DE4317360A1 - Temperaturabhängiges Schaltgerät - Google Patents
Temperaturabhängiges SchaltgerätInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein temperaturabhängiges Schalt
gerät der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.
Es sind temperaturabhängige Schaltgeräte dieser Art bekannt,
bei denen das Gehäuse aus einem metallischen Drehteil hergestellt
ist, das somit in aufwendiger Weise durch spanende Bearbeitung
erzeugt wird, wobei in dieses spanend erstellte Gehäuse eine
Vertiefung zur Bildung der Aufnahme für den Dehnstoff einge
arbeitet ist. Zur Fixierung des Führungsteils im Gehäuse
ist ein innerer Bördelrand des Gehäuses vorgesehen, der nach
dem Einsetzen der Membran und des Führungsteils mit Arbeits
kolben zur Festlegung des Führungsteils umgebördelt wird.
Ein derartiges Schaltgerät erfordert aufgrund der spanenden
Bearbeitung einen großen fertigungstechnischen Aufwand. Ferner
ist das Schaltgerät materialaufwendig, aufgrund der Zerspanung
hinsichtlich des verwendeten Materials teuer und relativ
schwer. Die Herstellkosten eines solchen Schaltgerätes sind
somit sehr hoch. Man hat daher schon versucht, diese Nachteile
dadurch zu verringern, daß das Führungsteil und ein restlicher
etwa topfförmiger Gehäuseteil als einstückiger Grundkörper
in Form eines Kunststofformteiles gestaltet wird, an dem
auf einer Seite die Trägerplatte mit dem elektrischen Schalt
element angebracht ist und auf der gegenüberliegenden Seite
ein metallischer Ansatz mit Aufnahme für den Dehnstoff.
Dieser metallische Ansatz umgibt den Grundkörper wie ein
Mantel und ist daran mittels einer Bördelverbindung befe
stigt.
Auch ein derartiges elektrisches Schaltgerät ist kostenauf
wendig. Der Grundkörper und der zusätzliche metallische
Ansatz stellen aufwendige und teure Bauteile dar, durch
die die Herstellkosten nach wie vor recht hoch sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein temperaturab
hängiges Schaltgerät der eingangs genannten Art so zu ge
stalten, daß die Herstellkosten verringert werden.
Die Aufgabe ist bei einem temperaturabhängigen Schaltgerät
der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung durch die
Merkmale im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 gelöst.
Hierdurch ist eine Reduzierung der Bauteile, des Gewichts
und der Herstellkosten des Schaltgeräts erreicht.
Das Schaltgerät hat nur noch, als Gehäuse, den Metallblech
formling, der zum einen die etwa napfförmige Aufnahme für
den Dehnstoff bildet, zum anderen das Führungsteil aufnimmt
und fixiert und der ferner am anderen Ende das elektrische
Schaltelement, und zwar dessen Trägerplatte, aufnimmt,
wodurch das Innere, in das sich die Elemente des Schaltele
ments hineinerstrecken, nach außen abgeschlossen ist. Ein
derartiges Gehäuse in Form des Metallblechformlings ist
besonders kostengünstig herstellbar, z. B. durch Ziehen
oder Drücken. Es ist weder eine spangebende Formgebung
notwendig noch bedarf es zur Fixierung des Führungsteils
im unteren Teil dieses so gestalteten Gehäuses eines zusätz
lichen Bauteiles, insbesondere eines solchen, welches mit
der Trägerplatte des elektrischen Schaltelements zu einem
einstückigen Grundkörper vereinigt ist, der als Kunststoff
Formteil ausgebildet ist. Es bedarf auch keiner besonderen
Kunststofform für die Herstellung eines solchen Bauteiles.
Auch das Gewicht des Schaltgerätes ist dadurch reduziert.
Insgesamt sind die Herstellkosten erheblich verringert.
Da derartige temperaturabhängige Schaltgeräte als Serien
teile in sehr großen Stückzahlen hergestellt und einge
setzt werden, führt diese Verringerung der Herstellkosten
zu einem erheblichen Vorteil.
Vorteilhafte weitere Merkmale und Ausgestaltungen der Er
findung ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 12.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben
sich aus der nachfolgenden Beschreibung.
Der vollständige Wortlaut der Ansprüche ist vorstehend
allein zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen nicht wieder
gegeben, sondern statt dessen lediglich durch Nennung der
Anspruchsnummern darauf Bezug genommen, wodurch jedoch
alle diese Anspruchsmerkmale als an dieser Stelle ausdrück
lich und erfindungswesentlich offenbart zu gelten haben.
Dabei sind alle in der vorstehenden und folgenden Beschrei
bung erwähnten Merkmale sowie auch die allein aus der Zeich
nung entnehmbaren Merkmale weitere Bestandteile der Erfin
dung, auch wenn sie nicht besonders hervorgehoben und ins
besondere nicht in den Ansprüchen erwähnt sind.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung
gezeigten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Zeich
nung zeigt einen schematischen Schnitt mit teilweiser Seiten
ansicht eines temperaturabhängigen Schaltgeräts.
Das gezeigte temperaturabhängige Schaltgerät 10 hat zwei
Komponenten, nämlich einerseits ein thermostatisches Arbeits
element 11 und andererseits ein elektrisches Schaltelement
12, das vom Arbeitselement 11 betätigt wird.
Das elektrische Schaltelement 12 weist eine Trägerplatte
13 aus Kunststoff auf, von der elektrische Anschlußelemente
nach außen abragen. Als derartige Anschlußelemente ist
in der Zeichnung nur eine nach außen ragende Kontaktfahne
14 zu sehen. Weitere Kontaktfahnen können vorhanden sein,
die bei der zeichnerischen Darstellung nicht sichtbar sind.
Die Trägerplatte 13 trägt einen Mikroschalter 15 herkömm
licher Art, der auf der in der Zeichnung unten befindlichen
Seite der Trägerplatte 13 plaziert ist und mit dortigen
Elementen nach unten hin übersteht. Der Mikroschalter 15
weist ein Stützteil 16, z. B. einen Winkel, auf, der eintei
lig mit der sichtbaren, nach außen ragenden Kontaktfahne
14 ausgebildet und in die Trägerplatte 13 z. B. eingespritzt,
eingegossen oder in sonstiger Weise eingelassen ist.
Auf den Stützteil 16 ist eine mit einer Aussparung dafür
versehene Schaltwippe 17 aufgesteckt, und zwar in üblicher
Weise derart, daß diese Schaltwippe 17 damit gelenkig am
Stützteil 16 gehalten ist. Die Schaltwippe 17 ist am in
der Zeichnung unteren Ende unter Bildung eines Bogenteiles
18 abgebogen. Die Schaltwippe 17 steht mit einem Endteil
in der Zeichnung nach links über den Stützteil 16 über,
wobei in diesem Endteil eine Feder 19 mit einem Ende einge
hängt ist. Das andere Ende der Feder 19 ist in eine Kontakt
zunge 20 eingehängt. Die Kontaktzunge 20 ist mit einem
in der Zeichnung links befindlichen Ende, das schneiden
artig ausgebildet sein kann, in einer Nut auf der in der
Zeichnung rechten Seite des Stützteils 16 abgestützt. Am
gegenüberliegenden, in der Zeichnung rechten Ende ist die
Kontaktzunge 20 mit einem Kontakt 21 versehen. Dem Kontakt
21 sind ortsfest angeordnete Schaltkontakte 22 und 23 zuge
ordnet. Beide Schaltkontakte 22, 23 oder zumindest einer
davon sind einteilig mit Kontaktfahnen ausgebildet, die
analog der Kontaktfahne 14 aus der Trägerplatte 13 heraus
geführt sind und über diese überstehen.
Die Betriebsweise des Mikroschalters 15 ist geläufig. Wird
die Schaltwippe 17 um ihre Schwenklagerstelle am Stützteil
16 derart geschwenkt, daß der Bogenteil 18 in der Zeichnung
nach oben wandert, so bewegt sich das an der Schaltwippe
17 angebrachte Ende der Feder 19 über die Lagerstelle der
Kontaktzunge 20 hinaus, so daß sich die Kraftrichtung der
Feder 19 sprunghaft derart ändert, daß die Kontaktzunge
20 in eine andere Stellung umschnappt, in der ihr Kontakt
21 am Schaltkontakt 23 anliegt.
Das thermostatische Arbeitselement 11 dient der Betätigung
des Schaltelements 12, insbesondere der Schaltwippe 17.
Sowohl das thermostatische Arbeitselement 11 als auch das
elektrische Schaltelement 12 sind in einem Gehäuse 30 unter
gebracht, welches in der Zeichnung unten eine metallische
Aufnahme 31 für einen Dehnstoff 32 darin aufweist. Die
Aufnahme 31 ist oben mit einer gummielastischen Membran
33 verschlossen und nach außen abgedichtet. Die Membran
33 weist einen wulstförmig verdickten, in der Zeichnung
nach oben gerichteten Rand 34 auf, der in einer entsprechen
den Aussparung 35, z. B. Ringnut, eines darüber befindlichen,
plattenförmigen oder scheibenförmigen Führungsteils 36
aufgenommen ist. Der Rand 37 der Membran 33, der die etwa
napfförmige Aufnahme 31 umgibt, ist zwischen der zugewandten
Unterseite des Führungsteils 36 und einer Anlagefläche
38 der Aufnahme 31 eingespannt, und zwar so, daß dadurch
ein dichter Abschluß der napfförmigen Aufnahme 31 und des
darin enthaltenen Dehnstoffes 32 erfolgt.
Das Führungsteil 36 enthält im Zentrum eine Aussparung
39, z. B. eine Durchgangsbohrung, in welcher ein Arbeits
kolben 40 in vertikaler Richtung verschiebbar geführt ist.
Der Arbeitskolben 40 liegt in der in der Zeichnung ge
zeigten Ruhestellung mit dem unteren Ende seines bolzen
förmigen Teils entweder auf der Membran 33 auf oder er
befindet sich in geringem Abstand oberhalb dieser. Der
Arbeitskolben 40 weist am oberen Ende einen breiteren Kopf
teil 41 auf, der sich mit seiner Unterseite an der Oberseite
des Führungsteils 36 abstützt und auf dessen Oberseite
die Schaltwippe 17 mit ihrem Bogenteil 18 aufliegt. Wenn
sich bei Temperaturerhöhung der Dehnstoff 32 in der Aufnahme
31 ausdehnt, wird die Membran 33 zumindest im Bereich der
Aussparung 39 nach oben vorgewölbt, wodurch der Arbeits
kolben 40 nach oben geschoben wird. Dies hat über eine
Schwenkbewegung der Schaltwippe 17 die eingangs erläuterte
Umschaltung der Kontaktzunge 20 zur Folge. Kühlt der Dehn
stoff 32 in der Aufnahme 31 ab unter Volumenverringerung,
so wird über die Feder 19 des Schaltelements 12 und die
Schaltwippe 17 der Arbeitskolben 40 wieder in die darge
stellte Ausgangslage zurückgestellt und auch die Membran
33 wieder in diese Ausgangsstellung gebracht.
Das Gehäuse 30 ist aus einem einstückigen Metallblechform
ling 42 gebildet, der zur Bildung der napfförmigen Aufnahme
31 einen etwa topfförmigen, nach unten überstehenden Ansatz
43 aufweist und dem thermostatischen Arbeitselement 11
und dem elektrischen Schaltelement 12 gemeinsam ist und
beide zusammen aufnimmt. Der Metallblechformling 42 um
schließt somit oberhalb des Führungsteils 36 mit einem
dortigen Zylinderteil einen Innenraum 44, der oberseitig
von der Trägerplatte 13 des Schaltelements 12 dicht verschlos
sen ist. Dadurch, daß der Metallblechformling 42 sowohl
das Arbeitselement 11 als auch das Schaltelement 12 auf
nimmt, ist eine besonders einfache und kostengünstige Bau
weise erzielt, wobei die Anzahl der benötigten Bauelemente
weiter reduziert ist. Diese Verringerung der Herstellkosten
und der Bauteile und somit auch der Materialkosten und
des Gewichts führt zu einer wesentlichen Einsparung. Diese
Einsparung ist erst recht deswegen von Vorteil, weil tem
peraturabhängige Schaltgeräte dieser Art als Serienprodukte
in sehr großen Stückzahlen produziert und eingesetzt werden,
so daß eine Reduzierung der Bauteile, des Materialanteils
und des Gewichts und überhaupt eine Verringerung der Her
stellkosten eine erhebliche Verbilligung und somit einen
überaus großen Vorteil mit sich bringen.
Der Metallblechformling 42 besteht z. B. aus Messing. Er
kann in einfacher Weise durch Ziehen oder statt dessen
auch durch Drücken, auf jeden Fall durch spanlose Form
gebung, hergestellt werden.
Der Metallblechformling 42 reicht als einstückiges Bauteil
ausgehend von der napfförmigen Aufnahme 31 bis hin nach
oben zur Trägerplatte 13. Im Bereich der Trägerplatte 13
umgreift der Metallblechformling 42 einen Außenrand 45
der Trägerplatte 13 formschlüssig. Die Trägerplatte 13
ist durch plastisches Verformen des dortigen Randes 46
des Metallblechformlings 42 im Bereich des Außenrandes
45 am Metallblechformling 42 befestigt. Der Rand 46 ist
z. B. über den Außenrand 45 der Trägerplatte 13 herumgebördelt.
Auf der Unterseite der Trägerplatte 13 ist am Rand 46 eine
Stützschulter 47 gebildet, auf der die Trägerplatte 13
aufsitzt.
Das Führungsteil 36 ist mit seiner Unterseite an der Anlage
fläche 38, welche die Aufnahme 31 umgibt, abgestützt. Die
Festlegung des Führungsteils 36 im Gehäuse 30, insbesondere
Metallblechformling 42, geschieht in der Weise, daß das
z. B. plattenförmige Führungsteil 36 auf seiner Außenfläche
48 vom dortigen Wandungsteil 49 des Metallblechformlings
42 umfaßt ist. Der Metallblechformling 42 kann z. B. aus
einem rotationssymmetrischen und somit im wesentlichen
zylindrischen Teil bestehen. Dann ist der Wandungsteil
49 ebenfalls ein Zylinderwandungsteil. Durch die Umgreifung
der Außenfläche 48 des Führungsteils 36 ist letzteres quer
zur Achse des Arbeitskolbens 40 somit formschlüssig im
Metallblechformling 42 gehalten.
Ferner ist das Führungsteil 36 von einem Teil des
Metallblechformlings 42 unter elastischer Verformung des
Randes 37 der Membran 33 gegen die Anlagefläche 38 ange
drückt. Der Metallblechformling 42 bewirkt also zugleich
die Festlegung des Führungsteils 36 in Richtung der Achse
des Arbeitskolbens 40. Dies ist von besonderem Vorteil,
weil es dadurch keiner sonstigen aufwendigen Zusatzbau
teile oder separater Befestigungselemente bedarf, um das
Führungsteil 36 in Richtung der Längsmittelachse des Ar
beitskolbens 40 zu halten.
Der Metallblechformling 42 weist ein oder mehrere Halte
mittel 50 für das Führungsteil 36 auf. Die Haltemittel
50 sind von außen nach innen gerichtet und übergreifen
das Führungsteil 36 zumindest geringfügig auf der oberen
Seite, die dem elektrischen Schaltelement 12 zugewandt
ist. Von besonderem Vorteil ist es, wenn die Haltemittel
50, wie beim gezeigten Ausführungsbeispiel, einstückig
mit dem Metallblechformling 42 sind. Dies führt zu einer
besonders großen Ersparnis an Herstellkosten, Material
und Gewicht und somit zu einer besonders großen Verbilli
gung.
Die Haltemittel 50 bestehen z. B. aus von außen nach innen
gerichteten Vorsprüngen 51, 52, die mit Vorteil aus dem
Material des Metallblechformlings 42 vorzugsweise ausge
formt, insbesondere herausgedrückt, sind. Die Vorsprünge
51, 52 sind z. B. aus Sicken, Stegen od. dgl. gebildet.
Beim gezeigten Ausführungsbeispiel sind z. B. zwei einander
diametral gegenüberliegende Vorsprünge 51, 52 vorgesehen.
Es kann auch ausreichend sein, nur einen derartigen Vorsprung
51 vorzusehen. Bei einem anderen, nicht gezeigten Ausfüh
rungsbeispiel bestehen die Haltemittel 50 z. B. aus einer
umlaufenden Sicke des Metallblechformlings 42. Statt dessen
können auch mehrere in Umfangsrichtung in Abständen voneinan
der folgende Sicken vorgesehen sein.
Bei einem anderen, nicht gezeigten und ebenso vorteilhaften
Ausführungsbeispiel sind als Haltemittel 50, insbesondere
als Vorsprünge, ein oder mehrere Wandungseindrückungen,
Einschnürungen, Eindellungen, schräge, z. B. kegelstumpf
förmige, Wandungsverläufe, eine nach innen gerichtete Ring
schulter oder dergleichen Wandungsverläufe der Wandung
des Metallblechformlings 42 vorgesehen, und zwar zumindest
in dem Wandungsbereich, der sich beim gezeigten Ausführungs
beispiel z. B. zylindrisch oberhalb der Oberseite des Führungs
teils 46 erstreckt.
Die Erfindung macht sich die grundsätzliche Erkenntnis
zunutze, daß es zur Festlegung des Führungsteils 36 innerhalb
des Metallblechformlings 42 ausreichend ist, durch Material
verformung der Wandung des Metallblechformlings 42 zumindest
im Bereich oberhalb des Führungsteils 36 letzteren zu
fixieren, d. h. zur Fixierung irgendwelche die Oberseite
des Führungsteils 36 auch nur geringfügig und nur randseitig
übergreifende Wandbereiche zu schaffen.
Claims (12)
1. Temperaturabhängiges Schaltgerät mit einem thermostatischen
Arbeitselement (11) und einem von diesem betätigten elektri
schen Schaltelement (12), die beide in einem Gehäuse unter
gebracht sind, das eine metallische Aufnahme (31) für
einen Dehnstoff (32) aufweist, die mit einer gummielasti
schen Membran (33) verschlossen ist, der ein Arbeitskolben
(40) gegenüberliegt, welcher in einer Aussparung (35)
eines Führungsteiles (36) geführt ist und welcher einem
Schaltteil (17) des elektrischen Schaltelements (12) zuge
ordnet ist, das an einer Trägerplatte (13) insbesondere
aus Kunststoff angebracht ist, von der elektrische Anschluß
elemente (14) nach außen abragen,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Gehäuse (30) aus einem einen Ansatz (43) mit einer
napfförmigen Aufnahme (31) für den Dehnstoff (32) aufwei
senden, dem thermostatischen Arbeitselement (11) und dem
elektrischen Schaltelement (12) gemeinsamen, beide aufneh
menden Metallblechformling (42) gebildet ist.
2. Schaltgerät nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Metallblechformling (42) einstückig von der napf
förmigen Aufnahme (31) bis zur Trägerplatte (13) des elek
trischen Schaltelement (12) reicht.
3. Schaltgerät nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Metallblechformling (42) bis zu einem Außenrand
(45) der Trägerplatte (13) reicht und den Außenrand
(45) umgreift und daß die Trägerplatte (13) durch plasti
sches Verformen des Randes (46) des Metallblechformlings
(42) im Bereich des Außenrandes (45) am Metallblechform
ling (42) befestigt ist.
4. Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Führungsteil (36) zwischen dem Metallblechform
ling (42) und dessen Ansatz (43) gehalten ist.
5. Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß sich das Führungsteil (36) an einer die Aufnahme
(31) umgebenden Anlagefläche (38) des Metallblechform
lings (42), insbesondere des Ansatzes (43) dieses, ab
stützt.
6. Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Führungsteil (36) von einem Teil des Metall
blechformlings (42) unter elastischer Verformung des
Randes (34, 37) der Membran (33) gegen die Anlagefläche
(38) angedrückt ist.
7. Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Metallblechformling (42) ein oder mehrere von
außen nach innen gerichtete und das Führungsteil (36)
auf der Seite, die dem elektrischen Schaltelement (12)
zugewandt ist, zumindest geringfügig übergreifende Halte
mittel (50) für das Führungsteil (36) aufweist.
8. Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Haltemittel (50) einstückig mit dem Metallblech
formling (42) sind.
9. Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Haltemittel (50) aus von außen nach innen gerich
teten Vorsprüngen (51, 52) gebildet sind, die aus dem
Material des Metallblechformlings (42) vorzugsweise
ausgeformt, insbesondere herausgedrückt, sind.
10. Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Haltemittel (50), insbesondere Vorsprünge (51,
52), aus Sicken, Stegen od. dgl. gebildet sind.
11. Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Haltemittel (50), insbesondere als Vorsprünge
(51, 52), eine umlaufende Sicke oder mehrere in Umfangs
richtung in Abständen aufeinanderfolgenden Sicken vorge
sehen sind.
12. Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Haltemittel (50), insbesondere Vorsprünge, eine
oder mehrere Wandeindrückungen, Wandeinschnürungen,
Wandeindellungen, schräge, z. B. kegelstumpfförmige Wan
dungsverläufe, eine nach innen gerichtete Schulter oder
dergleichen Wandungsverläufe der Wandung des Metallblech
formlings (42) vorgesehen sind.
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