EP2650898A1

EP2650898A1 - Verfahren zur Herstellung eines temperaturempfindlichen elektrischen Schalters mit einem mit einer Stiftführung eine bewegbare Einheit bildenden Gehäuse, sowie ein temperaturempfindlicher elektrischer Schalter

Info

Publication number: EP2650898A1
Application number: EP13163136.8A
Authority: EP
Inventors: Herbert Wurmb
Original assignee: Elektronik Werkstatte Ing Wurmb Gesmbh
Current assignee: Elektronik Werkstatte Ing Wurmb Gesmbh
Priority date: 2012-04-10
Filing date: 2013-04-10
Publication date: 2013-10-16
Anticipated expiration: 2033-04-10
Also published as: CN103366991A; EP2650898B1; CN103366991B

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines temperaturempfindlichen elektrischen Schalters (1), umfassend ein Schnappelement, vorzugsweise eine Schnappscheibe (2), aus Thermobimetall sowie ein Federelement (6) als beweglichen Kontaktabschnitt, einen Fixkontaktabschnitt (10), gegen welchen der bewegliche Kontaktabschnitt zum Schließen des Kontakts bewegbar ist, einen Druckstift (5) als Wirkverbindung zwischen Schnappelement und Federelement (6), eine Stiftführung (14), in welcher der Druckstift (5) entlang einer Stiftführungsachse (3) führbar ist, ein Gehäuse (4), welches einen lichten Innendurchmesser aufweist, und eine Haube (7). Um den Schalter abstimmen bzw. zusammenbauen zu können, ohne dabei auf unterschiedlich lange Druckstifte zurückgreifen zu müssen, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, das Gehäuse (4) und die Stiftführung (14) als gemeinsam bewegbare Einheit auszuführen, diese Einheit über einen Kunststoffteil (13) einer Schaltbrückeneinheit (40) entlang einer Montageachse (36) zu bewegen und in einer Befestigungsposition (33) mit dem Kunststoffteil (13) zu verbinden, wobei die Befestigungsposition (33) von der tatsächlichen Länge des verwendeten Druckstifts (5) abhängt.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines temperaturempfindlichen elektrischen Schalters, umfassend ein Schnappelement, vorzugsweise eine Schnappscheibe, aus Thermobimetall sowie ein Federelement als beweglichen Kontaktabschnitt, einen Fixkontaktabschnitt, gegen welchen der bewegliche Kontaktabschnitt zum Schließen des Kontakts bewegbar ist, einen Druckstift als Wirkverbindung zwischen Schnappelement und Federelement, eine Stiftführung, in welcher der Druckstift entlang einer Stiftführungsachse führbar ist, ein Gehäuse, welches einen lichten Innendurchmesser aufweist, und eine Haube.
Außerdem bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen temperaturempfindlichen elektrischen Schalter, umfassend ein Schnappelement, vorzugsweise eine Schnappscheibe, aus Thermobimetall sowie ein Federelement als beweglichen Kontaktabschnitt, einen Fixkontaktabschnitt, gegen welchen der bewegliche Kontaktabschnitt zum Schließen des Kontakts bewegbar ist, einen Druckstift als Wirkverbindung zwischen Schnappelement und Federelement, eine Stiftführung, in welcher der Druckstift entlang einer Stiftführungsachse führbar ist, ein Gehäuse, welches einen lichten Innendurchmesser aufweist, und eine Haube.

STAND DER TECHNIK

Temperaturempfindliche elektrische Schalter werden zur temperaturabhängigen Schaltung bzw. Schließung und/oder Unterbrechung eines elektrischen Stromkreises eingesetzt, beispielsweise als Abschaltvorrichtung bei einem Wasserkocher, als Überlastsicherungen oder in Reglern für Boiler. Daher ist auch die Bezeichnung Thermostat für diese Schalter gebräuchlich.
Der Aufbau dieser Thermostate umfasst als temperaturempfindliches Element ein Schnappelement aus Thermobimetall, welches üblicherweise als Schnappscheibe ausgeführt ist. Die Schnappscheibe kann dabei kreisförmig ausgeführt sein oder andere Formen aufweisen, z.B. quadratische, rechteckige etc.
Die Schnappscheibe weist eine Wölbung auf, beispielsweise in Form einer flachen Kugelkalotte, welche sich bei einer unteren und einer oberen Schnapptemperatur sprunghaft ändert. Hierbei wird ein Federelement bewegt, welches bei einem Wölbungszustand der Schnappscheibe ein Fixkontaktelement kontaktiert und im anderen Wölbungszustand keinen Kontakt mit dem Fixkontaktelement hat. Als Wirkverbindung zwischen der Schnappscheibe und dem Federelement kommt ein in einer Stiftführung geführter Druckstift zum Einsatz, der vorzugsweise elektrisch isolierend ausgeführt ist. Um eine Übertragung eines anfänglich langsamen ("analogen") Hubes der von einem in den anderen Wölbungszustand umschnappenden Schnappscheibe auf das Federelement zu vermeiden, berührt der Druckstift in einem Wölbungszustand der Schnappscheibe nicht gleichzeitig die Schnappscheibe und das Federelement. Erst beim auf den langsamen folgenden, schlagartigen ("digitalen") Hub der umschnappenden Schnappscheibe berührt der Druckstift die Schnappscheibe und das Federelement gleichzeitig. Hierdurch wird Funkenbildung vermieden.
Aus dem Stand der Technik bekannte Thermostate weisen den folgenden Aufbau auf, wobei das Federelement das Fixkontaktelement grundsätzlich kontaktiert. Zunächst wird, um eine zufriedenstellende Kontaktierung zu ermöglichen, am Federelement eine Kontaktniete angebracht. Das Federelement wird in weiterer Folge mittels einer Verbindungsniete mit einem Anschlussstück bzw. Terminal und einem Gehäuse des Thermostats vernietet, wobei das Gehäuse üblicherweise aus Kunststoff besteht. Eine weitere Kontaktniete wird am Fixkontaktelement montiert. Hierauf wird ein weiteres Terminal ebenfalls mit einer Verbindungsniete mit dem Fixkontaktelement im Gehäuse vernietet.
In der Folge wird die Stiftführung aufgesetzt und der Abstand zwischen dem Druckpunkt des Federelements und der Auflage der Schnappscheibe bestimmt. Nun wird ein Druckstift mit entsprechender Länge verbaut. Als letzter Fertigungsschritt wird die Scheibe eingesetzt und eine Haube mit dem Gehäuse, vorzugsweise durch Bördeln, verbunden.
Ein gravierender Nachteil des beschriebenen Aufbaus ist die Notwendigkeit, Druckstifte in verschiedensten Längen zu lagern. Für eine Abstimmung des Thermostat, z.B. hinsichtlich des Schaltverhaltens, müssen Druckstifte in unterschiedlichsten Längen verfügbar sein, wobei der Unterschied zweier aufeinander folgenden Längen typischerweise 0,02 mm beträgt. Dies ist einerseits mit sehr hohen Herstellungskosten aufgrund der geforderten Genauigkeit verbunden, andererseits ist die Lagerung einer Unzahl an Druckstiften erforderlich, was ebenfalls mit hohem Aufwand und Kosten einhergeht.
Ein weiterer Nachteil ist in der hohen Anzahl der Einzelteile zu sehen, die zur Herstellung eines aus dem Stand der Technik bekannten Thermostaten notwendig sind.

AUFGABE DER ERFINDUNG

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen Thermostat bzw. ein Verfahren zu dessen Herstellung zur Verfügung zu stellen, wobei die oben genannten Nachteile vermieden werden. Insbesondere soll eine Abstimmung des Thermostat mit nur einer vorgegebenen Druckstiftlänge ermöglicht werden, d.h. ohne dass Druckstifte in unterschiedlichen Längen benötigt werden.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Um einen temperaturempfindlichen elektrischen Schalter, umfassend ein Schnappelement, vorzugsweise eine Schnappscheibe, aus Thermobimetall sowie ein Federelement als beweglichen Kontaktabschnitt, einen Fixkontaktabschnitt, gegen welchen der bewegliche Kontaktabschnitt zum Schließen des Kontakts bewegbar ist, einen Druckstift als Wirkverbindung zwischen Schnappelement und Federelement, eine Stiftführung, in welcher der Druckstift entlang einer Stiftführungsachse führbar ist, ein Gehäuse, welches einen lichten Innendurchmesser aufweist, und eine Haube, möglichst unabhängig von der genauen Länge des Druckstifts herstellen zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, das Gehäuse und die Stiftführung als gemeinsam bewegbare Einheit auszuführen, diese Einheit über einen Kunststoffteil einer Schaltbrückeneinheit entlang einer Montageachse zu bewegen und in einer Befestigungsposition mit dem Kunststoffteil zu verbinden, wobei die Befestigungsposition von der Länge des verwendeten Druckstifts abhängt. Dabei besteht die Schaltbrückeneinheit aus dem Kunststoffteil und einer Schaltbrücke, welche sich wiederum aus einem ersten und einem zweiten Teil zusammensetzt. Der erste Teil weist einen ersten Terminalabschnitt und den Fixkontaktabschnitt auf, der zweite Teile einen zweiten Terminalabschnitt und einen Anschlussabschnitt. An letzterem wird das Federelement mit einem Ende befestigt. Erster und zweiter Teil sind in den Kunststoffteil eingebettet und durch diesen zueinander lagefixiert. Diese Ausführung der Schaltbrücke bzw. der Schaltbrückeneinheit trägt zur Reduktion der Einzelteile des Schalters bei.
Die Bestimmung der Befestigungsposition geht so vor sich, dass der Druckstift in die Stiftführung eingesetzt wird, sobald sich das Gehäuse mit der Stiftführung in einem hinreichend kleinen Abstand zum Federelement befindet. Dann stützt sich der in der Stiftführung befindliche Druckstift mit einem Ende am Federelement ab bzw. berührt das Federelement ohne dieses zu bewegen bzw. zu verbiegen. Das Gehäuse wird nun parallel zur Montageachse verschoben, bis der Druckstift mit einem freien Ende bzw. mit einem freien Endabschnitt die Stiftführung überragt, wobei die Länge des Endabschnitts gemessen wird. Entspricht diese Länge nicht einem vorgegebenen Wert, wird iterativ das Gehäuse wieder parallel zur Montageachse verschoben und die Länge des freien Endabschnitts bestimmt, bis diese einem vorgegebenen Wert entspricht. Letzteres definiert die Befestigungsposition, in welcher das Gehäuse mit dem Kunststoff fest verbunden wird. Somit ist sichergestellt, dass der Abstand zwischen dem freien Ende des Druckstifts und der Schnappscheibe einem vorgegebenen, gewünschten Wert entspricht und der elektrische Schalter richtig abgestimmt ist.
Entsprechend ist es bei einem Verfahren zur Herstellung eines temperaturempfindlichen elektrischen Schalters, umfassend ein Schnappelement, vorzugsweise eine Schnappscheibe, aus Thermobimetall sowie ein Federelement als beweglichen Kontaktabschnitt, einen Fixkontaktabschnitt, gegen welchen der bewegliche Kontaktabschnitt zum Schließen des Kontakts bewegbar ist, einen Druckstift als Wirkverbindung zwischen Schnappelement und Federelement, eine Stiftführung, in welcher der Druckstift entlang einer Stiftführungsachse führbar ist, ein Gehäuse, welches einen lichten Innendurchmesser aufweist, und eine Haube, erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:

Schieben des Gehäuses, welches mit der Stiftführung eine bewegbare Einheit bildet, zumindest teilweise über einen Kunststoffteil einer Schaltbrückeneinheit entlang einer Montageachse, wobei die Schaltbrückeneinheit aus einer Schaltbrücke und dem Kunststoffteil besteht und die Schaltbrücke aus einem ersten und einem zweiten Teil, wobei weiters der erste Teil einen ersten Terminalabschnitt und den Fixkontaktabschnitt und der zweite Teil einen zweiten Terminalabschnitt und einen Anschlussabschnitt, an welchem das Federelement befestigt ist, ausbildet, und wobei der erste und der zweite Teil in den Kunststoffteil eingebettet und durch den Kunststoffteil miteinander verbunden und zueinander lagefixiert sind;
Einsetzen des Druckstifts in die Stiftführung und Schieben des Druckstifts in Richtung Federelement, bis der Druckstift mit einem Ende am Federelement aufsitzt;
Verschieben des Gehäuses in einer Richtung parallel zur Montageachse und Messen der Länge eines freien Endabschnitts des Druckstifts, mit welchem der Druckstift eine dem Federelement abgewandte Öffnung der Stiftführung in einer dem Federelement abgewandten Richtung überragt;
Fixieren des Gehäuses in einer Befestigungsposition am Kunststoffteil, wobei in der Befestigungsposition die Länge des freien Endabschnitts einem vorgegebenen Wert entspricht.

Analog ist es bei einem temperaturempfindlichen elektrischen Schalter, umfassend ein Schnappelement, vorzugsweise eine Schnappscheibe, aus Thermobimetall sowie ein Federelement als beweglichen Kontaktabschnitt, einen Fixkontaktabschnitt, gegen welchen der bewegliche Kontaktabschnitt zum Schließen des Kontakts bewegbar ist, einen Druckstift als Wirkverbindung zwischen Schnappelement und Federelement, eine Stiftführung, in welcher der Druckstift entlang einer Stiftführungsachse führbar ist, ein Gehäuse, welches einen lichten Innendurchmesser aufweist, und eine Haube, erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Gehäuse mit der Stiftführung eine Einheit bildet, und dass das Gehäuse einen Kunststoffteil einer Schaltbrückeneinheit teilweise in einer Richtung parallel zu einer Montageachse vollumfänglich umgibt und mit dem Kunststoffteil verbunden ist, wobei die Schaltbrückeneinheit aus einer Schaltbrücke und dem Kunststoffteil besteht und die Schaltbrücke aus einem ersten und einem zweiten Teil, wobei der erste Teil einen ersten Terminalabschnitt und den Fixkontaktabschnitt und der zweite Teil einen zweiten Terminalabschnitt und einen Anschlussabschnitt, an welchem das Federelement befestigt ist, ausbildet, und wobei weiters der erste und der zweite Teil in den Kunststoffteil eingebettet und durch den Kunststoffteil miteinander verbunden und zueinander lagefixiert sind.
Eine besonders stabile Einheit zwischen Gehäuse und Stiftführung ergibt sich bei einer einstückigen Ausführung. Entsprechend ist es bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schalters vorgesehen, dass das Gehäuse mit der Stiftführung einstückig ausgeführt ist.
Um das Schieben und das genaue Positionieren des Gehäuses über dem Kunststoffteil der Schaltbrückeneinheit zu erleichtern, ist die Verwendung von Montagestiften vorgesehen, die jeweils mit einem ersten Ende auf dem Kunststoffteil abgestützt werden. Das Gehäuse weist entsprechende Ausnehmungen für die Montagestifte auf und wird mit den Ausnehmungen über zweite, freie Enden der Montagestifte geschoben. D.h. die Montagestifte fungieren als Führung des Gehäuses bei dessen Positionierung über dem Kunststoffteil. Entsprechend ist es bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass mindestens ein Montagestift mit einem ersten Ende auf dem Kunststoffteil positioniert wird, und dass das Gehäuse, welches mindestens eine Ausnehmung für den mindestens einen Montagestift aufweist, mit der mindestens einen Ausnehmung über ein zweites Ende des mindestens einen Montagestifts in Richtung des Kunststoffteils geschoben wird. Analog ist es bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schalters vorgesehen, dass das Gehäuse mindestens eine Ausnehmung für zumindest einen Montagestift aufweist, wobei die mindestens eine Ausnehmung eine Ausnehmungsachse aufweist, welche parallel zur Montageachse verläuft.
Um bei der Positionierung des Gehäuses unerwünschte Drehungen um eine Montagestiftlängsachse zu vermeiden, sind zwei Montagestifte ausreichend, die vorzugsweise symmetrisch um die Montageachse angeordnet sind. Entsprechend ist es bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass genau zwei Montagestifte zum Einsatz kommen.
Eine besonders stabile Verbindung zwischen dem Gehäuse und dem Kunststoffteil kann durch Ultraschallpunktschweißung realisiert werden. Entsprechend ist es bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass die Fixierung des Gehäuses am Kunststoffteil in der Befestigungsposition durch Ultraschallpunktschweißen erfolgt.
Um das Punktschweißen zu begünstigen, sind eigens Bereiche am Gehäuse und am Kunststoffteil hierfür vorgesehen. Entsprechend ist es bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass das Punktschweißen in dafür vorgesehenen Punktschweißbereichen am Gehäuse und am Kunststoffteil erfolgt. Analog ist es bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schalters vorgesehen, dass das Gehäuse mindestens einen Punktschweißbereich aufweist, in welchem es mit dem Kunststoffteil punktverschweißt ist.
Um eine optimale Punktschweißung zu ermöglichen, ist die Wandstärke des Gehäuses im Punktschweißbereich, insbesondere die über den Punktschweißbereich gemittelte Wandstärke des Gehäuses, gegenüber dem restlichen Gehäuse reduziert. Daher ist es bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schalters vorgesehen, dass das Gehäuse im Punktschweißbereich eine mittlere Wandstärke aufweist, wobei die mittlere Wandstärke im Punktschweißbereich geringer ist als die Wandstärke in zumindest einem Punkt des restlichen Gehäuses.
Um die mechanische Stabilität des Schalters zu erhöhen, bildet der Kunststoffteil Stützelemente aus, an denen das Gehäuse sich mit einer Innenseite abstützt. Entsprechend ist es bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schalters vorgesehen, dass der Kunststoffteil mindestens ein Stützelement aufweist, das sich in einer Erstreckungsrichtung parallel zur Montageachse erstreckt, und an welchem das Gehäuse mit einer Gehäuseinnenseite anliegt.
Das Stützelement kann außerdem zur Fixierung des Gehäuses am Kunststoffteil verwendet werden. Zu diesem Zweck ist es vorgesehen, dass jedes Stützelement einen Fixierabschnitt ausbildet, in welchem die Punktschweißung mit dem Gehäuse erfolgt. Um die Punktverschweißung besonders gut in verschiedenen Befestigungspositionen ausführen zu können, wobei sich die verschiedenen Befestigungspositionen vor allem durch eine Beabstandung zueinander parallel zur Montageachse voneinander unterscheiden, liegt die Gehäuseinnenseite im Bereich des Punktschweißbereichs möglichst flächig am Fixierabschnitt des Stützelements auf. Entsprechend ist es bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schalters vorgesehen, dass das mindestens eine Stützelement mindestens einen Fixierabschnitt ausbildet, und dass das Gehäuse mit dem Kunststoffteil durch Punktschweißung gleichzeitig im mindestens einen Punktschweißbereich des Gehäuses und im mindestens einen Fixierabschnitt des mindestens einen Stützelements verbunden ist.
Die Stützelemente können außerdem zur Abstützung der Montagestifte verwendet werden. Entsprechend bilden die Stützelemente Anschlagflächen aus, die vorzugsweise normal auf die Montageachse und/oder die Ausnehmungsachse und/oder die Montagestiftlängsachse stehen. Daher ist es bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schalters vorgesehen, dass das mindestens eine Stützelement eine Anschlagfläche für den mindestens einen Montagestift aufweist. Ebenso ist es bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schalters vorgesehen, dass die Anschlagfläche eben ausgeführt ist und normal auf die Ausnehmungsachse steht, wodurch eine besonders sichere Abstützung der Montagestifte erreicht wird.

KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN

Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnungen sind beispielhaft und sollen den Erfindungsgedanken zwar darlegen, ihn aber keinesfalls einengen oder gar abschließend wiedergeben.
Dabei zeigt:

Fig. 1: eine axonometrische Ansicht eines temperaturempfindlichen elektrischen Schalters
Fig. 2: eine Aufsicht auf einen temperaturempfindlichen elektrischen Schalter
Fig. 3: eine Schnittansicht eines temperaturempfindlichen elektrischen Schalters entsprechend der Schnittlinie A-A in Fig. 2
Fig. 4: eine axonometrische Ansicht einer Schaltbrücke mit befestigtem Federelement sowie befestigten Kontaktprofilen
Fig. 5: eine axonometrische Ansicht einer Schaltbrückeneinheit mit befestigtem Federelement sowie befestigten Kontaktprofilen
Fig. 6: eine axonometrische Ansicht des Positionierens eines Gehäuses über einer Schaltbrückeneinheit mittels Montagestiften
Fig. 7: eine axonometrische Ansicht des Positionierens eines Gehäuses auf einer Schaltbrückeneinheit mittels Montagestiften und Druckstift
Fig. 8: eine axonometrische Ansicht einer Schaltbrückeneinheit mit angefügtem Gehäuse und zu verbindender Schnappscheibe und Haube
Fig. 9: Seitenansicht eines temperaturempfindlichen elektrischen Schalters
Fig. 10: eine Schnittansicht eines temperaturempfindlichen elektrischen Schalters entsprechend der Schnittlinie C-C in Fig. 9
Fig. 11: eine Detailansicht des Bereichs B in Fig. 10

WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG

In Fig. 1 ist eine axonometrischen Ansicht eines erfindungsgemäßen temperaturempfindlichen elektrischen Schalters 1 dargestellt, welcher auch als Thermostat bezeichnet wird. Dieser weist ein vorzugsweise aus Kunststoff gefertigtes Gehäuse 4 mit einem Hauptabschnitt 34 auf, welches auf einer Seite mittels einer Haube 7 verschlossen ist. Dabei ist die Haube 7 vorzugsweise aus einem Metall, beispielsweise Aluminium, gefertigt und durch Bördelung mit dem Gehäuse 4 verbunden. Weiters sind in Fig. 1 ein erster 8 und ein zweiter Terminalabschnitt 9 erkennbar, welche zum elektrischen Anschluss von außen dienen.
Fig. 2 zeigt eine Aufsicht des Schalters 1 der Fig. 1 mit angedeuteter Schnittlinie A-A und Pfeilen, die die entsprechenden Blickrichtungen angeben.
Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht gemäß der Schnittlinie A-A in Fig. 2. Hierbei ist eine gewölbte Schnappscheibe 2, die aus einem Thermobimetall gefertigt ist und einen kreisförmigen Umriss hat, in einem ersten Wölbungszustand zu erkennen. In diesem, der bei einer Ausgangstemperatur vorliegt, lagert die Schnappscheibe 2 auf einem inneren Absatz 25 des Gehäuses 4 auf.
Ein Druckstift 5 berührt in dieser Position bzw. in diesem Wölbungszustand die Schnappscheibe 2 - mit einem Sollabstand - nicht oder nur so, dass er keinen Druck auf ein Federelement 6 ausübt. Hierbei kontaktiert das Federelement 6 in einer Kontaktposition 18 einen Fixkontaktabschnitt 10 (vgl. Fig. 5). Genauer gesagt, liegt eine flächige Kontaktierung eines Kontaktprofils 11, welches an einem freien Ende 15 des Federelements 6 befestigt ist (vgl. Fig. 4), mit einem Kontaktprofil 12, welches am Fixkontaktabschnitt 10 befestigt ist, vor.
Das Federelement 6 ist U-förmig gebogen und mit seinem anderen Ende 16 an einem Anschlussabschnitt 41 befestigt. Der Anschlussabschnitt 41 befindet sich auf einem zweiten Teil 39 einer Schaltbrücke 37 (vgl. Fig. 4), ebenso wie der zweite Terminalabschnitt 9. D.h. das Federelement 6 ist elektrisch leitend mit dem zweiten Terminalabschnitt 9 verbunden.
Der Fixkontaktabschnitt 10 wiederum befindet sich auf einem ersten Teil 38 der Schaltbrücke 37 (vgl. Fig. 4), ebenso wie der erste Terminalabschnitt 8. D.h. der Fixkontaktabschnitt 10 ist elektrisch leitend mit dem ersten Terminalabschnitt 8 verbunden. In der Kontaktposition 18 sind somit die beiden Terminalabschnitte 8, 9 elektrisch leitend miteinander verbunden.
Der erste 38 und zweite Teil 39 der Schaltbrücke 37 sind in einem Kunststoffteil 13 eingebettet. Einerseits sind der erste 38 und der zweite Teil 39 durch den Kunststoffteil 13 gegeneinander elektrisch isoliert. Andererseits positioniert der Kunststoffteil 13 den ersten 38 und zweiten Teil 39 zueinander und fixiert deren Lage. Schließlich ist am Kunststoffteil 13 das Gehäuse 4 befestigt, das mit seinem Hauptabschnitt 34 den Kunststoffteil 13 zumindest teilweise vollumfänglich umgibt. Der erste Teil 38, der zweite Teil 39 und der Kunststoffteil 13 bilden eine Schaltbrückeneinheit 40.
Ändert die Schnappscheibe 2 bei einer gewissen, üblicherweise gegenüber der Ausgangstemperatur erhöhten ersten Temperatur ihren Wölbungszustand schlagartig, so drückt sich die Schnappscheibe 2 gegen die Haube 7 ab und auf den Druckstift 5, der dann wiederum das Federelement 6 niederdrückt. Auf diese Weise wird der elektrische Kontakt zwischen dem ersten 8 und dem zweiten Terminalabschnitt 9 unterbrochen. Der Druckstift 5 wird bei dieser Bewegung von einer Stiftführung 14 entlang einer Stiftführungsachse 3 (vgl. Fig. 3) geführt.
Bei einer anderen, üblicherweise gegenüber der ersten Temperatur deutlich niedrigeren Temperatur springt die Schnappscheibe 2 wieder zurück in den in Fig. 3 gezeigten Wölbungszustand. Das Federelement 6 kann nun in die Kontaktposition 18 zurück federn und schiebt dabei den Druckstift 5 durch die Stiftführung 14 in die in Fig. 3 gezeigte Position.
Wie in Fig. 3 und Fig. 5 bereits erkennbar ist, werden durch den Kunststoffteil 13 zwei Stützelemente 21 ausgebildet, die sich entlang einer Erstreckungsrichtung 26 (vgl. Fig. 5) erstrecken, wobei die Erstreckungsrichtung 26 parallel zur Montageachse 36 verläuft. Die Stützelemente 21 dienen im zusammengenbauten Zustand des Schalters 1 zur mechanischen Stabilisierung, indem sich das Gehäuse 4 mit einer Innenseite 17 an den Stützelementen abstützt, siehe Fig. 3.
Außerdem bildet jedes Stützelement 21 eine Anschlagfläche 22 aus die normal auf eine Montageachse 36 steht, vgl. Fig. 5. Beim Zusammenbau des Schalters 1 wird auf jeder Anschlagfläche 22 ein Montagestift 19 mit einem ersten Ende 29 positioniert. Dabei erstreckt sich die jeweilige Längsachse 28 der Montagestift 19 parallel zur Montageachse 36. Im Ausführungsbeispiel, das in Fig. 6 dargestellt ist, sind die Montagestifte 19 jeweils im Bereich ihres ersten Endes 29 leicht konisch ausgeführt, sodass das erste Ende 29 in einer Ebene normal auf die Montageachse 36 nicht über die jeweilige Anschlagfläche 22 ragt.
Das Gehäuse 4 weist entsprechend zwei Ausnehmungen 20 mit Ausnehmungsachsen 27 für die Montagestifte 19 auf, um das Gehäuse 4 über freie, zweite Enden 30 der Montagestifte 19 entlang der Montageachse 36 in Richtung Kunststoffteil 13 schieben zu können. Sobald das Gehäuse 4 auf die Montagestifte 19 aufgesteckt ist, fallen die Ausnehmungsachsen 27 im Wesentlichen mit den Montagestiftlängsachsen 28 zusammen bzw. sind zumindest im Wesentlichen parallel zu diesen, wie in Fig. 6 ersichtlich ist.
Da im gezeigten Ausführungsbeispiel das Gehäuse 4 mit der Stiftführung 14 einstückig ausgeführt ist, wird auch die Stiftführung 14 in Richtung Kunststoffteil 13 bzw. Schaltbrückeneinheit 40, d.h. gegen die Erstreckungsrichtung 26, geschoben. Sobald der Abstand zwischen Stiftführung 14 und Federelement 6 hinreichend klein ist, wird der Druckstift 5 in die Stiftführung eingesetzt, sodass der in der Stiftführung 14 befindliche Druckstift 5 mit einem Ende das Federelement 6 berührt bzw. sich an diesem abstützt, ohne dass das Federelement 6 aus der Kontaktposition 18 bewegt wird.
Die Stiftführung 14 weist eine Öffnung 31 auf, die dem Federelement 6 abgewandt ist. Wird das Gehäuse 4 gegen die Erstreckungsrichtung 26 hinreichend nahe an den Kunststoffteil 13 bzw. an das Federelement 6 herangeschoben, so überragt der Druckstift 5 mit einem freien Endabschnitt 32 die Öffnung 31 in der Erstreckungsrichtung 26. Die Länge des überstehenden bzw. überragenden freien Endabschnitts 32 wird nun gemessen und mit einem Sollwert verglichen. Der Sollwert steht in unmittelbarem Zusammenhang mit dem Sollabstand zur Schnappscheibe 2 und wirkt sich somit auf die Abstimmung des Schalters aus. Entspricht die gemessene Länge des freien Endabschnitts 32 nicht dem Sollwert, so wird das Gehäuse parallel zur Montageachse verschoben - bei zu kleiner Länge des freien Endabschnitts 32 gegen die Erstreckungsrichtung 26, bei zu großer Länge des freien Endabschnitts 32 in Erstreckungsrichtung 26. Nun wird die Länge des freien Endabschnitts 32 erneut gemessen und mit dem Sollwert verglichen, und gegebenenfalls wird das Gehäuse erneut parallel zur Montageachse 36 verschoben. Diese Schritte werden solange wiederholt, bis die die Länge des freien Endabschnitts 32 mit dem Sollwert übereinstimmt.
Dies definiert eine Befestigungsposition 33 für das Gehäuse 4, in welcher das Gehäuse 4 mit der Schaltbrückeneinheit 40 bzw. mit deren Kunststoffteil 13 fix verbunden wird. Letzteres erfolgt durch Punktschweißung. Hierfür ist an den Stützelementen 21 jeweils ein Fixierabschnitt 23 vorgesehen, der möglichst flächig die Gehäuseinnenseite 17 in jeweils einem Punktschweißbereich 24 des Gehäuses 4 berührt. Das Gehäuse 4 weist in seinem Hauptabschnitt 34, welcher die Punktschweißbereiche 24 umfasst, eine Wandstärke 35 auf. Die Wandstärke 35 ist in Fig. 11 besonders gut erkennbar, wo eine vergrößerte Ansicht des Bereichs B der Fig. 10 dargestellt ist, welche Fig. 10 wiederum eine Schnittansicht gemäß einer Schnittlinie C-C und Blickrichtungspfeilen in der Seitenansicht des Schalters 1 der Fig. 9 zeigt. In Fig. 11 ist weiters erkennbar, dass im Punktschweißbereich 24 eine relativ zum restlichen Hauptabschnitt 34 erniedrigte Wandstärke 35 vorliegt, um das Punktschweißen zu begünstigen. Die Wandstärke 35 kann über den Punktschweißbereich 24 gemittelt werden, wobei die Wandstärke 35 in zumindest einem Punkt des restlichen Hauptabschnitts 34 größer ausfällt als die sich ergebende mittlere Wandstärke im Punktschweißbereich 34.
Die im Punktschweißbereich 24 erniedrigte Wandstärke 35 bewirkt ein elastisches Verhalten des Gehäuses 4 im Punktschweißbereich 24, was ein flächiges Anliegen des Gehäuses 4 im Punktschweißbereich 24 am Fixierabschnitt 23 des Stützelements 21 zur Folge hat. Dies erlaubt eine bewusste Überschneidung der Nominalmaße des Gehäuses 4 im Punktschweißbereich 24 und des Stützelements 21 im Fixierabschnitt 23, ohne das flächige Anliegen zu beeinträchtigen. Somit kann trotz Fertigungstoleranzen von Gehäuse 4 und Kunststoffteil 13 das flächige Anliegen des Gehäuses 4 im Punktschweißbereich 24 am Fixierabschnitt 23 des Stützelements 21 garantiert werden.

Nach erfolgter Punktschweißung werden zur Fertigstellung des Schalters 1 die Montagestifte 19 entfernt, die Schnappscheibe 2 eingesetzt und die Haube 7 am Gehäuse 4 befestigt, vgl. Fig. 8.

BEZUGSZEICHENLISTE

1	Schalter
2	Schnappscheibe
3	Stiftführungsachse
4	Gehäuse
5	Druckstift
6	Federelement
7	Haube
8	Erster Terminalabschnitt
9	Zweiter Terminalabschnitt
10	Fixkontaktabschnitt
11	Kontaktprofil des Federelements
12	Kontaktprofil des Fixkontaktelements
13	Kunststoffteil
14	Stiftführung
15	Freies Ende des Federelements
16	Befestigtes Ende des Federelements
17	Gehäuseinnenseite
18	Kontaktposition
19	Montagestift
20	Ausnehmung für Montagestift
21	Stützelement
22	Anschlagfläche für Montagestift
23	Fixierabschnitt des Stützelements
24	Punktschweißbereich des Gehäuses
25	Innerer Absatz des Gehäuses
26	Erstreckungsrichtung des Stützelements
27	Ausnehmungsachse
28	Montagestiftlängsachse
29	Erstes Ende des Montagestifts
30	Zweites Ende des Montagestifts
31	Dem Federelement abgewandte Öffnung der Stiftführung
32	Freier Endabschnitt des Druckstifts
33	Befestigungsposition
34	Hauptabschnitt
35	Wandstärke
36	Montageachse
37	Schaltbrücke
38	Erster Teil
39	Zweiter Teil
40	Schaltbrückeneinheit
41	Anschlussabschnitt

Claims

verfahren zur Herstellung eines temperaturempfindlichen elektrischen Schalters (1), umfassend ein Schnappelement, vorzugsweise eine Schnappscheibe (2), aus Thermobimetall sowie ein Federelement (6) als beweglichen Kontaktabschnitt, einen Fixkontaktabschnitt (10), gegen welchen der bewegliche Kontaktabschnitt zum Schließen des Kontakts bewegbar ist, einen Druckstift (5) als Wirkverbindung zwischen Schnappelement und Federelement (6), eine Stiftführung (14), in welcher der Druckstift (5) entlang einer Stiftführungsachse (3) führbar ist, ein Gehäuse (4), welches einen lichten Innendurchmesser aufweist, und eine Haube (7), dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Schritte umfasst:
- Schieben des Gehäuses (4), welches mit der Stiftführung (14) eine bewegbare Einheit bildet, zumindest teilweise über einen Kunststoffteil (13) einer Schaltbrückeneinheit (40) entlang einer Montageachse (36), wobei die Schaltbrückeneinheit (40) aus einer Schaltbrücke (37) und dem Kunststoffteil (13) besteht und die Schaltbrücke (37) aus einem ersten (38) und einem zweiten Teil (39), wobei weiters der erste Teil (38) einen ersten Terminalabschnitt (8) und den Fixkontaktabschnitt (10) und der zweite Teil (39) einen zweiten Terminalabschnitt (9) und einen Anschlussabschnitt (41), an welchem das Federelement (6) befestigt ist, ausbildet, und wobei der erste (38) und der zweite Teil (39) in den Kunststoffteil (13) eingebettet und durch den Kunststoffteil (13) miteinander verbunden und zueinander lagefixiert sind;

- Einsetzen des Druckstifts (5) in die Stiftführung (14) und Schieben des Druckstifts (5) in Richtung Federelement (6), bis der Druckstift mit einem Ende am Federelement (6) aufsitzt;

- Verschieben des Gehäuses (4) in einer Richtung parallel zur Montageachse (36) und Messen der Länge eines freien Endabschnitts (32) des Druckstifts (5), mit welchem der Druckstift (5) eine dem Federelement (6) abgewandte Öffnung (31) der Stiftführung (14) in einer dem Federelement (6) abgewandten Richtung überragt;

- Fixieren des Gehäuses (4) in einer Befestigungsposition (33) am Kunststoffteil (13), wobei in der Befestigungsposition (33) die Länge des freien Endabschnitts (32) einem vorgegebenen Wert entspricht.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Montagestift (19) mit einem ersten Ende (29) auf dem Kunststoffteil (13) positioniert wird, und dass das Gehäuse (4), welches mindestens eine Ausnehmung (20) für den mindestens einen Montagestift (19) aufweist, mit der mindestens einen Ausnehmung (20) über ein zweites Ende (30) des mindestens einen Montagestifts (19) in Richtung des Kunststoffteils (13) geschoben wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass genau zwei Montagestifte (19) zum Einsatz kommen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierung des Gehäuses (4) am Kunststoffteil (13) in der Befestigungsposition (33) durch Ultraschallpunktschweißen erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Punktschweißen in dafür vorgesehenen Punktschweißbereichen (23, 24) am Gehäuse und am Kunststoffteil (13) erfolgt.
Temperaturempfindlicher elektrischer Schalter (1), umfassend ein Schnappelement, vorzugsweise eine Schnappscheibe (2), aus Thermobimetall sowie ein Federelement (6) als beweglichen Kontaktabschnitt, einen Fixkontaktabschnitt (10), gegen welchen der bewegliche Kontaktabschnitt zum Schließen des Kontakts bewegbar ist, einen Druckstift (5) als Wirkverbindung zwischen Schnappelement und Federelement (6), eine Stiftführung (14), in welcher der Druckstift (5) entlang einer Stiftführungsachse (3) führbar ist, ein Gehäuse (4), welches einen lichten Innendurchmesser aufweist, und eine Haube (7), dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (4) mit der Stiftführung (14) eine Einheit bildet und dass das Gehäuse (4) einen Kunststoffteil (13) einer Schaltbrückeneinheit (40) teilweise in einer Richtung parallel zu einer Montageachse (36) vollumfänglich umgibt und mit dem Kunststoffteil (13) verbunden ist, wobei die Schaltbrückeneinheit (40) aus einer Schaltbrücke (37) und dem Kunststoffteil (13) besteht und die Schaltbrücke (37) aus einem ersten (38) und einem zweiten Teil (39), wobei der erste Teil (38) einen ersten Terminalabschnitt (8) und den Fixkontaktabschnitt (10) und der zweite Teil (39) einen zweiten Terminalabschnitt (9) und einen Anschlussabschnitt (41), an welchem das Federelement (6) befestigt ist, ausbildet, und wobei weiters der erste (38) und der zweite Teil (39) in den Kunststoffteil (13) eingebettet und durch den Kunststoffteil (13) miteinander verbunden und zueinander lagefixiert sind.
Schalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (4) mit der Stiftführung (14) einstückig ausgeführt ist.
Schalter (1) nach einem der der Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (4) mindestens einen Punktschweißbereich (24) aufweist, in welchem es mit dem Kunststoffteil (13) punktverschweißt ist.
Schalter (1) nach einem der der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (4) im Punktschweißbereich (24) eine mittlere Wandstärke aufweist, wobei die mittlere Wandstärke im Punktschweißbereich (24) geringer ist als die Wandstärke (35) in zumindest einem Punkt des restlichen Gehäuses (4).
Schalter (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoffteil (13) mindestens ein Stützelement (21) aufweist, das sich in einer Erstreckungsrichtung (26) parallel zur Montageachse erstreckt, und an welchem das Gehäuse (4) mit einer Gehäuseinnenseite (17) anliegt.
Schalter (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Stützelement (21) mindestens einen Fixierabschnitt (23) ausbildet, und dass das Gehäuse (4) mit dem Kunststoffteil (13) durch Punktschweißung gleichzeitig im mindestens einen Punktschweißbereich (24) des Gehäuses (4) und im mindestens einen Fixierabschnitt (23) des mindestens einen Stützelements (21) verbunden ist.
Schalter (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (4) mindestens eine Ausnehmung (20) für zumindest einen Montagestift (19) aufweist, wobei die mindestens eine Ausnehmung (20) eine Ausnehmungsachse (27) aufweist, welche parallel zur Montageachse (36) verläuft.
Schalter (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Stützelement (21) eine Anschlagfläche (22) für den mindestens einen Montagestift (19) aufweist.
Schalter (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagfläche (22) eben ausgeführt ist und normal auf die Ausnehmungsachse (27) steht.