DE19816807A1 - Temperaturabhängiger Schalter - Google Patents

Abstract

Ein temperaturabhängiger Schalter (10) umfaßt zwei an einem Isolationsträger (11) befestigte Anschlußelektroden (12, 13) sowie ein Schaltwerk (27), das in Abhängigkeit von seiner Temperatur eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den beiden Anschlußelektroden (12, 13) herstellt. Ferner ist ein Widerstandsteil (19) vorgesehen, das elektrisch parallel zu dem Schaltwerk (27) mit den beiden Anschlußelektroden (12, 13) verbunden ist und von außen an dem Isolationsträger (11) sitzt sowie von diesem gehalten wird (Fig. 3).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen temperaturabhängigen Schalter mit zwei an einem Isolationsträger befestigten An­ schlußelektroden, einem Schaltwerk, das in Abhängigkeit von seiner Temperatur eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den beiden Anschlußelektroden herstellt, sowie einem Wider­ standsteil, das elektrisch parallel zu dem Schaltwerk mit den beiden Anschlußelektroden verbunden ist.

Ein derartiger Schalter ist aus der DE-OS 21 13 388 bekannt.

Der bekannte Schalter ist ein Thermostat zum Schutz eines elek­ trischen Gerätes, der elektrisch in Reihe mit dem zu schützen­ den Gerät geschaltet wird und in thermischem Kontakt mit dem Gerät ist.

Die beiden Anschlußelektroden sind flächige Metallteile, von denen eines einen festen Gegenkontakt und das andere ein Bime­ tallteil trägt, an dessen freiem Ende ein mit dem festen Gegen­ kontakt zusammenwirkender beweglicher Gegenkontakt sitzt. Die beiden Metallteile sind übereinander angeordnet und klemmen zwischen sich einen PTC-Widerstand ein, der unter Zwischen­ schaltung einer Feder in elektrischem Kontakt mit beiden An­ schlußelektroden steht.

Dieser Aufbau aus Isolationsträger, Metallteilen mit festem und beweglichem Gegenkontakt sowie PTC-Widerstand wird in ein Ge­ häuse eingeschoben, woraufhin die Gehäuseöffnung mit einer Ab­ dichtmasse vergossen wird.

Wenn die Temperatur des zu schützenden Gerätes den Ansprechwert des Bimetallteiles übersteigt, hebt dieses den beweglichen von dem festen Gegenkontakt ab, wodurch die Stromzufuhr zu dem Ge­ rät unterbrochen wird. Ein kleiner Reststrom fließt jetzt durch den parallel zu dem so gebildeten Schaltwerk angeordneten PTC-Widerstand, der dabei so viel Wärme entwickelt, daß er das Schaltwerk geöffnet hält; diese Funktion wird Selbsthaltung ge­ nannt.

Bei dem bekannten Schalter ist von Nachteil, daß der PTC-Widerstand nur bei einem fertig montierten Schalter mechanisch hält, wobei die Montage dieses Schalters recht aufwendig ist. Der Austausch des PTC-Widerstandes ist nicht möglich.

Ein weiterer, selbsthaltender temperaturabhängiger Schalter ist aus der DE 43 36 564 A1 bekannt. Dieser bekannte Schalter um­ faßt ein in einem gekapselten Gehäuse angeordnetes Bimetall-Schalt­ werk. Das Gehäuse ist auf einer Trägerplatte angeordnet, auf der Leiterbahnen und Widerstände vorgesehen sind. Außerhalb des Gehäuses ist auf dem Träger ein PTC-Widerstand vorgesehen, der parallel zu dem Schaltwerk mit Außenanschlüssen verlötet ist.

Bei diesem Schalter ist von Nachteil, daß er zum einen relativ viele Bauteile benötigt und zum anderen große Abmessungen auf­ weist.

Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfin­ dung, den eingangs genannten temperaturabhängigen Schalter der­ art weiterzubilden, daß er preiswert und einfach zu montieren ist, wobei vorzugsweise ein Austausch des Widerstandsteiles möglich sein soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei dem eingangs genannten Schalter dadurch gelöst, daß das Widerstandsteil außen an dem Isolationsträger sitzt und von diesem gehalten wird.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst.

Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben nämlich erkannt, daß ein überraschend einfacher Schalter geschaffen wird, wenn das Widerstandsteil nicht innen in dem Schalter oder auf einem gesonderten Träger neben dem Schalter angeordnet wird, sondern unmittelbar außen an dem Isolationsträger gehalten wird. Der Schalter kann dann zunächst vollständig konfektioniert werden, bevor dann das Widerstandsteil nachträglich von außen aufge­ setzt wird. Wenn auf das Widerstandsteil verzichtet wird, fehlt dem Schalter die Selbsthaltefunktion, was in vielen Anwendungs­ fällen jedoch ausreichend ist.

Soll der Schalter dagegen mit einer Selbsthaltefunktion verse­ hen werden, so ist lediglich von außen das Widerstandsteil an­ zubringen, das z. B. mit den beiden Anschlußelektroden verlötet werden kann. Bei ein und demselben Grundschalter können jetzt wahlweise unterschiedliche Widerstandsteile eingesetzt werden, um unterschiedlichen Einsatzbedingungen bezüglich Betriebsstrom und Ansprechtemperatur gerecht zu werden. Damit ergibt sich ein großer Fertigungsvorteil, weil nämlich der Schalter als solches in großem Umfange vorgefertigt werden kann, so daß später nur noch die unterschiedlichen Widerstände zuzuführen sind. Diese Möglichkeit hat auch schon der aus der eingangs erwähnten DE 43 36 564 A1 bekannte Schalter geboten, dort war die nach­ trägliche Montage des Widerstandsteiles jedoch sehr aufwendig. Die eingangs weiter erwähnte DE-OS 21 13 388 eröffnet dagegen diese Teilfertigung des Schalters nicht, der im Inneren des Ge­ häuses zwischen den Anschlußelektroden eingeklemmte PTC-Widerstand mußte bereits während der Fertigung in richtiger Auslegung zugeführt werden.

Zusammenfassend bietet der neue Schalter also den Vorteil, daß der Grundschalter vorgefertigt und dann je nach Wahl mit einem Widerstand nachträglich versehen werden kann. Da auf diese Wei­ se der Grundschalter in einem einzigen Fertigungsgang in sehr viel größerer Stückzahl hergestellt werden kann, weil nämlich die Spezialisierung des Schalters erst nachträglich festgelegt wird, ergibt sich insgesamt auch eine Senkung der Produktions­ kosten, da die Losgröße bei der Fertigung des Grundschalters deutlich größer sein kann als bei dem gattungsbildenden Schal­ ter.

In einer Weiterbildung ist es dann bevorzugt, wenn die beiden Anschlußelektroden flächige Metallteile umfassen, die nebenein­ ander in einer Ebene angeordnet sind, und wenn das Widerstands­ teil auf den Metallteilen aufliegt.

Auch diese Maßnahme ist montagetechnisch von Vorteil, die elek­ trische Verbindung zwischen dem Widerstandsteil und den An­ schlußelektroden erfolgt durch die geometrische Anordnung des Widerstandsteiles auf den Anschlußelektroden, wo sie durch das Isolationsteil gehalten werden. Auf das zuvor erwähnte Löten oder eine ähnliche Verbindungstechnik kann damit ggf. sogar verzichtet werden.

Weiter ist es bevorzugt, wenn der Isolationsträger mit Vor­ sprüngen versehen ist, die das Widerstandsteil zwischen sich einklemmen und auf die Anschlußelektroden drücken.

Auch diese Maßnahme ist montagetechnisch von Vorteil, das Wi­ derstandsteil muß sozusagen nur von außen zwischen die Vor­ sprünge gedrückt werden, wo es dann durch deren Federwirkung gleichzeitig gehalten und auf die Anschlußelektroden gedrückt wird. Damit ist aber auch ein nachträglicher Austausch des Wi­ derstandsteiles möglich, was unter bestimmten Einsatzbedingun­ gen von Vorteil sein kann.

Allgemein ist es noch bevorzugt, wenn die eine Anschlußelek­ trode einen festen Gegenkontakt und die andere ein Bimetallteil trägt, an dessen freiem Ende ein mit dem festen Gegenkontakt zusammenwirkender beweglicher Gegenkontakt sitzt.

Bei dieser Maßnahme ist von Vorteil, daß ein technisch sehr einfaches Schaltwerk verwendet wird, bei dem der Betriebsstrom über das Bimetallteil selbst fließt, so daß auf ein weiteres Federteil verzichtet werden kann.

Weiter ist es noch bevorzugt, wenn das Widerstandsteil ein PTC-Block ist.

Hier ist montagetechnisch von Vorteil, daß ein leicht zu hand­ habender und leicht zu kontaktierender PTC-Block verwendet wird, dessen Außenflächen in bekannter Weise als Anschlüsse ausgebildet sein können.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der bei­ gefügten Zeichnung. Es versteht sich, daß die vorstehend ge­ nannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den jeweils angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dar­ gestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher er­ läutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen schematisch gezeigten tem­ peraturabhängigen Schalter mit gestrichelt angedeu­ teten Anschlußelektroden;

Fig. 2 eine Seitenansicht des Schalters längs der Linie II-II aus Fig. 1 gesehen; und

Fig. 3 eine Schnittdarstellung des Schalters längs der Li­ nie III-III aus Fig. 1.

In Fig. 1 ist mit 10 ein temperaturabhängiger Schalter bezeich­ net, der einen Isolationsträger 11 umfaßt, an dem zwei in Fig. 1 gestrichelt gezeigte Anschlußelektroden 12, 13 befestigt sind. Die Anschlußelektrode 13 ist L-förmig und die Anschluße­ lektrode 12 Z-förmig ausgebildet, so daß sie in der Längsachse 14 des Schalters 10 mit ihren Kontaktenden 12a, 13a aufeinander zu weisen.

Insbesondere aus Fig. 2 ist zu erkennen, daß die Anschlußelek­ troden 12, 13 flächige Metallteile umfassen, die nebeneinander in einer bei 15 angedeuteten Ebene angeordnet sind. Unter die Anschlußelektroden 12, 13 sind Anschlußlitzen 16, 17 gelötet, die dem Außenanschluß des Schalters 10 dienen.

Auf den Anschlußelektroden 12, 13 liegt ein Widerstandsteil 18 auf, das in dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein PTC-Block 19 ist.

Der Isolationsträger 11 ist an seinen Seiten mit in Fig. 1 nach links weisenden, federnden Vorsprüngen 21, 22 versehen, die quer zu der Ebene 15 verlaufen und sich aus der Zeichenebene der Fig. 2 heraus erstrecken. Die Vorsprünge 21, 22 klemmen den PTC-Block 19 zwischen sich ein und übergreifen diesen mit je­ weils einer Wulst 23 bzw. 24, wodurch der PTC-Block 19 auf die Anschlußelektroden 12, 13 gedrückt wird. Der PTC-Block 19 kann in Fig. 1 seitlich von links zwischen die Anschlußelektroden 12, 13 sowie die Vorsprünge 21, 22 eingeschoben werden, so daß er außen an dem Isolationsträger 11 sitzt, von diesem gehalten wird und gleichzeitig parallel zwischen die beiden Anschluße­ lektroden 12, 13 geschaltet ist.

In der Schnittdarstellung der Fig. 3 ist zu erkennen, daß in dem Isolationsträger 11 ein Hohlraum 26 vorgesehen ist, in dem ein temperaturabhängiges Schaltwerk 27 angeordnet ist. In die­ sen Hohlraum ragt von links die Anschlußelektrode 12 mit ihrem Kontaktende 12a sowie von rechts das Kontaktende 13a der An­ schlußelektrode 13 hinein, wobei auch im Bereich des Hohlraumes 26 die beiden Anschlußelektroden 12, 13 auf einer Ebene liegen.

Die Anschlußelektrode 12 trägt an ihrem Kontaktende 12a einen festen Gegenkontakt 28, der mit einem beweglichen Gegenkontakt 29 zusammenarbeitet, der an einem freien Ende einer Bime­ tall-Feder 31 angeordnet ist. An ihrem anderen Ende 32 ist die Bime­ tall-Feder 31 mit einem abgekröpften Teil 33 der Anschlußelek­ trode 13 verbunden.

In der in Fig. 3 gezeigten Stellung befindet sich die Bime­ tall-Feder 31 in ihrer Tieftemperaturstellung, in der sie den beweg­ lichen Gegenkontakt 29 gegen den festen Gegenkontakt 28 drückt, so daß eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den beiden Anschlußelektroden 12, 13 hergestellt wird. Mit seinen An­ schlußelektroden 12, 13 wird der Schalter 10 in Reihe mit einem zu schützenden elektrischen Gerät in einen elektrischen Strom­ kreis geschaltet, wobei der Betriebsstrom des Gerätes über die Anschlußelektroden 12, 13 sowie die Bimetall-Feder 31 geführt wird. Erhöht sich jetzt die Temperatur des Schalters 10 und da­ mit der Bimetall-Feder 31 über die Schalttemperatur hinaus, so hebt die Bimetall-Feder 31 den beweglichen Gegenkontakt 29 von dem festen Gegenkontakt 28 ab, wodurch der Stromkreis unterbro­ chen wird, so daß das geschützte Gerät abgeschaltet wird.

Ein Reststrom fließt jedoch noch durch den PTC-Block 19, der elektrisch parallel zu dem Schaltwerk 27 angeordnet ist. Der durch den PTC-Block 19 fließende Reststrom erhöht die Tempera­ tur der Anschlußelektroden 12, 13, so daß durch Wärmeleitung Wärme in das Innere des Schalters 10 gelangt, wodurch die Bime­ tall-Feder 31 auf oberhalb der Schalttemperatur gehalten wird, so daß der Schalter 10 sich nicht selbsttätig wieder schließt. Erst nachdem die Stromzufuhr unterbrochen wurde, kühlt sich der PTC-Block 19 und damit auch der Rest des Schalters 10 soweit ab, daß das Schaltwerk 27 wieder schließen kann.

Der PTC-Block 19 kann dabei von seinem Widerstandswert her un­ terschiedlich ausgelegt sein, wodurch unterschiedliche Schalt­ temperaturen erhalten werden können. Dazu ist es lediglich er­ forderlich, unterschiedliche PTC-Blöcke 19 zwischen die federn­ den Vorsprünge 21, 22 sowie die Anschlußelektroden 12, 13 zu schieben.

Claims (5)

1. Temperaturabhängiger Schalter mit zwei an einem Isola­ tionsträger (11) befestigten Anschlußelektroden (12, 13), einem Schaltwerk (27), das in Abhängigkeit von seiner Tem­ peratur eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den beiden Anschlußelektroden (12, 13) herstellt, sowie einem Widerstandsteil (18), das elektrisch parallel zu dem Schaltwerk (27) mit den beiden Anschlußelektroden (12, 13) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Wider­ standsteil (18) außen an dem Isolationsträger (11) sitzt und von diesem gehalten wird.

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Anschlußelektroden (12, 13) flächige Metallteile umfassen, die nebeneinander in einer Ebene (15) angeordnet sind, und daß das Widerstandsteil (18) auf den Metalltei­ len aufliegt.

3. Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolationsträger (11) mit Vorsprüngen (21, 22) versehen ist, die das Widerstandsteil (18) zwischen sich einklemmen und auf die Anschlußelektroden (12, 13) drüc­ ken.

4. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die eine Anschlußelektrode (12) einen festen Gegenkontakt (28) und die andere Anschlußelektrode (13) ein Bimetallteil (31) trägt, an dessen freiem Ende ein mit dem festen Gegenkontakt (28) zusammenwirkender beweglicher Gegenkontakt (29) sitzt.

5. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Widerstandsteil (18) ein PTC-Block (19) ist.