EP3813090A1 - Temperaturabhängiger schalter - Google Patents

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EP3813090A1
EP3813090A1 EP20200846.2A EP20200846A EP3813090A1 EP 3813090 A1 EP3813090 A1 EP 3813090A1 EP 20200846 A EP20200846 A EP 20200846A EP 3813090 A1 EP3813090 A1 EP 3813090A1
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EP
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temperature
switch
switching
blocking element
switching mechanism
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Marcel P. Hofsaess
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Individual
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    • H01H37/70—Resetting means
    • H01H2037/705—Resetting means wherein the switch cannot be closed when the temperature is above a certain value

Definitions

  • the present invention relates to a temperature-dependent switch which has a first and a second stationary contact and a temperature-dependent switching mechanism with a movable contact member.
  • the switching mechanism presses the contact element against the first contact and, via the contact element, establishes an electrically conductive connection between the two contacts.
  • the switching mechanism keeps the contact member at a distance from the first contact and thus interrupts the electrically conductive connection between the two contacts.
  • the temperature-dependent switching mechanism has a temperature-dependent snap-in part which, when a switching temperature is exceeded, snaps from its geometric low-temperature configuration to its geometric high-temperature configuration and, when the switch-back temperature is subsequently fallen below, snaps back from its geometric high-temperature configuration to its geometric low-temperature configuration. Snapping the temperature-dependent snap part from its geometric low-temperature configuration to its geometric high-temperature configuration brings the switching mechanism from its first switch position to its second switch position and thus opens the switch.
  • a locking lock is also provided, which prevents the open switch from being closed again by holding the switching mechanism in its second switching position as soon as it is activated.
  • Such temperature-dependent switches are used in a known manner to protect electrical devices from overheating.
  • the switch is electrically connected in series with the device to be protected and its supply voltage and is mechanically arranged on the device in such a way that it is in thermal connection with it.
  • a temperature-dependent switching mechanism ensures that the two stationary contacts of the switch are electrically connected to one another below the response temperature of the switching mechanism are connected. Thus, the circuit is closed below the response temperature and the load current of the device to be protected can flow through the switch.
  • the switching mechanism lifts the movable contact element from the mating contact, whereby the switch is opened and the load current of the device to be protected is interrupted.
  • the now de-energized device can then cool down again.
  • the switch that is thermally coupled to the device also cools down again and would then actually close again automatically.
  • a locking mechanism ensures that this switching back does not take place in the cooling position, so that the device to be protected cannot switch itself on again automatically after it has been switched off.
  • the locking device locks the switching mechanism mechanically so that the switching mechanism cannot close again after it has been opened once, even if there are strong vibrations or temperature fluctuations.
  • opening the switch is understood to mean the interruption of the electrically conductive connection between the two contacts of the switch and not an opening of the switch housing in the mechanical sense.
  • Another switch of this type is from the DE 10 2013 101 392 A1 known.
  • This switch has a temperature-dependent switching mechanism with a temperature-dependent bimetal snap-action disk and a bistable spring disk which carries a movable contact or a current transmission element.
  • the bimetal snap disk When the bimetal snap disk is on a temperature above its response temperature is heated, it lifts the contact or the current transmission element against the force of the spring washer from the mating contact or contacts and thereby pushes the spring washer into its second stable configuration in which the switching mechanism is in its high-temperature position.
  • the snap-action disk is a bistable snap-action disk which, depending on the temperature, assumes either a high-temperature configuration or a low-temperature configuration.
  • the spring washer is a circular spring snap-action disk to which the contact member is attached in the middle.
  • the contact member is, for example, a movable contact part which is pressed by the spring snap-action disk against the first stationary contact which is arranged on the inside on a cover of the housing of the known switch. With its edge, the spring snap-action disk is pressed against an inner base of a lower part of the housing, which acts as a second contact. In this way, the self-electrically conductive spring snap-action disk creates an electrically conductive connection between the two mating contacts.
  • the bimetal snap disk In its low-temperature position, the bimetal snap disk lies loosely on the contact part. If the temperature of the bimetal snap disk increases, it jumps to its high temperature position, in which it presses with its edge on the inside of the upper part of the housing and with its center presses on the spring snap disk in such a way that it moves from its first into their second stable configuration jumps, whereby the movable contact part is lifted from the stationary contact and the switch is opened.
  • the bimetal snap-action disk jumps back to its low-temperature position. It comes with its edge in contact with the edge of the spring snap disk and with its center in contact with the upper part of the housing. However, the actuating force of the bimetal snap disk is not sufficient to allow the spring snap disk to jump back into its first configuration.
  • the one from the DE 10 2007 042 188 B3 Known switch remains open after a single opening until it has cooled to a temperature below room temperature, for which purpose a cold spray can be used, for example.
  • the spring snap disk is fixed with its edge on the lower part of the housing, while the bimetallic snap disk is provided between the spring snap disk and the inner bottom of the lower part.
  • contact plates are Spring snap disk and bimetal snap disk are captively connected to one another by a centrally running rivet.
  • this switch Due to its design, this switch therefore has a self-holding function. In the event of strong mechanical vibrations, however, in rare cases, the spring snap-action disk can also spring back unintentionally.
  • a temperature-dependent switch with a current transmission element designed as a contact bridge in which the contact bridge is pressed against two stationary mating contacts via a closing spring.
  • the contact bridge is in contact with a temperature-dependent switching mechanism via an actuating bolt, which consists of a bimetallic snap disk and a spring washer, both of which are clamped at their edge.
  • the spring washer and the bimetal snap disk are both bistable in this switch, the bimetal snap disk in a temperature-dependent manner and the spring washer in a temperature-independent manner.
  • the bimetal snap disk presses the spring washer into its second configuration, in which it presses the actuating bolt against the contact bridge and lifts it against the force of the closing spring from the stationary mating contacts.
  • this switch has the disadvantage that, in the open state, the spring washer lifts the contact bridge against the force of the closing spring from the mating contacts, so that the spring washer in its second configuration must reliably overcome the force of the closing spring.
  • the closing spring ensures that the contact bridge rests securely on the mating contacts in the closed state, a spring washer with very high stability is required in the second configuration.
  • Another switch with three switch positions is from the DE 86 25 999 U1 known.
  • a spring tongue clamped in on one side is provided, which at its free end carries a movable contact part which cooperates with a fixed counter-contact.
  • a dome is formed on this spring tongue, which is pressed into its second configuration by a bimetal plate also fastened to the spring tongue, in which it spaces the movable contact part from the stationary mating contact.
  • the dome must hold the movable contact part at a distance from the fixed mating contact against the closing force of the spring tongue clamped in on one side, so that the dome in its second configuration has to apply a high actuating force.
  • the known switch thus has the disadvantages already discussed above, namely that high actuating forces have to be overcome, which leads to high production costs and an unsafe state in the cooling position.
  • the present invention is based on the object of developing the switch mentioned at the beginning in such a way that it has an alternative locking device that is simple and therefore inexpensive to manufacture and yet reliably interrupts the circuit even when the switch is in the cool position and in the event of strong vibrations is guaranteed.
  • the closing lock has a locking element which is at least partially made of a shape memory alloy and has an opening through which the movable contact member protrudes and which is designed to change its shape when exceeded to change a blocking element switching temperature from a first form in which the blocking element does not activate the closing lock to a second form in which the blocking element activates the closing lock by exerting a force on a part of the rear derailleur, which the rear derailleur in its second Switch position holds.
  • the locking lock according to the invention is therefore a temperature-dependent locking lock which is activated when a predefined temperature is reached or exceeded, which is referred to here as the locking element switching temperature. As long as the blocking element switching temperature is not reached or exceeded, the locking device is not activated.
  • the locking device particularly uses the temperature-dependent shape change effect (memory effect) of a shape memory alloy. It has a locking element which is at least partially made from such a shape memory alloy. This locking element has an opening through which a part of the switching mechanism protrudes.
  • the movable contact member of the switching mechanism protrudes through this opening and can move through the opening during the switching movement of the switch without it colliding with the blocking element.
  • the shape of the opening can be designed in many ways, for example round or angular.
  • the temperature-dependent shape change effect of the shape memory alloy of the blocking element is preferably used as follows: As long as the blocking element switching temperature is not exceeded, the blocking element remains in its first shape. In this first form, the locking element does not exert any force on the rear derailleur. The locking element preferably does not touch the switching mechanism at all as long as it has its first shape. The switching function of the switching mechanism, which is brought about in particular by the temperature-dependent snap part, is therefore not impaired as long as the locking device is not activated. This is only activated when the locking element assumes its second shape, which happens due to the shape memory alloy when the locking element switching temperature is exceeded. In its second form, the locking element exerts a force on part of the rear derailleur. This force holds the switching mechanism in its second switching position and prevents a downshift into its first, closed switching position.
  • the switch As soon as the blocking element switching temperature is reached, the switch remains in its second, open switching position.
  • the closing lock prevents the switch from closing again.
  • the locking element according to the invention can therefore be produced relatively inexpensively. Otherwise the structure of the switch and the derailleur contained therein will not be changed but only the locking element has to be added to the switch, the implementation of the entire locking lock according to the invention is very simple and inexpensive from a manufacturing point of view. The overall costs of the switch are therefore hardly increased by the locking device according to the invention.
  • open switch and “closed switch” do not relate to a housing position, but to the electrically conductive connection. The terms have nothing to do with whether a switch housing is open or closed. Rather, these terms relate to whether the electrically conductive connection between the two stationary contacts of the switch is open or established, or closed or interrupted.
  • the change in shape of the shape memory alloy of the blocking element occurs when the blocking element switching temperature is “exceeded”. In principle, the change in shape already takes place when the blocking element switching temperature is reached.
  • the word “exceeding” is intended to clarify at this point, however, that the change in shape of the locking element after a warming-up process, i.e. when the locking element switching temperature is reached, takes place from a lower temperature and not during a cooling process when the locking element switching temperature is reached starting from a higher temperature.
  • the blocking element can, for example, be configured to change its shape from the first shape to the second shape when the blocking element switching temperature is reached during a warm-up process, but to maintain its second shape when the blocking element switching temperature is subsequently reached again during a cooling process.
  • the change in shape that the blocking element makes when the blocking element switching temperature is exceeded can be varied.
  • the locking element can change its shape from a shape that is flat or straight in cross section into a shape that is convex or concave in cross section. It is also conceivable that the locking element bends differently, folds over or expands in one direction when the locking element switching temperature is reached.
  • the shape memory alloy of the locking element is preferably set up to move the locking element towards the switching mechanism when the blocking element switching temperature is reached, to touch it and to exert a compressive force thereon, which holds the switching mechanism in its second switching position.
  • This force exerted by the locking element on the switching mechanism is preferably higher than the force exerted by the temperature-dependent snap part, by means of which the temperature-dependent snap part tries to close the switch in its low-temperature configuration, i.e. to bring the switching mechanism into its first switch position.
  • the locking device prevents the switch from closing again, even if its temperature falls below the switch-back temperature and the temperature-dependent snap-in part tries to snap back into its geometric low-temperature configuration .
  • the locking element is designed essentially in the form of a plate or disk.
  • the dimensions of the switch and the design of the switching mechanism do not or hardly need to be adapted compared to regular switches without a locking device.
  • plate-shaped and “disk-shaped” are understood to mean that the length and width of the blocking element is significantly greater than its thickness. While “plate-shaped”, when viewed from above, almost any shape is possible for the blocking element, “disk-shaped” preferably denotes a circular, oval or elliptical shape of the blocking element.
  • the opening in the locking element is designed as a through hole.
  • the blocking element can thus be produced, for example, as a type of perforated plate, that is to say a plate with a through hole.
  • a locking element can be installed very easily in the housing of the switch and slipped over the movable contact member of the switching mechanism.
  • the opening or the through hole is preferably arranged centrally in the locking element.
  • Both the locking element and the rest of the structure of the switch can, for example, be designed to be rotationally symmetrical.
  • the blocking element has at least one slot which penetrates the blocking element and adjoins the opening.
  • Such a slot has the advantage that it allows the shape change effect to be increased.
  • the locking element can achieve a greater change in shape with the same amount of force.
  • the at least one slot in the locking element also prevents internal stresses which could otherwise arise due to the change in shape of the locking element caused by the shape memory alloy.
  • the at least one slot runs in a straight line and extends radially outward starting from the opening.
  • two, three, four or more slots are provided in the locking element, each of which adjoins the opening, extends in a straight line and, starting from the opening, extends radially outward.
  • the slots are accordingly made in the blocking element in an essentially star-shaped manner, starting from the hole.
  • Each of these slots preferably penetrates the entire thickness of the locking element. This has the advantage that the slots create individual, separate areas in the locking element, which can bend separately when the locking element switching temperature is reached in order to exert the force required for the locking mechanism on the switching mechanism separately from one another.
  • the locking element can represent a type of slotted spring washer or slotted disc spring, which is flat in its first form, that is, purely disk-shaped, and in its second form is convex or concave.
  • the switch has a housing, and that the blocking element is fastened with its edge to the housing.
  • the opening is preferably arranged centrally in the locking element, such an edge-side fastening of the locking element has the advantage that the change in shape brought about by the shape memory alloy is hardly impaired.
  • the blocking element can be fixed to the housing on the edge in a very stable manner.
  • the locking element is preferably attached to the housing along its entire circumferential edge.
  • the attachment can be non-positive, positive and / or cohesive.
  • Particularly preferred is the locking element with its peripheral edge in the Housing jammed. Such a fastening can be implemented in the most cost-effective manner in terms of production technology.
  • the edge of the blocking element is made of an electrically insulating material or is coated with an electrically insulating material.
  • a middle or central part of the locking element can be made from the shape memory alloy, which is connected to an electrically insulating material on its outer circumference.
  • the entire blocking element can be made from the shape memory alloy and coated on its peripheral edge with an electrically insulating material, for example with plastic.
  • an adhesive film can be applied to the edge of the shape memory alloy or along the circumference in order to electrically isolate the edge of the blocking element. The coating or the adhesive film can be arranged on the blocking element both on one side and on both sides (top and bottom).
  • the electrical insulation of the edge of the blocking element has the advantage that electrical insulation of two housing parts of the switch can be achieved with the aid of the blocking element. Since the edge of the blocking element is preferably fastened to the housing and parts of the housing have a current flowing through it, such insulation also has the advantage that the blocking element itself does not carry any current. This in turn has a positive effect on the functions and service life of the shape memory alloy.
  • the housing has a lower part closed by an upper part, the locking element resting on a circumferential shoulder arranged in the lower part and being clamped between the lower part and the upper part.
  • Such an arrangement of the locking element has the advantage that it only has to be placed on the shoulder in the lower part during manufacture and is automatically clamped between the upper part and the lower part and thus fixed during the closing of the switch housing.
  • the lower part typically has a raised edge which, when the switch housing is closed, is at least partially bent or flanged onto the upper part in order to hold the upper part on the lower part.
  • first stationary contact or each of the two stationary contacts is arranged on an inner side of the upper part.
  • the locking element is arranged on a first side of the temperature-dependent snap part facing the first contact and is set up to apply, in its second form, the force that holds the switching mechanism in its second switching position directly or indirectly to the to exercise temperature-dependent snap part.
  • the blocking element is therefore arranged on the same side of the snap part as the first contact. As soon as the locking element assumes its second shape when the locking element switching temperature is reached, it presses on the switching mechanism starting from this first side of the temperature-dependent snap part.
  • the locking element can either touch the temperature-dependent snap part directly and exert the force directly on it, or it can touch another component of the switching mechanism so that it only exerts the force indirectly on the temperature-dependent snap part. Both cases have the advantage that both a direct force action on the temperature-dependent snap part and a direct force action on the temperature-independent spring part are possible without any problems, since both components typically have a relatively large area are designed and thus offer large areas of attack for the action of force.
  • the locking element is arranged on a second side of the temperature-dependent snap part facing away from the first contact and is designed to directly or indirectly apply in its second form the force that holds the switching mechanism in its second switching position exercise the contact member.
  • the blocking element in this embodiment is therefore not arranged on the side of the first contact (first side), but rather on the opposite, second side of the temperature-dependent snap part.
  • the blocking element switching temperature When the blocking element switching temperature is reached, it exerts the force that holds the switching mechanism in its second switching position, preferably directly on the movable contact member.
  • This has the advantage that the force exerted by the locking element is exerted directly on the part that is to be kept at a distance from the first contact when the closing lock is activated. Since the movable contact element is usually a solid component, there is also little risk of the switching mechanism being damaged by the locking device.
  • the shape memory alloy of the locking element is a shape memory alloy with a one-way memory effect.
  • the switch according to the invention is a so-called one-time switch.
  • the shape memory alloy only allows a one-time change in shape of the locking element. After it has changed its shape from the first shape to the second shape when the blocking element switching temperature is exceeded, renewed cooling does not cause a new shape change in such a shape memory alloy with a one-way effect.
  • the shape memory alloy can be a shape memory alloy with a two-way memory effect, the locking element being configured to change its shape from the second form to the first form when the temperature falls below a locking element reset temperature, and the locking element reset temperature is lower than the Blocking element switching temperature is.
  • the switch is then a switch with a locking device, which is designed to be reversible, that is to say can be released again.
  • Shape memory alloys with a two-way effect can, so to speak, remember two shapes, one at high and one at low temperature. With such a two-way shape memory alloy, the locking element can change its shape from the first shape to the second shape when the locking element switching temperature is reached and, when it cools down, it can assume its first shape again as soon as the locking element reset temperature is reached.
  • the blocking element switching temperature is equal to or higher than the switching temperature of the temperature-dependent snap part.
  • the locking device is activated at the same time and the switch opens. If, on the other hand, the blocking element switching temperature is selected to be higher than the switching temperature of the temperature-dependent snap part, the locking device is only activated after the switch has been opened. The circuit is interrupted when the switch is opened. In practice, however, the switch usually heats up a little before the cooling process begins due to the residual heat typically remaining in the device to be protected. The temperature swings a bit after opening the switch, which is why we speak of the so-called overshoot temperature range. It is therefore possible to set the blocking element switching temperature in this overshoot temperature range.
  • the blocking element reset temperature is lower than the reset temperature of the temperature-dependent snap part.
  • the switching mechanism has a temperature-independent spring part which is connected to the movable contact member, the temperature-dependent snap part acting on the temperature-independent spring part when the switching temperature is exceeded and thereby lifts the movable contact member from the first contact.
  • the spring part is a bistable spring part with two temperature-independent, stable geometric configurations.
  • the spring part is designed as a bistable spring washer, it is preferred that the spring washer presses the movable contact member against the first contact in its first stable configuration and keeps the movable contact member spaced apart from the first contact in its second stable configuration.
  • This has the advantage that in the closed state of the switch (in the first switch position of the switching mechanism) the spring washer produces the closing force and thus the contact pressure between the movable contact member and the first contact.
  • the temperature-dependent snap part is mechanically relieved, which has a positive effect on its service life and the long-term stability of its response temperature (switching temperature).
  • the spring part is designed as a bistable spring washer with two temperature-independent stable geometric configurations, this has the additional advantage that the bistable spring washer keeps the switch in its open state after opening.
  • the temperature-dependent snap part is preferably designed as a bi- or tri-metal snap disk.
  • the movable contact member comprises a movable contact part cooperating with the first contact, and that the spring part cooperates with the second contact, wherein it is further preferred that the spring part is electrically at least in its first geometric configuration over its edge is in communication with the second contact.
  • This configuration is in principle from the DE 10 2018 100 890 B3 , the DE 10 2007 042 188 B3 or the DE 10 2013 101 392 A1 known. It means that the temperature-dependent snap part is not subjected to current in any position of the switch, but that the load current of the electrical device to be protected flows through the spring part.
  • the movable contact member comprises a current transmission member that interacts with both stationary contacts.
  • the advantage here is that the switch can conduct considerably higher currents than that from the DE 10 2007 042 188 B3 known switches.
  • the current transfer element arranged on the contact element ensures the electrical short circuit between the two contacts when the switch is closed, so that not only the temperature-dependent snap part, but also the temperature-independent spring part are no longer traversed by the load current, as in principle already from the DE 10 2013 101 392 A1 is known.
  • a switch 10 is shown in a schematic sectional side view, which is designed to be rotationally symmetrical in plan view and preferably has a circular shape.
  • the switch 10 has a housing 12 in which a temperature-dependent switching mechanism 14 is arranged.
  • the housing 12 comprises a pot-like lower part 16 and an upper part 18 which is held on the lower part 16 by a bent or flanged upper edge 20.
  • the embodiment shown is both the lower part 16 and the upper part 18 made of an electrically conductive material, preferably made of metal.
  • the upper part 18 rests on a shoulder 22 formed in the lower part with an insulating film 24 in between.
  • the shoulder 22 is designed as a circumferential shoulder and has a substantially circular support surface on which the upper part 18 rests with the insulating film 24 interposed.
  • the insulating film 24 ensures electrical insulation of the upper part 18 from the lower part 16.
  • the insulating film 24 also provides a mechanical seal that prevents liquids or contaminants from entering the interior of the housing from the outside.
  • the lower part 16 and the upper part 18 in this exemplary embodiment are each made of electrically conductive material, thermal contact with an electrical device to be protected can be established via their outer surfaces.
  • the outer surfaces also serve for the electrical external connection of the switch 10 at the same time.
  • a further insulation layer 26 may be attached.
  • the switching mechanism 14 has a temperature-independent spring part 28 and a temperature-dependent snap part 30.
  • the spring part 28 is preferably designed as a bistable spring washer. Accordingly, it has two geometric configurations that are stable, independent of temperature. In Fig. 1 its first configuration is shown.
  • the temperature-dependent snap part 30 is preferably designed as a bimetal snap disk. This has two temperature-dependent configurations, a geometrical high-temperature configuration and a geometrical low-temperature configuration. In the in Fig. 1 The first switching position of the switching mechanism 14 shown is the temperature-dependent bimetal snap disk 30 in its geometric low-temperature configuration.
  • the temperature-independent spring washer 28 rests with its edge 32 on a further circumferential shoulder 34 formed in the lower part 16.
  • the temperature-dependent bimetal snap disk 30 can be freely suspended in the housing 12 in such a way that its edge 36 does not touch the housing 12. This has the advantage, among other things, that the closing pressure in the closed state of the switch 10 is generated solely by the spring washer 28. Likewise, when the switch 10 is closed, the current then flows only through the spring washer 28, but not through the bimetal snap-action washer 30.
  • the edge 36 of the bimetal snap disk 30 can, in its low-temperature configuration, alternatively, however, also rest on the inner bottom surface 38 of the lower part 16.
  • the inner bottom surface 38 can for this purpose, as in FIG Fig. 1 indicated by the dashed line 39, laterally increased. In such a case, the closing pressure of the switch 10 in its closed state would be generated not only by the spring washer 28, but also by the bimetallic snap disk 30.
  • the temperature-independent spring washer 28 With its center 40, the temperature-independent spring washer 28 is fixed on a movable contact member 42 of the switching mechanism 14.
  • the temperature-dependent bimetallic snap disk 30 is also fixed with its center 44 on this contact member 42.
  • the movable contact member 42 has a contact part 46 and a ring 45 which is pressed onto the contact part 46.
  • the ring 45 has a circumferential shoulder 47 on which the bimetal snap disk 30 rests with its center 44.
  • the spring washer 28 is clamped between the ring 45 and the upper, widened section of the contact part 46.
  • the temperature-dependent switching mechanism 14 is a captive unit of contact member 42, spring washer 28 and bimetal snap disk 30. In the assembly of the switch 10, the switching mechanism 14 can thus be inserted directly into the lower part 16 as a unit.
  • the contact part 46 of the movable contact member 42 cooperates with a fixed mating contact 48 which is arranged on the inside of the upper part 18.
  • This mating contact 48 is also referred to here as the first stationary contact.
  • the outside of the lower part 16 serves as the second stationary contact 50.
  • FIG. 1 The position shown is the switch 10 in its low-temperature position, in which the spring washer 28 is in its first configuration and the bimetal snap disk 30 is in its low-temperature configuration.
  • the spring washer 28 presses the movable contact member 42 against the first stationary contact 48.
  • the temperature of the device to be protected increases and thus the temperature of the switch 10 and the temperature-dependent bimetal snap disk 30 arranged therein, it snaps from the in Fig. 1 low-temperature configuration shown in its concave high-temperature configuration, which is shown in Fig. 2 is shown.
  • the bimetallic snap disk 30 is supported with its edge 36 on part of the switch 10, in this case on the edge 32 of the spring washer 28.
  • the snap disk 30 pulls the movable contact member 42 downwards and lifts it the movable contact member 46 from the first stationary contact 48.
  • it simultaneously bends the temperature-independent spring washer 28 downwards at its center 40, so that the spring washer 28 from its in Fig. 1 shown, first stable geometric configuration in its in Fig. 2
  • the second geometrically stable configuration shown snaps over.
  • Fig. 2 thus shows the high temperature position of the switch 10 in which it is open. The circuit is thus interrupted.
  • the closing lock 52 has a locking element 54, which is designed essentially in the form of a plate or disk.
  • This locking element 54 is in the in Fig. 1-3
  • the first exemplary embodiment shown is clamped between the lower part 16 and the upper part 18. More precisely, the blocking element 54 is clamped between the circumferential shoulder 22 and the insulating film 24.
  • the locking element 54 can also be materially connected to the lower part 16 (for example glued, welded or soldered).
  • FIG Fig. 8 An embodiment of the locking element 54 is shown in FIG Fig. 8 shown in a schematic plan view.
  • the locking element 54 is made at least for the most part from a shape memory alloy.
  • This shape memory alloy is set up to change the shape of the blocking element 54 from a first shape to a second shape when a predefined temperature is exceeded, which is referred to here as the blocking element switching temperature.
  • the first form of the locking element 54 is shown. This also corresponds to the in Fig. 1 and 2 the shape of the locking element 54, indicated in the schematic section, in which the locking lock 52 is not yet activated.
  • the locking element 54 is essentially in the form of a circular disk. It has an opening 56 which, in the exemplary embodiment shown here, is designed as a centrally arranged hole.
  • the movable contact member 42 of the switching mechanism 14 protrudes through the opening 56 (see Fig. 1-3 ).
  • the size of the opening 56 is therefore preferably dimensioned in such a way that the contact member 42 does not collide with the switching mechanism 14 either in the first switching position of the switching mechanism 14 or during its switching movement.
  • the opening 56 for this purpose does not necessarily have to be designed as a round hole, but can also have a different shape, for example oval, elliptical or angular.
  • the edge 58 of the blocking element 54 with which it is attached to the housing 12 is preferably made of an electrically insulating material or coated with an electrically insulating material. As a result, the electrical insulation between the lower part 16 and the upper part 18 is additionally improved. In addition, this can also increase the stability of the clamping of the locking element 54 in the housing 12.
  • the base body of the blocking element 54 can be made entirely from the shape memory alloy, which is provided with an adhesive film or plastic coating 60 on the edge 58.
  • This adhesive film or plastic coating 60 is preferably applied on both sides of the base body made of shape memory alloy.
  • the locking element 54 shown also has four slots 62, which extend in the radial direction outward in a star shape, starting from the opening 56.
  • the slots 62 extend through the entire thickness of the blocking element 54. They are therefore not only introduced superficially into the blocking element 54, but also cut through it. Starting from the central opening 56, they run outward in the radial direction, but end in front of the outer edge 58 of the blocking element 54.
  • the slots 62 enable the locking element 54 to be opened up in a manner when the shape memory alloy brings the locking element 54 into its second shape when the locking element switching temperature is reached.
  • the four sectors of the locking element 54 separated from one another by the slots 62 then fold, as in FIG Fig. 3 shown down.
  • the individual sectors of the locking element 54 curve or arch downward.
  • the curvature of the locking element 54 in its second form is such that it is convex on its upper side and concave on its lower side.
  • the curvature of the locking element 54 in its second form can also be reversed, so that its top side is concave and its bottom side is convexly curved (similar to the two disks 28, 30 in FIG Fig. 3 ).
  • Such a temperature-related change in shape can in principle also be carried out with a locking element made of shape memory alloy without slots 62 or with fewer slots 62.
  • the slots 62 help to reduce internal stresses which are caused by the change in shape of the locking element 54.
  • the change in shape of the locking element 54 can thereby be increased.
  • the in Fig. 1-3 The first embodiment shown results in the following interaction between the switching mechanism 14 and the locking device 52 or the associated locking element 54: As long as the switching temperature of the bimetal snap disk 30 is not exceeded, the switch remains in its in Fig. 1 shown, closed position. When the switching temperature is reached, the bimetal snap disk 30, as already mentioned, snaps into its in Fig. 2 The high-temperature configuration shown and lifts the movable contact member 42 from the first stationary contact 48, whereby the switch 10 is opened and the current flowing through the switch 10 until then is interrupted.
  • the blocking element switching temperature i.e. the temperature at which the shape memory alloy brings the blocking element 54 into its second shape, is preferably selected somewhat higher than the switching temperature of the bimetal snap disk 30.
  • the shape memory alloy of the blocking element 54 can be designed in such a way that the blocking element -Switching temperature is 5-40 K above the switching temperature of the bimetal snap disk 30.
  • the blocking element 54 initially remains in its first form, as shown in FIG Fig. 2 is shown.
  • the locking lock 52 is in the in Fig. 2 thus not yet activated.
  • the shape memory alloy ensures the aforementioned change in shape of the locking element 54 when the locking element switching temperature is reached, so that it is in Fig. 3 takes on the second form shown.
  • the locking element 54 presses, as in FIG Fig. 3 shown on the upper side of the spring washer 28.
  • the blocking element 54 exerts a force on the switching mechanism 14, which acts directly on the spring washer 28 and indirectly on the movable contact member 42.
  • the switching mechanism 14 is held in its second switching position by this force.
  • the lock 52 is activated.
  • deactivation of the closing lock 52 is either not possible at all or by means of a cold treatment.
  • the switch 10 is a one-time switch.
  • a shape memory alloy with a one-way memory effect is selected for the locking element 54.
  • the locking lock 52 can, however, alternatively also be designed to be reversible.
  • the shape memory alloy of the locking element 54 is designed to change the shape of the locking element 54 when the temperature in the lock-down element falls below a switch-back temperature of the in Fig. 3 second form shown in Fig. 1 and 2 first form shown.
  • the blocking element 54 can, so to speak, remember both forms.
  • the shape memory alloy of the locking element 54 is preferably designed such that the locking element reset temperature is lower than the reset temperature of the bimetal snap disk 30.
  • the shape memory alloy of the locking element 54 can be designed such that the locking element reset temperature is lower than room temperature and, for example is located in a temperature range of 0-15 ° C.
  • Fig. 4-6 shows a second embodiment of the switch 10 according to the invention.
  • Fig. 4 shows similar to before Fig. 1 , the switch 10 in its closed position, in which the switching mechanism 14 is in its first switching position, the bimetal snap disk 30 is in its low-temperature configuration and the locking device 52 is not activated.
  • Fig. 5 shows similar to before Fig. 2 , the switch 10 in its open position, in which the switching mechanism 14 is in its second switching position, the bimetal snap disk 30 is in its high-temperature configuration and the locking device 52 is not activated.
  • Fig. 6 shows similar to before Fig. 3 , the switch 10 in its open position, in which the switching mechanism 14 is still in its second switching position, but the locking lock 52 is activated.
  • the locking element 54 of the closing lock 52 in the in Fig. 4-6 is arranged on the opposite side of the switching mechanism 14. While the locking element 54 in the in Fig. 1-3
  • the first exemplary embodiment shown in FIG. 1 of the switch 10 is arranged on the upper side of the switching mechanism 14 facing the first contact 48, the blocking element 54 in the case of the FIG Fig. 4-6
  • the second exemplary embodiment shown, of the switch 10 is arranged on the lower side of the switching mechanism 14 facing away from the first contact 48.
  • the locking element 54 is clamped between two spacer rings 64, 66.
  • the first spacer ring 64 is arranged on the inner bottom surface 38 of the lower part 16.
  • the blocking element 54 rests on this first spacer ring 64.
  • the second spacer ring 66 is arranged on the locking element 54.
  • the bimetal snap disk 30 rests with its edge 36 on the upper side of the second spacer ring 66.
  • Another spacer ring 68 is arranged at the point at which the locking element 54 according to the first exemplary embodiment was arranged between the lower part 16 and the upper part 18.
  • This spacer ring 68 serves as a spacer between the lower part 16 and the upper part 18.
  • the spring washer 28 can be supported from below on this spacer ring 68 when the switching mechanism 14 is in its second switching position (see FIG Fig. 5 and 6th ).
  • the movable contact member 42 is also configured somewhat differently. In the area of its lower end it has a laterally protruding base 70, the diameter of which is slightly larger than the diameter of the opening 56 provided in the locking element 54.
  • the movable contact member 42 protrudes through the one provided in the locking element 54 Opening 56 therethrough, the widened base 70 being arranged below the locking element 54.
  • the locking element 54 is configured in the same way as described above in relation to the in Fig. 1-3 shown, first embodiment is mentioned (see Fig. 8 ). In its second form, which it assumes after the blocking element switching temperature has been reached, however, the blocking element 54 now acts directly on the movable contact member 42. The locking element 54 pushes, as in FIG Fig. 6 is shown from above of the enlarged base 70, whereby the movable contact member 42 is spaced from the first stationary contact 48. Thus, in this exemplary embodiment, too, it is not possible to close the switch 10 again as long as the locking device 52 is activated.
  • the locking lock 52 can be designed reversibly or irreversibly, depending on whether a shape memory alloy with a one-way memory effect or a shape memory alloy with a two-way memory effect is used for the shape memory alloy of the locking element 54.
  • Fig. 7 shows a third embodiment of the switch 10 'according to the invention.
  • the locking device 52 is designed in the same way as in the case of FIG Fig. 4-6 shown switch 10.
  • the structure of the in Fig. 7 The switch 10 'shown is somewhat different from the structure of the switch 10 according to FIG Fig. 1-6 shown, first two embodiments.
  • the lower part 16 ' is again made of electrically conductive material.
  • the flat upper part 18 ′ is here made of electrically insulating material. It is held on the lower part 16 'by the bent edge 20'.
  • a spacer ring 68 ' is provided between the upper part 18' and the lower part 16 ', which keeps the upper part 18' at a distance from the lower part 16 '.
  • the upper part 18 ' On its inside, the upper part 18 'has a first stationary contact 48' and a second stationary contact 50 '.
  • the contacts 48 'and 50' are designed as rivets which extend through the upper part 18 'and end on the outside in the heads 72, 74, which are used for the external connection of the switch 10'.
  • the movable contact member 42 ' here comprises a current transmission member which is designed as a contact plate, the upper side of which is coated in an electrically conductive manner, so that the current transmission member 76 in the case of FIG Fig. 7 shown, closed position of the switch 10 is applied to the contacts 48 ', 50' and ensures an electrically conductive connection between the contacts 48 'and 50'.
  • the current transmission member 76 is connected to the spring washer 28 and the bimetal snap-action washer 30 via a rivet 78, which is also to be regarded as part of the contact member 42 ′.
  • the bimetal snap disk 30 of the switching mechanism 14 ' ensures, similarly as before, that the switching mechanism 14' is brought into its second switching position in which the current transmission element 76 is kept at a distance from the two contacts 48 ', 50' and the circuit is therefore interrupted.
  • FIG. 7 A key difference between the in Fig. 7
  • the switch structure shown in the figure can be seen in the fact that in contrast to the in Fig. 1-6 Embodiment of the switch 10 shown here neither through the spring washer 28 nor through the bimetallic snap disk 30 when the switch 10 is in the closed state. In the closed state of the switch 10 ′, this only flows from the first external connection 72 via the first contact 48 ′, the current transmission element 76 and the second contact 50 ′ to the second external connection 74.
  • the locking element 54 of the locking device 52 engages the rivet 78 as soon as the locking device 52 is activated, that is, as soon as the temperature of the switch 10 'and thus the temperature of the locking element 54 exceeds the locking element switching temperature.
  • the rivet 78 is similar to that in FIG Fig. 4-6 shown, second embodiment, a widened base 70 is provided at its lower end. On this base 70, the locking element 54 engages around the rivet 78 and thus the entire movable part To press contact member 42 'down and to hold the switching mechanism 14' in its second switching position as soon as the locking device 52 is activated.
  • the locking device 52 can also be used with the switch 10 ', as shown in FIG Fig. 7 is shown schematically in the manner as in the in Fig. 1-3 shown, first embodiment of the switch 10 is realized.
  • a reversible design of the locking device 52 is also possible in the case of the in Fig. 7 shown, third embodiment of the switch 10 'is also possible.

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Abstract

Temperaturabhängiger Schalter (10, der einen ersten und einen zweiten stationären Kontakt (48, 50) sowie ein temperaturabhängiges Schaltwerk (14) mit einem beweglichen Kontaktglied (42) aufweist, wobei das Schaltwerk (14) in seiner ersten Schaltstellung das Kontaktglied (42) gegen den ersten Kontakt (48) drückt und dabei über das Kontaktglied (42) eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den beiden Kontakten (48, 50) herstellt und in seiner zweiten Schaltstellung das Kontaktglied (42) zu dem ersten Kontakt (48) beabstandet hält und damit die elektrisch leitende Verbindung zwischen den beiden Kontakten (48, 50) unterbricht und den Schalter (10) öffnet. Der Schalter (10) weist ferner eine Schließsperre (52) auf, die ein erneutes Schließen des geöffneten Schalters (10) verhindert, in dem sie das Schaltwerk (14) in dessen zweiter Schaltstellung hält, sobald sie aktiviert ist. Die Schließsperre (52) weist ein Sperrelement (54) auf, das zumindest teilweise aus einer Formgedächtnislegierung ist und eine Öffnung (56) hat, durch die das bewegliche Kontaktglied (42) hindurchragt. Das Sperrelement (54) ist dazu eingerichtet, seine Form bei Überschreiten einer Sperrelement-Schalttemperatur von einer ersten Form, in der das Sperrelement (54) die Schließsperre (52) nicht aktiviert, in eine zweite Form zu verändern, in der das Sperrelement (54) die Schließsperre (52) aktiviert, indem es eine Kraft auf ein Teil des Schaltwerks (14) ausübt, die das Schaltwerk (14) in seiner zweiten Schaltstellung hält.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen temperaturabhängigen Schalter, der einen ersten und einen zweiten stationären Kontakt sowie ein temperaturabhängiges Schaltwerk mit einem beweglichen Kontaktglied aufweist. Das Schaltwerk drückt in seiner ersten Schaltstellung das Kontaktglied gegen den ersten Kontakt und stellt dabei über das Kontaktglied eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den beiden Kontakten her. In seiner zweiten Schaltstellung hält das Schaltwerk das Kontaktglied zu dem ersten Kontakt beabstandet und unterbricht damit die elektrisch leitende Verbindung zwischen den beiden Kontakten. Das temperaturabhängige Schaltwerk weist ein temperaturabhängiges Schnappteil auf, das bei Überschreiten einer Schalttemperatur aus seiner geometrischen Tieftemperaturkonfiguration in seine geometrische Hochtemperaturkonfiguration umschnappt und bei einem anschließenden Unterschreiten einer Rückschalttemperatur wieder aus seiner geometrischen Hochtemperaturkonfiguration zurück in seine geometrische Tieftemperaturkonfiguration umschnappt. Ein Umschnappen des temperaturabhängigen Schnappteils aus seiner geometrischen Tieftemperaturkonfiguration in seine geometrische Hochtemperaturkonfiguration bringt das Schaltwerk aus seiner ersten Schaltstellung in seine zweite Schaltstellung und öffnet damit den Schalter. Bei dem erfindungsgemäßen Schalter ist des Weiteren eine Schließsperre vorgesehen, die ein erneutes Schließen des geöffneten Schalters verhindert, in dem sie das Schaltwerk in dessen zweiter Schaltstellung hält, sobald sie aktiviert ist.
  • Ein gattungsgemäßer Schalter ist bereits aus der DE 10 2018 100 890 B3 bekannt.
  • Derartige temperaturabhängige Schalter werden in bekannter Weise dazu verwendet, elektrische Geräte vor Überhitzung zu schützen. Dazu wird der Schalter elektrisch mit dem zu schützenden Gerät und dessen Versorgungsspannung in Reihe geschaltet und mechanisch so an dem Gerät angeordnet, dass er mit diesem in thermischer Verbindung steht.
  • Ein temperaturabhängiges Schaltwerk sorgt dafür, dass die beiden stationären Kontakte des Schalters unterhalb der Ansprechtemperatur des Schaltwerks elektrisch miteinander verbunden sind. Somit ist der Stromkreis unterhalb der Ansprechtemperatur geschlossen und der Laststrom des zu schützenden Gerätes kann über den Schalter fließen.
  • Erhöht sich die Temperatur über einen zulässigen Wert hinaus, so hebt das Schaltwerk das bewegliche Kontaktglied von dem Gegenkontakt ab, wodurch der Schalter geöffnet und der Laststrom des zu schützenden Gerätes unterbrochen wird. Das jetzt stromlose Gerät kann dann wieder abkühlen. Dabei kühlt sich auch der thermisch an das Gerät angekoppelte Schalter wieder ab, der daraufhin eigentlich selbsttätig wieder schließen würde.
  • Bei dem aus der DE 10 2018 100 890 B3 bekannten Schalter sorgt jedoch eine Schließsperre dafür, dass diese Rückschaltung in der Abkühlstellung nicht erfolgt, so dass sich das zu schützende Gerät nach dem Abschalten nicht wieder automatisch einschalten kann. Die Schließsperre arretiert das Schaltwerk mechanisch, so dass sich das Schaltwerk nach einmaligem Öffnen nicht wieder schließen kann, selbst wenn starke Erschütterungen oder Temperaturschwankungen auftreten.
  • Dies ist eine Sicherheitsfunktion, die beispielsweise für Elektromotoren gilt, die als Antriebsaggregate eingesetzt werden. Hierdurch sollen insbesondere Beschädigungen am Gerät oder gar Verletzungen der das Gerät benutzenden Person vermieden werden.
  • Aufgrund ihres Schaltverhaltens werden derartige Schalter, die nach einmaligem Öffnen nicht wieder schließen, auch als Einmalschalter bezeichnet.
  • Es versteht sich, dass unter einem "Öffnen" des Schalters die Unterbrechung der elektrisch leitenden Verbindung zwischen den beiden Kontakten des Schalters verstanden wird und nicht ein Öffnen des Schalter-Gehäuses im mechanischen Sinne.
  • Ein weiterer Schalter dieser Art ist aus der DE 10 2013 101 392 A1 bekannt. Dieser Schalter weist ein temperaturabhängiges Schaltwerk mit einer temperaturabhängigen Bimetall-Schnappscheibe und einer bistabilen Federscheibe auf, die einen beweglichen Kontakt oder ein Stromübertragungsglied trägt. Wenn die Bimetall-Schnappscheibe auf eine Temperatur oberhalb ihrer Ansprechtemperatur erhitzt wird, hebt sie den Kontakt oder das Stromübertragungsglied gegen die Kraft der Federscheibe von dem Gegenkontakt oder den Gegenkontakten ab und drückt dabei die Federscheibe in ihre zweite stabile Konfiguration, in der sich das Schaltwerk in seiner Hochtemperaturstellung befindet.
  • Kühlen sich der Schalter und damit die Bimetall-Schnappscheibe wieder ab, so springt diese in ihre Niedrigtemperaturstellung zurück. Sie kann sich konstruktionsbedingt mit ihrem Rand aber nicht an einem Gegenlager abstützen, so dass die Federscheibe in der stabilen zweiten Konfiguration verbleibt, in der der Schalter geöffnet ist.
  • Der Schalter bleibt also nach einmaligem Öffnen in seiner geöffneten Stellung, auch wenn er wieder abkühlt. Allerdings haben Versuche in der Firma des Anmelders ergeben, dass sich der aus der DE 10 2013 101 392 A1 bekannte Schalter bei stärkeren mechanischen Erschütterungen doch wieder schließt, so dass er unter Sicherheitsaspekten in einigen Anwendungsfällen ggf. nicht optimal einsetzbar ist.
  • Es ist auch bekannt, derartige temperaturabhängige Schalter mit einem sogenannten Selbsthaltewiderstand zu versehen, der parallel zu den beiden Gegenkontakten geschaltet ist, so dass er einen Teil des Laststroms übernimmt, wenn der Schalter öffnet. In diesem Selbsthaltewiderstand wird dann Ohm'sche Wärme erzeugt, die ausreichend ist, um die Schnappscheibe oberhalb ihrer Ansprechtemperatur zu halten.
  • Diese sogenannte Selbsthaltung ist jedoch nur solange aktiv, wie das elektrische Gerät noch eingeschaltet ist. Sobald das Gerät von dem Versorgungsstromkreis abgeschaltet wird, fließt auch kein Strom mehr durch den temperaturabhängigen Schalter, so dass die Selbsthaltefunktion entfällt. Nach dem Wiedereinschalten des elektrischen Gerätes würde sich der Schalter daher wieder in geschlossenem Zustand befinden, so dass sich das Gerät wieder aufheizen kann, was zu Folgeschäden führen könnte.
  • Diese Problematik wird bei den aus der DE 10 2007 042 188 B3 und der DE 10 2013 101 392 A1 bekannten Schaltern vermieden, bei denen die Selbsthaltefunktion nicht elektrisch, sondern durch ein bistables Federteil realisiert wird, das temperaturunabhängig zwei stabile geometrische Konfigurationen aufweist, wie es in den oben zitierten Druckschriften beschrieben ist.
  • Im Gegensatz dazu ist die Schnappscheibe eine bistabile Schnappscheibe, die temperaturabhängig entweder eine Hochtemperaturkonfiguration oder eine Tieftemperaturkonfiguration einnimmt.
  • Bei den eingangs erwähnten DE 10 2007 042 188 B3 ist die Federscheibe eine kreisförmige Feder-Schnappscheibe, an der mittig das Kontaktglied befestigt ist. Das Kontaktglied ist beispielsweise ein bewegliches Kontaktteil, das durch die Feder-Schnappscheibe gegen den ersten stationären Kontakt gedrückt wird, der innen an einem Deckel des Gehäuses des bekannten Schalters angeordnet ist. Mit ihrem Rand drückt sich die Feder-Schnappscheibe an einem inneren Boden eines Unterteils des Gehäuses ab, der als zweiter Kontakt wirkt. Auf diese Weise stellt die selbst elektrisch leitende Feder-Schnappscheibe eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den beiden Gegenkontakten her.
  • In ihrer Tieftemperaturstellung liegt die Bimetall-Schnappscheibe lose an dem Kontaktteil. Erhöht sich die Temperatur der Bimetall-Schnappscheibe, so springt sie in ihre Hochtemperaturstellung um, in der sie sich mit ihrem Rand innen an dem Oberteil des Gehäuses abdrückt und dabei mit ihrem Zentrum so auf die Feder-Schnappscheibe drückt, dass diese von ihrer ersten in ihre zweite stabile Konfiguration umspringt, wodurch das bewegliche Kontaktteil von dem stationären Kontakt abgehoben und der Schalter geöffnet wird.
  • Kühlt sich die Temperatur des Schalters wieder ab, so springt die Bimetall-Schnappscheibe wieder in ihre Tieftemperaturstellung um. Dabei gelangt sie mit ihrem Rand in Anlage mit dem Rand der Feder-Schnappscheibe und mit ihrem Zentrum in Anlage mit dem Oberteil des Gehäuses. Die Stellkraft der Bimetall-Schnappscheibe reicht jedoch nicht aus, um die Feder-Schnappscheibe wieder in ihre erste Konfiguration umspringen zu lassen.
  • Erst durch starkes Abkühlen des Schalters krümmt sich die Bimetall-Schnappscheibe weiter um, so dass sie schließlich den Rand der Feder-Schnappscheibe so weit auf den inneren Boden des Unterteiles herunterdrücken kann, dass die Feder-Schnappscheibe wieder in ihre erste Konfiguration umspringt und den Schalter wieder schließt.
  • Der aus der DE 10 2007 042 188 B3 bekannte Schalter bleibt also nach einmaligem Öffnen solange geöffnet, bis er auf eine Temperatur unter Raumtemperatur abgekühlt wurde, wozu beispielsweise ein Kältespray verwendet werden kann.
  • Obwohl dieser Schalter in vielen Anwendungsfällen den entsprechenden Sicherheitsanforderungen genügt, hat sich doch herausgestellt, dass durch das Verspannen der Bimetall-Schnappscheibe zwischen dem Oberteil des Gehäuses und dem Rand der Feder-Schnappscheibe in seltenen Fällen doch ein ungewolltes Rückspringen der Feder-Schnappscheibe erfolgt.
  • Aus der DE 10 2013 101 392 A1 ist es ferner bekannt, als bewegliches Kontaktglied ein Stromübertragungsglied beispielsweise in Form eines Kontakttellers zu verwenden, der von der Feder-Schnappscheibe getragen wird. An der Innenseite des Deckels des Gehäuses sind jetzt beide stationären Kontakte angeordnet, wobei durch Anlage des Kontakttellers mit diesen beiden Kontakten eine elektrisch leitende Verbindung zwischen diesen hergestellt wird.
  • Bei diesem Schalter ist die Feder-Schnappscheibe mit ihrem Rand an dem Unterteil des Gehäuses festgelegt, während zwischen der Feder-Schnappscheibe und dem inneren Boden des Unterteils die Bimetall-Schnappscheibe vorgesehen ist.
  • Unterhalb der Ansprechtemperatur der Bimetall-Schnappscheibe drückt die Feder-Schnappscheibe den Kontaktteller gegen die beiden stationären Kontakte. Springt die Bimetall-Schnappscheibe in ihre Hochtemperaturstellung um, so drückt sie mit ihrem Rand gegen die Feder-Schnappscheibe und zieht mit ihrem Zentrum die Feder-Schnappscheibe von dem Oberteil weg, so dass der Kontaktteller außer Anlage mit den beiden Gegenkontakten gerät. Damit dies geometrisch möglich ist, sind Kontaktteller, Feder-Schnappscheibe sowie Bimetall-Schnappscheibe durch einen zentrisch verlaufenden Niet unverlierbar miteinander verbunden.
  • Wenn sich die Temperatur der Bimetall-Schnappscheibe wieder absenkt, springt diese zwar in ihre Tieftemperaturstellung zurück, die Federscheibe verbleibt jedoch in ihrer eingenommenen Konfiguration, da der Bimetall-Schnappscheibe ein Gegenlager für ihren Rand fehlt, so dass sie das Stromübertragungsglied nicht wieder gegen die beiden stationären Kontakte drücken kann.
  • Dieser Schalter weist also konstruktionsbedingt eine Selbsthaltefunktion auf. Bei starken mechanischen Erschütterungen kann in seltenen Fällen aber auch hier ein ungewolltes Rückspringen der Feder-Schnappscheibe erfolgen.
  • Aus der DE 25 44 201 A1 ist des Weiteren ein temperaturabhängiger Schalter mit einem als Kontaktbrücke ausgeführten Stromübertragungsglied bekannt, bei dem die Kontaktbrücke über eine Schließfeder gegen zwei stationäre Gegenkontakte gedrückt wird. Über einen Betätigungsbolzen ist die Kontaktbrücke mit einem temperaturabhängigen Schaltwerk in Kontakt, das aus einer Bimetall-Schnappscheibe sowie einer Federscheibe besteht, die beide an ihrem Rand eingespannt sind.
  • Wie bei dem aus der DE 10 2007 042 188 B3 bekannten Schalter sind auch bei diesem Schalter die Federscheibe sowie die Bimetall-Schnappscheibe beide bistabil, die Bimetall-Schnappscheibe auf temperaturabhängige Weise und die Federscheibe auf temperaturunabhängige Weise.
  • Erhöht sich die Temperatur der Bimetall-Schnappscheibe, so drückt sie die Federscheibe in ihre zweite Konfiguration, in der diese den Betätigungsbolzen gegen die Kontaktbrücke drückt und diese dabei gegen die Kraft der Schließfeder von den stationären Gegenkontakten abhebt.
  • Auch beim Abkühlen der Bimetall-Schnappscheibe verbleibt die Federscheibe in dieser zweiten Konfiguration und hält den bekannten Schalter gegen die Kraft der Schließfeder geöffnet.
  • Von außen kann jetzt durch einen Knopf Druck auf die Kontaktbrücke ausgeübt werden, so dass dadurch über den Betätigungsbolzen die Federscheibe in ihre erste stabile Konfiguration zurückgedrückt wird.
  • Neben der sehr aufwändigen Konstruktion weist dieser Schalter zum einen den Nachteil auf, dass im geöffneten Zustand die Federscheibe die Kontaktbrücke gegen die Kraft der Schließfeder von den Gegenkontakten abhebt, so dass die Federscheibe in ihrer zweiten Konfiguration die Kraft der Schließfeder zuverlässig überwinden muss. Weil die Schließfeder im geschlossenen Zustand jedoch für die sichere Anlage der Kontaktbrücke an den Gegenkontakten sorgt, ist hier eine Federscheibe mit sehr hoher Stabilität in der zweiten Konfiguration erforderlich.
  • Ein weiterer Schalter mit drei Schaltstellungen ist aus der DE 86 25 999 U1 bekannt. Bei diesem bekannten Schalter ist eine einseitig eingespannte Federzunge vorgesehen, die an ihrem freien Ende ein bewegliches Kontaktteil trägt, das mit einem festen Gegenkontakt zusammenwirkt.
  • An dieser Federzunge ist eine Kalotte ausgebildet, die durch eine ebenfalls an der Federzunge befestigte Bimetallplatte in ihre zweite Konfiguration gedrückt wird, in der sie das bewegliche Kontaktteil zu dem stationären Gegenkontakt beabstandet.
  • Die Kalotte muss bei diesem Schalter gegen die Schließkraft der einseitig eingespannten Federzunge das bewegliche Kontaktteil im Abstand zu dem festen Gegenkontakt halten, so dass die Kalotte in ihrer zweiten Konfiguration eine hohe Stellkraft aufbringen muss.
  • Der bekannte Schalter weist damit die oben bereits diskutierten Nachteile auf, dass nämlich hohe Stellkräfte zu überwinden sind, was zu hohen Fertigungskosten und zu einem nicht sicheren Zustand in der Abkühlstellung führt.
  • Der aus der eingangs erwähnten DE 10 2018 100 890 B3 bekannte Schalter hat im Vergleich zu den übrigen erwähnten Schaltern die mechanisch stabilste Schließsperre. Aufgrund der mechanischen Arretierung des Schaltwerks, welcher durch die Schließsperre bewirkt wird, ist eine versehentliche Rückschaltung nach einmal geöffnetem Schalter nahezu ausgeschlossen.
  • Es hat sich jedoch gezeigt, dass die aus der DE 10 2018 100 890 B3 bekannte Schließsperre relativ aufwändig zu fertigen ist, so dass die Fertigungskosten des Schalters vergleichsweise hoch sind.
  • Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, den eingangs erwähnten Schalter derart weiterzubilden, dass dieser eine alternative Schließsperre aufweist, die einfach und damit kostengünstig zu fertigen ist und dennoch eine sichere Unterbrechung des Stromkreises auch in der Abkühlstellung des Schalters und bei starken Erschütterungen gewährleistet ist.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Schalter der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Schließsperre ein Sperrelement aufweist, das zumindest teilweise aus einer Formgedächtnislegierung ist und eine Öffnung hat, durch die das bewegliche Kontaktglied hindurchragt, und das dazu eingerichtet ist, seine Form bei Überschreiten einer Sperrelement-Schalttemperatur von einer ersten Form, in der das Sperrelement die Schließsperre nicht aktiviert, in eine zweite Form zu verändern, in der das Sperrelement die Schließsperre aktiviert, indem es eine Kraft auf ein Teil des Schaltwerks ausübt, die das Schaltwerk in seiner zweiten Schaltstellung hält.
  • Bei der erfindungsgemäßen Schließsperre handelt es sich also um eine temperaturabhängige Schließsperre, die bei Erreichen bzw. Überschreiten einer vordefinierten Temperatur, die vorliegend als Sperrelement-Schalttemperatur bezeichnet wird, aktiviert wird. Solange die Sperrelement-Schalttemperatur nicht erreicht bzw. nicht überschritten wird, ist die Schließsperre nicht aktiviert.
  • Die Schließsperre nutzt insbesondere den temperaturabhängigen Formänderungseffekt (Memory-Effekt) einer Formgedächtnislegierung. Sie weist ein Sperrelement auf, das zumindest teilweise aus einer solchen Formgedächtnislegierung hergestellt ist. Dieses Sperrelement weist eine Öffnung auf, durch die ein Teil des Schaltwerks hindurchragt.
  • Insbesondere das bewegliche Kontaktglied des Schaltwerks ragt durch diese Öffnung hindurch und kann sich während der Schaltbewegung des Schalters durch die Öffnung hindurchbewegen, ohne dass es mit dem Sperrelement kollidiert. Die Form der Öffnung kann vielfältig ausgestaltet sein, bspw. rund oder eckig.
  • Der temperaturabhängige Formänderungseffekt der Formgedächtnislegierung des Sperrelements wird erfindungsgemäß vorzugsweise folgendermaßen genutzt: Solange die Sperrelement-Schalttemperatur nicht überschritten wird, verbleibt das Sperrelement in seiner ersten Form. In dieser ersten Form übt das Sperrelement keine Kraft auf das Schaltwerk aus. Vorzugsweise berührt das Sperrelement das Schaltwerk gar nicht, solange es seine erste Form aufweist. Die Schaltfunktion des Schaltwerks, welche insbesondere durch das temperaturabhängige Schnappteil bewirkt wird, ist somit nicht beeinträchtigt, solange die Schließsperre nicht aktiviert ist. Diese wird erst aktiviert, wenn das Sperrelement seine zweite Form annimmt, was aufgrund der Formgedächtnislegierung bei Überschreiten der Sperrelement-Schalttemperatur geschieht. In seiner zweiten Form übt das Sperrelement eine Kraft auf einen Teil des Schaltwerks aus. Diese Kraft hält das Schaltwerk in seiner zweiten Schaltstellung und verhindert eine Rückschaltung in seine erste, geschlossene Schaltstellung.
  • Sobald die Sperrelement-Schalttemperatur erreicht wird, verbleibt der Schalter also in seiner zweiten, geöffneten Schaltstellung. Ein erneutes Schließen des Schalters wird durch die Schließsperre verhindert.
  • Durch Formgedächtnislegierungen lassen sich derartige temperaturabhängige Formänderungen von Bauteilen sehr einfach und zuverlässig gewährleisten. Das erfindungsgemäße Sperrelement ist daher relativ kostengünstig herstellbar. Da ansonsten der Aufbau des Schalters und des darin enthaltenen Schaltwerks nicht verändert werden muss, sondern lediglich das Sperrelement dem Schalter hinzugefügt werden muss, ist die Realisierung der gesamten erfindungsgemäßen Schließsperre aus fertigungstechnischer Sicht sehr einfach und kostengünstig. Die Gesamtkosten des Schalters werden durch die erfindungsgemäße Schließsperre daher kaum erhöht.
  • Die oben genannte Aufgabe ist somit vollkommen gelöst.
  • Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass sich die Begriffe "geöffneter Schalter" und "geschlossener Schalter" vorliegend nicht auf eine Gehäusestellung beziehen, sondern auf die elektrisch leitende Verbindung. Die Begriffe haben also nichts damit zu tun, ob ein Gehäuse des Schalters geöffnet oder geschlossen ist. Vielmehr beziehen sich diese Begriffe darauf, ob die elektrisch leitende Verbindung zwischen den beiden stationären Kontakten des Schalters geöffnet bzw. hergestellt oder geschlossen bzw. unterbrochen ist.
  • Zur vorliegend verwendeten Begrifflichkeit sei des Weiteren angemerkt, dass gemäß der erfindungsgemäßen Definition die Formänderung der Formgedächtnislegierung des Sperrelements bei einem "Überschreiten" der Sperrelement-Schalttemperatur erfolgt. Grundsätzlich erfolgt die Formänderung bereits bei Erreichen der Sperrelement-Schalttemperatur. Durch das Wort "Überschreiten" soll an dieser Stelle jedoch klargestellt werden, dass die Formänderung des Sperrelements nach einem Aufwärmvorgang, also bei Erreichen der Sperrelement-Schalttemperatur ausgehend von einer niedrigeren Temperatur erfolgt und nicht während eines Abkühlvorgangs bei Erreichen der Sperrelement-Schalttemperatur ausgehend von einer höheren Temperatur.
  • Das Sperrelement kann bspw. dazu eingerichtet sein, bei Erreichen der Sperrelement-Schalttemperatur während eines Aufwärmvorgangs seine Form von der ersten Form in die zweite Form zu verändern, bei einem anschließenden, erneuten Erreichen der Sperrelement-Schalttemperatur während eines Abkühlvorgangs seine zweite Form jedoch beizubehalten.
  • Die Formänderung, die das Sperrelement bei Überschreiten der Sperrelement-Schalttemperatur vornimmt, kann vielfältig sein. Beispielsweise kann das Sperrelement seine Form von einer im Querschnitt flachen bzw. geradlinigen Form in eine im Querschnitt konvexe oder konkave Form verändern. Ebenso ist es denkbar, dass sich das Sperrelement bei Erreichen der Sperrelement-Schalttemperatur andersartig verbiegt, umklappt oder sich in einer Richtung ausdehnt.
  • Vorzugsweise ist die Formgedächtnislegierung des Sperrelements dazu eingerichtet, das Sperrelement bei Erreichen der Sperrelement-Schalttemperatur auf das Schaltwerk zuzubewegen, dieses zu berühren und darauf eine Druckkraft auszuüben, die das Schaltwerk in seiner zweiten Schaltstellung hält. Diese von dem Sperrelement auf das Schaltwerk ausgeübte Kraft ist vorzugsweise höher als die von dem temperaturabhängigen Schnappteil ausgeübte Kraft, durch die das temperaturabhängige Schnappteil in seiner Tieftemperaturkonfiguration versucht den Schalter zu schließen, also das Schaltwerk in seine erste Schaltstellung zu bringen.
  • Ist der Schalter nach Erreichen der Schalttemperatur geöffnet und die Schließsperre nach Erreichen der Sperrelement-Schalttemperatur aktiviert, so verhindert die Schließsperre ein erneutes Schließen des Schalters, auch wenn dessen Temperatur wieder unter die Rückschalttemperatur fällt und das temperaturabhängige Schnappteil dabei versucht zurück in seine geometrische Tieftemperaturkonfiguration umzuschnappen.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Sperrelement im Wesentlichen platten- oder scheibenförmig ausgestaltet.
  • Dies hat den Vorteil, dass das Sperrelement und damit die gesamte Schließsperre die Bauhöhe des Schalters kaum vergrößert. Die Abmessungen des Schalters sowie das Design des Schaltwerks müssen gegenüber regulären Schaltern ohne Schließsperre nicht oder kaum angepasst werden.
  • Unter "plattenförmig" und "scheibenförmig" wird vorliegend verstanden, dass die Längen- und Breitenausdehnung des Sperrelements wesentlich größer als dessen Dicke ist. Während "plattenförmig" in der Draufsicht betrachtet nahezu jede Form für das Sperrelement in Frage kommt, so bezeichnet "scheibenförmig" vorzugsweise eine kreisrunde, ovale oder elliptische Form des Sperrelements.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist die Öffnung im Sperrelement als Durchgangsloch ausgestaltet.
  • Dies hat den Vorteil, dass sich ein solches Loch relativ einfach und kostengünstig herstellen lässt. Das Sperrelement kann so bspw. als eine Art Lochplatte, also eine Platte mit Durchgangsloch hergestellt sein. Ein solches Sperrelement lässt sich sehr einfach in dem Gehäuse des Schalters montieren und über das bewegliche Kontaktglied des Schaltwerks stülpen. Vorzugsweise ist die Öffnung bzw. das Durchgangsloch zentral in dem Sperrelement angeordnet.
  • Sowohl das Sperrelement als auch der sonstige Aufbau des Schalters können bspw. rotationssymmetrisch ausgeführt sein.
  • In einer weiteren Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass das Sperrelement mindestens einen Schlitz aufweist, der das Sperrelement durchdringt und an die Öffnung angrenzt.
  • Ein solcher Schlitz hat den Vorteil, dass sich hierdurch der Formänderungseffekt vergrößern lässt. Anders ausgedrückt kann das Sperrelement mit Hilfe der Formgedächtnislegierung bei gleichem Kraftaufwand eine größere Formänderung erreichen. Durch den mindestens einen Schlitz im Sperrelement werden zudem innere Spannungen vermieden, die ansonsten aufgrund der durch die Formgedächtnislegierung verursachten Formänderung des Sperrelements entstehen können.
  • Dabei ist es bevorzugt, dass der mindestens eine Schlitz geradlinig verläuft und sich ausgehend von der Öffnung radial nach außen erstreckt.
  • Dies hat den Vorteil, dass sich das Sperrelement stärker wölben kann. Teile des Sperrelements können entlang des Schlitzes aufklappen bzw. sich auffalten, ohne dass größere Scherkräfte im Bereich der Öffnung entstehen.
  • Besonders bevorzugt sind in dem Sperrelement zwei, drei, vier oder mehr Schlitze vorgesehen, die jeweils an die Öffnung angrenzen, geradlinig verlaufen und sich ausgehend von der Öffnung radial nach außen erstrecken.
  • Die Schlitze sind gemäß dieser Ausgestaltung demnach im Wesentlichen sternförmig ausgehend von dem Loch in das Sperrelement eingebracht. Jeder dieser Schlitze durchdringt vorzugsweise die gesamte Dicke des Sperrelements. Dies hat den Vorteil, dass durch die Schlitze einzelne, separate Bereiche im Sperrelement geschaffen werden, die sich bei Erreichen der Sperrelement-Schalttemperatur separat verbiegen können, um jeweils getrennt voneinander die für die Schließsperre notwendige Kraft auf das Schaltwerk auszuüben.
  • Das Sperrelement kann eine Art geschlitzte Federscheibe bzw. geschlitzte Tellerfeder darstellen, die in ihrer ersten Form flach, also rein scheibenförmig ist, und in ihrer zweiten Form konvex oder konkav gebogen ist.
  • In einer weiteren Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass der Schalter ein Gehäuse aufweist, und dass das Sperrelement mit seinem Rand an dem Gehäuse befestigt ist.
  • Da die Öffnung vorzugsweise zentral in dem Sperrelement angeordnet ist, hat eine solche randseitige Befestigung des Sperrelements den Vorteil, dass hierdurch die durch die Formgedächtnislegierung bewirkte Formänderung kaum beeinträchtigt wird. Zudem lässt sich das Sperrelement randseitig in sehr stabiler Art und Weise an dem Gehäuse fixieren.
  • Das Sperrelement ist vorzugsweise entlang seines gesamten umfangsseitigen Randes an dem Gehäuse befestigt. Die Befestigung kann kraft-, form- und/oder stoffschlüssig sein. Besonders bevorzugt ist das Sperrelement mit seinem umfangsseitigen Rand in dem Gehäuse eingeklemmt. Eine derartige Befestigung lässt sich fertigungstechnisch am kostengünstigsten realisieren.
  • Dabei ist es ferner bevorzugt, dass der Rand des Sperrelements aus einem elektrisch isolierenden Material ist oder mit einem elektrisch isolierenden Material beschichtet ist.
  • Beispielsweise kann ein mittlerer bzw. zentraler Teil des Sperrelements aus der Formgedächtnislegierung hergestellt sein, die an ihrem äußeren Umfang mit einem elektrisch isolierenden Material verbunden ist. Ebenso kann das gesamte Sperrelement aus der Formgedächtnislegierung hergestellt sein und an ihrem umfangsseitigen Rand mit einem elektrisch isolierenden Material, bspw. mit Kunststoff, beschichtet sein. Ferner kann auf die Formgedächtnislegierung randseitig bzw. entlang des Umfangs eine Klebefolie aufgebracht sein, um den Rand des Sperrelements elektrisch zu isolieren. Die Beschichtung oder die Klebefolie können sowohl einseitig als auch beidseitig (Ober- und Unterseite) an dem Sperrelement angeordnet sein.
  • Die elektrische Isolierung des Randes des Sperrelements hat den Vorteil, dass sich mit Hilfe des Sperrelements eine elektrische Isolierung von zwei Gehäuseteilen des Schalters erreichen lässt. Da der Rand des Sperrelements vorzugsweise an dem Gehäuse befestigt ist und Teile des Gehäuses stromdurchflossen sind, hat eine derartige Isolierung ferner den Vorteil, dass das Sperrelement selbst keinen Strom führt. Dies wirkt sich wiederum positiv auf die Funktionen und Lebensdauer der Formgedächtnislegierung aus.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist das Gehäuse ein von einem Oberteil verschlossenes Unterteil auf, wobei das Sperrelement auf einer im Unterteil angeordneten, umlaufenden Schulter aufliegt und zwischen dem Unterteil und dem Oberteil geklemmt angeordnet ist.
  • Eine derartige Anordnung des Sperrelements hat den Vorteil, dass dieses bei der Fertigung lediglich auf die Schulter im Unterteil aufgelegt werden muss und während des Verschließens des Schalter-Gehäuses automatisch zwischen dem Oberteil und dem Unterteil eingeklemmt wird und damit fixiert ist. Typischerweise weist das Unterteil nämlich einen hochgezogenen Rand auf, der beim Verschließen des Schalter-Gehäuses zumindest teilweise auf das Oberteil gebogen bzw. umgebördelt wird, um das Oberteil an dem Unterteil zu halten.
  • Ferner ist es bevorzugt, dass an einer Innenseite des Oberteils der erste stationäre Kontakt oder jeder der beiden stationären Kontakte angeordnet ist.
  • Diese Maßnahme ist konstruktiv an sich bekannt. Sie sorgt bei dem Schalter dafür, dass beim Montieren des Oberteils an dem Unterteil gleichzeitig auch die geometrisch richtige Zuordnung zwischen dem ersten Kontakt oder dem ersten und dem zweiten Kontakt zu dem beweglichen Kontaktglied hergestellt wird.
  • In einer weiteren Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass das Sperrelement auf einer dem ersten Kontakt zugewandten ersten Seite des temperaturabhängigen Schnappteils angeordnet ist und dazu eingerichtet ist, in seiner zweiten Form die Kraft, die das Schaltwerk in seiner zweiten Schaltstellung hält, unmittelbar oder mittelbar auf das temperaturabhängige Schnappteil auszuüben.
  • Ausgehend von dem temperaturabhängigen Schnappteil betrachtet, ist das Sperrelement gemäß dieser Ausgestaltung also auf der gleichen Seite des Schnappteils angeordnet, wie der erste Kontakt. Sobald das Sperrelement bei Erreichen der Sperrelement-Schalttemperatur seine zweite Form annimmt, drückt es ausgehend von dieser ersten Seite des temperaturabhängigen Schnappteils auf das Schaltwerk.
  • Je nach Aufbau des Schaltwerks kann das Sperrelement entweder das temperaturabhängige Schnappteil direkt berühren und die Kraft unmittelbar auf dieses ausüben oder aber ein anderes Bauteil des Schaltwerks berühren, so dass es die Kraft nur mittelbar auf das temperaturabhängige Schnappteil ausübt. Beide Fälle haben den Vorteil, dass sowohl eine unmittelbare Krafteinwirkung auf das temperaturabhängige Schnappteil als auch eine unmittelbare Krafteinwirkung auf das temperaturunabhängige Federteil problemlos möglich sind, da beide Bauteile typischerweise relativ großflächig ausgestaltet sind und damit großflächige Angriffsmöglichkeiten für die Krafteinwirkung bieten.
  • In einer alternativen Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass das Sperrelement auf einer von dem ersten Kontakt abgewandten zweiten Seite des temperaturabhängigen Schnappteils angeordnet ist und dazu eingerichtet ist, in seiner zweiten Form die Kraft, die das Schaltwerk in seiner zweiten Schaltstellung hält, unmittelbar oder mittelbar auf das Kontaktglied auszuüben.
  • Von dem temperaturabhängigen Schnappteil aus betrachtet ist das Sperrelement in dieser Ausgestaltung also nicht auf der Seite des ersten Kontakts (erste Seite), sondern auf der gegenüberliegenden zweiten Seite des temperaturabhängigen Schnappteils angeordnet. Bei Erreichen der Sperrelement-Schalttemperatur übt es die Kraft, die das Schaltwerk in seiner zweiten Schaltstellung hält, vorzugsweise direkt auf das bewegliche Kontaktglied aus. Dies hat den Vorteil, dass die von dem Sperrelement ausgeübte Kraft unmittelbar auf das Teil ausgeübt wird, das bei aktivierter Schließsperre von dem ersten Kontakt auf Abstand gehalten werden soll. Da es sich bei dem beweglichen Kontaktglied meist um ein massives Bauteil handelt, besteht darüber hinaus kaum Gefahr einer Beschädigung des Schaltwerks durch die Schließsperre.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist die Formgedächtnislegierung des Sperrelements eine Formgedächtnislegierung mit Einweg-Memory-Effekt.
  • Durch die Verwendung eines Formgedächtnislegierung mit Einweg-Memory-Effekt lässt sich das Sperrelement und somit auch die Schließsperre irreversibel ausgestalten. In diesem Fall handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen Schalter um einen sog. Einmalschalter. Die Formgedächtnislegierung gestattet nur eine einmalige Formänderung des Sperrelements. Nachdem es bei Überschreiten der Sperrelement-Schalttemperatur seine Form von der ersten Form in die zweite Form verändert hat, bewirkt ein erneutes Abkühlen bei einer solchen Formgedächtnislegierung mit Einweg-Effekt keine erneute Formänderung.
  • Alternativ dazu kann die Formgedächtnislegierung eine Formgedächtnislegierung mit Zweiweg-Memory-Effekt sein, wobei das Sperrelement dazu eingerichtet ist, seine Form bei Unterschreiten einer Sperrelement-Rückschalttemperatur von der zweiten Form in die erste Form zu verändern, und wobei die Sperrelement-Rückschalttemperatur niedriger als die Sperrelement-Schalttemperatur ist.
  • Dann handelt es sich bei dem Schalter um einen Schalter mit Schließsperre, die reversibel ausgestaltet ist, also wieder freigegeben werden kann. Formgedächtnislegierungen mit Zweiweg-Effekt können sich sozusagen an zwei Formen erinnern, eine bei hoher und eine bei niedriger Temperatur. Mit einer solchen Zweiweg-Formgedächtnislegierung kann das Sperrelement bei Erreichen der Sperrelement-Schalttemperatur seine Form von der ersten Form in die zweite Form verändern und bei einem anschließenden Abkühlen wieder seine erste Form annehmen, sobald die Sperrelement-Rückschalttemperatur erreicht ist.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass die Sperrelement-Schalttemperatur gleich hoch oder höher ist als die Schalttemperatur des temperaturabhängigen Schnappteils.
  • Sind die beiden Schalttemperaturen gleich hoch gewählt, wird die Schließsperre zum selben Zeitpunkt aktiviert, zudem der Schalter öffnet. Ist die Sperrelement-Schalttemperatur hingegen höher gewählt als die Schalttemperatur des temperaturabhängigen Schnappteils, so wird die Schließsperre erst nach dem Öffnen des Schalters aktiviert. Zwar wird der Stromkreis beim Öffnen des Schalters unterbrochen. Der Schalter heizt sich aufgrund der im zu schützenden Gerät typischerweise verbleibenden Restwärme in der Praxis meist jedoch noch etwas auf, bevor der Abkühlvorgang beginnt. Die Temperatur schwingt nach dem Öffnen des Schalters somit etwas über, weshalb man von dem sog. Überschwung-Temperaturbereich spricht. Es ist daher möglich, die Sperrelement-Schalttemperatur in diesem Überschwung-Temperaturbereich anzusiedeln.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass die Sperrelement-Rückschalttemperatur niedriger ist als die Rückschalttemperatur des temperaturabhängigen Schnappteils.
  • Dies hat den Vorteil, dass bei einem regulären Abkühlen des Schalters nach dessen Öffnen die Schließsperre auch bei Erreichen bzw. Unterschreiten der Rückschalttemperatur des temperaturabhängigen Schnappteils aktiviert bleibt. Eine Deaktivierung der Schließsperre (sofern diese reversibel ausgestaltet ist) lässt sich dann bspw. durch eine entsprechende Kältebehandlung vornehmen. Zum Beispiel kann der Schalter manuell mit Hilfe eines Kältesprays behandelt werden, wodurch die Schließsperre deaktiviert wird und der Schalter wieder geschlossen wird.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass das Schaltwerk ein temperaturunabhängiges Federteil aufweist, das mit dem beweglichen Kontaktglied verbunden ist, wobei das temperaturabhängige Schnappteil bei Überschreiten der Schalttemperatur auf das temperaturunabhängige Federteil einwirkt und dadurch das bewegliche Kontaktglied von dem ersten Kontakt abhebt. Hierbei ist es insbesondere bevorzugt, dass das Federteil ein bistabiles Federteil mit zwei temperaturunabhängigen, stabilen geometrischen Konfigurationen ist.
  • Sofern das Federteil als bistabile Federscheibe ausgestaltet ist, ist es bevorzugt, dass die Federscheibe in ihrer ersten stabilen Konfiguration das bewegliche Kontaktglied gegen den ersten Kontakt drückt und in ihrer zweiten stabilen Konfiguration das bewegliche Kontaktglied zu dem ersten Kontakt beabstandet hält. Dies hat den Vorteil, dass die Federscheibe im geschlossenen Zustand des Schalters (in der ersten Schaltstellung des Schaltwerks) die Schließkraft und damit den Kontaktdruck zwischen dem beweglichen Kontaktglied und dem ersten Kontakt bewirkt. Dadurch wird das temperaturabhängige Schnappteil mechanisch entlastet, was dessen Lebensdauer und die Langzeitstabilität seiner Ansprechtemperatur (Schalttemperatur) positiv beeinflusst.
  • Wenn das Federteil als bistabile Federscheibe mit zwei temperaturunabhängig stabilen geometrischen Konfigurationen ausgestaltet ist, hat dies den zusätzlichen Vorteil, dass die bistabile Federscheibe den Schalter nach dem Öffnen in seinem geöffneten Zustand hält.
  • Das temperaturabhängige Schnappteil ist vorzugsweise als Bi- oder Trimetall-Schnappscheibe ausgestaltet.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist es bevorzugt, dass das bewegliche Kontaktglied ein mit dem ersten Kontakt zusammenwirkendes bewegliches Kontaktteil umfasst, und dass das Federteil mit dem zweiten Kontakt zusammenwirkt, wobei ferner bevorzugt ist, dass das Federteil zumindest in seiner ersten geometrischen Konfiguration über seinen Rand elektrisch mit dem zweiten Kontakt in Verbindung steht.
  • Diese Ausgestaltung ist prinzipiell aus der DE 10 2018 100 890 B3 , der DE 10 2007 042 188 B3 oder der DE 10 2013 101 392 A1 bekannt. Sie führt dazu, dass das temperaturabhängige Schnappteil in keiner Stellung des Schalters strombelastet ist, sondern dass der Laststrom des zu schützenden elektrischen Gerätes durch das Federteil fließt.
  • In einer alternativen Ausgestaltung umfasst das bewegliche Kontaktglied ein mit beiden stationären Kontakten zusammenwirkendes Stromübertragungsglied.
  • Hier ist von Vorteil, dass der Schalter erheblich höhere Ströme führen kann, als der aus der DE 10 2007 042 188 B3 bekannte Schalter. Das an dem Kontaktglied angeordnete Stromübertragungsglied sorgt nämlich im geschlossenen Zustand des Schalters für den elektrischen Kurzschluss zwischen den beiden Kontakten, so dass nicht nur das temperaturabhängige Schnappteil, sondern auch das temperaturunabhängige Federteil jetzt nicht mehr vom Laststrom durchflossen werden, wie es prinzipiell bereits aus der DE 10 2013 101 392 A1 bekannt ist.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, 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
    eine schematische Schnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Schalters in seiner Tieftemperaturstellung;
    Fig. 2
    eine schematische Schnittansicht des in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Schalters in seiner Hochtemperaturstellung;
    Fig. 3
    eine schematische Schnittansicht des in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Schalters in seiner Hochtemperaturstellung mit aktivierter Schließsperre;
    Fig. 4
    eine schematische Schnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Schalters in seiner Tieftemperaturstellung;
    Fig. 5
    eine schematische Schnittansicht des in Fig. 4 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Schalters in seiner Hochtemperaturstellung;
    Fig. 6
    eine schematische Schnittansicht des in Fig. 4 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Schalters in seiner Hochtemperaturstellung mit aktivierter Schließsperre;
    Fig. 7
    eine schematische Schnittansicht eines dritten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Schalters in seiner Tieftemperaturstellung; und
    Fig. 8
    eine schematische Draufsicht auf ein Sperrelement gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • In Fig. 1 ist in einer schematischen geschnittenen Seitenansicht ein Schalter 10 gezeigt, der in der Draufsicht rotationssymmetrisch ausgebildet ist und vorzugsweise eine kreisrunde Form aufweist.
  • Der Schalter 10 weist ein Gehäuse 12 auf, in dem ein temperaturabhängiges Schaltwerk 14 angeordnet ist. Das Gehäuse 12 umfasst ein topfartiges Unterteil 16 sowie ein Oberteil 18, das durch einen umgebogenen oder umgebördelten oberen Rand 20 an dem Unterteil 16 gehalten wird.
  • In dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist sowohl das Unterteil 16 als auch das Oberteil 18 aus einem elektrisch leitenden Material, vorzugsweise aus Metall. Das Oberteil 18 liegt unter Zwischenlage einer Isolierfolie 24 auf einer im Unterteil ausgebildeten Schulter 22 auf. Die Schulter 22 ist als umlaufende Schulter ausgebildet und weist eine im Wesentlichen kreisringförmige Auflagefläche auf, auf der das Oberteil 18 unter Zwischenlage der Isolierfolie 24 aufliegt.
  • Die Isolierfolie 24 sorgt für eine elektrische Isolation des Oberteils 18 gegenüber dem Unterteil 16. Ebenso sorgt die Isolierfolie 24 auch für eine mechanische Abdichtung, die verhindert, dass Flüssigkeiten oder Verunreinigungen von außen in das Gehäuseinnere eintreten.
  • Da das Unterteil 16 und das Oberteil 18 in diesem Ausführungsbeispiel jeweils aus elektrisch leitendem Material gefertigt sind, kann über ihre Außenflächen thermischer Kontakt zu einem zu schützenden elektrischen Gerät hergestellt werden. Die Außenflächen dienen gleichzeitig auch dem elektrischen Außenanschluss des Schalters 10.
  • Außen an dem Oberteil 18 kann, wie in Fig. 1 gezeigt, noch eine weitere Isolationsschicht 26 angebracht sein.
  • Das Schaltwerk 14 weist ein temperaturunabhängiges Federteil 28 sowie ein temperaturabhängiges Schnappteil 30 auf. Das Federteil 28 ist vorzugsweise als bistabile Federscheibe ausgestaltet. Sie weist demnach zwei temperaturunabhängig stabile geometrische Konfigurationen auf. In Fig. 1 ist deren erste Konfiguration gezeigt. Das temperaturabhängige Schnappteil 30 ist vorzugsweise als Bimetall-Schnappscheibe ausgestaltet. Diese weist zwei temperaturabhängige Konfigurationen, eine geometrische Hochtemperaturkonfiguration und eine geometrische Tieftemperaturkonfiguration auf. In der in Fig. 1 gezeigten ersten Schaltstellung des Schaltwerks 14 befindet sich die temperaturabhängige Bimetall-Schnappscheibe 30 in ihrer geometrischen Tieftemperaturkonfiguration.
  • Die temperaturunabhängige Federscheibe 28 liegt mit ihrem Rand 32 auf einer weiteren, im Unterteil 16 ausgebildeten, umlaufenden Schulter 34 auf. Die temperaturabhängige Bimetall-Schnappscheibe 30 kann in ihrer Tieftemperaturkonfiguration in dem Gehäuse 12 derart freihängend sein, dass ihr Rand 36 das Gehäuse 12 nicht berührt. Dies hat unter anderem den Vorteil, dass der Schließdruck im geschlossenen Zustand des Schalters 10 allein durch die Federscheibe 28 erzeugt wird. Ebenso fließt dann der Strom im geschlossenen Zustand des Schalters 10 lediglich durch die Federscheibe 28, jedoch nicht durch die Bimetall-Schnappscheibe 30.
  • Der Rand 36 der Bimetall-Schnappscheibe 30 kann in ihrer Tieftemperaturkonfiguration alternativ jedoch auch auf der Innenbodenfläche 38 des Unterteils 16 aufliegen. Die Innenbodenfläche 38 kann dazu, wie in Fig. 1 durch die gestrichelte Linie 39 angedeutet, seitlich erhöht sein. In einem solchen Fall würde der Schließdruck des Schalters 10 in dessen geschlossenen Zustand nicht nur durch die Federscheibe 28, sondern auch durch die Bimetall-Schnappscheibe 30 erzeugt werden.
  • Mit ihrem Zentrum 40 ist die temperaturunabhängige Federscheibe 28 an einem beweglichen Kontaktglied 42 des Schaltwerks 14 festgelegt. Die temperaturabhängige Bimetall-Schnappscheibe 30 ist mit ihrem Zentrum 44 ebenfalls an diesem Kontaktglied 42 festgelegt.
  • Das bewegliche Kontaktglied 42 weist ein Kontaktteil 46 und einen Ring 45 auf, der auf das Kontaktteil 46 aufgepresst ist. Der Ring 45 weist eine umlaufende Schulter 47 auf, auf der die Bimetall-Schnappscheibe 30 mit ihrem Zentrum 44 aufliegt. Die Federscheibe 28 ist zwischen dem Ring 45 und dem oberen, verbreiterten Abschnitt des Kontaktteils 46 eingeklemmt. Auf diese Weise ist das temperaturabhängige Schaltwerk 14 eine unverlierbare Einheit aus Kontaktglied 42, Federscheibe 28 und Bimetall-Schnappscheibe 30. Bei der Montage des Schalters 10 kann das Schaltwerk 14 also als Einheit unmittelbar in das Unterteil 16 eingelegt werden.
  • Das Kontaktteil 46 des beweglichen Kontaktglieds 42 arbeitet mit einem festen Gegenkontakt 48 zusammen, der innen an dem Oberteil 18 angeordnet ist. Dieser Gegenkontakt 48 wird vorliegend auch als erster stationärer Kontakt bezeichnet. Als zweiter stationärer Kontakt 50 dient die Außenseite des Unterteils 16.
  • In der in Fig. 1 gezeigten Stellung befindet sich der Schalter 10 in seiner Tieftemperaturstellung, in der sich die Federscheibe 28 in ihrer ersten Konfiguration und die Bimetall-Schnappscheibe 30 in ihrer Tieftemperaturkonfiguration befinden. Die Federscheibe 28 drückt das bewegliche Kontaktglied 42 gegen den ersten stationären Kontakt 48.
  • In der geschlossenen Tieftemperaturstellung des Schalters 10 gemäß Fig. 1 ist somit eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem ersten stationären Kontakt 48 und dem zweiten stationären Kontakt 50 über das bewegliche Kontaktglied 42 und die Federscheibe 28 hergestellt.
  • Erhöht sich nun die Temperatur des zu schützenden Gerätes und damit die Temperatur des Schalters 10 sowie der darin angeordneten, temperaturabhängigen Bimetall-Schnappscheibe 30, so schnappt diese von der in Fig. 1 gezeigten Tieftemperaturkonfiguration in ihre konkave Hochtemperaturkonfiguration um, die in Fig. 2 gezeigt ist. Bei diesem Umschnappen stützt sich die Bimetall-Schnappscheibe 30 mit ihrem Rand 36 an einem Teil des Schalters 10 ab, in diesem Fall an den Rand 32 der Federscheibe 28. Mit ihrem Zentrum 44 zieht die Schnappscheibe 30 dabei das bewegliche Kontaktglied 42 nach unten und hebt das bewegliche Kontaktglied 46 von dem ersten stationären Kontakt 48 ab. Dadurch biegt sie gleichzeitig die temperaturunabhängige Federscheibe 28 an ihrem Zentrum 40 nach unten durch, so dass die Federscheibe 28 von ihrer in Fig. 1 gezeigten, ersten stabilen geometrischen Konfiguration in ihre in Fig. 2 gezeigte, zweite geometrisch stabile Konfiguration umschnappt. Fig. 2 zeigt also die Hochtemperaturstellung des Schalters 10, in der dieser geöffnet ist. Der Stromkreis ist damit unterbrochen.
  • Wenn sich das zu schützende Gerät und damit der Schalter 10 samt der temperaturabhängigen Bimetall-Schnappscheibe 30 dann wieder abkühlen, so würde die Bimetall-Schnappscheibe 30 bei Erreichen ihrer Rückschalttemperatur eigentlich wieder in ihre Tieftemperaturkonfiguration umschnappen, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist. Dann würde die Bimetall-Schnappscheibe 30 die Federscheibe 28 eigentlich wieder in ihre erste, in Fig. 1 gezeigte Konfiguration zurückbewegen und den Schalter damit wieder schließen. Dieser Rückschaltvorgang kann bei dem erfindungsgemäßen Schalter 10 jedoch durch eine Schließsperre 52 verhindert werden.
  • Die Schließsperre 52 weist ein Sperrelement 54 auf, das im Wesentlichen platten- bzw. scheibenförmig ausgestaltet ist. Dieses Sperrelement 54 ist in dem in Fig. 1-3 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel zwischen dem Unterteil 16 und dem Oberteil 18 eingeklemmt. Genauer gesagt, ist das Sperrelement 54 zwischen der umlaufenden Schulter 22 und der Isolierfolie 24 eingeklemmt. Zusätzlich zu dieser klemmenden Anordnung kann das Sperrelement 54 auch mit dem Unterteil 16 stoffschlüssig verbunden sein (bspw. verklebt, verschweißt oder verlötet).
  • Ein Ausführungsbeispiel des Sperrelements 54 ist in Fig. 8 in einer schematischen Draufsicht gezeigt. Das Sperrelement 54 ist zumindest größtenteils aus einer Formgedächtnislegierung hergestellt. Diese Formgedächtnislegierung ist dazu eingerichtet, die Form des Sperrelements 54 bei Überschreiten einer vordefinierten Temperatur, welche vorliegend als Sperrelement-Schalttemperatur bezeichnet wird, von einer ersten Form in eine zweite Form zu verändern. In Fig. 8 ist die erste Form des Sperrelements 54 gezeigt. Dies entspricht auch der in Fig. 1 und 2 im schematischen Schnitt angedeuteten Form des Sperrelements 54, in der die Schließsperre 52 noch nicht aktiviert ist.
  • Das Sperrelement 54 hat in seiner ersten Form im Wesentlichen die Form einer Kreisscheibe. Es weist eine Öffnung 56 auf, die in dem vorliegend gezeigten Ausführungsbeispiel als zentral angeordnetes Loch ausgestaltet ist. Durch die Öffnung 56 ragt das bewegliche Kontaktglied 42 des Schaltwerks 14 hindurch (siehe Fig. 1-3). Die Öffnung 56 ist daher in ihrer Größe vorzugsweise derart bemessen, dass das Kontaktglied 42 weder in der ersten Schaltstellung des Schaltwerks 14 noch während dessen Schaltbewegung mit dem Schaltwerk 14 kollidiert. Es versteht sich, dass die Öffnung 56 hierzu nicht zwangsläufig als rundes Loch ausgestaltet sein muss, sondern auch eine andere Form aufweisen kann, bspw. oval, elliptisch oder eckig sein kann.
  • Der Rand 58 des Sperrelements 54, mit dem es an dem Gehäuse 12 befestigt ist, ist vorzugsweise aus einem elektrisch isolierenden Material hergestellt oder mit einem elektrisch isolierenden Material beschichtet. Hierdurch wird die elektrische Isolation zwischen dem Unterteil 16 und dem Oberteil 18 zusätzlich verbessert. Zudem kann hierdurch auch die Stabilität der Einspannung des Sperrelements 54 in dem Gehäuse 12 erhöht werden.
  • Beispielsweise kann der Grundkörper des Sperrelements 54 gesamthaft aus der Formgedächtnislegierung hergestellt sein, die an dem Rand 58 mit einer Klebefolie oder Kunststoffbeschichtung 60 versehen ist. Diese Klebefolie oder Kunststoffbeschichtung 60 ist vorzugsweise beidseitig auf dem Grundkörper aus Formgedächtnislegierung aufgebracht.
  • Das in Fig. 8 gezeigte Sperrelement 54 weist ferner vier Schlitze 62 auf, welche sich in radialer Richtung ausgehend von der Öffnung 56 sternförmig nach außen erstrecken. Die Schlitze 62 erstrecken sich durch die gesamte Dicke des Sperrelements 54. Sie sind also nicht nur oberflächlich in das Sperrelement 54 eingebracht, sondern durchtrennen dieses. Ausgehend von der zentralen Öffnung 56 verlaufen sie in radialer Richtung nach außen, enden jedoch vor dem äußeren Rand 58 des Sperrelements 54.
  • Die Schlitze 62 ermöglichen eine Art Aufklappen des Sperrelements 54, wenn die Formgedächtnislegierung das Sperrelement 54 bei Erreichen der Sperrelement-Schalttemperatur in seine zweite Form bringt. Die vier durch die Schlitze 62 voneinander getrennten Sektoren des Sperrelements 54 klappen dann, wie in Fig. 3 gezeigt, nach unten. Die einzelnen Sektoren des Sperrelements 54 krümmen bzw. wölben sich dabei nach unten.
  • In Fig. 3 ist die Wölbung des Sperrelements 54 in dessen zweiter Form derart, dass es auf dessen Oberseite konvex und auf dessen Unterseite konkav gekrümmt ist. Je nach Art der Ausgestaltung der Formgedächtnislegierung kann die Wölbung des Sperrelements 54 in seiner zweiten Form auch umgekehrt sein, so dass dessen Oberseite konkav und dessen Unterseite konvex gekrümmt ist (ähnlich wie die beiden Scheiben 28, 30 in Fig. 3).
  • Eine derartige temperaturbedingte Formänderung lässt sich grundsätzlich auch mit einem Sperrelement aus Formgedächtnislegierung ohne Schlitze 62 oder mit weniger Schlitzen 62 durchführen. Die Schlitze 62 helfen jedoch innere Spannungen, welche durch die Formänderung des Sperrelements 54 verursacht werden, zu reduzieren. Zu dem lässt sich dadurch die Formänderung des Sperrelements 54 vergrößern.
  • Bei dem in Fig. 1-3 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel ergibt sich folgendes Zusammenspiel zwischen dem Schaltwerk 14 und der Schließsperre 52 bzw. dem dazugehörigen Sperrelement 54: Solange die Schalttemperatur der Bimetall-Schnappscheibe 30 nicht überschritten wird, verbleibt der Schalter in seiner in Fig. 1 gezeigten, geschlossenen Stellung. Bei Erreichen der Schalttemperatur schnappt die Bimetall-Schnappscheibe 30, wie bereits erwähnt, in ihre in Fig. 2 gezeigte Hochtemperaturkonfiguration um und hebt das bewegliche Kontaktglied 42 von dem ersten stationären Kontakt 48 ab, wodurch der Schalter 10 geöffnet und der über den Schalter 10 bis dahin fließende Strom unterbrochen wird. Die Sperrelement-Schalttemperatur, also die Temperatur, bei der die Formgedächtnislegierung das Sperrelement 54 in seine zweite Form bringt, ist vorzugsweise etwas höher gewählt als die Schalttemperatur der Bimetall-Schnappscheibe 30. Beispielsweise kann die Formgedächtnislegierung des Sperrelements 54 derart ausgelegt sein, dass die Sperrelement-Schalttemperatur 5-40 K über der Schalttemperatur der Bimetall-Schnappscheibe 30 liegt. Bei Erreichen der Schalttemperatur verbleibt das Sperrelement 54 also zunächst noch in seiner ersten Form, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist. Die Schließsperre 52 ist in der in Fig. 2 dargestellten Situation also noch nicht aktiviert.
  • Erhöht sich die Temperatur des Schalters 10 und damit auch die Temperatur des Sperrelements 54 nun weiter, so sorgt die Formgedächtnislegierung bei Erreichen der Sperrelement-Schalttemperatur für die bereits erwähnte Formänderung des Sperrelements 54, so dass dieses seine in Fig. 3 dargestellte, zweite Form annimmt. In dieser zweiten Form bzw. Konfiguration drückt das Sperrelement 54, wie in Fig. 3 gezeigt, auf die Oberseite der Federscheibe 28. Hierdurch übt das Sperrelement 54 eine Kraft auf das Schaltwerk 14 aus, die unmittelbar auf die Federscheibe 28 und mittelbar auf das bewegliche Kontaktglied 42 wirkt. Durch diese Kraft wird das Schaltwerk 14 in seiner zweiten Schaltstellung gehalten. Die Schließsperre 52 ist aktiviert.
  • Selbst wenn sich nun der Schalter 10 ausgehend von der in Fig. 3 gezeigten Situation wieder abkühlt, lässt das Schaltwerk 14 nicht mehr in seine erste Schaltstellung bringen, solange die Schließsperre 52 aktiviert ist. Zwar würde bei einem Abkühlen des Schalters 10 unterhalb der Rückschalttemperatur die Bimetall-Schnappscheibe 30 wieder in ihre in Fig. 1 gezeigte Tieftemperaturkonfiguration zurückschnappen. Das Schaltwerk 14 bliebe jedoch auch dann in seiner zweiten Schaltstellung, da der Rand 36 der Bimetall-Schnappscheibe 30 sozusagen ins Leere schnappt, ohne sich an dem Gehäuse 12 abstützen zu können.
  • Auch wenn die Innenbodenfläche 38 seitlich erhöht ist, wie es in Fig. 1-3 durch die gestrichelte Linie 39 angedeutet ist, könnte sich die Bimetall-Schnappscheibe 30 in ihrer Tieftemperaturkonfiguration mit ihrem Rand zwar an dem Gehäuse 12 abstützen. Solange die Schließsperre 52 aktiviert ist, würde die Federscheibe 28 jedoch nach wie vor durch das Sperrelement 54 nach unten gedrückt, so dass das bewegliche Kontaktglied 42 von dem ersten stationären Kontakt 48 beabstandet und der Schalter 10 geöffnet bliebe.
  • Um ein versehentliches Schließen des Schalters 10 bei aktivierter Schließsperre 52 auch dann wirksam verhindern zu können, wenn sich die Bimetall-Schnappscheibe 30 in ihrer Tieftemperaturkonfiguration an dem Gehäuse 12 abstützen kann, muss lediglich die Federkonstante des Sperrelements 54 höher sein als die Federkonstante der Bimetall-Schnappscheibe 30.
  • Je nach Ausgestaltung des Sperrelements 54 ist eine Deaktivierung der Schließsperre 52 entweder gar nicht oder durch eine Kältebehandlung möglich.
  • Im ersten Fall einer irreversiblen Schließsperre 52 handelt es sich bei dem Schalter 10 um einen Einmalschalter. Hierzu wird für das Sperrelement 54 eine Formgedächtnislegierung mit Einweg-Memory-Effekt gewählt.
  • Durch Verwendung einer Formgedächtnislegierung mit Zweiweg-Memory-Effekt kann die Schließsperre 52 alternativ dazu aber auch reversibel ausgestaltet sein. Die Formgedächtnislegierung des Sperrelements 54 ist in diesem Fall dazu eingerichtet, die Form des Sperrelements 54 bei Unterschreiten einer Sperrelement-Rückschalttemperatur von der in Fig. 3 gezeigten zweiten Form in die in Fig. 1 und 2 gezeigte erste Form zurückzubringen. Das Sperrelement 54 kann sich in diesem Fall sozusagen also an beide Formen erinnern.
  • Die Formgedächtnislegierung des Sperrelements 54 ist vorzugsweise derart ausgelegt, dass die Sperrelement-Rückschalttemperatur niedriger ist als die Rückschalttemperatur der Bimetall-Schnappscheibe 30. Beispielsweise kann die Formgedächtnislegierung des Sperrelements 54 derart ausgelegt sein, dass die Sperrelement-Rückschalttemperatur niedriger als die Raumtemperatur ist und zum Beispiel in einem Temperaturbereich von 0-15 °C angesiedelt ist. Durch eine entsprechende Kältebehandlung lässt sich die Schließsperre 52 somit wieder aufheben, so dass der Schalter 10 aus der in Fig. 3 schematisch gezeigten Schaltstellung zurück in die in Fig. 1 schematisch gezeigte Schaltstellung käme.
  • Fig. 4-6 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schalters 10.
  • Fig. 4 zeigt, ähnlich wie zuvor Fig. 1, den Schalter 10 in seiner geschlossenen Stellung, in dem sich das Schaltwerk 14 in seiner ersten Schaltstellung befindet, die Bimetall-Schnappscheibe 30 in ihrer Tieftemperaturkonfiguration ist und die Schließsperre 52 nicht aktiviert ist. Fig. 5 zeigt, ähnlich wie zuvor Fig. 2, den Schalter 10 in seiner geöffneten Stellung, in der sich das Schaltwerk 14 in seiner zweiten Schaltstellung befindet, die Bimetall-Schnappscheibe 30 in ihrer Hochtemperaturkonfiguration ist und die Schließsperre 52 nicht aktiviert ist. Fig. 6 zeigt, ähnlich wie zuvor Fig. 3, den Schalter 10 in seiner geöffneten Stellung, in der sich das Schaltwerk 14 nach wie vor in seiner zweiten Schaltstellung befindet, die Schließsperre 52 jedoch aktiviert ist.
  • Die Schaltfunktion sowie das Zusammenspiel zwischen Schaltwerk 14 und Schließsperre 52 erfolgt bei dem in Fig. 4-6 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel gleich wie es oben bezüglich des in Fig. 1-3 gezeigten ersten Ausführungsbeispiels erwähnt ist.
  • Im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel ist das Sperrelement 54 der Schließsperre 52 bei dem in Fig. 4-6 gezeigten, zweiten Ausführungsbeispiel auf der gegenüberliegenden Seite des Schaltwerks 14 angeordnet. Während das Sperrelement 54 bei dem in Fig. 1-3 gezeigten, ersten Ausführungsbeispiel des Schalters 10 auf der dem ersten Kontakt 48 zugewandten, oberen Seite des Schaltwerks 14 angeordnet ist, ist das Sperrelement 54 bei dem in Fig. 4-6 gezeigten, zweiten Ausführungsbeispiel des Schalters 10 auf der von dem ersten Kontakt 48 abgewandten, unteren Seite des Schaltwerks 14 angeordnet.
  • Das Sperrelement 54 ist zwischen zwei Distanzringen 64, 66 eingeklemmt. Der erste Distanzring 64 ist auf der Innenbodenfläche 38 des Unterteils 16 angeordnet. Auf diesem ersten Distanzring 64 liegt das Sperrelement 54 auf. Der zweite Distanzring 66 ist auf dem Sperrelement 54 angeordnet. Auf der Oberseite des zweiten Distanzrings 66 liegt die Bimetall-Schnappscheibe 30 mit ihrem Rand 36 auf.
  • Ein weiterer Distanzring 68 ist an der Stelle angeordnet, an der das Sperrelement 54 gemäß des ersten Ausführungsbeispiels zwischen dem Unterteil 16 und dem Oberteil 18 angeordnet war. Dieser Distanzring 68 dient als Abstandhalter zwischen dem Unterteil 16 und dem Oberteil 18. Des Weiteren kann sich die Federscheibe 28 von unten an diesem Distanzring 68 abstützen, wenn sich das Schaltwerk 14 in seiner zweiten Schaltstellung befindet (siehe Fig. 5 und 6).
  • Bei dem in Fig. 4-6 gezeigten, zweiten Ausführungsbeispiel des Schalters 10 ist das bewegliche Kontaktglied 42 ferner etwas anders ausgestaltet. Es weist im Bereich seines unteren Endes einen seitlich abstehenden Sockel 70 auf, dessen Durchmesser etwas größer als der Durchmesser der in dem Sperrelement 54 vorgesehenen Öffnung 56 ist. Das bewegliche Kontaktglied 42 ragt durch die in dem Sperrelement 54 vorgesehene Öffnung 56 hindurch, wobei der verbreiterte Sockel 70 unterhalb des Sperrelements 54 angeordnet ist.
  • Das Sperrelement 54 ist gleich ausgestaltet, wie es oben in Bezug auf das in Fig. 1-3 gezeigte, erste Ausführungsbeispiel erwähnt ist (siehe Fig. 8). In seiner zweiten Form, die es nach Erreichen der Sperrelement-Schalttemperatur annimmt, greift das Sperrelement 54 nun jedoch direkt an dem beweglichen Kontaktglied 42 an. Das Sperrelement 54 drückt, wie in Fig. 6 gezeigt, von oben auf den verbreiterten Sockel 70, wodurch das bewegliche Kontaktglied 42 auf Abstand von dem ersten stationären Kontakt 48 gehalten wird. Somit ist auch in diesem Ausführungsbeispiel ein erneutes Schließen des Schalters 10 nicht möglich, solange die Schließsperre 52 aktiviert ist.
  • Auch in diesem Ausführungsbeispiel kann die Schließsperre 52 reversibel oder irreversibel ausgestaltet sein, je nachdem, ob für die Formgedächtnislegierung des Sperrelements 54 eine Formgedächtnislegierung mit Einweg-Memory-Effekt oder eine Formgedächtnislegierung mit Zweiweg-Memory-Effekt verwendet wird.
  • Fig. 7 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schalters 10'. Die Schließsperre 52 ist hier gleich ausgeführt wie bei dem in Fig. 4-6 gezeigten Schalter 10.
  • Da das Zusammenspiel zwischen Schaltwerk 14' und Schließsperre 52 bei dem in Fig. 7 gezeigten Schalter 10' in gleicher Weise wie zuvor erwähnte realisiert ist, wird hierauf an dieser Stelle nicht nochmals explizit eingegangen. Ebenso ist der Schalter 10' gemäß des dritten Ausführungsbeispiels der Einfachheit halber nur in seiner geschlossenen Stellung gezeigt, in der sich das Schaltwerk 14' in seiner ersten Schaltstellung befindet.
  • Der Aufbau des in Fig. 7 gezeigten Schalters 10' ist etwas anders als der Aufbau des Schalters 10 gemäß der in Fig. 1-6 gezeigten, ersten beiden Ausführungsbeispiele.
  • Das Unterteil 16' ist wiederum aus elektrisch leitendem Material. Das flach ausgestaltete Oberteil 18' ist hier hingegen aus elektrisch isolierendem Material gefertigt. Es wird durch den umgebogenen Rand 20' an dem Unterteil 16' gehalten.
  • Zwischen dem Oberteil 18' und dem Unterteil 16' ist ein Distanzring 68' vorgesehen, der das Oberteil 18' gegenüber dem Unterteil 16' beabstandet hält. Auf seiner Innenseite weist das Oberteil 18' einen ersten stationären Kontakt 48' sowie einen zweiten stationären Kontakt 50' auf. Die Kontakte 48' und 50' sind als Nieten ausgebildet, die sich durch das Oberteil 18' hindurch erstrecken und außen in den Köpfen 72, 74 enden, die dem Außenanschluss des Schalters 10' dienen.
  • Das bewegliche Kontaktglied 42' umfasst hier ein Stromübertragungsglied, das als Kontaktteller ausgestaltet ist, dessen Oberseite elektrisch leitend beschichtet ist, so dass das Stromübertragungsglied 76 bei der in Fig. 7 gezeigten, geschlossenen Stellung des Schalters 10 an den Kontakten 48', 50' anliegt und für eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den Kontakten 48' und 50' sorgt. Das Stromübertragungsglied 76 ist über einen Niet 78, der ebenfalls als Teil des Kontaktglieds 42' anzusehen ist, mit der Federscheibe 28 und der Bimetall-Schnappscheibe 30 verbunden. Bei einem Überschreiten der Schalttemperatur sorgt die Bimetall-Schnappscheibe 30 des Schaltwerks 14' ähnlich wie zuvor dafür, dass das Schaltwerk 14' in seine zweite Schaltstellung gebracht wird, in der das Stromübertragungsglied 76 von den beiden Kontakten 48', 50' beabstandet gehalten wird und der Stromkreis demnach unterbrochen ist.
  • Ein wesentlicher Unterschied des in Fig. 7 gezeigten Schalteraufbaus ist darin zu sehen, dass im Gegensatz zu dem in Fig. 1-6 gezeigten Ausführungsbeispiel des Schalters 10 hier weder durch die Federscheibe 28 noch durch die Bimetall-Schnappscheibe 30 in geschlossenem Zustand des Schalters 10 ein Strom fließt. Dieser fließt in geschlossenem Zustand des Schalters 10' lediglich von dem ersten Außenanschluss 72 über den ersten Kontakt 48', das Stromübertragungsglied 76 und den zweiten Kontakt 50' zu dem zweiten Außenanschluss 74.
  • Das Sperrelement 54 der Schließsperre 52 greift an dem Niet 78 an, sobald die Schließsperre 52 aktiviert ist, also sobald die Temperatur des Schalters 10' und damit die Temperatur des Sperrelements 54 die Sperrelement-Schalttemperatur überschreitet. An dem Niet 78 ist hierzu, ähnlich wie bei dem in Fig. 4-6 gezeigten, zweiten Ausführungsbeispiel, ein verbreiterter Sockel 70 an dessen unteren Ende vorgesehen. An diesem Sockel 70 greift das Sperrelement 54 an um den Niet 78 und damit das gesamte bewegliche Kontaktglied 42' nach unten zu drücken und das Schaltwerk 14' in seiner zweiten Schaltstellung zu halten, sobald die Schließsperre 52 aktiviert ist.
  • Grundsätzlich kann die Schließsperre 52 auch bei dem Schalter 10', wie er in Fig. 7 schematisch gezeigt ist, in der Art ausgeführt sein, wie sie bei dem in Fig. 1-3 gezeigten, ersten Ausführungsbeispiel des Schalters 10 realisiert ist.
  • Eine reversible Ausgestaltung der Schließsperre 52 ist auch bei dem in Fig. 7 gezeigten, dritten Ausführungsbeispiel des Schalters 10' ebenso möglich.
  • Es folgt eine Liste weiterer Ausführungsformen:
    1. (1) Temperaturabhängiger Schalter 10, der einen ersten und einen zweiten stationären Kontakt 48, 50 sowie ein temperaturabhängiges Schaltwerk 14 mit einem beweglichen Kontaktglied 42 aufweist, wobei das Schaltwerk 14 in seiner ersten Schaltstellung das Kontaktglied 42 gegen den ersten Kontakt 48 drückt und dabei über das Kontaktglied 42 eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den beiden Kontakten 48, 50 herstellt und in seiner zweiten Schaltstellung das Kontaktglied 42 zu dem ersten Kontakt 48 beabstandet hält und damit die elektrisch leitende Verbindung zwischen den beiden Kontakten 48, 50 unterbricht, wobei das temperaturabhängige Schaltwerk 14 ein temperaturabhängiges Schnappteil 30 aufweist, das bei Überschreiten einer Schalttemperatur aus seiner geometrischen Tieftemperaturkonfiguration in seine geometrische Hochtemperaturkonfiguration umschnappt und bei einem anschließenden Unterschreiten einer Rückschalttemperatur wieder aus seiner geometrischen Hochtemperaturkonfiguration zurück in seine geometrische Tieftemperaturkonfiguration umschnappt, wobei ein Umschnappen des temperaturabhängigen Schnappteils 30 aus seiner geometrischen Tieftemperaturkonfiguration in seine geometrische Hochtemperaturkonfiguration das Schaltwerk 14 aus seiner ersten Schaltstellung in seine zweite Schaltstellung bringt und damit den Schalter 10 öffnet, und wobei eine Schließsperre 52 vorgesehen ist, die ein erneutes Schließen des geöffneten Schalters 10 verhindert, in dem sie das Schaltwerk 14 in dessen zweiter Schaltstellung hält, sobald sie aktiviert ist, wobei die Schließsperre 52 ein Sperrelement 54 aufweist, das zumindest teilweise aus einer Formgedächtnislegierung ist und eine Öffnung 56 hat, durch die das bewegliche Kontaktglied 42 hindurchragt, und das dazu eingerichtet ist, seine Form bei Überschreiten einer Sperrelement-Schalttemperatur von einer ersten Form, in der das Sperrelement 54 die Schließsperre 52 nicht aktiviert, in eine zweite Form zu verändern, in der das Sperrelement 54 die Schließsperre 52 aktiviert, indem es eine Kraft auf ein Teil des Schaltwerks 14 ausübt, die das Schaltwerk 14 in seiner zweiten Schaltstellung hält.
    2. (2) Schalter nach Ausführungsform 1, wobei das Sperrelement 54 im Wesentlichen platten- oder scheibenförmig ausgestaltet ist.
    3. (3) Schalter nach Ausführungsform 1 oder 2, wobei die Öffnung 56 als Durchgangsloch ausgestaltet ist.
    4. (4) Schalter nach einem der Ausführungsformen 1 bis 3, wobei die Öffnung 56 zentral in dem Sperrelement 54 angeordnet ist.
    5. (5) Schalter nach einem der Ausführungsformen 1 bis 4, wobei in dem Sperrelement 54 mindestens ein Schlitz 62 vorgesehen ist, der an die Öffnung 56 angrenzt.
    6. (6) Schalter nach Ausführungsform 5, wobei der mindestens eine Schlitz 62 geradlinig verläuft und sich ausgehend von der Öffnung 56 radial nach außen erstreckt.
    7. (7) Schalter nach einem der Ausführungsformen 1 bis 4, wobei in dem Sperrelement 54 mindestens drei Schlitze 62 vorgesehen sind, die jeweils an die Öffnung 56 angrenzen, geradlinig verlaufen und sich ausgehend von der Öffnung 56 radial nach außen erstrecken.
    8. (8) Schalter nach einem der Ausführungsformen 1 bis 7, wobei der Schalter 10 ein Gehäuse 12 aufweist, und wobei das Sperrelement 54 mit seinem Rand 58 an dem Gehäuse 12 befestigt ist.
    9. (9) Schalter nach Ausführungsform 8, wobei der Rand 58 des Sperrelements 54 aus einem elektrisch isolierenden Material 60 ist oder mit einem elektrisch isolierenden Material 60 beschichtet ist.
    10. (10) Schalter nach Ausführungsform 8 oder 9, wobei das Gehäuse 12 ein von einem Oberteil 18 verschlossenes Unterteil 16 aufweist, und wobei das Sperrelement 54 auf einer im Unterteil 16 angeordneten, umlaufenden Schulter 22 aufliegt und zwischen dem Unterteil 16 und dem Oberteil 18 geklemmt angeordnet ist.
    11. (11) Schalter nach einem der Ausführungsformen 1 bis 10, wobei das Sperrelement 54 auf einer dem ersten Kontakt 48 zugewandten ersten Seite des temperaturabhängigen Schnappteils 30 angeordnet ist und dazu eingerichtet ist, in seiner zweiten Form die Kraft, die das Schaltwerk 14 in seiner zweiten Schaltstellung hält, unmittelbar oder mittelbar auf das temperaturabhängige Schnappteil 30 auszuüben.
    12. (12) Schalter nach einem der Ausführungsformen 1 bis 10, wobei das Sperrelement 54 auf einer von dem ersten Kontakt 48 abgewandten zweiten Seite des temperaturabhängigen Schnappteils 30 angeordnet ist und dazu eingerichtet ist, in seiner zweiten Form die Kraft, die das Schaltwerk 14 in seiner zweiten Schaltstellung hält, unmittelbar oder mittelbar auf das Kontaktglied 42 auszuüben.
    13. (13) Schalter nach einem der Ausführungsformen 1 bis 12, wobei die Formgedächtnislegierung eine Formgedächtnislegierung mit Einweg-Memory-Effekt ist.
    14. (14) Schalter nach einem der Ausführungsformen 1 bis 12, dass die Formgedächtnislegierung eine Formgedächtnislegierung mit Zweiweg-Memory-Effekt ist, und wobei das Sperrelement 54 dazu eingerichtet ist, seine Form bei Unterschreiten einer Sperrelement-Rückschalttemperatur von der zweiten Form in die erste Form zu verändern, wobei die Sperrelement-Rückschalttemperatur niedriger als die Sperrelement-Schalttemperatur ist.
    15. (15) Schalter nach einem der Ausführungsformen 1 bis 14, wobei die Sperrelement-Schalttemperatur gleich hoch oder höher ist als die Schalttemperatur des temperaturabhängigen Schnappteils 30).
    16. (16) Schalter nach Ausführungsform 14, wobei die Sperrelement-Rückschalttemperatur niedriger ist als die Rückschalttemperatur des temperaturabhängigen Schnappteils 30).
    17. (17) Schalter nach einem der Ausführungsformen 1 bis 16, wobei das Schaltwerk 14 ein temperaturunabhängiges Federteil 28 aufweist, das mit dem beweglichen Kontaktglied 42 verbunden ist, wobei das temperaturabhängige Schnappteil 30 bei Überschreiten der Schalttemperatur auf das Federteil 28 einwirkt und dadurch das bewegliche Kontaktglied 42 von dem ersten Kontakt 48 abhebt.
    18. (18) Schalter nach einem der Ausführungsformen 1 bis 17, wobei das temperaturabhängige Schnappteil 30 eine Bi- oder Trimetall-Schnappscheibe ist.
    19. (19) Schalter nach Ausführungsform 17, wobei das bewegliche Kontaktglied 42 ein mit dem ersten Kontakt 48 zusammenwirkendes bewegliches Kontaktteil 46 umfasst, und wobei das Federteil 28 mit dem zweiten Kontakt 50 zusammenwirkt.
    20. (20) Schalter nach einem der Ausführungsformen 1 bis 19, wobei das bewegliche Kontaktglied 42' ein mit beiden stationären Kontakten 48', 50' zusammenwirkendes Stromübertragungsglied 76 umfasst.

Claims (15)

  1. Temperaturabhängiger Schalter (10, der einen ersten und einen zweiten stationären Kontakt (48, 50) sowie ein temperaturabhängiges Schaltwerk (14) mit einem beweglichen Kontaktglied (42) aufweist, wobei das Schaltwerk (14) in seiner ersten Schaltstellung das Kontaktglied (42) gegen den ersten Kontakt (48) drückt und dabei über das Kontaktglied (42) eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den beiden Kontakten (48, 50) herstellt und in seiner zweiten Schaltstellung das Kontaktglied (42) zu dem ersten Kontakt (48) beabstandet hält und damit die elektrisch leitende Verbindung zwischen den beiden Kontakten (48, 50) unterbricht, wobei das temperaturabhängige Schaltwerk (14) ein temperaturabhängiges Schnappteil (30) aufweist, das bei Überschreiten einer Schalttemperatur aus seiner geometrischen Tieftemperaturkonfiguration in seine geometrische Hochtemperaturkonfiguration umschnappt und bei einem anschließenden Unterschreiten einer Rückschalttemperatur wieder aus seiner geometrischen Hochtemperaturkonfiguration zurück in seine geometrische Tieftemperaturkonfiguration umschnappt, wobei ein Umschnappen des temperaturabhängigen Schnappteils (30) aus seiner geometrischen Tieftemperaturkonfiguration in seine geometrische Hochtemperaturkonfiguration das Schaltwerk (14) aus seiner ersten Schaltstellung in seine zweite Schaltstellung bringt und damit den Schalter (10) öffnet, und wobei eine Schließsperre (52) vorgesehen ist, die ein erneutes Schließen des geöffneten Schalters (10) verhindert, in dem sie das Schaltwerk (14) in dessen zweiter Schaltstellung hält, sobald sie aktiviert ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Schließsperre (52) ein Sperrelement (54) aufweist, das zumindest teilweise aus einer Formgedächtnislegierung ist und eine Öffnung (56) hat, durch die das bewegliche Kontaktglied (42) hindurchragt, und das dazu eingerichtet ist, seine Form bei Überschreiten einer Sperrelement-Schalttemperatur von einer ersten Form, in der das Sperrelement (54) die Schließsperre (52) nicht aktiviert, in eine zweite Form zu verändern, in der das Sperrelement (54) die Schließsperre (52) aktiviert, indem es eine Kraft auf ein Teil des Schaltwerks (14) ausübt, die das Schaltwerk (14) in seiner zweiten Schaltstellung hält.
  2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrelement (54) im Wesentlichen platten- oder scheibenförmig ausgestaltet ist.
  3. Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (56) als Durchgangsloch ausgestaltet ist.
  4. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (56) zentral in dem Sperrelement (54) angeordnet ist.
  5. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Sperrelement (54) mindestens ein Schlitz (62) vorgesehen ist, der an die Öffnung (56) angrenzt.
  6. Schalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Schlitz (62) geradlinig verläuft und sich ausgehend von der Öffnung (56) radial nach außen erstreckt.
  7. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Sperrelement (54) mindestens drei Schlitze (62) vorgesehen sind, die jeweils an die Öffnung (56) angrenzen, geradlinig verlaufen und sich ausgehend von der Öffnung (56) radial nach außen erstrecken.
  8. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter (10) ein Gehäuse (12) aufweist, und dass das Sperrelement (54) mit seinem Rand (58) an dem Gehäuse (12) befestigt ist.
  9. Schalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Rand (58) des Sperrelements (54) aus einem elektrisch isolierenden Material (60) ist oder mit einem elektrisch isolierenden Material (60) beschichtet ist.
  10. Schalter nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (12) ein von einem Oberteil (18) verschlossenes Unterteil (16) aufweist, und dass das Sperrelement (54) auf einer im Unterteil (16) angeordneten, umlaufenden Schulter (22) aufliegt und zwischen dem Unterteil (16) und dem Oberteil (18) geklemmt angeordnet ist.
  11. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrelement (54) auf einer dem ersten Kontakt (48) zugewandten ersten Seite des temperaturabhängigen Schnappteils (30) angeordnet ist und dazu eingerichtet ist, in seiner zweiten Form die Kraft, die das Schaltwerk (14) in seiner zweiten Schaltstellung hält, unmittelbar oder mittelbar auf das temperaturabhängige Schnappteil (30) auszuüben.
  12. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrelement (54) auf einer von dem ersten Kontakt (48) abgewandten zweiten Seite des temperaturabhängigen Schnappteils (30) angeordnet ist und dazu eingerichtet ist, in seiner zweiten Form die Kraft, die das Schaltwerk (14) in seiner zweiten Schaltstellung hält, unmittelbar oder mittelbar auf das Kontaktglied (42) auszuüben.
  13. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Formgedächtnislegierung eine Formgedächtnislegierung mit Einweg-Memory-Effekt ist.
  14. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dass die Formgedächtnislegierung eine Formgedächtnislegierung mit Zweiweg-Memory-Effekt ist, und dass das Sperrelement (54) dazu eingerichtet ist, seine Form bei Unterschreiten einer Sperrelement-Rückschalttemperatur von der zweiten Form in die erste Form zu verändern, wobei die Sperrelement-Rückschalttemperatur niedriger als die Sperrelement-Schalttemperatur und/oder niedriger als die Rückschalttemperatur des temperaturabhängigen Schnappteils (30) ist.
  15. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrelement-Schalttemperatur gleich hoch oder höher ist als die Schalttemperatur des temperaturabhängigen Schnappteils (30).
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