DE9410952U1

DE9410952U1 - Thermisch betätigbar elektrische Schalteinrichtung

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Publication number: DE9410952U1
Application number: DE9410952U
Authority: DE
Original assignee: INTER CONTROL Hermann Koehler Electrik GmbH and Co KG
Current assignee: INTER CONTROL Hermann Koehler Electrik GmbH and Co KG
Priority date: 1994-07-08
Filing date: 1994-07-08
Publication date: 1994-10-13
Anticipated expiration: 2004-07-09

Description

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Firma Inter Control Ha-He/94176

Hermann Köhler Elektrik GmbH & Co. KG

BESCHREIBUNG

Die Erfindung/Neuerung betrifft eine thermisch betätigbare elektrische Schalteinrichtung mit den weiteren Merkmalen des Patentanspruchs 1. Derartige Schalteinrichtungen sind beispielsweise aus P 40 01 790 bekannt und können auf unterschiedliche Weise eingesetzt werden, beispielsweise als Regler ausgebildet sein, als Unterbrecher dienen oder auch mit einem Widerstandselement zur Selbsthaltung nach thermischer Auslösung versehen sein.

Die aus P 40 01 790 bekannte Schalteinrichtung weist ein Sockelteil auf, auf dessen einer Seite ein Schaltelement mit zumindest einem beweglichen Schaltelementteil in Form eines Bewegungskontakts angeordnet ist und auf dessen anderer Seite ein thermischer Auslöser vorhanden ist, dessen Auslösebewegung mittels eines im Sockelteil geführten Übertragungsstiftes auf das bewegliche Teil des Schaltelements, nämlich den Bewegungskontakt, übertragen werden kann.

Der Erfindung/Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine thermisch betätigbare Schalteinrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruchs 1 derart weiterzubilden, daß sie auf einfache Weise und ohne erheblichen zusätzlichen Aufwand mit einem Heizelement versehen werden kann, wobei die räumlichen Abmessungen im wesentlichen unverändert bleiben. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein ringförmiges Heizelement vorgesehen wird, das im Inneren des Sockelteils angeordnet ist und den Übertragungsstift oder diesen führende Elemente des Sockelteils umgreift .

Als Kern der Erfindung/Neuerung wird es mithin angesehen, das Heizelement so in den Innenraum des Sockelteils zu plazieren, daß es zum einen eine zentrale Er- und Durchwärmung des Sockelteils besorgt und damit auch den thermischen Auslöser gleichmäßig mit Wärme beaufschlagt. Daneben erweist es sich im Hinblick auf eine vollautomatische Fertigung auch als besonders vorteilhaft, das Heizelement als ringförmiges Element auszubilden, da dann vorhandene Elemente, die das Heizelement durchgreifen können, bei einem vollautomatischen Zusammenfügungsvorgang für eine Vorfixierung der einzelnen Teile aneinander sorgen.

Das Heizelement kann zusammen mit seinen Anschlüssen und dem Sockelunterteil vorkomplettiert und in Lage gehalten werden.

In an sich bekannter Weise kann das Heizelement als PTC-Heizelement ausgebildet sein und einen im wesentlichen rechteckigen Ringquerschnitt mit insbesondere abgeflachten Ober- und Unterseiten aufweisen. Dadurch liegt das Heizelement flach auf einer Gehäusewandung auf, die das Heizelement von dem thermischen Element trennt, wodurch ein besonders guter Wärmeübergang sichergestellt ist.

Mit den Ansprüchen 4-6 werden unterschiedliche Arten der Verschaltung des Heizelementes innerhalb der Schalteinrichtung beansprucht.

Durch die Merkmale des Anspruches 9 ist eine besonders einfache Montage der Schalteinrichtung gewährleistet, da das Heizelement und der Übertragungsstift quasi in das Sockelunterteil eingelegt werden können und dann das

Sockeloberteil mit den entsprechenden zusätzlichen Elementen darauf befestigt werden kann. Dies·ist vollautomatisch möglich.

Durch Anspruch 12 wird auch eine Fixierung des Oberteils auf den Unterteil sichergestellt, die sich ebenfalls auf den Montagevorgang positiv auswirkt. Hierbei ist bedeutungsvoll, daß es sich bei den angesprochenen Schalteinrichtungen um vollautomatisch hergestellte Massenartikel handelt. Falls Kontaktelemente des Heizelementes aus dem Sockelteil herausgeführt werden sollen, geschieht dies zweckdienlicherweise durch einen Spalt zwischen dem Sockeloberteil 'und dem Sockelunterteil, so-daß gesonderte Durchbrechungen nicht erforderlich sind.

Mit den Ansprüchen 17 und 18 sind vorteilhafte Kontaktierungs- und Befestigungsmerkmale festgelegt, wobei insbesondere die Kontaktplatte mit den Spreizteilen eine vorteilhafte Doppelfunktion ausübt, nämlich zum einen die Aufbringung des Kontaktdrucks gegenüber der PTC-Pille und zum anderen auch deren Halt auf dem Trennboden besorgt.

Die Ansprüche 19 - 22 betreffen eine modifizierte Ausführungsform des Heizelementes. Anstelle des PTC-Heizelementes ist eine Substratheizung vorgesehen, die gegenüber der PTC-Heizung für ein unterschiedliches Aufheizverhalten sorgt. Die Substratheizung weist eine ringförmige Widerstandsschicht mit diametral gegenüberliegenden Anschlüssen auf, die über Schraubenfedern mit den Anschlüssen des Schaltelementes in Kontakt stehen. Die Schraubenfedern üben ebenfalls eine Doppelfunktion aus, da sie das Substratplättchen mit der Heizung federnd in Richtung des thermischen Auslösers beaufschlagen und dadurch für einen innigen Wärmeübergang sorgen.

Die Erfindung/Neuerung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in den Zeichnungsfiguren näher erläutert. Diese zeigen:

Fig. 1 einen Mittellängsschnitt durch eine Schalteinrichtung, bei welcher das Heizelement an die Schaltkontakte des Schaltelementes angeschlossen sind;

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine Schalteinrichtung, bei der ein Anschlußkontakt des Heizelementes seitlich aus der Schalteinrichtung herausgeführt ist;

Fig. 3 einen Querschnitt gemäß Fig. 2, bei dem

beide Anschlußkontakte des Heizelementes aus dem Sockelteil herausgeführt sind;

Fig. 4 einen Mittellängsschnitt durch eine modifizierte Schalteinrichtung, bei welcher das als Substratheizung ausgebildete Heizelement an die Schaltkontakte des Schaltelementes angeschlossen ist sowie

Fig. 5 eine Draufsicht auf eine Substratheizung.

Zunächst wird auf Zeichnungsfig. 1 Bezug genommen. Die dort dargestellte Schalteinrichtung 1 weist ein Sockelteil 2 auf, auf dessen einer Seite, nämlich der Oberseite 3, ein Schaltelement 4 mit einem Bewegungskontakt 5 und einem Festkontakt 6 angeordnet ist. Zur thermischen Auslösung ist auf der Unterseite 7 des Sockelteils 2 ein thermischer Auslöser (Bimetall-Sprungscheibe 8) angeordnet, dessen Auslösebewegung mittels eines im Sockelteil 2 geführten Übertragungsstiftes 9 auf den Bewegungskontakt 5 des Schaltelementes 4 übertragen wird.

Im Inneren des Sockelteils 2 ist ein Heizelement 10 vorgesehen, das den Übertragungsstift 9 sowie eine Übertragungsstiftführung 11 umgreift. Das Heizelement 10 ist ein PTC-Heizelement in Form einer ringförmig gepreßten PTC-Pille. Diese hat einen im wesentlichen rechteckigen Ringquerschnitt mit abgeflachten Ober- und Unterseiten 12, 13.

Aus Fig. 1 geht hervor, daß das Heizelement 10 mit dem Festkontakt 6 sowie dem Bewegungskontakt 5 über Leiter 14, 15 elektrisch verbunden ist und damit nur dann bestromt wird, wenn das Schaltelement 4 geöffnet ist.

Aus Fig. 2 hingegen ist ersichtlich, daß das Heizelement 10 einen gesonderten, aus dem Sockelteil 2 herausgeführten Anschluß 16 aufweist, wohingegen die Oberseite 12 des Heizelementes 10 mit einem der Anschlüsse 5 oder 6 verbunden ist.

Gemäß Fig. 3 ist neben dem gesonderten Anschluß 16 ein weiterer gesonderter Anschluß 17 vorgesehen, so daß das Heizelement 10 unabhängig von den Anschlußkontakten 18, 19 des Schaltelementes 4 und damit potentialfrei bestromt werden kann.

Aus allen drei Zeichnungsfig. geht weiterhin hervor, daß das Heizelement 10 etwa parallel zur Bimetall-Sprungscheibe 8 im Gehäuse liegt, wobei die Bimetall-Sprungscheibe 8 in einer flachen Gehäuseausnehmung 20 des Sockelteils 2 angeordnet ist, die durch eine Wandung 21 von der das Heizelement 10 aufnehmenden Kammer 22 getrennt ist.

Insgesamt ist auch ersichtlich, daß das Sockelteil 2 zweiteilig ausgebildet ist und die das Heizelement 10 aufnehmende Kammer 22 zwischen den beiden Teilen

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(Sockelunterteil 2a und Sockeloberteil 2b) angeordnet ist. Auf der Oberseite des Sockelunterteils 2a ist nach Art eines turmartigen Aufbaus die Übertragungsstiftführung 11 angeformt, die die Zentralausnehmung des Heizelementes 10 durchgreift, wodurch das Heizelement 10 in der Kammer 22 zentriert wird. Mit ihrem oberen Ende greift die Übertragungsstiftführung 11 in eine Ausnehmung 25 des Sockeloberteils 2b hinein und zentriert dieses auf dem Sockelunterteil 2a. Der Aufbau des Sockelteils 2 ist insgesamt rechteckig angelegt. Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß die Längswandungen 30 durch das Sockeloberteil 2b gebildet werden, das Sockeloberteil 2b übergreift das Sockelunterteil 2a mit den Längswandungen 30. Die Kontakte 16, 17 des Heizelementes 10 sind durch einen Spalt 31 zwischen dem Sockeloberteil 2b und dem Sockelunterteil 2a aus dem Sockelteil 2 herausgeführt.

Nachfolgend wird auf Fig. 4 und 5 Bezug genommen. Zeichnungsfig. 4 weist im wesentlichen dieselben Elemente und Bezugszeichen wie Fig. 1 auf, allerdings ist das Heizelement als Substratheizung 50 ausgebildet, die ein Substrat 52 mit ringförmiger Widerstandsschicht 53 aufweist. Diametral sich gegenüberliegend sind zur Kontaktierung der ringförmigen Widerstandsschicht 53 Anschlüsse 54 vorgesehen. Die Anschlüsse 54 werden gegenüber den Nieten 45, 46 mit Druckfedern 55 kontaktiert, die die Substratheizung 50 gegen die Wandung 21 pressen und damit für einen guten Wärmeübergang in das Sockelunterteil 2a sorgen.

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Claims

Firma Inter Control Ha-He/94176

Hermann Köhler Elektrik GmbH & Co. KG

Schutzansprüche

Thermisch betätigbare elektrische Schalteinrichtung mit einem Sockelteil, auf dessen einer Seite ein Schaltelement mit zumindest einem beweglichen Schaltelementteil (Bewegungskontakt) angeordnet und auf dessen anderer Seite ein thermischer Auslöser vorgesehen ist, dessen Auslösebewegung mittels eines im .Sockelteil geführten Übertragungsstiftes auf das bewegliche Teil des Schaltelementes übertragbar ist,

gekennzeichnet durch

ein ringförmiges Heizelement (10), das im Inneren des Sockelteils (2) angeordnet ist und den Übertragungsstift (9) und/oder den Übertragungsstift (9) führende Elemente des Sockelteils umgreift.
2. Schalteinrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Heizelement (10) als PTC-Heizelement ausgebildet ist.
3. Schalteinrichtung nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet,

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daß das PTC-Heizelement einen im wesentlichen rechteckigen Ringquerschnitt mit insbesondere abgeflachten Ober- und Unterseiten (12, 13) aufweist.
4. Schalteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Heizelement (10) mit einem Festkontakt (6) und einem Bewegungskontakt (5) des Schaltelementes (4) verbunden ist.
5. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1-4,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Heizelement (10) gesonderte aus dem Sockelteil (2) herausgeführte Anschlüsse (16, 17) aufweist.
6. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 4,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Heizelement (10) einen gesonderten, aus dem Sockelteil (2) herausgeführten Anschluß (16) aufweist und an einem der Kontakte (5, 6) des Schaltelementes (4) angeschlossen ist.
7. Schalteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Heizelement (10) etwa parallel zu einem den thermischen Auslöser (8) bildenden Bimetallelement angeordnet ist.
8. Schalteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet

daß das Bimetallelement (8) in einer flachen Gehäuseausnehmung des Sockelteils (2) angeordnet ist, die durch eine Wandung (21) von der das Heizelement (10) aufnehmenden Kammer (22) getrennt ist.
9. Schalteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Sockelteil (2) zweiteilig ausgebildet ist und die das Heizelement (10) aufnehmende Kammer (22) zwischen den beiden Teilen des Sockelteils (2) angeordnet ist.
10. Schalteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

daß der thermische Auslöser (8) in einer Ausnehmung an der Unterseite des Sockelunterteils (2a) angeordnet ist und auf der Oberseite des Sockelunterteils (2a) eine turmartige Übertragungsstiftführung (11) angeformt ist, die das Heizelement (10) durchgreift.
11. Schalteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Übertragungsstiftführung (11) das Heizelement (10) in der es aufnehmenden Kammer (22) zentriert.
12. Schalteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Übertragungsstiftführung (11) in eine Ausnehmung (25) des Sockeloberteils (2b) hineinragt und dieses auf dem Sockelunterteil (2a) zentriert.
13. Schalteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

daß bei insgesamt rechteckigem Aufbau des Sockelteils (2) die Längswandungen (30) durch das Sockeloberteil (2b) gebildet werden und das Sockeloberteil (2b) das Sockelunterteil (2a) mit den Längswandungen (30) übergreift.
14. Schalteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

daß die das Heizelement (10) aufnehmende Kammer (22) durch eine trogartige Ausnehmung im Sockelunterteil (2a) gebildet wird, in deren Zentrum sich die Übertragungsstiftführung (11) erhebt.
15. Schalteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

daß der/die Kontakt(e) (16, 17) durch einen Spalt zwischen dem Sockeloberteil (2b) und dem Sockelunterteil (2a) aus dem Sockelteil (2) herausgeführt sind.
16. Schalteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Heizelement (10) auf seinen flach ausgebildeten Ober- und Unterseiten (12, 13) elektrisch kontaktiert ist.
17. Schalteinrichtung nach Anspruch 16,

dadurch gekennzeichnet,

daß auf den Ober- und Unterseiten (12, 13) des Heizelementes (10) gesonderte Kontaktplatten (40, 41) anliegen.
18. Schalteinrichtung nach Anspruch 17,

dadurch gekennzeichnet,

daß die obere Kontaktplatte (40) als Halteelement für das Heizelement (10) ausgebildet ist und dazu gegen die Oberfläche der Übertragungsstiftführung (11) gerichtete Spreizlappen (43) aufweist.
19. Schalteinrichtung nach Anspruch 17,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Kontaktplatten (40, 41) mit den Leitern (14, 15) einstückig verbunden sind und diese federnd von unten gegen Niete (45, 46) geführt sind, die mit den Kontakten des Schaltelementes (4) elektrisch verbunden sind.
20. Schalteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Heizelement (10) als Substratheizung (50) ausgebildet ist, die aus einem mit einer Zentralausnehmung (51) versehenen Substratschicht (52) und einer darauf angeordneten ringförmigen Widerstandsschicht (53) besteht, die mit diametral gegenüberliegenden Anschlüssen versehen ist.
21. Schalteinrichtung nach Anspruch 20,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Kontaktierung der Anschlüsse (54) über Kontaktfeder an die Niete (45, 46) erfolgt.
22. Schalteinrichtung nach Anspruch 21,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Kontaktfedern als Schraubenfedern (55) ausgebildet sind, die die Substratheizung (50) gegen die Wandung (21) pressen.