DE3122899C2

DE3122899C2 - Temperaturschalter

Info

Publication number: DE3122899C2
Application number: DE3122899A
Authority: DE
Inventors: Peter 7530 Pforzheim Hofsäss
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-06-10
Filing date: 1981-06-10
Publication date: 1984-10-11
Also published as: GB2126421A; DE3122899A1; FR2530376A1; US4470033A; FR2530376B1; GB2126421B

Abstract

Beim Gegenstand der Erfindung handelt es sich um einen Temperaturwächter (10). Es sind derartige Temperaturwächter bekannt, die neben einer aktiven Bimetallschnappscheibe eine den eigentlichen Kontaktdruck in einer Schließstellung bewirkende Federschnappscheibe aufweisen. Zum Schalten muß die Bimetallschnappscheibe die gesamte den Andruck bewirkende Kraft der Federschnappscheibe überwinden. Um eine entsprechende Kraft aufzubringen, muß die Bimetallscheibe entweder recht groß ausgestaltet sein oder aber die Kontaktandruckkräfte werden so gering, daß das Leitungs- und Schaltverhalten relativ schlecht ist. Zur Überwindung der Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß zwei vorgeprägte Federschnappscheiben (22, 24) vorgesehen sind und daß die Federschnappscheiben (22, 24) gegensinnig zueinander angeordnet sind. Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht bei kleinen Bimetallschnappscheiben (26) die Erzielung von Kontaktdrucken, die eine hohe Zuverlässigkeit des Wächters (10) gewährleisten.

Description

3. Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (22,24,26) kartenförmig geprägte, kreisrunde Scheibe sind.

4. Schalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (22, 24, 26) einen mittleren Durchbruch aufweisen, in dem der Schaltkontakt (28) eingesetzt ist.

5. Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als inneres Wide .-lager für die Scheiben (22, 24, 26) am Schaltkontakt (28) mindestens eine Ringschulter oder ein Bund (30) ausgebildet ist.

6. Schalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bimetallschnappscheibi (26) auf so der gleichen Seite des Bundes (30) angeordnet ist. wie die schwächere ?edersc.^lmappscheibe (24), die andere Federschnappsrheibc (26) aber auf der anderen Seite des Bundes (30) angc· '.dnei ist.

7. Schalter nach Anspruch 5 oder fa, dadurch gckennzeichnet, daß am äußeren Umfang der Scheiben (22, 24, 26) dem inneren Widerlager zugeordnete Widerlager vorgesehen sind.

8. Schalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltwerk (22,24,26,28) in einem Gehäuse angeordnet ist und daß die im Gehäuse tiefer angeordnete Federschnappseitc (22) einen geringeren Durchmesser als die anderen Scheiben (24, 26) aufweist.

9. Schalter nach Ansprüche, dadurch gekenn- -es zeichnet, daß die den Kontaktdruck bewirkende Fcderschnappscheibe (22) am Boden des Gehäuses (12) angeordnet ist: daß die Federschnappschcibc (22) mit ihrem äußeren Umfangsrand am Boden des Gehäuses (12) als Widerlager anliegt und mit ihrem w inneren Umfaiigsrand am Bund (30) des Schaltkontakts (28) anliegt; daß auf der anderen Seile des Bundes (30) des Schaltkontaktcs (28) zunächst die Bimctallschnappschcibe (26) und darüber die Federschnappscheibe (24) mit ihrem inneren Rand anlie- ■» gen und daß die Federschnappschcibc (24) und die Bimetallschnappscheibe (26) ein Widerlager an einer über den Umfangsrand des Gehäuses (12) nach innen vorstehenden Ringschulter (36) eines Verschlußdeckels (16) finden. Wl

10. Schalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkontakt (28) mit einem extern betiii'gburen Betiitigur.gsansiit/. (42) versehen ist.

11. Schalter nach Anspruch 9. dadurch gekenn- t>zeichnet, daß die Bimetallschnappscheibc (26) ein weiteres der Schulter (36) gegenüberliegendes Widerlager (38) für den Übergang in du· Schließstellung

aufweist.

IZ Schalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gehäuseteil (16) mit eingegossenen relativ steifen metallischen Anschlußkontaktzungen vorgesehen ist

13. Schalter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein inneres Ende (50) eines Anschlußkontaktes (18) nach innen freiliegend in den Bewegungsbercich des Schaltkontakts (28) reicht.

14. Schalter nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Anschlußkontakt-7uiigc (20) bis zum Rande des einen Gehäuseteils (16) reichende und um diesen herumgebogene Kontaktstreifen (56) aufweist.

15. Schalter nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß Anschlußfahnen (52, 54) der Anschlußkontakte (18,20) sich parallel zueinander, senkrecht vom Gehäuse (12, 16) for'.erstrekken.

Die Erfindung betrifft einen temperaturabhangigen Schalter mit einem Schaltkontaktpaar, einer Bimetallschnappscheibe und mindestens einer Federschnappscheibe. Unter Ten.peraturschalter werden im folgenden allgemein in einer elektrischen Leitung angeordnete Schalter verslanden, die mit einer Bimetallscheibe versehen sind, die aufgrund einer Temperaturänderung über einen kritischen Punkt hin einen Schaltvorgang bewirkt; insbesondere werden hierunter eigentliche Tempcraturwähler verstanden.

Ein solcher Schalter ist in einer Ausführungsform in der DE-PS 21 21 802 beschrieben. In der DE-OS 25 Il 214 sind in einem Gehäuse zwei entsprechende Schalter untergebracht, von denen der eine als Temperaturregler und der andere als Sicherheitsschalter dient. Gemeinsam ist diesen Schaltern. ΉΒ zur Herstellung des Kontaktdruckes in der Schließstellung und zur Leitung des fließenden Stromes eine Federschnappscheibe vorgesehen ist. um die Bimetallschnappscheibe von diesen Aufgaben zu entlasten, so daß die Bimetallschnappschcibe lediglich den eigentlichen Schaltvorgang bewirkt. Die Bimetallschnappscheibe muß hierbei, insbesondere beim Trennen des Schaltkontaktes die gesamte Kontaktdruckkraft, die durch die Federschnappscheibe ausgeübt wird, überwinden. Um eine entsprechende Kraft aufbringen zu können, muß daher die Bimetallschcibc im allgemeinen gcwr.se beträchtliche Abmessungen aufweisen. Es wird aber im Zuge der Miniaturisierung elektrischer Bauelemente und Geräte angestrebt, auch gaitungsgcmäße Temperaiurschalter so klein wie möglich auszugestalten. Bei den bekannten Schaltern muß in diesem Falle auch die Bimetallschnappscheibc verkleinert werden. Sie bedingt daher auch einen geringeren Kontaktdruck. Hieraus ergeben sich höhere Übcrgangswidentände an den Schaltkonlaktcn. Zur Verbesserung, d.h. zur Erniedrigung der Übergangswiderstände kann man grundsätzlich GoIdkonlaktc einsetzen, diese sind aber recht teuer.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Schalter zu schaffen, der bei im wesentlichen gleichen Abmessungen höhere Kontaktdruck ermöglicht , bzw. hei Verkleinerungen der Abmessungen und insbesondere der Uimeiullschnappsi-hcibc gleiche Kontaktdrucke. Zuverlässigkeit und .Schaltvermögen wie ein größerer Schalter aufweist.

Erfindungsgemäß wird die genannte Aufgabe daiurch gelöst, daß zwei vorgeprägte Federschnappschci-3cn vorgesehen sind und daß die Federschnappscheiben in ihrer Prägung gegensinnig zueinander angeordnet sind. Während die Erfindung anhand eines Temperaturschalters erläutert wird, ist das durch sie geschaffene Differenzkraftsystem auf in offensichtlicher Weise bei anderen Schaltern, wie Microschaltern und Tastaturen zur Schaltverstörkung einsetzbar. Bei einer derartigen erfindungsgemäßen Ausgestaltung eines Schalters muß die Bimetallscheibe nicht mehr die gesamte Kontaktdruckkraft der diese bewirkenden Federschnappscheibe überwinden, sondern lediglich noch die Differenz der Andruckkraft gegenüber der entgegengerichteten Kraft der weiteren Federschnappscheibe im Umschaltpunkt der Bimetallscheibe. Durch den so ermöglichten größeren Kontaktdruck bei gleichen Abmessungen wird ein erfindungsgemäßer Schalter insbesondere noch unempfindlicher gegen Erschütterungen, wodurch sein Einsatzbereich wesentlich erweitert wird. Der erfindüngsgernäSe Schalter weist eine hohe Zuverlässigkeit auch noch bei kleineren Bischeibenabrrissungen auf, als diese bisher verwendet werden konnten.

Ein in ihrer Prägung gegensinniges Montieren der Federschnappscheibe heißt, daß diese aufgrund ihrer Vorprägung im Temperaturschalter so angeordnet sind, daß ihre Kräfte aufgrund ihrer Auslenkung aus der Ruhelage zumindest im Schaltzeitpunkt der Bimetallschnappscheibe gegeneinander gerichtet sind. Federschnappscheiben können dabei vorteilhafterweise so geprägt werden, daß ihr Kraftverlauf keine Umkehrung der Kraftrichtung aufweist, ihre Kräfte also nach gegensinniger Einmontierung immer gegeneinander gerichtet sind. Allerdings liegt dann die Ruhestellung der anderen Federschnappscheibe in der Nähe der einen Schaltstellung des Temperaturschalters, während die Ruhestellung der anderen Federschnappscheibe in der Nähe der anderen Schaltstellung des Temperaturschalters liegt, ohne daß die Federschnappscheiben aufgrund von ihnen erteilter Vorspannungen ihre Ruhestellung jeweils erreichen können. In der Schließstellung des Schalters wird, soweit von der einen Federschnappscbeibc entgegen der Andruckkraft der anderen Federschnappscheibe eine Gegenkraft ausgeübt wird, diese durch die Bimetallschnappscheibe aufgenommen, so daß die gesamte KraVt der Antriebs-Federschnappscheibe vor Bewirkung des Kontaktdruckes eingesetzt wird. Bei Temperaturänderung über den Umschnappunkt der Bimetallschnappscheibe — beispielsweise aus der erwähnten Schließstellung — wird /.unächst ein Zustand durchlaufen, bei dem die Bimetallscheibe der erstgenannten Federschnappscheibe keine Kraft mehr enigegensci/.i, so daß deren Kraft gegen die den Kontaktdruck bewirkende Federschnappscheibe wirken kann. Die Bimetallschnappscheibe muß dann lediglich noch die Differenz der beiden gegeneinander wirkenden Kräfte der beiden Federschnappscheiben überwinden, um ein Umschalten der Temperaturschalter zu bewirken. Nach dem Umschalten heben sich die gegeneinander wirkenden Kräfte der Federschnappscheiben in der öffnungsstcllung des Temperaturschalters auf einem geringen Kraftniveau jeweils im wesentlichen auf. Zum Zurückschalten muß dann die Bimetallschcibe lediglich eine geringe Kraft aufwenden, um den Gleichgewichtszustand wieder aufzuheben und ein Umschalten des Temperatur-Schalters in die Schließstellung zu bewirken.

Der erfindungsgema'-Vc Tcmperatursehaltcr kann in seinen Ausführungsformen nach Anordnung der Bimctallschnappscheibe mit ihrer aktiven, d. h. sich bei Temperaturerhöhung stärker ausdehnenden Seite entweder zum gehäusefesten Kontakt hin oder von diesem fort jeweils als »Schließer« oder »öffner« eingesetzt werden, also als ein Temperaturschalier, der sich bei Erhöhung der Umgebungstemperatur über den Umschaltpunkt der Bimetallschnappscheibe hinaus schließt oder aber öffnet.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Federschnappscheiben bei Auslenkung aus ihrer jeweiligen Ruhelage nach einem Kraftmaximum ein Kraftminimum durchlaufen und daß die den Kontaktdruck bewirkende Federschnappscheibe ein höheres Kraftmaximum aufweist als die weitere is Federschnappscheibe. Das Maximum der weiteren Schnappscheibe ist dabei selbstverständlich zumindest etwas größer zu wählen als das Minimum der durch ihr Kraftmaximum den Kontaktdruck bewirkenden erstgenannten Federschnappscheibe.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Temperaturschalter., ist vorgesehen, daß die Scheiben kalottenförmig gepräg.e, kreisrunde Scheiben sind. Im Rahmen der Erfindung liegen aber auch Ausgestaltungen des Temperaturschalters, bri denen das Schaltwerk in ähnlichen, aber abgewandelten Weisen ausgestaltet ist.

Eine besonders kompakte Ausführungsform wird dann dadurch erreicht, daß der Thermoschalter vollständig kreisförmig ausgebildet ist und insbesondere vorgesehen ist, daß die Scheiben einen mittleren Durchbruch aufweisen, in dem ein Schallkontakt eingesetzt ist. Wenn auch der Schaltkontaktknopf fest mit den Scheiben verbunden sein kann, so ist doch gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen, daß als inneres Widerlager für die Scheiben am Schaltkontaktknopf mindestens eine Ringschulter oder ein Bund ausgebildet ist. In diesem Falle liegen die Scheiben nur lediglich locker um den Schaltkontaktknopf und finden ihr inneres Widerlager an der Ringschulter oder dem am Schaltkontaktknopf angebrachten Bund. Gemäß einer bevorzug ".en Ausgestaltung ist vorgesehen, daß das Schaltwerk in einem Gehäuse angeordnet ist; daß die im Gehäuse tiefer angeordnete Federschnappscheibe einen geringeren Durchmesser als die anderen Scheiben aufweist. Bei dieser Ausgestaltung wird vermieden.daß das Gehäuse Hinterschneidungen aufweisen muß. Es ist daher fertigungstechnisch einfach herzustellen. Durch den geringeren Durchmesser der tiefer im Gehäuse liegenden Scheibe kann um deren Umfang ein Randbereich to der Gehäusewand ringschulterförmig ausgebildet sein und als Anlage ode.· Widerlager für die anderen Scheiben dienen. In den konkreten Ausführungen ist ein e.·- findungsgemäßcr Temperaturschalter derart ausgestaltet, daß die den Koniakt bewirkende Federschnappscheibe am Boden des Gehäuses angeordnet ist; da3 die Federschnappscheibe mit ihrem äußeren Unifangsrand am Boden des Gehäuses als Widerlager anliegt und mit ihrem inneren Umfangsrand am Bund des Schaltkonlaktknopfes anlieft; daß auf der anderen Seite des Bunbo des des Schaltkontaktknopfes zunächst die Bimetailschnappscheibe und darüber die Federschnaposcheibe mit ihrem inneren Rand anliegen und daß die Federschnappscheibe und die Bimeiallschnappscheibe ein Widerlager an einer über den Umfangsrand des Gehäuses t)5 nach innen vorstehenden Ringschulter eines Verschlußdeckcls finden und insbesondere, daf3 die Bimetallschnappscheibc ein weiteres der Schulter gegenüberliegendes Widerlager für den Übergang in die Schließsiel-

lung aufweist. In diesem Falle weist die Bimctallschnappscheibe zwei gegeneinander gerichtete Widerlager zu ihrem äußeren Umfang auf. kann also Schaltvorgänge in beiden Richtungen, also /um Trennen und Schließen des Temperaturschalters bewirken. Wird die -, zweite Ringschulter als Widerlagerfläche fortgelassen, so hat die Bimetallscheibe an ihrem AiiUcnumfung mir eine Widerlagerflache und kann damit nur einen .Schaltvorgang, im allgemeinen ein öffnen des Tcinpcraiurschalters bewirken. In der Gegenrichtung schnappt sie in frei um, wodurch kein Schaltvorgang ausgelöst wird. Um in einem solchen Fall ein erneutes Schließen des Schalters von Hand zu ermöglichen, ist gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen, daß der Schaltkontakt mit einem extern betäligbaren Hctäti- r, gungsansatz versehen ist. Dieser Ansatz kann durch eine Bohrung im Gehäuseboden des Tempcratursehalters hinausragen. Durch ein Eindrücken des Ansatzes wird der Schalter dann in seine andere Stellung bewegt.

Während Temperaturschalter bisher mit an den Kontakten des Schalters angelöteten Anschlußlitzen, die als isolierte Anschlußdrähte ausgebildet waren, versehen sind, kann es notwendig sein, einen derartigen Temperaturschalter auch in eine Leiterplatte einer gedruckten Schaltung direkt einzustecken. Statt der sonst üblichen angelöteten Litzen kann daher ein erfindungsgemäßer Temperaturschalter in bevorzugter Weilerbildung derart ausgestaltet sein, daß ein Gehäuseteil mit eingegossenen relativ steifen metallischen Anschlußkontakizungen vorgesehen ist. Eine Einbettung von Anschlußkon- jn taktzungen für den Gehäusekontakt in das Gehäuse als feste Kontaktenden, ist an sich bekannt. (Richter/von Voss »Bauelemente der Feinmechanik«, insbesondere Bilder 268 bis 273, Text S. 68. letzer Abs.: Bilder S. 69.) Zur Herstellung eines elektrischen Kontaktes von dem ii der einen Anschlußkontaktzunge zum Gehäuse und von diesem zu dem Schaltwerk hin ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen, daß eine weitere Anschlußkontaktzunge bis zum Rande des einen Gehäuscteils reichende und um diesen herumgebogene Kontaktstreifen aufweist. In diesem Falle wird in einfacher Weise der elektrische Kontakt beim Einsetzen des Deckels in das Gehäuse und beim Umbördeln des Randes desselben hergestellt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nächste- -Ti hend anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 eine Ausführungsform eines Schallers als Temperaturwächter im Schaltzustand mit getrennten Kontakten;

F i g. 2 der 7>mperaturwächter der Fig. 1 mit gc- vi schlossenem Kontakt;

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform des Wächters in ihrem geöffneten Schaltzustand;

F i g. 4 die Ausführungsform der F i g. 3 in geschlossenem Schaltzustand; 5-,

F i g. 5 ein prinzipielles Kraft-Weg-Diagramm zweier gemeinsam verwendeter Fedcrschnappscheibcn;

F i g. 6 eine Ausgestaltungsform eines Deckels eines Temperaturwächters in einem frühen Fertigungsstadium; H)

F i g. 7 den Deckel nach F i g. 6 im Schnitt vor einem Hochbiegen der Anschlußkontaktzungen·. und

F i g. 8 den Gegenstand der F i g. 6 und 7 im fertigen Zustand nach Hochbiegen der Anschliißkontaktzungen und der Kontaktstreifen in einer Sicht der F i g. b.

Das in der Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel eines Temperaturwächters 10 weist ein Gehäuse 12 auf, das im allgemeinen aus Metall, beispielsweise aus Messing, besteht und als Drehteil ausgebildet sein kann. In dem Gehäuse 12 ist ein Schaltwerk 14 untergebracht, das im folgenden noch näher erläutert wird. Das Gehäuse 12 ist mittels eines Deckels 16 verschlossen, der in das Gehäuse 12 flüssigkeitsdicht eingesetzt ist und AnsehluUkoni.iki/ungen 18, 20 zum elektrischen Anschluß desTemperaUirwiichtcrs aufweis;.

Das Schallwerk 14 des Temperaturwächters 10 besteht im dargestellten Ausführungsbeispiel aus zwei Fe(lerschnappschcibcn 22 und 24 und einer Bimctallschnappschcibc 26, die gemeinsam konzentrisch mittels Durchbrüchen um einen Sehaltkontaktknopf 28 angeordnet sind. Die Fedcrschnappschcibcn sind kalottenförmig vorgeprägt und im Schalter gegensinnig zuein ander angeordnet. Der Schallkontakt 28 weist einen Bund 30 auf, der als inneres Widerlager für die Federschnappseheibcn 22, 24 und die Btmctallscheibe 26 dient. Dabei ist die Fcdcrschnappscheibc 22 auf einer Seite des Bundes Si), nämlich der einem genäusefcSien Schaltkoniakt 32 abgewandlen Seite des Bundes 30 angeordnet, während die Federschnappscheibe 24 und die Bimeiallschnappschcibc 26 gemeinsam auf der anderen Seite des Bundes 30. also auf der dem gehäusefesten Schaltkontakt 32 zugewandten Seite des Bundes 30 angeordnet sind. Demgemäß drücken die Federschnappschcib¹: 22 einerseits und die Federschnappscheibe 24 sowie die Bimctallschnappscheibe 26 über den Bund 30 den ScrraUkontaktknopf 28 jeweils in entgegengesetzte Richtungen. Hierzu sind für die Scheiben 22, 24, 26 gehäuscfeste äußere Widerlager vorgesehen. Als äußere Widerlager für die Federschnappscheibe 22 dient die innere Bodenflächc 34 des Gehäuses 12. Als äußeres Widerlager für die Federschnappscheibe 24 und die Bimctallschnappscheibe 26 in ihrer einen Schaltstellung dient eine über den inneren Rand des Gehäuses nach innen gezogene Ringschulter 36 des Deckels 16. Dieser gegenüberliegend und cnigegcr.gcrich'ci ist im Umfangsrand des Gehäuses 12 eine nach innen vorgesetzte Ringschultcr 38 vorgesehen, die als weiteres Widerlager für die Bimetallscheibe, nämlich bei dessen anderem Schaltzustand, dient.

Der Schalter 10 ist in der F i g. 1 in seiner einen Schaltstellung dargestellt, nämlich in seiner öffnungsstcllung; es kann hierbei je nach Anordnung der Bimeteilscheibe, also je nachdem, ob deren aktive Seite oder mit dem bei Temperaturerhöhung sich stärker ausdehnenden Metall belegte Seite der Federschnappscheibe 22 zu oder abgewandt ist. um die Hochtemperatur- oder Niedcrtcmperaturstcllung des Temperaturwächters handeln; im erstgenannten Falle würde es sich ^Kei dem Tcmpcraturwächtcr um einen »öffner« und im zweitgenannten FaIIe um einen »Schließer« handeln, also jeweils um einen Temperaturwächter, der bei Überschrei ten einer bestimmten vorgegebenen Temperatur öffnet bzw. schließt.

In der F i g. 2 ist die andere Schaltsteüung dargestellt Zunächst sei der Schalter als »Schließer« erläutert.

Solange die Temperatur unterhalb der Umschnapp temperatur der Bimetallschnappscheibe 26 liegt, ist da; Schaltwerk 14 in der in Fig. 1 dargestellten Schaltstel lung in Ruhe. Die Kräfteverhältnisse der gegensinnij montierten Federschnappscheiben 22, 24 sind derari daß die Kräfte der beiden Scheiben sich im wesentliche! aufheben oder gegcbcbenfalls die einwirkende Kraf der oberen Federschnappscheibe 24 die entgsgenwir kende Kraft der Federschnappscheibe 22 leicht über wiegt (in diesem Falle würde dann der Schaltkontakl knopf 28 unten im Gehäuse 12 zum Anliegen kommen

Die Himetallschnappscheibe 26 isi diibci mit ihrer konvexen Seite nach unten montiert und völlig unbelastet.

Bei Temperaturerhöhung bewegt sich die Bimetallscheibe derart, daß sie mit ihrem Umfangsrand zum Anliegen auf der Schulter 38 gelangt und sodann die obere Schnappscheibe an- und vom Bund 30 anhebt. Hierdurch wird die untere Fcdcrschnappseheibe 22 freigegeben, so daß sie den Schaltkontakiknopf 28 über den Bund 'M Anheben kann. Im Erreichen des Schnappunktes springt die Bimetallschnappscheibe augenblicklich um, drückt dabei die obere Schnappscheibc nach oben. so daß die untere Federschnappscheibe 26 den Kontakt nach oben bis zum Anliegen des Schallkonlaktknopfes 28 am gehäusefesten Kontakt 32 anschlagen kann. Der Schalter ist dann geschlossen und zeigt die iii F i g. 2 dargestellte Stellung. Damit der gesamte Anlagedruck der unteren Feder 22 zur Herstellung des Kontaktdrukkes wirken kann, muß die Bimetallschnappschcibe 26 in der Stellung der F i g. 2 lediglich die noch entgegenwirkende Restkraft der Schnappfeder 22 überwinden bzw. ausgleichen. Da, wie oben gesagt wurde, sich in der Stellung der Fig. 1 die Kräfte der beiden Federschnappscheiben im wesentlichen aufheben, muß die Bimetallschnappscheibe im Moment des Umschnappens nur eine geringe Kraft aufweisen, um den Schaltvorgang auszulösen. Die Bimetallschnappscheibe muß in der Stellung der F i g. 2 nur die Kraft der oberen, schwächeren Schnappscheibe überwinden, während der Kontaktdruck durch die Kraft der stärkeren unteren Schnappscheibe ausgeübt wird.

Bein Abkühlen bewegt sich die Bimetallschnappscheibe 26 in ihrem mittleren Bereich wieder nach unten. Der Kontaktdruck wird nuch solange von der unteren Federschnappscheibe 22 konstantgehalten, solange die Bimetallschnappscheibe 26 noch nicht am Bund 30 zum Anliegen kommt. Beim Erreichen des Schnapppunktes schlägt die Bimetallscheibe nach unten um und überwindet zusammen mit der Kraft der oberen Federschnappscheibe 24 die Andrückkraft der unteren Federschnappscheibe 22 und reißt so zusammen mit der oberen Federschnappscheibc 24 den Kontakt auf, so daß der Schalter wieder in die öffnungsstcllung der Fig. I gelangt.

Zum Übergang von der Öffnungsstellung der Fig. 1 in die Schließstellung der F i g. 2 muß also die Bimetallschnappscheibe 26 in ihrem Umschlagpunkt nur eine minimale Kraft in Richtung des Schließens erzeugen, um den Gleichgewichtszustand der Öffnungsstellung der F i g. 1 zwischen den beiden Federschnappscheiben aufzuheben. In der Schließstellung der Fig.2 muß die Bimetallschnappscheibe 26 lediglich die Restkraft der oberen Federschnappscheibe 24 in dieser Stellung aufheben, damit die gesamte Federkraft der unteren Federschnappscheibe 22 als Kontaktdruck wirksam wird. Zum Umschalten aus der Schließstellung der F i g. 2 in die Öffnungsstellung der F i g. 1 muß die Bimetallschnappscheibe 26 lediglich die Differenz zwischen den gegeneinander wirkenden Kräften der unteren Federschnappscheibe 22 und der oberen Federschnappscheibe 24 überwinden, nicht aber die gesamte Andruckkraft der unteren Federschnappscheibe 22

Statt der im dargestellten Ausführungsbeispiel der F i g. 1 und 2 verwendeten Federschnappscheiben, der Kraftwirkung aufgrund ihrer Einspannung immer gegeneinander gerichtet aber über den Bewegungsweg veränderlich ist, könnten grundsätzlich auch Federschnappscheiben eingesetzt werden, bei denen über den Bewegungsweg in einem bestimmten Punkt ein Umklappen und eine Änderung der Kraftrichtung eintritt. In diesem Rille müßten die Schnappscheiben beidseitig am Sehaltkoniaktknopf gehalten sein, es müßten also zusätzliche Ringschultern oder Bünde vorgesehen sein.

ι Wenn die Bimetallschnappschcibe 26 im Gehäuse andersherum eingesetzt ist, also statt bei dem beschriebenen »Schließer«, bei dem die aktive oder sich bei Temperaturerhöhung stärker ausdehnende Metallseite nach oben gerichtet ist, die sich bei Temperaturerhöhung

ίο stärker ausdehnende Metallseite oder aktive Seite nach unten richtei. so wirkt derTemperaturschalter als »öffner«.

Im folgenden wird der Teir.peraturwächter nun ebenfalls unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 als »öffner« beschrieben.

Es wird ausgegangen von der F i g. 2, die nun die Tieftemperatursiellung, also die Schaltstellung des Temperaturwächters unterhalb der Umschalttemperatur darstellt. Die Bimetallscheibe ist mit ihrer gewölbten oder konvexen Scheibe nach oben montiert. Sie drückt dabei gegen die obere, schwächere Federschnappscheibe 24 und hebt diese leicht an, so daß von oben kein Druck auf den Bund 30 des Schaltkontaktknopfes einwirkt. Daher kann die gesamte Andruckkraft der unteren Feder-

2¹S schnappscheibc 22 über den Bund oder die Schulter 30 den Schaltkontakt 28 gegen den gehäusefesten Kontakt 32 drücken und damit einen optimalen Kontaktdruck bewirken.

Bei Temperaturerhöhung bewegt sich die Bimetallschnappscheibe 26 mit ihrem zentralen Bereich nach unten, insoweit wird der Kontaktdruck noch vor der unteren Federschnappscheibe 22 konstant gehalten. Im Erreichen des Schnappunktes schlägt die Bimetallschnappscheibe 26 um und wird mit ihrer Kraft zusammen mit der Kraft der oberen Federschnappscheibe 24 gegen die Kraft der unteren Federschnappscheibe 22, wobei die Summe der Kräfte der oberen Federschnappscheibe 24 und der Bimetallschnappscheibe 26 im Umschlagpunkt größer sind als die Kraft der unteren Federschnappscheibe 22, so daß der Kontakt geöffnet wird und der Temperaturwächter in seine in der Fig. 1 dargestellte Stellung gelangt.

Beim Abkühlen schnappt die Bimetallschnappscheibe wieder um, drückt gegen die obere Federschnappscheibe 24 und gibt derart die untere Federschnappscheibe 22 frei, die ihre gesamte maximale Kraft zur Bewirkung des Kontaktdruckes einsetzen kann. Der Schalter ist dann wieder in seiner Schließstellung der F i g. 2.

Typische Kraftverhältnisse sind derart, daß durch die Federschnappscheibe 22 in der Schließstellung der Fig.2 zur Bewirkung des Kontaktdruckes eine Kraft von ca. 0,85 N ausgeübt wird. Im Umschaltpunkt der Bimetallschnappscheibe hat die obere Schnappscheibe 24 eine Kraft von ca. 0,40 N, während die untere Schnappscheibe weiterhin eine Kraft von ca. 0,85 N aufweist. Die Bimetallschnappscheibe muß daher nur eine Kraft von ca. 0,45 N aufbringen, um ein Umschalten von der Schließstellung der F i g. 2 in die Öffnungsstellung der F i g. 1 zu erreichen. In der Öffnungsstellung der F i g. 1 halten sich die beiden Federschnappscheiben 22, 24 mit jeweils einer Kraft von ca. 030 N das Gleichgewicht.

In den F i g. 3 und 4 ist eine weitere Ausfühningsform des Temperaturwächters dargestellt Während bei der Ausgestaltung nach den F i g. 1 und 2 jeweils bei Temperaturerhöhung und Temperaturerniedrigen beim Durchschreiten des Umschaltpunktes der Bimetallschnappscheibe ein Schaltvorgang ausgelöst wird, kann

der in den Fig.3 und 4 dargestellte Schalter lediglich selbsttätig bei Durchschreiten des Umschaltpunktes der Bimetallschnappscheibe öffnen, nicht aber selbsttätig wieder schließen. Der Schalter muß vielmehr separat von Hand geschlossen werden. Ein solcher Schalter wird als »öffner« eingesetzt, d. h. er ist bei tiefen Temperaturen geschlossen, öffnet bei Überschreiten der Umschalttemn?ratur der Bimetallschnappscheibe, schließt dann aber nicht wieder bei erneuter Abkühlung.

Gleiche Teile des Schalters sind mit gleichen Bezugsz:ichen versehen. Ein Verhindern des erneuten Schlicßens wird dadurch erreicht, daß die Ringschulter 38 (vgl. Fig. 1 und 2) bei der Ausgestaltung der Fig.3 und 4 fortgelassen ist. So findet die Bimetallschnappscheibc 26 beim Zurückgehen vom Zustand der F i g. 3 in den Zustand der Fi g. 4, also in dem Zustand, in dem ihre konvexe Seite nach oben gerichtet ist, kein Widerlager, so daß sie die Federschnappscheibe 22 nicht von dem der gleichen oder etwas größeren Kraft der Fcuerschtmppscheibe 24 in der Stellung der F i g. 3 entlasten kann und ein Zurückschalten von der Stellung der Fig.3 in die Stellung der F i g. 4 daher nicht erfolgt.

Ein Zurückstellen aus der Stellung der F i g. 3 in die Stellung der Fig.4 muß vielmehr gegebenenfalls von Hand vorgenommen werden. Hierzu ist im Boden 40 des Gehäuses 12 ein zentraler Durchbruch vorgesehen, durch den ein Ansatz 42 des Schaltkontaktknopfes 28 hindurchragt. Wenn nun eine Zurückstellung aus dem Zustand der Fig.3 in den Zustand der Fig.4 vorgenommen werden soll, so wird von außen auf den Ansatz 42 gedrückt, bis der Schaltkontaktknopf 28 am gehäusefesten Kontakt 32 zum Anliegen kommt. In dieser Stellung weist dann wieder die Schnappfeder 22 ihre größte Kraft auf und kann diese Stellung halten. Voraussetzung ist selbstverständlich, daß die Bimetallschnappscheibc 26 dabei in ihrer in der F i g. 4 dargestellten Schnappsieiiung vorliegt.

Ansonsten ist das Schaltverhalten des in den F i g. 3 und 4 dargestellten Temperaturwächters insbesondere scheibe 26 in Gleichgewicht gehalten. Die Stellung der F i g. I ist ebenfalls in der F i g. 5 dargestellt. Die Bimetallschn.ippscheibe 26 ist (vgl. Fig. 1) an ihrem Rand völlig frei gelagert, also kräftefrei. Beim Übergang von

^r> der Stellung der F i g. 2 zur Stellung der F i g. 1 muß die Bimciallschnappschcibe zunächst einen Punkt erreichen, in dem sie zusammen mit der Kraft der Federschnappscheibe 24 die Gegenkraft der Federschnappschcibc 22 überwindet, so daß der Schaltvorgang statt-

K) findet, woraufhin die Bitnetallschnappschcibe 26 in ihrem kräftefreien Zustand der Fig. 1 gelangt. Beim Übergang der Stellung der Fig.2 zur Stellung der F i g. I muß die Bimetallschnappscheibe 26 lediglich das Kräftegleichgewicht zwischen den beiden Fcderschnappscheiben zu Gunsten der Federschnappscheibe 22 verändern und gelangt in ihren die Kraft der Federschnappschcibe 24 aufhebenden Zustand der Fig.2. Der Kraftwcg muß nicht gerade oder direkt sein, sor.-dern kann ebenfalls über eine Spitze größerer Kraft erfolgen.

Zu Beginn der I igurcnbeschreibung wurde ausgeführt, daß der Deckel 16 des Gehäuses 12 des Temperaturwächters 10 mit eingegossenen Anschlußkontaktzungen 18 und 20 verschen ist, im Gegensatz zu üblichcn Anschlüssen für Temperaturwächter, bei denen angelötete Anschluulitzen vorgesehen sind. Die Anschlußkontaktzungen sind derart ausgestaltet, daß die Anschlußkontaktzunge 18 einen mittleren zentralen erweiterten Teil aufweist, der zentral im Gehäusedeckel 16 angeordnet ist, so daß er im wesentlichen über dem beweglichen Kontaktteil 28 zu liegen kommt. Bei der Herstellung des Deckels 16 ragt von diesem zentralen Teil 50 im wesentlichen horizontal eine eigentliche Anschlußfahnc 52 vom Deckel fort. Die weitere Anschluß-

J5 kontaktz.unge 20 ist im wesentlichen T-förmig ausgebildet, indem die Anschlußfahne 54 der Anschlußkontaktzunge 20 in gleicher Weise wie die Anschlußfahne 52 nur diametral entgegengesetzt zu dieser vom Deckel 16 fortwsist und an ihrem im Deckel 16 eingespritzten En-

g p gp

beim Übergang aus der Stellung der F i g. 4 in die Stel- 40 de mit einem sich quer hierzu erstreckenden Kontaktlung der F i g. 3, das Gleiche wie es unter Bezugnahme streifen 56 versehen ist. Die Anschlußkor.'aktzungen 18

auf die F i g. 1 und 2 erläutert wurde.

In dem Diagramm der F i g. 5 sind zunächst schematisch die Kraft-Weg-Kurven der beiden Federschnappscheiben 22 und 24 aufgetragen. Dabei sind die Wege der beiden Federschnappscheiben 22, 24 aus ihrer Ruhestellung entgegengerichtet; d. h. also, daß die Ruhestellung der Federschnappscheibe 22 links im Diagramm der Fig.5 liegt, während die Ruhestellung der Federschnappscheibe 24 rechts liegt. Die Kraftkurven sind so aufgezeichnet, wie die Kräfte sich gegenüberstehen, wenn die Scheiben, wie dies der Fall ist, in den Temperaturwächter gegensinnig angeordnet sind. Jede der Federschnappscheiben durchläuft zunächst ein Maximum (für die Scheibe 22 von links nach rechts und für die Scheibe 24 von rechts nach links, wobei die Kraft der Scheibe 24 entgegengerichtet ist, die resultierende Kraft sich also durch die Differenz ergibt, da beide Kräfte zur Vereinfachung und zum besseren Vergleich in gleichen Quadranten dargestellt wurden) und sodann ein entsprechendes Minimum. Bei der Stellung der F i g. 2 befinden sich die Scheiben an dem Ort, der in der F i g. mit »Fig.2« bezeichnet ist. Die Federschnappscheibe 22 befindet sich in ihrem Kraftmaximum, kann also den maximalen Druck auf die Kontakte ausüben. Die Federschnappscheibe 24 wird an diesem Punkt durch die hierzu entgegengesetzt und gleichsinnig zur Federschnappscheibe 22 einwirkende Kraft der Bimetallschnapp- und 20 werden in den Deckel 16 derart eingegossen, wie dies aus der F i g. 7 ersichtlich ist. Die Kontaktzungen 18,20 können Teile eines gesamten Gitters zur Herstel-

4j lung mehrerer mit Kontaktzungen versehener Deckel 16 sein. In diesem Falle werden nach dem Gießen und Aushärten die Kontaktzungen 18, 20 ebenso wie die Kontaktstreifen 56 auf Länge geschnitten. Die Anschlußfahnen 52, 54 der Kontaktzungen 18, 20 werden vom Deckel nach oben fortgebogen, während die Kontaktstreifen 56 um den Rand bei 58 bzw. 60 des Deckels (vgl. F i g. 6 und 8) umgebogen werden. Der plattenförmige Teil 50 wird im inneren des Deckels gegebenenfalls mit einem aufgeschweißten Aufschweißkontakt

w versehen. Wird nun der Deckel 16 in das Gehäuse 12 des Temperaturwächters 10 eingesetzt, so kommt der mittlere Teil 50 mit dem Aufschweißkontakt 32 über dem Schaltkontaktknopf 28 zu liegen, während die umgebogenen Enden des Kontaktstreifens 56 in Kontakt mit

ω dem Gehäuse 12 selbst gelangen. In der Schließstellung der Fig. 2 besteht dann ein elektrischer Kontaktweg zwischen der Anschlußkontaktzunge 18 über deren erweiterten Teil 50. den Aufschweißkontakt 32 zum beweglichen Schaltkontakiknopf 28, von diesem über die

fe= Federschnapnscheibe 22 zum Gehäuse 12 und über die Enden der Kontaktstreifen 56 zur Anschlußfahne 52 der Anschlußkontaktzunge 20.
Während Ausführungsbeispiele von Temperatur-

M zz

11 12

■väehtern mil kreisförmigen Gehäuse und kreisförmigen ■ichnappscheiben beschrieben wurde, sind auch andere *Nu:>gesUiltungen von .Schalleinrichtungen möglich, betipielsweisc mit gestreckten Fcderschnappschciben und teilweise in ihrem Rand beschnittenen Himciallse-hnappscheiben in länglichen quaderförmigen (ichäusen. In diesem Falle können beispielsweise die AnsehluLlclemente oder AnschluBkontakt/.ungen auch seitlich herausgeführt sein.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Temperaturabhängiger Schalter mit einem Schaltkontaktpaar, einer Bimetallschnappscheibe s und mindestens einer Fsderschnappschcibe, dadurch gekennzeichnet, daß zwei vorgeprägte Federschnappscheiben (22, 24) vorgesehen sind und daß die Federschnappscheiben (22, 24) in ihrer Prägung gegensinnig angeordnet sind. to

2. Schalter nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Federschnappscheiben (22, 24) bei Auslenkung aus ihrer jeweiligen Ruhelage nach einem Kraftmaximum ein Kraftminimum durchlaufen und daß die den Kontaktdruck bewirkende Federschnappscheibe (22) ein höheres Kraftmaximum aufweist als die weitere Federschnappscheibe (24).