität wird durch die in das Gehäuse formschlüssig ragenden Ausleger des Sockels und deren Versteifung durch die in sie eingebettete Trägerplatte erhöht.

Anhand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung in Ver­ bindung mit den Zeichnungen nachfolgend näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Temperaturschutzschalter gemäß der Erfindung in Draufsicht, bei der die obere Hälfte des Gehäuses entfernt ist.

Fig. 2 den Temperaturschutzschalter der Fig. 1 im Schnitt II-II.

Fig. 3 den Temperaturschutzschalter der Fig. 1 im Schnitt III-III der Fig. 2.

Fig. 4 eine Detaildarstellung der Fig. 2 mit einer Sockel­ variante.

Fig. 1 zeigt einen Temperaturschutzschalter in Draufsicht, bei der die obere Hälfte eines Gehäuses 10 (Fig. 2) entfernt ist. Das Gehäuse ist auf einen Ansatz 1a eines Sockels 1 aufgescho­ ben. Letzterer besteht aus einem Isolierstoff. Die Ansicht gibt den Blick in das Innere des Gehäuses 10 frei, das im wesentlichen eine auf thermische Veränderungen ansprechende Kontakteinrichtung umschließt. Letztere besteht aus einem Festkontakt 3 und einer U-förmigen Trägerplatte 4, die über eine Lasche 5 mit einer Thermobimetallscheibe 7 und einem Trimmbügel 8 formschlüssig leitend verbunden ist. Der Fest­ kontakt 3 besteht aus einem mit einem Kontakt 3c versehenen Träger 3a, der im Sockel 1 verankert ist, und mit einen von außen zugänglichen Anschluß 3b ein Teil bildet. Der Sockel 1 hat in Fortsetzung des Ansatzes 1a seitlich angeordnete Aus­ leger 1b, in denen die Trägerplatte 4 mit den sich aus der U-Form ergebenden Schenkeln 4a in der strichliniert darge­ stellten Weise verankert ist. Einer der Schenkel 4a ist durch den Sockel 1 hindurchgeführt und bildet mit einem Anschluß 4b ein Teil.

Fig. 2 zeigt den Temperaturschutzschalter der Fig. 1 im Schnitt II-II. Wie diese Dastellung erkennen läßt, ist die Träger­ platte 4 zur Lasche 5 stufenförmig abgekröpft. Die mit der Lasche 5 verbundene Thermobimetallscheibe 7 ist in Ausricht­ ung auf den Kontakt 3c des Festkontaktes 3 am freien Ende mit einem Gegenkontakt 7a versehen. Durch den von unten an der Thermobimetallscheibe 7 anliegenden Trimmbügel 8 wird in be­ kannter Weise der Kontaktdruck zwischen 3c und 7a so einge­ stellt, daß die Thermobimetallscheibe 7 bei einer Erwärmung auf eine vorgegebenen Temperatur sprunghaft anspricht und da­ durch die beiden Kontakte 3c und 7a trennt. Je nach Höhe der zu schaltenden Stromstärke bildet sich beim Öffnungsvorgang zwischen den Kontakten 3c und 7a ein mehr oder weniger starker Lichtbogen. Zum Schutz der Stirnfläche des Sockelansatzes 1a gegen die dabei entstehende Hitze ist der Träger 3a gemäß Fig. 2 derart Z-förmig abgekröpft, daß der Ansatz 1a in der Berührungsebene der beiden Kontakte 3c und 7a auf der Breite des Trägers 3a geschützt ist. Durch Hitzeeinwirkung kann der z. B. aus einem Kunststoff bestehende Sockel so stark beeinträchtigt werden, daß Teile vergasen, die sich auf den Kontaktflächen niederschlagen und zu Funktionsstörungen führen können.

Fig. 3 zeigt den Temperaturschutzschalter der Fig. 1 im Schnitt III-III der Fig. 2. Dieser Querschnitt zeigt das Gehäuse 10, dessen Wandung allseitig nach außen gewölbt ist. Gemäß Fig. 1 ist auch die Stirnfläche nach außen gewölbt. Diese Maßnahme und eine noch zu beschreibende Versteifung von innen ergibt ein außerordentlich druckstabiles Gehäuse 10, das dem hohen Druck beim Herstellen der Wicklung, z. B. beim Überwickeln des eingebauten Temperaturschutzschalters oder beim Verpressen der Wicklung standhält. Die Versteifung im Inneren des Gehäu­ ses 10 erfolgt durch die bereits erwähnten Ausleger 1b des Sockels 1. Diese sind, wie der Ansatz 1a des Sockels 1 selber, dem Innenprofil des Gehäuses 10 angepaßt und liegen kraft­ schlüssig an der Gehäuseinnenwand an. Dafür, daß die Ausleger 1b bei Druck von außen nicht nachgeben, sorgt die mit ihren Schenkeln 4a in ihnen verankerte Trägerplatte 4 als starre Verbindung. Die Trägerplatte 4 hat gemäß Fig. 3 außerhalb der Verankerung abgewinkelte Längskanten 6. Diese können leicht nach außen gespreizt sein, so daß sie bei aufgeschobenem Ge­ häuse 10 kraftschlüssig an der Gehäuseinnenwand anliegen. Eine Alternative zeigen die Fig. 1, 2 und 3, bei der der untere Teil der Längskanten 6 als nach außen verstellbare Laschen 6a aus­ gebildet sind. Diese liegen dann kraftschlüssig an der Gehäu­ seinnenwand an. Außer der versteifenden Wirkung hat die vor­ zugsweise flächenhafte Berührung zwischen dem Träger 4 und dem Gehäuse 10 den Vorteil, daß außer der stromabhängigen Überwa­ chung auch Temperatureinflüsse von außen über das Gehäuse 10 und die Trägerplatte 4 der Thermobimetallscheibe 7 zugeführt werden.

Die gewölbte Querschnittsform des Sockelansatzes 1a und des Gehäuses 10 ermöglichen von sich aus schon eine gute Abdich­ tung. Die Anforderungen an die Dichtheit erfordert weitere Maßnahmen, wenn der Temperaturschutzschalter in Fällen ver­ wendet wird, in denen die Wicklungen bei Unterdruck in Tränk­ lack eingegossen werden.

Fig. 2 zeigt eine Möglichkeit einer zusätzlichen Kapselung. Der Ansatz 1a hat am Übergang zum Sockel 1 eine Keilnut 2a. In diese wird der Rand des aufgeschobenen Gehäuses 10 umge­ börtelt. Über die Nahtstelle ist sodann ein Stück Schrumpf­ schlauch 11 gezogen.

Fig. 4 zeigt eine weitere Möglichkeit der zusätzlichen Abdich­ tung. In Abweichung vom Beispiel der Fig. 1 bis Fig. 3 hat hier der Ansatz 1a des Sockels 1 etwa in der Mitte der Fläche eine flache Nut 2b. In diese ist ein leicht überstehender Dich­ tungsring 9 eingelegt, oder die Nut 2b wird bei der Herstel­ lung des Sockels 1 im 2-Komponenten-Spritzverfahren mit ei­ nem elastischen Kunststoff ausgefüllt, der leicht gewölbt übersteht.

Je nach Anwendungsfall kann das Gehäuse 10 aus unterschiedli­ chen Materialien bestehen. Ferromagnetische Materialien, wie Stahl oder Mu-Metall, schützen die Kontakteinrichtung vor mag­ netischen Blasfeldern. Bei hoher Feldstärke können sie den sich beim Öffnen des Kontaktes bildenden Lichtbogen so stark auslenken, daß er auf die Thermobimetallscheibe 7 überspringt. Letztere wird dadurch zerstört. Wird nur Schutz vor einer Ver­ schmutzung der Kontakteinrichtung angestrebt, so kann das Ge­ häuse 10 aus einem tiefziehfähigen Material, z. B. Tombak, oder aus einem Kunstoff bestehen.

Claims (12)

1. Temperaturschutzschalter zum Schutz von Motorwicklungen oder dergleichen gegen Überhitzung, bei dem eine in einem Sockel aus einem Isolierwerkstoff gehalterte Kontakteinrich­ tung durch ein flaches auf den Sockel aufgestecktes hülsen­ förmiges Gehäuse geschützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung des die Kontakteinrichtung umgebenden Gehäu­ ses (10) allseitig nach außen gewölbt ist und daß der Sockel (1) bis etwa zur Mitte der Kontakteinrichtung reichende seit­ liche Ausleger (1b) hat, die der Wölbung der Gehäusewandung angepaßt sind, und die bei aufgestecktem Gehäuse (10) form­ schlüssig an dessen Innenwandung anliegen.

2. Temperaturschutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) aus einem ferro­ magnetischen Material besteht.

3. Temperaturschutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) aus einem tief­ ziehfähigen Material besteht.

4. Temperaturschutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) aus einem Kunst­ stoff besteht.

5. Temperaturschutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sockel (1) einen Ansatz (1a) zum Aufstecken des Gehäuses (10) hat, der gleich dem Innenpro­ fil des Gehäuses (10) ist und daß der Ansatz (1a) eine umlau­ fende Nut hat.

6. Temperaturschutzschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut eine Keilnut (2a) ist, die am Übergang des Ansatzes (1a) zum Sockel (1) angeordnet ist.

7. Temperaturschutzschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut eine flache Nut (2b) zur Aufnahme eines Dichtungsringes (9) ist und daß die Nut (2b) in der Fläche des Ansatzes (1a) angeordnet ist.

8. Temperaturschutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakteinrichtung einen im Sockel (1) verankerten Festkontakt (3) und eine Trägerplatte (4) hat, die über eine endseitige Lasche (5) mit einer Thermo­ bimetallscheibe (7) mit Gegenkontakt (7a) und einem Trimmbügel (8) formschlüssig leitend verbunden ist.

9. Temperaturschutzschalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte (4) U-förmig ist und mit ihren Schenkeln (4a) in den seitlichen Auslegern (1b) des Sockels (1) verankert ist.

10. Temperaturschutzschalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragerplatte (4) außerhalb der Verankerung abgewinkelte Längskanten (6) hat, die bei auf­ geschobenem Gehäuse (10) in kraftschlüssiger Berührung mit der Gehäuseinnenwandung stehen.

11. Temperaturschutzschalter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Teil der abgewinkelten Längskanten (6) nach außen verstellbare Laschen (6a) sind.

12. Temperaturschutzschalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (3a) des Festkontaktes (3) zur Berührungsebene der Kontakte (3c und 7a) hin Z-förmig abgekröpft ist.