EP0756301B1 - Temperaturwächter - Google Patents

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EP0756301B1
EP0756301B1 EP96106744A EP96106744A EP0756301B1 EP 0756301 B1 EP0756301 B1 EP 0756301B1 EP 96106744 A EP96106744 A EP 96106744A EP 96106744 A EP96106744 A EP 96106744A EP 0756301 B1 EP0756301 B1 EP 0756301B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
temperature controller
bimetallic
switching
heating resistors
switching device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP96106744A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0756301A2 (de
EP0756301A3 (de
Inventor
Michael Becher
Edwin Güttinger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Thermik Geraetebau GmbH
Original Assignee
Thermik Geraetebau GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Thermik Geraetebau GmbH filed Critical Thermik Geraetebau GmbH
Publication of EP0756301A2 publication Critical patent/EP0756301A2/de
Publication of EP0756301A3 publication Critical patent/EP0756301A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0756301B1 publication Critical patent/EP0756301B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H81/00—Protective switches in which contacts are normally closed but are repeatedly opened and reclosed as long as a condition causing excess current persists, e.g. for current limiting
    • H01H81/02—Protective switches in which contacts are normally closed but are repeatedly opened and reclosed as long as a condition causing excess current persists, e.g. for current limiting electrothermally operated
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00—Contacts
    • H01H1/50—Means for increasing contact pressure, preventing vibration of contacts, holding contacts together after engagement, or biasing contacts to the open position
    • H01H1/504—Means for increasing contact pressure, preventing vibration of contacts, holding contacts together after engagement, or biasing contacts to the open position by thermal means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H37/00—Thermally-actuated switches
    • H01H37/02—Details
    • H01H37/32—Thermally-sensitive members
    • H01H37/52—Thermally-sensitive members actuated due to deflection of bimetallic element
    • H01H37/54—Thermally-sensitive members actuated due to deflection of bimetallic element wherein the bimetallic element is inherently snap acting
    • H01H37/5427—Thermally-sensitive members actuated due to deflection of bimetallic element wherein the bimetallic element is inherently snap acting encapsulated in sealed miniaturised housing
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    • H01H11/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of electric switches
    • H01H11/0006—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of electric switches for converting electric switches
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    • H01H37/52—Thermally-sensitive members actuated due to deflection of bimetallic element
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/10—Operating or release mechanisms
    • H01H71/12—Automatic release mechanisms with or without manual release
    • H01H71/14—Electrothermal mechanisms
    • H01H71/16—Electrothermal mechanisms with bimetal element
    • H01H71/164—Heating elements

Definitions

  • the present invention relates to a temperature monitor one to protect a consumer in the event of overtemperature Bimetal rear derailleur, one assigned to the bimetal rear derailleur first heating resistor, which is activated when the bimetal switchgear is actuated works in the sense of a self-holding function, and one the second heating resistor assigned to the bimetal switchgear, the too high current flow through the temperature monitor has the effect that the bimetal switching mechanism switches, so the consumer to protect against overcurrent, the bimetal switchgear one with a first connection of the temperature monitor connected first fixed switching contact and a movable Switch contact includes that of a through a bimetallic snap disk movable spring washer is carried and with this is in a conductive connection.
  • Such a temperature monitor is from DE-OS-41 42 716 known.
  • the known temperature monitor includes an overtemperature or overcurrent opening bimetal switchgear to which the first Heating resistor in parallel and with which the second heating resistor is connected in series.
  • a temperature monitor known from DE-OS-43 36 564 comprises one with conductive and insulating coatings Ceramic carrier plate, on which an encapsulated bimetal rear derailleur is arranged, next to which sits a PTC thermistor module is electrically connected in parallel to the bimetal switchgear and acts as the first heating resistor. On the ceramic carrier plate a thick film resistor is further arranged, which under the Bimetal rear derailleur leads and connected in series with this is. However, the series resistor is not used to protect against Overcurrent, but for setting the switching point.
  • the task of these known temperature monitors is to control the current flow interrupted by the electrical consumer if this Consumer has too high a temperature, or possibly also then when the current through the consumer is too high values having.
  • the well-known temperature monitor connected in series to the consumer, so that the temperature monitor flowed through by the current flowing through the consumer the bimetal rear derailleur at temperatures below the response temperature and / or for currents below of the response current is closed.
  • the operating current of the consumer flows in series switched second heating resistor of a few ohms as well the closed contacts of the bimetallic rear derailleur that the bridges the first heating resistor.
  • temperature monitor known from DE-OS-43 36 564 functionally meets many requirements, it is disadvantageous that it has a relatively bulky and large design, the is due in particular to the ceramic carrier plate. For reasons of accommodation and heat capacity Such temperature monitors are usually very small executed, for example. They have a diameter of 10 mm and a height of 5 mm, which places extreme demands on manufacturing accuracy provides and at the same time the need easier and based on reliable construction.
  • the two heating resistors are with the bimetal rear derailleur at rest either to each other connected in series or parallel to each other so that the heat output both resistors when setting the switching behavior must be taken into account.
  • both resistors have to be re-dimensioned, so that two new components are required for production. This has the usual disadvantages when it comes to stockpiling etc.
  • From FR-A-899 106 is a device for protecting electrical Circuits known to be too high amperages Has interrupter that interrupted the circuit as long holds until an applied voltage source is switched off.
  • the breaker is as one Live bimetallic tongue formed, its switching position is temperature dependent. If the current exceeds one Limit value, a resistance in the device produces so much Warmth that the bimetal tongue changes into the other switching position. In this other switch position there is a second resistor flowed through by electricity, making one for a hold sufficient amount of heat is generated.
  • this object is achieved in that the bimetal switching mechanism one with a second connection of the temperature monitor has connected second fixed switching contact, that the movable switch contact both the first fixed Switching contact and the second fixed switching contact assigned is, and that the bimetal rear derailleur designed as a switch and is connected to the two heating resistors, that it is in its two switching positions on the spring washer the current flowing through the temperature monitor takes over.
  • the fixed switch contacts can either directly or via heating resistors with the connections of the Temperature monitor be connected, the edge of the spring washer either firmly clamped or depending on the switching state be connected to the connections via heating resistors can.
  • the heating resistors can z. B. one on the lid and the other can be arranged on the housing base.
  • the two Heating resistors are dimensioned separately so that in the event of changes in terms of current sensitivity or Self-holding leading current strength only one of the two Resistor components changed and replaced in production must become.
  • the two heating resistors can also be like a potentiometer with center tap through a single resistor be realized so that only a single component is used to both the self-holding function and the current sensitivity to realize. When requirements change then only this one component must be replaced.
  • Another advantage of the new temperature monitor is that that in the event of destruction or damage to the live Part, for example, due to corrosion or mechanical influences Current can flow more through the temperature monitor, so that the Disadvantages occurring in the prior art can be avoided.
  • the bimetallic rear derailleur acts as a changeover switch, there are design-related reasons a brief interruption in the current flow during this switching operation.
  • the bimetal rear derailleur can either be imperceptible short or deliberately longer power interruptions come, the z. B. in the consumer to be protected used to reset to an error-free operating state can be.
  • These measures were possible in the prior art only with purely opening temperature monitors, i.e. without Self-holding function and current sensitivity can be realized, because the constant high-resistance connection between the two connections no short-term power interruption of the temperature monitor allows. With the new temperature monitor, however, can this short-term power cut can be achieved, though not only the self-holding function but also the current sensitivity can be realized.
  • the new temperature monitor is therefore completely due to its new functional principles generally enrich the technology because there are completely new areas of application for this temperature monitor surrender.
  • the bimetal rear derailleur depending on the switching state over the spring washer with one or the other of the two heating resistors in series between the terminals of the Temperature monitor is switched when in one of the two Switching states of both heating resistors in series between the connections of the temperature monitor are switched and if necessary the two heating resistors with a single resistor Center tap realized.
  • the spring washer is loosely guided at its edge and in its first switching position with the second connection as well as in their second Switch position with the first connection of the temperature monitor is connected directly or via one of the two heating resistors, preferably the first switching contact directly with the first connection and the second switching contact via the first Heating resistor is connected to the second terminal and the Depending on the switching position, the spring washer with its edge over the second heating resistor with the second connection or immediately is connected to the first switch contact.
  • the advantage here is that in a structurally very simple manner the switch is achieved in that both the movable Switch contact as well as the edge of the current-carrying spring washer depending on the switch position, a different part of the temperature monitor to contact. It is surprisingly simple possible without major design changes to existing ones Realize the temperature switch function.
  • This measure has the advantage that the bimetal rear derailleur can be preassembled, so to speak, so that the assembly of the entire temperature monitor even by inexperienced forces or can be done mechanically.
  • Lower part comprises, at least the lower part of electrical conductive material is made and under the bimetal rear derailleur at the bottom of the lower part the two heating resistors are arranged.
  • the advantage here is that a so-called encapsulated temperature monitor is created that is very sensitive to environmental influences is insensitive because z. B. no moisture penetrate into it can.
  • the two heating resistors can either immediately on the floor or on a support lying on the floor be formed, it is also possible to use a heating resistor to be provided inside and the other outside.
  • a carrier part is in the lower part is inserted, on which the two heating resistors are preferred are trained in thick film technology.
  • this measure becomes the one for self-retention intended resistance in inexpensive thick-film technology executed so that on the frequently used in the prior art PTC resistor can be omitted.
  • the two heating resistors formed as a single component, so that the assembly for such temperature monitors, at which have a self-holding function and an overcurrent sensitivity is very simplified.
  • this is Measure also advantageous against the background of warehousing, because for different combinations of heating resistors only one carrier disk with corresponding resistors to be provided so that the storage with respect to stocking parts halved.
  • the two heating resistors in Are connected in series, the free end of a heating resistor is connected to the second switch contact, the common Connection of both heating resistors to the second connection is connected and the free end of the other heating resistor is connected to an electrically conductive projection which is the edge of the spring washer in its first switching position supports.
  • the cover part is made of made of electrically conductive material and compared to the The lower part is electrically insulated and the first fixed switch contact is arranged on the lid, the spring washer in their second switching position, if necessary, via an electrically conductive Support the spacer with its edge at the bottom of the lid.
  • the lower part is a deep-drawn part or stamped part made of electrically conductive material and one or both of the two heating resistors before or after deep drawing or stamping are formed on the bottom of the lower part.
  • cover part it is also preferred if it is a Deep-drawn part or stamped part made of electrically conductive material is, with one or both of the heating resistors before or after deep drawing or stamping also formed on the cover part can be.
  • the heating resistors are rather before or after the final production of the cover part and lower part of the Housing on the respective flat surface z. B. in thick film technology applied with the interposition of an insulating layer. In the further course of assembling the new temperature monitor then only the possibly preassembled bimetal rear derailleur inserted into the lower part of the housing and then under Intermediate layer of an insulating layer on the cover part Lower part put on and then z. B. by Crimping.
  • the last-mentioned measures are particularly in the Connection with an inexpensive and reliable, if necessary automatable final assembly of the new temperature monitor from Advantage.
  • a temperature monitor as described above can now optionally the first heating resistor with an insulating part and / or the second heating resistor is replaced by a short-circuit part are, so that with otherwise the same construction of the Temperature monitor optionally with the overtemperature protection function and possibly has overcurrent protection and / or latching.
  • the two heating resistors are arranged on the carrier disk are, because then only different carrier disks are used in order not to change the structure of the otherwise Temperature monitor to give different functions.
  • This measure is also an advantage if the temperature monitor has a bimetallic tongue, because then you can the two heating resistors optionally by appropriate insulation or short circuit parts are replaced that have the same geometric Have dimensions.
  • 10 denotes a new temperature monitor, which comprises a housing 12, the lower part 13 and one has closing cover part 14.
  • an insulating ring having a T-shaped cross section 15 provided, which is laterally on the inside of the lower part 13 leans on. Approximately in the middle extends from the insulating ring 15 inside a web 16 on which the cover part 14 rests at the top.
  • On the cover part 14 is a kind of insulating cap 17, which over a raised and crimped edge 18 of the lower part 13 is pressed onto the cover part 14. That way the cover part 14 insulated from the lower part 13 and yet firmly incorporated into this.
  • a bimetallic switching mechanism 21 is located below the cover part 14 arranged, which comprises a spring washer 22 having a movable Switch contact 23 carries.
  • the switch contact 23 is a first fixed switch contact 24 on the underside of the cover part 14 and a second fixed switching contact 25 assigned to the is arranged on a carrier part 26, which is in the bottom Lower part 13 is.
  • a contact ring 27 is provided on the carrier part 26 which rests the spring washer 23 with its outer edge 28.
  • a bimetallic snap disk is located above the spring washer 22 29, the edge between the web 16 and the Cover part 14 lies.
  • the movable switch contact 23 is in the manner of a rivet 31 trained and holds the spring washer 22 and the bimetallic snap disk 29 as follows:
  • the rivet 31 has a neck 32 on which a cross section T-shaped ring 33 is arranged. Between an upper head 34 of the rivet 31 and a web 35 of the ring 33 is the Bimetallic snap disc 29 held while on the other Side of the web 35, the spring washer 22 between the web 35 and a washer 36 is held loose against which a lower head 37 of the rivet 31 connects.
  • the bimetal rear derailleur 21 is captive Parts prefabricated so that when assembling the temperature monitor 10 can be used as a whole in the lower part 13 can.
  • a first terminal 41 of the Temperature monitor in the form of a strand 42 on the cover part 14 is soldered, while a second terminal 43 in the form of a Strand 44 in connection with the lower part 13 via the edge 18 stands.
  • the temperature monitor 10 is at one temperature below the switching temperature of the bimetal switching mechanism 21 shown.
  • the current flows through the temperature monitor 10 from the first connection 41 via the cover part 14 and the first fixed switch contact 24 on the movable switch contact 23, from there via the spring washer 22 to the contact ring 27. From the current in FIG. 1 does not come closer to the contact ring 27 Resistors shown on the carrier part 26, which in turn is electrically conductively connected to the lower part 13, from where the current then flows to the second terminal 43.
  • the bimetallic snap disk 29 is now at its edge supports an outer lower edge 45 of the cover part 14, while the movable switch contact 23 is now on the second fixed switching contact 25 rests.
  • the spring washer 22 is also snapped and now none electrically conductive connection with the contact ring 27 more having. The spring washer 22 is now over the spacer ring 38 rather connected to the edge 45 of the cover part 14.
  • spring washer 22 is above the bimetallic snap disk 29 without the Function of the bimetal rear derailleur 21 is impaired.
  • the current flow through the temperature monitor 10 is now from the connection 41 via the cover part 14 and the edge 45 in the Spring washer 22 and from there via the movable switch contact 23 to the fixed switching contact 25 on the carrier part 26, the is arranged in the lower part 13 on the bottom 46.
  • Fig. 3 is a plan view of this carrier disc 26 is shown, which is preferably made of a ceramic disc 47, for. B. consists of Al 2 O 3 or another material.
  • a thick-film resistor 48 is arranged on the ceramic disk 47 and extends spirally between the fixed switching contact 25 and a circular contact path 49 or an outer projection 50. Approximately in the middle, the thick-film resistor 48 is provided with a plated-through hole 51, which leads to the underside of the carrier part 26 and makes an electrically conductive contact with the bottom 46 of the lower part 13 there.
  • the thick-film resistor 48 is divided into two resistors, namely a first heating resistor 53 between the fixed switching contact 25 and the through-contact 41 and a second heating resistor 54 between the through-contact 51 and the contact path 49.
  • the via-contact 51 thus acts like one Type center tap 55, which divides the thick-film resistor 48 into a holding resistor R H provided for the self-holding function with the reference symbol 53 and a series resistor R V provided for the current sensitivity with the reference symbol 54.
  • the series resistor R V is connected at its free end 56 to the projection 50, while the heating resistor R H is connected at its free end 47 to the switching contact 25.
  • FIG. 4 is an electrical equivalent circuit diagram of the so far temperature monitor 10 shown. It's closed recognize that the spring washer 22 like a type of switch or Changeover switch acts, the one between the series resistor 54 between the two connections 41 and 43 switches and when increasing the Temperature performs a movement in the direction of arrows 58 and then the heating resistor 53 between the connections 41 and 43 switches. In other words, depending on the switching status of the bimetallic switching mechanism 21 is either only the heating resistor 54 or the heating resistor 53 between the two connections 41 and 43 switched. Like the current sensitivity and the Self-holding function caused by the heating resistors 53, 54 is already explained in detail at the beginning, so that for Avoid repetition on this part of the description is referred.
  • both heating resistors 53, 54 are formed on the carrier part 26 are, only this support member 26 must be replaced if other resistance values for the heating resistors 53, 54 are desired become.
  • the heating resistors 53, 54 it is also possible to use the heating resistors 53, 54 to be formed directly on the bottom 46 of the lower part 13, the Z. B. can be a deep-drawn or stamped part 59 (see Fig. 2).
  • Heating resistor 53 by an insulating part 63 and / or the heating resistor 54 to be replaced by a short-circuit part 64, so that the temperature monitor 10 has no self-holding function and / or has no overcurrent sensitivity.
  • So overall four differently equipped carrier parts 26 are required, by all four variants of the temperature monitor 10, namely purer Overtemperature protection, overtemperature protection with self-holding function, Over temperature protection with current sensitivity as well Overheating protection with self-holding function and current sensitivity to accomplish. The assembly route and all other parts of the new temperature monitor 10 do not have to be changed.
  • FIG. 5 shows an equivalent circuit diagram as shown in FIG. 4, however for a modified embodiment of the new temperature monitor 10. While the series resistor 54 continues is formed on the bottom 46 in the lower part 13 the heating resistor responsible for the self-holding function 53 now on the cover part 14.
  • the cover part may be possible that To provide the cover part with a thick-film resistor from the inside, between the edge 45 and the fixed switching contact 24 extends. But it is also possible to remove the cover part from a To manufacture PTC ceramics, so that it already has the required Exhibits resistance.

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Temperaturwächter mit einem zum Schutz eines Verbrauchers bei Übertemperatur schaltenden Bimetall-Schaltwerk, einem dem Bimetall-Schaltwerk zugeordneten ersten Heizwiderstand, der bei betätigtem Bimetall-Schaltwerk im Sinne einer Selbsthaltefunktion wirkt, und einem dem Bimetall-Schaltwerk zugeordneten zweiten Heizwiderstand, der bei zu hohem Stromfluß durch den Temperaturwächter derart wirkt, daß das Bimetall-Schaltwerk schaltet, um so den Verbraucher vor Überstrom zu schützen, wobei das Bimetall-Schaltwerk einen mit einem ersten Anschluß des Temperaturwächters verbundenen ersten festen Schaltkontakt sowie einen beweglichen Schaltkontakt umfaßt, der von einer durch eine Bimetall-Schnappscheibe bewegbaren Federscheibe getragen wird und mit dieser in leitender Verbindung steht.
Ein derartiger Temperaturwächter ist aus der DE-OS-41 42 716 bekannt.
Der bekannte Temperaturwächter umfaßt ein bei Übertemperatur oder Überstrom öffnendes Bimetall-Schaltwerk, zu dem der erste Heizwiderstand parallel und mit dem der zweite Heizwiderstand in Reihe geschaltet ist.
Ein aus der DE-OS-43 36 564 bekannter Temperaturwächter umfaßt eine mit leitenden und isolierenden Beschichtungen versehene Keramikträgerplatte, auf der ein gekapseltes Bimetall-Schaltwerk angeordnet ist, neben dem ein Kaltleiterbaustein sitzt, der elektrisch parallel zu dem Bimetall-Schaltwerk geschaltet ist und als erster Heizwiderstand wirkt. Auf der Keramikträgerplatte ist weiter ein Dickschichtwiderstand angeordnet, der unter das Bimetall-Schaltwerk führt und mit diesem in Reihe geschaltet ist. Der Vorwiderstand dient hier jedoch nicht dem Schutz vor Überstrom, sondern zur Einstellung des Schaltpunktes.
Aufgabe dieser bekannten Temperaturwächter ist es, den Stromfluß durch den elektrischen Verbraucher zu unterbrechen, wenn dieser Verbraucher eine zu hohe Temperatur aufweist, oder ggf. auch dann, wenn der Strom durch den Verbraucher zu hohe Werte aufweist. Zu diesem Zweck wird der bekannte Temperaturwächter in Reihe zu dem Verbraucher geschaltet, so daß der Temperaturwächter von dem durch den Verbraucher fließenden Strom durchflossen wird, wobei das Bimetall-Schaltwerk bei Temperaturen unterhalb der Ansprechtemperatur und/oder bei Strömen unterhalb des Ansprechstromes geschlossen ist.
Der Betriebsstrom des Verbrauchers fließt über den in Reihe geschalteten zweiten Heizwiderstand von einigen Ohm sowie über die geschlossenen Kontakte des Bimetall-Schaltwerkes, das den ersten Heizwiderstand überbrückt. Überschreitet die Temperatur des Verbrauchers jetzt einen vorgegebenen Grenzwert, so öffnet das in thermischem Kontakt mit dem Verbraucher stehende Bimetall-Schaltwerk plötzlich seine Kontakte, indem eine Bimetall-Schnappscheibe im Inneren des Bimetall-Schaltwerkes umspringt. Der Strom fließt nunmehr über den in Reihe geschalteten Heizwiderstand sowie über den zweiten Heizwiderstand, der einen so großen Widerstand aufweist, daß der Strom sehr viel geringer ist als der ursprüngliche Betriebsstrom, so daß der Verbraucher quasi abgeschaltet ist. Infolge der Kaltleitercharakteristik des zweiten Heizwiderstandes bei dem Temperaturwächter aus der DE-OS-43 36 564 geht der Strom mit der Aufheizung dieses Heizwiderstandes weiter zurück. Durch die Wärmestrahlung und/oder -leitung von diesem Heizwiderstand wird die Bimetall-Schnappscheibe weiter so aufgeheizt, daß sie selbsthaltend in ihrer Stellung mit geöffneten Kontakten verbleibt. Auf diese Weise wird verhindert, daß bei einer Abkühlung des infolge von Übertemperatur abgeschalteten Verbrauchers eine automatische Widereinschaltung erfolgt, was zu einem sogenannten Kontaktflattern mit periodischem Wiederein- und Wiederausschalten führen könnte und in der Regel unerwünscht ist.
Erreicht dagegen nicht die Temperatur sondern der Strom durch den Verbraucher und damit durch das Bimetall-Schaltwerk einen vorgegebenen Grenzwert, so heizt sich der in Reihe geschaltete Heizwiderstand gemäß der Beschreibung der DE-OS-41 42 716 so weit auf, daß das Schaltwerk schließlich seine Ansprechtemperatur erreicht und öffnet. Die Selbsthaltung erfolgt in diesem Falle auf die gleiche Weise, wie es oben bereits beschrieben wurde.
Obwohl der aus der DE-OS-43 36 564 bekannte Temperaturwächter funktionell vielen Erfordernissen genügt, ist es von Nachteil, daß er eine relativ sperrige und große Bauweise aufweist, die insbesondere auf die Keramik-Trägerplatte zurückzuführen ist. Aus Gründen der Unterbringung und der Wärmekapazität werden derartige Temperaturwächter nämlich in der Regel sehr klein ausgeführt, sie haben bspw. einen Durchmesser von 10 mm und eine Höhe von 5 mm, was extreme Anforderungen an die Fertigungsgenauigkeit stellt und zugleich die Notwendigkeit einfacher und dabei funktionssicherer Konstruktionen begründet.
Aus der gattungsbildenden DE-OS-41 42 716 ist in derartiger Miniaturausführung ein Temperaturwächter mit Selbsthaltung durch parallel geschalteten Heizwiderstand und auf kleinstem Raum integriertem, in Reihe geschaltetem Heizwiderstand bekannt, der für eine Stromüberwachung sorgt. Der Vorwiderstand ist als Ätz- oder Stanzteil bzw. als mit einem Widerstand bedruckte Folie in unmittelbarer Nähe sowie in thermischem und elektrischem Kontakt mit der Federscheibe des Bimetall-Schaltwerkes derart angeordnet, daß er unten im Bodenteil des Gehäuses zum Liegen kommt.
Neben dem aufwendigen Zusammenbau des bekannten Temperaturwächters ist weiter von Nachteil, daß die hier als Heizwiderstände verwendeten Ätz- oder Stanzteile hinsichtlich des Widerstandswertes nicht allzu genau und nur für einen kleinen Widerstandsbereich gefertigt werden können. Es ist ein zusätzliches Isolierbauteil zwischen dem Gehäuseboden und dem Heizwiderstand und aus Gründen der Widerstandseinstellung meistens ein zusätzlicher, außen aufgesetzter weiterer hochohmiger Widerstand in Reihe zu dem erwähnten Vorwiderstand erforderlich, was insgesamt den Fertigungsaufwand und auch die Außenabmessungen vergrößert.
Bei bekannten Temperaturwächtern sind die beiden Heizwiderstände bei in Ruhe befindlichem Bimetall-Schaltwerk entweder zueinander in Reihe oder parallel zueinander geschaltet, so daß die Wärmeausbringung beider Widerstände bei der Einstellung des Schaltverhaltens berücksichtigt werden muß. Bei abweichenden Bedingungen müssen oft beide Widerstände neu dimensioniert werden, so daß für die Fertigung zwei neue Bauteile erforderlich sind. Dies hat die üblichen Nachteile bei der Vorratshaltung etc.
Bei den bekannten Temperaturwächtern wird es häufig weiter als Nachteil empfunden, daß eine feste Widerstandsstrecke zwischen den beiden Anschlüssen des Temperaturwächters vorhanden ist, so daß auch bei defektem Bimetall-Schaltwerk z. B. infolge starker Korrosion immer noch ein Strom durch den Temperaturwächter fließt. Auf diese Weise kann es im Langzeiteinsatz der Temperaturwächter vorkommen, daß der Anwender von der trügerischen Sicherheit ausgeht, daß der Temperaturwächter noch einsatzbereit ist, während dies durch Korrosion oder ähnliche auch mechanische Einwirkungen längst nicht mehr der Fall ist.
Aus der FR-A-899 106 ist eine Vorrichtung zum Schutz elektrischer Schaltungen vor zu hohen Stromstärken bekannt, die einen Unterbrecher aufweist, der solange den Stromkreis unterbrochen hält, bis eine anliegende Spannungsquelle abgeschaltet wird. Bei einem Ausführungsbeispiel ist der Unterbrecher als eine stromführende Bimetallzunge ausgebildet, deren Schaltstellung temperaturabhängig ist. Überschreitet die Stromstärke einen Grenzwert, so erzeugt ein Widerstand in der Vorrichtung so viel Wärme, daß die Bimetallzunge in die andere Schaltstellung übergeht. In dieser anderen Schaltstellung wird ein zweiter Widerstand von Strom durchflossen, wodurch eine für eine Selbsthaltung ausreichende Wärmemenge erzeugt wird.
Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen völlig neuen, leicht an unterschiedliche Anforderungen anzupassenden Temperaturwächter zu schaffen, der auch einfach aufgebaut und leicht zusammenzubauen ist, wobei zusätzlich die Betriebszuverlässigkeit erhöht werden soll.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Bimetall-Schaltwerk einen mit einem zweiten Anschluß des Temperaturwächters verbundenen zweiten festen Schaltkontakt aufweist, daß der bewegliche Schaltkontakt sowohl dem ersten festen Schaltkontakt als auch dem zweiten festen Schaltkontakt zugeordnet ist, und daß das Bimetall-Schaltwerk als Umschalter ausgelegt und so mit den beiden Heizwiderständen verschaltet ist, daß es in seinen beiden Schaltstellungen jeweils über die Federscheibe den durch den Temperaturwächter fließenden Strom übernimmt.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst. Dadurch, daß das Bimetall-Schaltwerk als Umschalter oder Wechselschalter ausgelegt wird, wird die Richtung des Stromflusses jetzt immer aktiv von dem Bimetall-Schaltwerk bestimmt, der Stromfluß erfolgt immer über das Schaltwerk. Damit werden zum einen definiertere Temperaturbedingungen erreicht, wenn z. B. an der Federscheibe ein Widerstand vorgesehen ist, um z. B. die Temperatur-Schaltschwelle genau einstellen zu können.
Weiter ist von Vorteil, daß der Stromfluß nicht über die Bimetall-Schnappscheibe, sondern über die Federscheibe erfolgt, so daß die Bimetall-Schnappscheibe durch den Strom selbst nicht beeinflußt wird. Die festen Schaltkontakte können dabei entweder direkt oder über Heizwiderstände mit den Anschlüssen des Temperaturwächters verbunden sein, wobei der Rand der Federscheibe entweder fest eingespannt oder aber je nach Schaltzustand über Heizwiderstände mit den Anschlüssen verbunden sein kann. Von den Heizwiderständen kann dabei z. B. einer am Deckel und der andere am Gehäuseboden angeordnet sein.
Die völlige Abkehr von dem Prinzip des reinen Öffnens, wie es im Stand der Technik bekannt ist, wo im geschlossenen Zustand des Bimetall-Schaltwerkes ein Heizwiderstand überbrückt wird, bietet darüber hinaus weitere insbesondere konstruktive Vorteile, die im folgenden weiter ausgeführt werden sollen.
Zum Beispiel ist es möglich, zwei getrennte Heizwiderstände vorzusehen, von denen je nach Schaltzustand jeweils einer über das Bimetall-Schaltwerk zwischen die Anschlüsse des Temperaturwächters geschaltet wird. Auf diese Weise können die beiden Heizwiderstände getrennt dimensioniert werden, so daß bei Änderungen hinsichtlich der Stromempfindlichkeit oder der zur Selbsthaltung führenden Stromstärke jeweils nur eines der beiden Widerstandsbauteile verändert und in der Fertigung ausgetauscht werden muß.
Die beiden Heizwiderstände können dabei auch nach Art eines Potentiometers mit Mittenabgriff durch einen einzigen Widerstand realisiert werden, so daß nur ein einziges Bauteil verwendet wird, um sowohl die Selbsthaltefunktion als auch die Stromempfindlichkeit zu realisieren. Bei geänderten Anforderungen muß dann auch nur dieses eine Bauteil ausgetauscht werden.
Ein weiterer Vorteil des neuen Temperaturwächters liegt darin, daß bei einer Zerstörung oder Beschädigung des stromführenden Teiles bspw. durch Korrosion oder mechanische Einwirkungen kein Strom mehr durch den Temperaturwächter fließen kann, so daß die im Stand der Technik auftretenden Nachteile vermieden werden.
Da das Bimetall-Schaltwerk als Umschalter wirkt, gibt es konstruktionsbedingt eine kurze Unterbrechung im Stromfluß während dieses Schaltvorganges. Je nach der eingestellten Schaltgeschwindigkeit des Bimetall-Schaltwerkes kann es entweder zu unmerklich kurzen oder aber zu gewollt längeren Stromunterbrechungen kommen, die z. B. in dem zu schützenden Verbraucher zum Zurücksetzen in einen fehlerfreien Betriebszustand ausgenutzt werden können. Beim Stand der Technik konnten diese Maßnahmen nur mit rein öffnenden Temperaturwächtern, also ohne Selbsthaltefunktion und Stromempfindlichkeit realisiert werden, weil die ständige hochohmige Verbindung zwischen den beiden Anschlüssen des Temperaturwächters keine kurzfristige Stromunterbrechnung zuläßt. Bei dem neuen Temperaturwächter kann dagegen diese kurzzeitige Stromunterbrechung erreicht werden, obwohl nicht nur die Selbsthaltefunktion sondern auch die Stromempfindlichkeit realisiert werden können.
Der neue Temperaturwächter stellt damit aufgrund seines völlig neuen Funktionsprinzipes allgemein eine Bereicherung der Technik dar, weil sich völlig neue Einsatzbereiche für diesen Temperaturwächter ergeben.
In Ausführungsbeispielen des neuen Temperaturwächters ist es also bevorzugt, wenn das Bimetall-Schaltwerk je nach Schaltzustand über die Federscheibe mit dem einen oder dem anderen der zwei Heizwiderstände in Reihe zwischen die Anschlüsse des Temperaturwächters geschaltet ist, wenn in einem der beiden Schaltzustände beide Heizwiderstände in Reihe zwischen die Anschlüsse des Temperaturwächters geschaltet sind und wenn ggf. die beiden Heizwiderstände durch einen einzigen Widerstand mit Mittenabgriff realisiert.
Diese Maßnahmen sind vorteilhafte Kombinationen, wie die beiden Heizwiderstände technisch realisiert werden können.
In einer Weiterbildung ist es bevorzugt, wenn die Federscheibe an ihrem Rand lose geführt wird und in ihrer ersten Schaltstellung mit dem zweiten Anschluß sowie in ihrer zweiten Schaltstellung mit dem ersten Anschluß des Temperaturwächters direkt oder über einen der zwei Heizwiderstände verbunden ist, wobei vorzugsweise der erste Schaltkontakt unmittelbar mit dem ersten Anschluß und der zweite Schaltkontakt über den ersten Heizwiderstand mit dem zweiten Anschluß verbunden ist und die Federscheibe mit ihrem Rand je nach Schaltstellung über den zweiten Heizwiderstand mit dem zweiten Anschluß oder unmittelbar mit dem ersten Schaltkontakt verbunden ist.
Hier ist von Vorteil, daß auf konstruktiv sehr einfache Weise die Umschaltung dadurch erreicht wird, daß sowohl der bewegliche Schaltkontakt als auch der Rand der stromführenden Federscheibe je nach Schaltstellung ein anderes Teil des Temperaturwächters kontaktieren. Auf diese überraschend einfache Weise ist es möglich, ohne große konstruktive Änderungen an bestehenden Temperaturwächtern die Umschaltfunktion zu realisieren.
Dabei ist es bevorzugt, wenn der bewegliche Schaltkontakt die Bimetall-Schnappscheibe und die Federscheibe etwa zentrisch durchsetzt und nach Art eines zweiköpfigen Nietes miteineinander unverlierbar verbindet.
Bei dieser Maßnahme ist von Vorteil, daß das Bimetall-Schaltwerk sozusagen vormontiert werden kann, so daß der Zusammenbau des gesamten Temperaturwächters auch von ungeübten Kräften oder maschinell erfolgen kann.
Insgesamt ist es bei einem derartigen Temperaturwächter bevorzugt, wenn er ein das Bimetall-Schaltwerk aufnehmendes Gehäuse mit einem von einem Deckelteil verschlossenen topfartigen Unterteil umfaßt, wobei zumindest das Unterteil aus elektrisch leitfähigem Material gefertigt ist und unter dem Bimetall-Schaltwerk am Boden des Unterteiles die zwei Heizwiderstände angeordnet sind.
Hier ist von Vorteil, daß ein sogenannter gekapselter Temperaturwächter geschaffen wird, der gegenüber Umgebungseinflüssen sehr unempfindlich ist, da z. B. keine Feuchtigkeit in ihn eindringen kann. Die beiden Heizwiderstände können dabei entweder unmittelbar auf dem Boden oder auf einem auf dem Boden liegenden Träger ausgebildet werden, wobei es auch möglich ist, einen Heizwiderstand innen und den anderen außen vorzusehen.
Bevorzugt ist es jedoch, wenn in das Unterteil ein Trägerteil eingelegt ist, auf dem die zwei Heizwiderstände vorzugsweise in Dickschichttechnik ausgebildet sind.
Mit dieser Maßnahme sind eine ganze Reihe von Vorteilen verbunden. Zum einen wird auf diese Weise auch der für die Selbsthaltung vorgesehene Widerstand in preiswerter Dickschichttechnik ausgeführt, so daß auf den im Stand der Technik häufig verwendeten PTC-Widerstand verzichtet werden kann. Ferner sind die beiden Heizwiderstände als ein einziges Bauteil ausgebildet, so daß sich die Montage auch für solche Temperaturwächter, bei denen eine Selbsthaltefunktion und eine Überstromempfindlichkeit gewünscht wird, sehr stark vereinfacht. Schließlich ist diese Maßnahme auch vor dem Hintergrund der Lagerhaltung von Vorteil, denn für verschiedene Kombinationen von Heizwiderständen ist jeweils nur eine Trägerscheibe mit entsprechenden Widerstände vorzusehen, so daß sich die Lagerhaltung bezüglich der zu bevorratenden Teile halbiert.
Weiter ist es bevorzugt, wenn die beiden Heizwiderstände in Reihe geschaltet sind, das freie Ende eines Heizwiderstandes mit dem zweiten Schaltkontakt verbunden ist, der gemeinsame Anschluß beider Heizwiderstände mit dem zweiten Anschluß verbunden ist und das freie Ende des anderen Heizwiderstandes mit einem elektrisch leitenden Vorsprung verbunden ist, auf dem sich der Rand der Federscheibe in deren erster Schaltstellung abstützt.
Dies ist eine weitere leicht zu realisierende Schaltungsvariante für den neuen Temperaturwächter, die die oben genannten Vorteile in sich vereinigt.
Dabei ist es dann auch bevorzugt, wenn das Deckelteil aus elektrisch leitfähigem Material gefertigt sowie gegenüber dem Unterteil elektrisch isoliert und der erste feste Schaltkontakt an dem Deckel angeordnet ist, wobei sich die Federscheibe in ihrer zweiten Schaltstellung ggf. über ein elektrisch leitendes Abstandsstück mit ihrem Rand unten am Deckel abstützt.
Hier ist von Vorteil, daß sich vom Prinzip her übliche gekapselte Temperaturwächter so umkonstruieren lassen, daß sie das neue Schaltprinzip erfüllen. Dazu ist es lediglich erforderlich, ein oben bereits beschriebenes Bimetall-Schaltwerk zu verwenden, unter dem die die beiden Heizwiderstände tragende Trägerplatte angeordnet wird. Bei der üblichen Funktion der Bimetall-Schnappscheibe im Zusammenwirken mit der Federscheibe stützt sich nämlich die letztere in ihrer Ruhestellung am Boden des Gehäuses ab und drückt dabei den beweglichen Schaltkontakt gegen den ersten festen Schaltkontakt. Bei Erhöhung der Temperatur schnappt die Bimetall-Schnappscheibe um, woraufhin auch die Federscheibe ihre konvexe in eine konkave Form ändert und sich jetzt an der Unterseite des Deckelteiles abstützt, wobei sie jetzt mit ihrem mittleren Bereich auf den Boden des Gehäuses drückt. Durch die beschriebenen neuen Maßnahmen stellt die Federscheibe auch jetzt eine leitende Verbindung her, nämlich zwischen dem zweiten festen Schaltkontakt auf dem Boden des Gehäuses und dem Rand des Deckelteiles.
Weiter ist es bevorzugt, wenn das Unterteil ein Tiefziehteil oder Stanzteil aus elektrisch leitendem Material ist und einer oder beide der zwei Heizwiderstände vor bzw. nach dem Tiefziehen oder Stanzen auf dem Boden des Unterteiles ausgebildet werden.
Für das Deckelteil ist es ebenfalls bevorzugt, wenn es ein Tiefziehteil oder Stanzteil aus elektrisch leitendem Material ist, wobei einer oder beide der Heizwiderstände vor bzw. nach dem Tiefziehen oder Stanzen auch an dem Deckelteil ausgebildet werden können.
Durch diese Maßnahmen können auf vorteilhaft einfache Weise weitere Fertigungsschritte gespart werden, da es nicht mehr erforderlich ist, die Heizwiderstände als gesonderte Teile vorzusehen. Die Heizwiderstände werden vielmehr vor oder nach der endgültigen Fertigung von Deckelteil und Unterteil des Gehäuses auf die jeweilige plane Fläche z. B. in Dickschichttechnik unter Zwischenlage einer Isolierschicht aufgebracht. Im weiteren Verlauf des Zusammenbaus des neuen Temperaturwächters muß dann nur noch das ggf. ebenfalls vormontierte Bimetall-Schaltwerk in das Gehäuseunterteil eingelegt und dann unter Zwischenlage einer Isolierschicht das Deckelteil auf das Unterteil aufgesetzt und diese dann miteinander z. B. durch Crimpen verbunden werden.
Die zuletzt genannten Maßnahmen sind also insbesondere im Zusammenhang mit einer preiswerten und verläßlichen ggf. auch automatisierbaren Endmontage des neuen Temperaturwächters von Vorteil.
Bei einem wie oben beschriebenen Temperaturwächter kann jetzt wahlweise der erste Heizwiderstand durch ein Isolierteil und/oder der zweite Heizwiderstand durch ein Kurzschlußteil ersetzt werden, so daß bei ansonsten gleichem konstruktivem Aufbau der Temperaturwächter wahlweise die Funktion Übertemperaturschutz und ggf. Überstromschutz und/oder Selbsthaltung aufweist. Damit wird eine Art modulare Baukastenweise für den neuen Temperaturwächter geschaffen, die insbesondere dann Vorteile bringt, wenn die beiden Heizwiderstände auf der Trägerscheibe angeordnet sind, weil dann nur unterschiedliche Trägerscheiben verwendet werden müssen, um dem ansonsten in seinem Aufbau nicht veränderten Temperaturwächter unterschiedliche Funktionen mitzugeben. Diese Maßnahme ist aber auch von Vorteil, wenn der Temperaturwächter eine Bimetall-Schaltzunge aufweist, denn dann können die beiden Heizwiderstände wahlweise durch entsprechende Isolier- oder Kurzschlußteile ersetzt werden, die die gleichen geometrischen Abmaße haben. Da es sich bei einem derartigen, häufig offenen Temperaturwächter um ein sehr einfaches Bauteil handelt, ist die erhöhte Lagerhaltung von mehreren unterschiedlichen Teilen vertretbar, die Kosten werden dadurch nur unmerklich erhöht. Da aber der gesamte Zusammenbau und sämtliche anderen Konstruktionsteile des neuen Temperaturwächters unverändert bleiben, ist die Endmontage derartiger neuer Temperaturwächter sehr einfach und automatisierbar durchzuführen, so daß sich die Herstellungskosten insgesamt stark senken lassen.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der beigefügten Zeichnung.
Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmal nicht nur in den jeweils angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1
einen Axialschnitt durch den neuen Temperaturwächter, wobei sich das Bimetall-Schaltwerk in seiner ersten Schaltstellung befindet;
Fig. 2
eine Darstellung wie Fig. 1, wobei das Bimetall-Schaltwerk jedoch geschaltet hat;
Fig. 3
eine Draufsicht auf den die Heizwiderstände tragenden Träger für den Temperaturwächter aus den Fig. 1 und 2;
Fig. 4
ein Ersatzschaltbild des in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Temperaturwächters; und
Fig. 5
ein elektrisches Ersatzschaltbild für ein alternatives Ausführungsbeispiel zu dem Temperaturwächter aus den Fig. 1 bis 4.
In Fig. 1 ist mit 10 ein neuer Temperaturwächter bezeichnet, der ein Gehäuse 12 umfaßt, das ein Unterteil 13 und ein dieses verschließendes Deckelteil 14 aufweist. In dem Inneren des Temperaturwächters 10 ist ein im Querschnitt T-förmiger Isolierring 15 vorgesehen, der sich innen seitlich an das Unterteil 13 anlehnt. Etwa mittig erstreckt sich von dem Isolierring 15 nach innen ein Steg 16, auf dem oben das Deckelteil 14 aufliegt. Auf dem Deckelteil 14 ist eine Art Isolierkappe 17 angeordnet, die über einen hochstehenden und umgecrimpten Rand 18 des Unterteiles 13 auf das Deckelteil 14 gedrückt wird. Auf diese Weise ist das Deckelteil 14 gegenüber dem Unterteil 13 isoliert und dennoch fest in diesem aufgenommen.
Unterhalb des Deckelteiles 14 ist ein Bimetall-Schaltwerk 21 angeordnet, das eine Federscheibe 22 umfaßt, die einen beweglichen Schaltkontakt 23 trägt. Dem Schaltkontakt 23 ist ein erster fester Schaltkontakt 24 an der Unterseite des Deckelteiles 14 sowie ein zweiter fester Schaltkontakt 25 zugeordnet, der auf einem Trägerteil 26 angeordnet ist, das unten in dem Unterteil 13 liegt.
Auf dem Trägerteil 26 ist ein Kontaktring 27 vorgesehen, auf dem die Federscheibe 23 mit ihrem äußeren Rand 28 aufliegt. Oberhalb der Federscheibe 22 befindet sich eine Bimetall-Schnappscheibe 29, deren Rand zwischen dem Steg 16 und dem Deckelteil 14 liegt.
Der bewegliche Schaltkontakt 23 ist nach Art eines Nietes 31 ausgebildet und hält die Federscheibe 22 sowie die Bimetall-Schnappscheibe 29 wie folgt zusammen:
Der Niet 31 weist einen Hals 32 auf, auf dem ein im Querschnitt T-förmiger Ring 33 angeordnet ist. Zwischen einem oberen Kopf 34 des Nietes 31 und einem Steg 35 des Ringes 33 ist die Bimetall-Schnappscheibe 29 gehalten, während auf der anderen Seite des Steges 35 die Federscheibe 22 zwischen dem Steg 35 und einer Unterleg-Scheibe 36 lose gehalten ist, an die sich ein unterer Kopf 37 des Nietes 31 anschließt.
Auf diese Weise ist das Bimetall-Schaltwerk 21 aus unverlierbaren Teilen vorgefertigt, so daß es bei der Montage des Temperaturwächters 10 als Ganzes in das Unterteil 13 eingesetzt werden kann.
Im Bereich des lose geführten Randes 28 ist zwischen der Federscheibe 22 und der Bimetall-Schnappscheibe 29 noch ein elektrisch leitender Distanzring 38 angeordnet.
In Fig. 1 ist ferner zu sehen, daß ein erster Anschluß 41 des Temperaturwächters in Form einer Litze 42 an dem Deckelteil 14 angelötet ist, während ein zweiter Anschluß 43 in Form einer Litze 44 über den Rand 18 mit dem Unterteil 13 in Verbindung steht.
In Fig. 1 ist der Temperaturwächter 10 bei einer Temperatur unterhalb der Schalttemperatur des Bimetall-Schaltwerkes 21 gezeigt. Der Stromfluß durch den Temperaturwächter 10 erfolgt von dem ersten Anschluß 41 über das Deckelteil 14 und den ersten festen Schaltkontakt 24 auf den beweglichen Schaltkontakt 23, von dort über die Federscheibe 22 zu dem Kontaktring 27. Von dem Kontaktring 27 gelangt der Strom in in Fig. 1 nicht näher dargestellte Widerstände auf dem Trägerteil 26, das wiederum elektrisch leitend mit dem Unterteil 13 verbunden ist, von wo der Strom dann zu dem zweiten Anschluß 43 fließt.
Bei Erhöhung der Umgebungstemperatur oder bei zu hohem Stromfluß durch den Temperaturwächter 10 schaltet das Bimetall-Schaltwerk in die in Fig. 2 gezeigte Schaltstellung. Es ist zu erkennen, daß sich die Bimetall-Schnappscheibe 29 nun mit ihrem Rand an einem äußeren unteren Rand 45 des Deckelteiles 14 abstützt, während der bewegliche Schaltkontakt 23 nun auf dem zweiten festen Schaltkontakt 25 aufliegt. Ferner ist zu erkennen, daß die Federscheibe 22 ebenfalls umgeschnappt ist und nunmehr keine elektrisch leitende Verbindung mit dem Kontaktring 27 mehr aufweist. Über den Distanzring 38 ist die Federscheibe 22 jetzt vielmehr mit dem Rand 45 des Deckelteiles 14 verbunden.
Lediglich der Vollständigkeit halber sei angemerkt, daß die relative Lage von Federscheibe 22 und Bimetall-Schnappscheibe 29 auch vertauscht werden können, daß also die Federscheibe 22 oberhalb der Bimetall-Schnappscheibe 29 liegt, ohne daß die Funktion des Bimetall-Schaltwerkes 21 beeinträchtigt wird.
Der Stromfluß durch den Temperaturwächter 10 erfolgt jetzt von dem Anschluß 41 über das Deckelteil 14 und den Rand 45 in die Federscheibe 22 und von dort über den beweglichen Schaltkontakt 23 zu dem festen Schaltkontakt 25 auf dem Trägerteil 26, das in dem Unterteil 13 am Boden 46 angeordnet ist.
In Fig. 3 ist eine Draufsicht auf diese Trägerscheibe 26 gezeigt, die vorzugsweise aus einer Keramikscheibe 47, z. B. aus Al2O3 oder einem anderen Material besteht. Auf der Keramikscheibe 47 ist ein Dickschicht-Widerstand 48 angeordnet, der sich spiralförmig zwischen dem festen Schaltkontakt 25 und einer kreisförmigen Kontaktbahn 49 oder einem äußeren Vorsprung 50 erstreckt. Etwa mittig ist der Dickschicht-Widerstand 48 mit einer Durchkontaktierung 51 versehen, die zu der Unterseite des Trägerteiles 26 führt und dort einen elektrisch leitenden Kontakt zu dem Boden 46 des Unterteiles 13 herstellt.
Auf diese Weise ist der Dickschicht-Widerstand 48 in zwei Widerstände aufgeteilt, nämlich in einen ersten Heizwiderstand 53 zwischen dem festen Schaltkontakt 25 und der Durchkontaktierung 41 sowie einen zweiten Heizwiderstand 54 zwischen der Durchkontaktierung 51 und der Kontaktbahn 49. Die Durchkontaktierung 51 wirkt also wie eine Art Mittenabgriff 55, der den Dickschicht-Widerstand 48 in einen für die Selbsthaltefunktion vorgesehenen Haltewiderstand RH mit dem Bezugszeichen 53 sowie einen für die Stromempfindlichkeit vorgesehenen Vorwiderstand RV mit dem Bezugszeichen 54 aufteilt.
Der Vorwiderstand RV ist an seinem freien Ende 56 mit dem Vorsprung 50 verbunden, während der Heizwiderstand RH an seinem freien Ende 47 mit dem Schaltkontakt 25 verbunden ist.
In Fig. 4 ist ein elektrisches Ersatzschaltbild des insoweit beschriebenen Temperaturwächters 10 dargestellt. Es ist zu erkennen, daß die Federscheibe 22 wie eine Art Umschalter oder Wechselschalter wirkt, der einmal den Vorwiderstand 54 zwischen die beiden Anschlüsse 41 und 43 schaltet und bei Erhöhung der Temperatur eine Bewegung in Richtung der Pfeile 58 durchführt und damit dann den Heizwiderstand 53 zwischen die Anschlüsse 41 und 43 schaltet. Mit anderen Worten, je nach Schaltzustand des Bimetall-Schaltwerkes 21 ist entweder nur der Heizwiderstand 54 oder der Heizwiderstand 53 zwischen die beiden Anschlüsse 41 und 43 geschaltet. Wie die Stromempfindlichkeit und die Selbsthaltefunktion durch die Heizwiderstände 53, 54 bewirkt wird, wurde eingangs bereits ausführlich erläutert, so daß zur Vermeidung von Wiederholungen auf diesen Beschreibungsteil verwiesen wird.
Da beide Heizwiderstände 53, 54 auf dem Trägerteil 26 ausgebildet sind, muß nur dieses Trägerteil 26 ausgewechselt werden, wenn andere Widerstandswerte für die Heizwiderstände 53, 54 gewünscht werden. Alternativ ist es auch möglich, die Heizwiderstände 53, 54 unmittelbar auf dem Boden 46 des Unterteiles 13 auszubilden, das z. B. ein Tiefzieh- oder Stanzteil 59 sein kann (siehe Fig. 2).
Bei Verwendung des Trägerteiles 26 ist es auch möglich, den Heizwiderstand 53 durch ein Isolierteil 63 und/oder den Heizwiderstand 54 durch ein Kurzschlußteil 64 zu ersetzen, so daß der Temperaturwächter 10 keine Selbsthaltefunktion und/oder keine Überstromempfindlichkeit aufweist. Insgesamt sind also vier unterschiedlich bestückte Trägerteile 26 erforderlich, um alle vier Varianten des Temperaturwächters 10, nämlich reiner Übertemperaturschutz, Übertemperaturschutz mit Selbsthaltefunktion, Übertemperaturschutz mit Stromempfindlichkeit sowie Übertemperaturschutz mit Selbsthaltefunktion und Stromempfindlichkeit zu schaffen. Der Montageweg und sämtliche andere Teile des neuen Temperaturwächters 10 müssen nicht geändert werden.
In Fig. 5 ist ein ähnliches Ersatzschaltbild wie in Fig. 4 dargestellt, jedoch für ein abgeändertes Ausführungsbeispiel des neuen Temperaturwächters 10. Während der Vorwiderstand 54 weiterhin am Boden 46 in dem Unterteil 13 ausgebildet ist, befindet sich der für die Selbsthaltefunktion zuständige Heizwiderstand 53 jetzt am Deckelteil 14. Hier kann es möglich sein, das Deckelteil von innen mit einem Dickschichtwiderstand zu versehen, der sich zwischen dem Rand 45 und dem festen Schaltkontakt 24 erstreckt. Es ist aber auch möglich, das Deckelteil aus einer PTC-Keramik zu fertigen, so daß es selbst schon den erforderlichen Widerstand aufweist.
Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist es natürlich möglich, die Heizwiderstände 53, 54 durch ein Isolierteil 63 bzw. ein Kurzschlußteil 64 zu ersetzen.

Claims (14)

  1. Temperaturwächter mit einem zum Schutz eines Verbrauchers bei Übertemperatur schaltenden Bimetall-Schaltwerk (21), einem dem Bimetall-Schaltwerk (21) zugeordneten ersten Heizwiderstand (53, RH), der bei betätigtem BimetallSchaltwerk (21) im Sinne einer Selbsthaltefunktion wirkt, und einem dem Bimetall-Schaltwerk (21) zugeordneten zweiten Heizwiderstand (54, Rv), der bei zu hohem Stromfluß durch den Temperaturwächter (10) derart wirkt, daß das Bimetall-Schaltwerk (21) schaltet, um so den Verbraucher vor Überstrom zu schützen, wobei das Bimetall-Schaltwerk (21) einen mit einem ersten Anschluß (41) des Temperaturwächters (10) verbundenen ersten festen Schaltkontakt (24) sowie einen beweglichen Schaltkontakt (23) umfaßt, der von einer durch eine Bimetall-Schnappscheibe (29) bewegbaren Federscheibe (22) getragen wird und mit dieser in leitender Verbindung steht,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Bimetall-Schaltwerk einen mit einem zweiten Anschluß (43) des Temperaturwächters (10) verbundenen zweiten festen Schaltkontakt (25) aufweist, daß der bewegliche Schaltkontakt (23) sowohl dem ersten festen Schaltkontakt als auch dem zweiten festen Schaltkontakt (25) zugeordnet ist, und daß das Bimetall-Schaltwerk (21) als Umschalter ausgelegt und so mit den beiden Heizwiderständen (53, 54) verschaltet ist, daß es in seinen beiden Schaltstellungen jeweils über die Federscheibe (22) den durch den Temperaturwächter (10) fließenden Strom übernimmt.
  2. Temperaturwächter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bimetall-Schaltwerk (21) je nach Schaltzustand über die Federscheibe (22) mit dem einen oder dem anderen der zwei Heizwiderstände (53, 54) in Reihe zwischen die Anschlüsse (41, 43) des Temperaturwächters geschaltet ist.
  3. Temperaturwächter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bimetall-Schaltwerk (21) je nach Schaltzustand über die Federscheibe (22) mit einem oder mit beiden der zwei Heizwiderstände (53, 54) in Reihe zwischen die Anschlüsse (41, 43) des Temperaturwächters (10) geschaltet ist.
  4. Temperaturwächter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Heizwiderstände (53, 54) durch einen einzigen Widerstand (48) mit Mittenabgriff (45) realisiert sind.
  5. Temperaturwächter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Federscheibe (22) an ihrem Rand (28) lose geführt wird und in ihrer ersten Schaltstellung mit dem zweiten Anschluß (43) sowie in ihrer zweiten Schaltstellung mit dem ersten Anschluß (41) des Temperaturwächters (10) direkt oder über einen der zwei Heizwiderstände (53, 54) verbunden ist.
  6. Temperaturwächter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schaltkontakt (24) unmittelbar mit dem ersten Anschluß (41) und der zweite Schaltkontakt (25) über den ersten Heizwiderstand (53) mit dem zweiten Anschluß (43) verbunden ist, wobei die Federscheibe (22) mit ihrem Rand (28) je nach Schaltstellung über den zweiten Heizwiderstand (54) mit dem zweiten Anschluß (43) oder unmittelbar mit dem ersten Schaltkontakt (24) verbunden ist.
  7. Temperaturwächter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Kontaktteil (23) die Bimetall-Schnappscheibe (29) und die Federscheibe (22) etwa zentrisch durchsetzt und nach Art eines zweiköpfigen Nietes (31) miteinander unverlierbar verbindet.
  8. Temperaturwächter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß er ein das Bimetall-Schaltwerk (21) aufnehmendes Gehäuse (12) mit einem von einem Deckelteil (14) verschlossenen topfartigen Unterteil (13) umfaßt, wobei zumindest das Unterteil (13) aus elektrisch leitfähigem Material gefertigt ist und unter dem Bimetall-Schaltwerk (21) am Boden (46) des Unterteiles (13) die zwei Heizwiderstände (53, 54) angeordnet sind.
  9. Temperaturwächter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in das Unterteil (13) ein Trägerteil (26) eingelegt ist, auf dem die zwei Heizwiderstände (53, 54) ausgebildet sind.
  10. Temperaturwächter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Heizwiderstände (53, 54) in Reihe geschaltet sind, das freie Ende (57) eines Heizwiderstandes (53) mit dem zweiten Schaltkontakt (25) verbunden ist, der gemeinsame Anschluß (55) beider Heizwiderstände (53, 54) mit dem zweiten Anschluß (43) verbunden ist und das freie Ende (56) des anderen Heizwiderstandes (54) mit einem elektrisch leitenden Vorsprung (50) verbunden ist, auf dem sich der Rand (26) der Federscheibe (22) in deren erster Schaltstellung abstützt.
  11. Temperaturwächter nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Deckelteil (14) aus elektrisch leitfähigem Material gefertigt sowie gegenüber dem Unterteil (13) elektrisch isoliert und der feste erste Schaltkontakt (24) an dem Deckelteil (14) angeordnet ist, wobei sich die Federscheibe (22) in ihrer zweiten Schaltstellung ggf. über ein elektrisch leitendes Abstandsstück (38) mit ihrem Rand (28) unten am Deckelteil (14) abstützt.
  12. Temperaturwächter nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterteil (13) ein Tiefziehteil oder Stanzteil (59) aus elektrisch leitendem Material ist und einer oder beide der zwei Heizwiderstände (53, 54) vor bzw. nach dem Tiefziehen oder Stanzen auf dem Boden (46) des Unterteiles (13) ausgebildet werden.
  13. Temperaturwächter nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Deckelteil (14) ein Tiefziehteil oder Stanzteil aus elektrisch leitendem Material ist und einer oder beide der zwei Heizwiderstände (53, 54) vor bzw. nach dem Tiefziehen oder Stanzen an dem Deckelteil (14) ausgebildet werden.
  14. Temperaturwächter nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei dem wahlweise der erste Heizwiderstand (53) durch ein Isolierteil (63) und/oder der zweite Heizwiderstand (54) durch ein Kurzschlußteil (64) ersetzt ist, so daß bei ansonsten gleichem konstruktivem Aufbau der Temperaturwächter (10) wahlweise die Funktionen Übertemperatur und ggf. Überstromschutz und/oder Selbsthaltung aufweist.
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