DE202022103308U1

DE202022103308U1 - Schalteinrichtung sowie Heizeinrichtung

Info

Publication number: DE202022103308U1
Application number: DE202022103308.0U
Authority: DE
Original assignee: INTER CONTROL HERMANN KOEHLER ELEKTRIK GmbH and CO KG; INTER CONTROL Hermann Koehler Electrik GmbH and Co KG
Current assignee: INTER CONTROL HERMANN KOEHLER ELEKTRIK GmbH and CO KG; INTER CONTROL Hermann Koehler Electrik GmbH and Co KG
Priority date: 2022-06-13
Filing date: 2022-06-13
Publication date: 2023-09-22
Anticipated expiration: 2032-06-14

Abstract

Schalteinrichtung (1), insbesondere thermische Schalteinrichtung, insbesondere Temperaturregler, Temperaturbegrenzer oder Temperatursicherung, umfassend
ein Gehäuse (2) mit einer Innenwand (2h),
eine Grundplatte (9)
ein Aktorelement (3), insbesondere ein umgebungssensitives, insbesondere ein temperatursensitives Aktorelement,
einen ersten elektrischen Anschluss (4a) sowie einen zweiten elektrischen Anschluss (4b), sowie
eine von einem Übertragungselement (8) beaufschlagte Kontaktfeder (6) zum Öffnen oder Schließen einer elektrischen Verbindung zwischen dem ersten Anschluss (4a) und dem zweiten Anschluss (4b) in Abhängigkeit der Stellung des Aktorelements (3),
dadurch gekennzeichnet, dass
der erste elektrische Anschluss (4a) einen ersten elektrischen Kontakt und der zweite elektrische Anschluss (4b) einen zweiten elektrischen Kontakt aufweisen, und
die Kontaktfeder (6) als eine sowohl den ersten elektrischen Kontakt als auch den zweiten elektrischen Kontakt öffnende bzw. schließende elastische Kontaktbrücke ausgestaltet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schalteinrichtung, insbesondere eine thermische Schalteinrichtung, insbesondere einen Temperaturregler, einen Temperaturbegrenzer oder eine Temperatursicherung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Heizeinrichtung mit einer entsprechenden Schalteinrichtung.
Technologischer Hintergrund
Schalteinrichtungen, insbesondere thermische Schalteinrichtungen, dienen z. B. dazu, bei Erreichen einer Schalttemperatur einen Stromkreis einer Heizeinrichtung zu unterbrechen. Hierzu werden Schalteinrichtungen beispielsweise in Wärmekontakt zu einer Heizeinrichtung positioniert. Zur Gewährleistung der Schaltfunktion umfasst eine Schalteinrichtung z. B. ein aktiv auf Temperatur ansprechendes Aktorelement. Hierbei kann es sich um eine bistabile Bimetallsprungscheibe handeln, die eine spezifische Schalttemperatur bzw. Sprungtemperatur besitzt. Hierdurch wird beispielsweise eine Temperaturbegrenzung sichergestellt.
Derartige Schalteinrichtungen werden üblicherweise über zwei Anschlusskontakte in den Stromkreis der Heizeinrichtung implementiert. Ein Öffnen oder Schließen einer elektrischen Verbindung zwischen den beiden Anschlusskontakten wird bisher über eine gebogene Kontaktfeder ermöglicht. Die Kontaktfeder ist an einem Ende fest mit einem der Anschlusskontakte verbunden. Am anderen Ende der Kontaktfeder befindet sich ein Kontaktmittel, das einem an dem anderen Anschlusskontakt befestigten Kontaktmittel gegenübersteht. Durch elastische Verformung der Kontaktfeder kann ein Kontaktieren bzw. Trennen der beiden Kontaktmittel und damit der elektrischen Verbindung bewirkt werden. In der Offenstellung wird der Kontakt durch die Federkraft der Kontaktfeder offen gehalten. In der Schließstellung drückt ein Übertragungselement, das mit der Bimetallscheibe in Verbindung steht, auf die Kontaktfeder und verbindet die beiden Kontaktmittel entgegen der Federkraft der Kontaktfeder.
Druckschriftlicher Stand der Technik
Die DE 20 2016 104 274 U1 zeigt eine Schalteinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Diese bekannte Schalteinrichtung umfasst eine gebogene Kontaktfeder, die an einem der beiden Anschlusskontakte fest verbunden ist. Das Befestigen der Kontaktfeder an dem Anschlusskontakt und Biegen der Kontaktfeder erfordern voneinander separate Fertigungsschritte, die einen hohen Fertigungs- und Montageaufwand und damit einen signifikanten Anteil der Herstellungskosten verursachen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schalteinrichtung, insbesondere eine thermische Schalteinrichtung, sowie eine Heizeinrichtung zur Verfügung zu stellen, die kostengünstiger gefertigt werden können.
Lösung der Aufgabe
Die vorstehende Aufgabe wird durch die gesamte Lehre des Anspruchs 1 sowie des Anspruchs 19 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beansprucht.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der erste elektrische Anschluss einen ersten elektrischen Kontakt und der zweite elektrische Anschluss einen zweiten elektrischen Kontakt aufweisen, und die Kontaktfeder als eine sowohl den ersten elektrischen Kontakt als auch den zweiten elektrischen Kontakt öffnende bzw. schließende elastische Kontaktbrücke ausgestaltet ist. Da zwei Kontakte vorgesehen sind, kann auf eine feste Verbindung zwischen der Kontaktfeder und dem einen Anschlusskontakt verzichtet werden. Zudem kann in der Fertigung auf ein Biegen der Kontaktfeder verzichtet werden. Der Fertigungs- und Montageaufwand kann dadurch signifikant reduziert werden. Durch die intrinsische Elastizität der Kontaktfeder bzw. Kontaktbrücke wird keine zusätzliche Feder benötigt.
In vorteilhafter Weise kann der erste elektrische Anschluss im Bereich des ersten elektrischen Kontakts ein Kontaktmittel, insbesondere ein Kontaktelement oder eine Kontaktbeschichtung, sowie der zweite elektrische Anschluss im Bereich des zweiten elektrischen Kontakts ein Kontaktmittel, insbesondere ein Kontaktelement oder eine Kontaktbeschichtung, aufweisen.
Weiterhin kann die Kontaktfeder im Bereich des ersten elektrischen Kontakts ein Kontaktmittel, insbesondere ein Kontaktelement oder eine Kontaktbeschichtung, sowie im Bereich des zweiten elektrischen Kontakts ein Kontaktmittel, insbesondere ein Kontaktelement oder eine Kontaktbeschichtung, aufweisen.
Das Kontaktelement bzw. die Kontaktbeschichtung kann bzw. können aus einem elektrisch leitfähigen Material bestehen oder ein solches umfassen, wie beispielsweise Silber.
In vorteilhafter Weise kann die Kontaktfeder ein federndes Grundelement umfassen, welches flächig oder plättchenförmig ausgestaltet ist. Das Grundelement kann dadurch beispielsweise in einfacher Weise aus einem flächigen oder plattenförmigen Rohmaterial, wie beispielsweise aus einem Blech oder einem Band, z. B. aus Federstahl, gestanzt und/oder geschnitten werden. Das Grundelement muss nicht gebogen werden. Dadurch gibt es keine verfestigten und/oder geschwächten Bereiche an dem Grundelement. Die Anzahl möglicher, d. h. bruch- oder ermüdungsfreier Schaltvorgänge wird im Vergleich zu einer gebogenen Kontaktfeder wesentlich erhöht.
Zweckmäßigerweise können am Grundelement mindestens zwei Durchgangsöffnungen vorgesehen sein, die vorzugsweise jeweils seitlich zu einer die beiden Kontaktmittel verbindenden Verbindungslinie einander gegenüberliegend, vorzugsweise einander spiegelsymmetrisch gegenüberliegend, angeordnet sind. Hierdurch können unterschiedliche, beispielsweise auch gegenläufige, Belastungsbereiche und/oder Flächenträgheitsmomente auf der Kontaktfeder geschaffen werden.
Ferner kann an der jeweiligen Durchgangsöffnung ein Haltevorsprung vorgesehen sein. Der jeweilige Haltevorsprung dient zur Fixierung und/oder Zentrierung der Kontaktfeder. Alternativ oder zusätzlich kann am äußeren Rand der jeweiligen Durchgangsöffnung ein, vorzugsweise winkelig verlaufender, Federsteg vorgesehen sein. Der Federsteg dient dazu, die Kontaktfeder in einer Richtung entgegengesetzt zur Schließrichtung vorzuspannen und damit das Öffnen der Kontakte zu unterstützen.
Zweckmäßigerweise vollzieht, bedingt durch eine Formänderung des Aktorelements, das Übertragungselement beim Schaltvorgang eine lineare Bewegung zwischen dem Aktorelement und der Kontaktfeder. Es ändert hierdurch die Position und den Spannungszustand der Kontaktfeder.
In vorteilhafter Weise dient das Übertragungselement dazu, die Kontaktfeder in der Position der geschlossenen elektrischen Verbindung zu halten und/oder bei offener elektrischer Verbindung in einer Öffnungsstellung zu halten.
Ferner kann das Übertragungselement eine in Richtung der Kontaktfeder ragende, vorzugsweise mittige, Auflage aufweisen, welche eine Auflage für das Grundelement der Kontaktfeder bildet, und/oder mindestens einen in Richtung der Kontaktfeder ragenden, vorzugsweise außermittigen, Zentrierungsanschlag für die Kontaktfeder aufweisen, und/oder einen vorzugsweise im äußeren Randbereich des Übertragungselement angeordneten, am Aktorelement anliegenden, vollumfänglich durchlaufenden oder unterbrochenen Steg aufweisen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das Übertragungselement ein Spritzgießteil, beispielsweise ein Kunststoff-Spritzgießteil, sein. Hierdurch kann das Übertragungselement besonders kostengünstig gefertigt werden. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Kunststoff um einen elektrisch isolierenden Kunststoff.
Besonders vorteilhaft kann das Übertragungselement von der Innenwand des Gehäuses geführt werden. Dadurch kann ein Drehen des Übertragungselements verhindert werden und somit die Kontaktfeder in Position gehalten werden.
Beispielsweise können die Kontaktfeder und/oder das Aktorelement und/oder die Innenwand des Gehäuses und/oder das Übertragungselement im Wesentlichen rechteckig, vorzugsweise im Wesentlichen quadratisch, sein.
In vorteilhafter Weise kann das Gehäuse mindestens einen Gehäuseanschlag oder Gehäusevorsprung aufweisen, welcher im geschlossenen Zustand der elektrischen Verbindung die Kontaktfeder, vorzugsweise im Bereich der Federstege, in Richtung zum Aktorelement vorspannt, so dass sich bei einem Öffnen der elektrischen Verbindung aufgrund einer Änderung der Stellung des Aktorelements die Kontaktfeder hin in Richtung des Aktorelements entspannt. Hierdurch kann die Öffnungsbewegung der Kontakfeder gewährleistet oder zumindest unterstützt werden.
Zweckmäßig kann das Aktorelement eine Bimetallsprungscheibe sein oder eine solche aufweisen.
In besonders vorteilhafter Weise können das erste Kontaktmittel und das zweite Kontaktmittel mit gleicher Verbindungstechnik, vorzugsweise durch Nieten oder Löten oder Schweißen oder durch Beschichten, insbesondere durch Beschichten mit Silber, an dem Grundelement der Kontaktfeder befestigt bzw. angebracht sein. Hierdurch kann die Fertigung erheblich vereinfacht werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann das Grundelement der Kontaktfeder ein Stanzteil sein. Dadurch kann das Grundelement der Kontaktfeder im Gegensatz zu Kontaktfedern des Standes der Technik besonders günstig gefertigt werden.
Ferner kann die Grundplatte eine erhabene Auflage für das Aktorelement aufweisen. In vorteilhafter Weise kann durch die Form der erhabenen Auflage, insbesondere die Höhe bzw. Höhenänderung der erhabenen Auflage, die Schalteinrichtung justiert werden oder es können Toleranzen, insbesondere Fertigungstoleranzen, ausgeglichen werden.
Zweckmäßigerweise kann die erhabene Auflage durch eine Prägung erzeugt werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren eine Heizeinrichtung zum Aufheizen eines Mediums (z. B. eines flüssigen oder festen Lebensmittels bzw. Nichtlebensmittels) zum Anschluss an einen Stromkreis wobei die Heizeinrichtung eine erfindungsgemäße Schalteinrichtung umfasst.
Beschreibung der Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels
Ein zweckmäßiges Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird anhand von Zeichnungsfiguren nachstehend näher erläutert. Es zeigen:

1 eine perspektivische Darstellung des Ausführungsbeispiels einer Schalteinrichtung,
2 eine Explosionsdarstellung der Schalteinrichtung aus 1,
3 eine Schnittdarstellung der Schalteinrichtung aus 1 entlang des Schnittes A-A bei geschlossener elektrischer Verbindung,
4 eine Schnittdarstellung der Schalteinrichtung aus 1 entlang des Schnittes B-B bei geschlossener elektrischer Verbindung,
5 eine Schnittdarstellung der Schalteinrichtung aus 1 entlang des Schnittes C-C bei geschlossener elektrischer Verbindung,
6 eine Schnittdarstellung der Schalteinrichtung aus 1 entlang des Schnittes A-A bei geöffneter elektrischer Verbindung,
7 eine Schnittdarstellung der Schalteinrichtung aus 1 entlang des Schnittes B-B bei geöffneter elektrischer Verbindung,
8 eine Schnittdarstellung der Schalteinrichtung aus 1 entlang des Schnittes C-C bei geöffneter elektrischer Verbindung sowie
9 eine Schnittdarstellung der Schalteinrichtung aus 1 entlang des Schnittes B-B bei geöffneter elektrischer Verbindung.

Die Bezugsziffer 1 in den 1-9 bezeichnet die erfindungsgemäße Schalteinrichtung in ihrer Gesamtheit. Das Ausführungsbeispiel zeigt beispielhaft eine thermische Schalteinrichtung. Die Schalteinrichtung 1 ist dazu vorgesehen, beispielsweise an eine Heizeinrichtung 11, z. B. eine Dickschichtheizung, einen Wasserkocher oder ein Bügeleisen, befestigt zu werden und einen nicht dargestellten Stromkreis der Heizeinrichtung 11 zu schließen oder zu öffnen. Der Stromkreis kann unterhalb einer vorgegebenen Schalttemperatur geschlossen und oberhalb der Schalttemperatur geöffnet sein. Dadurch kann beispielsweise ein Überhitzen der Heizeinrichtung 11 verhindert oder eine bestimmte Temperatur gehalten werden.
1 zeigt die Schalteinrichtung 1 mit einer Grundplatte 9, einem Gehäuse 2 sowie einem ersten elektrischen Anschluss 4a und einem zweiten elektrischen Anschluss 4b. Die Grundplatte 9 dient zur Montage an die Heizeinrichtung 11. Hierzu kann die Grundplatte 9 z. B. Durchgangsbohrungen 9a, 9b aufweisen. Die Anschlüsse 4a, 4b sind geeignet, z. B. über (jeweils nicht dargestellte) Flachstecker an den Stromkreis der Heizeinrichtung 11 angeschlossen zu werden. Der Stromkreis kann durch eine offene elektrische Verbindung zwischen den Anschlüssen 4a, 4b unterbrochen oder durch eine geschlossene elektrische Verbindung zwischen den Anschlüssen 4a, 4b geschlossen werden. Die Schaltung erfolgt in Abhängigkeit der Temperatur der an der Grundplatte 9 anliegenden Heizeinrichtung 11. Die Grundplatte 9 kann über Befestigungsmittel 9d, 9e mit dem Gehäuse 9 verbunden sein. Die Anschlüsse 4a, 4b werden über Gehäuseöffnungen aus dem Inneren des Gehäuses 2 geführt.
Gemäß 2 weist die Grundplatte 9 Durchgangsbohrungen 9a, 9b auf, sodass die Grundplatte 9 beispielsweise an eine Heizeinrichtung 11 geschraubt werden kann. In alternativen Ausgestaltungen kann die Grundplatte 9 auf einen Untergrund gelötet, geschweißt, geklebt oder angedrückt sein. Des Weiteren weist die Grundplatte 9 Befestigungsmittel 9d, 9e auf, um mit dem Gehäuse 2 verbunden zu werden. Die Befestigungsmittel 9d, 9e sind bügelförmig ausgestaltet und können mit außenseitigen Vorsprüngen 2c, 2d des Gehäuses 2 eine hakende bzw. einschnappende Verbindung eingehen. Zur einfacheren Montage können die außenseitigen Vorsprünge 2c, 2d Rampen aufweisen, die sich in Richtung der Grundplatte 9 hin verjüngen und ein Einhaken erleichtern. Alternativ oder zusätzlich können die quer verlaufenden Stege der Bügel der Befestigungsmittel 9d, 9e schräg nach außen gerichtet sein.
Alternativ kann zunächst das Gehäuse 2 auf der Grundplatte 9 aufgesetzt werden und die Befestigungsmittel 9d, 9e können anschließend in Richtung des Gehäuses 2 gebogen werden. Die Grundplatte 9 kann weiterhin Vorsprünge 9g aufweisen, die vorzugsweise so ausgebildet sind, dass diese im montierten Zustand an den Innenseiten des Gehäuses 2 anliegen.
Des Weiteren können Aussparungen 9f an der Grundplatte 9 vorgesehen sein, in die Vorsprünge 2g des Gehäuses eingreifen. Die Vorsprünge 9g und/oder die Aussparungen 9f und die Vorsprünge 2g können dazu dienen, das Gehäuse 2 auf der Grundplatte 9 zu zentrieren. Sie können beispielsweise erzeugt werden, indem die Kontur der Vorsprünge 9g aus einem flachen Rohmaterial ausgeschnitten oder gestanzt wird. Die Vorsprünge 9g und Aussparungen 9f können anschließend durch eine Abkantung in Richtung des Gehäuses 2 bewirkt werden. Zweckmäßig sind vier Vorsprünge 9g und vier Aussparungen 9f in einer quadratischen Anordnung vorgesehen. Die Grundplatte 9 besteht aus einem Material mit einer hohen thermischen Leitfähigkeit, beispielsweise aus einem Metall oder aus einer Metalllegierung, um die Temperatur der Heizeinrichtung 11 auf ein Aktorelement 3, hier beispielsweise ein temperatursensitives Aktorelement, zu übertragen, das auf der Grundplatte 9 aufliegt. Die Grundplatte 9 kann hierzu ferner eine erhabene Auflage 9c aufweisen, die als Auflage und Wärmeleitungsfläche für das Aktorelement 3 dienen kann. Die erhabene Auflage 9c kann beispielsweise durch eine noppenförmige Prägung in ein planes Rohmaterial erzeugt werden, wobei durch die veränderliche Prägehöhe dieser Auflage eine Justage des Schaltsystems realisiert werden kann. Die Vorsprünge 9g können des Weiteren höher als die erhabene Auflage 9c sein und zudem dazu vorgesehen sein, das Aktorelement 3 auf der Grundplatte 9 zu zentrieren.
Das Aktorelement 3 besteht zweckmäßiger Weise aus einer bistabilen Bimetallsprungscheibe mit zwei stabilen Zuständen, wobei die Bimetallsprungscheibe im ersten stabilen Zustand in die eine Richtung gekrümmt und im zweiten stabilen Zustand in die hierzu entgegengesetzte Richtung gekrümmt ist.
Das Aktorelement 3 kann im Wesentlichen rechteckig oder quadratisch sein. In alternativen Ausführungen kann das Aktorelement 3 auch zumindest im Wesentlichen rund sein.
Auf der der Grundplatte 9 abgewandten Seite des Aktorelements 3 liegt ein Übertragungselement 8 randseitig an. Das Übertragungselement 8 kann einen vollumfänglich durchlaufenden oder unterbrochenen, beispielsweise einen entlang des Umfangs unterbrochenen, Steg 8d aufweisen, der als Auflage für das Aktorelement 3 dient. Ferner kann das Übertragungselement 8 im Wesentlichen rechteckig oder quadratisch sein. In alternativen Ausgestaltungen kann das Übertragungselement 8 auch zumindest im Wesentlichen rund sein. Es kann beispielsweise ein Spritzgießteil aus einem elektrisch isolierenden Kunststoff sein. Auf der dem Aktorelement 3 abgewandten Seite des Übertragungselements 8 ist eine Auflage 8c für eine Kontaktfeder 6 vorgesehen. Weiterhin kann ein in Richtung der Kontaktfeder 6 ragender, vorzugsweise außermittiger, Zentrierungsanschlag 8a, 8b für die Fixierung und Zentrierung der Kontaktfeder 6 vorgesehen sein. Der Zentrierungsanschlag 8a, 8b kann höher als die Auflage 8c sein, d. h. er ragt weiter in Richtung der Kontaktfeder 6 als die Auflage 8c. Des Weiteren kann der Zentrierungsanschlag 8a, 8b durch zwei zylindrische Vorsprünge gebildet werden.
Die Kontaktfeder 6 weist ein federndes Grundelement 6a sowie ein erstes Kontaktmittel 7a und ein zweites Kontaktmittel 7b auf. Die Kontaktmittel 7a, 7b sind im Ausführungsbeispiel an das Grundelement 6a genietete Kontaktelemente. In alternativen Ausgestaltungen können die Kontaktmittel 7a, 7b angelötet oder angeschweißt sein. Des Weiteren weisen die Kontaktmittel 7a, 7b ein elektrisch leitfähiges Material, z. B. Kupfer und/oder Silber auf. Alternativ können die Kontaktmittel 7a, 7b auch durch Beschichten des Grundelement 6a mit einem elektrisch leitfähigen Material, z. B. Kupfer und/oder Silber gebildet werden.
Das federnde Grundelement 6a kann flach oder plättchenförmig ausgestaltet sein. Es kann im Wesentlichen rechteckig, vorzugsweise im Wesentlichen quadratisch, sein. In alternativen Ausgestaltungen kann das Grundelement 6a auch im Wesentlichen rund sein. Es weist ein elektrisch leitfähiges und federndes Material auf, z. B. Federstahl. Das Grundelement 6a kann beispielsweise aus einem flachen Rohmaterial gestanzt und/oder geschnitten werden, z. B. aus einem Federblech oder aus einem Federband. Die Kontaktmittel 7a, 7b können spiegelsymmetrischen auf einer Verbindungslinie Y angeordnet sein, die auf einer Diagonalen des Grundelements 6a liegt. Quer zu der Verbindungslinie Y sind spiegelsymmetrische Durchgangsöffnungen 6b, 6c an dem Grundelement 6a vorgesehen. Die Durchgangsöffnungen 6b, 6c können derart gestaltet sein, dass zwei Haltevorsprünge 6d, 6e gebildet werden, die eine formschlüssige Verbindung des Grundelements 6a mit den zylindrischen Vorsprüngen des Zentrierungsanschlags 8a, 8b des Übertragungselement 8 bilden können, wobei die beiden zylindrischen Vorsprünge des Zentrierungsanschlags 8a, 8b im montierten Zustand durch die Durchgangsöffnungen 6b, 6c ragen und an den Haltevorsprüngen 6d, 6e anliegen. Des Weiteren sind die Durchgangsöffnungen 6b, 6c derart ausgestaltet, dass am äußeren Rand der jeweiligen Durchgangsöffnung 6b, 6c je ein winkelig verlaufender Federsteg 6f, 6g ausgebildet wird.
An der dem Übertragungselement 8 abgewandten Seite der Kontaktfeder 6 sind die beiden Anschlüsse 4a, 4b angeordnet. Die Anschlüsse 4a, 4b weisen jeweils einen Steckanschluss 10a, 10b sowie jeweils ein Kontaktmittel 5a, 5b auf. Die Kontaktmittel 5a, 5b werden im Ausführungsbeispiel durch Kontaktelemente gebildet, die an die Anschlüsse 4a, 4b genietet sind. In alternativen Ausgestaltungen können solche Kontaktelemente auch angelötet oder angeschweißt sein. Die Kontaktmittel 5a, 5b weisen ein elektrisch leitfähiges Material, z. B. Kupfer und/oder Silber, auf. In einer alternativen Ausgestaltung können die Kontaktmittel 5a, 5b durch eine Beschichtung der Anschlüsse 4a, 4b mit einem elektrisch leitfähigen Material, z. B. Kupfer und/oder Silber gebildet werden. Die Steckanschlüsse 10a, 10b können beispielsweise derart gestaltet sein, dass diese eine elektrische Steckverbindung mit den Leitungen des Stromkreises der Heizeinrichtung 11 bewirken können, z. B. über als Flachsteckhülsen ausgebildete, an den Leitungen befestigte Kabelschuhe. In alternativen Ausgestaltungen können die Anschlüsse 4a, 4b auch Schraub-, Klemm-, Löt- oder Schweißanschlüsse aufweisen. Ferner sind die Steckanschlüsse 10a, 10b gebogen und ragen durch Gehäuseöffnungen 2a, 2b seitlich gegenüberliegend aus dem Gehäuse 2. In alternativen Ausgestaltungen können die Steckanschlüsse 10a, 10b auch flach sein. Sie können auch nach oben, z. B. parallel zueinander, aus dem Gehäuse 2 ragen. Die Anschlüsse 4a, 4b sind in dem Gehäuse 2 so fixiert, dass jeweils eines der Kontaktmittel 5a, 5b mit jeweils einem der Kontaktmittel 7a, 7b flüchtend gegenüberliegend angeordnet ist. Der erste elektrische Kontakt wird von dem Kontaktmittel 5a des ersten Anschlusses 4a und dem ersten Kontaktmittel 7a der Kontaktfeder 6 gebildet. Der zweite elektrische Kontakt wird von dem Kontaktmittel 5b des zweiten Anschlusses 4b und dem zweiten Kontaktmittel 7b der Kontaktfeder 6 gebildet.
In den 3-5 befindet sich das Aktorelement 3 in der Stellung der geschlossenen elektrischen Verbindung (Schließstellung) unterhalb der Schalttemperatur in seinem ersten stabilen Zustand und ist in Richtung des Übertragungselements 8 gekrümmt. Die Schalteinrichtung 1 wird vorzugsweise in dieser Stellung zusammengebaut. Das Aktorelement 3 liegt an seiner der Grundplatte 9 zugewandten Seite mittig auf der erhabenen Auflage 9c. Auf der dem Übertragungselement 8 zugewandten Seite liegt das Aktorelement 3 randseitig an dem Steg 8d an. Das Aktorelement 3 drückt in dieser Stellung das Übertragungselement 8 in Richtung der Anschlüsse 4a, 4b.
3 zeigt, wie die Kontaktmittel 7a, 7b der Kontaktfeder 6 in der Stellung der geschlossenen elektrischen Verbindung jeweils an die Kontaktmittel 5a, 5b der Anschlüsse 4a, 4b durch das Aktorelement 3 über das Übertragungselement 8 gedrückt werden. Die elektrische Verbindung zwischen den Anschlüssen 4a, 4b erfolgt über den ersten elektrischen Kontakt zwischen dem Kontaktmittel 7a und dem Kontaktmittel 5a sowie über den zweiten elektrischen Kontakt zwischen dem Kontaktmittel 7b und dem Kontaktmittel 5b sowie über das elektrisch leitfähige Grundelement 6a der Kontaktfeder 6. Die Schließkraft, d. h. die Anpresskraft, des ersten und zweiten elektrischen Kontakts wird durch eine Durchbiegung der elastischen Kontaktfeder 6 entlang der Verbindungslinie Y bewirkt.
4 und 5 zeigen die Kontaktfeder 6, die auf der dem Übertragungselement 8 zugewandten Seite mittig auf der Auflage 8c sowie randseitig auf der dem Gehäuse 2 zugewandten Seite an den Gehäusevorsprüngen 2e, 2f des Gehäuses 2 anliegt. Über die durch die Gehäusevorsprünge 2e, 2f vorgespannten Federstege 6f, 6g erfolgt in dieser Schließstellung eine Vorspannung des federnden Grundelements 6a, welches eine Kraft auf das Übertragungselement 8 ausübt.
In den 6-8 befindet sich das Aktorelement 3 in der Stellung der geöffneten elektrischen Verbindung (Offenstellung). In diese Stellung schnappt das Aktorelement 3, sobald die Schalttemperatur erreicht ist. Dies ist der zweite stabile Zustand des Aktorelements 3. Hierbei ist das Aktorelement 3 in Richtung der Grundplatte 9 gekrümmt. Das Aktorelement 3 drückt in dieser Stellung das Übertragungselement 8 nicht mehr in Richtung der Anschlüsse 4a, 4b, sodass sich das Übertragungselement 8 in Richtung der Grundplatte 9 (weg von den Anschlüssen 4a, 4b) bewegen kann. Hierdurch wird ein Öffnen der elektrischen Verbindung ermöglicht.
6 zeigt die Kontaktmittel 5a, 5b sowie die Kontaktmittel 7a, 7b in der Offenstellung. Die elektrische Verbindung zwischen den Anschlüssen 4a, 4b ist hierbei geöffnet. Die Kontaktfeder 6 ist entlang der Verbindungslinie Y entspannt.
7 und 8 zeigen, dass die Kontaktfeder 6 in der Offenstellung auch entlang der Federstege 6f, 6g entspannt ist.
Um ein sicheres Öffnen und Offenhalten der elektrischen Verbindung zu gewährleisten, kann die Vorpannung der Federstege 6f, 6g bei der Öffnungsbewegung über einen längeren Weg wirken als die Kraft aufgrund der Durchbiegung des Grundelements 6a entlang der Verbindungslinie Y. Dies wird gemäß 9 dadurch bewirkt, dass die in 9 dargestellte Höhe H der Kontaktmittel 7a, 7b bezüglich der Oberseite des Grundelements 6a kleiner ist als der vertikale Abstand A zwischen den Auflageflächen der Gehäusevorsprünge 2e, 2f des Gehäuses 2 und den Unterseiten der Kontaktmittel 5a, 5b der Anschlüsse 4a, 4b.
Beim Schaltvorgang zwischen Offenstellung und Schließstellung wird das Übertragungselement 8 linear in Richtung der Anschlüsse 5a, 5b auf diese zu bzw. von diesen weg bewegt. Einerseits wird die lineare Bewegung des Übertragungselements 8 durch die randseitige Auflage des Aktorelements 3 an dem Übertragungselement 8 sowie die mittige Auflage der Kontaktfeder 6 an dem Übertragungselement 8 bedingt. Dadurch erfolgt eine drehmomentfreie Krafteintragung beim Öffnen und Schließen. Andererseits wird die lineare Bewegung auch durch eine Führung des Übertragungselements 8 entlang der Innenwand 2h des Gehäuses 2 unterstützt. Die Innenwand 2h des Gehäuses 2 und das Übertragungselement 8 können dazu zweckmäßiger Weise im Wesentlichen rechteckig, vorzugsweise im Wesentlichen quadratisch ausgebildet sein. Ein Drehen des Übertragungselements 8 wird verhindert und die Kontaktfeder 6 wird durch das Übertragungselement 8 sowohl in der Position der geschlossenen elektrischen Verbindung als auch in der Position der offenen elektrischen Verbindung gehalten.
In alternativen Ausführungen kann die Schalteinrichtung auch an andere Einrichtungen angeschlossen und/oder befestigt werden, wobei auch andere Umweltparameter bzw. Umweltparameteränderungen, wie beispielsweise ein Druck oder eine Feuchtigkeit oder ein elektromagnetisches Feld oder ein Umgebungslicht oder ein Füllstand zum Schließen bzw. Öffnen eines Stromkreises führen können.
Beispielsweise kann das Aktorelement 3 ein umgebungssensitives, beispielsweise ein feuchtigkeitssensitives, ein drucksensitives, ein magnetfeldsensitives, ein lichtsensitives oder ein füllstandssensitives Aktorelement aufweisen.
Ferner kann das Aktorelement 3 auch eine elektromagnetische Spulenanordnung aufweisen und/oder durch einen Steuerstrom aktiviert bzw. deaktiviert werden.
Vom Offenbarungsgehalt der Erfindung sind ausdrücklich auch Merkmalsteil- oder Unterkombinationen erfasst.
BEZUGSZEICHENLISTE

1: Schalteinrichtung
11: Heizeinrichtung
2: Gehäuse
2a: Gehäuseöffnung
2b: Gehäuseöffnung
2c: außenseitiger Vorsprung
2d: außenseitiger Vorsprung
2e: Gehäusevorsprung
2f: Gehäusevorsprung
2g: Vorsprung
2h: Innenwand
3: Aktorelement
4a: erster elektrischer Anschluss
4b: zweiter elektrischer Anschluss
5a: Kontaktmittel
5b: Kontaktmittel
6: Kontaktfeder
6a: Grundelement
6b: Durchgangsöffnungen
6c: Durchgangsöffnungen
6d: Haltevorsprung
6e: Haltevorsprung
6f: Federsteg
6g: Federsteg
7a: Kontaktmittel
7b: Kontaktmittelt
8: Übertragungselement
8a: Zentrierungsanschlag
8b: Zentrierungsanschlag
8c: Auflage
8d: Steg
9: Grundplatte
9a: Durchgangsbohrung
9b: Durchgangsbohrung
9c: Auflage
9d: Befestigungsmittel
9e: Befestigungsmittel
9f: Aussparung
9g: Vorsprung
Y: Verbindungslinie
H: Höhe
A: Abstand

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 202016104274 U1 [0004]

Claims

Schalteinrichtung (1), insbesondere thermische Schalteinrichtung, insbesondere Temperaturregler, Temperaturbegrenzer oder Temperatursicherung, umfassend ein Gehäuse (2) mit einer Innenwand (2h), eine Grundplatte (9) ein Aktorelement (3), insbesondere ein umgebungssensitives, insbesondere ein temperatursensitives Aktorelement, einen ersten elektrischen Anschluss (4a) sowie einen zweiten elektrischen Anschluss (4b), sowie eine von einem Übertragungselement (8) beaufschlagte Kontaktfeder (6) zum Öffnen oder Schließen einer elektrischen Verbindung zwischen dem ersten Anschluss (4a) und dem zweiten Anschluss (4b) in Abhängigkeit der Stellung des Aktorelements (3), dadurch gekennzeichnet, dass der erste elektrische Anschluss (4a) einen ersten elektrischen Kontakt und der zweite elektrische Anschluss (4b) einen zweiten elektrischen Kontakt aufweisen, und die Kontaktfeder (6) als eine sowohl den ersten elektrischen Kontakt als auch den zweiten elektrischen Kontakt öffnende bzw. schließende elastische Kontaktbrücke ausgestaltet ist.
Schalteinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste elektrische Anschluss (4a) im Bereich des ersten elektrischen Kontakts ein Kontaktmittel (5a), insbesondere ein Kontaktelement oder eine Kontaktbeschichtung, sowie der zweite elektrische Anschluss (4b) im Bereich des zweiten elektrischen Kontakts ein Kontaktmittel (5b), insbesondere ein Kontaktelement oder eine Kontaktbeschichtung, aufweisen.
Schalteinrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfeder (6) im Bereich des ersten elektrischen Kontakts ein Kontaktmittel (7a), insbesondere ein Kontaktelement oder eine Kontaktbeschichtung, sowie im Bereich des zweiten elektrischen Kontakts ein Kontaktmittel (7b), insbesondere ein Kontaktelement oder eine Kontaktbeschichtung, aufweist.
Schalteinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfeder (6) ein federndes Grundelement (6a) umfasst, welches flächig oder plättchenförmig ausgestaltet ist.
Schalteinrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass am Grundelement (6a) mindestens zwei Durchgangsöffnungen (6b, 6c) vorgesehen sind, die vorzugsweise jeweils seitlich zu einer die beiden Kontaktmittel (7a, 7b) verbindende Verbindungslinie Y, vorzugsweise einander gegenüberliegend, vorzugsweise einander spiegelsymmetrisch gegenüberliegend, angeordnet sind.
Schalteinrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass an der jeweiligen Durchgangsöffnung (6b, 6c) ein Haltevorsprung (6d, 6e) vorgesehen ist und/oder am äußeren Rand der jeweiligen Durchgangsöffnung (6b, 6c) ein, vorzugsweise winkelig verlaufender, Federsteg (6f, 6g) vorgesehen ist.
Schalteinrichtung (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungselement (8) beim Schaltvorgang eine lineare Bewegung zwischen dem Aktorelement (3) und der Kontaktfeder (6) vollzieht.
Schalteinrichtung (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungselement (8) dazu dient, die Kontaktfeder (6) in der Position der geschlossenen elektrischen Verbindung zu halten und/oder bei offener elektrischer Verbindung in einer Öffnungsstellung zu halten.
Schalteinrichtung (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungselement (8) eine in Richtung der Kontaktfeder (6) ragende, vorzugsweise mittige, Auflage (8c) aufweist, welche eine Auflage die Kontaktfeder (6) bildet, und/oder mindestens einen in Richtung der Kontaktfeder (6) ragenden, vorzugsweise außermittigen, Zentrierungsanschlag (8a, 8b) für die Kontaktfeder (6), aufweist, und/oder einen vorzugsweise am äußeren Randbereich des Übertragungselement (8) angeordneten, am Aktorelement (3) anliegenden, vollumfänglich durchlaufenden oder unterbrochenen Steg (8d) aufweist.
Schalteinrichtung (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungselement (8) ein Spritzgießteil, vorzugsweise ein Kunst-Stoffspritzgießteil, ist.
Schalteinrichtung (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungselement (8) von der Innenwand (2h) des Gehäuses (2) geführt wird.
Schalteinrichtung (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfeder (6) und/oder das Aktorelement (3) und/oder die Innenwand (2h) des Gehäuses (2) und/oder das Übertragungselement (8) im Wesentlichen rechteckig, vorzugsweise im Wesentlichen quadratisch, sind.
Schalteinrichtung (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) mindestens einen Gehäuseanschlag oder Gehäusevorsprung (2e, 2f) aufweist, welcher im geschlossenen Zustand der elektrischen Verbindung die Kontaktfeder (6), vorzugsweise im Bereich der Federstege (6f, 6g), in Richtung zum Aktorelement (3) vorspannt, so dass sich bei einem Öffnen der elektrischen Verbindung aufgrund einer Änderung der Stellung des Aktorelements (3) die Kontaktfeder (6) hin in Richtung des Aktorelements (3) entspannt.
Schalteinrichtung (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aktorelement (3) eine bistabile Bimetallsprungscheibe ist oder eine solche aufweist.
Schalteinrichtung (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kontaktmittel (7a) und das zweite Kontaktmittel (7b) mit gleicher Verbindungstechnik, vorzugsweise durch Nieten oder Löten oder Schweißen oder Beschichten, insbesondere ein Beschichten mit Silber, an der Kontaktfeder (6) befestigt bzw. angebracht sind.
Schalteinrichtung (1) nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Grundelement (6a) der Kontaktfeder (6) ein Stanzteil ist.
Schalteinrichtung (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (9) eine erhabene Auflage (9c) für das Aktorelement (3) aufweist.
Schalteinrichtung (1) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die erhabene Auflage (9c) durch eine Prägung erzeugt wird.
Heizeinrichtung (11) zum Aufheizen eines Mediums zum Anschluss an einen Stromkreis dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (11) eine Schalteinrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst.