DE3141226A1

DE3141226A1 - "thermoschalter"

Info

Publication number: DE3141226A1
Application number: DE19813141226
Authority: DE
Inventors: Ichiro Okino; Toshiaki Kadoma Osaka Toda; Hideoki Yoshioka
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1980-12-10
Filing date: 1981-10-16
Publication date: 1982-06-24
Also published as: JPH0222489B2; US4414529A; JPS5798930A; CA1160267A; DE3141226C2

Description

PATENTANWÄLTE *; :.. « ·; » ·.<·„· ·· . · i

Dipl.-Chem. Dr. HOLGERBUNKE** **·- .

Dipl. Phys. HARTMUT DEGWERT · O ·

JOHANNES-SCHARRER-STRASSE 13 · D-BOOO MÜNCHEN 21

München, 1.6. Oktober 1981 P 5031

MATSUSHITA ELECTRIC WORKS, LTD. ■ Osaka / Japan

Thermoschalter

Die Erfindung betrifft einen Thermoschalter, der auf vor bestimmte Umgebungstemperaturen anspricht, insbesondere einen Thermoschalter, der bei verschiedenen Einstelltemperaturen anspricht,· nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ;'

Bei derartigen Thermoschaltern ist eine bewegliche Kontaktfeder vorgesehen, die mit einem die Stromkreisunterbrechung atuuernderi Bimetallelement so zusammenwirkt , daß beim lv.rreichen einer vorbestimmten Einst, eil temperatur' das Bimetallelement den an der beweglichen Kontaktfeder befestigten. Kun-· takt von einem· gegenüberliegenden fentstehenden Kontakt. Ircinit·, viltL dtMi btromkroiü zu unterbrochen. Wenn also, die Unigubuiu|:.-. temperatur über den Normalwert anste-igt,- wird· der· Stromkre.is, in den der Thermoschalter eingefügt ist, unterbrochen und von einer Stromquelle abgetrennt, so daß ein mit diesem Stromkreis ausgerüstetes Gerät gegen Übertemperaturen geschützt wird.

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Bei herkömmlichen Thermoschaltern erfüllt ein einziges Bimetallelement die Schutzfunktion, und daher besteht die Gefahr, daß die Funktion des Thermoschalters nicht mehr .gesichert ist, wenn die Kontakte miteinander verschweißt sind, die Rückstellfeder selbst schadhaft ist o.d.dgl.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Thermoschalters, der eine 'sichere Stromkreisunterbrechung selbst dann gewährleistet, wenn dieKontakte zusammengeschweißt sind oder ein ' · Bimetallelement gebrochen ist.

Diese Aufgabe wird insbesondere durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Der erfindungsgemäße Thermoschalter enthält insbesondere zwei Bimetallelemente mit verschiedenen· Einsteiltemperaturen, die unabhängig voneinander zum öffnungs- und Schließvorgang der Kontakte beitragen und somit einen doppelten .übertemperaturschutz gewährleisten. Diese Bimetallelemente sind parallel angeordnet und erlauben eine gedrängte Bauweise bei größter Sicherheit und Zuverlässigkeit.

"Gemäß einer vorteilhaften Ausführu-ngsform der Erfindung ist der Thermoschalter mit einer Anordnung versehen, die die Bimetallelomento .zuverlässig und stabil, jeweils in einer vorbi'sL inuut-en Lage hält' und keine L.ignabwe ichunyen i-uläßt, so daß -stabile Betriebsdaten dex* Binuätalleleiuente gewährleistet sind.

Weitere Vorteile- und Merkmale der Erfindung ergeben sich- aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus der Zeichnung, auf die Bezug genommen wird. · In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 (a) -eine im Schnitt gezeigte Teilans-icht der Hauptbestandteile eines herkömmlichen Thermoschalters;

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Fig. 1 (b) eine Draufsicht auf ein Bimetallelement bei dem Thermoschalter nach Fig. 1 (a) ;

Fig. 2 ■ eine Perspektivansicht eines zerlegten erfindungr,-gemäßen Thermoschalter^;

Fig. 3 eine in Draufsicht gezeigte Innenansicht des zusammengebauten, in Fig. 2 gezeigten Thermoschalters, teilweise im Schnitt dargestellt;

Fig. 4 eine senkrechte Schnittansicht des in Fig. 2 gezeigten Thermoschalters längs Linie IV-IV in Fig. 3; ·"·■--

Fig. 5 eine senkrechte Schnittansicht des in Fig'. 2 ge-, zeigten TherniOschalters längt; I, Lniu.V-V in l^;'i(|. 3·,

Fig. 6 (a) eine Draufsicht auf das steuernde Biinetallelemeut bei dem in Fig. 2 gezeigten 'Thermoschalter;

Fig. 6 (b) eine Ansicht zur Erläuterung des in Fig. 6 (ει) gezeigten Bimetallelements; "·

Fig. 7 eine Draufsicht auf eine andere Ausführungsform des ßimetullelements bei dem erfindungsgemäßen Thermoschalter;

Fig. 8(a) und 8(b) las 1 1 (a) und 11 (b) · '

Ansichten zur Erläuterung eines llerstollumjsvcr.-fahrens für den in den Fig. 2 bis 5 'gezeigten Thermoschalter;

Fig. 12 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Thermoschalters, und zwar ' bei entferntem Gehäuse;

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Fig. 13 eine Schnittansicht des -in E'ig. 12 gezeigten Thermoschalters längs. Linie XIII-XIII;.

Fig. 14 eine Querschnittsansicht o.iner weiteren Ausführungsform des erf indung-sgoiuäßen Thermoschalters;

Fig. 15 eine Seitenansicht des Innenraums einer weiteren ■ . Ausführungsform des erfindungsgemäßen Thermoschalters; und

Fig. Ί6 und 17 sowie 18 und 19

schemätische Seitenansichten weiterer verschiedener Ausführungsformen der Erfindung.

Zum leichteren Verständnis der Erfindung wird zunächst unter Uezugnahme auf Fig. 1 ein herkömmlicher Thermoschalter erläutert. Be· i. diesem herkömmlichen Thermoschalter sind ein nach außen führender Anschluß OT mit einem feststehenden Kontakt FC und einer Halterungsplatte FP für die bewegliche Kontaktfeder an einem Ende eines Sockels B befestigt, während die bewegliche· Kontaktfeder MS an ihrem Fußende" am anderen Ende der Haiterungsplatte FP befestigt ist. Ein beweglicher Kontakt MC, der in Berührung mit dem feststehenden Kontakt FC an den nach, außen führenden Anschluß OT gebracht und von diesem wieder getrennt werden kann, ist an dem freien Ende der beweglichen Kontaktfeder MS befestigt; aus der beweglichen Kontaktfeder .MS sind zwei Laschen TF ausgestanzt und abgebogen, die voneinander beabstandet- sind und jeweils in einen Schlitz eingjoi-fen, der an den axial einander gegenüberliegenden Rändern eines einzelnen steuernden Binu'tallelementjj RB angebracht ist, wobei das Bimetallelement 'KB bei einer vorbestimmten Einste11temperatur aktiv wird bzw. umsteuert. Wenn die Umgebungstemperatur die Einstelltemperatur -erreicht, wird das Bimetallelement RB aus der in der Zeichnung" gezeigten Stellung herausbewegt, wobei-es sich in seinem mittleren Bereich am Sockel abstützt, so daß die bewegliche Kontakt-

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feder MS nach oben gedrückt und der bewegliehe Kontakt MC von dem feststehenden Kontakt FC getrennt wird. In diesem; ·' Zustand ist der Stromkreis unterbrochen.

Bei der in Fig.. 1 gezeigten Anordnung besteht jedoch der Mangel, daß aufgrund der Verwendung nur eines Bimetällelementes RB keine Trennung der Kontakte FC und MC voneinander gewährleistet ist, wenn sie ausreichend fest zusammengeschweißt sind; um der Steuerkraft des B!metallelements RB-zu widerstehen; bei einer Beschädigung odür einem Bruch doi; Bimetallelements RB ist ferner seine Steuerkraft unzureichend, um die Kontakte voneinander zu trennen. Ein weiterer Mangel des herkömmlichen Thermoschalter ist die unzureichende und unstabile Genauigkeit der Sc.haltvorgänge\ damit das Bimetallelement sich vorwärts und rückwärts bewegen kann, muß ein Spielraum C zwischen dem inneren Rand jeweils eines Schlitzes 'in dem Bimetallelement RB und dem darin■eingreifenden Laschenteil TF vorgesehen sein, und während der . . ■ Schaltvorgänge schwanken daher die Berührungspunkte zwischen dem mittleren Teil des'Bimetallstreifens und dem Sockel sowie dem Bimetallstreifen und den Laschenteiien zwischen-den in Fig. 1(b) gezeigten Punkten x* und y¹. ■

Bei dem erfindungsgemäßen Thermoschalter'ist eine Mehr.zahl ■ von steuernden Bimetallelementen vorgesehen, insbesondere zwei Bimetallelemente, die eine verschiedene Einstelltemperatur aufweisen, also bei verschiedenen Temperaturen aktiv werden, wobei einerseits der Schaltpunkt stabil gehalten wird und andererseits eine Mehrzahl von Schaltkontakten, die sich selbsttätig wieder zurückstellen oder auch nicht/ unabhängig voneinander betätigt werden können. . . ·

In den Fig. 2 bis 5 ist eine besondere 'Ausführungsform des ort i.ndungsgemäßen Thermoschalters gezeigt. Dieser Thermoschalter ist mit einem kastenförmigen Gehäuse 11 versehen, das an eim.-iu Ende offen ist. Auf den Innenoberflächen der

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.beiden Seitenwände dieses Gehäuses 11 sind Führungsrillen 12 gebildet, die sich horizontal, in Längsrichtung des Gehäu-

. ses 11 erstrecken. Eine Schaltereinheit 13' ist in das Gehäuse unter Führung mittels der Führungsrillen 12 einge·^ schoben und .darin stabil gehaltert.

lii.e Schaltereinheit- 13 umfaßt einen gestreckten Sockel 14, dur'auü synthetischem Harz entsprechend einer durchgehenden, leiti'ähigon. Metallplatte geformt ist, die einem Stanzvonjancj unterzogen wird (ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Herstelluhgsverfahrens wird später erläutert). Ein herausführender Hauptanschluß 15 und ein herausführender Hilfsanschluß -16 erstrecken sich paarweise in Längsrichtung .des Sockels T4 an einem-Ende desselben und sind elektrisch unabhängig voneinander an dem geformten Teil aus synthetischem Harz gehältert. Eire Halterungsplatte" 17 für die bewegliche Kontaktfeder weist einen gestuften Teil an ihrem freien Ende 'auf und ist am anderen Ende des Sockels 14 verlängert und elektrisch unabhängig von den Anschlüssen 15 und 16 von dom Formteil aus synthetischem Harz gehaltert. Ungefähr in der Mitte des Sockels 14 steht aus diesem-ein Stützteil 18 hervor, aus welchem ein Vorsprung 19 nach oben vorsteht. An dem Rand des Sockels 14, aus dem sich die beiden Anschlüsse 15, 16 heraus erstrecken, ist eine senkrecht hochstehende Abschlußwand 20 vorgesehen, die das geöffnete Ende des Gehäuses 11 verschließt. In der Mitte dos anderen Randes des Sockels -14, von dem aus sich die Halterungsplatte 17 für die Kontaktfeder erstreckt,, ist ein hochstehender Lagerstift 21 vorgesehen, und an den Seitenrändern desselben Sockelendes sind halbierte Halterungsstufte 22, 23 hochstehend so angeordnet, daß die Verbindungslinien zwischen dem Lagerstift 21 und den Halterungsstiften 22 -und 23 ein gleichzeitiges .Dreieck ergeben.

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• ■ 3 H T 2 26..

An den innenseitigen Enden der beiden Anschlüsse 15, 16 sind ein feststehender Hauptkontakt 24 bzw. H11fskontakt 25 befestigt. Am Sockel 14 sind ein Hauptbimetallelement 26 und .ein Hilfsbimetallelement 27, die eine· konkave Form haben und voneinander verschiedene Einstelltemperaturen haben, gelagert. Das Hauptbimetallelement 26 und das Hilfsbimetallelement 27 können in Draufsicht im wesentlichen oval oder' elliptisch gestaltet werden,wie in Fig. 6(a) gezeigt ist, können j.edoch auch im wesentlichen kreisförmig sein',, wie' bei der Ausführungsform nach Fig. 7. In der .Zeichnung ist nur u das Hauptbimetallelement 26 gezeigt. In· Fig. 7 sind dieselben Bezugszeiehen wie in den übrigen Zeichnungen verwendet, jedoch jeweils mit dem Zusatz "a¹". Bei der beschrieb benen Ausführungsform.sind die Arbeitstemperaturen der beiden Bimetallelemente so gewählt, daß das Hauptbimetalleieracnt 26 bei einor η jedr i'jeren ersten Einste 11 temperatur, alt; das HilfsbimetaLlulement 27 arbeitet, das bui einer zweiten, höheren Temperatur aktiv wird.

An den Fußteilen des Hauptbimetallelements 26 bzw. Hilfsbimetallelements 27 sind Ausschnitte 28, 29 bzw. 30, 31 gebildet, die mit dem Lagerstift 21 bzw. den Halterungsstiften 22, 23 in Eingriff gelangen können.-Wenn die Ausschnitte -28, 29 oder 30, 31 mit dem Lagerstift 21 .und dem Halterungsstift 22 bzw. dem Lagerstift 21 und dem Halterungsstift 23.in Eingriff gelangen, erstreckt sich dasentsprechende Bimetallelement 26 bzw. 27 an seinem.zugespitzten Ende auf den Seitenrand des Sockels zu, der demjenigen Seitenrand gegenüberliegt, an welchem sich die Halterungysl j f t:<; ■' 22, 23 befinden. Wenn also die Bimetallelemente 26, 27 an;^: ·.· ihren Fußenden mit den vorstehenden Stiften 2.1. und 22 bzw. -21 und 23 in Eingriff sind,'überlappen sie einander über den größten Teil ihrer Oberfläche hinweg,.wenn sie in Draufsicht betrachtet werden, und erstrecken sich einander schneidend mit ihren zugespitzten Enden zu dem gegenüberliegenden Seitenrand des Sockels 14 hin, wie in Fig. 3.'gestrichelt einge-

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zeichnet ist..In der Mitte des Hilfsbimetallelements 27 ist ferner ein Loch 32 angeordnet, durch welches hindurch sich · der stiftförmige Vorsprung 19 erstrecken kann, so daß Haupt- und Hilfsbimetallelement 26, 27 in kompakter Anordnung senkrecht übereinander, und im Abstand voneinander angeordnet sind.

An dem abgestuften Teil des verlängerten Endes, der Halterungsplatte 17 ist eine bewegliche Kontaktfeder 33 "mit ihrem Fußende befestigt, vorzugsweise mittels Zapfen'34,. 35 an der Platte, die in Löcher am Ende der Kontaktfeder-eingreifen. Die bewegliche Kontaktfeder 33 ist gabelförmig in zwei Be- ^: reiche unterteilt und weist einen Hauptkontaktfederteil 36 · i sowie einen Hilfskontaktfederteil 37 auf, die parallel zu- · einander sind. Ein .beweglicher Hauptkontakt 38 sowie ein beweglicher Hilfskontakt 39 sind an den .freien Enden des Hauptkontaktfederteils 36 bzw. Hilfskontaktfederteils.37 befestigt und können mit dem feststehenden Hauptkontakt 24 bzw. Hilfskontakt 25."in Berührung gelangen, die an dem Hauptanschluß

.15 bzw.■Hilfsanschluß 16 befestigt sind. Eine Lasche 40 an dem Hauptkontaktfedertexl sowie eine Lasche 41 an dem Hilfskontaktfederteil erstrecken sich im wesentlichen rechtwinkelig abstehend nach unten und weisen voneinander verschiedene' Längen auf; sie sind aus dem Hauptkontaktfederteil 36 bzw. Hilfskontaktfederteil 37 ausgestanzt und so abgebogen, daß sie sich etwas oberhalb der zugespitzten Enden des" Hauptbimetallelements 26 bzw. Hilfsbimetallelements 27 befinden,. ■wenn diese, ihre Normalstellung einnehmen.

Gemäß einem'weiteren Merkmal der Erfindung ist eine Einrichtung vorgesehen, die ein automatisches Schließen der Kontakte verhindert und somit bewirkt, daß die geöffneten . Kontakte nicht in den geschlossenen Zustand zurückgeführt werden, damit der .Thermoschalter nicht zurückgestellt werden kann, und zwar insbesondere dann, wenn das Bimetallelement bei der höheren·Einstelltemperatur betätigt wurde. Zu diesem

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Zweck ist eine Rückfahrsperre in Form einer Zunge 4 2 vorgesehen ; die sich in Längsrichtung des Hilfskontaktfederteils 37 an einem Seitenrand desselben erstreckt und senkrecht nach unten gerichtet ist, während der Sockel 14 mit einem die Rückstellung verhindernden Führungsteil 43 versehen ist, das vorzugsweise in einer an die Innenoberfläche der Wandung· 20 angrenzenden Stellung nach oben vorsteht, so daß bei der Aufwärtsbewegung des Hilfskontaktfederteils 37 die daran vorgesehene Zunge 4 2 entlang'dem Führungsteil 43 gleitet. Dieses Führungsteil 4 3 ist so gestaltet, daß bei der Aufwärtsbewegung des Kontaktfederteils 37 die Zunge 42 längs der senkrechten Seitenoberfläche 44 dos Führungsteils 43 und anschlioßaini über· dessen horizontale Flache 45 gleitet und durch eine, ciii- · geschrägte Oberfläche 46, die sich diagonal von der Oberfläche 45 ausgehend nach oben erstreckt, daran gehindert wird, von dieser Oberfläche freizukommen. ' ■

Nach dem Einführen der Schaltereinheit 13 in das Gehäuse'11 wird dessen offenes Ende durch die Wandung 20 des Sockels verschlossen und zusätzlich mit einem Füllstoff 47 auf der Außenseite der Wandung 20 versiegelt, wie in den Fig. 4 und S gezeigt ist.

Es wird nun ein vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung der Schaltercinheit 13 beschrieben. Zunächst wird die in den ·. Fig. 8(a) und 8(b) gezeigte elektrisch leitefähige Metallplatte 51 so gestanzt, daß herausführende Haupt- und Hilfsanschlußteile 15a, 16a sowie ein Halterungsplattenteil 17a für die bewegliche Kontaktfeder in der Platte 51 gebildet ■werden, .die miteinander noch einstückig durch Verbindungsteile 52 verbunden sind, wie in den Fig. 9(a) und 9(b) gezeigt ist. Gleichzeitig wird, wie in der Zeichnung ebenfalls dargestellt ist, an dem verlängerten Ende des Halterungsplattenteils 17a eine Stufe abgebogen, der vorstehende Stützteil 18a mit dem Vorsprung 19a wird herausgepreßt, und die

Zapfenteile 34a und 35a werden ebenfalls angeformt. Wie' in den Fig. 10(a) und 10(b) gezeigt ist, wird ferner ein Formteil 53 aus synthetischem Harz gebildet, in welches die Anschlußteile 15a, 16a, der Halterungsplattehteil T7a, ein Abschlußwandungsteil 20a mit dem Führungsteil 43a, ein Lagerstiftteil 21a sowie die Ilalterungsstifttaile 22a und 23a ■ ein- bzw. angeformt, sind. Wie in den'FLg. 11 (a) und 11 (b) gezeigt ist, werden dann die feststehenden Haupt- und Hilfskontaktteile .24a, 25a an dem Anschlußteil 15a bzw. loa befestigt, woraufhin die Verbindungsteile 52 abgeschnitten werden und die Bimetallelementteile 26a, 27a sowie das■bewegliche Kontaktfederteil 33a in geeigneter Weise angeordnet werden, woraufhin die Schaltereinheit 13 zusammengebaut ist.

Es wird nun die Arbeitsweise der anhand der in den Fig. 2 bis 5 beschriebenen Ausführungsform erläutert. Bei dieser Ausführungsform wird ein elektrischer Stromkreis zwischen dem herausführenden Hauptanschluß 15, dem feststehenden Haupt- " kontakt 24, dem beweglichen Hauptkontakt 38, den Haupt- und Hilfskontaktfederteilen 36 und 37 der beweglichen Kontaktfeder 33, dem beweglichen Hilfskontakt 39, dem feststehenden Hilfskontakt. 25 sowie dem herausführenden Hilfsanschluß 16. geschlossen. Wenn nun' die Umgebungstemperatur in einem Gerät, das mit dem Thermoschalter ausgerüstet ist, die niedrigere erste Einstelltemperatur des Hauptbimetallelements 26 (z.B. die Ärbeitstemperatur eines herkömmlichen Thermoschalters) erreicht, so verbiegt sich dieses Bimetallelement und drückt den. Hauptkontaktfederteil 36 über die Lasche 40 nach oben, wodurch der bewegliche Hauptkontakt 38 an dem Hauptkontaktfederteil 36 von dem feststehenden Hauptkontakt 24 getrennt · wird, der an dem herausführenden Hauptanschluß 15 befestigt ist, so daß der Stromkreis zwischen den. Kontakten geöffnet wird. Da dieser Vorgang bei jeder Betätigung des Hauptbimetallelements 26 wiederholt werden soll, sind diese Schaltkontakte vom rückseLzbaren Typ. Unter diesen Bedingungen wird

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das eine höhere Einstelltemperatur aufweisende Hilfsbimetallelement 27 nicht aktiv und hält den feststehenden und den beweglichen Hilfskontakt 25, 39 miteinander in Berührung,· · . was keinerlei Schaden hervorrufen kann, da der Stromkreis ■ zwischen den Hauptkontakten 24, 38 geöffnet ist.

Wenn jedoch beim Erreichen der ersten Einstelltemperatur die Kontakte nicht getrennt werden, z.B. weil das Hauptme- .· tallelement 26 gebrochen ist oder diese Kontakte 24, 38 zusammengeschweißt sind, und wenn dann die Temperatur des mit . dem Thermoschalter ausgerüsteten Geräts die höhere zweite Einstelltemperatur erreicht, bei deren überschreiten das· Gerät gefährdet wäre, so verbiegt sich .das Hilfsbimetall- ·· element 27 derart, daß es über die längere Lasche' 41 den ' '.. Hilfskontaktfederteil 37 nach oben stößt, wodurch der bewegliche Hilfskontakt 39 an dem Hilfskontaktfederteil· 37 von . dem feststehenden Hilfskontakt 25 an dem herausführenden Hilfsanschluß 16 freikommt und der Stromkreis zwischen diesen Kontakten unterbrochen wird. ■

Wenn der HilfskontaktJIederteil 37 auf diese Weise nach oben gestoßen wird, gleitet; die Zunge 42, die eine Rückführung verhindert, auf der Oberfläche 45 des Führungsteils 43,· und . die Hilfskontäkte 25, 39 bleiben.geöffnet, wenn nicht die Zunge 4 2 von der Oberfläche 45 gelöst wird, so daß ein ^: Schaltvorgang ohne automatische Rücksetzung erfolgt.

Bei der beschriebenen Ausführungsform sind die Bimetallelemente, wie insbesondere aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich ist,, lediglich an ihrem Fußende in Stellung gehalten, wobei die Stifte 21 bis 23 in die Ausschnitte 28 bis 31 der Bimetallelemente eingreif.en, so daß selbst dann, wenn der Spielraum C zwischen- dem Innenrand dieser Einschnitte und den Stifte minimal gemacht wird, die' Bimetallelemente ihre Steuerbewoyuny ungehindert ausführen können. Die Anstoßstellen zwischen der Mitte des Bimetallelement*; 26 und dem Vorsprung 19 sowie dom..

Endbereich des Bimetallelements und den Stiften 21, 22 oder 23 sowie die Lage der Laschen 40 und 41 ' unterliegen daher praktisch keinerlei Abweichungen, so daß sehr stabile Arbeitsbedingungen gewährleistet sind. Da die beiden Bimetallelemente so angeordnet sind, daß sie sich symmetrisch zur Mittellinie schneiden,■kann ihre wirksame Länge vergrößert werden, ohne • daß die Abmessungen des Thermoschalters zunehmen, und .durch die erreichte Vergrößerung des Arbeitshubs der Bimetallelemente werden die Schaltvorgänge zuverlässiger gemächt.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung sind die Bimetallelemente im wesentlichen in derselben Ebene parallel nebeneinander angeordnet, im Gegensatz zu der zuvor beschriebenen Ausf ührungsform,bei der sie'übereinander angeordnet sind·. Be.i dieser in den Fig. 12 und 13 gezeigten Ausführungsform, die ebenfalls .eine.doppelte Schutzfunktion bietet, sind Haupt- und Hilfskontaktfederteile 136, 137 einer beweglichen Kontaktfeder 133, die an einem Ende am Sockel 114 einer Schaltereinheit 113 befestigt ist, in der Nähe ihrer freien Enden jeweils mit'einem Mitnehmerteil 128, 130 versehen. Ein Bimetallele-■ ment ist mit zwei "zueinander parallelen Teilen ausgebildet, nämlich einem Hauptsteuerteil 126 mit einer niedrigeren EIn-: steiltemperαtür.und einem Hilfssteucrteil·T27 mit einer höheren Einstelltemperatur, wobei diese Bimotallteile an ihrem freien Ende .jeweils unter ο ines dor Mitnehmerteile 128, 130 greifen,"um den Haupt- bzw. Hilfskontaktfederteil· 136 bzw. 137 zu steuern, wenn die erste bzw. zweite Einstelltemperatur erreicht wird. Das Bimetallelement ist über ein gemeinsames Fußteil an einem entsprechend ausgebildeten Fußteil der beweglichen 'Kontaktfeder 133 und mit diesem über Zapfen an einem Sockelteil 144 befestigt.

Wenn die Umgebungstemperatur die erste Einsteiltemperatur erreicht, wird das Hauptbimetallteil 126 aktiv; we-nn die 'zweite Einstelltemperatur erreicht ist, wird das .Hilfsbime-

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tallteil 127 aktiv. Die beschriebene. Ausführungsform hat folglich im wesentlichen dieselbe Funktion wie die Ausf'ührungsform nach den Fig. 2 bis 5. Gemäß einer Abwandlung der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist auch bei dieser eine Rückstellsperre vorgesehen, wie sie- bei dor Ausführunqtiform nach den Fig. 2 bis 5 vorgesehen ist, mit einer' Zunge' und einem mit dieser "zusammenwirkenden Führungsteil.

Gemäß- einer weiteren Ausführungsform, bei der die Funktion des Hilfsbimefallelements als besonders wichtig angesehen wird, sind das Haupt- und das Hilfsbimetallelment ebenfalls senkrecht übereinander angeordnet. Bei dieser in Fig. 14 gezeigten Ausführungsform befindet sich das gleiche Bimetall-· element 227 wie bei der Ausführungsform nach den Fig'. 2 bis 5 in einer höheren Lage als das Hauptbimetallelement 226·, wobei eine Hilfsbetätigungslasche 241 von dem Hilfskontaktfederteil 237 ausgehend eine geringere Länge hat als die Hauptbetätigungslasche 240, die von dem Hauptkontaktfederteil 236 ausgeht.- Bei dieser Ausführungsform ist vorteilhaft, daß' das Hilfsbimetallelement 227 wirksam werden kann, ohne in · irgendeiner Weise durch das Hauptbimetallelement 226 beeinflußt zu werden, und als Hilfsbimetallelement 227 kann ein solches verwendet werden, das bei geringeren Herstellungskosten und mit geringerer Stellkraft verwirklicht werden kann.

Bei der im folgenden beschriebenen Ausführungsform treten geringere Biegebelastun.gen an dem Hauptbimetallelement auf, das seine Steuerfunktion häufig erfüllen soll. Bei dieser in Fig. -15 gezeigten Ausführungsform ist ein Vorsprung 361, der im wesentlichen dieselbe Länge aufweist wie eine Hauptbetätigungslasche 340, am Fußteil eines Hilfskontaktfederteils 337 vorgesehen, und zwar derart, daß er nach unten symmetrisch zu der Hauptbetätigungslasche 340 in bezug auf einen kleinen Stutzvorsprung 319 vorsteht. Xm übrigen iüL »Hose Autt riHiriuiq:; form im wesentlichen'wie der In den Fig. 2 bis 5 gezeigte

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Thermoschalter aufgebaut. Wenn bei dieser Ausführungsform das Hauptbimetalielement 326 wirksam wird, gelangt es in der Mitte mit dem kleinen Stützvorsprung 319 in Berührung, und da die Hauptbetätigungslasche 340 und der Vorsprung 361 sich in bezug auf die beiden Enden des Hauptbimetallelements 326 innonseitig befinden (im Gegensatz zu den Äusführungsf ormen, bei denen das Ilauptbimetallelement 326 an seinem Fuß— teil und an seinem Ende direkt mit dem Hilfskontaktfederteil 337 in· Berührung gelangt), treten an dem Hauptbimetalielement 326 verminderte Biegebeanspruchungen"auf, so daß es gegen Bruch oder andersartige Beschädigung geschützt ist.

Die "beschriebene Ausf-ührungsform, die eine verminderte Biege-. beanspruchung ermöglicht-, kann auch bei Thermoschaltern Anwendung finden, deren Haupt- und Hilfsbimetallelemente parallel nebeneinander angeordnet sind, wie dies bei den Ausf ührung.sformen nach den Fig.· 12 und 13 der Fall ist. Bei einer solchen, in den Fig. 16 und 17 gezeigten Ausführungsform ist ein Stützvorsprung 419 in der Mitte eines Sockels 414 unter einem llauptkontaktfederteil 436 vorgesehen; Vorsprünge 461 und 461a sind · oberhalb eines -Hauptbimetallelements 4 26 und in bezug auf dessen Enden, innenseitig so angeordnet, daß sie an der Unterseite des H auptkon.t aktfederte ils 436 vorstehen. Wenn das Hauptbimetallelement 426 wirksam wird, gelangt der Stütz- ·■ vorsprung 419 -mit dem Ilauptbiiuetallolemont 426 in dessen. MiL-toLtuil in Uorührunq, und liio Vorspränge·" 461 und 461a gelangen Hill, ili in Haupt L) LiuuLalleli-incn L 4ü6. aul itei liim-mio LLu vuii ili ·:.;.'.:■ ·η Enden in"Berührung, wodurch die auf dieses Bimetallelement ausgeübten Biegebeanspruchungen vermindert werden und im wesent liehen dieselbe Wirkung wie bei der Ausführungsform nach Fig. 15 erzielt wird.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform, die in den Fig. 18 und 19- gezeigt ist, wird dieselbe Wirkung wie bei den Ausführungsformen nach den Fig. 15, 16" u.id 17 erreicht. Bei

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dieser Aus führungsform sind Vorsprünge 561, 561a an einem Sockel 514 hoch«tonend derart vorgesehen, daß sie unter'dun beiden Enden und auf der Innenseite dieser Enden eines llauptbimetallelements 526 angeordnet sind, während ein Stützvorsprung 519 mit diesem Bimetallelement 526 in dessen Mittelteil in Berührung ist und von der Unterseite des Mittelteils eines 'Hauptkontaktfederteils 5.36 nach unten vorsteht.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsforinen wenden IH-metallelemente verwendet, die in die eine bzw. andere Richtung verschwenkt werden; gemäß anderen Ausführungsformeη werden Bimetallelemente verwendet, die,sich einfach ansprechend auf Wärme verbiegen- oder wölben, um die Kontakte zu öffnen bzw. zu schließen. Gemäß weiteren Ausführungsformen ist an der beweglichen Kontaktfeder eine Einrichtung vorgesehen, um das Haupt- und das Hilfsbimetallelement voneinander zu trennen und so dieselbe Funktion zu erfüllen wie der kleine Abstützvorsprung. Ferner können die Betätigungslaschen an den U.aupt- und Hilfskontaktfederteilen durch ein Ex.trusionsverfahr.-on gebildet werde: η.

Bei dem crfindungsgomäßon Thermoschalter sind mehroxO liiun.·- tallelemente mit verschiedenen Einstelltempercituren "parallel, zueinander entweder übereinander oder nebeneinander vorgesehen und gewährleisten eine mehrfache -.Sicherung, um d.i.ο Zuverlässigkeit des Thermoschalters wesentlich zu erhöhen. Trotzder Verwendung mehrerer Bimetallelemente'wird eine kompakte Bauform erreicht, so daß die Thermoschalter trotz ihrer mehrfachen Sicherung«funktion geringe Außenabmessungen haben. Da der Sockel durch-Anformen eines Formteils aus synthetischem Harz an eine einzige Metallplatte gebildet werden kann, w.ird eine· sehr hohe'Positionsgenauigkeit der verschiedenen Baukornpontjntun erreicht.. " . .

Claims

PATENTANWÄLTE .:.*..* .!.*.»* "··" ·»· '

Dipl.-Chem. Dr. HOLGER BUNKE
Dipl.-Phys. HARTMUT DEGWERT

JOHANNES-ÖCHARRER-STRASSE 13 · D-8000 MÜNCHEN 21 . '

München, 1§. Oktober 1981 P 5031 · ■ .

MATSUSHITA ELECTRIC WORKS, LTD. Osaka / Japan

Thermoschalter

PATENTANSPRÜCHE·

1.) Thermoschalter, bei dem ein Halterungsteil für eine bewegliche Kontaktfeder und ein nach außen führender Anschluß mit einem daran angeordneten feststehenden Kontakt an einem Sockel befestigt sind, wobei die Kontaktfeder, • deren beweglicher Kontakt mit dem feststehenden Kontakt in Berührung gebracht werden kann, an dem Halterungsteil befestigt ist, und wobei ein Bimetallelement so angeordnet ist, daß es durch Wärmeeinwirkung die bewegliche Kontaktfeder so betätigt, daß deren beweglicher.Kontakt von dom feststehenden Kontakt getrennt .wird, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

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a) eine Mehrzahl, von herausführenden. Anschlüssen (15, (16·)* ist vorgesehen;

b) eine der Anzahl der herausführenden Anschlüsse (15, (16) -entsprechende Anzahl von beweglichen Kontaktfedefn (36, 37) ist vorgesehen, die parallel zueinander angeordnet und elektrisch miteinander verbunden s ind-;

c) eine der Anzahl von herausführenden Anschlüssen (15, 16) und beweglichen Kontaktfedern (36, 37) entsprechende Anzahl von Bimetallelementen (26, 27) ist vorgesehen; " .

d) die Bimetallelemente (26, 27) haben jeweils voneinander verschiedene Einstell- bzw. Arbeitstemperaturen und sind unabhängig voneinander wirksam zur Trennung des zugeordneten beweglichen Kontaktes (38, 39) von dem ■ entsprechenden feststehenden Kontakt (24, 25); und

e) eine der beweglichen Kontaktfedern (36), die von einem Bimetal-lelement (26) gesteuert wird, das eine relativ niedrigere Einstelltemperatur aufweist, bildet.einen rücksetzbaren Schaltkontakt, während eine andere Kontaktfeder (37) "die von einem anderen Bimetallelement (27) mit einer relativ höheren Einstelltemperatur betätigt wird, bildet einen nicht rücksetzbaren Schaltkontakt.

2. Thermoschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die herausführenden Anschlüsse (15, 16) und die lialterungsplatte (17) gleichzeitig aus einer einzelnen leitfühigen Metallplatte (21) ausgestanzt sind.

3. Thermoschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die herausführenden Anschlüsse (15, 16) und

• die beweglichen Kontaktfedern (36, 37) jeweils paarweise vorgesehen sind, daß die eine Kontaktfeder (36) , die von dem Bimetallelement (26) mit der relativ niedrigeren Einstelltemperatur betätigt wird, ein Hauptkontaktfederteil

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bildet, dass.die andere Kontaktfeder (37.), die von dem · Bimetallelement (27) mit der relativ höheren Einstelltemperatur betätigt sind, ein .Hauptkontaktfederteil bildet,, und daß das Hauptkontaktfederteil' (37) mit einer seine Rückbewegung sperrenden Zunge (42) versehen ist, die.bis. zu- einem vom Sockel (14) hochstehenden Führungsteil (43) verlängert ist' und auf diesem gleitend so g-eführt ist, daß eine Rückbewegung des Hilfskontaktfederteils (37) verhindert wird, wenn dieses durch das Bimetallelement (27) mit. der höheren Einstelltemperatur betätigt wurde..

4.' Thermoschalter nach Anspruch.2, dadurch gekennzeichnet,', daß zwei Bimetallelemente (26, 27) übereinander zwischen dem Sockel (14) und den Kontaktfederteilen (36, 37) angeordnet sind. · ■ ·

5. Thermoschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bimetallelemehte (26, 27) so angeordnet.sind, daß sich ihre Mittellinien schneiden und ihre verjüngten Enden einen Winkel miteinander bilden. ■

6. Thermoschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Fußteil jedes Bimetallelements (26, 27) Aus-·, schnitte (28, 29, 30, 31) angeordnet sind, daß drei Vorsprünge (21, 22, 23) von dem Sockel (14) ausgehen und so angeordnet sind, daß ihre Verbindungslinien ein gleichschenkliges Dreieck bilden, und daß jo ein" Ausschnitt eine/s Bimetalleleiuents· mit dem gemeinsamen mit-.tleren Vorsprung (21) in Eingriff ist, während die anderen Ausschnitte mit den beiden anderen Vorsprüngen (22, 23)^-in Eingriff sind, so daß die Fpßteile der Bimetallelemente sich auf cter Hypothenuso des gleichschenkligen Dreiecks befinden. '■·■"'·

7. Thermoschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß cine Einrichtung (19)'zur Trennung der Bimetallelemcnto

voneinander in senkrechter Richtung am Sockel (14) vorgesehen ist. " . . '

.8. Thermoschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Einrichtungen (240, 241) zur übertragung der Betätigungswirkung der Bimetallelemente (226, 227)"auf das jeweils gegenüberliegende Kontaktfederelement .(236, 237) zwischen den Bimetallelementen und den Kontaktfederteilen angeordnet- sind und unterschiedliche Längen in der Richtung von' dem Bimetallelement zum Kontaktfederteil aufweisen.

9. Thermoschalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, da-, durch gekennzeichnet, daß zwei bewagliehe'Kontaktfedern (136, 137), .die ein Haupt- und Hilf skontaktf ederteil bilden', eine Elastizität zur Trennung des beweglichen Kontaktes von dem feststehenden Kontakt aufweisen und daß die zwei Bimetallelemente (126, 127) so angeordnet sind, daß sie waagerecht nebeneinander liegen und mit jeweils einem der Kontaktfederteile (136, 137) derart in Eingriff sind, daß sie deren Elastizität behindern.

10. Thermoschalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, da-

■ durch gekennzeichnet, daß eine vorstehende Abstützeinrich-•tung (419) mit der Mitte je eines Bimetallelements (426) in Berührung ist und je ein Vorsprung (461, 461a), der mit •einem Bimetallelement in Berührung gelangen kann, wenn dieses aktiv wird, auf der Innenseite von den'beiden Enden des Bimetallelements angeordnet ist. ' ■ · "

11.·. Thermoschalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausschnitte (28, 29, 30, 31) in den Bimetallele-■menten im wesentlichen dieselben Abmessungen haben wie

■ die entsprechenden Vorsprünge (21, 22, 23), und daß die Bimetallelementu eine allgemein ovale Gestalt aufweisen.